第2章-第2节-一-动物细胞培养.docx

第2节　动物细胞工程
一　动物细胞培养
课后篇巩固提升

基础巩固
1.下列有关细胞工程的叙述,正确的是(　　)
A.动物细胞培养时,与幼龄动物的细胞相比,老龄动物的细胞更容易培养
B.由于植物细胞具有全能性,所以分化程度不同的细胞全能性相同
C.动物细胞培养前需要将组织、器官分散成单个细胞
D.对原生质体的活力进行检测,可以采用质壁分离的方法
答案C
解析动物细胞培养时,幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞相比,更易于培养,A项错误;分化程度不同的细胞全能性不同,分化程度越高,其全能性越低,B项错误;动物细胞培养前需要将组织、器官分散成单个细胞,C项正确;原生质体没有细胞壁结构,D项错误。
2.如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
答案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段的培养过程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.下列关于动物细胞培养的有关叙述,正确的是(　　)
A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中
B.动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等
C.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理
D.动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白
答案C
解析细胞的癌变发生于传代培养过程中,A项错误;动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清等,不需要生长素,B项错误;动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理,使细胞分散,C项正确;动物细胞培养的目的是获得细胞产物或细胞群,D项错误。
4.下列关于动物细胞培养技术和说法,不正确的是(　　)
A.动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础
B.定期更换培养液能够保证充足的营养物质供应
C.在培养液中添加抗生素的目的是防止杂菌污染
D.只要条件适宜细胞就能一直分裂
答案D
解析动物细胞培养是动物细胞工程的技术基础,A项正确;定期更换培养液以清除细胞代谢物,保证充足的营养物质供应,另外可使细胞分开,防止发生接触抑制,B项正确;在动物细胞培养液中添加一定量的抗生素起到杀菌作用以防止杂菌污染,C项正确;即使培养条件适宜,正常细胞也不会在体外无限繁殖,只有癌细胞能无限增殖,D项错误。
5.下列与动物细胞培养有关的表述,不正确的是(　　)
A.动物细胞培养需要无菌、营养、激素、适宜的温度和pH等条件
B.用胰蛋白酶作用于离体的动物组织,使其分散成单个细胞
C.放入CO2培养箱中培养动物细胞主要目的是满足细胞对CO2的需求
D.原代培养是指动物组织经处理后的初次培养
答案C
解析对动物细胞进行培养时,需要营养和无菌、无毒的环境,及适宜的温度、pH和气体环境等条件,A项正确;动物组织细胞培养前需用胰蛋白酶分散成单个细胞,B项正确;放入CO2培养箱中培养动物细胞主要目的是维持培养液的pH,C项错误;原代培养是指动物组织经处理后的初次培养,D项正确。
6.如图是探究生物制剂W对动物不同细胞的分裂的影响作用的实验曲线:A组培养液中加入正常体细胞;B组培养液中加入正常体细胞,加入W;C组培养液中加入癌细胞;D组培养液中加入癌细胞,加入W。假定提供的细胞均具有分裂能力,只进行原代培养且培养条件适宜。下列叙述错误的是(　　)

A.每组需设置若干个重复样品
B.各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后,计数前要加入胰蛋白酶并摇匀
C.统计相同时间内各组培养液中细胞数目变化,求平均值,绘制坐标图
D.实验说明,生物制剂W只对癌细胞具有促进分裂的作用
答案D
解析为增加实验结果的准确性,减少实验误差,每组需设置若干个重复样品,A项正确;各组样品在培养箱中培养一段时间后,计数前需加入胰蛋白酶,使细胞分散成单个,利于计数,B项正确;根据题中的坐标图可知,在进行统计时,应统计相同时间内各组培养液中的细胞数目变化,求平均值,绘制坐标图,C项正确;分别分析比较A组与B组、C组与D组的实验结果可知,生物制剂W对正常体细胞和癌细胞都具有促进分裂的作用,D项错误。
7.通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是(　　)
A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
B.分化的体细胞丢失了某些基因
C.二者功能有差异,但形态没有差异
D.二者基因组相同,且表达的基因相同
答案A
解析类胚胎干细胞能够分化成多种细胞,A项正确;细胞分化的过程中遗传物质不变,B项错误;已分化的体细胞和未分化的干细胞二者功能有差异,形态也会有差异,C项错误;由于细胞分化过程中基因的表达具有选择性,所以表达的基因不相同,D项错误。
8.下图为动物细胞培养的基本过程示意图。请回答下列问题。

(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞　　　　　　　　　　,易于培养。培养时先要剪碎,然后用　　　　　　　　　　分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为　　　　　　　。 
(2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡只有极少数细胞存活,这是因为存活的细胞发生了　　　　,可无限增殖。 
(3)动物细胞培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)动物细胞体外培养时,通常要在培养基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影响的实验结果。

据图可知,培养　　　　细胞一定需要添加血清。 
答案(1)分裂能力强　胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　原代培养　(2)突变　(3)维持培养液的pH　(4)正常
解析(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,易于培养。培养时先要剪碎,然后用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C 瓶中进行的初次培养称为原代培养。
(2)细胞正常培养了一段时间后,发现细胞绝大部分死亡,只有极少数细胞存活,这是因为存活的细胞发生了突变,可无限增殖。
(3)动物细胞培养过程中还需要提供O2和CO2 等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH。
(4)分析曲线图:是否添加血清对于癌细胞的增殖影响不大,而对于正常细胞增殖影响很大,故培养正常细胞一定需要添加血清。
能力提升
9.(多选)有一种“生物活性绷带”,其原理是先采集一些细胞标本,再让其在特殊膜上增殖,5~7 d后,将膜片敷到患者伤口上,膜片会将细胞逐渐释放到伤口处,并促进新生皮肤层生长,达到愈合伤口的目的。下列有关叙述正确的是(　　)
A.这种“生物活性绷带”的生产应用了动物细胞培养技术
B.种植在膜片上的细胞样本最好选择患者本人的干细胞
C.膜片“释放”的细胞能与患者自身皮肤愈合,与两者细胞膜的信息交流有关
D.若采用异体皮肤移植会导致排异反应,主要是因为抗体对移植的皮肤细胞有杀伤作用
答案ABC
解析“生物活性绷带”的生产是先采集一些细胞标本,再让其在特殊膜上增殖,应用了动物细胞培养技术,A项正确;种植在膜片上的细胞最好选本人的干细胞,因为干细胞分化程度很低,可以分化成其他类型的组织,且本人的干细胞不会产生免疫排斥反应,B项正确;膜片“释放”的细胞能与患者自身皮肤愈合,这与细胞膜表面的糖蛋白的识别作用有关,与细胞膜的信息交流有关,C项正确;排斥反应主要是发生细胞免疫,发挥作用的细胞是效应T细胞,D项错误。
10.(多选)下图是胚胎干细胞潜能示意图,相关叙述正确的是(　　)

A.由细胞形态判断,4 种细胞中细胞②最可能连续分裂
B.胚胎干细胞能分化为各种细胞的实质是基因的选择性表达
C.分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同
D.定向诱导胚胎干细胞分化形成的组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥反应
答案ABCD
解析由细胞形态判断,①为精细胞,③为肌肉细胞,④为神经细胞,这3种细胞都是高度分化的细胞,所以推测图示4种细胞中细胞②分化程度最低,最可能连续分裂,A项正确;胚胎干细胞分化为各种细胞的实质是基因的选择性表达,B项正确;分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同,C项正确;定向诱导胚胎干细胞分化形成的组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥反应,D项正确。
11.2019年11月18日上午,中国诞生了第一块“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。
①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　　　　　　　　。 
②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,以保证　　　　　　　　　　　　　　　　;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:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案(1)分裂和分化　(2)①胰蛋白(或胶原蛋白)
细胞贴壁　②接触抑制　(3)细胞顺利地生长增殖　培养过程中的污染　(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)①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。
②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,以保证细胞顺利地生长增殖;还需要添加一定量的抗生素,以防止培养过程中的污染;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)“细胞培养肉”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.美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱,并顺利移植到7名患者体内。这种技术为那些急需器官移植的患者带来了福音。回答下列问题。
(1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本,将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前,需用　　　　　　　　　　　　　　处理以分散细胞,细胞在培养皿中的培养过程属于　　　代培养。与植物组织培养相比,动物细胞培养的培养基的主要不同点是含有　　　　　　　　。 
(2)约1周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的支架上继续培养,再过7周左右,原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右,布满支架,膀胱上皮在内,肌肉在外,形成新膀胱。细胞数目大量增加,其增殖方式是　　　　　　　　,这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过　　　　　　　　。 
(3)医生将新膀胱移植到患者膀胱的上面,这样新器官会继续生长并与老器官重组取代老器官中丧失功能的部分。新器官与老器官的重组　　　　(填“是”或“不是”)基因重组;新膀胱移植后,　　　　(填“会”或“不会”)引起免疫排斥反应。 
答案(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　原　血清　(2)有丝分裂　细胞分化　(3)不是　不会
解析(1)动物细胞培养之前要用胰蛋白酶处理以分散细胞。动物细胞培养的培养基与植物组织培养的培养基含有的营养成分的主要不同点是前者含有血清。
(2)动物细胞培养涉及的是细胞的有丝分裂。这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过细胞分化。
(3)新器官与老器官的重组不属于基因重组。新老器官具有相同的遗传物质,因此新膀胱移植后,不会成为抗原。
13.下图为胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答下列问题。

(1)胚胎干细胞存在于　　　　　　　　中。 
(2)图中分化程度最低的干细胞是　　　　　　　　　　。细胞在体外培养条件下,培养液中通常需要加入　　　　等一些天然成分。 
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因　　　　　　　　　　的结果。 
(4)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的　　　　　　期。 
答案(1)早期胚胎　(2)胚胎干细胞　血清　(3)选择性表达　(4)分裂间
解析(1)胚胎干细胞存在于早期胚胎中。
(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞。细胞在体外培养条件下,培养液中通常需要加入血清等一些天然成分。
(3)细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
(4)DNA的复制发生在分裂间期,若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的分裂间期。