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2019年高中生物 專題2 細胞工程 2.2 動物細胞工程 2.2.1 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)檢測 新人教版選修3 1．對某種動物的肝腫瘤細胞進行細胞培養(yǎng)，下列說法正確的是(　　) A．取單個肝腫瘤細胞進行培養(yǎng)，獲得細胞群的方法不屬于克隆培養(yǎng)法 B．細胞培養(yǎng)過程中不需考慮細菌的污染問題 C．該培養(yǎng)液也能用來培養(yǎng)乙肝病毒 D．在原代培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)的細胞最終也會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象 解析：A選項的描述屬于細胞層次的克隆，A項錯誤。培養(yǎng)液受細菌污染后，其中營養(yǎng)成分要發(fā)生改變，不利于細胞的培養(yǎng)，B項錯誤。病毒的生存離不開細胞，用培養(yǎng)液不能培養(yǎng)病毒，C項錯誤。一般的細胞繁殖10代后，將停止增殖，D項正確。 答案：D 2．動物細胞培養(yǎng)過程的順序是(　　) ①原代培養(yǎng)　②傳代培養(yǎng)?、塾靡鹊鞍酌柑幚斫M織，形成分散的細胞懸液 A．①②③　　　　 B．①③② C．②①③ D．③①② 解析：動物細胞培養(yǎng)過程的程序為選取幼齡動物或早期胚胎組織作培養(yǎng)材料→用胰蛋白酶處理組織，制備細胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。 答案：D 3．用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織或細胞(　　) A．容易產(chǎn)生各種變異 B．具有更高的全能性 C．取材十分方便 D．分裂增殖的能力強 解析：用于培養(yǎng)的細胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織，主要因為胚胎或幼齡動物的器官或組織分裂能力旺盛。 答案：D 4．某研究小組為測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性，準(zhǔn)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(yǎng)。下列敘述正確的是(　　) A．制備肝細胞懸液時，可用胃蛋白酶處理肝組織塊 B．恒溫培養(yǎng)箱中的CO2濃度維持在5%左右，以促進細胞呼吸 C．為了保證細胞培養(yǎng)所需的無毒環(huán)境，需大量添加各種抗生素 D．本實驗應(yīng)設(shè)置對照實驗，以檢測藥物對甲、乙的毒性大小 解析：在利用肝組織塊制備肝細胞懸液時，常用胰蛋白酶，不能使用胃蛋白酶，因為胃蛋白酶需要在強酸環(huán)境下才能起作用，但這樣的環(huán)境不適于細胞生存，A項錯誤；細胞培養(yǎng)應(yīng)在含CO2恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH值，B項錯誤；抗生素是用來殺菌的，不是殺病毒的，C項錯誤；本實驗應(yīng)設(shè)置對照實驗，用添加甲藥物、乙藥物的培養(yǎng)液分別培養(yǎng)細胞，根據(jù)變異細胞占培養(yǎng)細胞的比例，以檢測藥物對甲、乙的毒性大小，D項正確。 答案：D 5．如圖表示動物細胞培養(yǎng)程序圖，請據(jù)圖回答下列問題。 ①取動物組織塊 ↓ ②________ ③處理組織分散成單個細胞 ↓ ④制成________ ↓ ⑤轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行培養(yǎng) ↓ ⑥處理貼壁細胞分散成單個細胞，制成________ ↓ ⑦轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行培養(yǎng) (1)過程②表示________________________________________。 (2)過程③和⑥用________處理組織或貼壁細胞分散成單個細胞，這樣做的目的是_______________________________________ ________________________________。 (3)④和⑥的過程都要把分散的細胞制成__________________。 (4)過程⑤進行的細胞培養(yǎng)是________，細胞適于____生長增殖。 (5)過程⑦進行的細胞培養(yǎng)是________，一般傳至______代后就不易傳下去了，傳至________繼續(xù)培養(yǎng)時，增殖會逐漸緩慢，以至于完全停止，部分細胞的________會發(fā)生改變。繼續(xù)培養(yǎng)時，少部分細胞發(fā)生了________，朝著等同于________的方向發(fā)展。 解析：進行動物細胞培養(yǎng)時，首先將組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，使其分散成許多單個細胞，然后，用培養(yǎng)液將分散的細胞稀釋制成細胞懸液，再將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶內(nèi)，置于適宜環(huán)境中培養(yǎng)。懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。以后，細胞進行有絲分裂，數(shù)目不斷增多。當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分別繼續(xù)培養(yǎng)，讓細胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。 答案：(1)剪碎組織　(2)胰蛋白酶　解除由于接觸對細胞生長和繁殖的抑制　(3)細胞懸液　(4)原代培養(yǎng)　貼壁　(5)傳代培養(yǎng)　10　10～50代　細胞核型　突變　癌細胞 A級　基礎(chǔ)鞏固 1．動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別在于(　　) A．培養(yǎng)基不同 B．動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行 C．動物細胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細胞不能 D．動物細胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細胞只能培養(yǎng)成植株 解析：此題考查的是動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的區(qū)別與聯(lián)系。動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基不同，動物細胞一般用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，而植物組織培養(yǎng)一般用固體培養(yǎng)基，與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比，動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中還要加動物血清等，A項正確。它們都是在無菌條件下進行的，都可以傳代培養(yǎng)，且都能夠大量培養(yǎng)。B、C、D項的敘述有誤。 答案：A 2．下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的說法正確的是(　　) A．連續(xù)細胞系不具有異倍體核型 B．動物組織細胞間的膠原纖維可用纖維素酶水解 C．原代培養(yǎng)細胞、有限細胞系比無限細胞系、腫瘤細胞更容易克隆 D．提高動物細胞克隆形成率需要以滋養(yǎng)細胞支持生長及激素刺激等條件 解析：連續(xù)細胞系大多數(shù)具有異倍體核型；動物組織細胞間的膠原纖維的主要成分是膠原蛋白，可以用胰蛋白酶酶解，不能用纖維素酶水解；在進行細胞克隆時，原代細胞、有限細胞系通常不如無限細胞系、腫瘤細胞。 答案：D 3．一只羊的卵細胞被另一只羊的體細胞核移植后，這個卵細胞經(jīng)過多次分裂，再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下了一只羊羔，這種克隆技術(shù)具有多種用途，但是不能(　　) A．有選擇地繁殖某一性別的家畜 B．繁殖家畜中的優(yōu)秀個體 C．用于保存物種 D．改變動物的基因型 解析：目前的克隆技術(shù)是將動物的一個細胞的細胞核植入一個去核的卵細胞，經(jīng)過試管培養(yǎng)一段時間后，再移入另一個體的子宮內(nèi)發(fā)育、分娩的技術(shù)。通過該技術(shù)能夠保持親本的優(yōu)良性狀，保持性別不變，也能夠用于保存物種，但不能改變動物的基因型。 答案：D 4．據(jù)英國《衛(wèi)報》披露，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)研究人員不久前成功實現(xiàn)一項生殖醫(yī)學(xué)技術(shù)，將患有線粒體疾病婦女的受精卵中的細胞核移植到健康婦女捐獻的去核卵子中，最終產(chǎn)下了健康的嬰兒。下列敘述錯誤的是(　　) A．此項技術(shù)的基礎(chǔ)是動物的細胞和組織培養(yǎng) B．此項技術(shù)的原理與克隆羊“多莉”完全相同 C．健康婦女捐獻的卵子的細胞質(zhì)具有調(diào)控移入細胞核發(fā)育的作用 D．嬰兒出生后具有患病夫婦以及捐獻健康卵子的婦女三方的遺傳特征 解析：動物克隆技術(shù)的基礎(chǔ)是動物細胞和組織培養(yǎng)，A項正確；此項技術(shù)用的受精卵的細胞核，而克隆羊用的是高度分化的乳腺細胞，分化程度不同，B項錯誤；卵細胞的細胞質(zhì)具有調(diào)控移入細胞核發(fā)育的作用，C項正確；該嬰兒細胞的核基因由形成受精卵的夫婦提供，質(zhì)基因由提供去核卵子的婦女提供，D項正確。 答案：B 5．2015年2月3日，英國國會表決同意允許醫(yī)學(xué)界利用3個人的基因共同育子，成為全世界第一個準(zhǔn)許“三親育子”的國家?！叭H育子”技術(shù)是將父母細胞核基因與一位婦女捐贈者的健康線粒體結(jié)合在一起，引入的基因只占嬰兒總基因的0.1%。這項技術(shù)旨在防止因線粒體基因缺陷引起的嚴重遺傳疾病。下列相關(guān)描述正確的是(　　) A．線粒體基因缺陷引起的遺傳病是母系遺傳病，傳女不傳男 B．“三親育子”可能會用到人工授精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等 C．通過“三親育子”技術(shù)得到的“三親嬰兒”的健康線粒體基因不一定能傳給其后代 D．若父親患有線粒體基因缺陷病，需要通過“三親育子”技術(shù)避免將有缺陷的基因傳給下一代 解析：線粒體基因缺陷引起的遺傳病是母系遺傳病，是由母親的卵細胞傳給子代的，表現(xiàn)為母親患病子女都患病，A項錯誤；“三親育子”技術(shù)主要利用的是胚胎工程技術(shù)，目前在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用較多的是體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植，B項錯誤；通過“三親育子”技術(shù)得到的“三親嬰兒”如果是個女孩，其健康線粒體基因可以通過卵細胞傳給其后代，如果是個男孩，其健康線粒體基因一般不能通過精子傳給子代，C項正確；精子的線粒體都集中在尾部，且受精時只有精子的頭部進入卵細胞，故男子的線粒體基因一般不能通過精子傳給子代，若父親患有線粒體基因缺陷病，子代一般不會患病，D項錯誤。 答案：C B級　能力訓(xùn)練 6．回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題： (1)在動物細胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細胞分裂生長到細胞表面相互接觸時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的________。此時，瓶壁上形成單層細胞，這種單層培養(yǎng)法的出現(xiàn)，對細胞培養(yǎng)的發(fā)展起了很大的推動作用。 (2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，但極少數(shù)細胞克服細胞壽命的自然極限，獲得________，朝著等同于癌細胞的方向發(fā)展，該種細胞由于細胞膜上________減少，導(dǎo)致細胞間的黏著性________。 (3)在動物細胞體外培養(yǎng)過程中，一般要滿足四個方面的條件：無菌無毒的環(huán)境、營養(yǎng)、溫度、pH及氣體環(huán)境，其中在培養(yǎng)液中添加________，以防培養(yǎng)過程中的污染；由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，故在使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入________等天然成分；氣體環(huán)境主要是提供細胞所需的O2和CO2，其中O2的作用是_____________，CO2的作用是______________________。 (4)動物細胞培養(yǎng)可用于檢測某種物質(zhì)的毒性大小，若用被檢測物質(zhì)培養(yǎng)的細胞與對照組相比，發(fā)生變異的細胞數(shù)目所占的百分比大，則該物質(zhì)的毒性大，判斷的依據(jù)是________________________。 答案：(1)接觸抑制 (2)不死性　糖蛋白　降低 (3)抗生素　血清、血漿　供給細胞進行有氧呼吸　維持培養(yǎng)液的pH (4)物質(zhì)的毒性越大，越容易導(dǎo)致細胞發(fā)生變異 7．某生物興趣小組對一種抗癌新藥進行實驗時，以動物肝癌細胞為材料，測定抗癌藥物對體外培養(yǎng)細胞增殖的影響。請回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題。 (1)在動物細胞培養(yǎng)時，將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基稱為________培養(yǎng)基。通常在培養(yǎng)基中還需要加入適量________等一些天然成分。細胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是________________。另外，還應(yīng)該保證被培養(yǎng)的細胞處于________、________的環(huán)境。 (2)在細胞生長過程中，當(dāng)細胞貼壁生長到一定程度時，其生長會受到抑制，這種現(xiàn)象稱為________。 (3)為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的________。 (4)請你幫助興趣小組的同學(xué)分析本實驗，實驗的自變量是________________，實驗組和對照組除了自變量不同外，其他處理均應(yīng)該相同，這是為了遵循實驗設(shè)計的________原則。 解析：(1)將動物細胞所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。由于對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，因此，在使用合成培養(yǎng)基時，還要加入一些動物血清、血漿等天然成分。細胞培養(yǎng)所需的氣體中有CO2，作用是維持培養(yǎng)液的pH。被培養(yǎng)的細胞必須處于無菌、無毒的環(huán)境中，才能保證細胞正常地生長增殖。(2)動物細胞在分裂過程中有接觸抑制的現(xiàn)象。(3)抗生素能殺死培養(yǎng)基中的微生物，保證無菌無毒環(huán)境。(4)要測定抗癌藥物對體外培養(yǎng)細胞增殖的影響，實驗的自變量為抗癌藥物的有無。其他無關(guān)變量應(yīng)該相同，否則會干擾實驗結(jié)果，這種設(shè)計遵循的是實驗的單一變量原則。 答案：(1)合成　血清、血漿　維持培養(yǎng)液的pH　無菌　無毒　(2)接觸抑制　(3)抗生素　(4)是否加入抗癌藥物　單一變量 8．美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭奶牛，年產(chǎn)奶量達30.8 t，我國奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4 t。某人用該高產(chǎn)奶牛的耳朵細胞，采用核移植技術(shù)獲得高產(chǎn)奶牛(如下圖)。 (1)目前完成①的方法有______________、________________、________________、化學(xué)物質(zhì)處理等。 (2)③過程中選擇去核卵母細胞作為受體細胞的原因是 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)④過程所利用的技術(shù)是_____________________________。 其原理是______________________________________________ __________________________。 (4)該實驗的成功說明已分化的耳朵細胞的細胞核中含有與________一樣的全套基因，這種繁殖方式屬于______________。 解析：進行動物體細胞核移植需用去核的卵母細胞作受體細胞，對構(gòu)建的重組細胞需經(jīng)歷動物細胞培養(yǎng)，并誘導(dǎo)形成早期胚胎。重組細胞能夠培育為動物體，表明動物細胞核具有全能性；克隆動物屬無性繁殖。 答案：(1)顯微操作去核　梯度離心　紫外光短時間照射 (2)卵母細胞體積大，易操作，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，且細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì) (3)動物細胞培養(yǎng)　細胞增殖 (4)受精卵　無性繁殖 9．華南虎是原產(chǎn)中國的老虎品種，已有近30年沒有野生華南虎出現(xiàn)的報告，野生華南虎也被一些專家認為已經(jīng)瀕臨滅絕。科學(xué)工作者嘗試用普通老虎完成體細胞克隆華南虎的研究，下圖是其培育過程，請據(jù)圖回答： (1)克隆華南虎的遺傳性狀與________(填字母)虎基本一致。 (2)A、B、C 3只虎哪一只沒有提供遺傳物質(zhì)？________。 (3)克隆華南虎的過程是否遵循孟德爾的遺傳定律？為什么？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (4)有人設(shè)想將虎的體細胞與牛的體細胞進行融合，以期獲得新物種“虎—牛”，你認為依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論能否實現(xiàn)這一愿望？________。原因是______________________________________ _____________________________________________________。 解析：(1)由克隆華南虎的過程可知，華南虎A提供細胞核，華南虎B提供細胞質(zhì)，所以克隆虎D的遺傳性狀與供核的A更接近，即相當(dāng)于克隆了A。(2)老虎C只提供胚胎發(fā)育的場所，沒有提供遺傳物質(zhì)給D。(3)核移植過程沒有經(jīng)過兩性生殖細胞的結(jié)合，屬于無性生殖，沒有減數(shù)分裂方式的出現(xiàn)，不遵循孟德爾遺傳定律。(4)無論是高度分化的動物體細胞，還是不同種動物體細胞融合后的雜交細胞，經(jīng)細胞培養(yǎng)只會細胞增殖，不會發(fā)生細胞分化，形成不了個體，動物體細胞的全能性無法體現(xiàn)。 答案：(1)A　(2)老虎C (3)不遵循?？寺儆跓o性生殖，而孟德爾的遺傳定律僅在有性生殖的減數(shù)分裂過程中起作用 (4)不能　高度分化的動物細胞全能性受到限制，虎和牛體細胞雜交后得到的雜交細胞不能正常發(fā)育成完整個體。