2025版高考生物一轮总复习教案选择性必修3第十单元生物技术与工程第四讲动物细胞工程考点一动物细胞培养

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考点一 动物细胞培养
必备知识·夯实基础
知|识|巩|固
1．动物细胞培养的条件
2．动物细胞培养的过程
3．干细胞培养及其应用
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)体外培养的动物细胞一类能悬浮在培养液中生长增殖，另一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。( √ )
(2)进行动物细胞培养时常用胃蛋白酶分散成单个细胞。( × )
(3)幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞更容易进行动物细胞培养。( √ )
(4)干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。( √ )
延|伸|探|究
1．动物细胞培养时，要将动物组织分散成单个细胞的原因是什么？
提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢物的及时排出；③防止细胞与细胞靠在一起限制彼此的生长和增殖。
2．为什么说iPS细胞的应用前景要优于ES细胞？
提示：ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了在医学上的应用。iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞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。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．细胞贴壁和接触抑制
①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。
②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。
③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。
2．动物细胞培养与植物组织培养的比较
精|准|命|题
考向一 结合动物细胞培养，考查生命观念
》例1 下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是( C )
A．动物细胞培养所需的营养物质与植物细胞培养不同
B．传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞
C．癌细胞在培养瓶中培养会出现接触抑制现象
D．动物细胞培养时需要添加抗生素以防止杂菌污染
解析： 动物细胞培养需要血清、血浆等，植物细胞培养需要蔗糖等，A项正确；传代培养时需要用胰蛋白酶等处理贴壁生长的细胞，不然会因为接触抑制而无法继续分裂，B项正确；癌细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞间信息交流受到限制，在培养瓶中培养不会出现接触抑制现象，C项错误；动物细胞培养时需添加一定量抗生素以防止杂菌污染，D正确。
(1)原代培养和传代培养
①原代培养：动物组织经处理后的初次培养。
②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。
(2)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象
①第一次：用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。
②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。
〔变式训练1〕 (2024·山西运城高三模拟)对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列说法错误的是( C )
A．在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B．动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH
C．为了防止动物细胞培养过程中受污染，可向培养液中加入适量的干扰素
D．在合成培养基中，通常需加入血清等一些天然成分
解析： 在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以分解组织细胞间的蛋白质，得到单个细胞，A正确；动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，B正确；为防止动物细胞培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，C错误；使用合成培养基培养动物细胞时，通常要加入血清等一些天然成分，以利于动物细胞生长，D正确。
考向二 围绕干细胞培养及其应用，考查社会责任
》例2 (2024·江苏南京高三模拟)某学术期刊发表论文称，利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4～5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，是迄今最逼真的人皮肤类器官。下列相关叙述正确的是( C )
A．多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质通常会发生改变
B．多能干细胞培养形成多层皮肤组织，说明动物的体细胞具有全能性
C．给烧伤病人移植自身多能干细胞培养成的皮肤类器官可减弱免疫排斥反应
D．该项研究结果表明多能干细胞可以分化成为人体内所需的各种组织和器官
解析： 多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质并未发生改变，只是发生了基因的选择性表达，A错误；多能干细胞培养形成多层皮肤组织，未分化成各种细胞或发育成完整个体，不能体现动物体细胞的全能性，B错误；研究结果表明，多能干细胞能形成多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，但不能说明其能分化成各种组织和器官，D错误。
〔变式训练2〕 某大学的教授将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干细胞功能的诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图为该技术在人体细胞中的实验示意图，据图分析下列说法正确的是( C )
A．iPS细胞与肌肉细胞有相同的遗传物质，关键基因在肌肉细胞中能复制、转录和翻译
B．过程①②③是基因选择性表达的结果，图示过程体现了iPS细胞具有全能性
C．用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，可避免异体移植产生的免疫排斥反应
D．4个关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境，使iPS细胞功能趋向专门化
解析： 肌肉细胞中无关键基因，因此与iPS细胞的遗传物质不同；图示过程中没有分化成各种细胞或发育成完整个体，因此没有体现出细胞的全能性；用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，可避免异体移植产生的免疫排斥反应；由图可知，4个关键基因的表达使肌肉细胞发生了“脱分化”，使iPS细胞功能趋向多能化。课标要求
核心素养
1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
2．阐明动物细胞核移植一般是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。
3．阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
4．概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。
5．简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
1.应用结构与功能观理解动物细胞工程的原理和操作。(生命观念)
2．构建各种动物细胞工程操作流程模型，分析操作注意事项。(科学思维)
3．结合生产生活实践，分析动物细胞工程的应用，关注伦理与人体健康。(社会责任)
种类
胚胎干
细胞
成体干细胞
诱导多能
干细胞
来源
早期胚胎
骨髓、脐带血等
体细胞(如成纤维细胞等)
特点
能分化成任何一种细胞、组织或器官，甚至成为个体
分化成特定的细胞或组织
能诱导分化成类似胚胎干细胞的细胞
应用
分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等
造血干细胞用于治疗白血病，神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等
治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等
项目
动物细胞培养
植物组织培养
生物学原理
细胞增殖
细胞全能性
培养基性质
液体
固体
培养结果
子代细胞
新的植株
应用
是动物细胞工程的基础
快速繁殖、培育作物新品种、细胞产物的工厂化生产、作物脱毒
培养条件
无菌、适宜的温度和pH、营养等
取材
动物组织
植物器官、组织或细胞
培养对象
分散的单个细胞
植物器官、组织或细胞
过程
原代培养、传代培养
脱分化、再分化
细胞分裂、生长、分化特点
贴壁生长、接触抑制
①脱分化形成愈伤组织；②再分化形成根、芽等