2019-2020学年高中生物 专题2 细胞工程 2.1 动物细胞培养和核移植技术同步检测（含解斩）新人教版选修3

22.1动物细胞培养和核移植技术理一理判一判1.动物细胞培养过程中，细胞可能发生癌变而具有无限增殖的特点。()2在培养过程中通常要通入5%的co2以刺激细胞呼吸。()3培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()4二倍体细胞的传代培养代数通常是无限的。()5经细胞核移植培育出的新个体只有一个亲本的遗传性状。()6用于核移植的供体细胞一般都选用传代1050代以内的细胞。()7体细胞核移植过程中采用m中期卵母细胞作为受体细胞。()8选择去核的卵母细胞作为核受体进行核移植可提高克隆动物的成功率。()悟一悟1.选取幼龄动物的组织、器官作为材料的原因动物细胞培养的原理是细胞增殖。动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。2将动物细胞分散成单个细胞培养的原因分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。3原代培养和传代培养的区别原代培养：是细胞悬液第一次在瓶中培养，即在没有分瓶培养之前的细胞培养。传代培养：是在细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养。4细胞株和细胞系的区别细胞株：传代培养的细胞能传到1050代，这样的传代细胞称为细胞株。细胞系：传代培养的细胞在传到50代后，有部分细胞的遗传物质发生了改变，获得不死性，这种具有癌变特点的细胞称为细胞系。5动物体细胞核移植的原理是细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因为动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。6供体和受体的选择(1)供体：一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(2)受体：选择m期的卵母细胞，其原因是：卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。卵母细胞体积大，便于操作。卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。感悟体会：练一练1.浙江卷下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()a连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型b某些癌细胞在合适的条件下能逆转为正常细胞c由多个祖细胞培养成的细胞群为一个克隆d未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状解析：连续细胞系的细胞一般都经历了多次培养，其二倍体核型发生了改变，a错误。细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变引起的基因突变具有不定向的特点，如果癌细胞在合适的条件下发生基因突变，有可能使突变后的原癌基因或抑癌基因变成正常的基因，使细胞失去癌细胞的特点，b正确。一个克隆是指1个细胞经培养形成的细胞群，多个祖细胞培养成的细胞群不是一个克隆，c错误。未经克隆化培养的细胞系是由多个能无限增殖细胞增殖得到的，无限增殖的细胞遗传物质发生了改变，这种改变可能是不相同的，不一定具有相同的性状，d错误。答案：b22016全国卷下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：(1)图中a表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。代表的过程是_。(2)经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。解析：(1)由题意可知，该动物体的性染色体组成为xx或xy，过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用显微操作去核法，代表的过程是胚胎移植。(2)动物细胞培养时，多次传代后，供体细胞遗传物质稳定性会降低，故选材时必须注意传代次数。(3)克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度来说，是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)克隆动物证明了已经分化的动物体细胞细胞核具有全能性。答案：(1)xx或xy显微操作(去核法)胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性考点一 动物细胞培养1.2019河北高二期末动物细胞培养中将组织细胞分散成单个细胞常用的酶是()a胰蛋白酶b胃蛋白酶c纤维素酶 d果胶酶解析：动物细胞培养中常用胰蛋白酶破坏细胞与细胞之间的胶原纤维，将组织细胞分散成单个细胞。答案：a22019陕西省黄陵县中学高二期中贴壁细胞的分裂方式属于()a无丝分裂 b有丝分裂c减数分裂 d增殖解析：动物细胞培养过程中，细胞具有贴壁生长的特点，此时细胞的分裂方式为有丝分裂。答案：b32019河北高二期末动物细胞培养所处的气体环境一般是()a95%的o25%的co2 b95%的空气5%的co2c5%的o295%的co2 d95%的空气5%的o2解析：动物细胞培养所处的气体环境一般是95%的空气5%的co2,95%空气中的氧气可以满足细胞有氧呼吸的需要，5%的co2可以维持培养液一定的ph。答案：b42019辽源市田家炳高级中学高二期末用动植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是()a都需要用含95%空气加5%co2的混合气体的培养箱b都需要用液体培养基c都要在无菌条件下进行d都可体现细胞的全能性解析：动物细胞培养需要用95%空气加5%co2的混合气体培养箱，但植物组织培养不需要用该条件co2的混合气体培养箱，a错误；动物细胞培养需用液体培养基，而植物组织培养可用固体培养基，b错误；动、植物细胞培养都要在严格的无菌条件下进行，c正确；植物细胞培养能体现细胞的全能性，而动物细胞培养的原理是细胞增殖，不能体现全能性，d错误。答案：c52019北京高二期末下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()a因动物细胞具有接触抑制特性，可在培养瓶壁上出现多层细胞b原代培养过程中大多数细胞的基因型会发生改变c二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的d培养液中加入抗生素以防培养过程的污染解析：除癌细胞外，细胞一般都为贴壁生长，且当贴壁细胞分裂到表面相互接触时，因为细胞的接触抑制就会停止分裂增殖，从而无法形成多层细胞，a错误；克隆培养法即细胞培养过程中，细胞进行的是有丝分裂，所以培养出来的多数细胞基因型相同，只有少数细胞可能在培养过程中遗传物质改变，b错误；一般来说二倍体细胞传代培养过程中一般传至10代后就不易传下去了，到1050代左右，增殖会逐渐减缓，甚至停止，继续培养时，细胞的细胞核型可能会发生变化，在保持二倍体核型的条件下，传代培养的次数不可能达到无限次，c错误；在进行动物细胞培养液时，为了防止培养过程被细菌污染，可以在培养液中添加抗生素，d正确。答案：d62019黑龙江哈尔滨市第六中学校高二月考用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织或细胞()a容易产生各种变异 b具有更高的全能性c取材十分方便 d分裂增殖的能力强解析：动物细胞培养时，常选择幼龄的组织器官，因为这些细胞分化程度低，分裂能力强。综上所述，a、b、c不符合题意，d符合题意。答案：d考点二 动物体细胞核移植技术和克隆动物7.2019福建高二期中对哺乳动物进行克隆，细胞核供体细胞不能是()a乳腺细胞 b卵细胞c胃腺细胞 d胚胎细胞解析：分析题意知，乳腺细胞、胃腺细胞、胚胎细胞均含有该种生物的全部染色体，而卵细胞只含有该物种一半的染色体。答案：b82019天津高三期中从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙的去核卵细胞中，融合后的细胞经卵裂可形成早期胚胎，再植入另一只母羊丙的子宫内发育，生出的小羊大多数性状()a像甲 b像乙c像丙 d难以预测解析：生物的性状遗传可以分为由细胞核内dna控制的细胞核遗传(主要)和由细胞质基因控制的细胞质遗传。经该过程出生的小羊的遗传物质大部分来自提供核的亲本，少部分来自提供细胞质的亲本，故小羊大多数性状像甲(细胞核遗传)，少数性状像乙(细胞质遗传)，一般不会出现像丙的性状。答案：a92019广东佛山一中高二期中用于核移植的供体细胞一般都选用()a受精卵b传代10代以内的细胞c传代1050代以内的细胞d处于减数分裂第二次分裂中期的卵母细胞解析：核移植的供体细胞是体细胞，a错误；正常细胞在传代10代以内时能保持细胞正常的二倍体核型，适宜用于核移植的供体细胞，b正确；细胞传至1050代左右时，增殖会逐渐缓慢，甚至于完全停止，且此时部分的细胞核型可能会发生变化，所以不适宜用于核移植的供体细胞，c错误；处于减数分裂第二次分裂中期的次级卵母细胞是核移植的受体细胞，d错误。答案：b102019陕西长安一中高二期中动物细胞培养是动物细胞工程的基础，其培养过程的顺序是()胰蛋白酶处理动物组织，形成分散的悬浮细胞传代培养定期用胰蛋白酶处理培养细胞，配制成细胞悬浮液原代培养a bc d解析：动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础，其培养过程为：取动物组织块剪碎组织用胰蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养液中(原代培养)放入二氧化碳培养箱培养贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液转入培养液(传代培养)放入二氧化碳培养箱培养，由以上分析可知，动物细胞培养的顺序为。答案：d基础达标一、选择题(每小题5分，共60分)12019河北高二期末下列操作不属于动物细胞培养过程的是()a胰蛋白酶处理 b通入一定量的co2c脱分化处理 d加入血清或血浆解析：动物细胞培养过程中，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，将之分散成单个细胞，a正确；动物细胞培养需要一定的气体环境，如通入一定量的co2以维持培养液的ph，b正确；植物组织培养技术需要经过脱分化处理，而动物细胞培养不需要，c错误；动物细胞培养过程中需要加入血清或血浆等成分，d正确。答案：c22019辽源市田家炳高级中学高二期末下列有关动物细胞培养的叙述，正确的是()a动物细胞培养前要用胃蛋白酶使细胞分散b动物细胞培养的主要目的是获得大量的细胞分泌蛋白c细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中d动物细胞培养需要无菌、无毒的环境解析：由于动物细胞之间通过胶原蛋白相连，所以动物细胞培养前可通过胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使细胞分散，a错误；动物细胞培养目的多种，如获得大量健康细胞和检测有毒物质，并不只是获得大量的细胞分泌蛋白，b错误；细胞遗传物质的改变发生于传代培养过程中，c错误；动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，营养物质充足，气体环境、温度，ph适宜等条件，d正确。答案：d32019福建省泉州市泉港区第一中学高二期末我国科学家以雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体，成功克隆出两只猕猴，成为全球首例细胞克隆灵长类动物。下列有关叙述，错误的是()a培育出的两只猕猴均为雌性b若取猕猴的体细胞核进行克隆则难度明显较高c这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性d克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供可能解析：培育出的两只猕猴以雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体，故均为雌性，a正确；体细胞分化程度高，恢复其全能性相对较难，故取猕猴的体细胞核进行克隆则难度明显较高，b正确；核移植只能证明高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，c错误；克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供可能，即通过核移植获得模型动物，d正确。答案：c42019阿城区第二中学高二期中动物细胞培养过程的顺序是()原代培养传代培养胰蛋白酶处理组织，形成分散的悬浮液a bc d解析：动物细胞培养时，首先从动物机体取出相关的组织，用胰蛋白酶处理制成细胞悬液；再将细胞悬液接入培养瓶中，进行原代培养；贴满瓶壁的细胞再用胰蛋白酶处理，再分瓶进行传代培养。综上所述，abc不符合题意，d符合题意。答案：d5下列有关核移植的叙述中，错误的是()a卵母细胞最好选择减数第一次分裂中期的卵母细胞b胚胎核移植难度明显低于体细胞核移植c供体细胞应选择传代10代以内的细胞d用核移植得到的动物称为克隆动物解析：因为m中期的卵母细胞中含有促进供体核表达全能性的物质，即成熟促进因子(mpf)，而且活性很高，所以卵母细胞最好选择减数第二次分裂中期的卵母细胞，a错误；哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞的全能性高于体细胞，所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎核移植，b正确；10代以后的细胞遗传物质可能发生突变(或保证供体细胞正常的遗传基础)，因此一般选用传代10代以内的细胞应用于核移植的供体细胞，c正确；用核移植得到的动物称为克隆动物，d正确。答案：a62019黑龙江哈尔滨三中高二期中下列关于克隆的说法，不正确的是()a由一个受精卵发育为一个完整的个体叫做克隆b基因克隆是指某目的基因的复制过程c动物体细胞核移植技术需通过细胞核移植形成重组细胞d动物克隆的技术基础是动物细胞的培养解析：由一个受精卵发育为一个完整的个体的过程叫做胚胎发育，不叫克隆，a错误；基因克隆是指某目的基因的复制，b正确；动物体细胞克隆要通过细胞核移植形成重组细胞，进而形成克隆动物，故c正确；动物细胞培养是动物细胞工程的基础，d正确。答案：a72019陕西渭南市尚德中学高二期中下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是()a培养至细胞发生接触抑制时，瓶壁上的细胞呈单层分布b在细胞培养过程中，有部分细胞的基因型会发生改变c骨髓瘤细胞的传代培养次数通常不是无限的d传代培养时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理解析：由于接触抑制，动物细胞培养时只能形成单层细胞，a正确；在细胞培养的传代培养过程中，有部分细胞的遗传物质发生了改变，因此基因型会发生改变，b正确；骨髓瘤细胞是癌细胞，具有无限增殖的特点，c错误；传代培养时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，d正确。答案：c82019湖北高二期中一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件()无毒的环境无菌的环境固体培养基温度与动物体温相近需要o2，不需要co2co2能调节培养液pha bc d解析：动物细胞培养需要无毒环境，正确；动物细胞培养需要无菌环境，正确；用于动物细胞培养的合成培养基是液体培养基，需加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质，错误；动物细胞培养需要适宜的温度和ph，其中温度要与动物体温相近，正确；动物细胞培养需要一定的气体环境，95%空气和5%的co2，错误；5%的co2能调节培养液的ph，正确；故正确的有，d正确。答案：d92019黑龙江哈尔滨市第六中学校高二期中一只羊的卵细胞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繁殖家畜中的优良个体c用于保存物种d改变动物的细胞核基因型解析：克隆可以有选择地繁殖某一性别的家畜，a不符题意；克隆技术可以促进优良畜群繁育，b不符题意；克隆动物可应用于濒危物种的保护，c不符题意；克隆动物的基因型与核供体相同，故不能改变动物的细胞核基因型，d正确。答案：d102019河南省实验中学高二期中通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，未涉及的操作是()a用显微操作技术去除细胞核和极体b将精子和卵细胞放在受精溶液中c用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成发育进程d选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体解析：核移植中用显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和极体，a正确；核移植中未经过精子和卵细胞的结合，b错误；核移植过程中用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成分裂和发育进程，c正确；选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体，d正确。答案：b112019福建厦门一中高二月考下列哪项不属于体细胞核移植技术的应用范畴()a保护濒危物种b大量产生紫杉醇c获得组织器官异体移植的供体d加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育解析：在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术可增加这些动物的存活数量，a正确；大量产生紫杉醇利用的技术是植物组织培养，b错误；在治疗人类疾病时，转基因动物细胞、组织和器官可作为异体移植的供体，c正确；利用体细胞核移植技术可加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育，d正确。答案：b122019河北高二月考下列有关核移植的说法，正确的是()a克隆动物与核供体动物性状完全相同b核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题c利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体d核移植过程中的受体细胞最好是受精卵解析：克隆动物的细胞核基因来自提供细胞核的生物，而细胞质基因来自提供细胞质的生物，因此其表现出的性状与供核动物不完全相同，a错误；克隆技术并没有完全成熟，大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题，b错误；动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体，c正确；因为m期的卵母细胞中含有促进供体核表达全能性的物质，即成熟促进因子(mpf)，而且活性很高，所以体细胞核移植过程中通常采用m期的卵母细胞作为受体细胞，d错误。答案：c二、非选择题(40分)13(14分)下图为动物细胞培养的基本过程示意图，回答下列问题：(1)容器a中放入的一般是幼龄动物的器官或组织，d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)在d瓶中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并可无限增殖，这样的细胞系被称为_，它们大多数具有_核型。(3)为保证无菌、无毒的环境，b、c、d瓶中的培养基中需要添加一定量的_；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。下图表示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。解析：(1)动物细胞培养是利用细胞增殖以获取大量动物细胞的技术。幼龄动物的器官或组织中的细胞分裂能力强，适宜培养；胰蛋白酶处理可去除细胞粘连蛋白，使细胞分散开来；从机体中取出的细胞经分散处理后立即进行的培养称为原代培养。(2)能够连续培养下去的细胞系称为连续细胞系；连续细胞系被认为是发生了转化的细胞系，大多数具有异倍体核型。(3)加入一定量的抗生素可杀灭病菌，防止对动物细胞的生长增殖造成影响；co2的作用主要是维持动物细胞正常生长所需培养液的ph。(4)图中实验结果可知，是否添加血清对癌细胞的数量影响不大，但明显影响正常细胞的数量，故正常细胞培养过程一定要添加血清。答案：(1)分裂能力强胰蛋白酶原代培养(2)连续细胞系异倍体(3)抗生素维持培养液的ph(4)正常14(12分)2019福建高二期中某研究小组进行药物试验时，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。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)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_(多或少)。(2)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长停止。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更_。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用_处理。(3)为了防止基因培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的_。(4)已知癌基因x过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为a、b两组，a组细胞培养液中加入_，b组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从a、b两组收集等量细胞，通过分别检验x基因在a、b两组细胞中的_或蛋白质合成水平的差异，确定y的药效。解析：(1)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)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，因此在这两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长停止。甲细胞能无限增殖，因此其传代的次数比乙多。胰蛋白酶能消化组织细胞间的蛋白质，使组织细胞分散成单个细胞。(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抗生素。(4)该实验的目的是试验一种抗肿瘤药物y对甲细胞生长的影响，因此自变量为是否加入y，b组细胞培养液中加入等量无菌生理盐水，则a组细胞培养液中应加入等量y。已知基因x表达与肝肿瘤的发生密切相关，而基因x的表达包括转录和翻译两个步骤，