第2節動物細胞工程

第1課時動物細胞培養

課標內容(1)闡明動物細胞培養的條件和過程。

(2)簡述干細胞在生物醫學工程中有廣泛的應用價值。

-----?自主梳理?-----

知識點1動物細胞培養的條件和過程

1.動物細胞工程常用技術

(1)常用技術：動物細胞培養、動物細胞融合和動物細胞核移植等。

(2)基礎：動物細胞培養。

2.動物細胞培養

(1)概念：從動物體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞,然后在適宜的培養

條件下，讓這些細胞生長和增殖的技術。

⑵條件

|①常用培養基的類型：液體培養基,也

醫養■葉②成分：糖類、氨基酸、無機鹽、維生

I素、血清等

I①需要對培養液和所有培養用具進行支

嘉C菌處理以及在無以環境下進行操作

無毒的-②培養液還需要定期更換，以便清除代

環境謝物，防止細胞代謝物積累對細胞口身

I造成危害

溫度:(36.5±0.5)t

中氽用培養■皿或松

pH：7.2~7.4

孟培茶欷，并里子

適宜的滲透壓

C。,培壽箱中\

H|①是細胞代謝所必需的

氣體

環境一②CO,的主要作用是維持培養液的pH

I③氣體組合：95%空氣+5%CC>2

提醒：合成培養基中加血清的原因：血清中含有多種未知的促細胞生長因子及其

他活性物質，可以補充合成培養基中缺乏的物質。

⑶過程

取動物組織

①細胞貼壁：體外

I利用機械法或鰻解達

培養的大多數動物I分散成單個細麗丁

細胞往往她附在培

養瓶的瓶壁上胺蚤白酶、胺

②接觸抑制：當貼制成細胞懸液原將白酶竽

壁細胞分裂生長到

二...:分瓶之前的;

表面相互接觸時,國胞培養，;

細胞通常會停止金;轉入培養液進：即動物組織;

裂增殖,、行固世填養經處理后的;

,初次培養;

放入co,

傳代培養時，懸培養箱

浮培養的細胞直培養

接用逃法收集；

貼壁細胞需要重

新用胰蛋白酶等;二二

處理，使之分散成

單個細胞，然后'三:』..三科'

;分瓶后

再用離心法收集

;的細胞

分瓶后進行傳代培養，培養

提醒正常細胞在培養瓶的瓶壁上形成的是單層細胞；癌細胞沒有接觸抑制現象,

可以在培養瓶壁上形成多層細胞。

知識點2干細胞培養及其應用

1.種類及存在部位

血語干如麗

;（ES細胞）：〔成體干細胞1

V

Y

成體組織或器官

早期胚胎楙位|內,如骨髓、神

經系統、睪丸

具有分化為成年動

物體內的任何一種具有組織特異性,

類型的細胞,并進只能分化成特定

一步形成機體的所[53的細胞或組織，

不具有發育成完

有組織和器官甚至

整個體的能力

個體的潛能

2.應用

（1）可以用于治療人類的某些頑癥：如神經干細胞在治療神經組織損傷和神經系統

退行性疾病（如帕金森病、阿爾茨海默病等）方面有重要的應用價值。

（2）誘導多能干細胞（iPS細胞）：誘導過程無須破壞胚胎，而且iPS細胞可以來源于

病人自身的體細胞，將它移植回病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應。

H自查自糾

⑴多數動物細胞培養過程中其培養液所需的適宜pH為6.8?7.0。(X)

提示：多數動物細胞培養過程中其培養液所需的適宜pH為7.2?7.4。

(2)動物細胞培養要定期更換培養液，其目的是便于清除代謝物，防止代謝物積累

對細胞自身造成傷害。(J)

(3)動物細胞培養技術的原理是動物細胞的全能性。(X)

提示：動物細胞培養技術的原理是細胞增殖。

(4)制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理。(X)

提示：應該用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。

(5)培養動物細胞的第一代(即第一次細胞增殖)被稱為原代培養。(X)

提示：原代培養指動物組織經處理后的初次培養。

(6)胚胎干細胞和成體干細胞都具有形成機體的所有組織和器官，甚至個體的潛能。

(X)

提示：成體干細胞具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發育

成完整個體的能力。

-?合作探究?

一、動物細胞培養的條件和過程

【情境探疑】

完善有關動物細胞培養示意圖，并回答問題：

取動，組織

剪碎組織

I

八用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處

&理將組織分散成單個細胞

I

制成細胞懸液

轉入培養液中_______放入CC>2培養箱

進行原代培養'中培布廣

轉入培養液中進行傳代培養

(1)幼齡動物的細胞與老齡動物的細胞比較，分化程度低的細胞與分化程度高的細

胞比較，哪些細胞更易于培養？為什么？

提示：幼齡動物的細胞和分化程度低的細胞更易培養，原因是這些細胞分裂能力

強。

⑵進行動物細胞傳代培養時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是什么？

用胃蛋白酶可以嗎？為什么？

提示：蛋白質。不可以。多數動物細胞生存的適宜pH為7.2?7.4,胃蛋白酶(適

宜pH為1.5左右)在此環境中沒有活性，而胰蛋白酶在此環境中活性較高，因此

胰蛋白酶適用于細胞培養時的處理。

(3)動物細胞培養過程中有接觸抑制現象，這一現象說明了細胞膜具有什么功能？

細胞膜接受信息后，細胞停止分裂又說明了什么？

提示：細胞培養過程中的接觸抑制說明了細胞膜能進行細胞間的信息交流。細胞

膜接受信息后，細胞停止分裂，說明了細胞膜接受的信息能夠傳遞到細胞核。

(4)為什么動物細胞培養中有貼壁生長的特性？

提示：動物細胞膜上有糖蛋白，使細胞具有黏著性。

(5)動物細胞培養要經過脫分化的過程嗎？為什么？

提示：不需要。因為動物細胞培養是為了培養出大量的細胞，而不是把單個或少

量細胞培養成器官或生物個體。

[■歸納提升

1.動物細胞培養過程中“兩次”使用胰蛋白酶的作用

(1)第一次：用胰蛋白酶處理動物組織，目的是把組織分散為單個細胞后進行培養，

即原代培養。

(2)第二次：細胞培養過程中出現接觸抑制，用胰蛋白酶處理使其從瓶壁上脫離下

來，然后將其分散到多個培養瓶中繼續進行培養，即傳代培養。

2.原代培養與傳代培養

(1)原代培養：細胞懸液第一次在培養瓶中培養，分瓶之前的細胞培養，即動物組

織經處理后的初次培養。

(2)傳代培養：貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續培養，

讓細胞繼續增殖，這樣的培養過程通常被稱為傳代培養。10代以內的細胞可保持

正常的二倍體核型。細胞傳至10?50代左右時，會出現核型異常，細胞增殖會明

顯減緩，甚至完全停止。當繼續傳代培養時，少部分細胞會克服細胞壽命的自然

極限，獲得不死性。

3.動物細胞培養和植物組織培養的比較

1植物組織培養，項目;動物細胞培養；

VVV

植物細胞一般具有

［原理）細胞增殖

全能性

液體培養基，包括

固體培養基，包括

礦質元素、蔗糖、?［培養基）無機鹽、葡萄糖、

維生素、瓊脂、植維生素、氨基酸、

物激素等1動物血清等

離體植物器官、組'細胞1胚胎或幼齡動物組

來源）

織或細胞等織、器官等

脫分化、再分化原代培養、傳代培養

1

獲得新個體或細（知果］大量產生細胞或細

胞產品胞產物

［相高點）

①都需要進行人工條件下的無菌、無毒操作,

無菌培養

②都進行有絲分裂

【典例應用】

例1對某種動物的肝腫瘤細胞進行細胞培養，下列說法錯誤的是（）

A.在利用肝組織塊制備細胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理

B.細胞培養應在含5%CO2的恒溫培養箱中進行，C02的作用是刺激細胞呼吸

C.選擇幼齡動物的組織細胞更易于培養

D.在合成培養基中，通常需加入血清等天然成分

答案B

解析在利用肝組織塊制備細胞懸液時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，以分

解組織細胞間的蛋白質，得到單個細胞，A正確；細胞培養應在含5%CC）2的恒溫

培養箱中進行，C02的作用是維持培養液的pH,B錯誤；采用幼齡動物的組織或

器官作為動物細胞培養的材料，原因是幼齡動物生命力旺盛，細胞分裂能力強，

C正確；合成培養基的成分包括糖類、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素

等，通常還需加入血清等天然成分，D正確。

例2（多選）如圖為豬輸卵管上皮細胞培養過程示意圖。下列有關敘述錯誤的是

豬輸卵管

上皮組織塊

丁

A.甲一乙和丙一丁過程需要用胃蛋白酶處理

B.丙為原代培養，丁為傳代培養，二者都需要在添加血清的合成培養基中進行

C.丙過程會出現細胞貼壁生長和接觸抑制現象，而丁過程不會出現此現象

D.為避免培養過程中的雜菌污染，丙、丁過程中培養瓶蓋必須旋緊不漏氣

答案ACD

解析甲一乙和丙一丁過程需要用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理，A錯誤；丙為

原代培養，丁為傳代培養，二者都需在添加血清的合成培養基中進行，B正確；

丙過程和丁過程均會出現細胞貼壁生長和接觸抑制現象，C錯誤；為避免培養過

程中的雜菌污染，保證其氣體需要，丙、丁過程中需松動培養瓶蓋，將其置于含

95%空氣和5%CO2的混合氣體的C02培養箱中培養，D錯誤。

二、干細胞培養及其應用

【情境探疑】

科研人員利用人類誘導多能干細胞(iPS細胞)同時培育出肝臟、膽管和胰臟3種迷

你器官。該項研究成功研發了多器官系統再生技術，是解析人體內復雜器官形成

發育的有效方法。

(1)利用iPS細胞同時培育出構成肝臟、膽管和胰臟的多種細胞群，這是細胞進行

分化的結果。

(2)胚胎干細胞為什么可以解決供體器官不足的問題？其應用有什么限制因素？

提示：通過胚胎干細胞體外誘導分化，可以培育出人造組織器官，從而解決供體

器官不足問題。胚胎干細胞必須從胚胎中獲取，這涉及倫理問題，因而限制了它

在醫學上的應用。

(3)為什么科學家認為iPS細胞的應用前景優于胚胎干細胞？

提示：iPS細胞的誘導過程無須破壞胚胎，而且iPS細胞可以來源于病人自身的

體細胞，將它移植回病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應。

度歸納提升

三種干細胞的比較

:名稱；：全能干細胞；:多能干細胞：；專能干細胞;

VVVV

具有分化為成

年動物體內的

具有分化成多只能分化成

任何一種類型

種細胞或組織某一種類型

同國》的細胞，.并進

的潛能，但不或功能密切

能發育成完整相關的兩種

的所有組織和

的個體類型的細胞

器官甚至個體

的潛能

［舉例胚胎干細胞造血干細胞神經干細胞

造血干細胞移

通過神經干

植是治療血液

叵司A用于病人的細胞移植治

系統疾病、遺

器官移植等療腦癱、頭顱

傳性血液病等

外傷等病癥

的有效手段

【典例應用】

例3干細胞具有能夠分裂、分化成為人體任何一種組織的潛能，被醫學界稱為

“萬用細胞”。下列有關干細胞的敘述，錯誤的是（）

A.干細胞包括胚胎干細胞和成體干細胞等

B.成體干細胞具有組織特異性

C.胚胎干細胞和成體干細胞均具有發育成完整個體的能力

D.用正常人（異體）的造血干細胞治療白血病，白血病患者體內會發生排斥反應

答案C

解析胚胎干細胞具有發育成完整個體的潛能，成體干細胞只能分化成特定的細

胞或組織，不具有發育成完整個體的能力，C錯誤。

例4（2023?河北衡水高二期末）某實驗室做了下圖所示的實驗研究，下列相關敘述

正確的是（）

①②

小鼠纖維母細胞京=二誘導多能干細胞一幺肝細胞、神經細胞、上皮細胞等

誘導基因

A.過程②是誘導多能干細胞的形態、結構和遺傳物質發生穩定性差異的過程

B.與纖維母細胞相比，經過程①形成的誘導多能干細胞的全能性較高

C.肝細胞、神經細胞、上皮細胞等細胞中基因組成相同，蛋白質完全不同

D.上述細胞中具有細胞周期的是誘導多能干細胞和神經細胞

答案B

解析②表示細胞分化過程，該過程會使細胞的形態、結構和功能發生穩定性差

異，但不會改變細胞中的遺傳物質，A錯誤；與纖維母細胞相比，經過程①形成

的誘導多能干細胞的分化程度較低，其全能性較高，B正確；肝細胞、神經細胞、

上皮細胞都是由誘導多能干細胞分裂、分化形成的，含有相同的基因，但不同細

胞選擇性表達的基因不同，因此細胞中所含蛋白質有所區別，但不是完全不同，

C錯誤；神經細胞已經高度分化，不再分裂，不具有細胞周期，D錯誤。

課堂小結?

思維導圖晨讀必背

1.一般來說，動物細胞培養需要滿足以

下幾個條件：①營養條件（糖類、氨基酸、

概念］無機鹽、維生素等，還需要加入動物血

充足的營養

無菌、無毒的環境清等天然成分）；②無菌、無毒的環境；

條件

動適宜的溫度、pH和滲透壓

物③適宜的溫度、pH和滲透壓；④適宜的

細適宜的氣體環境

胞氣體環境等。

培取材一制備細胞懸液?原代

些L培養傳代培養

養?

2.動物細胞培養一般選用胚胎或幼齡動

|胚胎|

有自我更新與比

干細胞|干細胞|物的組織，細胞在培養過程中會出現細

、化潛能，與組織、

培養及

|成體|器官的發育、再胞貼壁（生長）和接觸抑制現象。

其應用)

|干細胞|生和修復有關

3.干細胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶

血等多種組織和器官中，包括胚胎干細

胞和成體干細胞等。

隨堂檢測

1.（2023?山東煙臺高二檢測）下列哪項條件不是動物細胞培養所需要的（）

A.無菌、無毒的環境B.充足的營養物質

C.適宜的溫度和pHD.95%的空氣和5%的氧氣

答案D

解析動物細胞培養需要無菌、無毒的環境，A不符合題意；用于動物細胞培養

的合成培養基需加入糖類、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等營養物質，

還需加入血清、血漿等天然物質，B不符合題意；動物細胞培養需要適宜的溫度

和pH,其中溫度要與動物體溫相近，C不符合題意；動物細胞培養需要一定的氣

體環境，即95%空氣和5%的C02,其中5%的CCh能維持培養液的pH,D符合

題意。

2.（2023?河南南陽高二檢測）下列關于動物細胞培養的敘述，錯誤的是（）

A.通常將動物組織經處理后的初次培養稱為原代培養

B.在原代培養過程中，細胞在培養液中懸浮生長和增殖

C.發生接觸抑制時需要再次使用胰蛋白酶處理細胞

D.動物細胞培養時要求培養瓶或培養皿內表面光滑

答案B

解析通常將動物組織細胞經處理后的初次培養稱為原代培養，A正確；在原代

培養過程中，細胞會出現兩種類型，一類能夠懸浮在培養液中生長和增殖，另一

類則需要貼壁生長，B錯誤；發生接觸抑制時，需要再次使用胰蛋白酶處理細胞，

制成細胞懸液，C正確；動物細胞培養時，要求培養瓶或培養皿的內表面要光滑、

無毒，易于貼附，D正確。

3.2020年6月，學術期刊《自然》發表論文稱，利用人類多能干細胞培養的皮膚

“類器官”在培養4?5個月后，形成了多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神經

元回路，是迄今最逼真的人皮膚“類器官”。下列相關敘述，正確的是（）

A.多能干細胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質通常會發生改變

B.多能干細胞培養形成多層皮膚組織，說明了動物的體細胞具有全能性

C.給燒傷病人移植自身多能干細胞培養成的皮膚“類器官”可減弱免疫排斥反應

D.該項研究結果表明，多能干細胞可以分化成為人體內所需的各種組織和器官

答案C

解析多能干細胞形成多層皮膚組織的過程中，遺傳物質并未發生改變，只是基

因進行了選擇性表達，A錯誤；全能性是指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完

整有機體或分化成其他各種細胞的潛能，多能干細胞培養形成多層皮膚組織，未

發育成其他各類細胞或完整個體，不能體現全能性，B錯誤；由于多能干細胞培

養成的皮膚“類器官”由自身細胞發育而來，理論上不會出現免疫排斥反應，C

正確；研究結果表明，多能干細胞能形成多層皮膚組織，包含毛囊、皮脂腺和神

經元回路，但不能說明其能分化成各種組織和器官，D錯誤。

4.（2023?福建莆田高二期末）紅豆杉，又名紫杉，人們可從其樹皮中分離出高抗癌

活性的紫杉醇。下圖是某同學設計的有關紫杉醇抗腫瘤實驗的研究流程，下列相

關敘述錯誤的是（）

加入紫杉醇培群

剪碎

后

動物的（甲組）間

姓

肺

瘤

腫瘤腫

理

處

目

組織加入等量的數

物質Y（乙組1

A.酶X可以是胰蛋白酶或膠原蛋白酶

B.物質Y是生理鹽水，實驗結果可與加入紫杉醇的甲組形成對照

C.培養時需要定期更換培養液，目的是營造無菌、無毒的培養條件

D.若甲組腫瘤細胞的數目少于乙組，則可以說明紫杉醇有抗腫瘤作用

答案C

解析動物細胞培養時，通常需要先用胰蛋白酶或膠原蛋白酶等將組織細胞分散

開，從而得到單個細胞，故酶X可以是胰蛋白酶或膠原蛋白酶，A正確；實驗設

計時，需要遵循對照原則和單一變量原則，該實驗的目的是探究紫杉醇對腫瘤細

胞的作用，所以單一變量是紫杉醇，加入紫杉醇的甲組為實驗組，則乙組應加入

等量的生理鹽水，作為對照組，其實驗結果可與加入紫杉醇的甲組形成對照，B

正確；培養時需要定期更換培養液，定期更換培養液可清除細胞代謝物，防止細

胞代謝物積累對細胞自身造成危害，而營造無菌的培養條件需對培養液和所有培

養用具進行滅菌處理，并在無菌環境下進行操作，C錯誤；若紫杉醇有抗腫瘤作

用，則實驗結果應是甲組腫瘤細胞的數目少于乙組，D正確。

5.（多選）利用逆轉錄病毒將4個關鍵基因導入已分化的體細胞中并表達，可使這個

細胞成為類似胚胎干細胞的誘導多能干細胞（iPS細胞）。下圖為該技術在人體細胞

中的實驗示意圖。下列相關敘述中，正確的是（）

細胞供體肌肉細胞iPS細胞正*為

心肌細胞

A.由iPS細胞產生其他種類細胞的過程為細胞分化

B.利用患者的iPS細胞對其自身受損器官進行修復，與傳統器官移植相比成功率

更高

C.目前iPS細胞在實際應用中還存在許多問題，例如，有研究發現iPS細胞的增

殖難以控制，即iPS細胞具有衰老細胞的特征

D.結合以上信息分析，iPS細胞可能容易分散

答案ABD

解析由iPS細胞產生其他種類細胞的過程為細胞分化，圖中①②③表示細胞分

化，其實質是基因的選擇性表達，A正確；iPS細胞來源于供體細胞，用其得到

的新生器官替換供體病變器官，從理論上可以避免免疫排斥反應，大大提高器官

移植成功率，B正確；iPS細胞是類似胚胎干細胞的一種細胞，說明其具有與胚

胎干細胞相似的分化潛力，細胞分化程度低，不易衰老，C錯誤；根據圖示分析，

iPS細胞可能容易分散，分化成不同的組織、器官，D正確。

課時精練

（時間：30分鐘）

【基礎對點】

知識點1動物細胞培養的條件和過程

1.一般來說，動物細胞體外培養需要滿足的條件有（）

①無毒的環境②無菌的環境③培養液中需加血清④溫度與動物體溫相近

⑤需要02⑥加CO2維持培養液的pH

A.①②③④⑤⑥B.①②③④

C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥

答案A

解析動物細胞體外培養要求環境無菌、無毒；在細胞培養液中需添加血清等一

些天然成分；培養溫度一般與動物體溫相近；動物細胞培養還需要。2和CO2,

02是細胞代謝所必需的，CO2可維持培養液的pH。

2.（2023?湖北十堰高二期末）實驗小鼠皮膚細胞培養的基本過程如下圖所示。下列

敘述錯誤的是（）

實驗小鼠一里一皮膚組織一二皮膚細胞一乳細胞培養1工細胞培養2

A.小鼠皮膚細胞的培養應在無菌條件下進行

B.乙過程需要將獲得的皮膚細胞制成細胞懸液

C.丙過程的原代培養出現接觸抑制現象

D.丁過程是傳代培養，細胞增殖時一般不會貼附在瓶壁上

答案D

解析離體動物細胞培養需要無菌、無毒的環境，故小鼠皮膚細胞的培養應在無

菌條件下進行，A正確；乙過程需用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理皮膚組織使組

織細胞分散開來，制成細胞懸液，B正確；丙過程中原代培養，會出現接觸抑制

現象，C正確；丁過程是傳代培養，傳代培養時細胞會貼附在瓶壁上，D錯誤。

3.（2023?湖北鄂州高二期末）動物體內的細胞之所以能夠進行正常的生命活動，是

因為機體給這些細胞提供了適宜的條件，包括充足的營養、穩定的內環境。下列

有關動物細胞培養所需條件的敘述，錯誤的是（）

A.培養液中通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等

B.培養液需要定期更換，防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害

C.培養液需要適宜的溫度、pH和滲透壓，以維持細胞生存

D.動物細胞培養的環境中需要。2,不需要CO2

答案D

解析培養液中的營養物質通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清

等，A正確；培養液需要定期更換，以清除代謝物，防止細胞代謝物積累對細胞

自身造成危害，B正確；培養液需要適宜的溫度、pH和滲透壓，以維持細胞生存，

C正確；動物細胞培養的環境中需要95%的空氣（細胞代謝必需的）和5%的CO2（維

持培養液的pH）,D錯誤。

4.（2023?西安高二期中）某研究小組為測定某藥物對體外培養細胞的毒性，準備對

某種動物的肝腫瘤細胞（甲）和正常肝細胞（乙）進行動物細胞培養。下列有關說法正

確的是（）

A.在利用兩種肝組織塊制備肝細胞懸液時，可用胃蛋白酶處理

B.細胞培養應在CO2培養箱中進行，CO2的作用是刺激細胞的呼吸

C.取單個肝腫瘤細胞進行培養，獲得細胞群的方法不屬于克隆培養法

D.乙細胞在原代培養過程中，最終均會出現停止增殖的現象

答案D

解析在利用兩種肝組織塊制備肝細胞懸液時，常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶等處

理，不能使用胃蛋白酶處理，因為多數動物細胞生存的適宜pH為7.2?7.4,胃蛋

白酶（適宜pH為1.5左右）在此環境中沒有活性，A錯誤；細胞培養應在C02培養

箱中進行，C02的主要作用是維持培養液的pH,B錯誤；取單個肝腫瘤細胞進行

培養，獲得細胞群的方法屬于克隆培養法，C錯誤；乙細胞在原代培養過程中，

細胞貼壁生長，細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細

胞通常會停止分裂增殖，D正確。

5.（2022?江蘇句容高級中學檢測）如圖為腎臟上皮細胞培養過程示意圖，下列敘述

錯誤的是（）

A.甲一乙過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理

B.丙過程指細胞在添加血清的合成培養基中原代培養

C.丙和丁過程均會出現細胞貼壁和接觸抑制現象

D.丁過程是傳代培養的細胞，細胞都能進行無限增殖

答案D

解析甲剪碎腎臟組織塊一乙制成細胞懸液過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處

理，分散成單個細胞，A正確；丙過程指細胞在添加血清的合成培養基中原代培

養，B正確；丙原代培養過程和丁傳代培養過程均會出現細胞貼壁和接觸抑制現

象，C正確；丁過程是傳代培養過程，該過程少部分細胞遺傳物質可能發生了變

化，進而無限繁殖，D錯誤。

6.（2023?湖北孝感高二期末）下圖為科學家在實驗室中培養“人造牛肉”的簡要過

程。下列相關敘述錯誤的是（）

A.用胰蛋白酶處理牛肌肉組織，獲得分裂能力強的肌肉母細胞

B.“人造牛肉”的培養有利于牛肉的工廠化生產，有利于減輕環境污染

C.培養液中的支架提供了更大的細胞貼附面積，有利于細胞貼壁生長

D.生物反應器內應控制好適宜的溫度，并充入純氧保證細胞呼吸

答案D

解析用胰蛋白酶處理動物組織，可以使組織分散成單個細胞，有利于動物細胞

培養，A正確；理論上來說，僅來自1頭牛的干細胞，可制成的肉類食品數量比

宰殺1頭牛多很多倍，有利于牛肉的工廠化生產，同時也可減少對土地、飲用水

和飼料等的需求，溫室氣體等其他環境污染物也會減少，B正確；動物細胞培養

過程中懸液中的細胞會很快貼附在瓶壁上，如果想得到大量的產物，可以增大細

胞貼附面積，有利于細胞貼壁生長，C正確；動物細胞培養的氣體環境為95%空

氣（細胞代謝所必需的）和5%CO2（維持培養液的pH）的混合氣體，D錯誤。

7.（2022.徐州沛縣期中）下圖為動物成纖維細胞的培養過程示意圖。下列敘述正確

的是（）

①切取②制備細胞③原代④傳代

組織懸浮液培養培養

A.步驟①不需要在無菌環境中進行操作

B.步驟②中用鹽酸溶解細胞間物質使細胞分離

C.步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理

D.步驟④培養過程中不會發生細胞遺傳物質改變

答案C

解析動物細胞培養過程需要無菌操作，故步驟①的操作需要在無菌環境中進行,

A錯誤；動物細胞培養過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動物組織，分散成

單個細胞，制成細胞懸液，B錯誤；傳代培養時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的

細胞，使之分散成單個細胞，再分瓶培養，C正確；步驟④為傳代培養過程，該

過程中部分細胞可能發生細胞轉化，核型改變，即發生遺傳物質的改變，D錯誤。

知識點2干細胞培養及其應用

8.下列關于動物細胞培養技術應用的敘述，錯誤的是（）

A.可用于檢測某種物質的毒性

B.可通過培養各種病變細胞，用于藥理等方面的研究

C.可通過動物細胞的大規模培養來生產病毒疫苗、干擾素等

D.經過脫分化、再分化，可構建人造皮膚

答案D

解析動物細胞培養沒有脫分化與再分化過程，D錯誤。

9.肌肉萎縮性側索硬化癥（即漸凍癥）是由突變的基因導致神經元合成了某種毒蛋

白，從而阻礙了軸突內營養物質的流動。最新實驗表明，利用誘導多功能干細胞

（iPS細胞）制作前驅細胞，然后移植給漸凍癥實驗鼠，能延長其壽命。下列相關描

述正確的是（）

A.iPS細胞分化形成的多種細胞的細胞核中脫氧核糖核酸種類不同

B.iPS細胞分化成的多種細胞中全部DNA種類和數量完全相同

C.漸凍癥體現了基因可通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀

D.臨床上，直接給漸凍癥患者植入iPS細胞能更有效治愈該種疾病

答案C

解析iPS細胞能分化形成多種細胞，其實質是基因的選擇性表達，分化形成的

多種細胞的細胞核中脫氧核糖核酸種類相同，A錯誤；iPS細胞分化成的多種細

胞中，DNA種類（細胞核DNA和細胞質DNA）和數量不完全相同，B錯誤；漸凍

癥體現了基因可通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀，C正確；臨床上，

給漸凍癥患者植入iPS細胞，能恢復受損的運動功能，在一定程度上也許會使漸

凍癥病情改善，但不能治愈該種疾病，D錯誤。

10.科學家將人體皮膚細胞改造成了多能干細胞——“iPS細胞”，人類“iPS細

胞”可以形成神經元等人體多種組織細胞。以下有關“iPS細胞”的說法，正確

的是（）

A.“iPS細胞”分化為神經細胞的過程體現了細胞的全能性

B.“iPS細胞”有細胞周期，它分化形成的神經細胞一般不具有細胞周期

C.“iPS細胞”可分化形成多種組織細胞，說明“iPS細胞”在分裂時很容易發生

突變

D.“iPS細胞”分化成人體多種組織細胞，是因為它具有不同于其他細胞的特定

基因

答案B

解析全能性是指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整個體或分化成其他各種

細胞的潛能，”iPS細胞”分化為神經細胞的過程不能體現細胞的全能性；細胞

分化是基因選擇性表達的結果。

【綜合提升】

11.（2023?北京石景山區高三一模）為檢測某藥物X的抗癌活性，在細胞培養板的每

個孔中加入相同數量的肝癌細胞，使其貼壁生長，實驗組加入溶于二甲基亞磯的

藥物X,培養72h后進行計數，比較實驗組和對照組每個孔中細胞數目。下列有

關敘述，錯誤的是（）

A.細胞培養液中通常需要加入血清等天然成分

B.可用胰蛋白酶處理使肝癌細胞脫落下來并進行計數

C.對照組中應加入等體積的無菌蒸儲水，其他條件一致

D.若實驗組細胞數遠低于對照組，可初步判斷此藥物有抗癌效果

答案C

解析培養動物細胞時，細胞培養液中通常需要加入血清等天然成分，A正確；

對于已經貼壁生長的肝癌細胞，可用胰蛋白酶處理，使肝癌細胞脫落下來并進行

計數，B正確；實驗組加入一定體積的溶有藥物X的二甲基亞磯（溶劑），故對照

組中應加入等體積相同濃度的二甲基亞磯（溶劑），C錯誤；若添加藥物X的實驗

組肝癌細胞數目遠低于對照組，可以初步判斷藥物X有抗癌效果，D正確。

12.（多選）動物細胞培養中需要經常轉換培養基，以下對其原因的說明正確的是

（）

A.正常細胞貼壁生長一段時間后會出現接觸抑制現象，即只能形成單細胞層，而

不能重疊

B.由于考慮到02等的供應而在培養瓶中加入的培養基不是很多，會出現營養供給

不足的現象

C.活細胞產生的一些代謝產物對細胞自身有毒害作用，需要定時“轉管”加以清

除

D.細胞長到一定階段，換成促分化培養基，誘導產生各種組織、器官或系統，直

至產生動物新個體

答案ABC

解析正常細胞貼壁生長一段時間后會出現接觸抑制現象，即只能形成單細胞層，

而不能重疊，A正確；由于考慮到02等的供應而在培養瓶中加入的培養基不是很

多，會出現營養供給不足現象，B正確；由于活細胞產生的一些代謝產物對細胞

自身有毒害作用，需要定時''轉管"加以清除，C正確；動物細胞的全能性受到

限制，不能培養成動物個體，動物細胞培養的結果是細胞株、細胞系，D錯誤。

13.（多選）在治療大面積燒傷病人時，通常選取皮膚燒傷患者的自身細胞（如具有分

裂能力的成纖維細胞），經體外培養獲得自體健康皮膚，再通過皮膚移植手術對患

者進行治療。下列說法錯誤的是（）

A.通常選取皮膚中分裂能力強、易培養的成纖維細胞或皮膚干細胞進行體外培養

B.用胃蛋白酶處理組織使其分散成單個細胞，有利于單個細胞與培養液充分接觸

C.該細胞體外培養過程只需要提供02,其呼吸產生的C02就足以維持培養液的

PH

D.與體外培養癌細胞過程相比，該患者皮膚細胞培養過程中會出現接觸抑制現象

答案BC

解析根據題意，為治療皮膚大面積燒傷的患者，選取其自身細胞進行體外培養

獲得健康皮膚，皮膚中成纖維細胞或皮膚干細胞分裂能力強、易于體外培養，通

常選取這些細胞進行體外培養更容易成功，A正確；用胰蛋白酶處理組織使其分

散成單個細胞，可以使單個細胞與培養液充分接觸，有利于細胞充分吸收培養液

中的營養物質，并排出代謝廢物，B錯誤；動物細胞培養所需的氣體主要有02

和C02,02是細胞代謝所必需的，C02的主要作用是維持培養液的pH,因細胞

呼吸產生的C02不足以維持培養液的pH,才需要提供5%的CO2,C錯誤；癌細

胞在營養充足的條件下具有無限增殖的能力，不會出現動物細胞培養過程中出現

的接觸抑制現象，D正確。

14.（多選）（2023?石家莊一中高二檢測）有一種“生物活性繃帶”的原理是先采集一

些細胞標本，再讓其在特殊膜片上增殖，5?7d后，將膜片敷到患者傷口上，膜

片會將細胞逐漸“釋放”到傷口處，并促進新生皮膚層生長，達到愈合傷口的目

的。下列有關敘述中，正確的是（）

A.人的皮膚燒傷后易引起感染，主要是由非特異性免疫機能受損所致

B.種植在膜片上的細胞樣本最好選擇本人的干細胞

C.膜片“釋放”的細胞能與患者自身皮膚愈合，與兩者細胞間的信息交流有關

D.采用異體皮膚移植會導致排斥反應，主要是因為抗體對移植皮膚細胞的黏附作

用

答案ABC

解析皮膚是人體的第一道防線，屬于非特異性免疫，因此人的皮膚燒傷后易引

起感染，主要是由非特異性免疫機能受損所致，A正確；種植在膜片上的細胞樣

本最好選擇來自本人的干細胞，這樣通常可避免發生排斥反應，B正確；膜片”釋

放”的細胞能與患者自身皮膚愈合，該過程涉及兩者細胞膜上糖蛋白的識別，進

行細胞間的信息交流，C正確；若采用異體皮膚移植會導致排斥反應，主要是因

為細胞免疫對移植皮膚細胞有殺傷作用，而不是因為抗體對移植皮膚細胞的黏附

作用，D錯誤。

15.某研究小組進行藥物實驗時，以動物肝細胞為材料，測定某藥物對體外培養細

胞的毒性。供培養的細胞有甲、乙兩種，甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝

細胞。請回答下列有關動物細胞培養的問題：

（1）將數量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養瓶中培養，培養液