江蘇專版2023-2024學(xué)年新教材高中生物第二章細(xì)胞工程第三節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程及其應(yīng)用第1課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)分層作業(yè)蘇教版選擇性必修3

第二章第三節(jié)第1課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)、

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.[2023江蘇連云港贛榆高二質(zhì)量檢測(cè)改編]下列關(guān)于動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)及其應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是()A.利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物依據(jù)的原理是細(xì)胞核的全能性B.體細(xì)胞核移植主要在同種動(dòng)物的同種組織之間進(jìn)行C.體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得的動(dòng)物與核供體遺傳性狀不完全相同D.利用體細(xì)胞核移植技術(shù)可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程2.下列關(guān)于體細(xì)胞克隆的敘述,錯(cuò)誤的是()A.供體為體細(xì)胞的細(xì)胞核B.受體為去核卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)C.細(xì)胞核移植是體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵步驟D.克隆出的后代與供體的遺傳物質(zhì)和表型完全一致3.應(yīng)用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛時(shí),下列操作步驟與目的對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)操作步驟目的A取高產(chǎn)奶牛耳部的細(xì)胞作為核遺傳物質(zhì)的供體B去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核使卵母細(xì)胞具備受精能力C電脈沖刺激卵母細(xì)胞促進(jìn)卵母細(xì)胞和乳腺細(xì)胞融合D將胚胎移入黃牛體內(nèi)繁殖高產(chǎn)克隆奶牛4.下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件的表述,不正確的是()A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境,營(yíng)養(yǎng),適宜的溫度、pH和滲透壓,適宜的氣體等條件B.定期更換培養(yǎng)液可避免細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞造成危害C.放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的主要目的是滿足細(xì)胞對(duì)CO2的需求D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要是95%的空氣和5%的CO25.下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述,正確的是()A.大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可在培養(yǎng)皿上形成多層細(xì)胞B.培養(yǎng)過程中,多數(shù)細(xì)胞的基因型會(huì)發(fā)生改變C.正常細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D.低齡動(dòng)物的細(xì)胞比較容易培養(yǎng)6.[2022江蘇連云港高二期中]下列動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,屬于原代培養(yǎng)的是()A.把組織分散成單個(gè)細(xì)胞的過程B.從機(jī)體取得組織分散后立即進(jìn)行培養(yǎng)的過程C.出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后取下的細(xì)胞的培養(yǎng)過程D.哺乳動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)基中的懸浮生長(zhǎng)過程7.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ),科研人員將數(shù)量相等的動(dòng)物肝臟腫瘤細(xì)胞和肝臟正常細(xì)胞分別置于相同培養(yǎng)液中培養(yǎng)。下列有關(guān)敘述正確的是()A.加入經(jīng)高壓蒸汽滅菌的血清以提供營(yíng)養(yǎng)B.細(xì)胞培養(yǎng)液中通常含有維生素、激素、糖等多種能源物質(zhì)C.定期更換培養(yǎng)液可以防止代謝產(chǎn)物的積累對(duì)細(xì)胞造成危害D.為了防止細(xì)菌污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素8.[2023江蘇南通啟東中學(xué)高三調(diào)研]某研究小組進(jìn)行藥物實(shí)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:(1)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%的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)。藥物實(shí)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)胞可以傳代的次數(shù)更。若用動(dòng)物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液,需要用處理。

(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。

關(guān)鍵能力提升練9.[2023江蘇淮安洪澤湖高級(jí)中學(xué)高二月考]下圖為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞增殖情況的變化曲線圖,圖中B、E兩點(diǎn)表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。下列有關(guān)敘述正確的是()A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)選用的培養(yǎng)材料大多為動(dòng)物的受精卵B.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點(diǎn)是曲線中的B點(diǎn)C.培養(yǎng)過程中,細(xì)胞可通過有絲分裂和減數(shù)分裂實(shí)現(xiàn)細(xì)胞增殖D.分瓶后的每個(gè)培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞群稱為一個(gè)克隆10.[多選][2023江蘇泰興第一高級(jí)中學(xué)高二月考]培育肉是利用動(dòng)物體內(nèi)分離的成肌細(xì)胞或全能干細(xì)胞,采用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)出類似于動(dòng)物肌肉的肉絲,同時(shí)添加了人體所需的元素如鐵、鈣等,使之營(yíng)養(yǎng)更加豐富。下列相關(guān)敘述正確的是()A.用胃蛋白酶處理肌肉組織,可以獲得分裂能力強(qiáng)的肌肉母細(xì)胞B.生物反應(yīng)器內(nèi)應(yīng)控制溫度適宜,并充入一定量的CO2保證培養(yǎng)液的pH相對(duì)穩(wěn)定C.培養(yǎng)液中的支架為細(xì)胞提供了更大的附著面積,有利于細(xì)胞生長(zhǎng)D.“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于工廠化生產(chǎn),產(chǎn)品是真肉11.[多選]下圖是某動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)液中活細(xì)胞和死亡細(xì)胞的密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果曲線圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.實(shí)驗(yàn)中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時(shí)間,以免損傷細(xì)胞B.細(xì)胞培養(yǎng)液中通常含有維生素、激素、糖等多種能源物質(zhì)C.曲線bc段產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)物積累等D.培養(yǎng)第6天時(shí),新產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)等于死亡細(xì)胞數(shù)12.[多選]下圖表示克隆過程中核移植成功率與供核細(xì)胞分化程度的關(guān)系。下列敘述正確的是()A.細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)成功的事實(shí)說明,高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性B.圖中動(dòng)物核移植過程中,最好選受精卵作為受體細(xì)胞C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,圖中核移植成功率具有與供核細(xì)胞分化程度呈負(fù)相關(guān)的特點(diǎn)D.哺乳動(dòng)物的重組細(xì)胞都需要經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等過程才能發(fā)育成新個(gè)體13.[2023江蘇鹽城龍崗中學(xué)高二質(zhì)量檢測(cè)]我國(guó)研究人員在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,經(jīng)體細(xì)胞核移植技術(shù)培育出第一批靈長(zhǎng)類動(dòng)物——食蟹猴(流程如圖所示,①~⑥表示過程),該動(dòng)物可作為研究癌癥等人類疾病的動(dòng)物模型。請(qǐng)據(jù)圖分析并回答下列問題:(1)獲得食蟹猴的體細(xì)胞核移植技術(shù)的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植的,原因是,恢復(fù)其全能性較難。

(2)進(jìn)行過程①時(shí),培養(yǎng)成纖維細(xì)胞所需的條件有營(yíng)養(yǎng),氣體環(huán)境以及,。

(3)過程③中利用,將成纖維細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中。

(4)向融合細(xì)胞注入Kd4d的mRNA,可提高胚胎的形成率,其作用主要是通過基因表達(dá)的過程實(shí)現(xiàn)的。

(5)若獲得的體細(xì)胞核移植的食蟹猴的性狀與供體食蟹猴的性狀不完全相同,從遺傳物質(zhì)的角度分析,其原因是。

學(xué)科素養(yǎng)創(chuàng)新練14.動(dòng)物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對(duì)于研究器官的生理、病理過程及其機(jī)制意義重大。下圖是一個(gè)新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖。請(qǐng)回答下列問題:(1)肝臟切成小薄片,這有利于肝臟細(xì)胞。

(2)氣室中充入95%的空氣加5%的CO2的混合氣體,它們的主要作用分別是。

(3)培養(yǎng)液中添加抗生素是為了,但要注意選擇抗生素的,以保證抗生素對(duì)肝臟無害。培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類主要包括葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、促生長(zhǎng)因子、微量元素等,并按照所需數(shù)量嚴(yán)格配制而成。這樣的培養(yǎng)基稱為培養(yǎng)基。使用此種培養(yǎng)基,通常需要加入等一些天然成分。

(4)有機(jī)物X有毒性,可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具,探究肝臟小塊對(duì)有機(jī)物X是否具有解毒作用。材料用具:肝臟小塊,外周血淋巴細(xì)胞,淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液,植物凝集素(刺激淋巴細(xì)胞分裂);顯微鏡,載玻片,蓋玻片,玻璃皿,滴管;吉姆薩染液(使染色體著色),有機(jī)物X溶液等。實(shí)驗(yàn)過程:①在淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細(xì)胞,取4等份,備用;②利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置,按下表步驟操作(“√”表示已完成的步驟);步驟操作甲乙丙丁步驟一:加入肝臟培養(yǎng)液√√√√步驟二:加入有機(jī)物X溶液√√步驟三:放置肝臟小塊√√③培養(yǎng)一段時(shí)間后,取4組裝置中的等量培養(yǎng)液,分別添加到4份備用的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng);④一段時(shí)間后,取淋巴細(xì)胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察,并對(duì)比分析。若觀察到,則說明肝臟小塊對(duì)有機(jī)物X具有解毒作用。

(5)分析實(shí)驗(yàn)操作步驟,實(shí)驗(yàn)中設(shè)置甲、乙兩組的目的是。

第三節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程及其應(yīng)用第1課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)1.B細(xì)胞核移植主要在同種動(dòng)物的不同種組織細(xì)胞之間進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤。2.D經(jīng)體細(xì)胞核移植形成的克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)主要由供體細(xì)胞核提供,但也含有受體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì),因此克隆動(dòng)物與供體的遺傳物質(zhì)和表型不完全相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.B去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核的目的是將該卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞接受供體細(xì)胞的細(xì)胞核,B項(xiàng)錯(cuò)誤。4.C放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的主要目的是維持pH平衡,C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.D在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,只能形成單層細(xì)胞,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在細(xì)胞培養(yǎng)過程中進(jìn)行的是有絲分裂,所以培養(yǎng)出來的多數(shù)細(xì)胞的基因型相同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;正常細(xì)胞在培養(yǎng)過程中,傳代次數(shù)也是有限的,一般為50次就會(huì)死亡,留下來的細(xì)胞就是發(fā)生了癌變的細(xì)胞,遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,具有不死性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;低齡動(dòng)物的細(xì)胞的分裂能力強(qiáng),比較容易培養(yǎng),D項(xiàng)正確。6.B用胰蛋白酶使組織分散成單個(gè)細(xì)胞的過程可以是原代培養(yǎng),也可以是傳代培養(yǎng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;原代培養(yǎng)是指從動(dòng)物機(jī)體取得組織并用胰蛋白酶分散成單個(gè)細(xì)胞后立即培養(yǎng),直到細(xì)胞出現(xiàn)接觸抑制為止,因此從機(jī)體取得細(xì)胞后立即進(jìn)行培養(yǎng)的過程是原代培養(yǎng),B項(xiàng)正確;出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后,取下來的細(xì)胞的培養(yǎng)過程是傳代培養(yǎng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;動(dòng)物細(xì)胞具有貼壁生長(zhǎng)的特點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.C加入血清可為動(dòng)物細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng),高壓蒸汽滅菌會(huì)破壞血清中的活性成分,A項(xiàng)錯(cuò)誤;維生素和激素不是能源物質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;定期更換培養(yǎng)液可以防止代謝產(chǎn)物的積累對(duì)細(xì)胞造成危害,C項(xiàng)正確;為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中的細(xì)菌污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.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)液的pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素解析(1)肝腫瘤細(xì)胞的分裂能力比正常肝細(xì)胞強(qiáng),細(xì)胞周期短,能快速增殖,因此在其他條件相同時(shí),相同時(shí)間內(nèi)肝腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的子代細(xì)胞更多,即觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量多。(2)血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì),因此在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),通常要在合成培養(yǎng)基中加入適量血清。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含有5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行,其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定。(3)在這兩種細(xì)胞生長(zhǎng)過程中,當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí),其生長(zhǎng)停止。甲細(xì)胞能無限增殖,因此其傳代的次數(shù)比乙細(xì)胞多。胰蛋白酶能消化組織細(xì)胞間的蛋白質(zhì),使組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞,所以若用動(dòng)物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液,需要用胰蛋白酶處理。(4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中的細(xì)菌污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。9.B動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)選用的培養(yǎng)材料大多為幼齡動(dòng)物的器官或組織,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖中曲線趨勢(shì)可知,原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點(diǎn)是曲線中的B點(diǎn),B項(xiàng)正確;培養(yǎng)過程中,細(xì)胞可通過有絲分裂實(shí)現(xiàn)細(xì)胞增殖,C項(xiàng)錯(cuò)誤;細(xì)胞克隆的最基本要求是必須保證分離出來的是一個(gè)細(xì)胞而不是多個(gè)細(xì)胞,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.BCD用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理肌肉組織,可以獲得分裂能力強(qiáng)的肌肉母細(xì)胞,不能用胃蛋白酶處理,A項(xiàng)錯(cuò)誤;生物反應(yīng)器內(nèi)應(yīng)控制溫度適宜,并充入一定量的CO2保證培養(yǎng)液的pH相對(duì)穩(wěn)定,B項(xiàng)正確;培養(yǎng)液中的支架為細(xì)胞提供了更大的附著面積,有利于細(xì)胞生長(zhǎng),C項(xiàng)正確;“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于工廠化生產(chǎn),產(chǎn)品是類似于動(dòng)物肌肉的肉絲,是真肉,D項(xiàng)正確。11.AC動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),需要用胰蛋白酶處理,因此實(shí)驗(yàn)中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時(shí)間,以免損傷細(xì)胞,A項(xiàng)正確;維生素和激素不是能源物質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;曲線bc段表示活細(xì)胞密度減少而死細(xì)胞密度增加,產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)物積累等,C項(xiàng)正確;培養(yǎng)第6天時(shí),活細(xì)胞數(shù)等于死亡細(xì)胞數(shù),D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.ACD細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)成功的事實(shí)說明,高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性,因?yàn)楹艘浦驳脑硎莿?dòng)物細(xì)胞核具有全能性,A項(xiàng)正確;圖中動(dòng)物核移植過程中,最好選減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞,因?yàn)樵摷?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有激發(fā)細(xì)胞核全能性發(fā)揮的物質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,隨著供核細(xì)胞分化程度的升高,核移植成功率逐漸下降,說明核移植成功率具有與供核細(xì)胞分化程度呈負(fù)相關(guān)的特點(diǎn),C項(xiàng)正確;哺乳動(dòng)物的重組細(xì)胞都需要經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等過程才能發(fā)育成新個(gè)體,D項(xiàng)正確。13.答案(1)體細(xì)胞分化程度高(2)無菌、無毒的環(huán)境溫度和pH(3)顯微操作(4)翻譯(5)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響解析(1)由于體細(xì)胞分化程度高,全能性難以恢復(fù),因此獲得食蟹猴的體細(xì)胞核移植技術(shù)的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植的。(2)過程①表示動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),需要的條件有營(yíng)養(yǎng)、氣體環(huán)境、無菌和無毒的環(huán)境、適宜的溫度和pH等。(3)過程③表示核移植,一般用顯微操作將成纖維細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中。(4)mRNA是翻譯合成蛋白質(zhì)的模板,因此向融合細(xì)胞注入Kd4d的mRNA,可以通過翻譯合成相關(guān)的蛋白質(zhì),進(jìn)而提高胚胎的形成率。(5)從遺傳物質(zhì)的角度來說,體細(xì)胞核移植的食蟹猴的性狀與供體食蟹猴的性狀不完全相同,是因?yàn)槁涯讣?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響。14.答案(1)吸收氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),排出代謝廢物(2)O2的主要作用是維持細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(3)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)種類和劑量合成血清(或