1、第2节动物细胞工程第1课时动物细胞培养必备知识基础练1.(2021山东青岛高二期中)动物细胞培养是动物细胞工程的基础,科研人员将数量相等的动物肝脏肿瘤细胞和肝脏正常细胞分别置于相同培养液中培养。下列叙述正确的是()A.在培养过程中通常要通入5%的CO2刺激细胞呼吸B.细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖等多种能源物质C.定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害D.为了防止细菌污染,可向培养液中加入适量的干扰素2.(2021山东聊城莘州中学高二月考)下图表示动物细胞培养过程中,动物细胞增殖情况的变化曲线(图中B、D两点表示经筛选后继续培养),下列相关叙述错误的是()A.OA段的培养称为
2、原代培养B.AB段可能发生了接触抑制C.BD段的培养需用胰蛋白酶处理和更换培养液D.动物细胞培养过程中,细胞可通过有丝分裂和减数分裂实现细胞增殖3.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是()A.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶瓶壁上可形成多层细胞B.传代培养时,贴壁生长的细胞可直接用离心法收集C.细胞的传代培养次数通常是无限的D.动物细胞培养中定期更换培养液可以清除代谢物4.(2022江苏南通如皋中学高二段测)下列关于动物细胞培养所需要的条件的叙述,正确的是()A.为了创造无菌、无毒的环境,培养基中通常添加一定量的血清B.动物细胞培养所需营养物质和植物组织培养的相同C.动物细胞培养的适宜温度一般与
3、动物的体温相近D.动物细胞培养的适宜pH为酸性条件5.(2021山东泰安新泰一中高二期中)为检测某药物X的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入溶于二甲亚矾的药物X,培养72 h后进行计数,比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是()A.细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数C.对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水,其他条件一致D.若实验组细胞数远低于对照组,可初步判断此药物有抗癌效果6.下列有关动物细胞原代培养的说法,正确的是()A.需用胃蛋白酶溶解细胞间的胶原蛋白B.体外培养细胞的分类:一
4、类悬浮在培养液中生长增殖;另一类贴附于某些基质表面生长增殖C.需置于含95% CO2的培养箱中培养D.培养的细胞绝大部分将均匀分布在培养液中7.(2022山东青岛期中)肌萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”,该病病因之一是突变的基因导致有毒物质积累,运动神经元损伤。研究结果表明,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列关于诱导多能干细胞的叙述,错误的是()A.iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多B.iPS细胞分化成的多种细胞中所有核酸相同,蛋白质却不完全相同C.若将突变的相关基因替换,或许可以起到治疗该病的作用D.经体外诱导产生造血干细胞
5、,在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞8.(2022江苏盐城响水中学高二期末)下表为动、植物细胞工程的有关内容比较,你认为错误的是()选项比较内容植物细胞工程动物细胞工程A特殊处理酶解法去除细胞壁胰蛋白酶处理配制细胞悬液B常用技术手段植物组织培养、植物体细胞杂交等动物细胞培养、动物细胞融合等C应用种间杂种植物药物安全性与有效性检测D培养基区别麦芽糖是离体组织细胞赖以生长的成分动物血清不可缺少9.(2022河北秦皇岛一中高二月考)生物活性绷带能够加速人的伤口愈合,其制作过程:从患者身上采集一些细胞样本,让其在特殊的膜片上增殖,57 d后,将这种特殊膜片敷在患者的伤口上,膜片会将其中的细胞逐渐“释放”
6、到伤口。下列相关叙述正确的是()A.在生物活性绷带上增殖的细胞不会产生接触抑制B.特殊膜片上含有细胞分裂素等调节生命活动的物质C.膜片释放到伤口的细胞一般不会引起机体发生免疫排斥D.生物活性绷带可以源源不断地为伤口提供新的细胞10.干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞,医学家们正在尝试利用干细胞治疗一些顽疾,下列说法不正确的是()A.各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果B.利用干细胞治疗某些顽疾,是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能C.同一生物个体中,神经细胞与干细胞所含有的遗传物质不同的D.干细胞包括成体干细胞和胚胎干细胞等11.2019年11月18日上午,中国诞生
7、了第一块“人造肉”,即“细胞培养肉”。下图是“细胞培养肉”生物制造流程图,请结合所学知识回答下列问题。(1)生物制造“细胞培养肉”的第一步,就是要获取肌肉干细胞,所谓的“干细胞”,是指动物和人体内仍保留着少数具有能力的细胞。(2)“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术。进行动物细胞培养时,需要用酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为。在适宜条件下,培养瓶中的细胞进行有丝分裂,数量不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的。(3)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的血清,目
8、的是;还需要添加一定量的抗生素,以防止。但从食品安全的角度考虑,在生物制造“细胞培养肉”时,这两种成分均不能添加。(4)“细胞培养肉”生物制造过程中,肌肉细胞培养需要利用合适的支架体系,请推测其原因:。关键能力提升练12.(2022山东潍坊高二期末)细胞直接共培养是指将2种或2种以上的细胞接种在同一孔中进行培养,以达到模拟体内不同种类的细胞直接接触来探究它们信息交流方式的目的,具体操作如图。下列分析错误的是()A.成块的组织中细胞与细胞靠在一起,在培养前需先将组织块分散成单个细胞B.细胞培养过程需要对培养液进行灭菌,对所有培养用具进行消毒,以保证无菌、无毒的培养环境C.推测第二种细胞会贴壁到无
9、细胞区,当两种细胞分裂生长到表面相互接触时停止分裂D.通过检测混合培养液中是否存在信息类物质可初步推测两种细胞间的信息交流方式13.(2021江苏苏锡常镇四市联考)小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时,细胞周期基本相同,但上皮细胞在培养时,呈现扁平不规则多角形,且贴附在培养瓶内壁上;而该淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列有关叙述正确的是()A.使用合成培养基培养动物细胞通常不添加天然成分B.培养基内加入适量的抗生素可以形成无病毒的培养环境C.培养消化道上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象D.相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目完全相同14.(2022辽宁沈阳高二月考)动物细胞培养
10、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.传代培养时需用离心法收集细胞C.贴壁细胞原代培养具有接触抑制现象,传代培养没有接触抑制现象D.原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同15.(多选)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,下列有关胚胎干细胞的叙述,正确的是()A.胚胎干细胞简称iPS细胞,可以从早期胚胎中分离获得B.在形态上具有体积大、细胞核小、核仁明显的特点C.ES细胞在饲养层细胞上能够维持不分化的状态D.分化诱导因子可诱导ES细胞向不同类型的细胞分化16.(2022江苏徐州睢宁一中高二月考)动物器官的体外培养技术对于研究器官的生
11、理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请分析并回答下列问题。(1)肝脏切成小薄片,这有利于肝脏细胞。(2)培养液中添加抗生素是为了抑制的生长,但要注意选择抗生素的种类和,以保证抗生素对肝脏无害。(3)有机物X有毒性,可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具,探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。材料用具:肝脏小块,外周血淋巴细胞,淋巴细胞培养液,植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂);显微镜,载玻片,盖玻片,玻璃皿,滴管;吉姆萨染液(使染色体着色),有机物X溶液等。实验过程:淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞,取4等份,备用。利用甲、乙、丙、
12、丁4组图示装置,按下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。步骤甲乙丙丁步骤一:加入肝脏培养液步骤二:加入有机物X溶液步骤三:放置肝脏小块上表中还需进行的操作是。培养一段时间后,取4组装置中的等量培养液,分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察,并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常,而甲组的淋巴细胞正常,则说明。第1课时动物细胞培养1.C解析在培养过程中通常要通入5%的CO2,目的是维持培养液的pH,A项错误;维生素和激素不是能源物质,B项错误;定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害,C项正确;为了防止细胞培养过程中的细菌污染,可向
13、培养液中加入适量的抗生素,D项错误。2.D解析OA段的培养称为原代培养,为动物组织经处理后的初次培养,A项正确;AB段细胞几乎不再增殖,可能发生了接触抑制,需要用胰蛋白酶等处理,使组织细胞分散开来,形成单个细胞才能继续培养,B项正确;BD段的培养需用胰蛋白酶处理和更换培养液,C项正确;减数分裂是有性生殖生物形成配子的方式,而动物细胞培养是通过有丝分裂实现细胞增殖的,D项错误。3.D解析培养保留接触抑制的细胞在培养瓶瓶壁上只能形成单层细胞,A项错误;传代培养时,悬浮培养的细胞可直接用离心法收集,B项错误;细胞的传代培养到一定阶段时,随着培养时间的延长和细胞不断分裂,一方面细胞分裂次数是有限的,细
14、胞之间相互接触而发生接触抑制,另一方面会因为营养物质不足和代谢物积累而不利于细胞生长或细胞发生中毒而死亡,所以细胞的传代培养次数通常是有限的,C项错误;动物细胞培养中定期更换培养液可以清除代谢物,D项正确。4.C解析为了创造无菌、无毒的环境,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,A项错误;动物细胞培养所需营养物质和植物组织培养的不同,例如植物组织培养的培养基中不需要添加动物血清等,B项错误;动物细胞培养的适宜pH为7.27.4,D项错误。5.C解析培养动物细胞时,细胞培养液中通常需要加入血清等一些天然成分,A项正确;对于已经贴壁生长的动物细胞,可用胰蛋白酶处理,使肝癌
15、细胞脱落下来并进行计数,B项正确;实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲亚矾(溶剂)的药物X,故对照组中应加入等体积的二甲亚矾(溶剂),C项错误;若添加药物X的实验组肝癌细胞数目远低于对照组,可以初步判断药物X有抗癌效果,D项正确。6.B解析将动物组织分散成单个细胞需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,而不能用胃蛋白酶处理;动物细胞应置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养;培养的细胞绝大部分将贴壁生长。7.B解析细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多,A项正确;细胞分化形成的多种细胞中DNA相同,但mRNA不完全相同,蛋白质也不完全相同,B项错误;若将突变的相关基因替换,
16、或许可以起到治疗该病的作用,C项正确;B细胞是由造血干细胞增殖分化形成的,经体外诱导产生的造血干细胞,在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞,D项正确。8.D解析植物细胞工程中通常用酶解法去除细胞壁获得具有活力的原生质体,而动物细胞工程中用胰蛋白酶处理健康动物剪碎的组织块获得单个的细胞,以便进行后续的操作,A项正确。植物细胞工程常用的技术手段有植物组织培养、植物体细胞杂交等,动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合等,B项正确。植物细胞工程典型的应用为种间杂种植物(植物体细胞杂交),动物细胞工程中的动物细胞培养尤其是干细胞技术将在再生医学、药物安全与有效性检测等领域发挥作用,C项正确。
17、植物组织培养的培养基中所用的糖类是蔗糖,而不是麦芽糖;而动物细胞培养液中动物血清是不可缺少的成分,D项错误。9.C解析在生物活性绷带上增殖的细胞进行有丝分裂,数量不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,发生接触抑制现象,A项错误;细胞分裂素是植物激素,不会调节动物细胞生命活动,B项错误;自身的细胞增殖后再回到自身,不会引起免疫反应,C项正确;生物活性绷带只能逐渐为伤口提供细胞,而不是源源不断地提供新的细胞,D项错误。10.C解析细胞分化是基因选择性表达的结果,A项正确;干细胞具有发育的全能性,可以分化为成年动物的各种组织、器官,故可利用干细胞治疗某些顽疾,B项正确
18、;同一个体的神经细胞和干细胞均是由受精卵通过细胞分裂和细胞分化形成的,遗传物质相同,C项错误;干细胞包括成体干细胞和胚胎干细胞等,D项正确。11.答案(1)分裂和分化(2)胰蛋白(或胶原蛋白)细胞贴壁接触抑制(3)满足细胞生长所需营养物质培养过程中被杂菌污染(4)模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞组织的三维结构解析(1)动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。(2)进行动物细胞培养时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分
19、裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。(3)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的血清,目的是满足细胞生长所需营养物质;还需要添加一定量的抗生素,以防止培养过程中被杂菌污染;但从食品安全的角度考虑,在生物制造“细胞培养肉”时,这两种成分均不能添加。(4)制造“细胞培养肉”的最终目标是要得到类似于从动物组织中取得的“肌肉”,这就要求细胞生长的环境也跟体内肌肉生长环境类似。所以采用支架体系主要就是模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞组织的三维结构。12.B解析成块的组织中细胞与细胞靠在一起,在培养前需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,将组织块分散成为单个细胞后才能进行培养,A项正确;细胞培养过程需要对
20、培养液、培养用具进行灭菌,以保证无菌、无毒的培养环境,B项错误;动物细胞在培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制的现象,由此推测第二种细胞会贴壁到无细胞区,当两种细胞分裂生长到表面相互接触时停止分裂,C项正确;细胞膜表面上可能存在接受邻近细胞信号的受体,以完成细胞间的信息交流,通过检测混合培养液中是否存在信息类物质可初步推测两种细胞间的信息交流方式,D项正确。13.C解析动物细胞培养应在无毒、无菌的环境下进行,由合成培养基提供各种营养成分,但通常还需要添加血清等天然成分,A项错误;抗生素具有抑菌或杀菌作用,但对病毒无用,B项错误;相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目不一定相同,D项错误。14.B解
21、析在原代培养和传代培养之前均需要用胰蛋白酶处理,以得到单个的细胞,A项错误;动物细胞培养的过程中,传代培养时需用离心法收集细胞,B项正确;贴壁细胞在传代培养和原代培养中均存在接触抑制现象,C项错误;原代培养和传代培养所需的培养液成分相同,其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等,D项错误。15.CD解析胚胎干细胞简称ES细胞,存在于早期胚胎中,A项错误;胚胎干细胞在形态上表现出体积小、细胞核大、核仁明显的特点,B项错误;在饲养层细胞上,胚胎干细胞可维持不分化的状态,C项正确;在ES细胞培养液中加入分化诱导因子时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,D项正确。16.答案(1
22、)吸收氧气和营养物质、排出代谢废物(2)细菌剂量(用量)(3)向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块染色体形态和数目肝脏小块对有机物X具有解毒作用解析(1)把肝脏切成小薄片,可以增大肝脏细胞与外界环境的接触面积,有利于肝脏细胞吸收氧气和营养物质、排出代谢废物。(2)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长,同时也要注意选择抗生素的种类和剂量,以保证抗生素对肝脏无害。(3)乙组和丁组没有做处理,所以题表中还需进行的操作是向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块作为对照实验。有机物X有毒性,可诱发染色体断裂,所以要观察淋巴细胞的染色体形态和数目是否变化。甲组添加肝脏小块,淋巴细胞染色体正常,丙组没有添加肝脏小块,染色体出现异常,说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。
