2017-2018學(xué)年高中生物 專題2 細胞工程 2.2.1 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)優(yōu)化練習 新人教版選修3.doc

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2.2.1 動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) [課時作業(yè)] 一、選擇題 1．在動物細胞培養(yǎng)過程中，使用胰蛋白酶的目的是(　　) A．使動物組織分散為單個細胞 B．去掉細胞壁，使其成為原生質(zhì)體 C．去掉細胞膜，暴露出原生質(zhì)體便于細胞融合 D．促進蛋白質(zhì)水解為多肽 解析：在進行動物細胞培養(yǎng)前，先用胰蛋白酶使組織塊中的細胞相互分散開，以增加與培養(yǎng)液的接觸面積，便于培養(yǎng)。 答案：A 2．一般來說，動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件(　　) ①無毒的環(huán)境?、跓o菌的環(huán)境　③培養(yǎng)液中需加血漿 ④溫度與動物體溫相近?、菪枰狾2，不需要CO2?、藜覥O2維持培養(yǎng)液的pH A．①②③④⑤⑥　　　　　B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥ 解析：動物細胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、無毒，在細胞培養(yǎng)液中要添加血清、血漿等一些天然成分，培養(yǎng)溫度一般與動物體溫相近。動物細胞培養(yǎng)還需要O2和CO2，O2是細胞代謝所必需的，CO2可維持培養(yǎng)液的pH。 答案：D 3．下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是(　　) A．動物細胞培養(yǎng)的目的就是獲得大量的分泌蛋白 B．對動物組織塊和分散的細胞進行培養(yǎng)，效果是基本相同的 C．細胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生于原代培養(yǎng)過程中 D．培養(yǎng)高度分化的動物體細胞一般不能發(fā)育成幼體 解析：獲得大量的分泌蛋白僅僅是動物細胞培養(yǎng)應(yīng)用的一個方面。分散的動物細胞比組織塊更容易培養(yǎng)。細胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生在傳代培養(yǎng)中。 答案：D 4．用動植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是(　　) A．都需用CO2培養(yǎng)箱 B．都需用液體培養(yǎng)基 C．都要在無菌條件下進行 D．都可體現(xiàn)細胞的全能性 解析：動植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進行。動物成體的體細胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基，不能體現(xiàn)細胞的全能性；植物成體的體細胞離體培養(yǎng)不一定用液體培養(yǎng)基，能體現(xiàn)細胞的全能性。動物細胞培養(yǎng)需要用CO2培養(yǎng)箱，但植物細胞培養(yǎng)不需用CO2培養(yǎng)箱。 答案：C 5．下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的敘述，不正確的是(　　) A．用于培養(yǎng)的細胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織 B．將所取的組織先用胰蛋白酶等進行處理使其分散成單個細胞 C．在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液 D．動物細胞培養(yǎng)只能傳50代左右，所培養(yǎng)的細胞就會衰老死亡 解析：動物細胞培養(yǎng)的過程是：先制備培養(yǎng)液，然后取動物細胞，用于培養(yǎng)的細胞大都來自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織；將組織取出后，用胰蛋白酶等處理使組織分散成單個細胞，將單個細胞配制成一定濃度的細胞懸浮液，再將懸浮液放入培養(yǎng)瓶中在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；細胞在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，細胞的數(shù)目越來越多，需定期用胰蛋白酶使細胞從瓶壁上脫離下來，再配制成懸浮液，分到兩個瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。50代以后生存下來的細胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化，也就是說細胞發(fā)生了癌變，癌細胞會無限增殖。 答案：D 6．某研究小組對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行培養(yǎng)，下列敘述正確的是 (　　) A．制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理 B．肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸 C．為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素 D．用血球計數(shù)板計數(shù)的方法，可推斷乙細胞比甲細胞增殖周期長 解析：制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2維持培養(yǎng)液pH。為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。 答案：D 7．下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的過程敘述，錯誤的是(　　) A．制作細胞懸浮液時可以使用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理 B．懸浮液中分散的細胞很快貼附在細胞壁上，細胞貼壁體現(xiàn)了細胞的適應(yīng)性 C．細胞進行有絲分裂數(shù)量增加到接觸時，可以使用胃蛋白酶處理后分瓶培養(yǎng) D．10代以內(nèi)的細胞保持細胞正常的二倍體核型 解析：胃蛋白酶在pH＝7時就會變性失活，而細胞培養(yǎng)的pH一般是7.2～7.4。 答案：C 8．下列關(guān)于動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物的敘述，正確的是(　　) A．目前科學(xué)家可以用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體 B．動物體細胞核移植技術(shù)可有選擇地繁殖某一性別的家畜 C．用于核移植的供體細胞一般都選用傳代50代以內(nèi)的細胞 D．用體細胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細胞供體動物進行100%的復(fù)制 解析：動物體細胞的全能性受到限制，不能經(jīng)過培養(yǎng)獲得動物個體；用于核移植的供體細胞一般是10代以內(nèi)的細胞；克隆動物細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)來自供體細胞，其性別與提供細胞核的動物一致，因此可有選擇地克隆某一性別的家畜；克隆動物細胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)主要來自受體卵母細胞，并不是對體細胞供體動物進行100%的復(fù)制。 答案：B 9．乙馬的卵細胞核被甲馬的體細胞核置換后，這個卵細胞經(jīng)過多次分裂發(fā)育成重組胚胎，再植入丙馬的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一匹小馬。下列敘述正確的是(　　) A．直接在體外對甲馬的體細胞進行誘導(dǎo)也能培養(yǎng)出胚胎 B．小馬的性狀與甲馬完全相同 C．此項技術(shù)可用于保護瀕危物種 D．該過程可以很好地證明動物細胞的全能性 解析：克隆過程中細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自一方，而細胞核中遺傳物質(zhì)來自另一方，所以小馬的性狀與甲馬不完全一致。該過程只能說明動物細胞核具有全能性，而不能證明動物細胞的全能性。 答案：C 10．中科院動物研究所與福州大熊貓研究中心合作，通過將大熊貓細胞核植入去核后的兔子卵母細胞中，在世界上最早克隆出一批大熊貓早期胚胎，表明我國大熊貓人工繁殖研究再次走在世界前列。下列描述與克隆無關(guān)的是(　　) A．“復(fù)制” B．無性繁殖 C．組織培養(yǎng) D．基因工程 解析：克隆是一種無性繁殖方式。子代與親本相同，因而也可以認為是由親本“復(fù)制”而來的；該過程需采用組織培養(yǎng)技術(shù)，但與基因工程無關(guān)。 答案：D 11．生物技術(shù)的發(fā)展速度很快，已滅絕生物的“復(fù)生”將不再是神話。如果世界上最后一只野驢剛死亡，以下提供的“復(fù)生”野驢個體的方法中能夠成功的是(　　) A．將野驢的體細胞取出，利用細胞培養(yǎng)技術(shù)，可培育成新個體 B．將野驢的體細胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個體 C．取出野驢的體細胞核移植到母家驢的去核卵細胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成新個體 D．將野驢的一個基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個體 解析：野驢的體細胞的全能性已經(jīng)受到限制，不能經(jīng)過培養(yǎng)形成新個體；將野驢的一個基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成的是帶有野驢基因的家驢；野驢的體細胞核中具有發(fā)育成野驢的全部基因，因此通過核移植技術(shù)，可使野驢“復(fù)生”。 答案：C 12．動物細胞體外培養(yǎng)時，通常要在培養(yǎng)基中補充一定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對正常細胞和癌細胞培養(yǎng)影響的實驗結(jié)果，從該圖提供的信息不能獲得的結(jié)論是(　　) A．正常細胞與癌細胞的增殖速率相同 B．有無血清對正常細胞培養(yǎng)的影響不同 C．培養(yǎng)基中補充血清有助于正常細胞的培養(yǎng) D．培養(yǎng)基中是否補充血清對癌細胞的培養(yǎng)影響不大 解析：從圖中可以看出，隨著培養(yǎng)時間的延長，癌細胞的數(shù)量比正常細胞顯著增多，因此正常細胞與癌細胞的增殖速率不同。從圖中還可以看出，有無血清對正常細胞培養(yǎng)影響很大，而對癌細胞影響不大，因此在培養(yǎng)基中補充血清對正常細胞的培養(yǎng)有利，而對癌細胞的培養(yǎng)，有無血清其結(jié)果都一樣，都是快速增殖。 答案：A 二、非選擇題 13．科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進行克隆(如圖所示)。請結(jié)合圖示回答下列問題： (1)在進行細胞培養(yǎng)時，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細胞進行分離，形成單個細胞，這個過程中需要利用________酶處理。 (2)用于核移植的供體細胞，一般都選用傳代10代以內(nèi)的細胞，原因是 _________________________________________________________________________________________。 (3)在進行原代培養(yǎng)時，細胞增殖的方式是________，此外，細胞增殖還表現(xiàn)出________和接觸抑制等特點。 (4)將進行培養(yǎng)的供體細胞注入去核的卵細胞中，去除卵母細胞細胞核的目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)上述動物細胞工程中涉及的技術(shù)有________________________。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說明了動物________具有全能性。 解析：(1)實踐中常用胰蛋白酶處理動物組織細胞使其分離開來。(2)傳代10代以內(nèi)的細胞代謝旺盛、分裂能力強，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，適于作為核移植的供體細胞。(3)在進行原代培養(yǎng)時，細胞以有絲分裂的方式進行增殖，同時表現(xiàn)出貼壁生長和接觸抑制的現(xiàn)象。(4)去除卵母細胞細胞核的目的是使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞。(5)該克隆動物的培育過程涉及核移植、動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，說明了高度分化的哺乳動物體細胞的細胞核仍具有全能性。 答案：(1)胰蛋白　(2)該種細胞代謝旺盛、分裂能力強，且遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變　(3)有絲分裂　貼壁生長　(4)使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞　(5)核移植、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)　體細胞的細胞核 14．(2016高考全國卷Ⅱ)下圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。 回答下列問題： (1)圖中A表示正常細胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為________。過程①表示去除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用________的方法。②代表的過程是________。 (2)經(jīng)過多次傳代后，供體細胞中________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關(guān)注傳代 次數(shù)。 (3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是 ________________________________________________________________________。 (4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了 ________________________________________________________________________。 解析：(1)哺乳動物的正常細胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時，常采用顯微操作法去除細胞核。②過程是將早期胚胎移植到代孕個體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來說，動物細胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時，部分細胞的細胞核型可能會發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時一般選10代以內(nèi)的細胞，以保證細胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動物性狀與供體動物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析，性狀不完全相同的原因是：克隆動物細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自去核卵母細胞的細胞質(zhì)，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。(4)高度分化的動物體細胞的全能性受到限制，但其細胞核的全能性在卵母細胞細胞質(zhì)中某些物質(zhì)的作用下仍能得以表達。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動物的培育成功，證明了高度分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。 答案：(1)XX或XY　顯微操作　胚胎移植　(2)遺傳物質(zhì)　(3)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　(4)動物已分化體細胞的細胞核具有全能性 15．現(xiàn)有甲、乙兩種可能有一定致畸、致癌作用的化學(xué)物質(zhì)，利用動物細胞培養(yǎng)的方法能夠鑒定它們是否有毒性，并比較二者毒性的強弱，請完成下列實驗報告。 Ⅰ.實驗材料：小白鼠胚胎。 Ⅱ.藥品用具：胰蛋白酶液、動物細胞培養(yǎng)液、動物細胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、細胞培養(yǎng)箱、載玻片、蓋玻片、光學(xué)顯微鏡、小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片。 Ⅲ.實驗原理： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 根據(jù)這些變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數(shù)(以下稱Q值)，可判斷該化學(xué)物質(zhì)的毒性。 Ⅳ.實驗步驟 (1)制備細胞懸液：把小白鼠胚胎放在培養(yǎng)皿中剪碎，轉(zhuǎn)入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個細胞，再加入動物細胞培養(yǎng)液，制成細胞懸液。 (2)進行細胞培養(yǎng) ①取A、B、C三個潔凈的培養(yǎng)瓶， _____________________________________________。 ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)制作臨時裝片 ①當細胞繁殖到大約第8代左右時，同時從細胞培養(yǎng)箱中取出三個培養(yǎng)瓶，用胰蛋白酶液處理，使培養(yǎng)的細胞從瓶壁上脫落，再加入動物細胞固定液迅速固定細胞，將細胞固定在不同的分裂時期。 ②靜置一段時間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細胞懸液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片中央，加1～2滴一定濃度的________染色，3～5 min后，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片。 (4)鏡檢和統(tǒng)計：把臨時裝片放在顯微鏡下，尋找處于________期的細胞，并與__________________對比以確認發(fā)生上述變異的細胞，同時統(tǒng)計該期變異的細胞占細胞總數(shù)的百分數(shù)(Q值)。 Ⅴ.實驗結(jié)果 培養(yǎng)瓶 A B C Q值 1.3% 12.5% 0.1% Ⅵ.實驗結(jié)論： ________________________________________________________________________。 解析：有毒物質(zhì)會引起細胞變異，物質(zhì)的毒性越強，引起的細胞變異數(shù)目越多，依此可判斷物質(zhì)的毒性。實驗可通過觀察細胞染色體來判斷。由實驗結(jié)果可知，C組是對照組，A、B是實驗組，在自然狀態(tài)下，細胞也會發(fā)生變異，但頻率較低。 答案：Ⅲ.將有毒物質(zhì)加入細胞培養(yǎng)液后，培養(yǎng)的動物細胞會發(fā)生染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)變異(答出有毒物質(zhì)使細胞發(fā)生變異) Ⅳ.(2)①分別加入等量的細胞懸液?、谙駻、B兩個培養(yǎng)瓶中分別加入等量的化學(xué)物質(zhì)甲、乙，并將培養(yǎng)瓶搖勻；C瓶不作處理，作為對照　③把三個培養(yǎng)瓶放在37 ℃(或適宜溫度)的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng) (3)②龍膽紫溶液　(4)有絲分裂中　小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片 Ⅵ.甲、乙兩種化學(xué)物質(zhì)均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大