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2018_2019学年高中生物专题2细胞工程2.2动物细胞工程2.2.1动物细胞培养和核移植技术课堂演练新人教版选修3

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2.2.1 动物细胞培养和核移植技术

1.动物细胞培养的特点是( )

①细胞贴壁 ②有丝分裂 ③分散生长 ④接触抑制 ⑤减数分裂 ⑥传代培养一般传至 10

代就不易传下去

A.①②④⑥

B.②③④⑤

C.①③④⑥

D.③④⑤⑥

解析:培养瓶内悬液中分散的细胞只有贴附在光滑无毒的瓶壁上才会生长增殖,称为细胞贴壁,

在悬液中不会分散生长,①对、③错;动物体细胞增殖的方式是有丝分裂,没有减数分裂,②对、

⑤错;当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂,这叫接触抑制,④对;传代培

养的细胞一般传到 10 代以后就不易传下去了,⑥对。

答案:A

2.动物细胞培养过程的顺序是( )

①原代培养 ②传代培养 ③用胰蛋白酶处理组织,形成分散的细胞悬液

A.①②③

B.①③②

C.②①③

D.③①②

解析:动物细胞培养过程的程序为选取幼龄动物或早期胚胎组织作培养材料→用胰蛋白酶处理

组织,制备细胞悬液→原代培养→传代培养。

答案:D

3.用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主

要原因是这样的组织或细胞( )

A.容易产生各种变异

B.具有更高的全能性

C.取材十分方便

D.分裂增殖的能力强

解析:用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织,主要因为胚胎或幼龄动物的器

官或组织分裂能力旺盛。

答案:D

4.如下图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线,图中 B、E 两点表示经筛选、分装

后继续培养。下列判断错误的是( )

A.B 点之前的培养称为原代培养,之后的培养称为传代培养 B.接触抑制现象主要发生在 AB 段和 DE 段 C.分瓶后的每个培养瓶中的细胞群称为一个克隆 D.E 点后的细胞大多数具有异倍体核型,可连续传代 解析:人们通常将动物组织处理分散后的初次培养称为原代培养,分瓶后的培养称为传代培养, B 点之后细胞继续生长,可见 B 点之后进行了传代培养,A 正确;当贴壁细胞分裂生长到表面相互 接触时,细胞就会停止分裂增殖,即会发生接触抑制现象,在 AB 段和 DE 段细胞几乎生长停滞,可 能发生了接触抑制,B 正确;细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的是一个细胞而不是多个 细胞,C 错误;已获无限繁殖能力能持续生存的细胞系,称连续细胞系或无限细胞系,无限细胞系 大多已发生异倍化,具异倍体核型,D 正确。 答案:C 5.如图表示动物细胞培养程序图,请据图回答下列问题。
①取动物组织块 ↓
②________ ③处理组织分散成单个细胞
↓ ④制成________
↓ ⑤转入培养液中进行培养
↓ ⑥处理贴壁细胞分散成单个细胞,制成________
↓ ⑦转入培养液中进行培养 (1)过程②表示________________________________________。 (2) 过 程 ③ 和 ⑥ 用 ________ 处 理 组 织 或 贴 壁 细 胞 分 散 成 单 个 细 胞 , 这 样 做 的 目 的 是 _______________________________________ ________________________________。 (3)④和⑥的过程都要把分散的细胞制成__________________。

(4)过程⑤进行的细胞培养是________,细胞适于____生长增殖。 (5)过程⑦进行的细胞培养是________,一般传至______代后就不易传下去了,传至________ 继续培养时,增殖会逐渐缓慢,以至于完全停止,部分细胞的________会发生改变。继续培养时, 少部分细胞发生了________,朝着等同于________的方向发展。 解析:进行动物细胞培养时,首先将组织块剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使其分散成 许多单个细胞,然后,用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液,再将细胞悬液放入培养瓶内,置 于适宜环境中培养。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。以后,细胞进行有丝 分裂,数目不断增多。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象 称为细胞的接触抑制。人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。贴满瓶壁的细胞需要 重新用胰蛋白酶等处理,然后分别继续培养,让细胞继续增殖,这样的培养过程通常被称为传代培 养。 答案:(1)剪碎组织 (2)胰蛋白酶 解除由于接触对细胞生长和繁殖的抑制 (3)细胞悬液 (4)原代培养 贴壁 (5)传代培养 10 10~50 代 细胞核型 突变 癌细胞
[A 级 基础巩固] 1.下列有关动物细胞培养的叙述中,正确的是( ) A.动物细胞培养前要用胃蛋白酶使细胞分散 B.动物细胞培养的主要目的是获得大量的细胞分泌蛋白 C.细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中 D.动物细胞培养需要无菌、无毒的环境 解析:通常将健康幼龄动物组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞,将处理后的细 胞初次培养,称为原代培养。贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,然后分瓶继续培养,让 细胞继续增殖,这种培养过程即为传代培养。胃蛋白酶的最适 pH 约为 2,不适合用作细胞培养时 分散细胞的酶。动物细胞培养利用了细胞有丝分裂的原理,获得大量的具有相同遗传特性的细胞, 细胞传代培养至 50 代以后,遗传物质可能发生改变。动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,营养 物质充足,气体环境、温度,pH 适宜等条件。 答案:D 2.用动植物成体的体细胞进行离体培养,下列叙述正确的是( ) A.都需要用含 95%空气加 5%CO2 的混合气体的培养箱 B.都需要用液体培养基 C.都要在无菌条件下进行 D.都可体现细胞的全能性 解析:不管是动物细胞培养还是植物组织培养,最基本的一个条件就是无菌环境。此外,动物 细胞培养的培养基是液体培养基,其中的碳源是葡萄糖,培养液中还需要加入一定的动物血清或血

浆,其气体环境是 95%空气+5%CO2,以维持培养液的 pH;而植物组织培养的培养基为固体培养基, 其碳源为蔗糖,组织培养的脱分化阶段必须在黑暗条件下进行,而再分化过程需要一定的光照条件; 动物细胞培养就是细胞的增殖,不能体现细胞的全能性,而植物组织培养完成了由一个细胞到完整 植株的全过程,体现了植物细胞的全能性。
答案:C 3.下图是某克隆羊培育过程模式图,试分析获得该克隆羊的生殖方式、该克隆羊的基因型以 及该克隆羊发育成熟时所分泌的性激素依次是( )
A.无性生殖、Aa、雌性激素 B.无性生殖、aa、雄性激素 C.有性生殖、aa、雄性激素 D.有性生殖、AA、雌性激素 解析:克隆羊是利用了细胞核移植技术,其生殖方式为无性生殖;该克隆羊继承了 B 羊的全部 的细胞核基因和 A 羊的细胞质基因,因此其基因型为 aa;由于 B 羊为雄性,因此该克隆羊亦为雄 性,故该克隆羊发育成熟时所分泌的性激素是雄性激素。 答案:B 4.据英国《卫报》披露,纽卡斯尔大学研究人员不久前成功实现一项生殖医学技术,将患有 线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐献的去核卵子中,最终产下了健康的婴儿。 下列叙述错误的是( ) A.此项技术的基础是动物的细胞和组织培养 B.此项技术的原理与克隆羊“多莉”完全相同 C.健康妇女捐献的卵子的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用 D.婴儿出生后具有患病夫妇以及捐献健康卵子的妇女三方的遗传特征 解析:动物克隆技术的基础是动物细胞和组织培养,A 项正确;此项技术用的受精卵的细胞核, 而克隆羊用的是高度分化的乳腺细胞,分化程度不同,B 项错误;卵细胞的细胞质具有调控移入细 胞核发育的作用,C 项正确;该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供,质基因由提供去核卵 子的妇女提供,D 项正确。 答案:B 5.从母羊甲的体细胞中取出细胞核,移植入母羊乙的去核卵母细胞中,融合后的细胞经卵裂 形成早期胚胎,再植入母羊丙的子宫内,下列有关说法正确的是( ) A.生出小羊的性状与母羊甲完全相同 B.一般来说生出小羊的核基因型与母羊甲完全相同

C.生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定,所以该过程为有性生殖 D.生出小羊的性状由甲、乙、丙 3 个亲本的基因型与环境共同决定 解析:核移植获得克隆动物的生殖方式是无性生殖,遗传物质中母羊甲的和母羊乙的都有,因 此认为生出的小羊性状完全与母羊甲相同是不正确的,应是主要性状与母羊甲相同,核基因型一般 与母羊甲完全相同,因此 B 正确。 答案:B
B 级 能力训练 6.回答下列有关动物细胞培养的问题: (1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增 殖,这种现象称为细胞的________。此时,瓶壁上形成单层细胞,这种单层培养法的出现,对细胞 培养的发展起了很大的推动作用。 (2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,但极少数细胞克服细胞寿命的自然极 限,获得________,朝着等同于癌细胞的方向发展,该种细胞由于细胞膜上________减少,导致细 胞间的黏着性________。 (3)在动物细胞体外培养过程中,一般要满足四个方面的条件:无菌无毒的环境、营养、温度、 pH 及气体环境,其中在培养液中添加________,以防培养过程中的污染;由于人们对细胞所需的 营养物质还没有完全搞清楚,故在使用合成培养基时,通常需加入________等天然成分;气体环境 主 要 是 提 供 细 胞 所 需 的 O2 和 CO2 , 其 中 O2 的 作 用 是 _____________ , CO2 的 作 用 是 ______________________。 (4)动物细胞培养可用于检测某种物质的毒性大小,若用被检测物质培养的细胞与对照组相比, 发生变异的细胞数目所占的百分比大,则该物质的毒性大,判断的依据是 ________________________。 答案:(1)接触抑制 (2)不死性 糖蛋白 降低 (3)抗生素 血清、血浆 供给细胞进行有氧呼吸 维持培养液的 pH (4)物质的毒性越大,越容易导致细胞发生变异 7.某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时,以动物肝癌细胞为材料,测定抗癌药物对体 外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培养的问题。 (1)在动物细胞培养时,将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基称 为________培养基。通常在培养基中还需要加入适量________等一些天然成分。细胞培养应在含 5%CO2 的恒温培养箱中进行,CO2 的作用是________________。另外,还应该保证被培养的细胞处于 ________、________的环境。 (2)在细胞生长过程中,当细胞贴壁生长到一定程度时,其生长会受到抑制,这种现象称为 ________。 (3)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的________。

(4)请你帮助兴趣小组的同学分析本实验,实验的自变量是________________,实验组和对照 组除了自变量不同外,其他处理均应该相同,这是为了遵循实验设计的________原则。
解析:(1)将动物细胞所需要的各种营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基,称 为合成培养基。由于对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此,在使用合成培养基时,还要 加入一些动物血清、血浆等天然成分。细胞培养所需的气体中有 CO2,作用是维持培养液的 pH。被 培养的细胞必须处于无菌、无毒的环境中,才能保证细胞正常地生长增殖。(2)动物细胞在分裂过 程中有接触抑制的现象。(3)抗生素能杀死培养基中的微生物,保证无菌无毒环境。(4)要测定抗癌 药物对体外培养细胞增殖的影响,实验的自变量为抗癌药物的有无。其他无关变量应该相同,否则 会干扰实验结果,这种设计遵循的是实验的单一变量原则。
答案:(1)合成 血清、血浆 维持培养液的 pH 无菌 无毒 (2)接触抑制 (3)抗生素 (4) 是否加入抗癌药物 单一变量
8.美国威斯康星州的一个奶牛场有一头奶牛,年产奶量达 30.8 t,我国奶牛产奶量年平均水 平仅为 3~4 t。某人用该高产奶牛的耳朵细胞,采用核移植技术获得高产奶牛(如下图)。
(1)目前完成①的方法有______________、________________、________________、化学物质 处理等。
(2)③过程中选择去核卵母细胞作为受体细胞的原因是 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)④过程所利用的技术是_____________________________。 其原理是______________________________________________ __________________________。 (4)该实验的成功说明已分化的耳朵细胞的细胞核中含有与________一样的全套基因,这种繁 殖方式属于______________。 解析:进行动物体细胞核移植需用去核的卵母细胞作受体细胞,对构建的重组细胞需经历动物 细胞培养,并诱导形成早期胚胎。重组细胞能够培育为动物体,表明动物细胞核具有全能性;克隆

动物属无性繁殖。 答案:(1)显微操作去核 梯度离心 紫外光短时间照射 (2)卵母细胞体积大,易操作,营养物质丰富,且细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质 (3)动物细胞培养 细胞增殖 (4)受精卵 无性繁殖 9.随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。如下图是利用奶牛乳汁生产
人类血清白蛋白的图解,据图回答下列问题:
(1)在此过程中涉及的细胞水平现代生物技术手段主要有______ _____________________________________________________。 (2)在基因工程中,我们称②为________,在②进入③之前要用________________________等 工具来构建基因表达载体,能实现②进入③的常用方法是 ______________________________________。 (3)图中①一般经________处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用去核后未受精的卵母 细胞作为受体,而不用普通的体细胞,原因是 ____________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)⑦是⑥的后代,那么⑦的遗传__________________________ 最相似,原因是_________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 答案:(1)核移植、动物细胞培养 (2)目的基因 限制酶、DNA 连接酶和载体 显微注射法 (3) 胰蛋白酶 卵母细胞大、易操作、营养物质多,体细胞的细胞核在卵母细胞的细胞质中才能表现出 全能性 (4)荷斯坦奶牛 个体⑦的核遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛,⑥只是为胚胎发育提供营 养和场所,⑦并没有获得⑥的遗传信息



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