2018-2019學(xué)年高中生物 專題2 細(xì)胞工程 2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程 2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)學(xué)案 新人教版選修3.doc

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2．2.1　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.歸納動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。2.歸納通過動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程及應(yīng)用前景。 方式一　2003年，四川少年小林點(diǎn)燃鞭炮，導(dǎo)致面部、四肢被嚴(yán)重?zé)齻⒏腥尽榱送炀葍鹤拥纳?，小林的爸爸、媽媽向醫(yī)生懇求“割皮救兒”，燒傷整形科主任魏平最終同意進(jìn)行這場罕見的親體皮膚移植手術(shù)。為了全覆蓋孩子身體上被深度燒傷并發(fā)生感染的創(chuàng)面，醫(yī)生把取自父子倆的皮膚全部剪成指甲蓋大小的皮塊，兒子和爸爸的皮膚相隔相嵌，估計(jì)父親的皮膚至少能在其兒子身上存活半年甚至更長時(shí)間，這就給兒子自身皮膚的生長帶來了生機(jī)，孩子的痊愈指日可待。 思考： 1．小林在皮膚燒傷之后，很容易得病，為什么？ 2．選取植皮時(shí)，理論上選擇誰的皮膚最好？為什么？ 3．自身的健康皮膚是有限的，能不能通過其他途徑獲得自身的皮膚？ 方式二　古代神話里孫悟空用自己的汗毛變成無數(shù)個(gè)小孫悟空的離奇故事，表達(dá)了人類對(duì)復(fù)制自身的幻想。1978年，美國科幻小說家羅維克(D.Rorvick)寫了一本名叫《克隆人》(The Cloning of a man)的書，內(nèi)容是一位富商將自己的體細(xì)胞核移植到一枚去核卵中，然后將其在體外卵裂成的胚胎移植到母體子宮中，經(jīng)過足月的懷孕，最后生下了一個(gè)健康的男嬰，這個(gè)男嬰就是一個(gè)克隆人。 現(xiàn)在，克隆人已經(jīng)不是科幻小說里的夢想，而是呼之欲出的現(xiàn)實(shí)。由于克隆人可能帶來復(fù)雜的后果，一些生物技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，現(xiàn)在大都對(duì)此采取明令禁止或者嚴(yán)加限制的態(tài)度。 克隆人，真的如潘多拉盒子里的魔鬼一樣可怕嗎？我們應(yīng)該怎樣正確看待克隆技術(shù)呢？ 一、動(dòng)物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng) 1．動(dòng)物細(xì)胞工程 基礎(chǔ) 技術(shù)手段 應(yīng)用 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等 (1)深入探索并改造生物的遺傳特性； (2)大量培養(yǎng)細(xì)胞； (3)單克隆抗體的制備等 2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) (1)概念：從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。 (2)過程 動(dòng)物組織塊或器官單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)―→傳代培養(yǎng)。 (3)相關(guān)概念 ①細(xì)胞貼壁：懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁上。 ②接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。 (4)培養(yǎng)條件 ①無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，并定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物，防止對(duì)細(xì)胞自身造成危害。 ②營養(yǎng) ③溫度和pH ④氣體環(huán)境 (5)應(yīng)用 ①生產(chǎn)生物制品：如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 ②應(yīng)用于基因工程：動(dòng)物細(xì)胞是基因工程技術(shù)中常用的受體細(xì)胞。 ③應(yīng)用于檢測有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性。 ④用于生理、病理、藥理等方面的研究，如用于篩選抗癌藥物等。 歸納總結(jié) 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中的幾個(gè)要點(diǎn) (1)選取幼齡動(dòng)物的組織、器官作為材料的原因 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，一般選取幼齡動(dòng)物的組織、器官，其細(xì)胞的分化程度較低，增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，容易培養(yǎng)。 (2)將動(dòng)物細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)的原因 分散成單個(gè)細(xì)胞后容易培養(yǎng)，細(xì)胞所需的營養(yǎng)容易供應(yīng)，其代謝廢物容易排出。同時(shí)，分散成單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)，可使得在細(xì)胞水平操作的其他技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。 (3)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的區(qū)別 ①原代培養(yǎng)：是細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，即在沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。 ②傳代培養(yǎng)：是在細(xì)胞懸液培養(yǎng)一段時(shí)間后，分瓶再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)。 (4)細(xì)胞株和細(xì)胞系的區(qū)別 ①細(xì)胞株：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞能傳到10～50代，這樣的傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞株。 ②細(xì)胞系：傳代培養(yǎng)的細(xì)胞在傳到50代后，有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，獲得不死性，這種具有癌變特點(diǎn)的細(xì)胞稱為細(xì)胞系。 2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較 比較項(xiàng)目 植物組織培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 生物學(xué)原理 植物細(xì)胞的全能性 細(xì)胞增殖 培養(yǎng)基性質(zhì) 固體 液體 培養(yǎng)基成分 蔗糖、氨基酸、水、礦物質(zhì)、生長素、細(xì)胞分裂素、瓊脂等 葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素、水、血清、血漿等 培養(yǎng)結(jié)果 新的植株或組織 大量新細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物 應(yīng)用 ①快速繁殖； ②培育無病毒植株； ③細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)； ④制作人工種子 ①生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等； ②檢測有毒物質(zhì)； ③生理、病理、藥理研究 培養(yǎng)條件 無菌、適宜的溫度和pH 取材 植物器官、組織或細(xì)胞 動(dòng)物早期胚胎、幼齡動(dòng)物的器官或組織 培養(yǎng)對(duì)象 植物器官、組織或細(xì)胞 分散的單個(gè)細(xì)胞 過程 脫分化、再分化 原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng) 細(xì)胞分裂、生長、分化的特點(diǎn) ①分裂：形成愈傷組織；②分化：形成根、芽 ①只分裂不分化； ②貼壁生長； ③接觸抑制 例1　下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中，不正確的是(　　) A．傳代培養(yǎng)時(shí)需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細(xì)胞 B．細(xì)胞的癌變發(fā)生于原代培養(yǎng)向傳代培養(yǎng)的過渡過程中 C．癌細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中不會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象 D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般需要使用CO2培養(yǎng)箱 答案　B 解析　由原代培養(yǎng)換瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)時(shí)，需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理貼壁生長的細(xì)胞，A項(xiàng)正確；細(xì)胞的癌變一般發(fā)生于50代后的細(xì)胞培養(yǎng)過程中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；癌細(xì)胞膜上糖蛋白減少，細(xì)胞間的黏著性降低，失去了接觸抑制，容易分散和轉(zhuǎn)移，C項(xiàng)正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的場所是CO2培養(yǎng)箱，培養(yǎng)箱內(nèi)含有95%的空氣加5%的CO2的混合氣體，為動(dòng)物細(xì)胞提供適宜的氣體環(huán)境，D項(xiàng)正確。 例2　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別在于(　　) A．培養(yǎng)基不同 B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行 C．動(dòng)物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細(xì)胞不能 D．動(dòng)物細(xì)胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細(xì)胞只能培養(yǎng)成植株 答案　A 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基不同，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般用液體培養(yǎng)基，而植物組織培養(yǎng)一般用固體培養(yǎng)基，與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中還要加入動(dòng)物血清、血漿等，A項(xiàng)正確。 特別提醒　有關(guān)植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的三點(diǎn)提醒 (1)植物組織培養(yǎng)過程中存在脫分化和再分化，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中沒有脫分化和再分化過程。 (2)植物組織培養(yǎng)可獲得新個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能得到細(xì)胞，沒有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。 (3)兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂，都可稱為克隆。 二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 1．概念 將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。 2．分類 包括胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，其中胚胎細(xì)胞核移植較易成功。 3．過程 4．體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用 應(yīng)用前景 畜牧業(yè) 加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育 保護(hù)瀕危物種 增加動(dòng)物的存活數(shù)量 醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域 轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白 治療人類疾病 轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物細(xì)胞、組織和器官可以作為異種移植的供體 存在問題 (1)體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率非常低； (2)克隆動(dòng)物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等； (3)克隆動(dòng)物食品的安全性問題存在爭議 歸納總結(jié) 1．細(xì)胞核移植的原理 動(dòng)物體細(xì)胞核移植的原理是細(xì)胞核的全能性，而不是動(dòng)物細(xì)胞的全能性。因?yàn)閯?dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個(gè)體，所以用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動(dòng)物，說明動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 2．供體和受體的選擇 (1)供體：一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。 (2)受體：選擇MⅡ期的卵母細(xì)胞，其原因是： ①卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。 ②卵母細(xì)胞體積大，便于操作。 ③卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。 3．克隆動(dòng)物的遺傳特點(diǎn) 克隆動(dòng)物的親本有三個(gè)，即體細(xì)胞核供體、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體和代孕母體。 (1)克隆動(dòng)物細(xì)胞核基因來自于體細(xì)胞核供體，因此，克隆動(dòng)物的性狀與體細(xì)胞核供體基本相同。 (2)克隆動(dòng)物的細(xì)胞質(zhì)基因來自于卵母細(xì)胞，因此，克隆動(dòng)物的性狀與卵母細(xì)胞供體部分相同。 (3)代孕母體沒有為克隆動(dòng)物提供遺傳物質(zhì)，因此，克隆動(dòng)物的性狀與代孕母體沒有直接關(guān)系。 例3　(2017廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二下期中)把成年三倍體鯽魚的腎臟細(xì)胞核移植到二倍體鯽魚的去核卵母細(xì)胞內(nèi)，培養(yǎng)并獲得的克隆魚是(　　) A．是二倍體 B．是有性生殖的產(chǎn)物 C．高度不育 D．性狀與三倍體鯽魚完全相同 答案　C 解析　克隆魚的核遺傳物質(zhì)都來自三倍體鯽魚，因此克隆魚屬于三倍體；克隆魚的產(chǎn)生主要采用了核移植和胚胎移植技術(shù)，屬于無性生殖的產(chǎn)物；該克隆魚是三倍體，在減數(shù)分裂染色體聯(lián)會(huì)時(shí)會(huì)發(fā)生紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞，所以高度不育；該克隆魚的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來自三倍體鯽魚，而細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自二倍體鯽魚，因此其性狀與三倍體鯽魚相似，但不完全相同。 例4　如圖為某哺乳動(dòng)物的生殖過程圖，下列敘述正確的是(　　) A．動(dòng)物個(gè)體2為克隆動(dòng)物，c為高度分化的體細(xì)胞 B．動(dòng)物個(gè)體2的遺傳性狀與提供b細(xì)胞的母體完全不同 C．產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體2的生殖方式為有性生殖 D．e細(xì)胞為完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞 答案　A 解析　通過克隆技術(shù)培育的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物，提供細(xì)胞核的是高度分化的體細(xì)胞，A項(xiàng)正確；考慮細(xì)胞質(zhì)基因，應(yīng)該是“有相同之處”，B項(xiàng)錯(cuò)誤；動(dòng)物的克隆實(shí)際上是無性生殖過程，C項(xiàng)錯(cuò)誤；e細(xì)胞是處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞，并沒有完全完成減數(shù)分裂，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 拓展提升　判斷有性生殖與無性生殖的兩種方法 (1)從概念上判斷：①有性生殖是指經(jīng)兩性生殖細(xì)胞結(jié)合而成的合子或有性配子直接發(fā)育成個(gè)體的生殖方式；②無性生殖是指不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合而由親本直接產(chǎn)生子代的生殖方式。 (2)從培養(yǎng)細(xì)胞的種類上判斷：①組織培養(yǎng)中培養(yǎng)的不是體細(xì)胞而是有性配子或合子時(shí)，才屬于有性生殖；②植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞核移植都屬于無性生殖。 1．動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段中，最基礎(chǔ)的是(　　) A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) B．動(dòng)物細(xì)胞融合 C．動(dòng)物組織培養(yǎng) D．胚胎細(xì)胞核移植 答案　A 2．(2017廣東深圳高三模擬)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。如果世界上最后一頭野驢剛死亡，以下提供的“復(fù)生”野驢個(gè)體的方法中能夠成功的是(　　) A．將野驢的體細(xì)胞取出，利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可培育成新個(gè)體 B．將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個(gè)體 C．取出野驢的體細(xì)胞核移植到母家驢的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成新個(gè)體 D．將野驢的一個(gè)基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個(gè)體 答案　C 解析　由于動(dòng)物細(xì)胞的全能性受到限制，目前動(dòng)物細(xì)胞通過細(xì)胞培養(yǎng)或通過動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)還不能培養(yǎng)成動(dòng)物個(gè)體；將野驢的一個(gè)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(xì)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”。 3．(2015天津，6改編)2015年2月3日，英國議會(huì)下院通過一項(xiàng)歷史性法案，允許以醫(yī)學(xué)手段培育“三親嬰兒”。三親嬰兒的培育過程可選用如下技術(shù)路線。 據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代 B．捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒 C．三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細(xì)胞核 D．三親嬰兒的培育要用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 答案　C 解析　三親嬰兒細(xì)胞質(zhì)基因主要來自捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞，可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，A項(xiàng)正確；三親嬰兒的細(xì)胞核基因(染色體)來自母親和父親，捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因(細(xì)胞核基因)不傳給該嬰兒，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；三親嬰兒的培育需要?jiǎng)游锛?xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，D項(xiàng)正確。 4．下列不屬于動(dòng)物細(xì)胞工程應(yīng)用的是(　　) A．大規(guī)模生產(chǎn)干擾素，用于抵抗病毒感染 B．為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚 C．大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等 D．利用體細(xì)胞克隆技術(shù)，促進(jìn)優(yōu)良種畜的繁育 答案　C 解析　動(dòng)物細(xì)胞工程的應(yīng)用是多方面的，許多重要的生物制品如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等，都可借助于動(dòng)物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)；也可為大面積燒傷的病人進(jìn)行自身皮膚移植；還可加快優(yōu)良種畜繁育；大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等是通過植物組織培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)的。 5．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(duì)此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如圖所示)，請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列相關(guān)問題： (1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)之前，要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分離，形成單個(gè)細(xì)胞，這個(gè)過程中需要利用__________酶處理。 (2)用于核移植的供體細(xì)胞，一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_____________________ ___________________________________。 (3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞增殖的方式是__________，此外，細(xì)胞增殖還表現(xiàn)出__________和接觸抑制等特點(diǎn)。 (4)將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中，去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核的目的是________________________________________________________________。 (5)將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會(huì)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的犢牛，但也不是100%的復(fù)制，原因最可能是_________________________________________________________。 答案　(1)胰蛋白(或膠原蛋白)　(2)該種細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，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(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞　(5)①生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；②生物的性狀還受環(huán)境因素的影響 解析　(1)實(shí)踐中常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動(dòng)物組織細(xì)胞使其分散開來。(2)傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，適于作核移植的供體細(xì)胞。(3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖，同時(shí)表現(xiàn)出貼壁生長和接觸抑制的現(xiàn)象。(4)去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核的目的是使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞。(5)生物的性狀是細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用的結(jié)果，同時(shí)，生物的性狀還受環(huán)境的影響，因此，克隆動(dòng)物不可能是供體奶牛100%的復(fù)制品。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　動(dòng)物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng) 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程的順序是(　　) ①原代培養(yǎng)?、趥鞔囵B(yǎng)　③用胰蛋白酶處理組織，形成分散的細(xì)胞懸液 A．①②③ B．①③② C．②①③ D．③①② 答案　D 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程的順序?yàn)椋哼x取幼齡動(dòng)物個(gè)體的體細(xì)胞或早期胚胎組織作培養(yǎng)材料→用胰蛋白酶處理組織，制備細(xì)胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。 2．進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，最好選用的培養(yǎng)材料是(　　) A．衰老退化的動(dòng)物組織細(xì)胞 B．成熟動(dòng)物個(gè)體的體細(xì)胞 C．動(dòng)物的受精卵細(xì)胞 D．健康動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物個(gè)體的體細(xì)胞 答案　D 解析　健康動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物個(gè)體的體細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，而衰老退化的動(dòng)物組織細(xì)胞、成熟動(dòng)物個(gè)體的體細(xì)胞分裂能力差，一般不用。 3．一般來說，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件有(　　) ①無毒的環(huán)境　②無菌的環(huán)境?、叟囵B(yǎng)液中需加血漿　④溫度與動(dòng)物體溫相近?、菪枰狾2　⑥加CO2維持培養(yǎng)液的pH A．①②③④⑤⑥ B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥ 答案　A 解析　動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、無毒，在細(xì)胞培養(yǎng)液中需添加血清、血漿等一些天然成分，培養(yǎng)溫度一般與動(dòng)物體溫相近。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)還需要O2和CO2，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2可維持培養(yǎng)液的pH。 4．下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．可用于檢測某種物質(zhì)的毒性 B．可通過培養(yǎng)各種病變細(xì)胞，用于藥理等方面的研究 C．可通過動(dòng)物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素等 D．經(jīng)過脫分化、再分化，可構(gòu)建人造皮膚 答案　D 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)沒有脫分化與再分化過程。 題組二　動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 5．下列關(guān)于哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物的敘述，正確的是(　　) A．體細(xì)胞核移植過程中可以用任何細(xì)胞作為受體細(xì)胞 B．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(dòng)物個(gè)體 C．利用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)可有選擇地繁殖某一性別的家畜 D．用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代50代以內(nèi)的細(xì)胞 答案　C 解析　體細(xì)胞核移植過程中常用減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞；動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，不能經(jīng)過培養(yǎng)獲得動(dòng)物個(gè)體；用于核移植的供體細(xì)胞一般是10代以內(nèi)的細(xì)胞；克隆動(dòng)物細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)來自供體細(xì)胞，其性別與提供細(xì)胞核的動(dòng)物一致，因此可有選擇地克隆某一性別的家畜。 6．核移植的受體細(xì)胞是MⅡ期卵母細(xì)胞，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A．MⅡ期卵母細(xì)胞質(zhì)中含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì) B．MⅡ期卵母細(xì)胞體積比較大，操作起來相對(duì)容易 C．可以把供體細(xì)胞直接注入去核的卵母細(xì)胞中 D．MⅡ期卵母細(xì)胞對(duì)克隆動(dòng)物的遺傳特性沒有任何影響 答案　D 解析　直接把供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中也是可以的，并且這樣可以減少對(duì)細(xì)胞核的損傷，更有利于重組細(xì)胞的分裂；MⅡ期卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有少量的遺傳物質(zhì)，也會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的遺傳特性產(chǎn)生影響。 7．下列有關(guān)體細(xì)胞核移植技術(shù)的說法，不正確的是(　　) A．體細(xì)胞核移植技術(shù)在多種動(dòng)物中獲得了成功，成功率非常高 B．克隆技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié)有待于進(jìn)一步改進(jìn) C．大多數(shù)克隆動(dòng)物還存在一些遺傳和生理缺陷類的健康問題 D．克隆動(dòng)物食品的安全性問題仍然存在爭議 答案　A 解析　由于體細(xì)胞核移植技術(shù)是一項(xiàng)新的技術(shù)，成功率并不高，有許多問題仍待解決。 8．下圖是某克隆羊的培育過程模式圖，則與獲得該克隆羊接近的生殖方式和其發(fā)育成熟時(shí)所分泌的主要性激素分別是(　　) A．無性生殖；雄性激素 B．無性生殖；雌性激素 C．有性生殖；雄性激素 D．有性生殖；雌性激素 答案　A 解析　克隆羊的產(chǎn)生屬于無性生殖；由于此過程是雄性羊供核，故得到的克隆羊?yàn)樾坌?，所分泌的性激素是雄性激素? [綜合強(qiáng)化] 9．有關(guān)動(dòng)、植物體細(xì)胞的離體培養(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(jìn)行 D．都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性 答案　C 解析　動(dòng)、植物體細(xì)胞的離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進(jìn)行；動(dòng)物的體細(xì)胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基，需要用CO2培養(yǎng)箱，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性；植物的體細(xì)胞離體培養(yǎng)一般用固體培養(yǎng)基，不需要用CO2培養(yǎng)箱，能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。 10．對(duì)某種動(dòng)物的肝腫瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．在利用肝組織塊制備細(xì)胞懸液時(shí)，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理 B．細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是刺激細(xì)胞呼吸 C．為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素 D．在合成培養(yǎng)基中，通常需加入血清、血漿等天然成分 答案　B 解析　在利用肝組織塊制備細(xì)胞懸液時(shí)，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，以分解細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，得到單個(gè)細(xì)胞；細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH；為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，要求對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行消毒、滅菌，也可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素；合成培養(yǎng)基通常需加入血清、血漿等天然成分。 11．下列屬于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)區(qū)別的是(　　) A．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基與植物細(xì)胞培養(yǎng)基的成分有所不同 B．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行 C．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可發(fā)生遺傳物質(zhì)改變，而植物組織培養(yǎng)不能 D．植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)都體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 答案　A 解析　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基的成分不同，如培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)基需加入血清，而植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基則不需加入血清；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)都需要在無菌、人工控制的條件下進(jìn)行；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)過程中都可發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變；植物組織培養(yǎng)最終能夠形成完整的植物體，能體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性，動(dòng)物細(xì)胞最終不能被培養(yǎng)成新的個(gè)體，不能體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的全能性。 12．動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)，通常要在培養(yǎng)基中補(bǔ)充一定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培養(yǎng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從該圖獲得的結(jié)論是(　　) A．正常細(xì)胞與癌細(xì)胞的增殖速率相同 B．有無血清對(duì)正常細(xì)胞培養(yǎng)的影響較大 C．培養(yǎng)基中補(bǔ)充血清有助于正常細(xì)胞的培養(yǎng) D．培養(yǎng)基中是否補(bǔ)充血清對(duì)癌細(xì)胞的培養(yǎng)影響不大 答案　A 解析　分析圖中曲線可知，對(duì)癌細(xì)胞來說，相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，培養(yǎng)基中有無血清，其細(xì)胞數(shù)目相差不大，說明培養(yǎng)基中有無血清對(duì)癌細(xì)胞的培養(yǎng)影響不大；對(duì)正常細(xì)胞來說，在相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，有血清的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于沒有血清的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)目，說明有無血清對(duì)正常細(xì)胞的培養(yǎng)影響較大；在相同條件和相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，癌細(xì)胞和正常細(xì)胞的數(shù)目差距較大，正常細(xì)胞達(dá)到一定的數(shù)目后不再增加，而癌細(xì)胞卻能不斷增加。 13．如圖是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)容器A中放置的是動(dòng)物器官或組織，它一般取自________________。 (2)容器A中的動(dòng)物器官或組織首先要進(jìn)行的處理是________，然后用________酶處理，這是為了使細(xì)胞分散開來，這樣做的目的是____________________________。 (3)培養(yǎng)先在B瓶中進(jìn)行，瓶中的培養(yǎng)基成分有葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和________等，細(xì)胞增殖產(chǎn)生的新細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出________生長現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)胞分裂生長相互接觸時(shí)，就會(huì)停止分裂增殖，這稱為__________現(xiàn)象。需用胰蛋白酶處理后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，稱為________。 (4)細(xì)胞在C瓶培養(yǎng)，出現(xiàn)極少數(shù)細(xì)胞無限繁殖，其原因是____________________。 答案　(1)胚胎或幼齡動(dòng)物　(2)剪碎　胰蛋白(或膠原蛋白)　使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸　(3)動(dòng)物血清　貼壁　接觸抑制　傳代培養(yǎng)　(4)細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，帶有癌變特點(diǎn) 解析　(1)胚胎或幼齡動(dòng)物的細(xì)胞具有旺盛的分裂能力，培養(yǎng)后可獲得較多細(xì)胞。(2)為了增加細(xì)胞與培養(yǎng)液的接觸，應(yīng)使細(xì)胞分散開來，可先用物理方法剪碎，再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。(3)血漿中含有豐富的營養(yǎng)成分，為良好的天然營養(yǎng)物質(zhì)；在培養(yǎng)過程中細(xì)胞會(huì)有接觸抑制現(xiàn)象，需用胰蛋白酶處理，使之分散開，以便與培養(yǎng)液充分接觸；若再分瓶培養(yǎng)則為傳代培養(yǎng)。(4)培養(yǎng)過程中細(xì)胞的遺傳物質(zhì)可能發(fā)生變異而具有癌細(xì)胞的特點(diǎn)，即具有無限增殖能力。 14．(2016全國甲，40節(jié)選)下圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動(dòng)物(二倍體)的流程。 回答下列問題： (1)圖中A表示正常細(xì)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(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時(shí)期再進(jìn)行，去核時(shí)常采用________________的方法。 (2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)胞中________________的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。 (3)若獲得的克隆動(dòng)物與供體動(dòng)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“多利”培養(yǎng)成功一樣，其他克隆動(dòng)物的成功獲得也證明了________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)XX或XY　顯微操作(去核法)　(2)遺傳物質(zhì) (3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響　(4)已經(jīng)分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 解析　(1)提供體細(xì)胞的供體可能為雌性，也可能為雄性，因此圖中A(正常細(xì)胞核)的性染色體組成為XX或XY。常采用顯微操作去核法來去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。(2)取供體動(dòng)物的體細(xì)胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。超過10代繼續(xù)培養(yǎng)，則其遺傳物質(zhì)(或核型)的穩(wěn)定性會(huì)降低。(3)克隆動(dòng)物的細(xì)胞核基因來自供體細(xì)胞，因此大部分性狀與供體相同，但細(xì)胞質(zhì)基因來源于受體(或提供卵母細(xì)胞的個(gè)體)，即卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響，這就決定了克隆動(dòng)物的性狀與供體不完全相同。(4)克隆動(dòng)物的培育采用的是核移植技術(shù)，核移植技術(shù)的原理是：已經(jīng)分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 15．某研究小組進(jìn)行藥物實(shí)驗(yàn)時(shí)，以動(dòng)物肝細(xì)胞為材料，測定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請(qǐng)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： (1)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)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(shí)間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量________。 (2)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是_____________。 (3)在兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，其生長______________。藥物實(shí)驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更________。若用動(dòng)物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需用________或膠原蛋白酶消化處理。 (4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的________。 (5)已知癌細(xì)胞的X基因表達(dá)過量與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。要探究一種抗腫瘤藥物Y對(duì)甲細(xì)胞生長的影響，可將甲細(xì)胞分為A、B兩組，A組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入適量的________，B組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入等量的無菌生理鹽水。經(jīng)培養(yǎng)后，從A、B兩組收集等量細(xì)胞，通過分別檢測X基因在A、B兩組細(xì)胞中的________或________合成水平的差異，確定Y的藥效。 答案　(1)多　(2)血清中含有適合動(dòng)物細(xì)胞生長增殖的各種營養(yǎng)物質(zhì)　(3)產(chǎn)生接觸抑制　多　胰蛋白酶　(4)抗生素　(5)藥物Y　mRNA　蛋白質(zhì) 解析　(1)腫瘤細(xì)胞具有無限增殖能力，細(xì)胞周期短，相同時(shí)間內(nèi)，甲細(xì)胞的數(shù)量多于乙細(xì)胞。(2)動(dòng)物血清中含有胰島素、生長激素等，能促進(jìn)細(xì)胞的生長和增殖，是天然的培養(yǎng)基。(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)為了獲得細(xì)胞懸液，需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理組織塊，使組織塊中的細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)造無菌的環(huán)境，因此為了防止細(xì)菌污染，可在培養(yǎng)基中添加抗生素。(5)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)需要遵循單一變量原則，因此A組需要加入藥物Y，可通過檢測基因是否完成轉(zhuǎn)錄或翻譯來確定Y的藥效。