2018-2019學(xué)年高中生物 專題2 細(xì)胞工程 2.2 動物細(xì)胞工程 2.2.1 動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)教學(xué)案（含解析）新人教版選修3.doc

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動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 1．動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程：動物組織塊單個細(xì)胞細(xì)胞懸液―→原代培養(yǎng)―→傳代培養(yǎng)。 2．動物細(xì)胞培養(yǎng)一般選用胚胎或幼齡動物的組織，細(xì)胞在培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)細(xì)胞貼壁(生長)和細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象。 3．動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件包括：無菌、無毒的環(huán)境，適宜的營養(yǎng)、溫度和pH及氣體環(huán)境。 4．動物細(xì)胞核移植技術(shù)的原理是動物細(xì)胞核的全能性，屬于無性繁殖。 5．用于核移植的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)閭鞔?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。 6．動物體細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞是已經(jīng)去核的MⅡ期卵母細(xì)胞。 一、動物細(xì)胞培養(yǎng) 1．概念 從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。 2．過程[填圖] (1)細(xì)胞貼壁：將細(xì)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(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。 (2)接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。 (3)原代培養(yǎng)：指動物組織消化后的初次培養(yǎng)。 (4)傳代培養(yǎng)：貼滿瓶壁的細(xì)胞，出現(xiàn)接觸抑制后，需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖的培養(yǎng)過程。 3．條件 (1)無菌、無毒的環(huán)境 (2)營養(yǎng) (3)溫度和pH (4)氣體環(huán)境 4．應(yīng)用[連線] 二、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物 1．動物核移植的概念和類型 (1)概念： ①供體：動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核； ②受體：去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞； ③結(jié)果：形成重組胚胎，發(fā)育成動物個體。 (2)類型：哺乳動物核移植可分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。 2．體細(xì)胞核移植的過程[填圖] 3．體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景[連線] 4．體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題 (1)體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低。 (2)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出生理缺陷、遺傳缺陷等。 (3)克隆動物食品的安全性問題存在爭議。 1．動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的順序是(　　) ①原代培養(yǎng)?、趥鞔囵B(yǎng)?、垡鹊鞍酌柑幚斫M織，形成單個細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液 A．①②③　　　　　　　　B．①③② C．②①③ D．③①② 解析：選D　動物細(xì)胞培養(yǎng)是用動物胚胎或幼齡動物器官通過胰蛋白酶處理制成細(xì)胞懸液，再通過原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)得到細(xì)胞株。 2．進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，最好選用的培養(yǎng)材料是(　　) A．衰老的動物組織細(xì)胞 B．成熟動物個體的體細(xì)胞 C．動物的受精卵 D．動物胚胎或幼齡個體的器官或組織 解析：選D　動物細(xì)胞培養(yǎng)一般選擇動物胚胎或出生不久的幼齡個體的器官或組織作為培養(yǎng)材料，因?yàn)檫@些器官或組織的細(xì)胞生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)。 3．下列哪項(xiàng)條件不是動物細(xì)胞培養(yǎng)所需要的(　　) A．無菌、無毒的環(huán)境　　　B．充足的營養(yǎng)物質(zhì) C．適宜的溫度和pH D．95%的空氣和5%的氧氣 解析：選D　二氧化碳培養(yǎng)箱的氣體條件是95%的空氣和5%的二氧化碳。 4．進(jìn)行哺乳動物克隆時(shí)，細(xì)胞核供體細(xì)胞不能是(　　) A．乳腺細(xì)胞 B．卵細(xì)胞 C．胃腺細(xì)胞 D．胚胎細(xì)胞 解析：選B　卵細(xì)胞是由減數(shù)分裂形成的，其染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半，不能用作哺乳動物克隆時(shí)的細(xì)胞核供體細(xì)胞。 5．在克隆多利羊的過程中，下列哪項(xiàng)技術(shù)沒有運(yùn)用到(　　) A．細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) B．細(xì)胞核移植技術(shù) C．胚胎移植技術(shù) D．基因工程技術(shù) 解析：選D　多利羊的培育過程中首先運(yùn)用了細(xì)胞核移植技術(shù)獲得重組細(xì)胞，然后通過細(xì)胞的體外培養(yǎng)形成早期胚胎，最后把這個胚胎移植到代孕母羊子宮中完成后續(xù)的胚胎生長發(fā)育。在整個過程中沒有使用基因工程技術(shù)。 1．動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程 (1)選取幼齡動物的組織、器官作為材料的原因 動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖。動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，一般選取幼齡動物的組織、器官，其細(xì)胞的分化程度較低，增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，容易培養(yǎng)。 (2)將動物細(xì)胞分散成單個細(xì)胞培養(yǎng)的原因 分散成單個細(xì)胞后容易培養(yǎng)，細(xì)胞所需的營養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出。而用大塊組織培養(yǎng)時(shí)，內(nèi)部細(xì)胞的營養(yǎng)供應(yīng)和代謝廢物的排出都較困難，因此， 這些細(xì)胞在體外長時(shí)間的生存和生長就較困難。同時(shí)，分散成單個細(xì)胞培養(yǎng)，可使得在細(xì)胞水平操作的其他技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。 (3)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng) ①原代培養(yǎng)：是細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，即在沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。 ②傳代培養(yǎng)：是在細(xì)胞懸液培養(yǎng)一段時(shí)間后，分瓶再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)。 (4)細(xì)胞株和細(xì)胞系 ①細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到10～50代，這樣的傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞株。 ②細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到50代后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，獲得不死性，這種具有癌變特點(diǎn)的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。 2．植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較 項(xiàng)目 植物組織培養(yǎng) 動物細(xì)胞培養(yǎng) 理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞全能性 細(xì)胞增殖 培養(yǎng)基 類型 固體或半固體培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基 成分 礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、氨基酸、植物激素等 無機(jī)鹽、葡萄糖、維生素、氨基酸、促生長因子、動物血清等 取材 植物幼嫩部位或花藥等 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 過程 脫分化、再分化 原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng) 結(jié)果 獲得新個體或細(xì)胞產(chǎn)物 大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物 用途 ①快速繁殖名貴花卉和果樹；②培養(yǎng)無病毒植株、轉(zhuǎn)基因植物；③大規(guī)模生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物，如藥物、食品添加劑、香料、色素等 ①生產(chǎn)蛋白質(zhì)制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；②檢測有毒物質(zhì)；③用于生理、病理、藥理等方面的研究 相同點(diǎn) ①都需要人工條件下的無菌操作，無菌培養(yǎng)；②都需要配制合成培養(yǎng)基；③都需要適宜的溫度、pH等條件 [名師點(diǎn)撥]　有關(guān)植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的三點(diǎn)提醒 (1)植物組織培養(yǎng)過程中存在脫分化和再分化，而動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中沒有脫分化和再分化過程。 (2)植物組織培養(yǎng)可獲得新個體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，而動物細(xì)胞培養(yǎng)只能得到細(xì)胞，沒有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。 (3)兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂，都可稱為克隆。 [題組沖關(guān)] 1．下列屬于動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)區(qū)別的是(　　) A．動物細(xì)胞培養(yǎng)基與植物細(xì)胞培養(yǎng)基的成分有所不同 B．動物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行 C．動物細(xì)胞培養(yǎng)可發(fā)生遺傳物質(zhì)改變，而植物組織培養(yǎng)不能 D．植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)都體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 解析：選A　動物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基的成分不同，如培養(yǎng)動物細(xì)胞的培養(yǎng)基需加入血清，而植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基則不需加入血清。動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)都需要在無菌、人工控制的條件下進(jìn)行；動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)過程中都可發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變；植物組織培養(yǎng)最終能夠形成完整的植物體，能體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性，動物細(xì)胞最終不能被培養(yǎng)成新的動物，不能體現(xiàn)動物細(xì)胞的全能性。 2．回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： (1)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到細(xì)胞表面____________時(shí)，細(xì)胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的____________。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是____________。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，常用的酶是____________。 (2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)____________________的現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成____________細(xì)胞，這種細(xì)胞的黏著性__________，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量____________。 (3)用某種大分子染料對細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不染色，原因是_________________________________________________________________。 (4)檢查某種有毒物質(zhì)是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用分裂到____________期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。 (5)在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在________________條件下保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中____________的活性降低，細(xì)胞新陳代謝的速率降低。 (6)給患者移植經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)形成的皮膚后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)體把移植的皮膚當(dāng)作____________進(jìn)行攻擊。 解析：(1)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，細(xì)胞表現(xiàn)出接觸抑制現(xiàn)象，此時(shí)是單層細(xì)胞。用胰蛋白酶處理可以使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來。(2)隨著細(xì)胞傳代培養(yǎng)代數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)衰老甚至死亡的現(xiàn)象，但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)改變而變成不死性細(xì)胞，這種細(xì)胞的細(xì)胞膜表面糖蛋白減少，細(xì)胞黏著性降低。(3)由于活細(xì)胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)；死細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色。(4)由于細(xì)胞分裂中期染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，因此最好選用分裂到中期的細(xì)胞用顯微鏡觀察染色體數(shù)目。(5)由于在冷凍、超低溫或液氮條件下，細(xì)胞中酶的活性降低，細(xì)胞新陳代謝的速率降低，通常在此條件下保存細(xì)胞。(6)機(jī)體把移植的皮膚當(dāng)作抗原攻擊，會發(fā)生排斥現(xiàn)象。 答案：(1)相互接觸　接觸抑制　單層(或一層)　胰蛋白酶　(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　減少　(3)活細(xì)胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，故活細(xì)胞不能著色(或死細(xì)胞的膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色)　(4)中 (5)冷凍(或超低溫、液氮)　酶　(6)抗原 1．細(xì)胞核移植的原理 動物體細(xì)胞核移植的原理是細(xì)胞核的全能性，而不是動物細(xì)胞的全能性。因?yàn)閯游矬w細(xì)胞的全能性受到限制，不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體，所以用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動物，說明動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 2．供體和受體的選擇 (1)供體：一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。 (2)受體：選擇MⅡ期的卵母細(xì)胞，其原因是： ①卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。 ②卵母細(xì)胞體積大，便于操作。 ③卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。 3．克隆動物的遺傳特點(diǎn) 克隆動物的親本有三個，即體細(xì)胞核供體、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體和代孕母體。 (1)克隆動物細(xì)胞核基因來自體細(xì)胞核供體，因此，克隆動物的性狀與體細(xì)胞核供體基本相同。 (2)克隆動物的細(xì)胞質(zhì)基因來自卵母細(xì)胞，因此，克隆動物的性狀與卵母細(xì)胞供體部分相同。 (3)代孕母體沒有為克隆動物提供遺傳物質(zhì)，因此，克隆動物的性狀與代孕母體沒有直接關(guān)系。 [題組沖關(guān)] 3．下列對哺乳動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的描述錯誤的是(　　) A．該技術(shù)的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植 B．通常采用減數(shù)第二次分裂中期卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞 C．可通過顯微操作法除去卵母細(xì)胞核 D．克隆動物是對提供體細(xì)胞的動物進(jìn)行了完全復(fù)制 解析：選D　克隆動物絕大部分遺傳物質(zhì)來自供體細(xì)胞核，但細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞，其次生物的性狀還受環(huán)境的影響，因此，克隆動物并不是對提供體細(xì)胞的動物進(jìn)行完全復(fù)制。 4．(全國卷Ⅱ節(jié)選)如圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。 回答下列問題： (1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為________________。過程①表示去除細(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時(shí)期再進(jìn)行，去核時(shí)常采用__________的方法。 (2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)胞中____________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。 (3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是_____________________________________________________。 (4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了________________________________________________________________________。 解析：(1)哺乳動物的正常細(xì)胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細(xì)胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時(shí)，常采用顯微操作法去除細(xì)胞核。(2)一般來說，動物細(xì)胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時(shí)，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時(shí)一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保證細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動物性狀與供體動物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析，其原因是：克隆動物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響。(4)高度分化的動物體細(xì)胞的全能性受到限制，但其細(xì)胞核的全能性在卵母細(xì)胞質(zhì)中物質(zhì)的作用下仍能得以表達(dá)。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動物的培育成功，證明了高度分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。 答案：(1)XX或XY　 顯微操作　(2)遺傳物質(zhì)　(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響　(4)已經(jīng)分化的動物體細(xì)胞核具有全能性 [方法規(guī)律] 判斷有性生殖與無性生殖的兩種方法 (1)從概念上判斷。 ①有性生殖是指經(jīng)兩性生殖細(xì)胞結(jié)合而成的合子或有性配子直接發(fā)育成個體的生殖方式。 ②無性生殖是指不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合由親本直接產(chǎn)生子代的生殖方式。 (2)從培養(yǎng)細(xì)胞的種類上判斷。 ①組織培養(yǎng)中培養(yǎng)的不是體細(xì)胞而是有性配子或合子時(shí)，才屬于有性生殖。 ②植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞核移植都屬于無性生殖。 [隨堂基礎(chǔ)鞏固]　 1．一般來說，動物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件有(　　) ①無毒的環(huán)境　②無菌的環(huán)境?、叟囵B(yǎng)液中需加血漿　④溫度與動物體溫相近?、菪枰狾2?、藜覥O2維持培養(yǎng)液的pH A．①②③④⑤⑥　　　　　　B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥ 解析：選A　動物細(xì)胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、無毒，在細(xì)胞培養(yǎng)液中需添加血清、血漿等一些天然成分，培養(yǎng)溫度一般與動物體溫相近。動物細(xì)胞培養(yǎng)還需要O2和CO2，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2可維持培養(yǎng)液的pH。 2．下列過程屬于動物細(xì)胞原代培養(yǎng)的是(　　) A．用胰蛋白酶使組織分散成單個細(xì)胞的過程 B．從機(jī)體取得細(xì)胞后初次進(jìn)行培養(yǎng)的過程 C．出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后取下的細(xì)胞的培養(yǎng)過程 D．哺乳動物細(xì)胞在培養(yǎng)基中的懸浮生長過程 解析：選B　原代培養(yǎng)是最初的細(xì)胞培養(yǎng)，即還沒有分瓶培養(yǎng)前的細(xì)胞培養(yǎng)。 3．下列有關(guān)核移植的說法錯誤的是(　　) A．用核移植技術(shù)得到的動物稱為克隆動物 B．核移植的受體細(xì)胞最好是受精卵 C．核移植技術(shù)可以充分發(fā)揮優(yōu)良種畜的生殖潛力 D．用核移植技術(shù)得到克隆動物的過程屬于無性生殖 解析：選B　核移植的受體細(xì)胞應(yīng)該是MⅡ期的卵母細(xì)胞，相對受精卵來說，MⅡ期的卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)所含的物質(zhì)更有利于細(xì)胞核全能性的表達(dá)。 4．科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路線如圖所示(成纖維細(xì)胞可增殖)。下列敘述錯誤的是(　　) A．過程②常用的方法是顯微注射法 B．代孕母羊要注射免疫抑制劑防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)使移植胚胎死亡 C．卵母細(xì)胞去核的目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細(xì)胞 D．整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)從而獲得大量的細(xì)胞群 解析：選B　將目的基因轉(zhuǎn)入動物細(xì)胞常用顯微注射法；代孕母羊不會對移植胚胎產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)；卵母細(xì)胞去核的目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細(xì)胞；整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可增殖，可進(jìn)行傳代培養(yǎng)從而獲得大量的細(xì)胞群。 5．有關(guān)動、植物體細(xì)胞的離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是(　　) A．都需用CO2培養(yǎng)箱　　　 B．都需用液體培養(yǎng)基 C．都要在無菌條件下進(jìn)行 D．都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性 解析：選C　動、植物體細(xì)胞的離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進(jìn)行；動物的體細(xì)胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性；植物的體細(xì)胞離體培養(yǎng)一般用固體培養(yǎng)基，能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。 6．下列不屬于動物細(xì)胞工程應(yīng)用的是(　　) A．大規(guī)模生產(chǎn)干擾素，用于抵抗病毒感染 B．為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚 C．大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等 D．利用體細(xì)胞克隆技術(shù)，促進(jìn)優(yōu)良種畜的繁育 解析：選C　動物細(xì)胞工程的應(yīng)用是多方面的，許多重要的生物制品如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等，都可借助于動物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)；也可為大面積燒傷的病人進(jìn)行自身皮膚移植；還可加快優(yōu)良種畜繁育。大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等是通過植物組織培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)的。 7．科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如下圖所示)，請結(jié)合圖示回答下列問題： (1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)之前，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織進(jìn)行分離，形成單個細(xì)胞，這一過程中需要利用________酶處理，不能用纖維素酶與果膠酶的原因是____________。 (2)形成重組細(xì)胞時(shí)應(yīng)選用________期的卵母細(xì)胞，并去掉其細(xì)胞核的原因是______________________________________________________________________________。 (3)如果重組細(xì)胞為貼附性細(xì)胞，則在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，會表現(xiàn)出____________和____________等特點(diǎn)。 (4)重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛體內(nèi)會生出與供體奶牛遺體性狀相同的犢牛，但也有可能出現(xiàn)性狀上的某些差異，原因是______________________________；________________________________________。 (5)上圖中所示的生物技術(shù)整體被稱為________。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說明了動物__________具有全能性。 解析：(1)對動物組織進(jìn)行分離，用胰蛋白酶處理，才能形成單個細(xì)胞。因?yàn)槊妇哂袑Ｒ恍?，所以不能用纖維素酶和果膠酶將動物細(xì)胞分散開。(2)去掉卵母細(xì)胞核后，重組細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要來自供體細(xì)胞核，其性狀主要由供體細(xì)胞核決定。(3)如果重組細(xì)胞為貼附性細(xì)胞，則在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)會表現(xiàn)出細(xì)胞貼壁和接觸抑制的特點(diǎn)。(4)重組細(xì)胞發(fā)育而來的犢牛與供體奶牛不完全相同，因?yàn)橹亟M細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要來自供體細(xì)胞核，少量來自卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，另外性狀還受環(huán)境的影響。(5)克隆動物的成功證明了動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 答案：(1)胰蛋白(或膠原蛋白)　酶具有專一性 (2)MⅡ(或減Ⅱ中)　使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞(或避免卵細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)對后代造成干擾)　(3)細(xì)胞貼壁　接觸抑制 (4)生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制　生物的性狀受環(huán)境因素的影響(兩空順序可以顛倒) (5)核移植(或體細(xì)胞核移植)　體細(xì)胞的細(xì)胞核 [課時(shí)跟蹤檢測]　　 一、選擇題 1．關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，錯誤的是(　　) A．用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織 B．將所取的組織需用胰蛋白酶等處理使其分散成單個細(xì)胞 C．在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液 D．動物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳50代左右，所培養(yǎng)的細(xì)胞都會衰老死亡 解析：選D　動物細(xì)胞培養(yǎng)傳至50代左右，若細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，并且?guī)в邪┳兊奶攸c(diǎn)，就能在適宜培養(yǎng)條件下無限制地傳代下去。 2．下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用的敘述，錯誤的是(　　) A．可用于檢測某種物質(zhì)的毒性 B．可通過培養(yǎng)各種病變細(xì)胞，用于藥理等方面的研究 C．可通過動物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素等 D．經(jīng)過脫分化、再分化，可構(gòu)建人造皮膚 解析：選D　動物細(xì)胞培養(yǎng)沒有脫分化與再分化過程。 3．下列關(guān)于哺乳動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物的敘述，正確的是(　　) A．體細(xì)胞核移植過程中通常用卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞 B．目前科學(xué)家可以用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體 C．利用動物體細(xì)胞核移植技術(shù)可有選擇地繁殖某一性別的家畜 D．用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代50代以內(nèi)的細(xì)胞 解析：選C　體細(xì)胞核移植過程中常用減Ⅱ中期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞；動物體細(xì)胞的全能性受到限制，不能經(jīng)過培養(yǎng)獲得動物個體；用于核移植的供體細(xì)胞一般是10代以內(nèi)的細(xì)胞；克隆動物細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)來自供體細(xì)胞，其性別與提供細(xì)胞核的動物一致，因此可有選擇地克隆某一性別的家畜。 4．名為“我的皮膚”的生物活性繃帶自從在英國誕生后，給皮膚燒傷病人帶來了福音。該活性繃帶的原理是先采集一些細(xì)胞樣本，再讓其在特殊的膜片上增殖。5～7天后，將膜片敷在患者的傷口上，膜片會將細(xì)胞逐漸“釋放”到傷口，并促進(jìn)新生皮膚層生長，達(dá)到加速傷口愈合的目的。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是(　　) A．“我的皮膚”的獲得技術(shù)屬于動物細(xì)胞工程 B．人的皮膚燒傷后會因人體第二道防線的破壞而導(dǎo)致免疫力下降 C．種植在膜片上的細(xì)胞樣本最好選自患者本人 D．膜片能否把細(xì)胞順利“釋放”到傷口，加速患者自身皮膚愈合與細(xì)胞膜上的HLA有關(guān) 解析：選B　根據(jù)題意，“我的皮膚”的獲得技術(shù)屬于動物細(xì)胞工程中的動物細(xì)胞培養(yǎng)；人的皮膚燒傷后會因人體第一道防線的破壞而導(dǎo)致免疫力下降；種植在膜片上的細(xì)胞樣本最好選自患者本人，以避免發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；人類白細(xì)胞抗原(HLA)是人類主要組織相容性復(fù)合物，作為不同個體免疫細(xì)胞相互識別的標(biāo)志，因此膜片能否把細(xì)胞順利“釋放”到傷口，加速患者自身皮膚愈合與細(xì)胞膜上的HLA有關(guān)。 5．下圖是某克隆羊的培育過程模式圖，則與獲得該克隆羊接近的生殖方式和其發(fā)育成熟時(shí)所分泌的主要性激素分別是(　　) A．無性生殖；雄性激素　　　　B．無性生殖；雌性激素 C．有性生殖；雄性激素 D．有性生殖；雌性激素 解析：選A　克隆羊的產(chǎn)生屬于無性生殖；由于此過程是雄性羊供核，故得到的克隆羊?yàn)樾坌裕置诘男约に厥切坌约に亍? 6．動物細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)，通常要在培養(yǎng)基中補(bǔ)充一定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培養(yǎng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從該圖獲得的結(jié)論是(　　) A．正常細(xì)胞與癌細(xì)胞的增殖速率相同 B．有無血清對正常細(xì)胞培養(yǎng)的影響較大 C．培養(yǎng)基中補(bǔ)充血清有助于正常細(xì)胞的培養(yǎng) D．培養(yǎng)基中是否補(bǔ)充血清對癌細(xì)胞的培養(yǎng)影響不大 解析：選A　分析圖中曲線可知，對癌細(xì)胞來說，相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，培養(yǎng)基中有無血清，其細(xì)胞數(shù)目相差不大，說明培養(yǎng)基中有無血清對癌細(xì)胞的培養(yǎng)影響不大；對正常細(xì)胞來說，在相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，有血清的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于沒有血清的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)目，說明有無血清對正常細(xì)胞的培養(yǎng)影響較大；在相同條件和相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，癌細(xì)胞和正常細(xì)胞的數(shù)目差距較大，正常細(xì)胞達(dá)到一定的數(shù)目后不再增加，而癌細(xì)胞卻能不斷增加。 7．在將動物組織塊分散成單個細(xì)胞時(shí)，可以使用胰蛋白酶。由此判斷以下推測不合理的是(　　) A．動物細(xì)胞之間可能依靠蛋白質(zhì)相互聯(lián)系 B．處理時(shí)一定要注意處理時(shí)間、加酶量 C．胰蛋白酶一定不會對動物細(xì)胞造成損傷 D．動物細(xì)胞培養(yǎng)液的pH應(yīng)與胰蛋白酶作用的適宜pH基本一致 解析：選C　胰蛋白酶可使蛋白質(zhì)分解，胰蛋白酶可破壞動物細(xì)胞之間的聯(lián)系，可推測動物細(xì)胞之間可能依靠蛋白質(zhì)相互聯(lián)系；細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)成分，所以一定要注意處理的時(shí)間和酶的用量，以防止對動物細(xì)胞造成損傷；酶促反應(yīng)需要適宜的pH，所以培養(yǎng)液的pH應(yīng)與胰蛋白酶作用的適宜pH基本一致。 8．實(shí)驗(yàn)小鼠皮膚細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A．甲過程需要在無菌條件下進(jìn)行 B．乙過程可用胰蛋白酶處理皮膚組織 C．丙過程是原代培養(yǎng)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象 D．丁過程是傳代培養(yǎng)細(xì)胞，不能保持二倍體核型 解析：選D　取小鼠的皮膚組織應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行；乙過程可用胰蛋白酶處理皮膚組織，獲得單細(xì)胞懸液；原代培養(yǎng)會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象；傳代培養(yǎng)細(xì)胞通常10代以內(nèi)能保持二倍體核型，10代以后核型可能發(fā)生變化。 9．對某種動物的肝腫瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，下列說法錯誤的是(　　) A．在利用肝組織塊制備細(xì)胞懸液時(shí)，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理 B．細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是刺激細(xì)胞呼吸 C．為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素 D．在合成培養(yǎng)基中，通常需加入血清、血漿等天然成分 解析：選B　在利用肝組織塊制備細(xì)胞懸液時(shí)，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，以分解細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，得到單個細(xì)胞；細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH；為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，要求對培養(yǎng)液進(jìn)行消毒、滅菌，也可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素；合成培養(yǎng)基通常需加入血清、血漿等天然成分。 10．如圖為小鼠胚胎成纖維細(xì)胞(MEF)培養(yǎng)的過程圖，下列敘述錯誤的是(　　) A．可用膠原蛋白酶分散組織塊中的細(xì)胞 B．MEF細(xì)胞可能產(chǎn)生某種物質(zhì)抑制胚胎干細(xì)胞的分化 C．加入培養(yǎng)液中的MEF細(xì)胞最好是來自傳代培養(yǎng)的細(xì)胞 D．細(xì)胞培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)細(xì)胞貼壁和接觸抑制的現(xiàn)象 解析：選C　將動物組織細(xì)胞分散成單個細(xì)胞，可以用膠原蛋白酶或胰蛋白酶；由圖可知，在胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)液中加入MEF細(xì)胞不分化，但未加MEF細(xì)胞的一組易分化，據(jù)此推知MEF細(xì)胞可能產(chǎn)生某種物質(zhì)抑制胚胎干細(xì)胞的分化；加入培養(yǎng)液中的MEF細(xì)胞最好是來自原代培養(yǎng)的細(xì)胞；在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)細(xì)胞貼壁和接觸抑制的現(xiàn)象。 二、非選擇題 11．某研究小組進(jìn)行藥物實(shí)驗(yàn)時(shí)，以動物肝細(xì)胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： (1)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時(shí)間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量________。 (2)在動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是________________________________________________________________________。 (3)在兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，其生長________________。藥物實(shí)驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更____。若用動物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需用________消化處理。 (4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的________。 (5)已知癌細(xì)胞的X基因表達(dá)過量與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。要實(shí)驗(yàn)一種抗腫瘤藥物Y對甲細(xì)胞生長的影響，可將甲細(xì)胞分為A、B兩組，A組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入________，B組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入無菌生理鹽水。經(jīng)培養(yǎng)后，從A、B兩組收集等量細(xì)胞，通過分別檢測X基因在A、B兩組細(xì)胞中的________或________合成水平的差異，確定Y的藥效。 解析：(1)腫瘤細(xì)胞具有無限增殖能力，細(xì)胞周期短，相同時(shí)間內(nèi)，甲細(xì)胞的數(shù)量多于乙細(xì)胞。(2)動物血清中含有胰島素、生長激素等，能促進(jìn)細(xì)胞的生長和增殖，是天然的培養(yǎng)基。(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)為了獲得細(xì)胞懸液，需用胰蛋白酶處理組織塊，使組織塊中的細(xì)胞分散成單個細(xì)胞。(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)需要創(chuàng)造無菌的環(huán)境，因此為了防止病菌污染，可在培養(yǎng)基中添加抗生素。(5)設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)需要遵循單一變量原則，因此A組需要加入藥物Y，可通過檢測基因是否完成轉(zhuǎn)錄和翻譯來確定Y的藥效。 答案：(1)多　(2)血清中含有適合動物細(xì)胞生長增殖的各種營養(yǎng)物質(zhì)　(3)產(chǎn)生接觸抑制　多　胰蛋白酶　(4)抗生素　(5)藥物Y　mRNA　蛋白質(zhì) 12．下面是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細(xì)胞不能正常合成胰島素)的過程設(shè)計(jì)圖解，請據(jù)圖回答： (1)圖中①所示的結(jié)構(gòu)名稱是____________。 (2)圖中Ⅰ、Ⅲ所示的生物技術(shù)名稱分別是__________、____________。 (3)過程Ⅰ通常用去核的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因?yàn)樗黖_____________________________________________________。 (4)圖中過程Ⅲ通常用②作受體細(xì)胞的原因是__________________________。 (5)圖示治病的方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是________________。該種基因治療所屬類型為__________________。 解析：(1)①是從供體(患者)體細(xì)胞分離出的細(xì)胞核。(2)Ⅰ表示核移植技術(shù)，Ⅲ表示轉(zhuǎn)基因技術(shù)。(3)核移植時(shí)，通常用去核的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因是卵母細(xì)胞體積大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)豐富，尤其是它含有能促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(4)②為胚胎干細(xì)胞，經(jīng)誘導(dǎo)可形成各種類型的組織器官。(5)通過自身細(xì)胞的細(xì)胞核移植得到克隆器官，將其移植到患者體內(nèi)后不會發(fā)生 免疫排斥。 答案：(1)細(xì)胞核　(2)核移植技術(shù)　轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或基因工程、DNA重組技術(shù)、基因拼接技術(shù))　(3)含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)　(4)這些細(xì)胞分化程度很低，具有全能性，可以定向誘導(dǎo)分化成各類細(xì)胞、組織、器官　(5)沒有排斥反應(yīng)　體外基因治療 13．甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)可能有一定致畸、致癌作用，利用動物細(xì)胞培養(yǎng)的方法鑒定它們是否有毒性，并比較二者毒性的強(qiáng)弱。請依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟： ①制備細(xì)胞懸液：用____________處理小白鼠胚胎組織使其離散成單個細(xì)胞，制成細(xì)胞懸浮液。 ②進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)： a．取A、B、C三個潔凈的錐形瓶，分別加入________。 b．向A、B兩個培養(yǎng)瓶中分別加入等量的化學(xué)物質(zhì)甲、乙，并將其搖勻；C瓶加等量生理鹽水，作為對照。 c．把3個培養(yǎng)瓶放在37 ℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。 ③制作臨時(shí)裝片。 ④鏡檢和統(tǒng)計(jì)：把臨時(shí)裝片放在顯微鏡下，尋找處于有絲分裂中期的細(xì)胞，與小白鼠正常體細(xì)胞有絲分裂高倍顯微鏡照片進(jìn)行對比，以確認(rèn)發(fā)生變異的細(xì)胞。統(tǒng)計(jì) ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 培養(yǎng)瓶 A B C 變異細(xì)胞數(shù)占總細(xì)胞數(shù)的百分比 1.3% 12.5% 0.1% (3)請寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)①解離組織細(xì)胞常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶。②根據(jù)b的實(shí)驗(yàn)步驟可以得出：a中A、B、C三個潔凈的錐形瓶，分別加入等量的細(xì)胞懸浮液。④根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，?yīng)統(tǒng)計(jì)該時(shí)期變異的細(xì)胞數(shù)占細(xì)胞總數(shù)的百分比。(3)C組為對照組，A與B組變異細(xì)胞數(shù)占總細(xì)胞數(shù)的比例均比C組高，說明甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有一定毒性，B組數(shù)據(jù)比A組的數(shù)據(jù)大說明乙的毒性比甲的毒性大。 答案：(1)①胰蛋白酶　②a.等量的細(xì)胞懸浮液?、茉摃r(shí)期變異的細(xì)胞數(shù)占細(xì)胞總數(shù)的百分比　(3)甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大