2019年春高中生物 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)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．簡述動物的細(xì)胞培養(yǎng)及條件。(重點(diǎn))　2.舉例論證動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用及意義?！?．簡述動物核移植的過程及意義。(重、難點(diǎn)) 一、動物細(xì)胞工程(閱讀教材P44) 常用的技術(shù)手段：動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等。 技術(shù)基礎(chǔ)：動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。 二、動物細(xì)胞培養(yǎng)(閱讀教材P44～P47) 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。 .培養(yǎng)過程 .相關(guān)概念 (1)細(xì)胞貼壁：細(xì)胞懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁上。 (2)細(xì)胞的接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。 (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)：貼壁的細(xì)胞，出現(xiàn)接觸抑制后，需要重新用胰蛋白酶來處理，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。 4．培養(yǎng)條件 (1)無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理。 (2)營養(yǎng) (3)溫度和pH (4)氣體環(huán)境 .應(yīng)用 (1)生產(chǎn)生物制品：如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 (2)應(yīng)用于基因工程：動物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的受體細(xì)胞，離不開動物細(xì)胞培養(yǎng)。 (3)檢測有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性。 (4)用于生理、病理、藥理等方面的研究，如篩選抗癌藥物等。 三、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物(閱讀教材P47～P50) 1．動物核移植概念 (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。 2．兩種類型 3．體細(xì)胞核移植的過程 4．體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景 (1)畜牧生產(chǎn)方面：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。 (2)保護(hù)瀕危物種方面：增加動物的存活數(shù)量。 (3)醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因克隆動物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。 (4)治療人類疾?。恨D(zhuǎn)基因克隆動物細(xì)胞、組織和器官作為異種移植的供體等。 5．體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題 (1)成功率非常低。 (2)絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題。 (3)對克隆動物食品的安全性問題存在爭議。 連一連 判一判 (1)動物細(xì)胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性。() (2)從動物機(jī)體取出相關(guān)組織，可以用胃蛋白酶將它分散成單個細(xì)胞。() (3)(2018東北師大附中高二期末)動物細(xì)胞在培養(yǎng)的過程中一些細(xì)胞會發(fā)生遺傳物質(zhì)的變化。(√) (4)(2018鹽城高二檢測)在動物細(xì)胞的培養(yǎng)過程中，使用的合成培養(yǎng)基中可以不加入血清和血漿等物質(zhì)。() (5)動物體細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞是卵細(xì)胞。() (6)體細(xì)胞核移植技術(shù)產(chǎn)生的個體組織與供體的性狀完全相同。() 　動物細(xì)胞的培養(yǎng) 結(jié)合下面動物細(xì)胞培養(yǎng)過程，探究以下問題： (1)以上過程的原理為細(xì)胞增殖。 (2)用胰蛋白酶處理組織塊，可使細(xì)胞分散開，目的是使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸。不能使用胃蛋白酶分散細(xì)胞，因?yàn)槎鄶?shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，此pH下胃蛋白酶不具有活性。 (3)劃分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)是以分瓶為界，即配制細(xì)胞懸液后轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中的第一次培養(yǎng)為原代培養(yǎng)，分瓶后的培養(yǎng)(無論分瓶多少次)均為傳代培養(yǎng)。 (4)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，通常需加入血清、血漿，其中含有多種維持細(xì)胞正常代謝和生長的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、未知的促生長因子等。 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) 區(qū) 別 原理 植物細(xì)胞的全能性 細(xì)胞增殖 培養(yǎng)基 固體或半固體培養(yǎng)基，包括礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、瓊脂、植物激素等 液體培養(yǎng)基，包括無機(jī)鹽、葡萄糖、維生素、氨基酸、動物血清等 細(xì)胞來源 離體植物器官、組織或細(xì)胞 胚胎或幼齡動物組織、器官 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)品 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)品，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研究生理、藥理、病理 相同點(diǎn) ①都需要人工條件下的無菌、無毒操作，無菌培養(yǎng)； ②都進(jìn)行有絲分裂 1．如圖為動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞增殖情況的變化曲線，圖中B、E兩點(diǎn)表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。下列判斷錯誤的是(　　) A．B點(diǎn)之前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)，之后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng) B．接觸抑制現(xiàn)象主要發(fā)生在AB段和DE段 C．分瓶后的每個培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞群稱為一個克隆 D．E點(diǎn)后的少數(shù)細(xì)胞獲得不死性，向等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展 解析：選C。人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)，分瓶后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)，B點(diǎn)之后細(xì)胞繼續(xù)生長，可見B點(diǎn)之后進(jìn)行了傳代培養(yǎng)，A正確；當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，即會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象，在AB段和DE段細(xì)胞幾乎生長停滯，可能發(fā)生了接觸抑制，B正確；細(xì)胞克隆的最基本要求是必須保證分離出來的是一個細(xì)胞而不是多個細(xì)胞，C錯誤；E點(diǎn)后細(xì)胞已獲無限繁殖能力且持續(xù)生存，具有了癌細(xì)胞的性質(zhì)，D正確。 (1)培養(yǎng)動物細(xì)胞時沒有脫分化的過程，因高度分化的動物細(xì)胞發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個體的能力。 (2)不是所有的細(xì)胞增殖過程中都存在接觸抑制。例如，癌細(xì)胞增殖時不存在接觸抑制，所以在培養(yǎng)瓶中可以形成多層細(xì)胞。 2．(2018湖南寧鄉(xiāng)高二期末)用動植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是(　　) A．都需要用含95%空氣加5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱 B．都需要用液體培養(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。不管是動物細(xì)胞培養(yǎng)還是植物組織培養(yǎng)，最基本的一個條件就是無菌環(huán)境。此外，動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基，其中的碳源是葡萄糖，培養(yǎng)液中還需要加入一定的動物血清或血漿，其氣體環(huán)境是95%空氣＋5%CO2，以維持培養(yǎng)液的pH；而植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，其碳源為蔗糖，組織培養(yǎng)的脫分化階段必須在黑暗條件下進(jìn)行，而再分化過程需要一定的光照條件；動物細(xì)胞培養(yǎng)就是細(xì)胞的增殖，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，而植物組織培養(yǎng)完成了由一個細(xì)胞到一個完整植株的全過程，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。 　動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物 結(jié)合克隆羊“多利”的產(chǎn)生過程，探究以下問題： (1)以上過程的原理是動物細(xì)胞核具有全能性。 (2)由于控制毛色的基因位于細(xì)胞核中，因此“多利”的面部毛色應(yīng)與核供體相同，即為白色。 (3)若甲、乙兩只綿羊分別為雄性、雌性個體，則克隆羊“多利”的性別為雄性。 (1)在進(jìn)行核移植時，為何一般不選用生殖細(xì)胞作為供核細(xì)胞？ 提示：因?yàn)樯臣?xì)胞與正常體細(xì)胞相比遺傳物質(zhì)減半。 (2)在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核？ 提示：為使核移植產(chǎn)生的胚胎或動物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物提供的體細(xì)胞，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前，必須將受體細(xì)胞的細(xì)胞核去掉或?qū)⑵淦茐摹? 1．核移植時供體和受體的選擇 (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：減Ⅱ中期的卵母細(xì)胞。一方面細(xì)胞大，易于操作；卵黃多，營養(yǎng)豐富，為發(fā)育提供充足的營養(yǎng)。另一方面細(xì)胞質(zhì)中含有能刺激融合后重組細(xì)胞進(jìn)行分裂分化并形成重組胚胎的物質(zhì)。 2．克隆動物的特點(diǎn) (1)克隆動物的性狀與核供體生物的性狀基本相同，但不是完全相同，原因是：①克隆動物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自于受體卵母細(xì)胞；②生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境影響。 (2)核基因是供體核基因的100%的復(fù)制。 (3)克隆動物是一種無性繁殖方式。 3．克隆的層次 (1)分子水平：如DNA復(fù)制； (2)細(xì)胞水平：動物細(xì)胞培養(yǎng)； (3)個體水平：克隆羊“多利”的誕生。 交匯點(diǎn)1　細(xì)胞結(jié)構(gòu)——細(xì)胞核 (1)分布：真核細(xì)胞具有____________包被的細(xì)胞核；原核細(xì)胞沒有核膜包被的細(xì)胞核。 (2)結(jié)構(gòu)：包括____________、核仁、____________、核孔等。 (3)功能：細(xì)胞核是遺傳的信息庫，是細(xì)胞__________的控制中心。 交匯點(diǎn)2　細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì) 動物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)存在于____________中。 答案：交匯點(diǎn)1 (1)核膜　(2)核膜　染色質(zhì)　(3)代謝和遺傳 交匯點(diǎn)2 線粒體 1．(2018山東萊蕪高二期中)下列對動物核移植技術(shù)的描述，不正確的是(　　) A．動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞的 B．體細(xì)胞核移植的過程中可通過顯微操作去核法去除卵母細(xì)胞中的核 C．細(xì)胞核移植的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 D．通過體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對供體100%的復(fù)制 解析：選D。早期胚胎細(xì)胞作細(xì)胞核的供體細(xì)胞時妊娠成功率最高，體細(xì)胞核移植的難度高于胚胎細(xì)胞核移植的；在核移植前一般要先用顯微操作法去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，獲得卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)；核移植時作供核一方的一般 是傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是此種細(xì)胞能保持正常的二倍體核型，遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變；通過細(xì)胞核移植方法獲得的重組細(xì)胞，細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來自供體核，細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體的細(xì)胞質(zhì)，所以用核移植的方法得到的動物不是對供體動物100%的復(fù)制。 2.如圖為哺乳動物(羊)的生殖過程，下列敘述不正確的是(　　) A．個體2為克隆動物，c為高度分化的體細(xì)胞 B．個體2的遺傳性狀與提供c細(xì)胞的羊不完全相同 C．產(chǎn)生動物個體1與動物個體2的生殖方式是不同的 D．e細(xì)胞為完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞 解析：選D。在核移植過程中，去核受體細(xì)胞一般選用處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細(xì)胞，而不是完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞。 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)合而由親本直接產(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，才屬于有性生殖；②植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞核移植都屬于無性生殖。 核心知識小結(jié) [要點(diǎn)回眸] [答題必備] 動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖。 細(xì)胞在培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)細(xì)胞貼壁(生長)和細(xì)胞接觸抑制現(xiàn)象。 動物細(xì)胞的培養(yǎng)分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)。 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。 動物細(xì)胞核移植的原理是動物細(xì)胞核的全能性。 哺乳動物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。 在動物細(xì)胞培養(yǎng)中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。 [隨堂檢測] 1．(2018北京海淀區(qū)高二檢測)動物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)是(　　) ①細(xì)胞貼壁?、谟薪z分裂　③分散生長?、芙佑|抑制　⑤減數(shù)分裂?、迋鞔囵B(yǎng)一般傳至10代就不易傳下去 A．①②④⑥　　　　　　 B．②③④⑤ C．①③④⑥ D．③④⑤⑥ 解析：選A。培養(yǎng)瓶內(nèi)懸液中分散的細(xì)胞只有貼附在光滑無毒的瓶壁上才會生長增殖，稱為細(xì)胞貼壁，在懸液中不會分散生長，①對、③錯；動物體細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，②對、⑤錯；當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長 到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂，這叫接觸抑制，④對；傳代培養(yǎng)的細(xì)胞一般傳到10代以后就不易傳下去了，⑥對。 2．(2018淮安高二檢測)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．甲過程需要對實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行消毒 B．乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶處理 C．丙過程得到的細(xì)胞大多具有異常二倍體核型 D．丁過程得到的部分細(xì)胞可能失去貼壁黏附性 解析：選C。甲過程表示獲取實(shí)驗(yàn)小鼠的組織細(xì)胞，需要對實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行消毒處理，選項(xiàng)A正確；乙表示用胰蛋白酶處理皮膚組織，使其分散成單個皮膚細(xì)胞，選項(xiàng)B正確；丙過程表示原代培養(yǎng)，形成的細(xì)胞株遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，具有正常的二倍體核型，選項(xiàng)C錯誤；丁是傳代培養(yǎng)過程，該過程部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能發(fā)生了變化而失去貼壁黏附性，選項(xiàng)D正確。 3．(2018福建八縣一中高二期末)某研究小組對某種動物的肝腫瘤細(xì)胞(甲)和正常肝細(xì)胞(乙)進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．在利用兩種肝組織塊制備肝細(xì)胞懸液時，也可用胃蛋白酶處理 B．細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2和95%O2的混合氣體的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行 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．在相同適宜條件下培養(yǎng)等量的甲、乙細(xì)胞，一段時間后，乙細(xì)胞數(shù)量比甲多 解析：選C。動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，而在這樣的環(huán)境中胃蛋白酶會變性失活，因此在利用兩種肝組織塊制備肝細(xì)胞懸液時，不可用胃蛋白酶處理，應(yīng)用胰蛋白酶處理，A錯誤；細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2和95%空氣的混合氣體的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，B錯誤；為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素，C正確；甲(肝腫瘤細(xì)胞)失去接觸抑制，而乙(正常肝細(xì)胞)具有接觸抑制，因此一段時間后，甲細(xì)胞數(shù)量比乙多，D錯誤。 4．(2018淮安高二檢測)如圖所示是某動物細(xì)胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中活細(xì)胞和死亡細(xì)胞密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間，以免損傷細(xì)胞 B．培養(yǎng)液中應(yīng)適當(dāng)加入青霉素、鏈霉素，以避免雜菌污染 C．曲線bc段變化的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)物積累等 D．培養(yǎng)至第6天時，新產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)等于死亡細(xì)胞數(shù) 解析：選D。實(shí)驗(yàn)中要控制胰蛋白酶溶液的濃度和處理時間，以免損傷細(xì)胞，A正確；培養(yǎng)液中應(yīng)適當(dāng)加入青霉素、鏈霉素等一定量的抗生素，以避免雜菌污染，B正確；曲線bc段表示活細(xì)胞密度減少，而此時間段內(nèi)死細(xì)胞密度增加，產(chǎn)生這種變化的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)物積累等，C正確；培養(yǎng)至第6 天時，活細(xì)胞數(shù)等于死細(xì)胞數(shù)，D錯誤。 5．下列為克隆羊“多利”的培育過程示意圖。 下列各項(xiàng)有關(guān)表述錯誤的是(　　) A．克隆羊“多利”的主要性狀與甲羊一致，因其細(xì)胞核基因來自甲羊 B．克隆羊“多利”的培育過程中采用的生物技術(shù)有核移植和胚胎移植 C．乙羊的去核卵母細(xì)胞為重組細(xì)胞基因表達(dá)提供了細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境條件 D．此過程說明高度分化的動物細(xì)胞具有全能性 解析：選D。生物的性狀主要由細(xì)胞核中的基因控制，此過程中培育成的早期胚胎需要移植到第三只羊的子宮內(nèi)完成發(fā)育過程，此實(shí)驗(yàn)只能說明高度分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，而不能證明動物細(xì)胞的全能性。 6．(2018泰安高二檢測)某生物興趣小組對一種抗癌新藥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，以動物肝癌細(xì)胞為材料，測定抗癌藥物對體外培養(yǎng)細(xì)胞增殖的影響。請回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： (1)在動物細(xì)胞培養(yǎng)時，將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基稱為________培養(yǎng)基。通常在培養(yǎng)基中還需要加入適量________等一些天然成分。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________________。另外，還應(yīng)該保證被培養(yǎng)的細(xì)胞處于________、________的環(huán)境。 (2)在細(xì)胞生長過程中，當(dāng)細(xì)胞貼壁生長到一定程度時，其生長會受到抑制，這種現(xiàn)象稱為________。 (3)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____________。 (4)請你幫助興趣小組的同學(xué)分析本實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的自變量是________________，實(shí)驗(yàn)組和對照組除了自變量不同外，其他處理均應(yīng)該相同，這是為了遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的________原則。 解析：(1)將動物細(xì)胞所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。由于對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，因此，在使用合成培養(yǎng)基時，還要加入一些動物血清、血漿等天然成分。細(xì)胞培養(yǎng)所需的氣體中有CO2，作用是維持培養(yǎng)液的pH。被培養(yǎng)的細(xì)胞必須處于無菌、無毒的環(huán)境中，才能保證細(xì)胞正常地生長增殖。(2)動物細(xì)胞在分裂過程中有接觸抑制的現(xiàn)象。(3)抗生素能殺死培養(yǎng)基中的微生物，保證無菌無毒環(huán)境。(4)要測定抗癌藥物對體外培養(yǎng)細(xì)胞增殖的影響，實(shí)驗(yàn)的自變量為抗癌藥物的有無，其他無關(guān)變量應(yīng)該相同，否則會干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這種設(shè)計(jì)遵循的是實(shí)驗(yàn)的單一變量原則。 答案：(1)合成　血清、血漿　維持培養(yǎng)液的pH　無菌　無毒　(2)接觸抑制　(3)抗生素 (4)是否加入抗癌藥物　單一變量 7．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們可以根據(jù)需求來改造生物的性狀。如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，據(jù)圖回答下列問題： (1)在此過程中涉及到的細(xì)胞水平現(xiàn)代生物技術(shù)手段主要有_______________________。 (2)在基因工程中，我們稱②為________，在②進(jìn)入③之前要用__________________等工具來構(gòu)建基因表達(dá)載體，能實(shí)現(xiàn)②進(jìn)入③的常用方法是______________________。 (3)圖中①一般經(jīng)________處理可以得到③，從③到④的過程中一般利用去核后未受精的卵母細(xì)胞作為受體，而不用普通的體細(xì)胞，原因是 ________________________________________________________________________。 (4)⑦是⑥的后代，那么⑦的遺傳性狀和____________最相似，原因是 ________________________________________________________________________。 如果②的數(shù)量太少，常用________來擴(kuò)增。要實(shí)現(xiàn)⑦批量生產(chǎn)人類血清白蛋白，則要求③的性染色體是______。利用該方法得到的動物叫做_______________________。 答案：(1)核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)　(2)目的基因　限制酶、DNA連接酶和載體　顯微注射法　(3)胰蛋白酶　卵母細(xì)胞大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)多，體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性　(4)荷斯坦奶牛　個體⑦的核遺傳物質(zhì)大部分來自荷斯坦奶牛，⑥只是為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和場所，⑦并沒有獲得⑥的遺傳信息　PCR技術(shù)　XX　轉(zhuǎn)基因克隆動物 [課時作業(yè)] 一、選擇題 1．(2018安徽阜陽高二期末)下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中，正確的是(　　) A．動物細(xì)胞培養(yǎng)前要用胃蛋白酶使細(xì)胞分散 B．動物細(xì)胞培養(yǎng)的主要目的是獲得大量的細(xì)胞分泌蛋白 C．細(xì)胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生于原代培養(yǎng)過程中 D．動物細(xì)胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境 解析：選D。通常將健康幼齡動物組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞，將處理后的細(xì)胞初次培養(yǎng)，稱為原代培養(yǎng)。貼滿瓶壁的細(xì)胞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，這種培養(yǎng)過程即為傳代培養(yǎng)。胃蛋白酶的最適pH約為2，不適合用作細(xì)胞培養(yǎng)時分散細(xì)胞的酶。動物細(xì)胞培養(yǎng)利用了細(xì)胞有絲分裂的原理，獲得大量的具有相同遺傳特性的細(xì)胞，細(xì)胞傳代培養(yǎng)至50代以后，遺傳物質(zhì)可能發(fā)生改變。動物細(xì)胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境，營養(yǎng)物質(zhì)充足，氣體環(huán)境、溫度、pH適宜等條件。 2．(2018南京高二檢測)在將動物組織塊分散成單個細(xì)胞時，可以使用胰蛋白酶。由此不能推測出來的是(　　) A．動物細(xì)胞之間可能依靠蛋白質(zhì)相互聯(lián)系 B．處理時一定要注意處理時間、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)該與胰蛋白酶作用的適宜pH基本一致 解析：選C。在動物細(xì)胞培養(yǎng)時，胰蛋白酶可以使細(xì)胞間的蛋白質(zhì)水解，使細(xì)胞分散，使用時應(yīng)把握好濃度、溫度和時間，以免消化過度而造成細(xì)胞損傷。 3．(2018臨沂高二檢測)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，下列處理中不恰當(dāng)?shù)氖?　　) A．培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具要進(jìn)行無菌處理 B．提供種類齊全的營養(yǎng)物質(zhì) C．提供純氧以保證細(xì)胞的呼吸作用 D．保證提供適宜的溫度和pH 解析：選C。動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中要保證無菌、無毒，需要對培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理，A項(xiàng)正確；培養(yǎng)液中營養(yǎng)成分充足，以滿足細(xì)胞增殖的需要，B項(xiàng)正確；動物細(xì)胞培養(yǎng)過程需要的氣體環(huán)境應(yīng)為95%的空氣和5%的CO2的混合氣體，空氣中的O2保證其代謝所用，CO2維持培養(yǎng)液的pH，C項(xiàng)錯誤；細(xì)胞體外培養(yǎng)需要適宜溫度和pH，其中溫度一般與動物體溫接近，D項(xiàng)正確。 4．(2018河南南陽高二期中)下列關(guān)于動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的敘述，不正確的是(　　) A．用核移植技術(shù)得到克隆動物的過程體現(xiàn)了動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 B．動物體細(xì)胞核移植過程中用到了動物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞融合技術(shù) C．用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 D．用動物體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對核供體動物進(jìn)行100%的復(fù)制 解析：選D。用核移植技術(shù)得到克隆動物的過程體現(xiàn)了動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，A正確；動物體細(xì)胞核移植過程中用到了動物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞融合技術(shù)，B正確；傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞能夠保持正常的二倍體核型，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，故一般都選傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞用作核移植的供體細(xì)胞，C正確；通過動物體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)主要來自卵母細(xì)胞，故用動物體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物不是對核供體動物進(jìn)行100%的復(fù)制，D錯誤。 5．(2018鹽城高二檢測)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在特定誘導(dǎo)條件下，可分化為脂肪、肝、神經(jīng)等多種組織細(xì)胞。下圖表示培養(yǎng)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的大致過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞屬于專能干細(xì)胞 B．通過離心除去上清液可以除去胰蛋白酶 C．過程①通常用胰蛋白酶處理 D．出現(xiàn)接觸抑制前，培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞數(shù)量有可能呈“J”型增長 解析：選A。根據(jù)題意可知，人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為脂肪、肝、神經(jīng)等多種組織細(xì)胞，故屬于多能干細(xì)胞，A錯誤；離心后細(xì)胞沉淀在底層，胰蛋白酶在上清液中，B正確；將剪碎的人臍帶組織塊用胰蛋白酶分散成單個細(xì)胞，C正確；出現(xiàn)接觸抑制之前，細(xì)胞數(shù)量的增長可能接近“J”型，D正確。 6．下列哪一項(xiàng)不屬于克隆(　　) A．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 B．利用核移植技術(shù)培育出克隆綿羊 C．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出雜種植株 D．利用胡蘿卜莖尖組織經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到脫毒苗 解析：選C?？寺∈侵笍囊还餐淖嫦龋ㄟ^無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個體。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?qū)儆诜肿铀降目寺?；利用核移植技術(shù)培育出克隆綿羊?qū)儆趥€體水平的克隆；利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出雜種植物產(chǎn)生的不是復(fù)制品，不屬于克?。焕弥参锝M織培養(yǎng)獲得脫毒苗，屬于個體水平的克隆。 7．(2018啟東高二檢測)從母羊甲的體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，移植入母羊乙的去核卵母細(xì)胞中，融合后的細(xì)胞經(jīng)卵裂形成早期胚胎，再植入另一只母羊丙的子宮內(nèi)，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．生出小羊的性狀與甲羊完全相同 B．一般來說生出小羊的核基因型與甲羊完全相同 C．生出小羊的遺傳物質(zhì)由甲、乙雙親共同決定，所以該過程為有性生殖 D．生出小羊的性狀由甲、乙、丙3個親本的基因型與環(huán)境共同決定 解析：選B。核移植獲得克隆動物的生殖方式是無性生殖，遺傳物質(zhì)中甲羊的和乙羊的都有，因此認(rèn)為生出的小羊性狀完全同甲羊是不正確的，應(yīng)是主要性狀與甲羊相同，核基因型一般與甲羊完全相同，因此B項(xiàng)正確。 8．(2018河北涿鹿中學(xué)高二期中)如圖是某克隆羊培育過程模式圖，試分析獲得該克隆羊的生殖方式、該克隆羊的基因型以及該克隆羊發(fā)育成熟時所分泌的性激素依次是(　　) A．無性生殖、Aa、雌性激素 B．無性生殖、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：選B?？寺⊙蚴抢昧思?xì)胞核移植技術(shù)，其生殖方式為無性生殖；該克隆羊繼承了B羊的全部的細(xì)胞核基因和A羊的細(xì)胞質(zhì)基因，因此其基因型為aa；由于B羊?yàn)樾坌?，因此該克隆羊亦為雄性，故該克隆羊發(fā)育成熟時所分泌的性激素是雄性激素。 9．(2018福建季延中學(xué)高二期末)隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展，已滅絕生物的“復(fù)活”將不再是神話。如果世界上最后一只野驢剛剛死亡，下列“復(fù)活”野驢的方法中，最可行的是(　　) A．將野驢的體細(xì)胞取出，利用組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)脫分化、再分化，培育成新個體 B．取出野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個體 C．取出野驢的體細(xì)胞核移植到家驢的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成新個體 D．將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個體 解析：選C。動物細(xì)胞的全能性受到限制，因此動物細(xì)胞培養(yǎng)不能形成新個體，A錯誤；動物細(xì)胞融合技術(shù)還不能形成新的動物個體，況且細(xì)胞融合后會導(dǎo)致遺傳物質(zhì)加倍，B錯誤；將野驢的體細(xì)胞核移植到雌性家驢的去核卵母細(xì)胞中，可以克隆形成野驢，C正確；將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，屬于基因工程，可培育出新性狀的家驢，D錯誤。 10．如圖所示為人類治療性克隆的大概過程，以下說法正確的是(　　) A．治療性克隆的過程中涉及轉(zhuǎn)基因、核移植、細(xì)胞培養(yǎng)等現(xiàn)代生物技術(shù) B．治療性克隆的結(jié)果說明動物細(xì)胞具有全能性 C．治療性克隆的過程中有細(xì)胞的分裂和分化 D．治療性克隆的器官在移植方面的主要優(yōu)點(diǎn)是其遺傳物質(zhì)與患者完全相同，沒有免疫排斥反應(yīng) 解析：選C。治療性克隆主要涉及核移植、細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)，不涉及轉(zhuǎn)基因技術(shù)；沒有新個體的產(chǎn)生不能說明動物細(xì)胞具有全能性；治療性克隆的器官中遺傳物質(zhì)和患者不完全相同，去核卵母細(xì)胞中也有部分遺傳物質(zhì)；形成器官的克隆過程會出現(xiàn)細(xì)胞的分裂和分化。 二、非選擇題 11．如圖表示動物細(xì)胞培養(yǎng)流程圖，請據(jù)圖回答下列問題： ①取動物組織塊 ↓ ②______________ ↓ ③處理組織分散成單個細(xì)胞 ↓ ④制成____________ ↓ ⑤轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng) ↓ ⑥處理貼壁細(xì)胞分散成單個細(xì)胞，制成________ ↓ ⑦轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng) (1)過程②表示________________________。 (2)過程③和⑥用________________________處理組織或貼壁細(xì)胞分散成單個細(xì)胞，這樣做的目的是_______________________________________________________________。 (3)④和⑥的過程都要把分散的細(xì)胞制成_______________________________。 (4)過程⑤進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)是________，細(xì)胞適于________生長增殖。 (5)過程⑦進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)是________，一般傳至________代后就不易傳下去了，傳至________繼續(xù)培養(yǎng)時，增殖會逐漸緩慢，以至于完全停止，部分細(xì)胞的______會發(fā)生改變。繼續(xù)培養(yǎng)時，少部分細(xì)胞發(fā)生了______，朝著等同于________的方向發(fā)展。 解析：進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時，首先將組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，使其分散成許多單個細(xì)胞，然后，用培養(yǎng)液將分散的細(xì)胞稀釋制成細(xì)胞懸液，再將細(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。以后，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，數(shù)目不斷增多。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分別繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。 答案：(1)剪碎組織　(2)胰蛋白酶　解除由于接觸對細(xì)胞生長和繁殖的抑制　(3)細(xì)胞懸液　(4)原代培養(yǎng)　貼壁　(5)傳代培養(yǎng)　10　10～50代 　細(xì)胞核型　突變　癌細(xì)胞 12．(2016高考全國卷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)時期再進(jìn)行，去核時常采用________的方法。②代表的過程是__________。 (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)核移植過程中，供體的體細(xì)胞中性染色體組成可為XX或XY；去核時常采用顯微操作的方法；圖示②過程表示胚胎移植。(2)細(xì)胞培養(yǎng)過程中，經(jīng)過多次傳代培養(yǎng)，細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。(3)由于卵母細(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，所以克隆動物與供體性狀不完全相同。(4)克隆動物的成功獲得證明了已分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 答案：(1)XX或XY　顯微操作　胚胎移植 (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)動物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 13．(2018濟(jì)南高二檢測)華南虎是原產(chǎn)中國的老虎品種，已有近30年沒有野生華南虎出現(xiàn)的報告，野生華南虎也被一些專家認(rèn)為已經(jīng)瀕臨滅絕?？茖W(xué)工作者嘗試用普通老虎完成體細(xì)胞克隆華南虎的研究，下圖是其培育過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)克隆華南虎的遺傳性狀與________(填字母)虎基本一致。 (2)A、B、C 3只虎哪一只沒有提供遺傳物質(zhì)？______。 (3)克隆華南虎的過程是否遵循孟德爾的遺傳定律？為什么？ ________________________________________________________________________。 (4)有人設(shè)想將虎的體細(xì)胞與牛的體細(xì)胞進(jìn)行融合，以獲得新物種“虎—牛”，你認(rèn)為依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論能否實(shí)現(xiàn)這一愿望？________。原因是___________________。 解析：(1)由克隆華南虎的過程可知，華南虎A提供細(xì)胞核，普通虎B提供細(xì)胞質(zhì)，所以克隆虎D的遺傳性狀與供核的A更接近，即相當(dāng)于克隆了A。(2)老虎C只提供胚胎發(fā)育的場所，沒有提供遺傳物質(zhì)給D。(3)核移植過程沒有經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，屬于無性生殖，沒有減數(shù)分裂方式的出現(xiàn)，不遵循孟德爾遺傳定律。(4)高度分化的動物細(xì)胞全能性受到限制，因此無論是高度分化的動物體細(xì)胞，還是不同種動物體細(xì)胞融合后的雜交細(xì)胞，經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)只會發(fā)生細(xì)胞增殖，不會發(fā)生細(xì)胞分化，形成不了個體，動物體細(xì)胞的全能性無法體現(xiàn)。 答案：(1)A　(2)老虎C　(3)不遵循。克隆屬于無性生殖，而孟德爾的遺傳定律僅在有性生殖的減數(shù)分裂過程中起作用　(4)不能　高度分化的動物細(xì)胞全能性受到限制，虎和牛體細(xì)胞雜交后得到的雜交細(xì)胞不能正常發(fā)育成完整個體 14．我國首例綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的種豬場自然分娩產(chǎn)出，這標(biāo)志著我國在轉(zhuǎn)基因克隆豬技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。下圖為我國首例綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)一個完整的基因表達(dá)載體除了帶有綠色熒光蛋白基因以外，還必須含有復(fù)制原點(diǎn)、啟動子、終止子和______________。啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，它是______________酶識別和結(jié)合的部位；而起始密碼子的化學(xué)本質(zhì)則是____________(填“DNA”或“RNA”)。 (2)過程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞后，要通過DNA分子雜交技術(shù)，來檢測綠色熒光蛋白基因是否已重組到豬胎兒成纖維細(xì)胞的___________________上。 (3)從豬中取胎兒成纖維細(xì)胞，用__________________處理，然后進(jìn)行分散培養(yǎng)。培養(yǎng)時，將培養(yǎng)瓶置于含一定量CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，CO2的作用是________________________。 (4)過程④表示通過顯微操作法吸出卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核，微型吸管除了將細(xì)胞核吸出外，往往將________________________一并吸出。 (5)本實(shí)驗(yàn)所用到的現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)有______________________(填字母)。 A．動物細(xì)胞培養(yǎng) B．胚胎移植 C．胚胎細(xì)胞核移植 D．DNA重組技術(shù) 答案：(1)標(biāo)記基因　RNA聚合　RNA (2)染色體DNA (3)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)　維持培養(yǎng)液的pH (4)第一極體　(5)ABD