2023高中生物第2章細胞工程第2節(jié)動物細胞工程第1課時動物細胞培養(yǎng)測試新人教版選擇性必修3

第2節(jié)動物細胞工程第1課時動物細胞培養(yǎng)[基礎檢查]1.動物細胞工程常用的技術中最基礎的是 ()A.動物細胞培養(yǎng)B.單克隆抗體C.動物細胞融合 D.動物細胞核移植解析:動物細胞工程常用的技術包括動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、動物細胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等,其中動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎。答案:A2.下列關于動物細胞培養(yǎng)所需條件的敘述,錯誤的是()A.無毒、無菌的環(huán)境B.溫度與動物體溫相近C.合成培養(yǎng)基中通常需加入血清D.不需要O2,需要CO2調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH解析:動物細胞培養(yǎng)需要無毒、無菌的環(huán)境,以防止被微生物感染;需要適宜的溫度,溫度要與動物體溫相近;用于動物細胞培養(yǎng)的合成培養(yǎng)基需加入血清等一些天然成分;動物細胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境,即95%空氣(其中O2為細胞代謝所必需的)和5%CO2(維持培養(yǎng)液的pH)的混合氣體。答案:D3.用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織,其主要原因是這樣的組織或細胞 ()A.容易產(chǎn)生各種變異 B.具有更高的全能性C.取材十分方便 D.分裂增殖的能力強解析:動物細胞培養(yǎng)時所用的材料常取自胚胎或幼齡動物的組織或器官,因為這些組織或細胞的分裂能力強。答案:D4.下圖表示動物細胞培養(yǎng)的過程,下列有關敘述正確的是 ()A.乙中進行動物細胞培養(yǎng)時應通入適量的CO2以調(diào)節(jié)pHB.宜用胃蛋白酶將甲中的動物組織分散為單個的細胞C.甲中用于培養(yǎng)的動物細胞宜取自成年動物D.丙中細胞大量繁殖后,細胞之間相互接觸能促進細胞的分裂解析:動物細胞培養(yǎng)過程中,需要通入一定的CO2以維持培養(yǎng)液的pH;將甲中的動物組織分散為單個的細胞應該用胰蛋白酶或膠原蛋白酶;甲中用于培養(yǎng)的動物細胞宜取自動物胚胎或幼齡動物的器官或組織;丙中細胞大量繁殖后,細胞之間相互接觸能抑制細胞的分裂。答案:A5.下列關于動物細胞培養(yǎng)過程中細胞的活動或特性的敘述,錯誤的是 ()A.細胞通常貼壁生長B.細胞進行有絲分裂C.細胞之間有接觸抑制現(xiàn)象D.細胞的遺傳物質均發(fā)生改變解析:動物細胞培養(yǎng)過程中,懸液中大多數(shù)分散的細胞很快貼壁生長;動物細胞培養(yǎng)是細胞增殖的過程,細胞增殖的方式為有絲分裂;在動物細胞培養(yǎng)過程中,當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞通常會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制;原代培養(yǎng)的細胞具有繼續(xù)增殖的能力,遺傳物質一般不發(fā)生改變,傳代培養(yǎng)過程中,部分細胞的細胞核型可能會發(fā)生改變,成為不死的細胞。答案:D6.用動植物成體的體細胞進行離體培養(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行D.都可體現(xiàn)細胞的全能性解析:動植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進行;動物成體的體細胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基和CO2培養(yǎng)箱,不能體現(xiàn)細胞的全能性;植物成體的體細胞離體培養(yǎng)一般用固體培養(yǎng)基,不需要用CO2培養(yǎng)箱,可體現(xiàn)細胞的全能性。答案:C7.培養(yǎng)肉是利用從動物體內(nèi)分離的肌肉母細胞或多能干細胞,經(jīng)過動物細胞培養(yǎng)技術培養(yǎng)出的類似于動物肌肉的肉絲,同時添加了人體所需的元素,如鐵、鈣等,使之營養(yǎng)更加豐富。下列相關敘述錯誤的是 ()A.用胃蛋白酶處理肌肉組織,可以獲得分裂能力強的肌肉母細胞B.動物細胞培養(yǎng)過程中可能發(fā)生突變,進而能夠在體外無限增殖C.培養(yǎng)液中的支架提供了更多的細胞附著面積,有利于細胞貼壁生長D.“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于工廠化生產(chǎn),產(chǎn)品是真肉解析: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的肌肉母細胞;動物細胞的傳代培養(yǎng)中,部分細胞遺傳物質改變,具有癌細胞特點,即能夠在體外無限增殖;動物細胞培養(yǎng)會出現(xiàn)貼壁生長,培養(yǎng)液中的支架可為細胞提供更多的附著面積;動物細胞培養(yǎng)有利于工廠化生產(chǎn),產(chǎn)品是真肉。答案:A8.干細胞是生物體生命進程中出現(xiàn)的一類未分化細胞,它可以分裂、分化形成各種組織或細胞。下列有關敘述錯誤的是()A.在適宜條件下,胚胎干細胞可以分化為多種組織B.用干細胞培育出人體心臟,其細胞核內(nèi)的遺傳物質發(fā)生改變C.干細胞中含有本物種發(fā)育的全套遺傳物質D.運用胚胎干細胞可以培育動物器官或組織,開創(chuàng)人類疾病治療的新方法解析:在適當?shù)臈l件下,胚胎干細胞可以分化為多種組織;干細胞分化形成心臟的過程是基因的選擇性表達,遺傳物質未改變;干細胞來自受精卵的有絲分裂,含有本物種發(fā)育的全套遺傳物質;運用胚胎干細胞可以培育動物器官或組織,從而開創(chuàng)人類疾病治療的新方法。答案:B9.通過特定方法,科學家將小鼠和人已分化的體細胞成功地轉變成了類胚胎干細胞。下列有關分化的體細胞和類胚胎干細胞的描述,正確的是 ()A.類胚胎干細胞能夠分化成多種細胞B.分化的體細胞丟失了某些基因C.二者功能有差異,但形態(tài)沒有差異D.二者基因組相同,且表達的基因相同解析:干細胞指的是體內(nèi)保持分裂和分化能力的細胞,類胚胎干細胞也具有分裂和分化能力;細胞分化過程中遺傳物質不變;已分化的體細胞和類胚胎干細胞二者功能有差異,形態(tài)也會有差異;由于細胞分化過程中基因的表達具有選擇性,所以表達的基因不相同。答案:A10.(2022·內(nèi)江)干細胞移植現(xiàn)在已成為治療糖尿病的一種臨床技術。自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細胞,以替代損傷的胰島B細胞,達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是 ()A.骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成不同,基因表達產(chǎn)物不同B.骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同,基因表達產(chǎn)物不同C.胰腺組織微環(huán)境造成骨髓干細胞基因丟失,分化成為胰島樣細胞D.胰腺組織微環(huán)境對骨髓干細胞分化無影響,分化是由基因決定的解析:由題意可知,骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同,基因表達產(chǎn)物不同;骨髓干細胞增殖分化成為胰島樣細胞的過程中,遺傳物質并沒有發(fā)生改變,基因不會丟失;題干中說“自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細胞”,因此胰腺組織微環(huán)境對骨髓干細胞分化是有影響的,在此微環(huán)境中基因發(fā)生了選擇性表達。答案:B11.下圖為動物細胞培養(yǎng)程序圖,請據(jù)圖回答下列問題。(1)過程中用胰蛋白酶處理后產(chǎn)生單個細胞,這樣做的目的是。

(2)過程④進行的細胞培養(yǎng)是,細胞適于生長增殖。

(3)過程⑥進行的細胞培養(yǎng)是,一般傳至10代后就不易傳下去了,傳至10~50代時,增殖會逐漸緩慢,以至于完全停止,部分細胞的細胞核型會發(fā)生改變。繼續(xù)培養(yǎng)時,小部分細胞發(fā)生了突變,朝著等同于的方向發(fā)展。

(4)④和⑥過程都要放在中培養(yǎng)。

解析:(1)用胰蛋白酶處理可產(chǎn)生單個細胞的過程是②和⑤,其目的是解除由于接觸對細胞生長和增殖的抑制。(2)懸液中分散的細胞往往很快就貼附在瓶壁上,這種現(xiàn)象稱為細胞貼壁。當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞通常會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。人們通常將動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。(3)貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理,然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng),讓細胞繼續(xù)增殖,這樣的過程稱為傳代培養(yǎng);一般傳至10代后就不易傳下去了,傳至10~50代時,增殖會逐漸緩慢,以至于完全停止,部分細胞的細胞核型會發(fā)生改變;繼續(xù)培養(yǎng)時,少部分細胞發(fā)生了突變,朝著等同于癌細胞的方向發(fā)展。(4)動物細胞培養(yǎng)的④和⑥過程都要放在恒溫的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。答案:(1)②和⑤解除由于接觸對細胞生長和增殖的抑制(2)原代培養(yǎng)貼壁(3)傳代培養(yǎng)癌細胞(4)CO2培養(yǎng)箱[拓展應用]12.某研究小組為測定某種藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性,準備對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行細胞培養(yǎng)。下列說法正確的是 ()A.在利用兩種肝組織塊制備肝細胞懸液時,也可用胃蛋白酶處理B.細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的作用是刺激細胞呼吸C.甲、乙細胞在持續(xù)培養(yǎng)的過程中,乙會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象D.培養(yǎng)肝細胞的培養(yǎng)液也能用來培養(yǎng)乙型肝炎病毒解析:動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,而在這樣的環(huán)境中胃蛋白酶會變性失活,因此在利用兩種肝組織塊制備肝細胞懸液時,可用胰蛋白酶處理;細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH;乙細胞在體外培養(yǎng)時會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象,而甲細胞沒有此特性;病毒必須寄生在活細胞中,不能只用培養(yǎng)液培養(yǎng)。答案:C13.下圖所示為利用胚胎干細胞(ES細胞)治療糖尿病的技術流程,下列有關敘述錯誤的是 ()ES細胞擴增分化胰島樣細胞糖尿病小鼠A.ES細胞可以用于治療人類的某些頑癥B.ES細胞在體外培養(yǎng)時需加入分化誘導因子C.利用ES細胞可防止移植后的免疫排斥問題D.糖尿病小鼠的治療過程體現(xiàn)了ES細胞的全能性解析:通過誘導,ES細胞可以增殖分化為特定的組織細胞,可以用于治療人類的某些頑癥;ES細胞在體外培養(yǎng)時需加入分化誘導因子;由于利用的ES細胞來自自身,由此培育出的細胞與患者不會發(fā)生免疫排斥反應,所以可防止移植后的免疫排斥問題;糖尿病小鼠的治療過程沒有體現(xiàn)ES細胞的全能性,因為ES細胞沒有分化為其他細胞,也沒有發(fā)育成完整的生物個體。答案:D14.下圖為動物細胞培養(yǎng)過程中細胞增殖情況的變化曲線圖,圖中B、E兩點表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。下列有關敘述正確的是 ()A.動物細胞培養(yǎng)選用的培養(yǎng)材料大多為動物的受精卵B.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是B點C.細胞培養(yǎng)過程中,環(huán)境中的5%CO2可以刺激細胞呼吸D.培養(yǎng)過程中細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞解析:動物細胞培養(yǎng)選用的材料大多取自胚胎或幼齡動物的組織、器官;AB段細胞增殖幾乎停滯,可能是發(fā)生了接觸抑制,B點之后細胞開始增殖,則原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是B點;細胞培養(yǎng)過程中,環(huán)境中的5%CO2可以維持培養(yǎng)液的pH;培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)細胞接觸抑制現(xiàn)象,因此不會形成多層細胞。答案:B15.為了初步檢測藥物X和Y的抗癌活性,在細胞培養(yǎng)板的每個孔中加入相同數(shù)量的肝癌細胞,使其貼壁生長。實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物X或Y,培養(yǎng)過程及結果如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是 ()A.對照組中應加入與實驗組等體積的二甲基亞砜溶劑B.可用胰蛋白酶處理使肝癌細胞脫落下來并進行計數(shù)C.細胞培養(yǎng)需要在無菌、無毒且溫度適宜的環(huán)境中進行D.根據(jù)實驗結果,可以初步判斷這兩種藥物都具有抗癌作用,且藥物Y的抗癌效果較好解析:根據(jù)單一變量原則可知,對照組中加入的溶劑是和實驗組等體積的二甲基亞砜,以排除溶劑對實驗結果的干擾;胰蛋白酶處理可以使肝癌細胞間的蛋白質被分解,破壞細胞間的連接,從而獲得游離的肝癌細胞并計數(shù);為了防止污染,細胞培養(yǎng)需要在無菌、無毒且溫度適宜的環(huán)境中進行;根據(jù)實驗結果可知,最終細胞的數(shù)量:對照組(7.8×106)>藥物Y實驗組(5.3×105)>藥物X實驗組(6.7×104),說明加入藥物X的實驗組存活的癌細胞數(shù)是最少的,即可以初步判斷藥物X的抗癌效果較好。答案:D16.接種新型冠狀病毒疫苗是建立群體免疫屏障、防止疫情暴發(fā)的主要手段。新型冠狀病毒滅活疫苗是使用非洲綠猴腎(Vero)細胞進行病毒培養(yǎng)擴增,經(jīng)β丙內(nèi)酯滅活病毒,保留抗原成分以誘導機體產(chǎn)生免疫應答,并加用氫氧化鋁佐劑以提高免疫原性。請回答下列問題。(1)非洲綠猴腎(Vero)細胞培養(yǎng)是疫苗研發(fā)的主要環(huán)節(jié)。培養(yǎng)中,除了適宜的營養(yǎng)物質、溫度等條件外,還需要控制的氣體條件是與5%二氧化碳的混合氣體,二氧化碳的主要作用是

。在使用合成培養(yǎng)基時通常需加入血清,血清的作用是

。

(2)把新型冠狀病毒毒株接種于Vero細胞培養(yǎng)液后在適宜條件下培養(yǎng),出現(xiàn)細胞病變時,收獲(填“細胞培養(yǎng)液”或“Vero細胞”),純化后加入適宜濃度的β丙內(nèi)酯滅活,并加用氫氧化鋁佐劑以提高免疫原性。

(3)為檢測某種滅活疫苗的安全性,某研究所選擇了15只生理狀況相同的大鼠,隨機分為5組。A組每只注射0.5μg疫苗;B組每只注射5μg疫苗;C組每只注射50μg疫苗;D組每只注射5mg疫苗;E組進行X操作。第1次免疫后,第7天加強免疫,第21天攻毒,第35天解剖檢驗。A、B、C、D組均出現(xiàn)抗新型冠狀病毒抗體,且均未出現(xiàn)免疫病理反應。①該實驗的自變量是,因變量是

,對E組的X操作是。

②該實驗結果證明

。

解析:(1)在動物細胞培養(yǎng)中,除了適宜的營養(yǎng)物質、溫度等條件外,還需要95%的空氣與5%的二氧化碳的氣體條件,該氣體條件不僅能滿足細胞正常代謝過程中對氧氣的需求,還能調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH。由于動物細胞生活的內(nèi)環(huán)境還有一些成分尚未研究清楚,所以需要加入動物血清以提供一個類似生物體內(nèi)的環(huán)境,動物血清的作用是為培養(yǎng)細胞提供必要的營養(yǎng)物質和各種細胞生長增殖必需的微量物質。(2)把新型冠狀病毒毒株接種于Vero細胞培養(yǎng)液后,在適宜條件下培養(yǎng),出現(xiàn)細胞病變時,收獲細胞培養(yǎng)液純化后加入適宜濃度的β丙內(nèi)酯滅活,并加用氫氧化鋁佐劑以提高免疫原性。(3)分析實驗目的、分組、操作及結果可知:該實驗的自變量是疫