2019-2020学年人教版生物选修三课时分层作业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课时分层作业7动物细胞培养和核移植技术

课时分层作业(七) (建议用时：35 分钟) [基础达标练] 1．离体的植物组织或细胞在适当培养条件下发育成完整的植株，离体动物体 细胞却没有发育成动物的成熟个体，原因是( ) A．动物细胞内没有成套的遗传物质 B．动物细胞的全能性随分化程度提高而受到限制，分化潜能变弱 C．动物细胞的细胞核太小 D．动物细胞的全能性低于植物细胞的 B [动物细胞的全能性随分化程度提高而受限变弱，只能通过核移植实现克 隆动物的目的，将供体体细胞核与受体去核卵母细胞的细胞质进行人工组合，借 助于卵母细胞的发育能力，经培养发育成胚胎进而形成新个体。] 2．下列动物细胞培养过程中属于原代培养的是 ( ) A．把组织分散成单个细胞的过程 B．从机体取得细胞后立即进行培养的过程 C．出现接触抑制现象后取下的细胞的培养过程 D．哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程 B [原代培养是指从动物机体组织取得细胞后立即培养，直到细胞出现接触 抑制为止。因为细胞之间存在接触抑制现象，所以细胞最终会停止分裂增殖，并 逐渐走向衰亡。要想继续培养，必须将细胞取下分装后才能进行，而分装后的细 胞培养是传代培养。] 3．在动物细胞培养过程中，下列处理中不恰当的是( ) A．培养液和培养用具要进行无菌处理 B．提供种类齐全的营养物质 C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用 D．保证提供适宜的温度和 pH C [动物细胞培养过程中要保证无菌、无毒，需要对培养液和培养用具进行 无菌处理，A 项正确；培养液中营养成分齐全、充足，以满足细胞增殖的需要，B 项正确；动物细胞培养过程需要的气体环境应为 95%的空气和 5%的 CO2 的混合 气体，空气中的 O2 保证其代谢所用，CO2 维持培养液的 pH，C 项错误；细胞体 外培养需要适宜温度和 pH，其中温度一般与动物体温接近，D 项正确。] 4．关于动物细胞培养的叙述错误的是( ) A．用于培养的细胞最好取自健康动物体内的组织细胞 B．将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，将其分散成单个细胞， 再稀释制成细胞悬液培养 C．在培养瓶中要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，然后分瓶继续培养， 让细胞继续增殖 D．传代培养的细胞在传至 40～50 代左右时，增殖会逐渐减慢，以至于完全 停止，所培养的细胞全都衰老死亡 D [传代培养的细胞在传至 10～50 代左右时，增殖会逐渐减慢，以至于完全 停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，获得不死性；用于培养的细胞 最好取自健康动物体内的组织块；将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行 处理，将其分散成单个细胞，再稀释制成细胞悬液的培养称为原代培养；在培养 瓶中要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续 增殖的过程，称为传代培养。 ] 5．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．甲过程需要对实验小鼠进行消毒 B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理 C．丙过程得到的细胞大多具有异常二倍体核型 D．丁过程得到的部分细胞失去贴壁黏附性 C [甲过程表示获取实验小鼠的组织细胞，需要对实验小鼠进行消毒处理，A 项正确；乙过程表示用胰蛋白酶处理皮肤组织，使其分散成单个皮肤细胞，B 项 正确；丙过程表示原代培养，形成的细胞株遗传物质没有发生改变，具有正常的 二倍体核型，C 项错误；丁过程是传代培养，该过程部分细胞遗传物质发生了变 化而失去贴壁黏附性，D 项正确。] 6．下列属于动物细胞培养与植物组织培养的区别的是( ) A．动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同 B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C．动物细胞培养过程中可发生基因重组，而植物组织培养不能 D．植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性 A [动物细胞培养与植物组织培养的主要区别有：①培养基的成分不同；② 培育所得结果不同，植物能得到植株，动物不能。] 7．在核移植时，通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中，下列 说法错误的是( ) A．体细胞太小，因而去除细胞核较困难 B．细胞质中遗传物质少，因而对遗传的影响很小 C．直接将体细胞注入卵母细胞中简化了操作程序 D．体细胞的核离开了原来的细胞质将不能存活 D [体细胞太小，因而去除细胞核较困难，可将整个体细胞注入去核卵母细 胞中，A 正确；DNA 主要位于细胞核中，细胞质中遗传物质少，因而对遗传的影 响很小，B 正确；将整个体细胞注入去核卵母细胞中，简化了操作程序，C 正确； 体细胞的核离开了原来的细胞质，注入去核的卵母细胞依然能存活，D 错误。] 8．下列不属于克隆的是( ) A．利用 PCR 技术扩增目的基因 B．利用核移植技术培育出克隆绵羊 C．利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株 D．利用胡萝卜茎尖组织经植物组织培养得到脱毒苗 C [克隆是指从一共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的遗传特性相 同的 DNA 分子、细胞或个体。利用 PCR 技术扩增目的基因属于分子水平的克隆； 利用核移植技术培育出克隆绵羊属于个体水平的克隆；利用植物体细胞杂交技术 培育出杂种植株产生的不是复制品，不属于克隆；利用植物组织培养获得脱毒苗， 属于个体水平的克隆。] 9．乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂发育 成重组胚胎，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一匹小马。下列叙述正确的是 ( ) A．直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎 B．小马的性状与甲马完全相同 C．此项技术可用于保护濒危物种 D．该过程可以很好地证明动物细胞的全能性 C [克隆过程中细胞质遗传物质来自一方，而细胞核中遗传物质来自另一方， 所以小马的性状与甲马不完全一致。该过程只能说明动物细胞核具有全能性，而 不能证明动物细胞的全能性。] 10．下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。 回答下列问题： (1)图中 A 表示正常细胞核，染色体数为 2n，则其性染色体的组成可为 ________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再 进行，去核时常采用________的方法。②代表的过程是________。 (2)经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低，因此，选材时必 须关注传代次数。 (3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其 原因是_____________________________________。 (4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了 ___________________________________________。 [解析] (1)提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中 A(正常 细胞核)的性染色体组成为 XX 或 XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的 细胞核。②过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。 (2)取供体动物的体细胞培养，一般选用传代 10 代以内的细胞，因为 10 代以 内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。超过 10 代继续培养，则其遗传物质(或核型)的稳定性会降低。 (3)克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质 基因来源于受体(或提供卵母细胞的个体)，即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对 克隆动物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。 (4)克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是已经分化的动 物体细胞核具有全能性。 [答案] (1)XX 或 XY 显微操作(去核法) 胚胎移植 (2)遗传物质 (3)卵母 细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 (4)动物已经分化体细 胞的细胞核具有全能性 [能力提升练] 11．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 B．某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞 C．由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆 D．未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状 B [A 项，连续细胞系的细胞一般都培养了多次，二倍体核型发生了改变， 大多数细胞具有异倍体核型。B 项，细胞癌变是由基因突变引起的，如果癌细胞 在一定条件下(如用秋水仙胺等药物治疗)，则有可能恢复成正常细胞。C 项，细胞 克隆最基本的要求是必须确定所建成的克隆来源于单个细胞。D 项，未经克隆化 培养的细胞系具有异质性。] 12．下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述不正确的是( ) A．该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植的 B．通常采用减数第二次分裂期卵母细胞作为受体细胞 C．可通过显微操作法除去卵母细胞核 D．克隆动物是对提供体细胞核的动物进行了完全复制 D [克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同。] 13．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________时，细 胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的________。此时，瓶壁上形成的细胞层 数是________。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 ________。 (2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现________的 现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 __________细胞，该种细胞的黏着性________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量 ________。 (3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色，观察到死细胞能着色，而活细胞 不能着色，原因是___________________________ _____________________________________________________。 (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到 ________期的细胞用显微镜进行观察。 (5)在细胞培养过程中，通常在________条件下保存细胞。因为在这种条件下， 细胞中________的活性降低，细胞________的速率降低。 (6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机 体把移植的皮肤组织当作________进行攻击。 [解析] 动物细胞在体外培养时，当贴壁细胞分裂生长到相互接触时，细胞就 会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，需用胰蛋白酶处理后再分瓶培 养。在细胞培养过程中，随传代次数增多，大部分细胞停止分裂，进而出现衰老 甚至死亡现象，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞 已经发生了突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展。癌细胞细胞膜表面的糖蛋 白减少，黏着性降低。活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料无法进入细 胞内，因此不会着色。进行器官移植时，会发生免疫排斥反应，移植的器官会被 机体当作抗原。 [答案] (1)相互接触 接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶 (2)衰老(甚至 死亡) 不死性 降低 减少 (3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不 能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分 子染料能够进入死细胞内而着色) (4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮) 酶 新陈代 谢 (6)抗原 14．研究人员利用成年鼠嗅黏膜制备的嗅鞘细胞，在添加不同浓度血清的培 养基中培养并测量其细胞生长(增殖)情况，实验结果如图所示。请据图分析回答： (1)将获取的嗅黏膜用剪刀剪碎，并用某种酶处理一段时间，该操作的生物学 意义是________________，以便制成细胞悬液。该过程中，所使用的酶主要是 ________________。 (2)将获得的细胞悬液及时离心，将分离得到的细胞加入适量的培养基，摇匀 后再离心获取细胞，这样操作的意义主要是去除________，以免其对细胞正常的 生命活动造成影响。将获得的细胞用特定培养基置于培养箱内培养。进行原代培 养时，细胞增殖的方式是________。 (3)据实验结果可知，当培养基中血清浓度为 40%～80%时，随血清浓度升高， 对细胞生长的促进作用不断________(填“增强”或“减弱”)。 [解析] (1)用剪刀将组织剪碎，并将剪碎的组织用酶处理一段时间，使细胞 充分分散开来；实验中通常选用胰蛋白酶或胶原蛋白酶来处理动物组织。(2)细胞 膜和细胞内部都含有蛋白质，如果将动物细胞长期接触胰蛋白酶或胶原蛋白酶， 可能会造成动物细胞结构被破坏；原代培养中，动物细胞进行的是有丝分裂。(3) 当培养 液中血清浓度为 40%～80%时，血清对细胞生长仍有促进作用，但随着血清 浓度的升高，对细胞生长的促进作用不断减弱。 [答案] (1)使细胞分散开来 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 (2)胰蛋白酶或胶原蛋 白酶 有丝分裂 (3)减弱 15．随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状。如 图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，据图回答下列问题： 普通奶牛未受精的卵去核 (1)图解中涉及的细胞工程手段有_______________________ _____________________________________________________。 (2)获取②的途径：基因文库获取、________和________；构建血清白蛋白基 因表达载体时，目的基因的首端是________(填结构名称)。 (3)细胞培养所需气体主要有 O2 和________，前者是_________所必需的，后 者的主要作用是______________。 (4)提供细胞质的卵母细胞要在体外培养至________期，并通常采用________ 操作去除卵母细胞的核。 (5)将供体细胞注入去核卵母细胞后，可通过________________的方法使两细 胞融合，供体核进入受体细胞，构建重组胚胎。 (6)⑦是⑥的后代，那么⑦的遗传性状和________(填“荷斯坦奶牛”或“普通 奶牛”)最相似，原因是____________________ _____________________________________________________。 [解析] (1)由题图可知，图中涉及的细胞工程手段有动物细胞培养和动物细 胞核移植。(2)目前获取目的基因的常用方法：从基因文库中获取、利用 PCR 技术 扩增、通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成；基因表达载体的组成包括启动 子、目的基因、终止子、标记基因等，其中，启动子位于基因的首端。(3)细胞培 养所需气体主要有 O2 和 CO2，O2 参与有氧呼吸(细胞代谢)，CO2 维持培养液的 pH。 (4)卵母细胞是提供细胞质的，要在体外培养至减数第二次分裂中期，一般去除卵 母细胞的核时采用的是显微操作技术。(5)促进细胞融合可采用电刺激的方法。 (6)⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似，原因是⑦的遗传物质主要来自荷斯坦奶牛。 [答案] (1)动物细胞培养、动物细胞核移植 (2)PCR 化学合成(二者无顺序) 启动子 (3)CO2 细胞代谢(或有氧呼吸) 维持培养液的 pH (4)减数第二次分裂中(MⅡ中) 显微 (5)电刺激 (6)荷斯坦奶牛 ⑦的遗传物质主要来自荷斯坦奶牛