2019-2020学年人教版生物选修三同步导学作业7　动物细胞培养和核移植技术

2019-2020学年人教版生物选修三同步导学作业7　动物细胞培养和核移植技术

限时规范训练(七) 1．关于动物细胞培养的叙述，错误的是( ) A．用于培养的细胞大都取自胚胎、幼龄动物的器官或组织 B．将所取的组织需用胰蛋白酶等处理使其分散成单个细胞 C．在培养瓶中要定期用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离，制成细 胞悬浮液 D．动物细胞培养只能传 50 代左右，所培养的细胞都会衰老死亡 答案 D 解析 动物细胞培养传至 10～50 代左右时，绝大部分细胞分裂停止， 进而出现衰老甚至死亡的现象，但少数细胞的遗传物质会发生改变， 获得不死性，就能在适宜培养条件下无限制地传代下去。 2．名为“我的皮肤”的生物活性绷带自从在英国诞生后，给皮肤烧 伤病人带来了福音。该活性绷带的原理是先采集一些细胞样本，再让 其在特殊的膜片上增殖。5～7 天后，将膜片敷在患者的伤口上，膜 片会将细胞逐渐“释放”到伤口，并促进新生皮肤层生长，达到加速 伤口愈合的目的。下列有关叙述中，错误的是( ) A．“我的皮肤”的获得技术属于动物细胞工程 B．人的皮肤烧伤后会因人体第二道防线的破坏而导致免疫力下降 C．种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人 D．膜片能否把细胞顺利“释放”到伤口，加速患者自身皮肤愈合与 细胞膜上的糖蛋白有关 答案 B 解析 根据题意可知，“我的皮肤”的获得技术属于动物细胞工程中 的动物细胞培养；人的皮肤烧伤后会因人体第一道防线的破坏而导致 免疫力下降；种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人，以避免发 生免疫排斥反应；细胞膜上的糖蛋白具有识别、免疫、保护等作用， 与细胞免疫排斥反应有关，因此膜片能否把细胞顺利“释放”到伤口， 加速患者自身皮肤愈合与细胞膜上的糖蛋白有关。 3．下列关于哺乳动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的 是( ) A．体细胞核移植过程中通常用卵细胞作为受体细胞 B．目前科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体 C．利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜 D．用于核移植的供体细胞一般都选用传代 50 代以内的细胞 答案 C 解析 体细胞核移植过程中常用处于 MⅡ中期的卵母细胞作为受体 细胞；动物体细胞的全能性受到限制，不能经过培养获得完整的动物 个体；用于核移植的供体细胞一般是 10 代以内的细胞；克隆动物细 胞核内的遗传物质来自供体细胞，其性别与提供细胞核的动物一致， 因此可有选择地克隆某一性别的家畜。 4．下图是某克隆羊的培育过程模式图，则与获得该克隆羊接近的生 殖方式和其发育成熟时所分泌的主要性激素分别是( ) A．无性生殖、雄性激素 B．无性生殖、雌性激素 C．有性生殖、雄性激素 D．有性生殖、雌性激素 答案 A 解析 克隆羊的产生属于无性生殖；由于此过程是雄性羊供核，故得 到的克隆羊为雄性，所分泌的主要性激素是雄性激素。 5．在将动物组织块分散成单个细胞时，可以使用胰蛋白酶。由此判 断以下推测不合理的是( ) A．动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系 B．处理时一定要注意处理时间、加酶量 C．胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤 D．动物细胞培养液的 pH 应与胰蛋白酶作用的适宜 pH 基本一致 答案 C 解析 胰蛋白酶可使蛋白质分解，又可破坏动物细胞之间的联系，可 推测动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系；细胞膜中含有蛋白质成 分，所以一定要注意处理的时间和酶的用量，以防止对动物细胞造成 损伤；酶促反应需要适宜的 pH，所以培养液的 pH 应与胰蛋白酶作 用的适宜 pH 基本一致。 6．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是 ( ) A．甲过程需要在无菌条件下进行 B．乙过程可用胰蛋白酶处理皮肤组织 C．丙过程是原代培养，会出现接触抑制现象 D．丁过程是传代培养，细胞不能保持二倍体核型 答案 D 解析 甲过程取小鼠的皮肤组织应在无菌条件下进行；乙过程可用胰 蛋白酶或胶原蛋白酶处理皮肤组织，获得单细胞悬液；丙过程是原代 培养，原代培养会出现接触抑制现象；丁过程是传代培养，传代培养 细胞通常 10 代以内能保持二倍体核型，10 代以后核型可能发生变化。 7．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，融合后的细胞经有丝分裂形成早期胚胎，再植入另一只母羊丙的 子宫内。下列有关说法正确的是( ) A．生出小羊的性状与甲羊完全相同 B．一般来说生出小羊的核基因型与甲羊完全相同 C．生出小羊的遗传物质由甲、乙两双亲共同决定，所以该过程为有 性生殖 D．生出小羊的性状由甲、乙、丙三个亲本的基因型与环境共同决定 答案 B 解析 小羊由重组细胞发育而来，重组细胞的细胞核来自甲羊，细胞 质来自乙羊；遗传物质 DNA 主要在细胞核内，少量存在于细胞质的 线粒体内，故小羊性状大部分与甲羊相同，少量与乙羊相同；此过程 为无性生殖。 8.如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答： (1) 容 器 A 中 放 置 的 是 动 物 器 官 或 组 织 ， 它 一 般 取 自 ________________。 (2)容器 A 中的动物器官或组织首先要进行的处理是________，然后 用________酶处理，这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是 ______________________。 (3)培养先在 B 瓶中进行，瓶中的培养基成分有葡萄糖、氨基酸、无 机盐、维生素和________等，细胞增殖产生的新细胞会表现出 ________生长现象。当细胞分裂生长相互接触时，就会停止分裂增殖， 这称为________现象。需用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养，称为 ________。 (4) 细 胞 在 C 瓶 培 养 ， 出 现 极 少 数 细 胞 无 限 繁 殖 ， 其 原 因 是 ___________________________________________________________ _____________。 答案 (1)胚胎或幼龄动物 (2)剪碎 胰蛋白(或胶原蛋白) 使细胞与培养液充分接触 (3)动物血清 贴壁 接触抑制 传代培养 (4)细胞的遗传物质发生了改变，带有癌变特点 解析 (1)胚胎或幼龄动物的细胞具有旺盛的分裂能力，培养后可获 得较多细胞。(2)为了增加细胞与培养液的接触面积，应使细胞分散 开来，可先用物理方法剪碎，再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。(3) 血浆中含有丰富的营养成分，为良好的天然营养物质；在培养过程中 细胞会出现接触抑制现象，需用胰蛋白酶处理，使之分散开，以便与 培养液充分接触；若再分瓶培养则为传代培养。(4)培养过程中细胞 的遗传物质可能发生变异而具有癌细胞的特点，即具有无限增殖能 力。 9．核苷酸合成有两个途径，物质 A 可以阻断其中的全合成途径(如下 图)。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单 克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入 H、A、T 三 种物质的“HAT 培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。关于筛选原理 的叙述，正确的是( ) A．免疫的 B 细胞及其互相融合细胞因全合成途径被 A 阻断而在 HAT 培养基上不能增殖 B．骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在 HAT 培养基上不能增殖 C．杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径，所以能在 HAT 培养基 上大量增殖 D．HAT 培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生 高纯度的目标抗体 答案 B 解析 免疫的 B 细胞及其互相融合细胞均属于高度分化的细胞，不 能增殖，A 项错误；骨髓瘤细胞及其互相融合细胞缺乏转化酶，又因 HAT 培养基中的物质 A 阻断了全合成途径，所以在 HAT 培养基上 不能增殖，B 项正确；杂交瘤细胞因为可以进行补救合成途径，能够 在 HAT 培养基上大量增殖，C 项错误；HAT 培养基上筛选出的杂交 瘤细胞能大量增殖，也能产生专一的抗体，但不一定产生目标抗体， D 项错误。 10．如图为小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)培养的过程图，下列叙述错误 的是( ) A．可用胶原蛋白酶分散组织块中的细胞 B．MEF 细胞可能产生某种物质抑制胚胎干细胞的分化 C．加入培养液中的 MEF 细胞最好是来自传代培养的细胞 D．细胞培养过程中可能出现细胞贴壁和接触抑制的现象 答案 C 解析 将动物组织细胞分散成单个细胞，可以用胶原蛋白酶或胰蛋白 酶处理；由图可知，在胚胎干细胞培养液中加入 MEF 细胞，胚胎干 细胞不分化，但未加入 MEF 细胞的一组易分化，据此推知 MEF 细 胞可能产生某种物质抑制胚胎干细胞的分化；加入培养液中的 MEF 细胞最好是来自原代培养的细胞；在动物细胞培养过程中可能出现细 胞贴壁和接触抑制的现象。 11．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物 质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。不能从该 图获得的结论是( ) A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 B．有无血清对正常细胞培养的影响较大 C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养 D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大 答案 A 解析 分析图中曲线可知，对癌细胞来说，相同的培养时间内，培养 基中有无血清，其细胞数目相差不大，说明培养基中有无血清对癌细 胞的培养影响不大；对正常细胞来说，在相同的培养时间内，有血清 的培养基中培养的细胞数目远远多于没有血清的培养基中培养的细 胞数目，说明有无血清对正常细胞的培养影响较大；在相同条件和相 同的培养时间内，癌细胞和正常细胞的数目差距较大，正常细胞达到 一定的数目后不再增加，而癌细胞却能不断增加。 12．某研究小组为测定某药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动 物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法 不正确的是( ) A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理 B．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 抗生素 C．细胞培养应在含 CO2 的恒温培养箱中进行，其作用是维持培养液 的 pH D．将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同且适宜的条件下培养，一 段时间后，会观察到甲细胞的数量比乙细胞的多 答案 A 解析 动物细胞培养的适宜 pH 为 7.2～7.4，而在这样的环境中胃蛋 白酶会变性失活，因此在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，不可 用胃蛋白酶处理，而用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，A 项错误；向培 养液中加入适量的抗生素，可以防止细胞培养过程中细菌的污染，B 项正确；动物细胞培养所需气体主要是 O2(细胞代谢必需的)和 CO2(维持培养液的 pH)，C 项正确；肝肿瘤细胞代谢和繁殖速度较快， 故数量相等的甲、乙细胞分别置于相同且适宜的条件下培养，一段时 间后，会观察到甲细胞的数量比乙细胞的多，D 项正确。 13．下图是克隆羊的培育流程图，根据所学知识回答下列问题。 (1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养 到____________________。 (2)从供体羊中取上皮细胞，用________处理，然后进行分散培养。 培养过程一般在________中进行，整个过程必须保证细胞处于 ________的环境中，所需营养物质要与体内基本相同。 (3)通过________法吸出卵母细胞中的细胞核，微型吸管除了将细胞 核吸出外，往往还会将________一并吸出。 (4)去核的卵母细胞与供体细胞通过电激后融合，________进入受体 卵母细胞，构建成重组细胞，融合后的重组细胞，需要用物理或化学 的方法进行激活，使其完成______________过程。 答案 (1)减数第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) CO2 培养箱 无菌、无毒 (3)显微操作 第一极体 (4)供体核 细胞分裂和发育 解析 (1)核移植时，卵母细胞需在体外培养到减数第二次分裂中期。 (2)动物细胞培养时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织使其分散 成单个细胞；动物细胞培养过程必须保证细胞处于无菌、无毒的环境 中，且一般在 CO2 培养箱中进行培养。(3)核移植过程中，通过显微 操作法吸出卵母细胞中的细胞核，由于减数第二次分裂中期卵母细胞 核的位置靠近第一极体，所以用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极 体。(4)去核的卵母细胞与供体细胞通过电激后融合，供体核进入受 体卵母细胞，构建成重组细胞，融合后的重组细胞，需要用物理或化 学的方法进行激活，使其完成细胞分裂和发育过程。 14．某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对 体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤 细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及 其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量 ________。 (2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因 是______________________________________________________ ___________________________________________________________ _____________。 (3) 在 两 种 细 胞 生 长 过 程 中 ， 当 乙 细 胞 铺 满 瓶 壁 时 ， 其 生 长 ____________。药物实验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞 比乙细胞可以传代的次数更________。若用动物的肝脏组织块制备肝 细胞悬液，需用________处理。 (4)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 ________。 (5)已知癌细胞的 X 基因表达过量与肝肿瘤的发生密切相关。要实验 一种抗肿瘤药物 Y 对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为 A、B 两 组，A 组细胞培养液中加入________，B 组细胞培养液中加入无菌生 理盐水。经培养后，从 A、B 两组收集等量细胞，通过分别检测 X 基因在 A、B 两组细胞中的________或________合成水平的差异，确 定药物 Y 的药效。 答案 (1)多 (2)血清中含有适合动物细胞生长增殖的多种物质 (3)产生接触抑制 多 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) (4)抗生素 (5)药物 Y mRNA 蛋白质 解析 (1)肿瘤细胞具有无限增殖能力，细胞周期短，相同培养时间 内，甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物血清中含有能促进细胞生长 和增殖的多种物质，是天然的培养基。(3)动物细胞培养时为了获得 细胞悬液，需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理组织块，使组织块中的 细胞分散成单个细胞。(4)动物细胞培养时需要创造无菌的环境，因 此为了防止病菌污染，可在培养基中添加适量的抗生素。(5)设计对 照实验需要遵循单一变量原则，因此 A 组需要加入药物 Y，可通过 检测基因是否完成转录和翻译来确定 Y 的药效。 15．2017 年 11 月 27 日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生； 12 月 5 日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类 相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图 所示，据图回答问题： (1)“中中”和“华华”的性状与________(填“核供体”“卵母细胞 供体”或“代孕”)动物的性状基本无关。 (2)图示过程运用了____________(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞 核移植”)技术，该技术难度________，原因是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ _____________________________________。 (3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用__________________酶处理动物 组织块。过程①表示去除卵母细胞的细胞核，该过程一般要将卵母细 胞培养至________________期再进行，目前常用的去核方法是 ________________ 。 将 卵 母 细 胞 作 为 受 体 细 胞 的 原 因 是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ____________________________________________________(答出两 点即可)。 (4)与克隆羊多利培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功 证明了____________________________________。 答案 (1)代孕 (2)体细胞核移植 更高 胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对 容易；动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 (3)胰蛋白酶(或胶原蛋白) 减数第二次分裂中 显微操作去核法 ①此类细胞体积大，易于操作；②可为重组细胞早期发育提供较充足 的营养；③卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性 表达的物质 (4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 解析 (1)代孕动物只是为通过核移植技术得到的胚胎的发育提供营 养物质和发育场所，因此克隆猴的性状与代孕动物的性状基本无关。 (2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物 体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此哺乳动物体细胞核 移植的难度高于胚胎细胞核移植。(3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块。过程①表示去除卵母细胞 的细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至减数第二次分裂中期再进 行，目前常用的去核方法是显微操作去核法。核移植时选择卵母细胞 作为受体细胞的原因有：①此类细胞体积大，易于操作；②可为重组 细胞早期发育提供较充足的营养；③卵母细胞的细胞质中存在激发动 物体细胞的细胞核全能性表达的物质。(4)克隆羊多利与克隆猴“中 中”“华华”的诞生证明了动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。