《动物细胞工程》课件

第2节动物细胞工程第2章细胞工程从社会中来皮肤移植问题

在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。利用动物细胞工程通过细胞培养构建的人造皮肤有助于解决此类问题。

一、动物细胞培养——动物细胞工程的基础1．概念指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．动物细胞培养的条件动物细胞培养所需的基本条件营养条件其他条件糖类、氨基酸、无机盐、维生素……无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境

一、动物细胞培养——动物细胞工程的基础2．动物细胞培养的条件

⑴营养

细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。其成分包括无机物：无机盐等；有机物：糖类、氨基酸、维生素、血清、血浆等。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。⑵无菌、无毒的环境

无菌：①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理；

②在无菌环境下进行操作。

无毒：定期更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。

合成培养基中为什么要加入天然成分——血清？

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。

一、动物细胞培养——动物细胞工程的基础2．动物细胞培养的条件

⑶温度、pH和渗透压

温度：哺乳动物多以（36.5±0.5）℃为宜。

pH：多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。

渗透压：需要考虑的一个重要环境参数。

⑷气体环境

O2：细胞代谢所必需的

CO2：维持培养液的pH95%空气和5%CO2的混合气体

一、动物细胞培养——动物细胞工程的基础3．动物细胞培养的过程

⑴制备细胞悬液

①原因

从动物体取出的成块组织中，细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长和增殖，这种现象称之为接触抑制。

②将动物组织分散成单个细胞的方法

用机械方法；用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间。

③体外培养的动物细胞种类

一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。

一、动物细胞培养——动物细胞工程的基础3．动物细胞培养的过程

⑵分瓶培养

人们通常将分瓶之前的细胞培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。

①原因

在动物细胞培养过程中，悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象。

②过程

在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。动物细胞培养过程示意图取动物组织制成细胞悬液转入培养液中进行原代培养放入CO2培养箱中培养放入CO2培养箱中培养传代培养思考·讨论？有关动物细胞培养的问题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？细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞，增殖能力越强，所以更容易培养。2．动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？

有关动物细胞培养的问题2.动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？

动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于：培养基不同。动物细胞培养是液体培养基，其成分中有动物血清。另外，培养的动物细胞大都取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织。植物组织培养可以取自植物体细胞。动物细胞培养与植物组织培养的相同之处都是细胞的体外培养技术。思考·讨论？植物组织培养与动物细胞培养的比较项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞的全能性细胞增殖培养基类型固体培养基液体培养基主要成分大量元素、微量元素、有机物、植物激素糖类、氨基酸、无机盐、维生素、血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物组织块过程外植体

↓脱分化愈伤组织

↓再分化胚状体，长出根和芽

↓生长发育完整植株动物组织块剪碎↓胰蛋白酶等处理单个细胞↓加培养液细胞悬液↓原代培养→传代培养细胞特点①脱分化②再分化①细胞贴壁②接触抑制结果完整的植株，可以体现植物细胞的全能性新的细胞群，不形成个体用途略略相同点①培养过程中细胞都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件

4．干细胞培养及其应用⑴干细胞概念：在_________下，可以_____成其他类型的细胞。

⑵存在部位：存在于_________、_____和_______等多种组织器官中。

⑶种类

①胚胎干细胞（ES细胞，属全能干细胞）：存在于早期胚胎中，具有_____为成年动物体内的_________类型的细胞，并进一步_____机体的所有_____和_____甚至_____的潜能。

②成体干细胞：_____组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞（属多能干细胞，存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中）、神经系统中的神经干细胞（属专能干细胞）和睾丸中的精原干细胞。

成体干细胞具有_________性，只能分化成_____的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。一定条件分化早期胚胎骨髓脐带血分化任何一种形成组织器官个体成体组织特异特定

4．干细胞培养及其应用⑷应用

有着_________能力及_____潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关，因而在医学上有着广泛的应用。自我更新分化

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。2006年，科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。

将干细胞用于临床治疗还面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险。

二、动物细胞融合技术与单克隆抗体1．动物细胞融合技术

⑴概念使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。

⑵原理细胞膜具有一定的流动性。

⑶诱导动物细胞融合的常用方法

PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。相关信息＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理是：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。

二、动物细胞融合技术与单克隆抗体1．动物细胞融合技术

⑷优点突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。

⑸应用这一技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段，特别是利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。

2．单克隆抗体及其应用

⑴血清抗体的制备过程及缺点

早期人们为了获得抗体，就向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。用这种方法制备的抗体不仅产量低、纯度低，而且特异性差。

二、动物细胞融合技术与单克隆抗体2．单克隆抗体及其应用

1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒在前人工作的基础上，充分发挥想象力，设计了一个极富创造性的实验方案。

⑵单克隆抗体

①概念由单一的B淋巴细胞克隆而来的细胞群产生的抗体。

②米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程注射特定的抗原培养骨髓瘤细胞多种B淋巴细胞骨髓瘤细胞将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合诱导融合多种杂交细胞杂交瘤细胞抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内体外培养单克隆抗体注射特定的抗原培养骨髓瘤细胞多种B淋巴细胞骨髓瘤细胞将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合诱导融合多种杂交细胞杂交瘤细胞抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内体外培养单克隆抗体米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图思考1：为什么用特定抗原对小鼠进行免疫？

B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为能产生特定抗体的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。思考2：诱导融合有哪些方法？

PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。注射特定的抗原培养骨髓瘤细胞多种B淋巴细胞骨髓瘤细胞将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合诱导融合多种杂交细胞杂交瘤细胞抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内体外培养单克隆抗体米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图思考3：请简述第一次筛选原因、过程和结果。

诱导融合后得到多种杂交细胞及未融合的细胞等。用特定的选择培养基筛选，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。思考4：请简述第二次筛选原因、过程和结果。

因为小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养基获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞。用96孔板培养，在每个孔中尽量接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞思考·讨论？单克隆抗体的应用资料1抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成“早早孕诊断试剂盒”。资料2抗体－药物偶联物（ADC）通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成，它的作用机制如右图所示。讨论1ADC的抗体和药物各具有什么作用？

抗体主要发挥靶向运输作用；药物发挥治疗效应。讨论2除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？

可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗。一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。讨论3单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？

单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高；生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可以传代培养、冷冻保存和复苏利用，有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒。ADC能够协同发挥抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，因此它在临床上具有靶点清楚、毒副作用小等优点。

三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1．动物细胞核移植技术

将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。

2．哺乳动物核移植的类型及特点种类难易程度原因胚胎细胞核移植较容易分化程度低，全能性容易表现体细胞核移植较难分化程度高，全能性难表现而在体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。

三、动物体细胞核移植技术和克隆动物3．体细胞核移植的过程思考·讨论？有关体细胞核移植问题

结合右图及前面所学知识，思考并讨论以下问题。

1．在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？

为使核移植后得到的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。对处于MⅡ期的卵母细胞去核，细胞核（实际上是纺锤体－染色体复合物）的位置靠近第一极体，在去核的同时连同第一极体去掉。

三、动物体细胞核移植技术和克隆动物3．体细胞核移植的过程思考·讨论？有关体细胞核移植问题

结合右图及前面所学知识，思考并讨论以下问题。2．你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？

克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体（核供体）动物的细胞核，但其细胞核外的DNA来自体细胞供体细胞和受体卵母细胞。

三、动物体细胞核移植技术和克隆动物3．体细胞核移植的过程思考·讨论？有关体细胞核移植问题3．体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。

利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。

体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下，体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广一些。

体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。

目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。体细胞核移植小结1．克隆高产奶牛过程中涉及的生物技术动物细胞培养、动物细胞融合技术、动物细胞核移植（核心）、胚胎移植技术等。2．动物体细胞核移植技术产生的新个体，其亲本有三个：体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体、代孕母体。⑴核移植过程中细胞核只来源于一个个体（体细胞核供体），故新个体的细胞核基因、基因型与体细胞核供体的完全一样（不考虑基因突变）。⑵代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体的性状与代孕母体基本没有关系。练一练2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育的“三亲婴儿”的申请。其培育可选用如下技术路线。

据图分析下列叙述错误的是（）

A．该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作

B．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代

C．卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够传给“三亲婴儿”

D．“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因捐献者卵母细胞母亲卵母细胞去核取核核移植MⅡ期卵母细胞体外培养精子体外受精受精卵“三新婴儿”C

四、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题应用前景畜牧生产加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。医药卫生①作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；②治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植；③以患者作为供体培育相应细胞、组织或器官进行移植，避免免疫排斥反应。科研①使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；②分析致病基因；③研究致病机制，开发药物。保护濒危物种增加濒危物种存活数量。存在问题①体细胞核移植技术成功率非常低，各个环节有待进一步改进；②核移植的理论研究较为滞后；③绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。123456789101112131415A级必备知识基础练1.可利用干细胞在体外定向诱导培育出组织和器官。下列有关干细胞的叙述,错误的是(

)A.人的干细胞具有连续分裂能力,是未分化的细胞B.利用干细胞培育出器官,未体现出干细胞的全能性C.造血干细胞含有一整套基因,能分化出多种血细胞D.干细胞分化成相应组织细胞的过程中会合成特异性蛋白质A123456789101112131415解析

干细胞具有连续分裂能力,大多是分化程度较低的细胞,A项错误;利用干细胞培育出器官,该过程未发育成完整个体和分化成其他各种细胞,故未体现出干细胞的全能性,B项正确;造血干细胞含有一整套基因,能分化出多种血细胞,C项正确;干细胞分化成相应组织细胞是基因的选择性表达,会合成特异性蛋白质,D项正确。1234567891011121314152.下列关于植物组织培养和动物细胞培养的比较,正确的是(

)比较项目植物组织培养动物细胞培养原理植物细胞的全能性细胞增殖培养前处理离体将组织细胞分散开特有成分植物激素血清特殊环境条件再分化需光照气体环境主要过程脱分化、再分化原代培养、传代培养A.动物细胞培养没有体现细胞的全能性,是因为细胞核中没有本物种全套的遗传物质B.将动物组织细胞分散开时只能使用胶原蛋白酶或胰蛋白酶C.两者的培养过程都只涉及有丝分裂,不进行减数分裂D.植物组织培养时也有将组织细胞分散开的操作C123456789101112131415解析

动物细胞培养的原理是细胞增殖,该过程没有体现动物细胞的全能性,但动物细胞核中含有本物种全套的遗传物质,A项错误;将动物组织细胞分散开,除使用胶原蛋白酶或胰蛋白酶,还可使用机械法,B项错误;两者的原理分别是植物细胞的全能性和细胞增殖,这两个过程都只涉及有丝分裂,不进行减数分裂,C项正确;植物组织培养时没有将组织细胞分散开的操作,D项错误。1234567891011121314153.[江苏扬州高二期中]下图为肾脏上皮细胞培养过程示意图,下列有关叙述错误的是(

)A.乙、丙、丁过程所需的培养液成分相同B.丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养C.丙过程培养的细胞与体内细胞的生长特性相近D.丁过程为传代培养,没有接触抑制现象D123456789101112131415解析

原代培养和传代培养所需的培养液成分相同,其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等,A项正确;分析题图可知,丙指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养的过程,B项正确;丙过程为原代培养,会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象,与体内细胞的生长特性相近,C项正确;丁过程为传代培养,贴壁细胞在传代培养和原代培养中均存在接触抑制现象,D项错误。1234567891011121314154.下列关于动物细胞培养所需要的条件的叙述,正确的是(

)A.为了创造无菌、无毒的环境,培养基中通常添加一定量的血清B.动物细胞培养和植物组织培养所需营养物质相同C.动物细胞培养的适宜温度一般与动物的体温相近D.动物细胞培养的适宜pH为酸性条件C解析

为了创造无菌、无毒的环境,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,A项错误;动物细胞培养和植物组织培养所需营养物质不同,例如植物组织培养的培养基中不需要添加动物血清等,B项错误;动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,D项错误。1234567891011121314155.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C123456789101112131415解析

培养动物细胞时,细胞培养液中通常需要加入血清等一些天然成分,A项正确;对于已经贴壁生长的动物细胞,可用胰蛋白酶处理,使肝癌细胞脱落下来并进行计数,B项正确;实验组加入溶于二甲亚矾(溶剂)的药物X,故对照组中应加入等体积的二甲亚矾(溶剂),C项错误;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项正确。1234567891011121314156.小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时,细胞周期基本相同,但上皮细胞在培养时,呈现扁平不规则多角形,且贴附在培养瓶内壁上;而该淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列有关叙述正确的是(

)A.使用合成培养基培养动物细胞通常不添加天然成分B.培养基内加入适量的抗生素可以形成无病毒的培养环境C.培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象D.相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目完全相同C123456789101112131415解析

动物细胞培养应在无毒、无菌的环境下进行,由合成培养基提供各种营养成分,但通常还需要添加血清等天然成分,A项错误;抗生素具有抑菌或杀菌作用,但对病毒无作用效果,B项错误;相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目不一定相同,D项错误。1234567891011121314157.[江苏泰州高二期中]下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。下列相关叙述正确的是(

)A.用胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉干细胞B.生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体,CO2的作用是刺激细胞呼吸C.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积,有利于细胞贴壁生长D.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,但环境污染严重C123456789101112131415解析

用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,利于动物细胞培养,A项错误;生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体,CO2的作用是维持培养液的pH,B项错误;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,可以增大细胞吸附面积,如在培养液中放置支架,有利于细胞贴壁生长,C项正确;理论上来说,“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求,且温室气体等其他环境污染物也会减少,D项错误。1234567891011121314158.[山东临沂高二期中]iPS细胞用于治疗人类疾病的一般流程是把患者(供体)的成纤维细胞转入相关因子,让细胞发生转化,然后从中分离出iPS细胞,并诱导iPS细胞定向分化为所需的特定细胞类型用于移植。下列说法错误的是(

)A.iPS细胞和胚胎干细胞一样具有发育的全能性B.iPS细胞在核遗传上和供体细胞相同C.该iPS细胞用于治疗疾病的方法是治疗遗传病的根本措施D.该方法可解决器官移植时的免疫排斥问题C123456789101112131415解析

iPS细胞和胚胎干细胞都具有分化成为其他各种细胞的潜能,具有发育的全能性,A项正确;iPS细胞来源于供体细胞并转入相关因子,其在核遗传上和供体细胞相同,B项正确;治疗遗传病的根本措施是修改基因,C项错误;由于iPS来自自身细胞,移植时不会发生免疫排斥反应,D项正确。1234567891011121314159.[黑龙江西北部八校高二期中]科学家将4个关键基因移植到已分化的体细胞中并表达,使这个细胞成为具有类似干细胞功能的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图,据图分析下列说法正确的是(

)123456789101112131415A.iPS细胞与肌肉细胞有相同的遗传物质,关键基因在肌肉细胞中能复制、转录和翻译B.过程①②③是基因选择性表达的结果,图示过程体现了iPS细胞具有全能性C.用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,可避免异体移植产生的免疫排斥反应D.4个关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境,使iPS细胞功能趋向专门化答案

C123456789101112131415解析

肌肉细胞中无关键基因,因此与iPS细胞的遗传物质不同,A项错误;图示过程①②③中没有新个体的产生,也没有分化成其他各种细胞,因此没有体现出iPS细胞的全能性,B项错误;用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,可避免异体移植产生的免疫排斥反应,C项正确;由题图可知,4个关键基因的表达使肌肉细胞发生了“脱分化”,使iPS细胞功能趋向多能化,D项错误。12345678910111213141510.下图为动物细胞培养的基本过程示意图。

请分析回答下列问题。(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞

,易于培养。培养时先要剪碎,然后用___________________

酶分散细胞,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

。

分裂能力强胰蛋白酶或胶原蛋白原代培养123456789101112131415(2)C、D瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境,需要添加一定量的

。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是

。

(3)干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入相关研究中。干细胞包括胚胎干细胞和

等,干细胞培养时通常采用培养皿或

,目的是

。

抗生素维持培养液的pH成体干细胞松盖培养瓶保证细胞对气体的需求123456789101112131415(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。下图是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。

正常123456789101112131415解析

(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,易于培养。培养时先要剪碎器官或组织,然后用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞,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原代培养。(2)C、D瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境,需要添加一定量的抗生素。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH。(3)细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,这样培养箱内的气体可以进入培养皿或培养瓶中,保证细胞对气体的需求。(4)分析曲线图可知,是否添加血清对于癌细胞的增殖影响不大,而对于正常细胞增殖影响很大,故培养正常细胞一定需要添加血清。123456789101112131415B级能力素养提升练11.[广东潮州高二月考]干细胞顾名思义是“干什么都行的细胞”,具体是指一种尚未充分分化的未成熟细胞。医学工作者、研究者正进行尝试利用干细胞治疗人类某些疾病,用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。由此判断下列说法不正确的是(

)A.利用干细胞治疗某些疾病,是因为干细胞具有再生出各种组织、器官的潜能B.造血干细胞在骨髓中可分化出B细胞,在胸腺中分化为T细胞C.异体骨髓移植成功后,康复者的血型会发生改变且会遗传给后代D.造血干细胞是最为成熟的一类成体干细胞C123456789101112131415解析

由于干细胞具有再生各种组织、器官的潜能,因此可以利用干细胞治疗某些疾病,A项正确;B细胞和T细胞起源于骨髓中的造血干细胞,其中B细胞在骨髓中成熟,T细胞在胸腺中成熟,B项正确;异体骨髓移植成功后,康复者的血型有可能发生改变,但骨髓移植没有改变患者体内的遗传物质,因此不能遗传给后代,C项错误;造血干细胞可以分化为各种血细胞,是最为成熟的一类成体干细胞,D项正确。12345678910111213141512.细胞直接共培养是指将2种或2种以上的细胞接种在同一孔中进行培养,以达到模拟体内不同种类的细胞直接接触来探究它们信息交流方式的目的,具体操作如图。下列分析错误的是(

)123456789101112131415A.成块的组织中细胞与细胞靠在一起,在培养前需先将组织块分散成单个细胞B.细胞培养过程需要对培养液进行灭菌,对所有培养用具进行消毒,以保证无菌、无毒的培养环境C.推测第二种细胞会贴壁到无细胞区,当两种细胞分裂生长到表面相互接触时停止分裂D.通过检测混合培养液中是否存在信息类物质可初步推测两种细胞间的信息交流方式答案

B123456789101112131415解析

成块的组织中细胞与细胞靠在一起,在培养前需用机械法、胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,将组织块分散成为单个细胞后才能进行培养,A项正确;细胞培养过程需要对培养液、培养用具进行灭菌,以保证无菌、无毒的培养环境,B项错误;动物细胞在培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制的现象,由此推测第二种细胞会贴壁到无细胞区,当两种细胞分裂生长到表面相互接触时停止分裂,C项正确;细胞膜表面上可能存在接受邻近细胞信号的受体,以完成细胞间的信息交流,通过检测混合培养液中是否存在信息类物质可初步推测两种细胞间的信息交流方式,D项正确。12345678910111213141513.[多选]灭活疫苗是将培养扩增的活病毒通过物理或化学手段灭活后,经过系列纯化制备的生物制剂。国产新冠灭活疫苗的大致生产流程如下,将抗原性强的病毒接种到Vero细胞中培养,再使病毒经过β-丙内酯灭活等过程制备成疫苗。下列相关说法错误的是(

)A.新冠病毒能够特异性识别Vero细胞的细胞膜上的受体,体现了细胞间的信息交流B.培养Vero细胞时,培养液需要定期更换,以保证无毒的环境C.培养时,需将Vero细胞置于含95%空气和5%O2的气体环境中D.β-丙内酯灭活会使新冠病毒失去感染能力但不会破坏其抗原结构AC123456789101112131415解析

用Vero细胞培养新冠病毒,Vero细胞的细胞膜上存在新冠病毒能够特异性识别的受体,便于病毒识别,但没有体现细胞间的信息交流,A项错误;培养Vero细胞时,培养液需要定期更换,及时清除代谢物,以保证细胞培养的无毒环境,B项正确;培养时,需将Vero细胞置于含95%空气和5%CO2混合气体的培养箱中进行培养,O2是细胞代谢所必需的,CO2主要作用是维持培养液的pH,C项错误;β-丙内酯灭活会使新冠病毒失去感染能力,但不会破坏其表面的蛋白结构,保留其抗原性,D项正确。12345678910111213141514.[多选][江苏扬州高二月考]科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞,可获得类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下图为该技术的实验示意图,下列有关说法正确的是(

)A.iPS细胞可分化成多种组织细胞,说明iPS细胞在分裂时容易发生基因突变B.图中iPS细胞分化成各种组织细胞的过程中DNA序列不变C.图中体细胞转化成iPS细胞时,细胞内部分不表达的基因可能会重新表达D.iPS细胞经过定向诱导分化,成功修复损伤心脏,体现了iPS细胞的全能性BC123456789101112131415解析

iPS细胞可分化成多种组织细胞是基因选择性表达的结果,不能说明iPS细胞在分裂时容易发