備課素材：貼壁生長和接觸抑制-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

貼壁生長和接觸抑制2019版高中生物學(xué)選擇性必修三說，動物細(xì)胞體外培養(yǎng)有細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象：那么，為什么會有細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象？動物細(xì)胞為什么會貼壁生長以鱗翅目昆蟲斜紋夜蛾(Spodopteralitura)為例，其血細(xì)胞在體內(nèi)是分散的，但是如果將這些血細(xì)胞分離出來進(jìn)行原代培養(yǎng)，就會發(fā)現(xiàn)這些原本分散的細(xì)胞出現(xiàn)了貼壁生長的現(xiàn)象"。為什么同樣的細(xì)胞在體內(nèi)是分散的而在體外卻出現(xiàn)貼壁生長的現(xiàn)象呢?想一想,如果體內(nèi)生活的血細(xì)胞是彼此連接,那么勢必會堵塞血管，但如果將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)瓶中制成細(xì)胞懸液，則由于細(xì)胞的密度稍大于培養(yǎng)液的密度，而會在重力作用下造成這些細(xì)胞沉積到培養(yǎng)瓶的底部。同時,由于細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境發(fā)生改變，遂使細(xì)胞會向外表達(dá)產(chǎn)生一些黏連分子,如基膜黏連蛋白和Ⅰ型、IV型膠原蛋白等。這些黏連蛋白一方面與細(xì)胞外基質(zhì)相連,另一方面與培養(yǎng)瓶(招)發(fā)生黏連作用,結(jié)果導(dǎo)致體外培養(yǎng)的細(xì)胞發(fā)生貼璧生長的現(xiàn)象",可見,導(dǎo)致細(xì)胞貼璧最主要的原因是基因選擇性表達(dá)所產(chǎn)生的相應(yīng)的黏連蛋白。接觸抑制是細(xì)胞在生長過程中達(dá)到相互接觸時停止分裂的現(xiàn)象，是一種密度依賴性的生長抑制，但其原因目前也不是十分清楚，一般認(rèn)為這是細(xì)胞間的一種識別作用，當(dāng)細(xì)胞增殖到一定程度而互相挨在一起的時候，細(xì)胞膜上的糖蛋白就識別了這種信息，進(jìn)而使細(xì)胞停止繁殖。當(dāng)然，接觸抑制現(xiàn)象跟細(xì)胞貼壁生長一樣，也不是所有細(xì)胞都必須的，當(dāng)其中的少數(shù)細(xì)胞獲得了不死性或癌變了，也會在相同培養(yǎng)條件下對密度依賴性生長抑制失去敏感性，不會在形成單層時停止生長，而是可以相互堆積形成多層生長的聚集體。另外，原本可以懸浮生長的細(xì)胞更談不上接觸抑制了。因此，動物細(xì)胞培養(yǎng)，動物組織塊要經(jīng)剪碎然后酶解為細(xì)胞懸液。細(xì)胞分散成單個細(xì)胞容易培養(yǎng)，因為細(xì)胞所需的營養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物也容易排出，但這并不意味著動物細(xì)胞培養(yǎng)時非得分散成單個細(xì)胞才行，有時候培養(yǎng)的細(xì)胞甚至還不能分散。組織塊培養(yǎng)跟植物組織培養(yǎng)一樣，動物組織塊也可直接培養(yǎng)，而且是最常用、簡便易行和成功率較高的原代培養(yǎng)方法，早期的動物細(xì)胞的培養(yǎng)多采用此法，將剪成的組織團塊(1mm3的小塊)接種(間距0.2~0.5cm)于培養(yǎng)瓶(或皿)壁即可。細(xì)胞懸液培養(yǎng)如果是上皮組織，獲得細(xì)胞懸液的最佳方案還不是酶解，而是用EDTA(乙二胺四乙酸)來分散，因為該化學(xué)物質(zhì)能與細(xì)胞膜上的鈣、鎂離子結(jié)合成螯合物，利用結(jié)合后的機械力使細(xì)胞變圓而分散或使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫離。器官培養(yǎng)有時整個器官不進(jìn)行組織分離而直接在體外特定環(huán)境條件下也能培養(yǎng)，當(dāng)然，為確保器官中心不發(fā)生因缺乏營養(yǎng)和氧氣而壞死的現(xiàn)象，其厚度或直徑不宜太厚，另外，除仍保持5%CO，外，一般要加注純氧，使氧分壓達(dá)到90%。要使細(xì)胞相互分離，可以用酶將細(xì)胞間粘連著的蛋白質(zhì)(如膠原蛋白、層粘連蛋白、纖粘連蛋白、彈性蛋白等)消化了。教材采用的酶是胰蛋白酶或膠原蛋白酶，這里的“或”不是任意選擇的意思，因為這2種酶的作用對象并不一樣。胰蛋白酶是一種胰臟制品，能強烈地消化細(xì)胞間質(zhì)較少的軟組織如肝、腎、甲狀腺﹑羊膜、胚胎組織等，而對含結(jié)締組織較豐富的如乳腺、滑膜、子宮、纖維肉瘤﹑腫瘤組織等則無效，而且如果消化時間過長，還會損害細(xì)胞的呼吸酶和細(xì)胞膜蛋白，對細(xì)胞有損傷作用，因此，消化后要馬上對培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行洗滌。膠原蛋白酶則是一種從細(xì)菌中提取出來的酶，適于消化纖維性組織、上皮組織以及癌組織，它對細(xì)胞間質(zhì)中的膠原成分有較好的消化作用，雖然作用緩慢但因?qū)?xì)胞本身影響不大，故還是能達(dá)到分散細(xì)胞的目的。例1、下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是A.

因動物細(xì)胞具有接觸抑制特性，可在培養(yǎng)瓶壁上出現(xiàn)多層細(xì)胞B.

原代培養(yǎng)過程中大多數(shù)細(xì)胞的基因型會發(fā)生改變C.

二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D.

培養(yǎng)液中加入抗生素以防培養(yǎng)過程的污染【答案】D【解析】動物細(xì)胞培養(yǎng)流程：除癌細(xì)胞外，細(xì)胞一般都為貼壁生長，且當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂到表面相互接觸時，因為細(xì)胞的接觸抑制就會停止分裂增殖，從而無法形成多層細(xì)胞，A錯誤；克隆培養(yǎng)法即細(xì)胞培養(yǎng)過程中，細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，所以培養(yǎng)出來的多數(shù)細(xì)胞基因型相同，只有少數(shù)細(xì)胞可能在培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)改變，B錯誤；一般來說二倍體細(xì)胞傳代培養(yǎng)過程中一般傳至10代后就不易傳下去了，到10~50代左右，增殖會逐漸減緩，甚至停止，繼續(xù)培養(yǎng)時，細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，在保持二倍體核型的條件下，傳代培養(yǎng)的次數(shù)不可能達(dá)到無限次，C錯誤；在進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)液時，為了防止培養(yǎng)過程被細(xì)菌污染，可以在培養(yǎng)液中添加抗生素，D正確。故選D。例2、下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是（） A． 動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)依據(jù)的原理是動物細(xì)胞的全能性 B． 需用胰蛋白酶或胃蛋白酶將動物組織分散成單個細(xì)胞 C． 動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中通常具有貼壁生長和接觸抑制的特點 D． 10-50代以內(nèi)傳代培養(yǎng)的動物細(xì)胞均能保持正常的二倍體核型【答案】C【解析】1、細(xì)胞貼壁：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在甁壁上．

2、細(xì)胞的接觸抑制：細(xì)胞表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖．（癌細(xì)胞無接觸抑制）．

3、原代培養(yǎng)：從機體取出后立即培養(yǎng)的細(xì)胞為原代細(xì)胞，初次培養(yǎng)稱為原代細(xì)胞培養(yǎng)．

4、傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細(xì)胞，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖．

5、動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是：細(xì)胞增殖．動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的原理是細(xì)胞增殖（有絲分裂），不是細(xì)胞的全能性，A錯誤；傳代培養(yǎng)時需要