2018-2019學(xué)年高中生物 專題2 細胞工程 2.2 動物細胞工程 2.2.1 動物細胞培養(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 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 1．動物細胞培養(yǎng)的特點是(　　) ①細胞貼壁?、谟薪z分裂　③分散生長?、芙佑|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)瓶內(nèi)懸液中分散的細胞只有貼附在光滑無毒的瓶壁上才會生長增殖，稱為細胞貼壁，在懸液中不會分散生長，①對、③錯；動物體細胞增殖的方式是有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，②對、⑤錯；當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂，這叫接觸抑制，④對；傳代培養(yǎng)的細胞一般傳到10代以后就不易傳下去了，⑥對。 答案：A 2．動物細胞培養(yǎng)過程的順序是(　　) ①原代培養(yǎng)　②傳代培養(yǎng)?、塾靡鹊鞍酌柑幚斫M織，形成分散的細胞懸液 A．①②③　　　　 B．①③② C．②①③ D．③①② 解析：動物細胞培養(yǎng)過程的程序為選取幼齡動物或早期胚胎組織作培養(yǎng)材料→用胰蛋白酶處理組織，制備細胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。 答案：D 3．用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織或細胞(　　) 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 解析：用于培養(yǎng)的細胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織，主要因為胚胎或幼齡動物的器官或組織分裂能力旺盛。 答案：D 4．如下圖為動物細胞培養(yǎng)過程中細胞增殖情況的變化曲線，圖中B、E兩點表示經(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)瓶中的細胞群稱為一個克隆 D．E點后的細胞大多數(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點之后細胞繼續(xù)生長，可見B點之后進行了傳代培養(yǎng)，A正確；當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細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段細胞幾乎生長停滯，可能發(fā)生了接觸抑制，B正確；細胞克隆的最基本要求是必須保證分離出來的是一個細胞而不是多個細胞，C錯誤；已獲無限繁殖能力能持續(xù)生存的細胞系，稱連續(xù)細胞系或無限細胞系，無限細胞系大多已發(fā)生異倍化，具異倍體核型，D正確。 答案：C 5．如圖表示動物細胞培養(yǎng)程序圖，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胞 ↓ ④制成________ ↓ ⑤轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行培養(yǎng) ↓ ⑥處理貼壁細胞分散成單個細胞，制成________ ↓ ⑦轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中進行培養(yǎng) (1)過程②表示________________________________________。 (2)過程③和⑥用________處理組織或貼壁細胞分散成單個細胞，這樣做的目的是_______________________________________ ________________________________。 (3)④和⑥的過程都要把分散的細胞制成__________________。 (4)過程⑤進行的細胞培養(yǎng)是________，細胞適于____生長增殖。 (5)過程⑦進行的細胞培養(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，部分細胞的________會發(fā)生改變。繼續(xù)培養(yǎng)時，少部分細胞發(fā)生了________，朝著等同于________的方向發(fā)展。 解析：進行動物細胞培養(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胞，然后，用培養(yǎng)液將分散的細胞稀釋制成細胞懸液，再將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶內(nèi)，置于適宜環(huán)境中培養(yǎng)。懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。以后，細胞進行有絲分裂，數(shù)目不斷增多。當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。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　解除由于接觸對細胞生長和繁殖的抑制　(3)細胞懸液　(4)原代培養(yǎng)　貼壁　(5)傳代培養(yǎng)　10　10～50代　細胞核型　突變　癌細胞 [A級　基礎(chǔ)鞏固] 1．下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的敘述中，正確的是(　　) A．動物細胞培養(yǎng)前要用胃蛋白酶使細胞分散 B．動物細胞培養(yǎng)的主要目的是獲得大量的細胞分泌蛋白 C．細胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生于原代培養(yǎng)過程中 D．動物細胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境 解析：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胞，將處理后的細胞初次培養(yǎng)，稱為原代培養(yǎng)。貼滿瓶壁的細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，不適合用作細胞培養(yǎng)時分散細胞的酶。動物細胞培養(yǎng)利用了細胞有絲分裂的原理，獲得大量的具有相同遺傳特性的細胞，細胞傳代培養(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。 答案：D 2．用動植物成體的體細胞進行離體培養(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行 D．都可體現(xiàn)細胞的全能性 解析：不管是動物細胞培養(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行，而再分化過程需要一定的光照條件；動物細胞培養(yǎng)就是細胞的增殖，不能體現(xiàn)細胞的全能性，而植物組織培養(yǎng)完成了由一個細胞到完整植株的全過程，體現(xiàn)了植物細胞的全能性。 答案：C 3．下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：克隆羊是利用了細胞核移植技術(shù)，其生殖方式為無性生殖；該克隆羊繼承了B羊的全部的細胞核基因和A羊的細胞質(zhì)基因，因此其基因型為aa；由于B羊為雄性，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。 答案：B 4．據(jù)英國《衛(wèi)報》披露，紐卡斯爾大學(xué)研究人員不久前成功實現(xiàn)一項生殖醫(yī)學(xué)技術(shù)，將患有線粒體疾病婦女的受精卵中的細胞核移植到健康婦女捐獻的去核卵子中，最終產(chǎn)下了健康的嬰兒。下列敘述錯誤的是(　　) A．此項技術(shù)的基礎(chǔ)是動物的細胞和組織培養(yǎng) B．此項技術(shù)的原理與克隆羊“多莉”完全相同 C．健康婦女捐獻的卵子的細胞質(zhì)具有調(diào)控移入細胞核發(fā)育的作用 D．嬰兒出生后具有患病夫婦以及捐獻健康卵子的婦女三方的遺傳特征 解析：動物克隆技術(shù)的基礎(chǔ)是動物細胞和組織培養(yǎng)，A項正確；此項技術(shù)用的受精卵的細胞核，而克隆羊用的是高度分化的乳腺細胞，分化程度不同，B項錯誤；卵細胞的細胞質(zhì)具有調(diào)控移入細胞核發(fā)育的作用，C項正確；該嬰兒細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項正確。 答案：B 5．從母羊甲的體細胞中取出細胞核，移植入母羊乙的去核卵母細胞中，融合后的細胞經(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．一般來說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：核移植獲得克隆動物的生殖方式是無性生殖，遺傳物質(zhì)中母羊甲的和母羊乙的都有，因此認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　能力訓(xùn)練 6．回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題： (1)在動物細胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細胞分裂生長到細胞表面相互接觸時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的________。此時，瓶壁上形成單層細胞，這種單層培養(yǎng)法的出現(xiàn)，對細胞培養(yǎng)的發(fā)展起了很大的推動作用。 (2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，但極少數(shù)細胞克服細胞壽命的自然極限，獲得________，朝著等同于癌細胞的方向發(fā)展，該種細胞由于細胞膜上________減少，導(dǎo)致細胞間的黏著性________。 (3)在動物細胞體外培養(yǎng)過程中，一般要滿足四個方面的條件：無菌無毒的環(huán)境、營養(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)過程中的污染；由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，故在使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入________等天然成分；氣體環(huán)境主要是提供細胞所需的O2和CO2，其中O2的作用是_____________，CO2的作用是______________________。 (4)動物細胞培養(yǎng)可用于檢測某種物質(zhì)的毒性大小，若用被檢測物質(zhì)培養(yǎng)的細胞與對照組相比，發(fā)生變異的細胞數(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　供給細胞進行有氧呼吸　維持培養(yǎng)液的pH (4)物質(zhì)的毒性越大，越容易導(dǎo)致細胞發(fā)生變異 7．某生物興趣小組對一種抗癌新藥進行實驗時，以動物肝癌細胞為材料，測定抗癌藥物對體外培養(yǎng)細胞增殖的影響。請回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題。 (1)在動物細胞培養(yǎng)時，將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(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。細胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是________________。另外，還應(yīng)該保證被培養(yǎng)的細胞處于________、________的環(huán)境。 (2)在細胞生長過程中，當(dāng)細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)為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染，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)分析本實驗，實驗的自變量是________________，實驗組和對照組除了自變量不同外，其他處理均應(yīng)該相同，這是為了遵循實驗設(shè)計的________原則。 解析：(1)將動物細胞所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。由于對細胞所需的營養(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)的細胞必須處于無菌、無毒的環(huán)境中，才能保證細胞正常地生長增殖。(2)動物細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)細胞增殖的影響，實驗的自變量為抗癌藥物的有無。其他無關(guān)變量應(yīng)該相同，否則會干擾實驗結(jié)果，這種設(shè)計遵循的是實驗的單一變量原則。 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 8．美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭奶牛，年產(chǎn)奶量達30.8 t，我國奶牛產(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過程中選擇去核卵母細胞作為受體細胞的原因是 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)④過程所利用的技術(shù)是_____________________________。 其原理是______________________________________________ __________________________。 (4)該實驗的成功說明已分化的耳朵細胞的細胞核中含有與________一樣的全套基因，這種繁殖方式屬于______________。 解析：進行動物體細胞核移植需用去核的卵母細胞作受體細胞，對構(gòu)建的重組細胞需經(jīng)歷動物細胞培養(yǎng)，并誘導(dǎo)形成早期胚胎。重組細胞能夠培育為動物體，表明動物細胞核具有全能性；克隆動物屬無性繁殖。 答案：(1)顯微操作去核　梯度離心　紫外光短時間照射 (2)卵母細胞體積大，易操作，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，且細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì) (3)動物細胞培養(yǎng)　細胞增殖 (4)受精卵　無性繁殖 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)圖回答下列問題： (1)在此過程中涉及的細胞水平現(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進入③之前要用________________________等工具來構(gòu)建基因表達載體，能實現(xiàn)②進入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胞作為受體，而不用普通的體細胞，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、動物細胞培養(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　卵母細胞大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)多，體細胞的細胞核在卵母細胞的細胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性　(4)荷斯坦奶?！€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