动物细胞的培养是选修3中的一个难点,内容复杂,名称多样,需要增加理解和归纳整理。组织特性和贴壁生长都是动物细胞培养的生物学特性。

选修3教材第28页

动物细胞培养的细胞生长特点(动物细胞培养的生物学特性组织特性和贴壁生长)(1)

问题:动物细胞培养过程中形成的细胞体现组织特性,如何理解?什么是组织特性?是不是所有的细胞都能贴壁生长?

01

组织和组织特性

问题:动物细胞培养过程中,如何理解组织特性?

要理解这个问题首先要了解组织的定义,这个定义是初中生物教材中出现的。

所谓组织就是由形态相似,结构、功能相同的细胞联合在一起组成的细胞群。

构成同一组织的细胞的特点是:形态相似,结构、功能相同,也就是说,培养到一定阶段细胞之间形态相似,结构、功能相同。

动物细胞培养过程中如何形成组织特性的?

1.从培养的条件来看

动物细胞培养时,因为动物体细胞一般不能表达其全能性,因此得到的是同一种的细胞,也就是趋向单一化,原因是在相同的培养条件下形成的细胞群体。这样就有类似于组织的形态,结构和功能相似的细胞群。

肝细胞的原代培养

动物细胞培养的细胞生长特点(动物细胞培养的生物学特性组织特性和贴壁生长)(2)

2.从动物细胞(组织)培养的生长特性来看

体外培养细胞类型:(1)成纤维型;(2)上皮型;(3)游走型;(4)多形型。

成纤维细胞型:细胞外形与体内成纤维细胞形状相似,细胞大致呈梭形或不规则形。前者贴壁后呈长梭形,圆形细胞核位于中央,胞质外伸出2-3个长短不同的突起,生长时呈放射状、漩涡状走向。多数细胞之间排列疏散,有较大的细胞间隙。有时也相互平行排列,成群细胞呈现放射状、旋涡状等形式。

成纤维细胞

动物细胞培养的细胞生长特点(动物细胞培养的生物学特性组织特性和贴壁生长)(3)

上皮型细胞:类似上皮细胞的细胞,特点是:扁平状,形态较为规则,细胞贴壁后呈三角形及不规则扁平的多角形,中央有扁圆形核,生长时彼此紧密连接成单层细胞。

因为相互拥挤而呈现“铺路石状”,局部可以单层的上皮状“膜片组织”。皮肤的表皮细胞、消化管与呼吸道的上皮细胞、肺泡上皮细胞、消化腺上皮细胞、血管内皮细胞等。

游走型细胞:分散生长,一般不连接成片形成群落;细胞胞质常伸出伪足和突起;在培养器皿壁上生长位置不固定,呈活跃的游走和变形运动,速度快且方向不规则。

该类细胞不很稳定,外形不规则且不断变化,当细胞密度增大、连接成片时,形状类似于成纤维样细胞型或上皮细胞型。表现这种细胞形态的主要是具有吞噬作用的单核巨噬细胞系统的细胞,如颗粒性白细胞、淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、肿瘤细胞等。

多形型细胞:多形型细胞是一些形态上不规则的细胞。多形型细胞不常见,只有某些像神经组织细胞等难以确定其稳定形态的,才可归于多形细胞。

体外培养呈现多形型细胞的细胞最常见的是神经原和神经胶质细胞。

3.从影响细胞形态的因素来看

能够影响细胞形态学特征的主要因素包括:血清成分、培养基成分及添加成分、培养基的酸碱度、气相环境、温度等。形态会因条件而改变非粘附型细胞体外生长不必贴壁,可在培养液中悬浮生长,因此也叫悬浮型细胞

一些在体内原本就以悬浮状态生长的细胞或微生物,当接种于体外环境中也可以以悬浮状态生长。

02

关于贴壁生长

问题:以前学习过动物细胞培养过程中贴壁生长原因,那么,是不是所有的细胞都能贴壁生长?

从《细胞工程学》教材中发现,恶性瘤细胞培养过程中通常不会出现细胞贴壁生长,也就是说,不是所有的细胞都有帖壁生长的特性,即有贴壁依赖性和非依赖性细胞。

大多数体外培养动物细胞都需要粘附于适当的基质上才能生长,细胞的这种特性叫做贴壁依赖性。依据细胞的生长是否需要贴壁,动物细胞体外培养又可分为两类:贴壁培养和悬浮培养。

1.贴壁培养

原代培养物或传代细胞形成细胞单层后,倒掉旧培养液;用PBS-EDTA缓冲液洗细胞单层1-2次,以洗去死细胞和残存的培养液;加入适量0.25%的胰蛋白酶溶液消化细胞单层,制备单细胞悬液;取1/2悬液接种于另一培养瓶,分别补加培养液后,于培养箱中静置培养。

细胞贴壁现象

动物细胞培养的细胞生长特点(动物细胞培养的生物学特性组织特性和贴壁生长)(4)

2.非贴壁培养

非贴壁依赖性细胞,如血细胞、淋巴细胞、某些肿瘤细胞(包括杂交瘤细胞)以及某些转化细胞,可以采用此法进行培养。但动物细胞无细胞壁保护,不能耐受剧烈的搅拌和通气,因此动物细胞的悬浮培养与微生物发酵又大不相同。

实验室悬浮培养可在配有磁力搅拌的三角瓶内进行,或将三角烧瓶放在摇床上进行。传代时,只需离心去掉旧培养液,换上新培养液即可。(参考:王蒂编写的《细胞工程学》教材)

03

典型试题解析

试题1:下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )

A. 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成一层细胞

B. 克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型不会发生改变

C. 细胞培养过程中需要的CO2主要作用是刺激细胞的呼吸

D. 恶性瘤细胞培养过程中通常不会出现细胞贴壁

解析:具有接触抑制的细胞一旦接触后就会停止增殖,因此培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成一层细胞,A正确;克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型不会发生改变,B正确;细胞培养过程中需要的CO2主要作用维持培养液的pH,C错误;恶性瘤细胞培养过程中通常不会出现细胞贴壁,D正确。故选C。

试题2:下列有关克隆技术的叙述正确的是(  )

A.动物细胞培养时,保留接触抑制的连续细胞系获得不死性,但不致癌

B.由于植物细胞具有全能性,水稻等在多次传代培养后,细胞全能性的表达能力不变

C.从个体中分离出单个组织进行培养是细胞克隆最基本要求

D.原生质体的获取需在较低渗透压的环境下进行

解析:细胞多次传代培养后,细胞全能性的表达能力降低;从个体中分离出单个细胞或多个分离的细胞进行培养是细胞克隆最基本要求;原生质体的获取需在较高渗透压的环境下进行。故选A。

试题3:下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是(  )

A.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

B.克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变

C.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的

D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养

解析:动物细胞在培养过程中有接触抑制现象,细胞在培养瓶中会贴壁生长,形成一层细胞,相互接触后停止生长;克隆培养法培养过程中,仅有极少数细胞的基因型会发生改变;二倍体细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去了;恶性细胞系的细胞具有不死性,可以进行传代培养。故选D。

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