新教材同步系列2024春高中生物第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)課件新人教版選擇性必修3

第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)課標(biāo)要點(diǎn)學(xué)法指導(dǎo)1．闡明動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件及過(guò)程2．說(shuō)出干細(xì)胞的培養(yǎng)種類及特點(diǎn)3．舉例說(shuō)出干細(xì)胞的應(yīng)用1．結(jié)合教材描述和插圖理解動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件(科學(xué)思維)2．構(gòu)建動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的流程圖，區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)(科學(xué)思維)3．結(jié)合教材插圖理解干細(xì)胞的種類、特點(diǎn)及應(yīng)用(生命觀念、科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任)知識(shí)導(dǎo)圖

課前·新知導(dǎo)學(xué)

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成____________，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞________和________的技術(shù)。單個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)增殖2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件(1)營(yíng)養(yǎng)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)有_________、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素等，將細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基，稱為_(kāi)___________。通常需要在培養(yǎng)基中加入________等一些天然成分。(2)無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：對(duì)________和所有__________進(jìn)行無(wú)菌處理以及在__________下進(jìn)行操作。培養(yǎng)液需要__________，以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。糖類合成培養(yǎng)基血清培養(yǎng)液培養(yǎng)用具無(wú)菌環(huán)境定期更換(3)溫度、pH和滲透壓①適宜的溫度條件：________±0.5℃。②適宜的pH條件：__________。③CO2的主要作用是維持______________。36.5℃

7.2～7.4

培養(yǎng)液的pH

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中為什么要加動(dòng)物血清？_____________________________________?！敬鸢浮垦逯泻械鞍踪|(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等物質(zhì)，而且還含有多種未知的促生長(zhǎng)因子，能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖

一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下哪些條件？

(

)①無(wú)毒的環(huán)境②無(wú)菌的環(huán)境③合成培養(yǎng)基需加血清④溫度與動(dòng)物體溫相近⑤需要O2，不需要CO2

⑥需要O2和CO2A．①②③④⑤⑥

B．①②③④C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥【答案】D【解析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件有適宜的營(yíng)養(yǎng)、無(wú)菌和無(wú)毒的環(huán)境、溫度、pH和滲透壓、氣體環(huán)境等。其中合成培養(yǎng)基中通常要加入血清，溫度條件為36.5℃±0.5℃，所需的氣體有O2和CO2，CO2的主要作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中的pH。

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程1．原理____________。2．過(guò)程取動(dòng)物組織塊→剪碎→用_________________________處理，將組織分散成___________→制成___________→放入培養(yǎng)瓶中在__________進(jìn)行培養(yǎng)。細(xì)胞增殖胰蛋白酶或膠原蛋白酶單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞懸液適宜環(huán)境3．細(xì)胞貼壁和接觸抑制對(duì)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，大多數(shù)細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶的________上才能生長(zhǎng)增殖，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_________。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到________________時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的__________。4．原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)動(dòng)物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為_(kāi)_________，分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)稱為_(kāi)_________。瓶壁細(xì)胞貼壁表面相互接觸接觸抑制原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前為什么要將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞？_____________________________________?！敬鸢浮糠稚⒑蠹?xì)胞能與培養(yǎng)液充分接觸，更易進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝廢物的排出

下列動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中屬于原代培養(yǎng)的是 (

)A．用胰蛋白酶使組織分散成單個(gè)細(xì)胞的過(guò)程B．從機(jī)體取得細(xì)胞后立即進(jìn)行培養(yǎng)的過(guò)程C．出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后取下的細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程D．哺乳動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)基中的貼壁生長(zhǎng)過(guò)程【答案】B【解析】用胰蛋白酶使組織分散成單個(gè)細(xì)胞的過(guò)程，可以是原代培養(yǎng)，也可以是傳代培養(yǎng)，A錯(cuò)誤；原代培養(yǎng)是指從動(dòng)物機(jī)體組織取得細(xì)胞后立即培養(yǎng)，直到細(xì)胞出現(xiàn)接觸抑制為止，從機(jī)體取得細(xì)胞后立即進(jìn)行培養(yǎng)過(guò)程是原代培養(yǎng)，B正確；出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后，接去下的細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程是傳代培養(yǎng)，C錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞具有貼壁生長(zhǎng)的特點(diǎn)，這與原代培養(yǎng)的定義無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。

干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用1．干細(xì)胞的種類_____________和____________等。2．胚胎干細(xì)胞存在于____________中，具有________為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有______________甚至個(gè)體的潛能。胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞早期胚胎分化組織和器官3．成體干細(xì)胞(1)概念：成體______________內(nèi)的干細(xì)胞。(2)種類：骨髓中的______________、神經(jīng)系統(tǒng)中的_____________和睪丸中的________________等。(3)特點(diǎn)：成體干細(xì)胞具有______________，只能分化成特定的______________，不具有__________________的能力。組織或器官造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞精原干細(xì)胞組織特異性細(xì)胞或組織發(fā)育成完整個(gè)體4．誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(1)概念：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱iPS細(xì)胞)是通過(guò)體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞，獲得的類似______________的一類細(xì)胞。(2)應(yīng)用前景：誘導(dǎo)過(guò)程無(wú)需破壞胚胎，不涉及倫理問(wèn)題；iPS細(xì)胞可以來(lái)源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免___________反應(yīng)。因此應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞免疫排斥5．應(yīng)用(1)將正常的______________移植到病人體內(nèi)，恢復(fù)病人的______和免疫功能，用來(lái)治療白血病等疾病。(2)______________在治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病方面(如帕金森病、阿爾茨海默病等)有重要的應(yīng)用價(jià)值。(3)用____________治療阿爾茨海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進(jìn)展。造血干細(xì)胞造血神經(jīng)干細(xì)胞iPS細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞為什么不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力？_____________________________________?！敬鸢浮可窠?jīng)干細(xì)胞是一種專能干細(xì)胞，已經(jīng)有了很高程度的分化，而細(xì)胞分化具有不可逆性，故神經(jīng)干細(xì)胞不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力判斷下列敘述的正誤。(1)干細(xì)胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。

(

)(2)根據(jù)干細(xì)胞的分化程度可將干細(xì)胞分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和造血干細(xì)胞。

(

)(3)動(dòng)物胚胎的每一個(gè)細(xì)胞都是胚胎干細(xì)胞。 (

)【答案】(1)√

(2)×

(3)×

(4)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，能分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。

(

)(5)成體干細(xì)胞可以分化成特定的組織或器官，也具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。

(

)【答案】(4)√

(5)×課堂·重難探究動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件[知識(shí)歸納][對(duì)點(diǎn)精練]1．(2023·廣東珠海期末)研究小組為測(cè)定某藥物對(duì)體外細(xì)胞培養(yǎng)的毒性，用不同濃度的藥物溶液對(duì)動(dòng)物肝細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述中正確的是

(

)A．用胰蛋白酶或胃蛋白酶處理肝組織來(lái)制備肝細(xì)胞懸液B．恒溫培養(yǎng)箱中的CO2濃度維持在5%左右可促進(jìn)細(xì)胞呼吸C．培養(yǎng)液中添加多種抗生素以保證細(xì)胞培養(yǎng)所需的無(wú)毒環(huán)境D．可以通過(guò)檢測(cè)各組細(xì)胞的存活率來(lái)反映該藥物的毒性【答案】D【解析】在利用肝組織塊制備肝細(xì)胞懸液時(shí)，常用胰蛋白酶處理，不能使用胃蛋白酶，因?yàn)槲傅鞍酌感枰趶?qiáng)酸環(huán)境下才能起作用，但這樣的環(huán)境不適于細(xì)胞生存，A錯(cuò)誤；恒溫培養(yǎng)箱中的CO2濃度維持在5%左右，以維持培養(yǎng)液的pH，B錯(cuò)誤；抗生素是用來(lái)殺菌的，不是殺毒的，C錯(cuò)誤；可以通過(guò)檢測(cè)各組細(xì)胞的存活率來(lái)反映該藥物的毒性，D正確。2．(2023·廣東肇慶期末)利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可獲得大量細(xì)胞。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)包括原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)B．培養(yǎng)過(guò)程需在含95%O2和5%CO2的混合氣體環(huán)境中進(jìn)行C．培養(yǎng)基需定期更換，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成傷害D．操作過(guò)程需在無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境中進(jìn)行【答案】B【解析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程：取動(dòng)物組織塊→剪碎組織→用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中(原代培養(yǎng))→放入CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞用酶分散為單個(gè)細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液(傳代培養(yǎng))→放入CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)，故動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)包括原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)，A正確；培養(yǎng)過(guò)程需在含95%空氣和5%CO2的混合氣體環(huán)境中進(jìn)行，B錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，除保證環(huán)境是無(wú)菌、無(wú)毒外，還必須定期更換培養(yǎng)液，以防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成的傷害，C、D正確。[知識(shí)歸納]1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理細(xì)胞增殖。2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程(1)動(dòng)物的組織塊大部分取自動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織，這是因?yàn)檫@些器官或組織中的細(xì)胞生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)。(2)用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理組織塊，使細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)，不能用胃蛋白酶，主要是因?yàn)閜H不合適。使用胰蛋白酶時(shí)，要控制好作用時(shí)間，因?yàn)橐鹊鞍酌覆粌H能消化細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間作用還會(huì)分解細(xì)胞膜蛋白等，對(duì)細(xì)胞造成損傷。(3)動(dòng)物細(xì)胞的整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中多次用到胰蛋白酶或膠原蛋白酶，第一次使用的目的是使組織細(xì)胞分散開(kāi)；傳代培養(yǎng)時(shí)使用的目的是使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來(lái)，便于分瓶后繼續(xù)培養(yǎng)。(4)一般而言，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程。要想使培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞定向分化，通常采用定向誘導(dǎo)動(dòng)物干細(xì)胞的方法，使其分化成所需要的組織或器官。1．多細(xì)胞動(dòng)物和人體的細(xì)胞都生活在內(nèi)環(huán)境中。體外進(jìn)行的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要什么樣的條件？提示：①充足的營(yíng)養(yǎng)，②無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境，③適宜的溫度、pH和滲透壓，④氣體環(huán)境。2．胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)是什么成分？提示：用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。3．培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？提示：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中有兩種特殊現(xiàn)象：貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制。貼壁生長(zhǎng)即懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁上生長(zhǎng)的現(xiàn)象；接觸抑制是當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖的現(xiàn)象。4．培養(yǎng)過(guò)程中包括有原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)，什么是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)，兩者有什么區(qū)別？提示：原代培養(yǎng)是動(dòng)物組織經(jīng)胰蛋白酶處理后的初次培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞由于接觸抑制不再分裂，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理后，再分瓶培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖，這種培養(yǎng)叫傳代培養(yǎng)?？梢?jiàn)，劃分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的界線是以分瓶為界，即配制細(xì)胞懸液后轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中的第一次培養(yǎng)為原代培養(yǎng)，分瓶后的培養(yǎng)(無(wú)論再分瓶多少次)均為傳代培養(yǎng)。[對(duì)點(diǎn)精練]1．(2023·廣東深圳期中)下圖為動(dòng)物成纖維細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程示意圖。下列敘述正確的是

(

)

A．步驟①的操作不需要在無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行B．步驟②中用鹽酸溶解細(xì)胞間物質(zhì)使細(xì)胞分離C．步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理D．步驟④培養(yǎng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生細(xì)胞貼壁【答案】C【解析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程需要無(wú)菌操作，故步驟①的操作需要在無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行，A錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動(dòng)物組織，分散成單個(gè)細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液，B錯(cuò)誤；傳代培養(yǎng)時(shí)需要用胰蛋白酶處理貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞，使之分散成單個(gè)細(xì)胞，再分瓶培養(yǎng)，C正確；步驟④為傳代培養(yǎng)過(guò)程，該過(guò)程中部分細(xì)胞可能發(fā)生細(xì)胞貼壁，D錯(cuò)誤。2．(2023·廣東番禺期中)海拉(HeLa)細(xì)胞是1951年從一位患宮頸癌的美國(guó)病人身上分離出來(lái)的宮頸癌細(xì)胞，該病人已經(jīng)去世，但海拉細(xì)胞直到今天還在被用于科學(xué)研究。下列說(shuō)法正確的是 (

)A．海拉細(xì)胞可在體外大量增殖，在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象B．將癌變的宮頸癌組織分散為單個(gè)的海拉細(xì)胞，可用胃蛋白酶處理C．培養(yǎng)海拉細(xì)胞時(shí)，氧氣是細(xì)胞代謝所必需的，可將培養(yǎng)皿置于含有95%的O2和5%的CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)D．培養(yǎng)液還需定期更換，以便清除代謝廢物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害【答案】D【解析】海拉細(xì)胞為癌細(xì)胞，具有無(wú)限增殖的能力，但海拉細(xì)胞在體外增殖需要適宜的條件；在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，A錯(cuò)誤。將癌變的宮頸癌組織分散為單個(gè)的海拉細(xì)胞，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，B錯(cuò)誤。培養(yǎng)海拉細(xì)胞時(shí)，O2是細(xì)胞代謝所必需的，可將培養(yǎng)皿置于含有95%的空氣加5%的CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，C錯(cuò)誤。應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝廢物，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害，D正確?！痉椒记伞繄D解動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程[知識(shí)歸納]干細(xì)胞的培養(yǎng)及其應(yīng)用1．胚胎干細(xì)胞的分離途徑2．胚胎干細(xì)胞的特性與培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，包括人類囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，具有胚胎細(xì)胞的特性。它能長(zhǎng)期維持未分化狀態(tài)，又有全能分化的潛能，在體外培養(yǎng)時(shí)仍能維持正常和穩(wěn)定的染色體組型，在特定的環(huán)境誘導(dǎo)下，能分化成各類細(xì)胞。培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的關(guān)鍵是需要一種培養(yǎng)體系，這種體系必須能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長(zhǎng)，同時(shí)還要抑制胚胎干細(xì)胞的分化。3．胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程4．干細(xì)胞的種類名稱全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞舉例胚胎干細(xì)胞造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞特點(diǎn)能形成機(jī)體的任何組織或器官甚至完整個(gè)體能分化成多種細(xì)胞或組織，但不能發(fā)育成完整的個(gè)體只能分化成某一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞名稱全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞應(yīng)用用于病人的器官移植等通過(guò)造血干細(xì)胞移植治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病神經(jīng)干細(xì)胞用于治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病等干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等，干細(xì)胞的培養(yǎng)成功是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域的重大成就之一。目前胚胎干細(xì)胞是胚胎工程的前沿課題之一，也是當(dāng)今生命科學(xué)研究的熱門課題之一。閱讀教材，結(jié)合圖示思考下列問(wèn)題。1．胚胎干細(xì)胞的來(lái)源哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，是從__________或原始性腺中分離出來(lái)的一類細(xì)胞。提示：早期胚胎2．胚胎干細(xì)胞的特性(1)具有發(fā)育的__________，可誘導(dǎo)分化為各種組織細(xì)胞。(2)在某些特定的條件下，體外培養(yǎng)的ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生________。提示：(1)全能性(2)分化3．胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用有什么局限性？提示：胚胎干細(xì)胞必須從胚胎中獲取，這涉及倫理問(wèn)題，因而限制它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。4．什么是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞？它在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上有什么優(yōu)勢(shì)？提示：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱iPS細(xì)胞)是通過(guò)體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞等獲得的類似胚胎干細(xì)胞的一類細(xì)胞。因?yàn)檎T導(dǎo)過(guò)程無(wú)需破壞胚胎，而且iPS細(xì)胞可以來(lái)源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。[對(duì)點(diǎn)精練]1．日本京都大學(xué)的教授將4個(gè)關(guān)鍵基因移植入已分化的體細(xì)胞中并表達(dá)，使這個(gè)細(xì)胞成為具有類似干細(xì)胞功能的多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)。如圖為該技術(shù)在人體細(xì)胞中實(shí)驗(yàn)示意圖，據(jù)圖分析下列說(shuō)法正確的是

(

)A．iPS細(xì)胞與肌肉細(xì)胞有相同的遺傳物質(zhì)，關(guān)鍵基因在肌肉細(xì)胞中能復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯B．過(guò)程①②③是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，圖示過(guò)程體現(xiàn)了iPS細(xì)胞具有全能性C．用該技術(shù)得到的新生器官替換供體病變器官，可避免異體移植產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)D．4個(gè)關(guān)鍵基因表達(dá)過(guò)程將改變肌肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)環(huán)境，使iPS細(xì)胞功能趨向?qū)ｉT化【答案】C【解析】肌肉細(xì)胞中無(wú)關(guān)鍵基因，因此與iPS細(xì)胞的遺傳物質(zhì)不同，A錯(cuò)誤；iPS細(xì)胞是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，具有分化成多種細(xì)胞的潛能，但iPS細(xì)胞不能分化成各種細(xì)胞或產(chǎn)生完整生物體，圖示過(guò)程不能體現(xiàn)iPS細(xì)胞具有全能性，B錯(cuò)誤；用該技術(shù)得到的新生器官替換供體病變器官，可避免異體移植產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)，C正確；由圖可知，4個(gè)關(guān)鍵基因的表達(dá)使肌肉細(xì)胞發(fā)生了脫分化，使iPS細(xì)胞功能趨向多能化，D錯(cuò)誤。2．已故物理學(xué)家霍金曾經(jīng)患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥(俗稱“漸凍癥”)。有研究表明該病是由于突變的基因?qū)е律窠?jīng)元合成了某種毒蛋白，從而阻礙了軸突內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)。最新研究發(fā)現(xiàn)，利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)制作前驅(qū)細(xì)胞，然后移植給漸凍癥實(shí)驗(yàn)鼠，能延長(zhǎng)其壽命。下列相關(guān)描述錯(cuò)誤的是

(

)A．誘導(dǎo)iPS細(xì)胞分化成的多種細(xì)胞中核酸相同，蛋白質(zhì)卻不完全相同B．誘導(dǎo)iPS細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，細(xì)胞種類增多C．將控制合成破壞運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的毒蛋白基因替換，可以起到良好治療作用D．植入神經(jīng)干細(xì)胞，使受損的運(yùn)動(dòng)功能得到恢復(fù)，可在一定程度改善“漸凍癥”【答案】A【解析】細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，因此誘導(dǎo)iPS細(xì)胞分化成的多種細(xì)胞中DNA相同，但RNA不完全相同，A錯(cuò)誤；細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，這會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞種類增多，B正確；若將控制運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元合成毒蛋白基因替換，或許可以起到治療該病的作用，C正確；植入神經(jīng)干細(xì)胞，恢復(fù)受損的運(yùn)動(dòng)功能，在一定程度上會(huì)使“漸凍癥”病情改善，D正確。課堂·延伸提分易錯(cuò)易混：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)分別是動(dòng)物細(xì)胞工程、植物細(xì)胞工程中比較重要的工程技術(shù)，兩者在很多方面都有相似之處，但又有區(qū)別，比較列表如下：項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞的增殖培養(yǎng)基類型固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成分蔗糖、氨基酸、礦質(zhì)元素、維生素、水、瓊脂、植物激素等葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)取材植物幼嫩器官、組織或細(xì)胞幼齡動(dòng)物的器官、組織或早期胚胎結(jié)果植物個(gè)體或新的組織，可以體現(xiàn)全能性獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物，不形成個(gè)體，不體現(xiàn)全能性應(yīng)用植物的快速繁殖；作物脫毒；單倍體育種；突變體的利用；細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等人造皮膚的構(gòu)建；細(xì)胞分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)等相同點(diǎn)兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過(guò)程中都進(jìn)行有絲分裂，都是無(wú)性繁殖；均為無(wú)菌操作；需要適宜的溫度、pH等條件例1下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的敘述正確的是

(

)A．都需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行B．都需要用相應(yīng)的酶分散成單個(gè)細(xì)胞C．培養(yǎng)的原理都是細(xì)胞的全能性D．都使用液體培養(yǎng)基，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)還需要添加血清【答案】A【解析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)都需要無(wú)菌操作，以防止雜菌污染，A正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)要用到胰蛋白酶分散成單個(gè)細(xì)胞，而植物組織培養(yǎng)過(guò)程不需要，B錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖，植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性，C錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)使用液體培養(yǎng)基，還需要添加血清，植物組織培養(yǎng)使用固體培養(yǎng)基，還需要添加植物激素，D錯(cuò)誤。錯(cuò)因分析：一是對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的操作條件掌握不清，兩者都是在無(wú)菌條件下進(jìn)行的；二是對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的材料處理不清，前者動(dòng)物組織在培養(yǎng)前要用剪刀剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞制成細(xì)胞懸液后，再進(jìn)行培養(yǎng)，后者直接利用外植體進(jìn)行接種；三是兩者的培養(yǎng)原理和培養(yǎng)基的性質(zhì)和成分區(qū)分不清，前者利用細(xì)胞增殖的原理，用的是液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)時(shí)需要加入動(dòng)物血清，后者利用植物細(xì)胞的全能性，用的是固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)時(shí)需要加入植物激素。解題技巧：實(shí)驗(yàn)方案的補(bǔ)充和完善例2食品保鮮劑——青鮮素能抑制植物細(xì)胞生長(zhǎng)與分裂從而抑制發(fā)芽，被用于蔬菜的保鮮，但其殘留會(huì)損害人體健康。科研人員以小兔為實(shí)驗(yàn)材料，用“動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)”對(duì)青鮮素毒害性進(jìn)行了檢測(cè)。(1)請(qǐng)完善檢測(cè)青鮮素毒性的實(shí)驗(yàn)：主要實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：取大小相同的六個(gè)培養(yǎng)瓶編號(hào)為1～6，分別加入等量的相同培養(yǎng)液和小兔細(xì)胞。第二步：向1號(hào)培養(yǎng)瓶中加入生理鹽水，向2～6號(hào)培養(yǎng)瓶中分別加入_____________________________________。第三步：在相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，取樣制成臨時(shí)制片，用顯微鏡觀察_____________________________________，____________________________。結(jié)果如下表：培養(yǎng)瓶編號(hào)123456添加劑中青鮮素濃度/(mg/L)水103090270810變異細(xì)胞比例001/1061/1062/1068/106(2)分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：__________________________。(3)該實(shí)驗(yàn)檢測(cè)有毒物質(zhì)毒性的指標(biāo)是______________________，所用培養(yǎng)液中需要加入的特殊營(yíng)養(yǎng)成分是________?！敬鸢浮?1)等量的不同濃度(10、30、90、270、810mg/L)的青鮮素溶液記錄變異細(xì)胞的數(shù)目統(tǒng)計(jì)變異細(xì)胞百分比(2)低濃度的青鮮素毒性很小，濃度90mg/L以上毒性增加明顯(3)變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)(或變異細(xì)胞比例)

血清審題流程：第一步解讀題干，提取有用信息題干“青鮮素殘留會(huì)損害人體健康

，科研人員以小兔為實(shí)驗(yàn)材料，用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)對(duì)青鮮素毒害性進(jìn)行檢測(cè)”。提取有用的信息：①青鮮素殘留會(huì)損害人體健康；②實(shí)驗(yàn)對(duì)象是小兔；③實(shí)驗(yàn)方法是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；④實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菣z測(cè)青鮮素的毒害性。第二步結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析方法，遷移應(yīng)用結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)的自變量是青鮮素的濃度，實(shí)驗(yàn)的因變量是變異細(xì)胞的比例。實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)一般分為三步：第一步，取材、分組、編號(hào)。取材要具有統(tǒng)一性，如取相同的(或生理狀態(tài)相同的)動(dòng)物或植物；分組要具有隨機(jī)性，如隨機(jī)均分成若干組；編號(hào)要具有科學(xué)性，如編號(hào)為甲組、乙組、丙組等。比如本實(shí)驗(yàn)中取大小相同的六個(gè)培養(yǎng)瓶編號(hào)為1～6，分別加入等量的相同培養(yǎng)液和小兔細(xì)胞。第二步，設(shè)置對(duì)照，即分組施加實(shí)驗(yàn)變量，實(shí)驗(yàn)組施加實(shí)驗(yàn)變量(即施加自變量)，對(duì)照組不施加實(shí)驗(yàn)變量(注意遵循等量原則)。比如本實(shí)驗(yàn)中向1號(hào)培養(yǎng)瓶中加入生理鹽水，向2～6號(hào)培養(yǎng)瓶中分別加入等量的不同濃度的青鮮素溶液。第三步，在相同且適宜條件下培養(yǎng)(或飼養(yǎng)、或靜置)一段時(shí)間，觀察或記錄(確定觀察指標(biāo))。比如本實(shí)驗(yàn)中在相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，取樣制成臨時(shí)制片，用顯微鏡觀察，記錄變異細(xì)胞的數(shù)目，統(tǒng)計(jì)變異細(xì)胞百分比。第三步結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)合表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：低濃度的青鮮素毒性很小，濃度90mg/L以上毒性增加明顯。該實(shí)驗(yàn)檢測(cè)有毒物質(zhì)毒性的指標(biāo)是變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)，所用培養(yǎng)液中需要加入的特殊營(yíng)養(yǎng)成分是血清。實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)小結(jié)：1．取材、分組、編號(hào)。為排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，取材要具有統(tǒng)一性，分組要具有隨機(jī)性，編號(hào)要具有科學(xué)性。2．設(shè)置對(duì)照即實(shí)驗(yàn)變量的施加。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組施加變量時(shí)注意“等量”二字。3．培養(yǎng)觀察或記錄。為排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組應(yīng)在相同且適宜條件下培養(yǎng)，觀察或記錄時(shí)要確立觀察或測(cè)量指標(biāo)，觀察指標(biāo)或測(cè)量指標(biāo)要具有可觀測(cè)性。小練·素養(yǎng)達(dá)成1．(2023·廣東珠海期末)下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是 (

)A．兩者所用培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分不完全相同B．培養(yǎng)前都要用酶處理組織以得到單個(gè)細(xì)胞C．前者可使細(xì)胞增殖，后者可產(chǎn)生新的植株D．前者可檢測(cè)有毒物質(zhì)，后者可使植物脫去病毒【答案】B【解析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分不完全相同，A正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前要用酶處理組織以得到單個(gè)細(xì)胞，但是植物組織培養(yǎng)不需要，B錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可使細(xì)胞增殖，植物組織培養(yǎng)可產(chǎn)生新的植株，C正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可檢測(cè)有毒物質(zhì)，植物組織培養(yǎng)可使植物脫去病毒，D正確。2．(2023·廣東東莞期末)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSC)在某些誘導(dǎo)劑作用下可分化成心肌細(xì)胞，在心臟類疾病的治療中擁有廣闊的應(yīng)用前景?？蒲腥藛T從大鼠體內(nèi)分離出BMSC并進(jìn)行多代培養(yǎng)，通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞中基因的表達(dá)產(chǎn)物可以判斷細(xì)胞的分化方向。下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．在CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)BMSC細(xì)胞時(shí)，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pHB．原代培養(yǎng)的BMSC出現(xiàn)接觸抑制時(shí)，需用胃蛋白酶處理并分瓶培養(yǎng)C．培養(yǎng)BMSC時(shí)需定期更換培養(yǎng)液，防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害D．BMSC與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞都是具有分裂能力的細(xì)胞，且具有一定的分化潛能【答案】B【解析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，氣體條件需要有95%空氣和5%的CO2，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH,A正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的pH為7.2～7.4，胃蛋白酶在此條件下會(huì)變性失活，故原代培養(yǎng)的BMSC出現(xiàn)接觸抑制時(shí)，需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理并進(jìn)行分瓶培養(yǎng)，B錯(cuò)誤；為防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害，培養(yǎng)BMSC時(shí)需定期更換培養(yǎng)液，C正確；BMSC與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞都是具有分裂能力的細(xì)胞，且具有一定的分化潛能，

故能在某些誘導(dǎo)劑作用下分化成心肌細(xì)胞，D正確。3．(2023·廣東清遠(yuǎn)期末)小鼠的某種上皮細(xì)胞與某種淋巴細(xì)胞在進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞周期基本相同，但小鼠的這種上皮細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)，呈現(xiàn)扁平不規(guī)則多角形，且貼附在培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)壁上；而該種淋巴細(xì)胞則常常懸浮在培養(yǎng)液中。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (

)A．兩種細(xì)胞的細(xì)胞周期基