动物细胞培养-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修三

第2节动物细胞培养第2章细胞工程1.动物细胞培养一.动物细胞工程（1）动物细胞培养概念关键词：（4）胚胎或幼龄动物的细胞较成体的细胞更易培养。（2）地位：动物细胞工程的基础（3）原理：细胞增殖（有丝分裂）组织分散成单个细胞生长增殖①组织②单个细胞③生长和增殖（5）动物细胞培养的条件①、营养条件ⅰ、适宜的温度、pH和渗透营养物质（糖类、氨基酸、无机盐、维生素等）血清（血清中含有尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质）ⅰ、已知成分ⅱ、未知成分②其他条件ⅲ、无菌、无毒的环境ⅱ、适宜的气体环境36.5±0.5℃7.2-7.4O2CO2（6）动物细胞培养的过程通常将分瓶之前的细胞培养，称为原代培养。将分瓶后的细胞培养称为传代培养取动物组织块分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养液进行原代培养分瓶进行传代培养剪碎、胰蛋白酶处理①①②②细胞贴壁接触抑制原代培养③④③④传代培养比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基特有成分培养结果培养目的相同点讨论2：植物组织培养和动物细胞培养的比较获得细胞或细胞产物常用固体培养基植物体葡萄糖、动物血清常用液体培养基细胞增殖细胞的全能性许多细胞快速繁殖等蔗糖、植物激素1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件1.幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？

幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。分化程度越低的细胞，更容易培养。

2.为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？3.胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？

Ⅰ、细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖；Ⅱ.能使细胞与培养液充分接触，更易进行物质交换。胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外，长时间的作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。

4：动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？5：目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为几代以内？为什么？不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体。通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。6.离心的作用？7.动物细胞培养技术有没有体现动物细胞的全能性？得到细胞，去掉胰蛋白酶未体现；动物细胞培养只是细胞增殖的过程8.“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因癌细胞；癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少2.干细胞培养及其应用（1）干细胞概念关键词：早期胚胎、骨髓、脐带血早期胚胎可分化为任何一种类型的细胞，形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等少数、分裂和分化能力（2）分布：（3）分类：①、胚胎干细胞（简称ES细胞）ⅰ、分布：存在于________中ⅱ、特点：ⅲ、应用实例：②、成体干细胞ⅰ、分布：ⅱ、常见类别：ⅲ、特点：ⅳ、实例：成体组织或器官内造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞

组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力造血干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中3.干细胞的应用ⅰ、造血干细胞：ⅱ、神经干细胞：治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）4.干细胞应用面临的问题存在________________ⅲ、诱导多能干细胞（iPS细胞）：将特定基因或特定蛋白导入细胞用小分子化合物诱导形成①获取方法：成纤维细胞、分化的T细胞、B细胞②诱导多能干细胞优点：A.诱导过程无需破坏胚胎。B.避免免疫排斥反应。③诱导多能干细胞应用：可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展取成纤维细胞转入相关因子细胞转化为iPS细胞诱导iPS细胞定向分化为多种组织细胞移植回病人体内③诱导多能干细胞应用：可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展1．脐带间充质干细胞（UC-MSCs）具备较强的自我更新能力，且维持未分化状态，体外培养时，利用诱导因子处理可以将UC-MSCs诱导分化为心肌样细胞，用于心肌梗死治疗。下列相关叙述正确的是（）A．培养UC-MSCs时，血清可提供细胞生长所需的全部营养B．诱导分化过程中，UC-MSCs的遗传物质发生定向改变C．体外培养UC-MSCs时需向培养箱中添加一定浓度的CO2D．UC-MSCs分化为心肌样细胞，体现了细胞的全能性C1．C【详解】A、血清含有多种生长因子、激素和营养物质，但并非提供细胞所需的全部营养，且细胞代谢还需特定培养基成分支持，A错误；B、细胞分化是基因选择性表达的结果，遗传物质不发生改变，诱导分化仅改变基因表达模式，B错误；C、动物细胞培养中，添加CO₂可维持培养液的pH，这是维持细胞正常代谢的必要条件，C正确；D、细胞全能性指细胞发育成完整个体的潜能，UC-MSCs分化为心肌样细胞仅形成特定细胞类型，未形成个体或完整器官，故未体现全能性，D错误。故选C。2．中国科学家团队利用优化的3D悬浮系统，成功地将胚胎干细胞衍生的猴胚胎体外培养到第25天，实现了原肠胚形成后期发育过程的体外完整模拟。下列叙述正确的是（）A．从胚胎干细胞到原肠胚后期发育过程，体现了干细胞的全能性B．胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离C．在动物干细胞培养中通常需要添加血清，并置于95%O2和5%的CO2条件下培养D．原肠胚后期发育过程的体外模拟依赖于体外受精技术和早期胚胎的体外培养技术B2．B【详解】A、干细胞的全能性是指其发育成完整个体的潜能，而题干中胚胎干细胞仅发育至原肠胚后期（已出现细胞分化），未形成完整个体，故未体现全能性，A错误；B、胚胎干细胞（ES细胞）是一类未分化的多能干细胞，可从囊胚期的内细胞团或原始生殖细胞中分离获得，B正确；C、动物细胞培养的气体环境通常为95%空气和5%的CO2，C错误；D、题干明确使用"胚胎干细胞衍生的猴胚胎"，说明胚胎来源于干细胞分化而非受精卵，因此不依赖体外受精技术，D错误。故选B。3．N蛋白特异性表达于胚胎干细胞（ES细胞），推测与ES细胞未分化状态的维持有关。为验证推测，研究者将与N蛋白mRNA互补的三种siRNA导入ES细胞，检测结果如图1、图2。下列叙述错误的是（）A．ES细胞具自我更新能力和分化潜能B．GAPDH检测结果排除取样量干扰C．推测图2中实验组应为siRNA-1组D．N蛋白可抑制ES细胞的有丝分裂D3．D【详解】A、胚胎干细胞（ES细胞）的特点就是具有自我更新能力和分化潜能，可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，A正确；B、检测GAPDH（在所有细胞中稳定表达）的目的是确保各组实验中细胞取样量一致，排除因取样量不同对实验结果的干扰，B正确；C、据图1分析，siRNA-1对N蛋白的抑制效果最明显（N蛋白条带几乎消失），siRNA-2、siRNA-3的抑制效果较弱，图2中实验组的ES细胞增殖速率显著低于对照组，说明该组N蛋白被显著抑制，因此，推测实验组应为抑制效果最强的siRNA-1组，C正确；D、当N蛋白被抑制（实验组）时，ES细胞的增殖速率低于对照组。这说明N蛋白的存在会促进ES细胞的有丝分裂，D错误。故选D。4．（一）以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs)，诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)，然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。(1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用

处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加

等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。(1)

胰蛋白酶

动物血清4．（一）以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs)，诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)，然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。(2)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是

。基因的选择性表达4．（一）以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs)，诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)，然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。(3)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是

。(3)诱导iPS细胞的技术是将已经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)的技术，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术4．（一）以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs)，诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)，然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。（二）根据所学知识完成下列问题：(4)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，原因是

。(4)不同植物存在生殖隔离4．（一）以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs)，诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)，然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。（二）根据所学知识完成下列问题：(5)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是

，植物体细胞融合完成的标志是

。(6)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄－马铃薯”属于

倍体植株。

植物细胞的全能性

再生出新的细胞壁六4．（一）以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个