選修三同步導(dǎo)學(xué)：2.2.1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)(理解+掌握+應(yīng)用)

2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程2．2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖。2．細(xì)胞在培養(yǎng)過程中會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞貼壁 (生長(zhǎng))和細(xì)胞接觸抑制現(xiàn)象。3．動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)。4．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件包括：無菌、無毒的環(huán)境，適宜的營(yíng)養(yǎng)、溫度和 pH及氣體環(huán)境。5．動(dòng)物細(xì)胞核移植的原理是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。6．哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。7．在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中 CO2的作用是維持培養(yǎng)液的 pH。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．概念從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織， 將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后， 放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。2．過程取動(dòng)物組織塊分散組織細(xì)胞：剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時(shí)間配制細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)：具有貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的特點(diǎn)傳代培養(yǎng)3．條件(1)(2)營(yíng)養(yǎng)(3)(4)

①先用胰蛋白酶等處理貼滿瓶壁的細(xì)胞，再分瓶繼續(xù)培養(yǎng)10～50代左右時(shí)，細(xì)胞增殖緩慢，甚至停止③部分細(xì)胞核型發(fā)生改變，獲得不死性，能無限增殖無機(jī)物：無機(jī)鹽、微量元素等有機(jī)物：糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子動(dòng)物血清、血漿：補(bǔ)充培養(yǎng)液中沒有完全搞清楚的成分4．應(yīng)用(1)生產(chǎn)生物制品：如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。應(yīng)用于基因工程：動(dòng)物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的受體細(xì)胞，離不開動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。(3)檢測(cè)有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性。(4)用于生理、病理、藥理等方面的研究，如篩選抗癌藥物等。1．根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程，思考下列問題：為什么幼齡動(dòng)物組織比老齡動(dòng)物組織更易培養(yǎng)？培養(yǎng)前為什么要將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞？(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶作用的對(duì)象有何不同？(3)如何區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？如何界定細(xì)胞株和細(xì)胞系？提示：(1)幼齡動(dòng)物組織代謝旺盛；分散后能與培養(yǎng)液充分接觸，更易進(jìn)行物質(zhì)交換。(2)第一次是將組織分散成單個(gè)細(xì)胞，第二次是將貼滿瓶壁的細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞。(3)①原代培養(yǎng)：大約 1～10代；傳代培養(yǎng)： 10代以后。②細(xì)胞株：10～50代細(xì)胞；細(xì)胞系： 50代以后的細(xì)胞。2．為什么進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常要添加血清？提示：血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等物質(zhì)，而且還含有多種未知的促生長(zhǎng)因子，能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和貼附。[跟隨名師·解疑難]1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程分析(1)過程：(2)貼壁生長(zhǎng)現(xiàn)象及接觸抑制現(xiàn)象：①貼壁生長(zhǎng)：動(dòng)物細(xì)胞在液體培養(yǎng)基中懸浮生長(zhǎng)一段時(shí)間之后，大部分細(xì)胞會(huì)貼附在培養(yǎng)瓶壁上生長(zhǎng)。②接觸抑制：細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，數(shù)目增加到表面相互接觸時(shí)，停止分裂增殖，出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象。(3)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)：①原代培養(yǎng)：動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)。②傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)過程中， 貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理， 然后分瓶培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。(4)細(xì)胞株和細(xì)胞系：①細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到 10～50代，這樣的傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞株。②細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到 50代后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，獲得不死性，這種具有癌變特點(diǎn)的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生物學(xué)原理細(xì)胞全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)固體液體蔗糖、氨基酸、水、礦物質(zhì)、生長(zhǎng)素、葡萄糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無培養(yǎng)基成分細(xì)胞分裂素、瓊脂等機(jī)鹽、水、血清、血漿等培養(yǎng)結(jié)果新的植株或組織細(xì)胞株或細(xì)胞系①快速繁殖①生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素、單克隆應(yīng)用②培育無病毒植株抗體等③細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)②檢測(cè)有毒物質(zhì)④制作人工種子③生理、病理、藥理研究培養(yǎng)條件無菌、適宜的溫度和pH取材 植物器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)象 植物器官、組織或細(xì)胞過程 脫分化、再分化細(xì)胞分裂、① 分裂：形成愈傷組織生長(zhǎng)、分化②分化：形成根、芽特點(diǎn)

動(dòng)物早期胚胎、幼齡動(dòng)物器官或組織分散的單個(gè)細(xì)胞原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)①只分裂不分化②貼壁生長(zhǎng)③接觸抑制[特別提醒]植物組織培養(yǎng)的結(jié)果是新的植株或組織，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是為了獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物，不是獲取完整個(gè)體，其過程不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，特別添加一定量的動(dòng)物血清或血漿，可以為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子。動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．原理動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。2．過程3．應(yīng)用(1)加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2)增加瀕危動(dòng)物數(shù)量，保護(hù)瀕危物種。(3)生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。(4)作為異種移植的供體。(5)用于組織器官的移植。4．存在問題(1)體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低。(2)克隆動(dòng)物存在健康問題，表現(xiàn)出生理缺陷、遺傳缺陷等。(3)克隆動(dòng)物食品的安全性問題存在爭(zhēng)議。1．在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核？提示：為使核移植的胚胎或動(dòng)物的細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞。2．通過體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了 100%復(fù)制嗎？為什么？提示：不是。絕大部分 DNA 來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的 DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細(xì)胞；其次生物的性狀還受環(huán)境的影響。3．結(jié)合動(dòng)物細(xì)胞核移植的過程，分析為什么體細(xì)胞核移植較胚胎細(xì)胞核移植更困難。提示：由于動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低， 恢復(fù)其全能性相對(duì)容易； 而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難。因此動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度就明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。[跟隨名師·解疑難]1．核移植過程分析為了確保核移植形成的克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來自于有優(yōu)良性狀的動(dòng)物提供的體細(xì)胞，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體細(xì)胞內(nèi)之前，必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐牡?。?xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。而克隆動(dòng)物的形成則利用了動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。細(xì)胞融合后構(gòu)建重組胚胎，并移植到代孕母體內(nèi)獲得克隆動(dòng)物，需要胚胎工程技術(shù)的支持。2．克隆動(dòng)物的遺傳特點(diǎn)(1)克隆動(dòng)物的性狀與細(xì)胞核供體生物的性狀基本相同，但不完全相同，因?yàn)椋孩倏寺?dòng)物的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自于受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。②生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān)，還受環(huán)境的影響。核移植過程中細(xì)胞核只來自于一個(gè)個(gè)體，因此核遺傳物質(zhì)與供體的相同，屬于無性繁殖，不會(huì)改變生物體的基因型。[特別提醒]核移植技術(shù)的供體細(xì)胞不能選擇生殖細(xì)胞的細(xì)胞核，因?yàn)樯臣?xì)胞與正常體細(xì)胞相比，遺傳物質(zhì)是減半的。哺乳動(dòng)物細(xì)胞核移植可分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。胚胎細(xì)胞核移植較易成功，體細(xì)胞核移植較難成功。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)[例1] 如圖是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)容器A中放置的是動(dòng)物器官或組織，它一般取自________________________________________________________________________。(2)容器

A中的動(dòng)物器官或組織首先要進(jìn)行的處理是

________________，然后用胰蛋白酶處理，這是為了使細(xì)胞分散開來，這樣做的目的是_____________________________________。(3)培養(yǎng)首先在

B瓶中進(jìn)行，瓶中的培養(yǎng)基成分有

____________________等。在此瓶中培養(yǎng)一段時(shí)間后，有許多細(xì)胞衰老死亡，這時(shí)的培養(yǎng)稱為

________。(4)為了把B瓶中的細(xì)胞分裝到 C瓶中，用__________處理，然后配制成______________再分裝。[思路點(diǎn)撥][精講精析] (1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般取材于動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織， 因?yàn)檫@部分細(xì)胞的分裂能力強(qiáng)。 (2)在進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)應(yīng)盡量使細(xì)胞分散，便于與培養(yǎng)液充分接觸，進(jìn)行物質(zhì)交換；使其分散需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。 (3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中應(yīng)盡量使培養(yǎng)基成分與體內(nèi)的環(huán)境基本相同，所以需要添加糖、氨基酸、無機(jī)鹽、動(dòng)物血清等。培養(yǎng)的過程分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)兩個(gè)大階段，分瓶之前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。 (4)當(dāng)細(xì)胞數(shù)目較多時(shí)，需要用胰蛋白酶處理，使細(xì)胞分散，從玻璃瓶壁上脫離下來，配制成細(xì)胞懸液繼續(xù)培養(yǎng)。[答案] (1)胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織(2)剪碎 使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸(3)糖、氨基酸、無機(jī)鹽和動(dòng)物血清 原代培養(yǎng)(4)胰蛋白酶 細(xì)胞懸液規(guī)律方法(1)胰蛋白酶或膠原蛋白酶的作用：整個(gè)培養(yǎng)過程中兩次使用胰蛋白酶或膠原蛋白酶， 第一次使用的目的是使組織細(xì)胞分散開，第二次使用的目的是使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，便于分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。(2)細(xì)胞株與細(xì)胞系的判斷：從內(nèi)在原因看是遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變，從外在表現(xiàn)看是是否具有無限增殖能力。細(xì)胞系細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，具有無限增殖能力。在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，出現(xiàn)遺傳物質(zhì)改變的細(xì)胞是 ( )A．細(xì)胞系 B．細(xì)胞株C．原代細(xì)胞 D．傳代細(xì)胞解析：細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞在傳至 10～50代左右時(shí)，增殖會(huì)逐漸緩慢，這時(shí)部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)的細(xì)胞為細(xì)胞系。答案：A克隆與動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)[例2] 下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病的過程圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中①所示的結(jié)構(gòu)名稱是 ________。(2)圖中③④所示的生物技術(shù)名稱分別是 ________、________。(3)過程③通常用去核的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因?yàn)樗?______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)過程④通常用②作為受體細(xì)胞的原因是 ____________________________________________________________________________________________________________。(5)圖示方法與一般的異體核移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是

______________________，該種基因治療所屬類型為[思路點(diǎn)撥]

________。[精講精析] (1)①是從供體(患者)體細(xì)胞分離出的細(xì)胞核。(2)③表示核移植技術(shù)，④表示轉(zhuǎn)基因技術(shù)。核移植的受體細(xì)胞一般是卵母細(xì)胞，原因是它體積大、易操作，含有供胚胎發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它還含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(4)早期胚胎中的細(xì)胞分化程度低，全能性高，可誘導(dǎo)分化成各種組織器官。(5)圖示培育出的細(xì)胞 (胰島B細(xì)胞)核遺傳物質(zhì)來自患者本人， 所以移植后不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；圖中所示基因治療是體外轉(zhuǎn)基因，故所屬類型為體外基因治療。[答案] (1)細(xì)胞核(2)核移植技術(shù) 轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或基因工程、DNA重組技術(shù)、基因拼接技術(shù) )(3)含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)(4)這些細(xì)胞分化程度極低，具有全能性，可以定向地誘導(dǎo)分化為各類細(xì)胞(5)沒有免疫排斥反應(yīng) 體外基因治療易錯(cuò)提醒(1)細(xì)胞核移植技術(shù)中，注入去核卵母細(xì)胞中的也可以是整個(gè)細(xì)胞。該技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動(dòng)物細(xì)胞的全能性。(3)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個(gè)體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。[隨堂基礎(chǔ)鞏固 ]1．關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是 ( )．用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織B．將所取的組織先用胰蛋白酶等處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞C．在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳 50代左右，所培養(yǎng)的細(xì)胞都會(huì)衰老死亡解析：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)傳至 50代左右，若細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，并且?guī)в邪┳兊奶攸c(diǎn)，就能在適宜培養(yǎng)條件下無限制地傳代下去。答案：D2．下列屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)主要區(qū)別的是 ( )．培養(yǎng)基成分不同B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行C．動(dòng)物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細(xì)胞不能D．動(dòng)物細(xì)胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細(xì)胞只能培養(yǎng)成植株解析：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)有許多相似之處， 也有許多不同點(diǎn)， 其主要不同點(diǎn)是它們的培養(yǎng)基的成分不同。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液中通常含有糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、微量元素等，另外還有動(dòng)物血清等。 植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基包含植物生長(zhǎng)和發(fā)育的全部營(yíng)養(yǎng)成分，如礦質(zhì)元素、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、植物激素，但沒有動(dòng)物血清。答案：A3．進(jìn)行哺乳動(dòng)物克隆，細(xì)胞核供體細(xì)胞不能是()A．乳腺細(xì)胞B．卵細(xì)胞C．胃腺細(xì)胞D．胚胎細(xì)胞解析：卵細(xì)胞是由減數(shù)分裂形成的，其染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半，不能用作哺乳動(dòng)物克隆時(shí)的細(xì)胞核供體細(xì)胞。答案：B4．用于核移植的供核細(xì)胞和受體細(xì)胞一般選用()A．受精卵和減數(shù)第二次分裂時(shí)期的卵母細(xì)胞B．傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞和減數(shù)第一次分裂時(shí)期的卵母細(xì)胞C．傳代10～50代以內(nèi)的細(xì)胞和減數(shù)第二次分裂時(shí)期的卵母細(xì)胞D．傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞和減數(shù)第二次分裂時(shí)期的卵母細(xì)胞解析：原代培養(yǎng)是指動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)，原代培養(yǎng)次數(shù)一般是10代以內(nèi)，原代培養(yǎng)的細(xì)胞都是正常的二倍體核型。傳代培養(yǎng)指培養(yǎng)次數(shù)超過 10代的細(xì)胞培養(yǎng)，此時(shí)有些細(xì)胞的核型可能會(huì)發(fā)生突變，因此在核移植時(shí)一般不用傳代培養(yǎng)的細(xì)胞。答案：D5．某研究小組進(jìn)行藥物試驗(yàn)時(shí)，以動(dòng)物肝細(xì)胞為材料，測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞、乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請(qǐng)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問題：將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時(shí)間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量________。(2)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是

_____________。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含

5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，

CO2的作用是

________________________。(3)在兩種細(xì)胞生長(zhǎng)過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，其生長(zhǎng)

________。藥物試驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代， 甲細(xì)胞比乙細(xì)胞傳代的次數(shù)更

________。若用動(dòng)物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需用

________處理。(4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的

________。(5)已知癌基因

X過量表達(dá)與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，要試驗(yàn)一種抗腫瘤藥物

Y對(duì)甲細(xì)胞生長(zhǎng)的影響，可將甲細(xì)胞分為

A、B

兩組，A

組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入

________，B

組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入無菌生理鹽水，經(jīng)培養(yǎng)后，從

A、B

兩組收集等量細(xì)胞，通過分別檢測(cè)

X基因在A、B

兩組細(xì)胞中的

________或________合成水平的差異，確定

Y的藥效。解析：(1)甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞為無限增殖的細(xì)胞，細(xì)胞周期短。在相同條件下，培養(yǎng)相同的時(shí)間，甲細(xì)胞的數(shù)量多于乙細(xì)胞。 (2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中必須加入動(dòng)物血清，血清中含有清蛋白、生長(zhǎng)因子、促進(jìn)細(xì)胞貼壁的因子、 激素等合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)液所需

pH

為

7.2～7.4，而多數(shù)培養(yǎng)液靠碳酸氫鈉(NaHCO3)與

CO2體系進(jìn)行緩沖，所以

CO2的作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)液

pH。(3)甲為腫瘤細(xì)胞能無限增殖，傳代的次數(shù)要比乙細(xì)胞多，乙細(xì)胞 (正常肝細(xì)胞)在培養(yǎng)瓶中貼壁生長(zhǎng)，當(dāng)鋪滿瓶壁時(shí)，生長(zhǎng)停止。為得到更多的肝細(xì)胞，需要定期地用胰蛋白酶使細(xì)胞脫離瓶壁，進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(4)培養(yǎng)液中加入抗生素來抑制和殺滅微生物，抗生素對(duì)動(dòng)物細(xì)胞沒有影響。

(5)設(shè)計(jì)一組加入抗癌藥物的實(shí)驗(yàn)組，一組不加藥物的對(duì)照組，通過檢測(cè)藥物影響

X基因的表達(dá)過程，即轉(zhuǎn)錄形成

mRNA

、翻譯形成蛋白質(zhì)的量來檢驗(yàn)藥效。答案：(1)多

(2)血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)

維持培養(yǎng)液

pH

(3)停止

多胰蛋白酶

(4)抗生素

(5)Y

mRNA

蛋白質(zhì)[課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 ](滿分50分 時(shí)間25分鐘)一、選擇題(每小題2分，共20分)1．在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，使用胰蛋白酶的目的是 ( )．使動(dòng)物組織分散為單個(gè)細(xì)胞B．去掉細(xì)胞壁，使其成為原生質(zhì)體C．去掉細(xì)胞膜，暴露出原生質(zhì)體便于細(xì)胞融合D．促進(jìn)蛋白質(zhì)水解為多肽解析：在進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)前，

先用胰蛋白酶使組織塊中的細(xì)胞相互分散開，

以增加與培養(yǎng)液的接觸面積，便于培養(yǎng)。答案：A2．一般來說，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件

(

)①無毒的環(huán)境

②無菌的環(huán)境

③培養(yǎng)液中需加血漿

④溫度與動(dòng)物體溫相近

⑤需要O2，不需要

CO2⑥加

CO2維持培養(yǎng)液的

pHA．①②③④⑤⑥ B．①②③④C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥解析：動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、 無毒，在細(xì)胞培養(yǎng)液中要添加血清、血漿等一些天然成分，培養(yǎng)溫度一般與動(dòng)物體溫相近。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)還需要 O2和CO2，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2可維持培養(yǎng)液的 pH。答案：D3．下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是 ( )．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的就是獲得大量的分泌蛋白B．對(duì)動(dòng)物組織塊和分散的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，效果是基本相同的C．細(xì)胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生于原代培養(yǎng)過程中D．培養(yǎng)高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞一般不能發(fā)育成幼體解析：獲得大量的分泌蛋白僅僅是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)用的一個(gè)方面。 分散的動(dòng)物細(xì)胞比組織塊更容易培養(yǎng)。細(xì)胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生在傳代培養(yǎng)中。答案：D4．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程的順序是 ( )①原代培養(yǎng) ②傳代培養(yǎng) ③胰蛋白酶處理組織，形成單個(gè)細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液A．①②③ B．①③②C．②①③ D．③①②解析：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是用動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物器官通過胰蛋白酶處理制成細(xì)胞懸液，通過原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)得到細(xì)胞株。答案：D5．在進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常選用的培養(yǎng)材料是 ( )A．衰老退化的動(dòng)物組織細(xì)胞B．成熟動(dòng)物個(gè)體的體細(xì)胞C．動(dòng)物的受精卵D．動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物個(gè)體的細(xì)胞解析：培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞大部分取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織。答案：D6．一只羊的卵細(xì)胞核被另一只羊的體細(xì)胞核置換后，這個(gè)卵細(xì)胞經(jīng)過多次分裂，再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育， 結(jié)果產(chǎn)下一只羊羔。這種克隆技術(shù)具有多種用途， 但是不能

(

再)A．有選擇地繁殖某一性別的家畜B．繁殖家畜中的優(yōu)秀個(gè)體C．用于保存物種D．改變動(dòng)物的基因型解析：該題考查動(dòng)物體細(xì)胞核移植的用途。 由于核基因來自體細(xì)胞， 所以不會(huì)改變動(dòng)物的基因型。答案：D7．如圖為哺乳動(dòng)物 (羊)的生殖過程，下列敘述不．正確的是( )A．個(gè)體2為克隆動(dòng)物，c為高度分化的體細(xì)胞B．個(gè)體2的遺傳性狀與提供 c細(xì)胞的羊不完全相同C．產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體 1與動(dòng)物個(gè)體 2的生殖方式是不同的D．e細(xì)胞為完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞解析：在核移植過程中， 去核卵細(xì)胞一般選用處于減數(shù)第二次分裂中期的細(xì)胞， 而不是完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞。答案：D8．用動(dòng)、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是()A．都需用CO2培養(yǎng)箱B．都需用液體培養(yǎng)基C．都要在無菌條件下進(jìn)行D．都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性解析：動(dòng)、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進(jìn)行。 動(dòng)物成體的體細(xì)胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基， 不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性； 植物成體的體細(xì)胞離體培養(yǎng)不一定用液體培養(yǎng)基，能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。答案：C9．某研究小組對(duì)某種動(dòng)物的肝腫瘤細(xì)胞 (甲)和正常肝細(xì)胞(乙)進(jìn)行培養(yǎng)，下列敘述正確的是( )．制備肝細(xì)胞懸浮液時(shí)先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理B．肝細(xì)胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入 5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸C．為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素D．用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)的方法，可推斷乙細(xì)胞比甲細(xì)胞增殖周期長(zhǎng)解析：制備肝細(xì)胞懸浮液時(shí)先用剪刀剪碎肝組織， 再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。 肝細(xì)胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入 5%的CO2維持培養(yǎng)液 pH。為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。答案：D10．生物技術(shù)的發(fā)展速度很快， 已滅絕生物的“復(fù)生”將不再是神話。 如果世界上最后一只野驢剛死亡，以下提供的“復(fù)生”野驢個(gè)體的方法中能夠成功的是 ( )．將野驢的體細(xì)胞取出，利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可培育成新個(gè)體B．將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個(gè)體C．取出野驢的體細(xì)胞核移植到母家驢的去核卵細(xì)胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成新個(gè)體D．將野驢的一個(gè)基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個(gè)體解析：野驢的體細(xì)胞的全能性已經(jīng)受到限制， 不能經(jīng)過培養(yǎng)形成新個(gè)體； 將野驢的一個(gè)基因?qū)爰殷H的受精卵中， 培育成的是帶有野驢基因的家驢； 野驢的體細(xì)胞核中具有發(fā)育成野驢的全部基因，因此通過核移植技術(shù)，可使野驢 “復(fù)生”。答案：C二、非選擇題 (共30分)11．(10分)2007年日本研究人員依靠體細(xì)胞克隆技術(shù)進(jìn)行反復(fù)“拷貝”，成功培育出第四代克隆豬。這個(gè)研究小組培育的第一代克隆豬于

2004

年

4月誕生，此后，他們又從長(zhǎng)大的克隆豬唾液腺中提取細(xì)胞，

將其細(xì)胞核植入未受精的卵子，

依次培育出第二代和第三代克隆豬。研究人員說，豬與人類身體構(gòu)造相似，克隆豬可作為研究人類疾病的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。根據(jù)材料回答下列問題：(1)克隆豬的培育利用了動(dòng)物細(xì)胞核的

________性。(2)在細(xì)胞核植入受體卵母細(xì)胞之前，要用顯微針去除卵母細(xì)胞的

________，再將唾液腺細(xì)胞核注入其中。在體細(xì)胞核移植技術(shù)中往往以卵母細(xì)胞作為受體，是因?yàn)開_______________________________________________________________________

。核移植成功后，用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，目的是

______________________________________________________________________________________________。(3)上述體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的第四代克隆豬，是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？

________，理由是

___________________________________________________________________________________________________________________________

。(4)請(qǐng)舉一例說明“克隆豬可作為研究人類疾病的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物”：

________________________________________________________。在第四代克隆豬培育的過程中，要進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞的體外培養(yǎng)過程，培養(yǎng)時(shí)需要滿足的 條 件 有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)的原理是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性，通過核移植產(chǎn)生的克隆動(dòng)物，其遺傳物質(zhì)與供核動(dòng)物并不完全相同，因?yàn)槁涯讣?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)也有遺傳物質(zhì)DNA，也控制后代的性狀表達(dá)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)具有許多重要用途，如克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；在治療疾病時(shí)，克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織、器官可以作為異體移植的供體等。答案：(1)全能(2)細(xì)胞核 含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、體積大，易操作 使其進(jìn)行分裂和發(fā)育(3)不是 卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)也有遺傳物質(zhì) DNA，也控制后代的性狀表達(dá)克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；在治療疾病時(shí)，克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織、器官可以作為異體移植的供體等(答案合理即可)適宜的溫度、pH及氣體環(huán)境條件以及無菌、無毒的環(huán)境12．(10分)現(xiàn)有甲、乙兩種可能有一定致畸、致癌作用的化學(xué)物質(zhì)，利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法能夠鑒定它們是否有毒性，并比較二者毒性的強(qiáng)弱，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。Ⅰ.實(shí)驗(yàn)材料：小白鼠胚胎。.藥品用具：胰蛋白酶液、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液、動(dòng)物細(xì)胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、細(xì)胞培養(yǎng)箱、載玻片、蓋玻片、光學(xué)顯微鏡、小白鼠正常體細(xì)胞有絲分裂高倍顯微鏡照片。.實(shí)驗(yàn)原理：___________________________________________________，根據(jù)這些變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù) (以下稱Q值)，可判斷該化學(xué)物質(zhì)的毒性。Ⅳ.實(shí)驗(yàn)步驟：制備細(xì)胞懸液：把小白鼠胚胎放在培養(yǎng)皿中剪碎，轉(zhuǎn)入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個(gè)細(xì)胞，再加入動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液，制成細(xì)胞懸液。(2)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)：①取A、B、C三個(gè)潔凈的培養(yǎng)瓶， ________________________________________。________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。(3)制作臨時(shí)裝片：①當(dāng)細(xì)胞繁殖到大約第 8代左右時(shí)，同時(shí)從細(xì)胞培養(yǎng)箱中取出三個(gè)培養(yǎng)瓶，液處理，使培養(yǎng)的細(xì)胞從瓶壁上脫落， 再加入動(dòng)物細(xì)胞固定液迅速固定細(xì)胞，

用胰蛋白酶將細(xì)胞固定在不同的分裂時(shí)期。②靜置一段時(shí)間后， 分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細(xì)胞懸液， 滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號(hào)的載玻片中央，加 1～2滴一定濃度的________染色，3～5min后，蓋上蓋玻片，制成臨時(shí)裝片。(4)鏡檢和統(tǒng)計(jì)：把臨時(shí)裝片放在顯微鏡下，尋找處于

________期的細(xì)胞，并與________________________________________________________________________對(duì)比以確認(rèn)發(fā)生上述變異的細(xì)胞，

同時(shí)統(tǒng)計(jì)該期變異的細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的百分?jǐn)?shù)

(Q值)。Ⅴ.實(shí)驗(yàn)結(jié)果：培養(yǎng)瓶

A

B

CQ值

1.3%

12.5%

0.1%.實(shí)驗(yàn)結(jié)