Z20浙江新高考研究联盟试题中，出现了动物细胞培养过程中血清的作用。“动物细胞培养过程中出现接触抑制，可以用胰酶处理使细胞脱壁分散，处理一段时间后添加血清以终止酶解反应。”
教材上说动物细胞克隆培养要加动物血清（胎牛血清最好），理由我认为除了提供必要的成分以外，还和细胞生活的内环境有关，血清可以创造细胞生活的内环境，如一定的渗透压和pH的稳定等。
问题：动物细胞的培养过程中，是不是一定要加血清？加入的血清有什么主要作用？
典型试题解析
试题：基于哺乳动物细胞表达的基因工程制药行业在最近10年发展迅速，其中构建稳定表达细胞株是最重要的环节，常见过程为：获得目的基因→将目的基因导入宿主细胞→初步筛选→扩增→单克隆化→筛选→驯化→工业生产。回答下列问题：
（1）如果该目的基因的序列是未知的，我们可以建立一个，然后在这里面寻找到要研究的目的基因。
（2）为了实现工厂化生产蛋白质类药物，常用CHO细胞(中国仓鼠卵巢的成纤维母细胞)作为哺乳动物表达系统的宿主细胞，这种细胞应该具有能力，从而可以反复传代使用。为了得到CHO细胞，可以直接将组织从机体中取出后立即进行细胞、组织培养，当细胞从组织块中迁移出来，形成并增大后，再传代培养。
（3）利用“裹有重组质粒的脂质体与动物细胞融合”、“病*侵染细胞”是将目的基因导入动物细胞的两种常用方法，前者所用的脂质体结构上由分子构成，后者不能用噬菌体的原因是。
（4）对细胞进行单克隆化培养时，培养基中往往需要添加血清、激素、滋养细胞等，这些措施的目的是。确定生产用的细胞株后，需要对细胞驯化使其适应生产规模下的培养条件，工业生产使用的培养基大多是无血清培养基，这对生物制品的好处有。
答案：
（1）基因文库
（2）无限增殖(不死性) 生长晕
（3）双层磷脂 噬菌体不能侵染动物细胞
（4）提高细胞克隆形成率 有利于生物制品的纯化(提取的基因表达产物纯度高)
血清的主要作用
天然培养基是指来自动物体液或利用组织分离提取的一类培养基，如血浆、血清、淋巴液、鸡胚浸出液等。组织培养技术建立早期，体外培养细胞都是利用天然培养基。但是由于天然培养基制作过程复杂，因此逐渐为合成培养基所替代。
目前广泛使用的天然培养基是血清，另外各种组织提取液、促进细胞贴壁的胶原类物质在培养某些特殊细胞也是必不可少。
1.动物细胞培养需要添加血清
血清细胞培养的发展，培养基的质量又是关键，而培养基的主要成份中动物血清对细胞的生长繁殖发挥着重要甚至是难以替代的作用。在动物血清的应用中牛血清又是最为广泛的，所以血清是医药生物技术产品中重要的原材料之一。保证血清质量也是促进生物制品质量提高的重要环节。
（1）血清的种类
目前用于组织培养的血清主要是牛血清，培养某些特殊细胞也用人血清、马血清等。
选择用牛血清培养细胞的原因：来源充足、制备技术成熟、经过长时间的应用考验人们对其有比较深入的理解。牛血清对绝大多数哺乳动物细胞都是适合的，但并不排除在培养某种细胞时使用其他动物血清更合适。
牛血清是细胞培养中用量最大的天然培养基，含有丰富的细胞生长必须的营养成份，具有极为重要的功能。
牛血清分为小牛血清、新牛血清、胎牛血清。胎牛血清应取自剖腹产的胎牛；新牛血清取自出生24小时之内的新生牛；小牛血清取自出生10－30天的小牛。显然，胎牛血清是品质最高的，因为胎牛还未接触外界，血清中所含的抗体、补体等对细胞有害的成分最少。
（2）血清的主要成分
血清是由血浆去除纤维蛋白而形成的一种很复杂的混合物，其组成成份虽大部分已知，但还有一部分尚不清楚，且血清组成及含量常随供血动物的性别、年龄、生理条件和营养条件不同而异。
血清中含有各种血浆蛋白（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等）、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、激素、无机物等，这些物质对促进细胞生长或抑制生长活性是达到生理平衡的。
对于血清支持细胞生长的生物学效应已得到证明，但对血清中的复杂成分至今尚未完全清楚。
（3）血清的主要作用
提供基本营养物质：氨基酸、维生素、无机物、脂类物质、核酸衍生物等，是细胞生长必须的物质。
提供激素和各种生长因子：胰岛素、肾上腺皮质激素、类固醇激素（雌二醇、睾酮、孕酮）等。生长因子如成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子等。
提供结合蛋白：结合蛋白作用是携带重要的低分子量物质，如白蛋白携带维生素、脂肪、以及激素等，转铁蛋白携带铁。结合蛋白在细胞代谢过程中起重要作用。
2.血清的特殊作用－终止酶反应
血清对培养中的细胞起到某些保护作用，有一些细胞，如内皮细胞、骨髓样细胞可以释放蛋白酶，血清中含有抗蛋白酶成分，起到中和作用。
这种作用是偶然发现的，有目的的使用血清来终止胰蛋白酶的消化作用。因为胰蛋白酶已经被广泛用于贴壁细胞的消化传代。血清蛋白形成了血清的粘度，可以保护细胞免受机械损伤，特别是在悬浮培养搅拌时，粘度起到重要作用。血清还含有一些微量元素和离子，他们在代谢解*中起重要作用。
3．细胞培养中使用血清的缺点－无血清培养基
血清成分复杂，虽含许多对细胞有利成分，也含有对细胞有害的成分，使血清有几个明显的缺点：
对大多数细胞，在体内状态，血清不是它们接触的生理学液体，只是在损伤愈合以及血液凝固过程中才接触血清，因此使用血清有可能改变某种细胞在体内的正常状态，血清可能促进某些细胞的生长如成纤维细胞，同时抑制另一类细胞生长如表皮细胞。
血清含一些对细胞产生*性的物质，如多胺氧化酶，能与来自高度繁殖细胞的多胺反应（如精胺、亚精胺）形成有细胞*性作用的聚精胺。补体、抗体、细菌*素等都会影响细胞生长，甚至造成细胞死亡。
动物个体不同，血清产地、批号不同，每批质量差异甚大，其成分不能保持一致。
取材中可能带入支原体、病*，对细胞产生潜在影响，可能导致实验失败或实验结果不可靠性。
血清的使用使得实验和生产的标准化困难，其中的蛋白质使得某些转基因蛋白生物药品生产中分离纯化工作很难完成。
在生长因子、蛋白质工程、基因表达调控等研究领域，迫切需要用无血清培养基培养细胞。
无血清培养基的主要研制策略：在基础培养基中补充各种必需因子，如激素、生长因子、结合蛋白、贴壁和扩展因子等。无血清培养基由基础培养基和替代血清的补充成分组成。
年，科学家Sato首次成功地用无血清培养基培养了垂体细胞株，近20多年来已报道了几十种细胞系在无血清培养基中成功地生长和增殖。
无血清细胞培养基的使用保证了实验结果的准确性、可重复性和稳定性，减少了细胞污染，简化了提纯和鉴定各种细胞产物的程序。
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王甫荣