2019-2020生物人教版选修3检测：专题22-22-2-1动物细胞培养和核移植技术 12页

2.2 动物细胞工程 2．2.1 动物细胞培养和核移植技术 一、选择题 题型 一 动物细胞培养的过程 1．实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误 的是( ) 实验小鼠 ――→甲 皮肤组织 ――→乙 皮肤细胞 ――→丙 培养细胞 1 ――→丁 培养细胞 2 A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒 B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化 C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型 D．丁过程得到的细胞可能具有异质性 答案 C 解析 甲过程要对实验小鼠进行消毒，排除杂菌等对细胞培养过程的影响，A 正确；乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理从而得到分散的单个细胞，制成细胞 悬液，B 正确；丙过程中得到的细胞与正常细胞的染色体组成相同，而进行传代培 养即丁过程时，细胞的细胞核型可能会发生变化，具有异质性，C 错误，D 正确。 2．动物细胞培养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．目前使用的正常细胞通常是 10 代以内的细胞 C．当细胞培养到大约 50 代时进行传代培养 D．原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同 答案 B 解析 在原代培养和传代培养之前均需要用胰蛋白酶处理，A 错误；目前使 用的正常细胞通常为 10 代以内的细胞，以保持细胞正常的二倍体核型，B 正确； 原代培养是最初的细胞培养，即还没有进行分瓶的培养，分瓶后的培养称为传代 培养，C 错误；原代培养和传代培养所需的培养液成分相同，D 错误。 3．下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是( ) A．动物细胞培养技术的原理是细胞的全能性 B．传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞 C．癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象 D．动物细胞培养一般需要使用 CO2 培养箱 答案 A 解析 动物细胞培养的原理是细胞增殖，A 错误。 题型 二 动物细胞培养条件及应用 4．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( ) ①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血清、血浆 ④温度与动 物体温相近 ⑤需要 O2，不需要 CO2 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①③④⑤ D．①②④⑤ 答案 B 解析 动物细胞培养需要无毒环境，①正确；动物细胞培养需要无菌环境， ②正确；用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖、氨基酸、促生长因子、无机 盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质，③正确；动物细胞培养需要 适宜的温度和 pH，其中温度要与动物体温相近，④正确；动物细胞培养需要一定 的气体环境，95%空气和 5%的 CO2，⑤错误，B 符合题意。 5．下列有关动物细胞培养时所提供的物质及其作用的描述不正确的是( ) 选项 提供物质 作用 A 抗生素 主要防止培养过程中被病毒感染 B 血清 补充合成培养基中缺乏的物质 C 氧气 满足细胞代谢的需要 D 二氧化碳 维持培养液的酸碱度 答案 A 解析 动物细胞培养过程中，在培养液中加入一定量的抗生素，主要是为了 防止杂菌的污染，A 错误。 6．下列有关动物细胞培养的叙述，不正确的是( ) A．培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和血清 B．培养过程中要定期更换培养液 C．需置于 95%空气加 5% O2 的混合气体的培养箱中 D．动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身的健康细胞 答案 C 解析 动物细胞培养的培养基需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微 量元素等，通常还需加入血清、血浆等一些天然成分，A 正确；培养过程中会发 生营养物的消耗，以及代谢废物的积累，故要定期更换培养液，B 正确；需置于 95%空气加 5% CO2 的混合气体的培养箱中，C 错误；动物细胞可以用于检测有毒 物质、判断某种物质的毒性，此外还可以通过细胞培养获得大量自身健康细胞，D 正确。 7．下列关于动物细胞培养技术的应用的叙述，错误的是( ) A．可用于检测某种物质的毒性 B．可通过培养各种病变细胞，用于药理等方面的研究 C．可通过动物细胞的大规模培养来生产病毒疫苗、干扰素等 D．经过脱分化、再分化，可构建人造皮肤 答案 D 解析 动物细胞培养没有脱分化，再分化过程，D 错误。 题型 三 动物体细胞核移植过程 8．离体的植物组织或细胞在适当培养条件下发育成完整的植株，离体动物体 细胞却没有发育成动物的成熟个体，原因是( ) A．动物细胞内没有成套的遗传物质 B．动物细胞的全能性随分化程度提高而受到限制，分化潜能变弱 C．动物细胞的细胞核太小 D．动物细胞的全能性低于植物细胞 答案 B 9．2017 年 11 月 27 日，世界上首个体细胞克隆猴在上海诞生。如图是克隆过 程，下列相关叙述错误的是( ) A．a 细胞是卵母细胞 B．克隆猴的性状与乙相同 C．重组细胞具有全能性 D．①过程运用了细胞核移植技术 答案 B 解析 据图分析，a 细胞是卵母细胞，去核以后作为核移植的受体细胞，A 正 确；由于细胞核来自于甲，因此克隆猴的性状主要与甲相同，B 错误；重组细胞最 终发育成克隆猴，说明其具有全能性，C 正确；①过程表示将甲的体细胞的细胞核 移植到乙的去核卵母细胞中，利用了核移植技术，D 正确。 10．核移植的受体细胞是 MⅡ期卵母细胞，下列有关说法错误的是( ) A．MⅡ期卵母细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质 B．MⅡ期卵母细胞体积比较大，操作起来相对容易 C．可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中 D．MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响 答案 D 解析 选用 MⅡ期卵母细胞作为受体细胞的原因有：①其体积大，易于操作， ②卵黄多，可为发育提供充足的营养，③细胞质中存在激发细胞核全能性表达的 物质，A、B 正确；直接把供体细胞注入去核的卵母细胞中也是可以的，并且这样 可以减少对细胞核的损伤，更有利于重组细胞的分裂，C 正确；MⅡ期卵母细胞提 供了线粒体，所含的基因仍然能够控制一些性状，所以克隆动物并不是 100%的供 体动物的复制，D 错误。 题型 四 核移植技术的应用及存在的问题 11．体细胞克隆技术的发明在生物科学发展史上的确有里程碑的意义，但是 它也同其他事物一样，既有积极的一面，也有消极的一面。下列不属于克隆技术 积极的一面的是( ) A．丰富生物的多样性，促进生物进化 B．有利于生物界基因库的保护 C．有利于一些濒于绝迹的动物的保护 D．有利于生态系统的稳定 答案 A 解析 克隆技术属于无性繁殖，不能丰富生物的多样性，生物没有进化，A 错误；克隆技术可用于 DNA 的复制，有利于生物界基因库的保护，B 正确；对濒 于绝迹的动物可通过克隆技术增加数量，有利于一些濒于绝迹动物的保护，C 正确； 克隆有利于保护珍稀生物，有利于生态系统的稳定，D 正确。 12．动物细胞工程发展迅速，在许多领域发挥了重要作用，下列关于细胞核 移植技术发展的说法错误的是( ) A．细胞核移植技术成功率低，克隆胚胎成活率低 B．克隆动物多出现遗传和生理上的缺陷 C．克隆技术的发展在医学、制药工业等领域都发挥了重要作用 D．克隆技术生产的食品可以放心食用，毫无问题 答案 D 解析 对克隆食品的安全性问题尚存争议。 二、非选择题 13．如图为动物细胞培养过程示意图，请据图回答下列问题： (1) 进 行 培 养 的 细 胞 往 往 取 自 于 胚 胎 或 幼 龄 动 物 ， 原 因 是 _______________________ _______________________。 (2)容器 A 中的动物器官或组织首先要剪碎，然后用胰蛋白酶处理，其目的是 _______________________ _______________________。 (3)培养先在 B 瓶中进行。瓶中的培养基成分有糖、氨基酸、促生长因子、无 机盐、微量 元素和________________等。 细胞增 殖产生的 新细胞 会表现 出 __________生长现象。当细胞分裂生长到______________时，就会停止分裂增殖， 这种现象称为接触抑制，需用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养，称为________。有 一类不正常的动物细胞，体外培养不受接触抑制机制的制约而表现为“疯长”， 这类细胞最可能是________。 (4)细胞在 C 瓶中培养一段时间后，大部分细胞衰老死亡，但有极少数细胞存 活并传代下去，这些细胞的遗传物质________，它能够无限传代的原因是 _______________________ _______________________。 答案 (1)胚胎或幼龄动物的器官、组织中的细胞分化程度低，代谢旺盛，分 裂能力强 (2)使器官或组织分散成单个细胞，每个细胞可以与培养液充分接触 (3)动物血清、血浆 贴壁 表面相互接触 传代培养 癌细胞 (4)发生改变 细胞遗传物质发生改变，带有癌细胞的特点，能无限增殖 解析 (4)细胞传代培养到大约 50 代，大部分细胞不能继续传代，但一部分细 胞核内遗传物质发生突变，能无限增殖，成为细胞系。 14．现有 A 和 B 两个肉牛品种，A 品种牛的细胞组成可表示为 A 细胞核、A 细胞质，B 品种牛的细胞组成则表示为 B 细胞核、B 细胞质。请据此回答问题。 (1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由 A 细胞核和 B 细胞质组成，基本步骤 是从 A 品种牛体内取出体细胞，进行体外培养，然后再从培养细胞中通过________ 取出________注入 B 品种牛的________卵母细胞中，经过某些刺激和培养后，可 形成胚胎，该胚胎被称为________，将该胚胎移入代孕母牛体内，通过培育可得 到克隆牛。 (2)克隆牛的产生说明______________具有全能性。克隆牛的性状主要表现 ________品种牛的特征。由 A、B 两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞 核的遗传物质来自________个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交 牛的遗传物质组成________(填“相同”或“不同”)。 答案 (1)显微操作 细胞核 去核 重组胚胎 (2)动物细胞核 A 两 雌 不同 解析 (1)动物克隆采用的是动物体细胞核移植技术，也就是把动物体细胞的 细胞核移入去核的卵母细胞中，然后经过某些刺激和培养后可形成重组胚胎，再 将该胚胎移入代孕母牛体内可使胚胎发育成克隆动物。 (2)克隆动物的成功培育说明了动物细胞核具有全能性。克隆动物的遗传特性 和体细胞细胞核供体基本一致。杂交牛的获得属于有性生殖，子代的遗传物质来 自双亲，细胞质中的遗传物质来自供卵的雌性亲本。 一、选择题 1．关于细胞全能性的理解不正确的是( ) A．大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性 B．细胞内含有个体发育所需全部基因是细胞具有全能性的内在条件 C．通过植物组织培养得到的试管苗，是植物细胞在一定条件下表现全能性的 结果 D．通过连续动物细胞培养，少部分细胞获得不死性，表明了动物体细胞也具 有全能性 答案 D 解析 全能性是指细胞发育成完整个体的潜能。连续动物细胞培养，少部分 细胞发生了突变，具有癌细胞特点，能够无限增殖，但是不能体现细胞全能性，D 错误。 2．关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是( ) A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖 D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒 答案 B 解析 植物组织培养不需要用胰蛋白酶，B 错误。 3．某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养，下列 叙述正确的是( ) A．制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理 B．肝细胞培养过程中向培养液中通入 5%的 CO2 刺激细胞呼吸 C．为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的干扰素 D．甲、乙细胞在持续的原代培养过程中，乙细胞会出现停止增殖的现象 答案 D 解析 在利用肝组织块制备细胞悬液时，可先用剪刀剪碎组织再用胰蛋白酶 或胶原蛋白酶处理，以分解细胞间的蛋白质，得到单个细胞，A 错误；细胞培养 应在含 5% CO2 的恒温培养箱中进行，CO2 的作用是维持培养液的 pH，B 错误； 为了防止细胞培养过程中细菌的污染，通常要向培养液中加入适量的抗生素，C 错误；正常细胞要能够贴附于底物上才能生长增殖，当贴壁细胞分裂生长到表面 相互接触时，细胞会停止分裂增殖，D 正确。 4．在克隆牛的过程中，需要将甲牛的去核卵母细胞与乙牛的体细胞核重组形 成重组细胞，将此细胞培养至胚胎发育的早期，然后移入代孕母牛的体内，最后 即可得克隆动物。下列关于克隆动物的叙述，错误的是( ) A．克隆技术利用了动物细胞核的全能性 B．代孕母牛与所获得的克隆牛之间不存在真正意义上的亲子代关系 C．该过程体现的方法为拯救濒危动物提供了一种新思路 D．核供体相同的克隆动物之间若进行器官移植，则会发生免疫排斥反应 答案 D 解析 核移植技术培育动物个体的原理是利用动物细胞核的全能性，A 正确； 因为代孕母牛并没有将遗传物质传给克隆牛，故从遗传学角度来说，它们之间并 没有亲子代关系，B 正确；核移植(克隆)技术的应用之一是拯救濒危物种，扩大其 种群数量，C 正确；核供体相同的克隆动物的核遗传物质并没有差别，若进行器官 移植则不会发生免疫排斥反应，D 错误。 5．动物细胞体外培养时，通常要在培养液中补充一定浓度的某些物质。如图 是血清对正常细胞和癌细胞培养的影响的实验结果，从该图提供的信息不能得出 的结论是( ) A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 B．有无血清对正常细胞培养的影响不同 C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养 D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大 答案 A 解析 从题图可以看出，正常细胞与癌细胞在有血清和无血清时曲线均不重 合，说明正常细胞与癌细胞的增殖速率不同，A 错误；从题图还可以看出，有无 血清对正常细胞培养的影响很大，而对癌细胞培养的影响不大，因此在培养液中 补充血清对正常细胞的培养有利，而对癌细胞来说，有无血清其结果几乎一样， 都是快速增殖，B、C、D 正确。 6．在核移植时，通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中，下列 说法错误的是( ) A．体细胞太小因而去除细胞核较困难 B．细胞质中遗传物质少因而对遗传的影响很小 C．直接将体细胞注入卵母细胞中简化了操作程序 D．体细胞的核离开了原来的细胞质将不能存活 答案 D 解析 体细胞太小因而去除细胞核较困难，因此可将整个体细胞注入去核卵 母细胞中，A 正确；DNA 主要位于细胞核中，细胞质中遗传物质少因而对遗传的 影响很小，B 正确；将整个体细胞注入去核卵母细胞中，简化了操作程序，C 正确； 体细胞的核离开了原来的细胞质，注入去核的卵母细胞依然能存活，D 错误。 7．如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程，下列相关叙述正 确的是( ) A．用胃蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉母细胞 B．生物反应器内应控制适宜的温度，并充入纯氧保证细胞呼吸 C．培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长 D．“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，但环境污染严重 答案 C 解析 胃蛋白酶在强酸条件下才有活性，但此条件下细胞一般不能存活，所 以不能用胃蛋白酶处理动物组织，使细胞分散，应使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A 错误；动物细胞培养的气体环境是 95%空气(细胞代谢必需的)和 5% CO2，B 错误； 动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上，图中培养液中的支架提 供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，C 正确；“人造牛肉”有利于牛 肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，且温室气体等其 他环境污染物也会减少，D 错误。 8．某研究人员将患有线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐 献的去核卵母细胞中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述错误的是( ) A．此项技术的基础是动物的细胞培养 B．此项技术的原理与克隆羊“多利”完全相同 C．健康妇女捐献的卵母细胞的细胞质具有调控移入的细胞核发育的作用 D．婴儿出生后具有患病夫妇以及捐献健康卵母细胞的妇女三方的遗传特征 答案 B 解析 动物克隆技术的基础是动物的细胞培养，A 正确；此项技术用的是受 精卵的细胞核，而克隆羊“多利”用的是高度分化的乳腺细胞的细胞核，分化程 度不同，B 错误；卵母细胞的细胞质具有调控移入的细胞核发育的作用，C 正确； 该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供，质基因由提供去核卵母细胞的妇 女提供，D 正确。 二、非选择题 9．红豆杉，又名紫杉，可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。如图是某 同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，请分析并回答： (1)酶 X 是________酶，其主要作用是_______________________。 (2)物质 Y 是________，乙组起_______________________作用。 (3)细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有________、 ________、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需要加入血清、血浆。 (4)为清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的 措施是______________。 (5)实验结果：若甲组____________________，说明紫杉醇有抗肿瘤作用。 (6)为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用____________技术把离体的红豆 杉细胞经过____________培养成愈伤组织，从中提取紫杉醇，进行工厂化生产。 答案 (1)胰蛋白(或胶原蛋白) 使肿瘤细胞分散开 (2)生理盐水 对照(与紫 杉醇形成对照) (3)糖 氨基酸 (4)定期更换培养液 (5)肿瘤细胞的数目少于乙 组 (6)植物组织培养 脱分化 解析 (1)据题图可知，酶 X 是指胰蛋白酶或胶原蛋白酶，其主要作用是使肿 瘤细胞分散开。 (2)本题研究的是紫杉醇的抗肿瘤作用，因此需用 Y 生理盐水作对照，以观察 紫杉醇的效果。 (3)细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸等小分子有机物，还需要促生长 因子等调节物，以及无机盐、微量元素等无机物，通常还需要加入血清、血浆等。 (4)定期更换培养液的目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自 身造成危害。 (6)为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用组织培养技术将离体的红豆杉细 胞经过脱分化培养为愈伤组织进行工厂化生产。 10．下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回 答下列问题。 (1)图中①所示的结构名称是________。 (2)图中④所示的生物技术名称是________。 (3)过程④通常用②作为受体细胞原因是_______________________ _______________________。 (4)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是__________________，该 种基因治疗所属类型为______________。 答案 (1)细胞核 (2)转基因技术(或基因工程、DNA 重组技术、基因拼接技术) (3)这些细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞 (4)没有免疫排斥反应 体外基因治疗 解析 (1)①是从供体(患者)体细胞中分离出的细胞核。 (2)④表示转基因技术。 (3)早期胚胎中的细胞分化程度低，全能性高，可诱导分化成各种组织器官。 (4)图示培育出的细胞(胰岛 B 细胞)核遗传物质来自患者本人，所以移植后不 发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是在体外进行的转基因操作，故所属类型 为体外基因治疗。 11．下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。 回答下列问题： (1)图中 A 表示正常细胞核，染色体数为 2n，则其性染色体的组成可为 ______________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当 时期再进行，去核时常采用________的方法。②代表的过程是________。 (2)经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低。因此，选材时必 须关注传代次数。 (3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其 原因是____________________________________________________。 (4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了 ______________________________________。 答案 (1)XX 或 XY 显微操作 胚胎移植 (2)遗传物质 (3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 (4)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性 解析 (1)因供体的性别不确定，故其细胞核内的性染色体组成为 XX 或 XY； 一般将卵母细胞培养到 MⅡ中期，用显微操作法将其细胞核去除；②代表的过程 是胚胎移植。 (2)传代培养 10 代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型，超过 10 代以后， 供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。 (3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物 质对克隆动物的性状会产生影响。 (4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。