第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养.docx
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1、第2节 动物细胞工程第1课时动物细胞培养1 .简述动物细胞培养的过程、条件及应用。2 .掌握干细胞培养及其应用。学习目标素养要求1 .科学思维:构建动物细胞培养的流程图。2 .科学探究:分析讨论动物细胞培养的条件。3 .科学责任:了解干细胞培养的进展、应用前景及平安 问题,认同干细胞培养在疾病治疗方面的应用价值。一、动物细胞培养的条件和过程r梳理教材知识-夯实基础i.动物细胞工程常用的技术:动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等,其中动物 细胞培养是动物细胞工程的基础。2.动物细胞培养概念:从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让 这些细胞生长和增殖的技术
2、。培养条件无机物:无机盐营养条件V有机物:糖类、氨基酸、维生素等、天然成分:血清等将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。培养动物 细胞一般使用液体培养基,也称为培养液。无菌、无毒的环境:需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操 作。培养液还需要定期更换,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。温度:哺乳动物细胞多以36.50.5 为宜温度、pH和渗透压| pH:多数动物细胞适宜pH为2122rz4、渗透压气体环境气体环境02:细胞代谢所必需的C02:维持培养液的pH动物胚胎 或幼龄动 物组织悬浮分裂 生长前分瓶 贴壁接畋培养
3、生长耐在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2 的混合气体的C02培养箱中进行培养。(3)培养过程机械方法或单个加培养班细胞胰蛋白酶、细胞悬液胶原蛋白梅等解析 动物细胞培养所用的培养基是液体培养基,其中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维 生素和血清等,植物组织培养所用的培养基是固体培养基,其中通常含有蔗糖、氨基酸、无 机盐和植物激素等,A正确;动物细胞培养与植物组织培养均需要灭菌处理,并且需要在无 菌条件下进行,B错误;动、植物细胞都可以传代培养,C错误;植物细胞可以培养成植株, 也能培养成大量细胞,D错误。13.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下图。
4、以下表达错误的选项是()实验小鼠皮肤组织4f皮肤细胞悬液q细胞群体1二细胞群体2A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒B.乙过程需要用胰蛋白酶等处理皮肤组织,使细胞分散开C.丙过程表示原代培养,该过程中会出现接触抑制现象D. 丁过程表示传代培养,此过程中的细胞分瓶后能无限增殖答案D解析 离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,甲过程表示从实验小鼠身上取下皮肤组织, 该过程需要对小鼠进行消毒,A正确;皮肤细胞培养前需用胰蛋白酶等处理皮肤组织使细胞 分散开,并制成细胞悬液,B正确;丙过程表示原代培养,该过程中会出现接触抑制现象, C正确;丁过程表示传代培养,但分瓶后,细胞并非都能无限增殖,D错误。14.以
5、下关于动物细胞培养的表达,错误的选项是()A.动物细胞培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染B.可用机械的方法处理动物组织,使其分散成单个细胞C.动物细胞培养的气体环境是95%。2和5%CO2D.进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集答案c解析 动物细胞培养的气体环境是95%空气和5%CO2, C错误。15 .干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可 分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛P细胞,到达治疗糖尿病的目的。以下表达正确的选项是 (不定项)( )A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同,基因表达产物不同B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因
6、组成相同,基因表达存在差异C.骨髓干细胞分化成胰岛样细胞是基因选择性表达的结果D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响,分化是由基因决定的答案BC解析骨髓干细胞和胰岛样细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的体细胞。在有丝分 裂过程中,遗传物质精确复制后平均分配到子细胞中,故骨髓干细胞和胰岛样细胞基因组成 相同。机体的不同细胞是细胞分化的结果,细胞分化的实质是基因选择性表达,表达的产物 存在差异,故A项错误、B项正确;骨髓干细胞是分化程度较低的干细胞,其能分化成胰岛 样细胞是基因选择性表达的结果,C项正确;细胞分化是遗传物质和外界环境条件共同作用 的结果,D项错误。16 .科学家将人体皮肤细胞
7、改造成了多能干细胞 “iPS细胞”,人类“iPS细胞”可以形 成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法,正确的选项是(不定项)() A. “iPS细胞”分化为神经细胞的过程表达了细胞的全能性“iPS细胞”有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期B. “iPS细胞”可分化形成多种组织细胞,是基因选择性表达的结果“iPS细胞”分化成人体多种组织细胞,是因为它具有不同于其他细胞的特定基因答案BC解析 全能性是指体细胞发育为完整个体或其他各种细胞的能力,“iPS细胞”分化为神经 细胞的过程不能表达细胞的全能性;细胞分化是基因选择性表达的结果;由题意知,“iPS 细胞”同人体细
8、胞一样,具有人体生长发育的全套遗传物质。17 .某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时,以动物肝癌细胞为材料,测定抗癌药物对 体外培养细胞增殖的影响。请回答以下有关动物细胞培养的问题:在动物细胞培养时,将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制而成的培养基称为 培养基。通常在培养基中还需要加入适量等一些天然成分。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,C02的作用是 o另外,还应该保证被培养的细胞处于、的环境。在细胞生长过程中,当细胞贴壁生长到一定程度时,其生长会受到抑制,这种现象称为请你帮助兴趣小组的同学分析本实验,实验的自变量是,实验 组和对照组除了自变量不同外,其他处理均应该相同,
9、这是为了遵循实验设计的 原那么。答案(1)合成血清维持培养液的pH无菌无毒(2)接触抑制(3)是否加入抗癌药物单一变量解析(1)将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养 基。由于对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此,在使用合成培养基时,还要加入 一些血清等天然成分。细胞培养所需的气体中有C02,作用是维持培养液的pH。被培养的细 胞必须处于无菌、无毒的环境中,才能保证细胞正常地生长增殖。(2)动物细胞在生长增殖过 程中有接触抑制的现象。(3)实验的目的是要测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响,故实 验的自变量为抗癌药物的有无,其他无关变量应该相同,否那么会干
10、扰实验结果,这种设计遵 循的是实验的单一变量原那么。18 .肺脏是人体的呼吸器官,对气体交换和抵御病原体入侵至关重要。肺脏一旦受损,人体 正常生命活动也将受到影响。中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周斌、季红斌研究团 队和广州生物医药与健康研究院彭广敦研究团队合作证实在人体中存在一种参与肺脏再生的 肺多能干细胞,它可以“按需分化”,完成肺脏内部的“跨界维修”。请回答以下问题: 在人体内,肺多能干细胞“按需分化”是人体细胞中基因 的结果。在体外培养肺多能干细胞时,除提供无菌、无毒、营养齐全等的条件,还需要 作为气体环境。此外还需定期更换培养液,其目的是肺多能干细胞能在体外培养成功,在医学上的意
11、义是(答出一点即可)。 答案(1)选择性表达(2)95%的空气和5%的C02防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危 害(3)修复损伤的肺细胞、治疗肺部疾病、再生肺(4)相关概念细胞贴壁:悬液中分散的细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到外表相互接触时,细胞停止分裂增殖的现象。原代培养:指动物组织经处理后的初次培养。传代培养:分瓶后的细胞培养。辨析易错易混练前清障动物细胞培养表达了动物细胞的全能性()培养保存接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞()悬浮培养的细胞直接用离心法收集,贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集 ()动物细胞培养时,02是细胞代谢所必需的,CO2
12、的主要作用是维持培养液的pH() 答案(1)X (2)X (3) J (4)7r思考延伸拓展强化素养1 .动物细胞培养的原理是细胞增殖。2 .幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比拟,分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比拟,哪 些细胞更易于培养?为什么?提示 幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养,原因是这些细胞分裂能力强。3 .动物细胞培养时,除了添加糖类、氨基酸等必要的营养成分外,往往还需添加血清等一些 天然成分,原因是人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,血清等一些天然成分的营 养成分比拟齐全,可以弥补人工培养基的缺乏。4 .进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要
13、是蛋白质。用胃蛋 白酶可以吗?为什么?提示 不可以。多数动物细胞生存的适宜pH为7.27.4,胃蛋白酶(适宜pH为1.5左右)在 此环境中没有活性,而胰蛋白酶在此环境中活性较高,因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的处 理。二、干细胞培养及其应用梳理教材知识-夯实基础.来源:早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。1 .类型:胚胎干细胞和成体干细胞等。2 .胚胎干细胞概念:存在于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形 成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。局限:胚胎干细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用。3 .成体干细胞概念:成体组织或器官内的
14、干细胞。,骨髓中的造血干细胞(2)类型V 神经系统中的神经干细胞.睾丸中的精原干细胞特点:具有组织特异性,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。作用:有着自我更新能力及分化潜能的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切 相关。(5)应用造血干细胞:治疗白血病、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。神经干细胞: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 .诱导多能干细胞概念:通过体外诱导成红维等细胞,获得类似胚胎干细胞的一种细胞,被称为诱导多能干 细胞(简称iPS细胞)。(2)应用治疗小鼠的镰状细胞贫血;现在用iPS细
15、胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也 取得了新进展。优点:无需破坏胚胎;iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后, 理论上可以防止免疫排斥反响。辨析易错易混练前清障干细胞都是来源于早期胚胎()造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞,主要存在于成体 的骨髓、外周血和脐带血中()不同类型的干细胞,它们的分化潜能完全相同()(4)干细胞将在再生医学、药物平安性与有效性检测等领域发挥大作用()答案(1)X (2)V (3)X (4) Jr思考延伸拓展强化素养i.胚胎干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是胚胎干细胞具有全能拄,可以被诱导分化形 成新的组织细
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