第2章細胞工程第3節(jié)動物細胞工程及其應用第1課時動物細胞核移植技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)必備知識基礎練1.[2023江蘇連云港贛榆高二質(zhì)量檢測改編]下列關(guān)于動物體細胞核移植技術(shù)及其應用的敘述，錯誤的是()A.利用體細胞核移植技術(shù)克隆動物依據(jù)的原理是細胞核的全能性B.體細胞核移植主要在同種動物的同種組織之間進行C.體細胞核移植技術(shù)獲得的動物與核供體遺傳性狀不完全相同D.利用體細胞核移植技術(shù)可以加速家畜遺傳改良進程2.下列關(guān)于體細胞克隆的敘述，錯誤的是()A.供體為體細胞的細胞核B.受體為去核卵細胞的細胞質(zhì)C.細胞核移植是體細胞克隆的關(guān)鍵步驟D.克隆出的后代與供體的遺傳物質(zhì)和表型完全一致3.應用體細胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛時，下列操作步驟與目的對應錯誤的是()選項操作步驟目的A取高產(chǎn)奶牛耳部的細胞作為核遺傳物質(zhì)的供體B去除卵母細胞的細胞核使卵母細胞具備受精能力C電脈沖刺激卵母細胞促進卵母細胞和乳腺細胞融合D將胚胎移入黃牛體內(nèi)繁殖高產(chǎn)克隆奶牛4.下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)條件的表述，不正確的是()A.動物細胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境，營養(yǎng)，適宜的溫度、pH和滲透壓，適宜的氣體等條件B.定期更換培養(yǎng)液可避免細胞代謝物積累對細胞造成危害C.放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)動物細胞的主要目的是滿足細胞對CO2的需求D.動物細胞培養(yǎng)所需氣體主要是95%的空氣和5%的CO25.下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是()A.大多數(shù)動物細胞培養(yǎng)可在培養(yǎng)皿上形成多層細胞B.培養(yǎng)過程中，多數(shù)細胞的基因型會發(fā)生改變C.正常細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D.低齡動物的細胞比較容易培養(yǎng)6.[2022江蘇連云港高二期中]下列動物細胞培養(yǎng)過程中，屬于原代培養(yǎng)的是()A.把組織分散成單個細胞的過程B.從機體取得組織分散后立即進行培養(yǎng)的過程C.出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后取下的細胞的培養(yǎng)過程D.哺乳動物細胞在培養(yǎng)基中的懸浮生長過程7.動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎，科研人員將數(shù)量相等的動物肝臟腫瘤細胞和肝臟正常細胞分別置于相同培養(yǎng)液中培養(yǎng)。下列有關(guān)敘述正確的是()A.加入經(jīng)高壓蒸汽滅菌的血清以提供營養(yǎng)B.細胞培養(yǎng)液中通常含有維生素、激素、糖等多種能源物質(zhì)C.定期更換培養(yǎng)液可以防止代謝產(chǎn)物的積累對細胞造成危害D.為了防止細菌污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素8.[2023江蘇南通啟東中學高三調(diào)研]某研究小組進行藥物實驗時，以動物肝細胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性。供培養(yǎng)的細胞有甲、乙兩種，甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝細胞。請回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題：(1)將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量。

(2)在動物細胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是。細胞培養(yǎng)應在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是。

(3)在兩種細胞生長過程中，當乙細胞鋪滿瓶壁時，其生長。藥物實驗需要大量細胞，兩種細胞頻繁傳代，甲細胞比乙細胞可以傳代的次數(shù)更。若用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液，需要用處理。

(4)為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的。

關(guān)鍵能力提升練9.[2023江蘇淮安洪澤湖高級中學高二月考]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(guān)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)的分界點是曲線中的B點C.培養(yǎng)過程中，細胞可通過有絲分裂和減數(shù)分裂實現(xiàn)細胞增殖D.分瓶后的每個培養(yǎng)瓶中的細胞群稱為一個克隆10.[多選][2023江蘇泰興第一高級中學高二月考]培育肉是利用動物體內(nèi)分離的成肌細胞或全能干細胞，采用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)出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(guān)敘述正確的是()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.生物反應器內(nèi)應控制溫度適宜，并充入一定量的CO2保證培養(yǎng)液的pH相對穩(wěn)定C.培養(yǎng)液中的支架為細胞提供了更大的附著面積，有利于細胞生長D.“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于工廠化生產(chǎn)，產(chǎn)品是真肉11.[多選]下圖是某動物細胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中活細胞和死亡細胞的密度統(tǒng)計結(jié)果曲線圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間，以免損傷細胞B.細胞培養(yǎng)液中通常含有維生素、激素、糖等多種能源物質(zhì)C.曲線bc段產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)物積累等D.培養(yǎng)第6天時，新產(chǎn)生的細胞數(shù)等于死亡細胞數(shù)12.[多選]下圖表示克隆過程中核移植成功率與供核細胞分化程度的關(guān)系。下列敘述正確的是()A.細胞核移植實驗成功的事實說明，高度分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性B.圖中動物核移植過程中，最好選受精卵作為受體細胞C.實驗結(jié)果表明，圖中核移植成功率具有與供核細胞分化程度呈負相關(guān)的特點D.哺乳動物的重組細胞都需要經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等過程才能發(fā)育成新個體13.[2023江蘇鹽城龍崗中學高二質(zhì)量檢測]我國研究人員在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，經(jīng)體細胞核移植技術(shù)培育出第一批靈長類動物——食蟹猴(流程如圖所示，①~⑥表示過程)，該動物可作為研究癌癥等人類疾病的動物模型。請據(jù)圖分析并回答下列問題：(1)獲得食蟹猴的體細胞核移植技術(shù)的難度明顯高于胚胎細胞核移植的，原因是，恢復其全能性較難。

(2)進行過程①時，培養(yǎng)成纖維細胞所需的條件有營養(yǎng)，氣體環(huán)境以及，。

(3)過程③中利用，將成纖維細胞注入去核的卵母細胞中。

(4)向融合細胞注入Kd4d的mRNA，可提高胚胎的形成率，其作用主要是通過基因表達的過程實現(xiàn)的。

(5)若獲得的體細胞核移植的食蟹猴的性狀與供體食蟹猴的性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析，其原因是。

學科素養(yǎng)創(chuàng)新練14.動物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對于研究器官的生理、病理過程及其機制意義重大。下圖是一個新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖。請回答下列問題：(1)肝臟切成小薄片，這有利于肝臟細胞。

(2)氣室中充入95%的空氣加5%的CO2的混合氣體，它們的主要作用分別是。

(3)培養(yǎng)液中添加抗生素是為了，但要注意選擇抗生素的，以保證抗生素對肝臟無害。培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì)的種類主要包括葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素等，并按照所需數(shù)量嚴格配制而成。這樣的培養(yǎng)基稱為培養(yǎng)基。使用此種培養(yǎng)基，通常需要加入等一些天然成分。

(4)有機物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具，探究肝臟小塊對有機物X是否具有解毒作用。材料用具：肝臟小塊，外周血淋巴細胞，淋巴細胞培養(yǎng)液，植物凝集素(刺激淋巴細胞分裂)；顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液(使染色體著色)，有機物X溶液等。實驗過程：①在淋巴細胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細胞，取4等份，備用；②利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置，按下表步驟操作(“√”表示已完成的步驟)；步驟操作甲乙丙丁步驟一：加入肝臟培養(yǎng)液√√√√步驟二：加入有機物X溶液√√步驟三：放置肝臟小塊√√③培養(yǎng)一段時間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)；④一段時間后，取淋巴細胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察，并對比分析。若觀察到，則說明肝臟小塊對有機物X具有解毒作用。

(5)分析實驗操作步驟，實驗中設置甲、乙兩組的目的是。

第三節(jié)動物細胞工程及其應用第1課時動物細胞核移植技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)參考答案1.【答案】B【解析】細胞核移植主要在同種動物的不同種組織細胞之間進行，B項錯誤。2.【答案】D【解析】經(jīng)體細胞核移植形成的克隆動物的遺傳物質(zhì)主要由供體細胞核提供，但也含有受體細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)，因此克隆動物與供體的遺傳物質(zhì)和表型不完全相同，D項錯誤。3.【答案】B【解析】去除卵母細胞的細胞核的目的是將該卵母細胞作為受體細胞接受供體細胞的細胞核，B項錯誤。4.【答案】C【解析】放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)動物細胞的主要目的是維持pH平衡，C項錯誤。5.【答案】D【解析】在動物細胞培養(yǎng)過程中，只能形成單層細胞，A項錯誤；在細胞培養(yǎng)過程中進行的是有絲分裂，所以培養(yǎng)出來的多數(shù)細胞的基因型相同，B項錯誤；正常細胞在培養(yǎng)過程中，傳代次數(shù)也是有限的，一般為50次就會死亡，留下來的細胞就是發(fā)生了癌變的細胞，遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，具有不死性，C項錯誤；低齡動物的細胞的分裂能力強，比較容易培養(yǎng)，D項正確。6.【答案】B【解析】用胰蛋白酶使組織分散成單個細胞的過程可以是原代培養(yǎng)，也可以是傳代培養(yǎng)，A項錯誤；原代培養(yǎng)是指從動物機體取得組織并用胰蛋白酶分散成單個細胞后立即培養(yǎng)，直到細胞出現(xiàn)接觸抑制為止，因此從機體取得細胞后立即進行培養(yǎng)的過程是原代培養(yǎng)，B項正確；出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后，取下來的細胞的培養(yǎng)過程是傳代培養(yǎng)，C項錯誤；動物細胞具有貼壁生長的特點，D項錯誤。7.【答案】C【解析】加入血清可為動物細胞提供營養(yǎng)，高壓蒸汽滅菌會破壞血清中的活性成分，A項錯誤；維生素和激素不是能源物質(zhì)，B項錯誤；定期更換培養(yǎng)液可以防止代謝產(chǎn)物的積累對細胞造成危害，C項正確；為了防止細胞培養(yǎng)過程中的細菌污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素，D項錯誤。8.【答案】(1)多2)血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)維持培養(yǎng)液的pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素【解析】(1)肝腫瘤細胞的分裂能力比正常肝細胞強，細胞周期短，能快速增殖，因此在其他條件相同時，相同時間內(nèi)肝腫瘤細胞產(chǎn)生的子代細胞更多，即觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量多。(2)血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)，因此在動物細胞培養(yǎng)時，通常要在合成培養(yǎng)基中加入適量血清。細胞培養(yǎng)應在含有5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定。(3)在這兩種細胞生長過程中，當乙細胞鋪滿瓶壁時，其生長停止。甲細胞能無限增殖，因此其傳代的次數(shù)比乙細胞多。胰蛋白酶能消化組織細胞間的蛋白質(zhì)，使組織細胞分散成單個細胞，所以若用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液，需要用胰蛋白酶處理。(4)為了防止細胞培養(yǎng)過程中的細菌污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。9.【答案】B【解析】動物細胞培養(yǎng)選用的培養(yǎng)材料大多為幼齡動物的器官或組織，A項錯誤；根據(jù)圖中曲線趨勢可知，原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是曲線中的B點，B項正確；培養(yǎng)過程中，細胞可通過有絲分裂實現(xiàn)細胞增殖，C項錯誤；細胞克隆的最基本要求是必須保證分離出來的是一個細胞而不是多個細胞，D項錯誤。10.【答案】BCD【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，不能用胃蛋白酶處理，A項錯誤；生物反應器內(nèi)應控制溫度適宜，并充入一定量的CO2保證培養(yǎng)液的pH相對穩(wěn)定，B項正確；培養(yǎng)液中的支架為細胞提供了更大的附著面積，有利于細胞生長，C項正確；“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于工廠化生產(chǎn)，產(chǎn)品是類似于動物肌肉的肉絲，是真肉，D項正確。11.【答案】AC【解析】動物細胞培養(yǎng)時，需要用胰蛋白酶處理，因此實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間，以免損傷細胞，A項正確；維生素和激素不是能源物質(zhì)，B項錯誤；曲線bc段表示活細胞密度減少而死細胞密度增加，產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝產(chǎn)物積累等，C項正確；培養(yǎng)第6天時，活細胞數(shù)等于死亡細胞數(shù)，D項錯誤。12.【答案】ACD【解析】細胞核移植實驗成功的事實說明，高度分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性，因為核移植的原理是動物細胞核具有全能性，A項正確；圖中動物核移植過程中，最好選減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞作為受體細胞，因為該細胞的細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性發(fā)揮的物質(zhì)，B項錯誤；圖中實驗結(jié)果顯示，隨著供核細胞分化程度的升高，核移植成功率逐漸下降，說明核移植成功率具有與供核細胞分化程度呈負相關(guān)的特點，C項正確；哺乳動物的重組細胞都需要經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等過程才能發(fā)育成新個體，D項正確。13.【答案】(1)體細胞分化程度高(2)無菌、無毒的環(huán)境溫度和pH(3)顯微操作(4)翻譯(5)卵母細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響【解析】(1)由于體細胞分化程度高，全能性難以恢復，因此獲得食蟹猴的體細胞核移植技術(shù)的難度明顯高于胚胎細胞核移植的。(2)過程①表示動物細胞培養(yǎng)，需要的條件有營養(yǎng)、氣體環(huán)境、無菌和無毒的環(huán)境、適宜的溫度和pH等。(3)過程③表示核移植，一般用顯微操作將成纖維細胞注入去核的卵母細胞中。(4)mRNA是翻譯合成蛋白質(zhì)的模板，因此向融合細胞注入Kd4d的mRNA，可以通過翻譯合成相關(guān)的蛋白質(zhì)，進而提高胚胎的形成率。(5)從遺傳物質(zhì)的角度來說，體細胞核移植的食蟹猴的性狀與供體食蟹猴的性狀不完全相同，是因為卵母細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響。14.【答案】(1)吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物(2)O2的主要作用是維持細胞進行有氧呼吸，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(3)抑制細菌的生長種類