2018-2019學(xué)年高中生物 專題2 細(xì)胞工程 2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程 2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)課堂演練 新人教版選修3.doc

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2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)是(　　) ①細(xì)胞貼壁　②有絲分裂?、鄯稚⑸L(zhǎng)　④接觸抑制?、轀p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：培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)懸液中分散的細(xì)胞只有貼附在光滑無(wú)毒的瓶壁上才會(huì)生長(zhǎng)增殖，稱為細(xì)胞貼壁，在懸液中不會(huì)分散生長(zhǎng)，①對(duì)、③錯(cuò)；動(dòng)物體細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂，沒(méi)有減數(shù)分裂，②對(duì)、⑤錯(cuò)；當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂，這叫接觸抑制，④對(duì)；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(duì)。 答案：A 2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的順序是(　　) ①原代培養(yǎng)?、趥鞔囵B(yǎng)?、塾靡鹊鞍酌柑幚斫M織，形成分散的細(xì)胞懸液 A．①②③　　　　 B．①③② C．②①③ D．③①② 解析：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的程序?yàn)檫x取幼齡動(dòng)物或早期胚胎組織作培養(yǎng)材料→用胰蛋白酶處理組織，制備細(xì)胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。 答案：D 3．用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的組織和細(xì)胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織或細(xì)胞(　　) A．容易產(chǎn)生各種變異 B．具有更高的全能性 C．取材十分方便 D．分裂增殖的能力強(qiáng) 解析：用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織，主要因?yàn)榕咛セ蛴g動(dòng)物的器官或組織分裂能力旺盛。 答案：D 4．如下圖為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)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(cuò)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(gè)培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞群稱為一個(gè)克隆 D．E點(diǎn)后的細(xì)胞大多數(shù)具有異倍體核型，可連續(xù)傳代 解析：人們通常將動(dòng)物組織處理分散后的初次培養(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(zhǎng)，可見(jiàn)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(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，即會(huì)發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象，在AB段和DE段細(xì)胞幾乎生長(zhǎng)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(lái)的是一個(gè)細(xì)胞而不是多個(gè)細(xì)胞，C錯(cuò)誤；已獲無(wú)限繁殖能力能持續(xù)生存的細(xì)胞系，稱連續(xù)細(xì)胞系或無(wú)限細(xì)胞系，無(wú)限細(xì)胞系大多已發(fā)生異倍化，具異倍體核型，D正確。 答案：C 5．如圖表示動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)程序圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 ①取動(dòng)物組織塊 ↓ ②________ ③處理組織分散成單個(gè)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(gè)細(xì)胞，制成________ ↓ ⑦轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng) (1)過(guò)程②表示________________________________________。 (2)過(guò)程③和⑥用________處理組織或貼壁細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞，這樣做的目的是_______________________________________ ________________________________。 (3)④和⑥的過(guò)程都要把分散的細(xì)胞制成__________________。 (4)過(guò)程⑤進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)是________，細(xì)胞適于____生長(zhǎng)增殖。 (5)過(guò)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(shí)，增殖會(huì)逐漸緩慢，以至于完全停止，部分細(xì)胞的________會(huì)發(fā)生改變。繼續(xù)培養(yǎng)時(shí)，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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，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(gè)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?jī)?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(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)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(dòng)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(guò)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(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)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 [A級(jí)　基礎(chǔ)鞏固] 1．下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中，正確的是(　　) A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前要用胃蛋白酶使細(xì)胞分散 B．動(dòng)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(guò)程中 D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境 解析：通常將健康幼齡動(dòng)物組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)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(guò)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(shí)分散細(xì)胞的酶。動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，氣體環(huán)境、溫度，pH適宜等條件。 答案：D 2．用動(dòng)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(wú)菌條件下進(jìn)行 D．都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性 解析：不管是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)還是植物組織培養(yǎng)，最基本的一個(gè)條件就是無(wú)菌環(huán)境。此外，動(dòng)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(dòng)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(guò)程需要一定的光照條件；動(dòng)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(gè)細(xì)胞到完整植株的全過(guò)程，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。 答案：C 3．下圖是某克隆羊培育過(guò)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(shí)所分泌的性激素依次是(　　) A．無(wú)性生殖、Aa、雌性激素 B．無(wú)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：克隆羊是利用了細(xì)胞核移植技術(shù)，其生殖方式為無(wú)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(shí)所分泌的性激素是雄性激素。 答案：B 4．據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》披露，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)研究人員不久前成功實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)生殖醫(yī)學(xué)技術(shù)，將患有線粒體疾病婦女的受精卵中的細(xì)胞核移植到健康婦女捐獻(xiàn)的去核卵子中，最終產(chǎn)下了健康的嬰兒。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．此項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)是動(dòng)物的細(xì)胞和組織培養(yǎng) B．此項(xiàng)技術(shù)的原理與克隆羊“多莉”完全相同 C．健康婦女捐獻(xiàn)的卵子的細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控移入細(xì)胞核發(fā)育的作用 D．嬰兒出生后具有患病夫婦以及捐獻(xiàn)健康卵子的婦女三方的遺傳特征 解析：動(dòng)物克隆技術(shù)的基礎(chǔ)是動(dòng)物細(xì)胞和組織培養(yǎng)，A項(xiàng)正確；此項(xiàng)技術(shù)用的受精卵的細(xì)胞核，而克隆羊用的是高度分化的乳腺細(xì)胞，分化程度不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控移入細(xì)胞核發(fā)育的作用，C項(xiàng)正確；該嬰兒細(xì)胞的核基因由形成受精卵的夫婦提供，質(zhì)基因由提供去核卵子的婦女提供，D項(xiàng)正確。 答案：B 5．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，再植入母羊丙的子宮內(nèi)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．生出小羊的性狀與母羊甲完全相同 B．一般來(lái)說(shuō)生出小羊的核基因型與母羊甲完全相同 C．生出小羊的遺傳物質(zhì)由甲、乙雙親共同決定，所以該過(guò)程為有性生殖 D．生出小羊的性狀由甲、乙、丙3個(gè)親本的基因型與環(huán)境共同決定 解析：核移植獲得克隆動(dòng)物的生殖方式是無(wú)性生殖，遺傳物質(zhì)中母羊甲的和母羊乙的都有，因此認(rèn)為生出的小羊性狀完全與母羊甲相同是不正確的，應(yīng)是主要性狀與母羊甲相同，核基因型一般與母羊甲完全相同，因此B正確。 答案：B B級(jí)　能力訓(xùn)練 6．回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題： (1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的________。此時(shí)，瓶壁上形成單層細(xì)胞，這種單層培養(yǎng)法的出現(xiàn)，對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。 (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，但極少數(shù)細(xì)胞克服細(xì)胞壽命的自然極限，獲得________，朝著等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展，該種細(xì)胞由于細(xì)胞膜上________減少，導(dǎo)致細(xì)胞間的黏著性________。 (3)在動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)過(guò)程中，一般要滿足四個(gè)方面的條件：無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH及氣體環(huán)境，其中在培養(yǎng)液中添加________，以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染；由于人們對(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還沒(méi)有完全搞清楚，故在使用合成培養(yǎng)基時(shí)，通常需加入________等天然成分；氣體環(huán)境主要是提供細(xì)胞所需的O2和CO2，其中O2的作用是_____________，CO2的作用是______________________。 (4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可用于檢測(cè)某種物質(zhì)的毒性大小，若用被檢測(cè)物質(zhì)培養(yǎng)的細(xì)胞與對(duì)照組相比，發(fā)生變異的細(xì)胞數(shù)目所占的百分比大，則該物質(zhì)的毒性大，判斷的依據(jù)是________________________。 答案：(1)接觸抑制 (2)不死性　糖蛋白　降低 (3)抗生素　血清、血漿　供給細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸　維持培養(yǎng)液的pH (4)物質(zhì)的毒性越大，越容易導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生變異 7．某生物興趣小組對(duì)一種抗癌新藥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，以動(dòng)物肝癌細(xì)胞為材料，測(cè)定抗癌藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞增殖的影響。請(qǐng)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題。 (1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，將細(xì)胞所需的營(yíng)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_(kāi)_______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(zhǎng)過(guò)程中，當(dāng)細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)到一定程度時(shí)，其生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_______。 (3)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的________。 (4)請(qǐng)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(duì)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(dòng)物細(xì)胞所需要的各種營(yíng)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(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還沒(méi)有完全搞清楚，因此，在使用合成培養(yǎng)基時(shí)，還要加入一些動(dòng)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(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境中，才能保證細(xì)胞正常地生長(zhǎng)增殖。(2)動(dòng)物細(xì)胞在分裂過(guò)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(wú)菌無(wú)毒環(huán)境。(4)要測(cè)定抗癌藥物對(duì)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(wú)。其他無(wú)關(guān)變量應(yīng)該相同，否則會(huì)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(wú)菌　無(wú)毒　(2)接觸抑制　(3)抗生素　(4)是否加入抗癌藥物　單一變量 8．美國(guó)威斯康星州的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭奶牛，年產(chǎn)奶量達(dá)30.8 t，我國(guó)奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4 t。某人用該高產(chǎn)奶牛的耳朵細(xì)胞，采用核移植技術(shù)獲得高產(chǎn)奶牛(如下圖)。 (1)目前完成①的方法有______________、________________、________________、化學(xué)物質(zhì)處理等。 (2)③過(guò)程中選擇去核卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因是 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)④過(guò)程所利用的技術(shù)是_____________________________。 其原理是______________________________________________ __________________________。 (4)該實(shí)驗(yàn)的成功說(shuō)明已分化的耳朵細(xì)胞的細(xì)胞核中含有與________一樣的全套基因，這種繁殖方式屬于______________。 解析：進(jìn)行動(dòng)物體細(xì)胞核移植需用去核的卵母細(xì)胞作受體細(xì)胞，對(duì)構(gòu)建的重組細(xì)胞需經(jīng)歷動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，并誘導(dǎo)形成早期胚胎。重組細(xì)胞能夠培育為動(dòng)物體，表明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性；克隆動(dòng)物屬無(wú)性繁殖。 答案：(1)顯微操作去核　梯度離心　紫外光短時(shí)間照射 (2)卵母細(xì)胞體積大，易操作，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，且細(xì)胞質(zhì)中含有激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì) (3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)　細(xì)胞增殖 (4)受精卵　無(wú)性繁殖 9．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們可以根據(jù)需求來(lái)改造生物的性狀。如下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(wèn)題： (1)在此過(guò)程中涉及的細(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_(kāi)_______，在②進(jìn)入③之前要用________________________等工具來(lái)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(guò)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__________________________ 最相似，原因是_________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 答案：(1)核移植、動(dòng)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(yíng)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?！€(gè)體⑦的核遺傳物質(zhì)大部分來(lái)自荷斯坦奶牛，⑥只是為胚胎發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)和場(chǎng)所，⑦并沒(méi)有獲得⑥的遺傳信息