2024-2025学年高二生物人教版选择性必修3同步练习 第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养

第2节动物细胞工程第1课时动物细胞培养课标内容(1)阐明动物细胞培养的条件和过程。(2)简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。知识点1动物细胞培养的条件和过程1.动物细胞工程常用技术(1)常用技术：动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等。(2)基础：动物细胞培养。2.动物细胞培养(1)概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。(2)条件提醒：合成培养基中加血清的原因：血清中含有多种未知的促细胞生长因子及其他活性物质，可以补充合成培养基中缺乏的物质。(3)过程提醒正常细胞在培养瓶的瓶壁上形成的是单层细胞；癌细胞没有接触抑制现象，可以在培养瓶壁上形成多层细胞。知识点2干细胞培养及其应用1.种类及存在部位2.应用(1)可以用于治疗人类的某些顽症：如神经干细胞在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病(如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值。(2)诱导多能干细胞(iPS细胞)：诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。(1)多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8～7.0。(×)提示：多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.2～7.4。(2)动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。(√)(3)动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。(×)提示：动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。(4)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。(×)提示：应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。(5)培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。(×)提示：原代培养指动物组织经处理后的初次培养。(6)胚胎干细胞和成体干细胞都具有形成机体的所有组织和器官，甚至个体的潜能。(×)提示：成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。一、动物细胞培养的条件和过程【情境探疑】完善有关动物细胞培养示意图，并回答问题：(1)幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？提示：幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养，原因是这些细胞分裂能力强。(2)进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？为什么？提示：蛋白质。不可以。多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶(适宜pH为1.5左右)在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的处理。(3)动物细胞培养过程中有接触抑制现象，这一现象说明了细胞膜具有什么功能？细胞膜接受信息后，细胞停止分裂又说明了什么？提示：细胞培养过程中的接触抑制说明了细胞膜能进行细胞间的信息交流。细胞膜接受信息后，细胞停止分裂，说明了细胞膜接受的信息能够传递到细胞核。(4)为什么动物细胞培养中有贴壁生长的特性？提示：动物细胞膜上有糖蛋白，使细胞具有黏着性。(5)动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？提示：不需要。因为动物细胞培养是为了培养出大量的细胞，而不是把单个或少量细胞培养成器官或生物个体。1.动物细胞培养过程中“两次”使用胰蛋白酶的作用(1)第一次：用胰蛋白酶处理动物组织，目的是把组织分散为单个细胞后进行培养，即原代培养。(2)第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶处理使其从瓶壁上脱离下来，然后将其分散到多个培养瓶中继续进行培养，即传代培养。2.原代培养与传代培养(1)原代培养：细胞悬液第一次在培养瓶中培养，分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。(2)传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常被称为传代培养。10代以内的细胞可保持正常的二倍体核型。细胞传至10～50代左右时，会出现核型异常，细胞增殖会明显减缓，甚至完全停止。当继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性。3.动物细胞培养和植物组织培养的比较【典例应用】例1对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列说法错误的是()A.在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞呼吸C.选择幼龄动物的组织细胞更易于培养D.在合成培养基中，通常需加入血清等天然成分答案B解析在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以分解组织细胞间的蛋白质，得到单个细胞，A正确；细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，B错误；采用幼龄动物的组织或器官作为动物细胞培养的材料，原因是幼龄动物生命力旺盛，细胞分裂能力强，C正确；合成培养基的成分包括糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需加入血清等天然成分，D正确。例2(多选)如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述错误的是()A.甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理B.丙为原代培养，丁为传代培养，二者都需要在添加血清的合成培养基中进行C.丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，而丁过程不会出现此现象D.为避免培养过程中的杂菌污染，丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气答案ACD解析甲→乙和丙→丁过程需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，A错误；丙为原代培养，丁为传代培养，二者都需在添加血清的合成培养基中进行，B正确；丙过程和丁过程均会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，C错误；为避免培养过程中的杂菌污染，保证其气体需要，丙、丁过程中需松动培养瓶盖，将其置于含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中培养，D错误。二、干细胞培养及其应用【情境探疑】科研人员利用人类诱导多能干细胞(iPS细胞)同时培育出肝脏、胆管和胰脏3种迷你器官。该项研究成功研发了多器官系统再生技术，是解析人体内复杂器官形成发育的有效方法。(1)利用iPS细胞同时培育出构成肝脏、胆管和胰脏的多种细胞群，这是细胞进行分化的结果。(2)胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足的问题？其应用有什么限制因素？提示：通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。(3)为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？提示：iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。三种干细胞的比较【典例应用】例3干细胞具有能够分裂、分化成为人体任何一种组织的潜能，被医学界称为“万用细胞”。下列有关干细胞的叙述，错误的是()A.干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等B.成体干细胞具有组织特异性C.胚胎干细胞和成体干细胞均具有发育成完整个体的能力D.用正常人(异体)的造血干细胞治疗白血病，白血病患者体内会发生排斥反应答案C解析胚胎干细胞具有发育成完整个体的潜能，成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力，C错误。例4(2023·河北衡水高二期末)某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述正确的是()小鼠纤维母细胞eq\o(→,\s\up12(①),\s\do10(诱导基因))诱导多能干细胞eq\o(→,\s\up7(②))肝细胞、神经细胞、上皮细胞等A.过程②是诱导多能干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程B.与纤维母细胞相比，经过程①形成的诱导多能干细胞的全能性较高C.肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中基因组成相同，蛋白质完全不同D.上述细胞中具有细胞周期的是诱导多能干细胞和神经细胞答案B解析②表示细胞分化过程，该过程会使细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异，但不会改变细胞中的遗传物质，A错误；与纤维母细胞相比，经过程①形成的诱导多能干细胞的分化程度较低，其全能性较高，B正确；肝细胞、神经细胞、上皮细胞都是由诱导多能干细胞分裂、分化形成的，含有相同的基因，但不同细胞选择性表达的基因不同，因此细胞中所含蛋白质有所区别，但不是完全不同，C错误；神经细胞已经高度分化，不再分裂，不具有细胞周期，D错误。思维导图晨读必背1.一般来说，动物细胞培养需要满足以下几个条件：①营养条件(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，还需要加入动物血清等天然成分)；②无菌、无毒的环境；③适宜的温度、pH和渗透压；④适宜的气体环境等。2.动物细胞培养一般选用胚胎或幼龄动物的组织，细胞在培养过程中会出现细胞贴壁(生长)和接触抑制现象。3.干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。随堂检测1.(2023·山东烟台高二检测)下列哪项条件不是动物细胞培养所需要的()A.无菌、无毒的环境 B.充足的营养物质C.适宜的温度和pH D.95%的空气和5%的氧气答案D解析动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，A不符合题意；用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等营养物质，还需加入血清、血浆等天然物质，B不符合题意；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，C不符合题意；动物细胞培养需要一定的气体环境，即95%空气和5%的CO2，其中5%的CO2能维持培养液的pH，D符合题意。2.(2023·河南南阳高二检测)下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是()A.通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养B.在原代培养过程中，细胞在培养液中悬浮生长和增殖C.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B解析通常将动物组织细胞经处理后的初次培养称为原代培养，A正确；在原代培养过程中，细胞会出现两种类型，一类能够悬浮在培养液中生长和增殖，另一类则需要贴壁生长，B错误；发生接触抑制时，需要再次使用胰蛋白酶处理细胞，制成细胞悬液，C正确；动物细胞培养时，要求培养瓶或培养皿的内表面要光滑、无毒，易于贴附，D正确。3.2020年6月，学术期刊《自然》发表论文称，利用人类多能干细胞培养的皮肤“类器官”在培养4～5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，是迄今最逼真的人皮肤“类器官”。下列相关叙述，正确的是()A.多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质通常会发生改变B.多能干细胞培养形成多层皮肤组织，说明了动物的体细胞具有全能性C.给烧伤病人移植自身多能干细胞培养成的皮肤“类器官”可减弱免疫排斥反应D.该项研究结果表明，多能干细胞可以分化成为人体内所需的各种组织和器官答案C解析多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质并未发生改变，只是基因进行了选择性表达，A错误；全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能，多能干细胞培养形成多层皮肤组织，未发育成其他各类细胞或完整个体，不能体现全能性，B错误；由于多能干细胞培养成的皮肤“类器官”由自身细胞发育而来，理论上不会出现免疫排斥反应，C正确；研究结果表明，多能干细胞能形成多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，但不能说明其能分化成各种组织和器官，D错误。4.(2023·福建莆田高二期末)红豆杉，又名紫杉，人们可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下图是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，下列相关叙述错误的是()A.酶X可以是胰蛋白酶或胶原蛋白酶B.物质Y是生理盐水，实验结果可与加入紫杉醇的甲组形成对照C.培养时需要定期更换培养液，目的是营造无菌、无毒的培养条件D.若甲组肿瘤细胞的数目少于乙组，则可以说明紫杉醇有抗肿瘤作用答案C解析动物细胞培养时，通常需要先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等将组织细胞分散开，从而得到单个细胞，故酶X可以是胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A正确；实验设计时，需要遵循对照原则和单一变量原则，该实验的目的是探究紫杉醇对肿瘤细胞的作用，所以单一变量是紫杉醇，加入紫杉醇的甲组为实验组，则乙组应加入等量的生理盐水，作为对照组，其实验结果可与加入紫杉醇的甲组形成对照，B正确；培养时需要定期更换培养液，定期更换培养液可清除细胞代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，而营造无菌的培养条件需对培养液和所有培养用具进行灭菌处理，并在无菌环境下进行操作，C错误；若紫杉醇有抗肿瘤作用，则实验结果应是甲组肿瘤细胞的数目少于乙组，D正确。5.(多选)利用逆转录病毒将4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述中，正确的是()A.由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化B.利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，与传统器官移植相比成功率更高C.目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题，例如，有研究发现iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有衰老细胞的特征D.结合以上信息分析，iPS细胞可能容易分散答案ABD解析由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化，图中①②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，A正确；iPS细胞来源于供体细胞，用其得到的新生器官替换供体病变器官，从理论上可以避免免疫排斥反应，大大提高器官移植成功率，B正确；iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞，说明其具有与胚胎干细胞相似的分化潜力，细胞分化程度低，不易衰老，C错误；根据图示分析，iPS细胞可能容易分散，分化成不同的组织、器官，D正确。eq\a\vs4\al(课时精练)(时间：30分钟)【基础对点】知识点1动物细胞培养的条件和过程1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件有()①无毒的环境②无菌的环境③培养液中需加血清④温度与动物体温相近⑤需要O2⑥加CO2维持培养液的pHA.①②③④⑤⑥ B.①②③④C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥答案A解析动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒；在细胞培养液中需添加血清等一些天然成分；培养温度一般与动物体温相近；动物细胞培养还需要O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。2.(2023·湖北十堰高二期末)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eq\o(→,\s\up7(甲))皮肤组织eq\o(→,\s\up7(乙))皮肤细胞eq\o(→,\s\up7(丙))细胞培养1eq\o(→,\s\up7(丁))细胞培养2A.小鼠皮肤细胞的培养应在无菌条件下进行B.乙过程需要将获得的皮肤细胞制成细胞悬液C.丙过程的原代培养出现接触抑制现象D.丁过程是传代培养，细胞增殖时一般不会贴附在瓶壁上答案D解析离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，故小鼠皮肤细胞的培养应在无菌条件下进行，A正确；乙过程需用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理皮肤组织使组织细胞分散开来，制成细胞悬液，B正确；丙过程中原代培养，会出现接触抑制现象，C正确；丁过程是传代培养，传代培养时细胞会贴附在瓶壁上，D错误。3.(2023·湖北鄂州高二期末)动物体内的细胞之所以能够进行正常的生命活动，是因为机体给这些细胞提供了适宜的条件，包括充足的营养、稳定的内环境。下列有关动物细胞培养所需条件的叙述，错误的是()A.培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等B.培养液需要定期更换，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害C.培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，以维持细胞生存D.动物细胞培养的环境中需要O2，不需要CO2答案D解析培养液中的营养物质通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，A正确；培养液需要定期更换，以清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B正确；培养液需要适宜的温度、pH和渗透压，以维持细胞生存，C正确；动物细胞培养的环境中需要95%的空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)，D错误。4.(2023·西安高二期中)某研究小组为测定某药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列有关说法正确的是()A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理B.细胞培养应在CO2培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞的呼吸C.取单个肝肿瘤细胞进行培养，获得细胞群的方法不属于克隆培养法D.乙细胞在原代培养过程中，最终均会出现停止增殖的现象答案D解析在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理，不能使用胃蛋白酶处理，因为多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶(适宜pH为1.5左右)在此环境中没有活性，A错误；细胞培养应在CO2培养箱中进行，CO2的主要作用是维持培养液的pH，B错误；取单个肝肿瘤细胞进行培养，获得细胞群的方法属于克隆培养法，C错误；乙细胞在原代培养过程中，细胞贴壁生长，细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，D正确。5.(2022·江苏句容高级中学检测)如图为肾脏上皮细胞培养过程示意图，下列叙述错误的是()A.甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B.丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养C.丙和丁过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象D.丁过程是传代培养的细胞，细胞都能进行无限增殖答案D解析甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞，A正确；丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养，B正确；丙原代培养过程和丁传代培养过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象，C正确；丁过程是传代培养过程，该过程少部分细胞遗传物质可能发生了变化，进而无限繁殖，D错误。6.(2023·湖北孝感高二期末)下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。下列相关叙述错误的是()A.用胰蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉母细胞B.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，有利于减轻环境污染C.培养液中的支架提供了更大的细胞贴附面积，有利于细胞贴壁生长D.生物反应器内应控制好适宜的温度，并充入纯氧保证细胞呼吸答案D解析用胰蛋白酶处理动物组织，可以使组织分散成单个细胞，有利于动物细胞培养，A正确；理论上来说，仅来自1头牛的干细胞，可制成的肉类食品数量比宰杀1头牛多很多倍，有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料等的需求，温室气体等其他环境污染物也会减少，B正确；动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上，如果想得到大量的产物，可以增大细胞贴附面积，有利于细胞贴壁生长，C正确；动物细胞培养的气体环境为95%空气(细胞代谢所必需的)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，D错误。7.(2022·徐州沛县期中)下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是()A.步骤①不需要在无菌环境中进行操作B.步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理D.步骤④培养过程中不会发生细胞遗传物质改变答案C解析动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，核型改变，即发生遗传物质的改变，D错误。知识点2干细胞培养及其应用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解析动物细胞培养没有脱分化与再分化过程，D错误。9.肌肉萎缩性侧索硬化症(即渐冻症)是由突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。最新实验表明，利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述正确的是()A.iPS细胞分化形成的多种细胞的细胞核中脱氧核糖核酸种类不同B.iPS细胞分化成的多种细胞中全部DNA种类和数量完全相同C.渐冻症体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状D.临床上，直接给渐冻症患者植入iPS细胞能更有效治愈该种疾病答案C解析iPS细胞能分化形成多种细胞，其实质是基因的选择性表达，分化形成的多种细胞的细胞核中脱氧核糖核酸种类相同，A错误；iPS细胞分化成的多种细胞中，DNA种类(细胞核DNA和细胞质DNA)和数量不完全相同，B错误；渐冻症体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，C正确；临床上，给渐冻症患者植入iPS细胞，能恢复受损的运动功能，在一定程度上也许会使渐冻症病情改善，但不能治愈该种疾病，D错误。10.科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法，正确的是()A.“iPS细胞”分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性B.“iPS细胞”有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期C.“iPS细胞”可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变D.“iPS细胞”分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因答案B解析全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整个体或分化成其他各种细胞的潜能，“iPS细胞”分化为神经细胞的过程不能体现细胞的全能性；细胞分化是基因选择性表达的结果。【综合提升】11.(2023·北京石景山区高三一模)为检测某药物X的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入溶于二甲基亚矾的药物X，培养72h后进行计数，比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述，错误的是()A.细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数C.对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水，其他条件一致D.若实验组细胞数远低于对照组，可初步判断此药物有抗癌效果答案C解析培养动物细胞时，细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分，A正确；对于已经贴壁生长的肝癌细胞，可用胰蛋白酶处理，使肝癌细胞脱落下来并进行计数，B正确；实验组加入一定体积的溶有药物X的二甲基亚矾(溶剂)，故对照组中应加入等体积相同浓度的二甲基亚矾(溶剂)，C错误；若添加药物X的实验组肝癌细胞数目远低于对照组，可以初步判断药物X有抗癌效果，D正确。12.(多选)动物细胞培养中需要经常转换培养基，以下对其原因的说明正确的是()A.正常细胞贴壁生长一段时间后会出现接触抑制现象，即只能形成单细胞层，而不能重叠B.由于考虑到O2等的供应而在培养瓶中加入的培养基不是很多，会出现营养供给不足的现象C.活细胞产生的一些代谢产物对细胞自身有毒害作用，需要定时“转管”加以清除D.细胞长到一定阶段，换成促分化培养基，诱导产生各种组织、器官或系统，直至产生动物新个体答案ABC解析正常细胞贴壁生长一段时间后会出现接触抑制现象，即只能形成单细胞层，而不能重叠，A正确；由于考虑到O2等的供应而在培养瓶中加入的培养基不是很多，会出现营养供给不足现象，B正确；由于活细胞产生的一些代谢产物对细胞自身有毒害作用，需要定时“转管”加以清除，C正确；动物细胞的全能性受到限制，不能培养成动物个体，动物细胞培养的结果是细胞株、细胞系，D错误。13.(多选)在治疗大面积烧伤病人时，通常选取皮肤烧伤患者的自身细胞(如具有分裂能力的成纤维细胞)，经体外培养获得自体健康皮肤，再通过皮肤移植手术对患者进行治疗。下列说法错误的是()A.通常选取皮肤中分裂能力强、易培养的成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养B.用胃蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞，有利于单个细胞与培养液充分接触C.该细胞体外培养过程只需要提供O2，其呼吸产生的CO2就足以维持培养液的pHD.与体外培养癌细胞过程相比，该患者皮肤细胞培养过程中会出现接触抑制现象答案BC解析根据题意，为治疗皮肤大面积烧伤的患者，选取其自身细胞进行体外培养获得健康皮肤，皮肤中成纤维细胞或皮肤干细胞分裂能力强、易于体外培养，通常选取这些细胞进行体外培养更容易成功，A正确；用胰蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞，可以使单个细胞与培养液充分接触，有利于细胞充分吸收培养液中的营养物质，并排出代谢废物，B错误；动物细胞培养所需的气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，因细胞呼吸产生的CO2不足以维持培养液的pH，才需要提供5%的CO2，C错误；癌细胞在营养充足的条件下具有无限增殖的能力，不会出现动物细胞培养过程中出现的接触抑制现象，D正确。14.(多选)(2023·石家庄一中高二检测)有一种“生物活性绷带”的原理是先采集一些细胞标本，再让其在特殊膜片上增殖，5～7d后，将膜片敷到患者伤口上，膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口处，并促进新生皮肤层生长，达到愈合伤口的目的。下列有关叙述中，正确的是()A.人的皮肤烧伤后易引起感染，主要是由非特异性免疫机能受损所致B.种植在膜片上的细胞样本最好选择本人的干细胞C.膜片“释放”的细胞能与患者自身皮肤愈合，与两者细胞间的信息交流有关D.采用异体皮肤移植会导致排斥反应，主要是因为抗体对移植皮肤细胞的黏附作用答案ABC 解析皮肤是人体的第一道防线，属于非特异性免疫，因此人的皮肤烧伤后易引起感染，主要是由非特异性免疫机能受损所致，A正确；种植在膜片上的细胞样本最好选择来自本人的干细胞，这样通常可避免发生排斥反应，B正确；膜片“释放”的细胞能与患者自身皮肤愈合，该过程涉及两者细胞膜上糖蛋白的识别，进行细胞间的信息交流，C正确；若采用异体皮肤移植会导致排斥反应，主要是因为细胞免疫对移植皮肤细胞有杀伤作用，而不是因为抗体对移植皮肤细胞的黏附作用，D错误。15.某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定某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____________________________________________________________________。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的主要作用是____________________________________________________________________。(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长________________。药物实验需要大量细胞，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，需要用__________处理。答案(1)多(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质维持培养液的pH(3)停止多胰蛋白酶(或胶原蛋白酶、机械的方法)解析癌细胞具有无限增殖的特点，故相同培养条件下，肝肿瘤细胞数量多于正常肝细胞数量。动物细胞培养需提供一定的营养，如向培养基中加入适量血清，以便补充合成培养基中缺乏的物质；需提供一定的气体环境，如向恒温培养箱中通入含有95%空气(O2是细胞代谢所必需的)和5%CO2(CO2的主要作用是维持培养液的pH)的混合气体。16.(2023·山东泰安高三模拟)胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iP