2019-2020学年人教高中生物选修三同步精练：专题2细胞工程2-2-1

2019-2020学年人教高中生物选修三同步精练：专题2细胞工程2-2-1

专题 2 2.2 2.2.1 (建议用时：40 分钟) 考点 基本目标 发展目标 1．动物细胞培养 1,2,3,4 11,12,13,14,15 2．动物体细胞核移植技术和克隆动物 5,6,7,8,9,10 [基本目标] 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 D 解析 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 胞培养的应用很多，如获得大量健康细胞和检测有毒物质，并不只限于获得大量细胞分泌蛋 白。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物质的细胞，而细 胞传代培养过程中，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，气体环境，适宜的温度、pH 等条件。 2．动物细胞培养包括原代培养和传代培养，下列有关说法正确的是( ) A．原代培养前要用胰蛋白酶处理，传代培养前不需要 B．目前使用的正常细胞通常是 10 代以内的细胞 C．当细胞培养到大约 50 代时进行传代培养 D．原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同 B 解析 在原代培养和传代培养之前均需要用胰蛋白酶处理，以分散细胞，A 项错误； 目前使用的正常细胞通常为 10 代以内的细胞，B 项正确；原代培养是最初的细胞培养，当 细胞增殖生长到相互接触时，存在接触抑制现象，此时即需要进行分瓶培养，C 项错误；原 代培养和传代培养所需的培养液成分相同，D 项错误。 3．下列动、植物克隆所用技术与原理不相符的是( ) A．胰蛋白酶处理——酶的专一性 B．离体植物体细胞培养成愈伤组织——脱分化 C．动物细胞培养——细胞的全能性 D．克隆羊的诞生——动物体细胞核的全能性 C 解析 动物细胞之间存在细胞间质，其成分主要是蛋白质，用胰蛋白酶处理组织细 胞，是利用酶的专一性将细胞间质中的蛋白质水解；已分化的离体植物细胞要培养成愈伤组 织需要经过脱分化；动物细胞培养不能获得新的动物个体，不能体现细胞的全能性，其原理 是细胞增殖；通过动物体细胞核移植技术可以获得克隆羊，该过程体现了动物体细胞的细胞 核具有全能性。 4．实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是 ( ) 实验小鼠 ――→甲 皮肤组织 ――→乙 皮肤细胞 ――→丙 细胞培养 1 ――→丁 细胞培养 2 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消化 C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型 D．丁过程得到的细胞具有异质性 C 解析 动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组 织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A 项正确；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个 细胞，制备细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B 项正确；丙过程表示原代培 养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型，C 项错误；丁过程表示通过选择或纯化，从细 胞系中获得具有特殊性质的细胞株的过程，细胞具有异质性，D 项正确。 5．下列有关体细胞核移植技术的说法，不正确的是( ) A．体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高 B．克隆技术的各个环节有待于进一步改进 C．大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题 D．克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议 A 解析 由于体细胞核移植技术是一项新的技术，对于其原理并不完全清楚，成功率 并不高，有许多问题亟待解决。 6．取高产奶牛的耳部细胞，经核移植、细胞培养、胚胎移植等过程，最终克隆出子代 高产奶牛，但是子代高产奶牛与提供耳部细胞的亲本高产奶牛的遗传性状却不完全相同。上 述克隆过程可以说明( ) A．已分化的耳部细胞仍然具有全能性 B．已分化的细胞丢失了部分遗传信息 C．已关闭的基因可以再进入活动状态 D．已缺失的基因还可以重新产生 C 解析 克隆过程说明已分化的动物细胞核仍然具有全能性，A 项错误；细胞分化过 程中遗传信息不变，基因不会缺失，B、D 项错误；细胞分化的原因是基因的选择性表达， 即不表达的基因关闭，而动物核移植过程使关闭的基因继续表达，C 项正确。 7．如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主要性激素依次是( ) 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 B 解析 在克隆羊培育过程中，没有出现生殖细胞结合的现象，因此属于无性生殖； 将雄羊的体细胞核移入雌羊的去核卵母细胞中，产生新个体的性状将与提供体细胞核的雄羊 相似，基因型相同，为 aa，其性别也为雄性，因此发育成熟后主要分泌雄性激素。 8．下列有关克隆的叙述，正确的是( ) A．植物组织培养的过程不属于克隆技术范畴 B．克隆动物，如多利羊的诞生，涉及多种细胞工程技术 C．克隆生物和供体不完全相同是细胞内遗传物质的改变引起的 D．克隆过程中发生了细胞的增殖和分化，未发生细胞的衰老 B 解析 克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成基因型完 全相同的后代个体的过程。采用植物组织培养方法得到具有相同基因型植株的过程，也被称 为克隆，A 项错误；多利羊的诞生涉及多种细胞工程技术，如核移植、动物细胞培养等，B 项正确；克隆生物和供体不完全相同主要是由于细胞质基因不同，以及生活环境的影响，而 非遗传物质的改变，C 项错误；克隆过程中的细胞跟正常细胞一样，也经历着细胞的增殖、 分化和衰老，D 项错误。 9．下列哪一项属于克隆( ) A．将鸡的某个 DNA 片段整合到小鼠的 DNA 分子中 B．将抗菌药的某基因导入草履虫的细胞内 C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞 D．将某肿瘤细胞在体外培养成一个细胞系 D 解析 动物细胞培养的原理是细胞增殖，实际上就是克隆细胞，使细胞的数目增多。 10．图示为哺乳动物生殖过程，其中 b 为卵细胞，c 为体细胞。下列叙述不正确的是 ( ) A．形成动物①和②的过程分别属于有性生殖和无性生殖 B．产生动物②的过程中可发生基因突变、基因重组等 C．动物②的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性 D．a、b、c 细胞的形成过程，仅 c 细胞为有丝分裂 B 解析 图中动物①经受精作用形成，属于有性生殖过程，动物②通过细胞核移植技 术形成，利用的原理是动物细胞的细胞核具有全能性，属于无性生殖过程，不会发生基因重 组。a、b 细胞分别由精原细胞和卵原细胞通过减数分裂形成，c 细胞是体细胞，通过有丝分 裂形成。 [发展目标] 11．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母细胞中，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细胞培养 B．此项技术的原理与克隆羊“多利”完全相同 C．健康妇女捐献的卵母细胞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母细胞的妇女三方的遗传特征 B 解析 动物克隆技术的基础是动物细胞培养，A 项正确；此项技术用的是受精卵的 细胞核，而克隆羊“多利”用的是高度分化的乳腺细胞的细胞核，供体细胞核分化程度不同， 且前者是有性生殖，而后者属于无性生殖，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，质基因由捐献去核 卵母细胞的妇女提供，D 项正确。 12．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 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，有血清的培养基中的细胞数目远远多于没有血清的培养基中的细胞数 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，正常细胞 和癌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。 13．下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答： (1)容器 A 中放置的是动物器官或组织，它一般取自________________________。 (2)容器 B 中一般先用________酶处理，消化组织中的胶原纤维，这利用了酶的________ 性，这样做是为了使细胞分散开来，便于细胞与________充分接触。 (3)C 瓶 内 的 细 胞 培 养 为 ____________ ， 这 一 时 期 的 细 胞 具 有 ____________ 、 ____________等特点。 (4)为了把 C 瓶中的细胞分散到 D 瓶中，用________处理，然后配制成____________， 再分装。 (5)在 D 瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是_______________。 解析 (1)动物细胞培养的原材料一般取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，这部分 细胞的分裂能力较强。(2)分散组织细胞常用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理，因为组织细胞间 的胶原纤维的化学本质是蛋白质，这利用了酶的专一性。在细胞增殖时应尽量使细胞分散开， 便于细胞与培养液充分接触，以进行物质交换。(3)C 瓶内的细胞培养是原代培养，该时期 的细胞具有细胞形态稳定、代谢旺盛等特点。(4)动物细胞培养到一定程度时，需要用胰蛋 白酶处理，使细胞彼此分散，并从培养瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液后，分瓶继续培养。 (5)D 瓶中的培养属于传代培养，在传代培养过程中随着细胞分裂次数的增加，大部分细胞 会死亡，这些细胞内的遗传物质没有改变，即没有转化成癌细胞。 答案 (1)动物胚胎或幼龄动物 (2)胰蛋白(或胶原蛋白) 专一 培养液 (3)原代培养 细胞形态稳定 代谢旺盛 (4)胰蛋白酶 细胞悬浮液 (5)细胞没有转化成癌细胞 14．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： (1)图解中涉及的细胞工程手段有：_____________________________________。 (2)获取②的途径有：基因文库获取、________和________在构建血清白蛋白基因表达 载体时，目的基因的首端是________(结构)。 (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体细胞核移 植。(2)目前获取目的基因的常用方法有：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，启动子位于目的基因的首端。(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；一般采用的是显微操作技术去除卵母细胞的核。(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、动物体细胞核移植 (2)PCR 化学合成(二者顺序可颠倒) 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(或 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 15．甲、乙两种化学物质可能有一定致畸、致癌作用，利用动物细胞培养的方法鉴定它 们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱。请依据实验结果完成下列实验报告。 (1)实验步骤 ①制备细胞悬液：用________处理小白鼠胚胎组织使其分散成单个细胞，制成细胞悬液。 ②进行细胞培养： a．取 A、B、C 三个洁净的锥形瓶，分别加入_________________________。 b．向 A、B 两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将其摇匀；C 瓶加等量 生理盐水，作为对照。 c．把三个培养瓶放在 37 ℃的 CO2 培养箱中培养。 ③制作临时装片。 ④镜检和统计：把临时装片放在显微镜下，寻找处于有丝分裂中期的细胞，与小白鼠正 常 体 细 胞 有 丝 分 裂 高 倍 显 微 镜 照 片 进 行 对 比 ， 以 确 认 发 生 变 异 的 细 胞 ， 统 计 __________________________________________________________________。 (2)实验结果 培养瓶 AB C 变异细胞数占总细胞数的百分比 1.3% 12.5% 0.1% (3)请写出实验结论：_________________________________________________。 解析 (1)①解离组织细胞常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶；②根据实验步骤 b 可以得出， 应向 a 中 A、B、C 三个洁净的锥形瓶分别加入等量的细胞悬液；④根据实验目的可知，应 统计该时期变异的细胞数占细胞总数的百分比。(3)C 组为对照组，A 组与 B 组变异细胞数 占总细胞数的比例均比 C 组高，说明甲、乙两种化学物质均有一定毒性；B 组变异细胞数 的百分比相较于 A 组大，说明乙的毒性比甲的毒性大。 答案 (1)①胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ②a.等量的细胞悬液(没写“等量”不算正确) ④该时期变异的细胞数占细胞总数的百分比 (3)甲、乙两种化学物质均有一定毒性，且乙 的毒性比甲的毒性大