2020-2021学年高中生物人教版选修3习题：2-2-1　动物细胞培养和核移植技术 6页

2.2 动物细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术 课后篇巩固提升 基础知识巩固 1.动物细胞培养过程的顺序是( ) ①原代培养 ②传代培养 ③用胰蛋白酶处理组织,形成分散的细胞悬液 ④剪碎组织 A.④①②③ B.①③②④ C.②①③④ D.④③①② 答案 D 2.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.制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理 B.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入 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.用血球计数板计数的方法,可推断乙细胞比甲细胞增殖周期长 解析制备肝细胞悬浮液时,用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶处理肝组织,使细胞分散开,A 项错误;肝 细胞培养过程中通常在培养液中通入 5%的 CO2,目的是维持培养液的 pH,B 项错误;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抗生素,C 项错误;肿瘤细胞没有接触抑制现象, 有无限增殖的能力,即细胞分裂旺盛、细胞周期短,因此在相同的培养时间内,甲细胞数量更多,D 项正确。 答案 D 3.下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是( ) A.动物细胞培养的目的是诱导出相应组织、器官 B.通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养 C.细胞的癌变通常发生在传代培养过程中 D.传代培养的细胞在传至 10~50 代左右时,部分细胞的核型可能发生变化 解析动物细胞培养是经细胞生长、分裂获得大量的细胞或细胞产物。动物组织消化后的初次 培养称为原代培养。细胞核型的变化可能发生在传代培养到 10~50 代左右时,10 代以内细胞核 型不会改变。 答案 A 4.下列关于动物细胞培养液的叙述,不正确的是( ) A.为了防止培养过程中出现细菌污染,可以在培养液中添加抗生素 B.动物细胞培养液与植物组织培养的培养基相同 C.95%空气中再混入 5%的 CO2 主要作用是维持培养液的 pH D.培养液应该定期更换,以防止代谢产物积累对细胞自身造成危害 解析动物细胞培养液通常需要加入动物血清、血浆,与植物组织培养的培养基不同。 答案 B 5.乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后,这个卵细胞经过多次分裂发育成重组胚胎,再植入 丙马的子宫内发育,结果产下一匹小马。下列叙述正确的是( ) A.直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎 B.小马的性状与甲马完全相同 C.此项技术可用于保护濒危物种 D.该过程可以很好地证明动物细胞具有全能性 解析克隆动物中细胞质遗传物质来自受体,而细胞核中遗传物质来自供体,所以小马的性状与 甲马不完全一致。该过程只能说明动物细胞核具有全能性,而不能证明动物细胞具有全能性。 答案 C 6.某研究性学习小组的同学在研究细胞工程时,列表比较了植物细胞工程和动物细胞培养的有 关内容,其中错误的是( ) 选项 比较项目 植物细胞工程 动物细胞培养 A 处理方法 酶解法去除细胞壁 用胰蛋白酶处理后制成细胞悬液 B 原理 细胞增殖 细胞的全能性 C 应用 快速繁殖技术 生产干扰素等 D 培养基性质 固体培养基 液体培养基 解析 A 项,去除细胞壁时用的是纤维素酶和果胶酶,而在动物细胞培养中采用胰蛋白酶处理组 织分散成单个细胞。B 项,植物细胞工程的原理是植物细胞的全能性和细胞增殖,动物细胞培养 的原理是细胞增殖,没有体现出细胞的全能性,所以 B 项错误。C 项,植物细胞工程可以高效快速 地实现种苗的大量繁殖,利用动物细胞培养可以大规模生产病毒疫苗、干扰素等。D 项,两者的 培养基性质和成分是不同的。 答案 B 7.下列对动物核移植技术的描述中,错误的是( ) A.哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植 B.体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核 C.体细胞核移植过程中通常采用减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞 D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了 100%的复制 解析哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植成功率更高,A 项正 确;通过显微操作去除卵母细胞中的核,同时也可一并吸出第一极体,B 项正确;体细胞核移植中, 卵母细胞要在体外培养到减数第二次分裂中期,C 项正确;通过体细胞核移植方法得到的克隆动 物含有供核动物的核遗传物质和卵母细胞供体的部分细胞质中的遗传物质,所以克隆动物的性 状与供核动物性状并不完全一致。 答案 D 8.一只羊的卵细胞的核被另一只羊的体细胞核置换后,这个卵细胞经过多次分裂,再植入第三只 羊的子宫内发育,结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途,但是不能( ) A.有选择地繁殖某一性别的家畜 B.繁殖家畜中的优秀个体 C.用于保存物种 D.改变动物的基因型 解析生物的各种性状是由遗传物质——DNA 控制的。由细胞核内的 DNA 控制的遗传叫做细 胞核遗传,由细胞质中的 DNA(主要存在于线粒体、叶绿体)控制的遗传叫做细胞质遗传。目前 的克隆技术是将一个体细胞核移入一个去核的卵细胞,经过试管培养一段时间后,再移入另一 个体的子宫内发育、分娩的技术,通过该技术能够保持亲本的优良性状,能够保持性别不变,亦能 够用于保存物种,但不能改变动物的基因型。 答案 D 9.下图为克隆羊“多利”的培育过程示意图。下列各项表述不正确的是( ) A.由于细胞核基因完全来自甲羊,所以克隆羊“多利”的性状与甲羊完全一致 B.克隆羊“多利”的培育过程中采用的生物技术有核移植 C.乙羊的去核卵细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件 D.此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性 答案 A 10.某研究小组以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙 两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列问题。 (1)若用动物的肝脏组织制备肝细胞悬液,需用 处理,让组织分散成单个 细胞。将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同。 一段时间后,观察到甲细胞数量比乙细胞数量 。 (2)在动物细胞培养时,通常需要在合成培养基中加入 等一些天然成分。细胞 培养应在含 5%CO2 的恒温培养箱中进行,CO2 的作用是 。 (3)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的 ,此外,为防止 细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,应 。 (4)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其分裂增殖 ,通常将多孔的中空薄 壁小玻璃珠放入反应器中,这样可以 ,增加培养的细胞数 量,也有利于空气交换。 解析(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶能水解动物组织细胞间的蛋白质,使组织细胞分散成单个细胞。 肝肿瘤细胞比正常肝细胞的分裂能力强,细胞周期短,因此在其他条件相同时,相同时间内肝肿 瘤细胞产生的子代细胞多。 (2)血清、血浆可以补充合成培养基中缺乏的物质,如促细胞生长因子等,因此在动物细胞培 养时,通常要在合成培养基中加入适量血清、血浆;细胞培养应在含 5%CO2 的恒温培养箱中进行, 其中 CO2 的作用是维持培养液的 pH。 (3)培养液中加入抗生素可以抑制细菌的活动,定期更换培养液可防止细胞代谢产物积累对 细胞自身造成的危害。 (4)甲细胞为肿瘤细胞,已经失去接触抑制,而乙细胞为正常肝细胞,存在接触抑制,因此在这 两种细胞增殖过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其增殖停止。动物细胞在培养过程中,有贴壁生长的 特性,故小玻璃珠的加入可以增大细胞贴壁生长的面积。 答案(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 多 (2)血清、血浆 维持培养液的 pH (3)抗生素 定期更换培养液 (4)停止 增大细胞贴壁生长的面积 能力素养提升 11.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。下图是血清对正常细胞 和癌细胞培养的影响的实验结果,根据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 解析从图中可以看出,随着培养时间的延长,癌细胞的数量比正常细胞的显著增多,因此正常细 胞与癌细胞的增殖速率不同。从图中还可以看出,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 血清其结果相差不大,都是快速增殖。 答案 A 12.下图为哺乳动物生殖过程,其中 b 为卵细胞,c 为体细胞。下列叙述不正确的是( ) A.形成动物①②的过程分别属于有性生殖和无性生殖 B.产生动物②的过程中可发生基因突变、基因重组等 C.动物②的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性 D.a、b、c 细胞的形成过程中,仅 c 细胞通过有丝分裂形成 解析图中动物①由受精卵发育而来,属于有性生殖,动物②通过细胞核移植技术形成,利用的原 理是动物细胞的细胞核具有全能性,形成动物②的过程属于无性生殖,不会发生基因重组。a、b 细胞分别是精子和卵细胞,通过减数分裂形成,c 细胞是体细胞,通过有丝分裂形成。 答案 B 13.下图是克隆羊的培育流程图,根据所学知识回答下列问题。 (1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集,并在体外培养 到 。 (2)从供体羊中取上皮细胞,用 处理,然后进行分散培养。培养 过程一般在 中进行,整个过程必须保证细胞处于 的环境中,所需营养物质要与体内基本相同。 (3)通过 法吸出卵母细胞中的细胞核,微型吸管除了将细胞核吸出外,往往还 会将 一并吸出。 (4)去核的卵母细胞与供体细胞通过电刺激后融合, 进入受体卵母细胞,构建成重 组细胞,融合后的重组细胞,需要用物理或化学的方法进行激活,使其完成 进程。 解析(1)核移植时,卵母细胞需在体外培养到减数第二次分裂中期。 (2)动物细胞培养时,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞;动物细胞 培养过程必须保证细胞处于无菌、无毒的环境中,且一般在 CO2 培养箱中进行培养。 (3)核移植过程中,通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核,由于减数第二次分裂中期卵 母细胞核的位置靠近第一极体,所以用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极体。 (4)去核的卵母细胞与供体细胞通过电刺激后融合,供体核进入受体卵母细胞,构建成重组 细胞,融合后的重组细胞,需要用物理或化学的方法进行激活,使其完成细胞分裂和发育进程。 答案(1)减数第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) CO2 培养箱 无菌、无毒 (3)显微操作 第一极体 (4)供体核 细胞分裂和发育 14.动物器官的体外培养技术对研究器官的生理、病理过程及其机制的意义重大。下图是一个 新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。 (1)肝脏切成小薄片,这有利于肝脏细胞 。 (2)气室中充入 5% CO2 的主要作用是 。 (3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长,但要注意选择抗生素的 , 以保证抗生素对肝脏细胞无害。 (4)有机物 X 有毒性,可诱发染色体断裂。利用如图所示装置和下列提供的材料用具,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: ①在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。 ②利用甲、乙、丙、丁 4 组装置(与上图相同),按下表所示步骤操作(“ √ ”表示已完成的步骤)。 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 √ 表中还需进行的操作是 。 ③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并继 续培养淋巴细胞。 ④一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 。 解析(1)把肝脏切成小薄片,有利于肝脏细胞进行物质代谢,即吸收 O2 和营养物质、排出代谢废 物。(2)气室中充入 5% CO2 的作用是维持培养液的 pH。(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细 菌生长,但要注意选择抗生素的种类和剂量,以保证抗生素对肝脏细胞无害。(4)由题表可知,需向 乙(或丁)组装置中放置肝脏小块作为对照组,有机物 X 有毒性,可诱发染色体断裂,所以要观察淋 巴细胞的染色体的形态和数量是否变化。甲组添加肝脏小块,淋巴细胞染色体正常,丙组没有添 加,淋巴细胞出现染色体异常,说明肝脏小块对有机物 X 具有解毒作用。 答案(1)吸收 O2 和营养物质、排出代谢废物 (2)维持培养液的 pH (3)种类和剂量 (4)②向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块 ④染色体的形态和数量 肝脏小块对有机物 X 具有解毒作用 15.(2018 全国Ⅲ理综)2018 年《细胞》期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长 类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题。 (1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指 。 通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目 (填“减 半”“加倍”或“不变”)。 (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物 的难度 (填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是 。 (3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所得 到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目 (填“相同”或“不同”),性染色体组合 (填“相同”或“不同”)。 解析本题以克隆动物为背景考查动物细胞工程的操作及应用。(1)克隆动物过程中涉及的动物 细胞工程技术有核移植技术、胚胎移植技术等,其中核移植技术是指将供体细胞的细胞核移入 一个去核的卵母细胞中,构建重组细胞,使其发育成一个胚胎,将来发育成一个动物个体。在整个 过程中,细胞只进行有丝分裂,细胞中染色体数目不变。(2)胚胎细胞比体细胞分化程度低,故胚胎 细胞核移植比体细胞核移植成功的难度小。(3)通过核移植获得克隆动物的过程中,细胞中染色 体数目不变。雌、雄动物的常染色体数目相同,而性染色体组合不同。 答案(1)将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中 不变 (2)小于 胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易 (3)相同 不同