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第2章细胞工程第2节动物细胞工程（第1课时）【学习目标】1.认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养，由此分析、推出培养动物细胞需要满足的基本条件。
2.尝试建构动物细胞培养基本流程。
3.认同动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
4.简述干细胞的应用；通过探讨干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险，理性看待生物技术的应用，增强社会责任感。
【重点难点】1.动物细胞培养的过程及条件。
2.干细胞在生物医学工程中的应用。
【学习新知】学习任务一动物细胞培养阅读教材43-45页，完成以下内容：活动1：通过“人造皮肤”事例，概述动物细胞培养的概念。
活动2：认同动物细胞培养是模拟体内生理条件在体外进行的培养，由此分析、推出培养动物细胞需要满足的基本条件。
（1）分析机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动？（2）动细胞培养实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养，你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件？活动3：尝试建构动物细胞培养基本流程。
（1）依据动物细胞培养的概念，初步建构动物细胞培养的流程。
（2）根据教材中“动物细胞培养的过程”的内容，并结合图2-12，思考、回答下列问题：①培养前为什么要将组织分散成单个细胞？②怎样将组织分散成单个细胞细胞？③培养一段时间分裂会受阻,这是为什么？怎样解决这一问题？④什么是细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养？（3）在分析、回答问题的基础上完善动物细胞培养的基本流程。
活动4：比较动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？活动5:完成[自学检测1][自学检测1]1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
(1)培养环境中需要O2，不需要CO2。
（）(2)动物细胞培养要经过脱分化形成愈伤组织。
（）(3)培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。
（）(4)培养瓶中的细胞均需要定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖。
（）(5)培养过程除需要无菌、无毒的环境外，还要定期更换培养液。
第41讲 动物细胞工程1.简述动物细胞的培养过程、条件及其应用；2.简述克隆动物的概念含义和基本原理3.简述体细胞核移植技术和动物克隆技术，以及应用前景4.简述细胞融合的方法过程和单克隆抗体的制备过程应用考点一动物细胞培养与基因工程相比，细胞工程是细胞或细胞器水平上的生物技术，后者是分子水平上的生物技术1.动物细胞培养的条件答案：血清培养液和培养用具7.2-7.4 维持培养液pH 血清、血浆可补充细胞生长和增殖所需的未知营养物质无菌、无毒的环境：即对培养液和所有培养用具进行灭菌（填“灭菌”“消毒”）处理,培养过程加一定量的抗生素杀菌,但要注意选择抗生素的种类和剂量；此外还应定期更换培养液,清除代谢产物，这样做的目的是防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害。
通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%的空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养,2.动物细胞培养的过程①在培养基中加入一定量的抗生素，从培养基功能的角度分类属于选择培养基，用于动物细胞培养的培养基中没有加入凝固剂（如琼脂），从物理性质分类属于液体培养基，从化学成分分类属于合成培养基②选材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官；原因是细胞分化程度低，分裂能力强，容易培养。
③使用胰蛋白酶分散细胞说明细胞间的物质主要是蛋白质。
用胰蛋白酶处理会（会/不会）把所培养的细胞消化掉？原因是蛋白质是细胞膜的主要成分之一；故必须控制好胰蛋白酶的用量和处理时间。
④培养前要将组织细胞分散成单个细胞的目的是：利于营养物质吸收及便于代谢废物排出，利于细胞生长和繁殖。
⑤细胞贴壁和接触抑制A.细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。
B.细胞贴壁生长对培养瓶的要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
C.打破接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。
动物细胞培养必备知识·素养奠基一、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。
二、动物细胞培养的条件1。
营养条件:(1)合成培养基：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成。
（2)天然成分：血清等.（3）一般使用液体培养基,即培养液。
2。
无菌、无毒的环境：(1）培养液和培养用具灭菌处理。
(2）无菌环境下操作.（3）培养液定期更换的目的：清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
3。
温度、pH和渗透压:(1)适宜的温度：哺乳动物多以36。
5±0。
5℃为宜。
(2）适宜的pH:多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
(3)适宜的渗透压。
动物细胞培养能否体现动物体细胞的全能性？说明你的理由。
提示:不能。
动物细胞培养只是细胞的增殖，没有体现细胞的全能性。
4.气体环境：95％空气和5%CO2。
（1)O2作用：细胞代谢所必需的。
(2）CO2的主要作用：维持培养液的pH。
三、动物细胞培养的过程填一填：基于动物细胞培养的过程，完成下面的问题:（1)过程①处理方法有:机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法.(2）过程②为原代培养,培养的动物细胞有两类:①悬浮在培养液中生长增殖;②贴附于某些基质表面生长增殖。
(3）进行过程③时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要使用胰蛋白酶等处理，然后用离心法收集.（4)过程③为传代培养，进行过程③的原因主要有:细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制等。
四、干细胞培养及其应用1。
干细胞分布：早期胚胎、骨髓和脐带等。
2.种类：胚胎干细胞和成体干细胞。
3.判一判：基于干细胞的类型和应用,判断下列说法的正误。
(1)胚胎干细胞和成体干细胞都具有形成机体的所有组织和器官,甚至个体的潜能. (×)提示:成体干细胞具有组织特异性，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。
第46课动物细胞工程·学业质量水平要求·1.结合具体实例，说出动物细胞工程的技术原理。
2.建立动物细胞培养与单克隆抗体制备的基本流程模型；阐明动物细胞融合和植物体细胞杂交的异同。
3.探究动物细胞工程的应用；结合高产奶牛的克隆过程，掌握动物细胞核移植技术。
动物细胞培养1．动物细胞培养的概念：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．动物细胞培养的条件(1)体外培养的动物细胞的类型①能够悬浮在培养液中生长增殖；②需要贴附于某些基质表面才能生长繁殖，而且还会发生接触抑制现象，从而使细胞停止分裂增殖。
(2)过程4．干细胞培养及其应用1．使用合成培养基培养动物细胞时，通常需要加入血清等天然成分。
(√)2．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养。
(√)3．肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。
(×)4．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。
(×)5．干细胞与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关，在医学上有广泛应用。
(√) 6．已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
(√)1．(选择性必修3 P44旁栏思考)进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，不能用胃蛋白酶的原因是胃蛋白酶作用的适宜pH为1.5左右，而动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。
2．(选择性必修3 P44正文)细胞在培养过程中悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
3．(选择性必修3 P46正文)iPS细胞的应用前景优于ES细胞的原因是ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制其在医学上的应用。
iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且可以来自病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以iPS细胞的应用前景要优于ES细胞。
动物细胞工程一、单选题：1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是A．培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体B．培养中的人B细胞能够无限地增殖C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞2．单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。
下列关于单克隆抗体的叙述，错误．．的是A．特异性强、灵敏度高B．与抗癌药物结合可制成“生物导弹”C．体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体D．由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌3．关于单克隆抗体，下列叙述不．正确的是A．可以制成诊断盒．用于疾病的珍断B．可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗C．可以利用基因工程技术生产D．可以在生物体内生产，不能体外生产4．下列关于细胞工程的叙述中，错误．．的是A．植物细胞融合必须先制备原生质体B．试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两方面C．经细胞核移植培育出新个体只具有一个亲本的遗传性状D．用于培养的植物器官或属于外植体5．用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误．．的是A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C．用聚乙二醇（PEG）作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D．筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体6．人类寄希望于利用干细胞（人体中具有分裂、分化能力的细胞）的分离和体外培养，在体外培育出组织器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。
能否用肌细胞代替干细胞A．不能，因为肌细胞与干细胞所含有的遗传物质不同B．不能，因为肌细胞是高度分化的细胞，没有分裂能力C．能，因为肌细胞虽然是分化的细胞，但在一定条件下也可脱分化，实现细胞全能性D．能，因为肌细胞与干细胞具有完全相同的遗传物质7．下列属于组织培养但不是克隆的是（）A．将花粉离体培养成单倍体植株B．芽发育成枝条C．根尖分生区发育成成熟区D．上皮细胞无性繁殖产生的细胞群8．动物细胞培养液和植物组织培养液的共有成分是（）A．葡萄糖B．蔗糖C．动物血清D．维生素9．动物细胞培养的细胞来自于（）A．任何个体的细胞B．只能取自动物胚胎细胞C．只能取自幼龄动物的组织细胞D．胚胎或幼龄动物的器官和组织细胞10．动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是（）A.动物细胞培养B．动物细胞融合C．单克隆杭体D．胚胎、核移植11.“生物导弹”是指（）A.单克隆抗体B.杂交瘤细胞C.产生特定抗体的B淋巴细胞D.在单抗上连接抗癌药物12．.如用动物的细胞进行克隆实验应该选择的细胞核不能是（）A、乳腺细胞的B、卵细胞的C、胃腺细胞的D、囊胚时期的胚胎细胞的13．单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞，在含有次黄嘌呤、氨基喋呤和胸腺嘧啶的培养基（HAT）中无法生长；而小鼠脾细胞是正常细胞，在HAT培养基上可正常存活。
用聚乙二醇诱导细胞融合后，经过数代培养，最终可在HA T培养基上存活并能产生单克隆抗体的细胞是（）A．骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞B．脾细胞之间形成的融合细胞C．骨髓瘤细胞与脾细胞之间形成的融合细胞D．脾细胞14．研究单克隆抗体治疗癌症的思路是（）A．利用单克隆抗体特异性地对抗癌细胞B．以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞C．抗癌物质在克隆细胞中大量合成D．单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合15．用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞（）A.容易产生各种变异B．具有更强的全能性C.取材十分方便D．分裂增殖的能力强16．动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）①诱导融合的方法完全相同②所用的技术手段不相同③所采用的原理完全相同④都能形成杂种细胞A.①②B.①③C.②④D.③④17．有关动物细胞培养的叙述中正确的是A．动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散B．动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中D．培养至50代后能继续传代的传代细胞叫细胞株二.多选题18．关于制备单克隆抗体的叙述不正确的是A．单克隆抗体产自淋巴细胞B．单克隆抗体的制备要经过细胞融合C．单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变D．必须同时在体内和体外培养挑选出所需抗体的细胞群19．对细胞全能性的表述不正确的有A．没有离体植物细胞也能表现出全能性B．动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现C．单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性D．花粉可培育成单倍体，是细胞全能性的体现20．将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是A．B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体B．B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖C．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖D．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体21．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。
如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。
从该图提供的信息可以获得的正确结论有 :A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同B.有无血清对正常细胞培养的影响不同C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养D.培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大三、非选题：22、下图为细胞融合的简略过程（只考虑两个细胞的融合），请据图回答：I．若A、B是基因型分别为rrHH、RRhh两个烟草品种细胞的花粉，且这两对基因位于非同源染色体上，由于一对隐性纯合基因(rr或hh) 的作用，在光照强度大于800勒克斯时，都不能生长。
（1）实验开始时必须用除去不利于原生质体融合的物质。
（2）实验中除获得杂种细胞外，还有基因型为的融合细胞。
（3）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，方法：（4）将杂种细胞培养成杂种植株依据的理论基础是。
II．若该过程是制备治疗“SARS”病毒的单克隆抗体，A为人B淋巴细胞（染色体组成为2A＋XX=46），B为鼠骨髓瘤细胞（染色体组成为2A＋XX=40）（5）用单克隆抗体制成“生物导弹”主要利用了抗体的特性。
（6）A细胞来自于，杂种细胞C共有个染色体组。
（7）杂交瘤细胞在体外培养时与植物组织培养的主要区别是培养基要用培养基。
（物理状态），培养基中除了添加必要的营养物质为还需加入。
23、肺癌在全国的发病率居肿瘤之首，小细胞肺癌是恶性程度最高的一种，上海肺癌研究所细胞与分子免疫研究室在国内率先研制出一种名叫“2F7”的靶向生物导弹。
这种生物导弹是一种专门对小细胞肺癌产生特定靶向性的特异性单克隆抗体。
注入静脉后，会“直扑”小细胞肺癌病灶，使其携带的肿瘤化疗药物能“集中火力”抑制、杀灭肿瘤细胞。
这预示着化疗药物有望弥补“良莠不分”、损害全身免疫力的缺陷。
（1）制备单克隆抗体的原理是。
（2）制备单克隆抗体用到的动物细胞工程技术手段有。
（3）单克隆抗体是由细胞产生的。
（4）静脉注入而不是口服单克隆抗体的原因是。
（5）单克隆抗体与肿瘤细胞结合并发挥作用的过程属于免疫的阶段。
24．为某同学根据右图杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案，据图回答：1）该方案能达到预期效果吗？_________原因是______________________________。
（2）图中②为_________过程，常用____________________________作为诱导剂，该细胞继承了_________________，因此不仅能分泌_________，还有_________________本领。
（3）破伤风杆菌的抗体最终可以从_________和_________中提取。
（4）该方案的目的是_________________。
25、右图是制备分泌抗X抗体的过程，根据图解回答问题：（1）给小鼠注射抗原的目的是__________________。
（2）在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有_________________________的特性。
（3）由图中可看出，单克隆抗体制备过程运用了____ __和__________的动物细胞工程技术手段，前者常用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是可用________________。
（4）动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等，与植物细胞培养基有所不同的是，还含有_________________。
（5）在动物细胞融合过程中，需要将所选取的组织细胞离散开，以利于细胞融合，可用________________处理离体组织细胞使之分散开。
（6）图中有两次筛选过程，其中步骤④的目的是筛选出___________ _____，步骤⑤⑥的目的是筛选出________ _______。
（7）请根据以下信息，设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中筛选出杂交瘤细胞。
已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。
人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。
鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。
方法：____________ ______________。
原理：______________ ________26、(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂长年到细胞表面时，细胞会停止分裂增增殖，这种现象称为细胞的。
此时，瓶壁上形成的细胞层数是。
要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是。
(2)随首细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进面出现的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变面变成细胞，该种细胞的黏着性，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量。
(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被污色，而活细胞不染色，原因是。
(4) 检查某种毒物是否能改变细胞染一的数目，最好选用细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察。
(5)在细胞培养过程中，通常在条件下保存细胞。
因为在这种条件下，细胞中的活性降低，细胞的速率降低。
(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作进行攻击。
27、现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。
请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列有关问题。
Ⅰ．实验原理：根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下称Q值)，可判断该化学物质的毒性。
Ⅱ．材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、适宜浓度的化学物质甲溶液、适宜浓度的化学物质乙溶液、蒸馏水、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常有丝分裂各时期的高倍显微照片。
