第一节　细胞培养是动物细胞工程的基础

第三章动物细胞工程第一节细胞培养是动物细胞工程的基础必备知识基础练1.用于动物细胞培养的组织和细胞,大多来自胚胎和出生不久的幼龄动物,其主要原因是这样的组织细胞()A.容易产生各种变异B.具有更强的分裂能力C.取材十分方便D.具有更强的全能性答案B解析动物细胞培养利用细胞增殖的原理,高度分化的动物细胞不能分裂,所以动物细胞培养必须选不断分裂的细胞进行培养,而胚胎或幼龄动物的器官或组织分裂能力旺盛,因此动物细胞培养时,所用组织和细胞大都来自胚胎或出生不久的幼龄动物。2.贴壁生长的动物体细胞,有关其培养过程中细胞的活动或特性,下列表述错误的是()A.细胞通常贴壁生长B.细胞进行有丝分裂C.细胞之间有接触抑制的特性D.能够悬浮在培养液中增殖答案D解析动物细胞培养过程中,悬液中分散的细胞通常很快贴壁生长,A项正确。动物细胞培养是细胞增多的过程,细胞增殖的方式为有丝分裂,B项正确。动物细胞在培养过程中,当贴壁细胞由于移动而相互靠近发生接触时,细胞不再移动,最终细胞分裂停止,这种现象称为接触抑制,C项正确。动物细胞培养的对象分为两类,一类是悬浮培养的细胞,能悬浮在培养液中增殖;另一类是贴壁细胞,通常贴附在培养瓶壁上进行增殖,而题述为贴壁细胞,不能悬浮在培养液中增殖,D项错误。3.下列关于动物细胞所需的培养条件的叙述,错误的是()A.无毒、无菌的环境B.温度与动物体温相近C.合成培养基中通常需加入动物血清D.不需要O2,需要CO2调节培养液的pH答案D解析动物细胞培养需要无毒、无菌的环境,以防止培养的细胞被微生物感染,A项正确;动物细胞培养需要适宜的温度,温度要与动物体温相近,B项正确;用于动物细胞培养的合成培养基中通常需要加入血清等天然物质,C项正确;动物细胞培养需要一定的气体环境,95%的空气(为细胞呼吸提供O2)和5%的CO2(维持培养液的pH),D项错误。4.下列有关动物细胞培养的表述,正确的是()A.动物细胞培养中,含20%的CO2浓度的恒温培养箱的作用是调控pH和温度B.在进行传代培养时都可直接用离心法收集细胞C.原代培养的细胞因具有最接近于体内细胞的生长特性,常用于药物测试研究D.动物细胞培养过程中,细胞要经过脱分化形成愈伤组织答案C解析动物细胞培养中,含5%的CO2浓度的恒温培养箱的作用是调节培养液pH的相对稳定和提供动物细胞生长的适宜温度,A项错误;在进行传代培养时,贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,B项错误;动物细胞培养的原理是细胞增殖,因此不需要进行脱分化,D项错误。5.下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是()A.通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养B.培养环境中需要O2,不需要CO2C.发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶处理细胞D.动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑答案B6.下列有关植物组织培养和动物细胞培养的叙述,正确的是()A.两者培养都能得到完整个体B.两者培养基中必须都添加激素C.两者培养过程中都需要适宜的温度、pH和一定的营养条件D.两者培养过程中都需用酶处理答案C解析植物组织培养能得到完整个体,动物细胞培养得到的是细胞或细胞产物,A项错误;培养动物细胞的培养基中不需要加入激素,B项错误;植物组织培养过程中不需要用酶处理,动物细胞培养过程中需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理,D项错误。7.动物细胞培养要处于无菌、无毒的环境中,下列操作与其无关的是()A.对培养液和培养用具进行无菌处理B.在培养液中添加一定量的抗生素C.定期更换培养液,防止代谢产物积累D.向培养液中添加生长因子等成分答案D解析对培养液和培养用具进行无菌处理,可以为动物细胞培养提供无菌环境,A项不符合题意;在培养液中添加一定量的抗生素可以抑制细菌和真菌的生长,从而预防污染,B项不符合题意;定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害,C项不符合题意;向培养液中添加生长因子等成分是为了满足动物细胞培养的营养需要,D项符合题意。8.下列关于动物细胞培养技术应用的叙述,错误的是()A.可用于检测某种物质的毒性B.可通过培养各种病变细胞,用于药理等方面的研究C.可通过动物细胞的大规模培养来生产病毒疫苗、干扰素等D.经过脱分化、再分化,可构建人造皮肤答案D解析动物细胞培养中没有脱分化与再分化过程。9.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。

(2)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是。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。

(3)已知癌细胞X基因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,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的或合成水平的差异,确定Y的药效。

答案(1)多(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质(3)药物YmRNA蛋白质解析(1)甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。肝肿瘤细胞比正常肝细胞的分裂能力强,细胞周期短,且体外培养时无接触抑制现象。因此在相同条件下,培养相同的时间,甲细胞的数量多于乙细胞。(3)设计一组加入抗肿瘤药物的实验组,一组不加抗肿瘤药物的对照组,通过检测药物影响X基因的表达过程,即转录形成mRNA的量、翻译形成蛋白质的量来检验药效。关键能力提升练10.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是()实验小鼠皮肤组织皮肤细胞悬液细胞群体1细胞群体2A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒B.乙过程需要用胰蛋白酶等处理皮肤组织,使细胞分散开C.丙过程表示原代培养,该过程中会出现接触抑制现象D.丁过程表示传代培养,此过程中的细胞分瓶后能无限增殖答案D解析离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,甲过程表示从实验小鼠身上取下皮肤组织,该过程需要对小鼠进行消毒,A项正确;皮肤细胞培养前需用胰蛋白酶等处理皮肤组织,使细胞分散开,并制成细胞悬液,B项正确;丙过程表示原代培养,该过程中会出现接触抑制现象,C项正确;丁过程表示传代培养,但分瓶后,细胞并非都能无限增殖,D项错误。11.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。这种技术为那些亟须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其含有。

(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(或胶原蛋白酶)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,不会引起免疫排斥反应。12.为了研究不同“层次”血清对细胞增殖的影响,科研人员做了以下实验:将分离出的牛血清装入专用血清瓶后放入冰箱中直立静置一段时间。取三根刻度吸管,将血清从上到下轻轻吸成均等的三份,分别装入消毒后的瓶中,标记为上、中、下,再分别从三个瓶中吸取等量的血清置于另一小瓶中,混合均匀备用。分别取等量的不同“层次”的血清和混合血清加入新配制的动物细胞培养液中,再接种小鼠上皮细胞(接种细胞密度为5×104个/mL),在适宜条件下培养72h后,进行计数,结果如下表。请回答下列问题。组别上中下混72h细胞数/(个·mL-1)9.75×1041.04×1057.5×1041.85×105(1)细胞培养过程中,CO2的主要作用是,每天更换培养基的目的是。

(2)如果用血细胞计数板计数细胞时进行如下图所示的操作,统计出来的数据比实际值偏。正确的操作方法应该是。

(3)从表中结果可以看出,不同“层次”的血清对细胞增殖的影响不同。造成这种结果的主要原因是不同“层次”血清中的。

(4)根据实验结果,在动物细胞培养过程中,正确使用血清的方法是。

答案(1)维持培养液的pH补充营养物质,去除代谢废物,有利于细胞增殖(2)高先盖上盖玻片,后滴细胞悬液(3)成分不同(4)将血清充分混匀后再加入培养液中解析(1)动物细胞培养需要一定的气体环境,即95%的空气和5%的CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH;每天更换培养基可以补充营养物质,并能去除代谢废物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。(2)用血