人教版(2019版)选择性必修三2.2.1 动物细胞培养同步练习

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名称 人教版(2019版)选择性必修三2.2.1 动物细胞培养同步练习
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2022-01-13 16:49:02

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人教版(2019版)选择性必修三2.2.1 动物细胞培养同步练习
一、单选题
1.(2021高三上·杭州期中)下列关于动物细胞培养的说法正确的是(  )
A.恶性细胞系具有不死性和失去接触抑制等特性
B.细胞株没有差异性,在连续传代过程中遗传性状始终保持稳定
C.没有外加抗生素的条件下将无法进行传代培养
D.动物组织细胞间的胶原纤维可用纤维素酶水解
【答案】A
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、恶性肿瘤细胞系能无限繁殖,细胞表面糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低,即具有不死性和失去接触抑制等特性,A正确;
B、细胞株传到50左右不能再继续传代,部分细胞遗传物质改变,具有癌变细胞的特点,可以在培养条件下无限制的传代下去,B错误;
C、癌变的细胞可以无限增殖,没有外加抗生素的条件下也能进行传代培养,C错误;
D、动物组织细胞间的胶原纤维可用胶原蛋白酶水解,D错误。
故答案为:A。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 。
2.(2021高二上·沈阳期中)下列有关生物工程的叙述正确的是(  )
A.在筛选杂交瘤细胞的过程中需要使用特定的选择培养基
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中均要用胰蛋白酶使细胞分散
C.茎尖细胞具有很强的分裂能力,离体培养时不需要脱分化即可培养成完整植株
D.将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中,培育获得克隆牛是一种培育新物种的方式
【答案】A
【考点】植物组织培养的过程;动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、筛选产生特异性抗体的杂交瘤细胞时要用特定的选择性培养基,淘汰其他不符合要求的细胞,A正确;
B、动物细胞培养过程中要用胰蛋白酶使细胞分散,而植物组织培养过程不需要用胰蛋白酶处理,B错误;
C、离体培养茎尖细胞时,需经脱分化、再分化才可形成完整的植株,C错误;
D、将牛的体细胞核移植到去核卵细胞中,获得的克隆牛属于无性繁殖,没有出现新物种,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。植物组织培养的流程为:制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→移裁→栽培。
2、将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
3、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3.(2021高二上·沈阳期中)下列有关细胞工程技术的原理及目的的叙述,错误的是(  )
选项 技术名称 原理 目的
A 植物体细胞杂交 细胞膜的流动性及植物细胞的全能性 获得杂种植物
B 植物组织培养 植物细胞的全能性 获得植物个体或细胞产品
C 动物细胞培养 细胞增殖 获得动物个体或细胞产品
D 动物细胞核移植 动物细胞细胞核的全能性 获得克隆动物
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【考点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、植物体细胞杂交过程包括原生质体融合和植物组织培养两部分,原理是细胞膜的流动性及植物细胞的全能性,目的是为了打破种间生殖隔离,获得杂种植物,A正确;
B、植物组织培养利用了细胞全能性的原理,目的是获得植物个体或细胞产品,B正确;
C、动物细胞培养利用了细胞增殖的原理,动物细胞培养可以得到大量细胞或细胞产品,C错误;
D、动物细胞核移植利用原理的是动物细胞核的全能性,目的是获得克隆动物,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、进行植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
2、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。
3、动物细胞培养的概念:从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
4、 将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
4.(2021高二上·抚松竞赛)下列关于胚胎干细胞的叙述,哪项是不正确的(  )
A.动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞
B.胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能
C.胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同
D.胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型
【答案】A
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,可见,动物胚胎的每一个细胞不一定都是胚胎干细胞,A错误;
B、胚胎干细胞具有发育的全能性,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞,B正确;
C、胚胎干细胞是由受精卵经有丝分裂形成,其遗传物质与受精卵相同,C正确;
D、胚胎干细胞在饲养层上或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态,但在培养液中加入分化诱导因子,可被诱导分化为不同的组织类型,D正确。
故答案为:A。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
5.(2021高二上·抚松竞赛)关于胚胎干细胞的应用叙述错误的是(  )
A.可以用于治疗由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病
B.在体外诱导分化可培育出人造组织器官
C.是研究体外细胞分化的理想材料
D.不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病
【答案】D
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】ES细胞可以用于治疗由于细胞坏死,退化或功能异常引起的疾病,A正确;ES细胞在体外诱导分化可培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题,B正确;ES细胞具有自我更新和分化的潜能,是研究体外细胞分化的理想材料,C正确;ES细胞可用于治疗人类的某些顽症,如帕金森综合症、糖尿病、肝衰竭等疾病,D错误。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
6.(2021高二上·抚松竞赛)某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不正确的(  )
  植物细胞工程 动物细胞工程
技术手段 植物组织培养,植物体细胞杂交 动物细胞培养融合,单克隆抗体的制备
特殊处理 机械法去除细胞壁 胰蛋白酶处理,制成细胞悬液
融合方法 物理方法、化学方法 物理方法、化学方法、生物方法
典型应用 人工种子、杂种植株 单克隆抗体的制备
培养液 区别 生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 动物血清不可缺少
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【考点】植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】①技术手段:植物细胞工程的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交;动物细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植等技术,单克隆抗体的制备是动物细胞融合的应用,①错误;
②特殊处理:植物体细胞杂交时,需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,动物细胞培养时需要用胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液,②错误;
③融合方法:诱导植物细胞融合的方法有物理(离心、振动和电激等)和化学方法(聚乙二醇);诱导动物细胞融合的方法有物理、化学和生物方法(灭活的病毒),③正确;
④应用:植物细胞工程技术可应用于制备人工种子、培育杂种植株;动物细胞工程中的动物细胞融合技术可以用于制备单克隆抗体,④正确;
⑤培养液:植物细胞工程中的培养基中需要用生长素和细胞分裂素以影响愈伤组织的生长和分化;动物细胞工程的培养液中需要加入动物血清、血浆等天然成分,⑤正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:
细胞工程 植物体细胞杂交 动物细胞融合
理论基础 细胞的全能性、细胞膜的流动性 细胞增殖、细胞膜的流动性
融合前处理 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶) 注射特定抗原,免疫处理正常小鼠
诱导手段 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG) 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG)
生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)
诱导过程 第一步:原生质体的制备(酶解法)
第二步:原生质体融合(物、化法)
第三步:杂种细胞的筛选和培养
第四步:杂种植株的诱导与鉴定 正常小鼠免疫处理动物细胞的融合(物、化、生法)杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养单克隆抗体的提纯
用途和意义 克服远缘杂交的不亲和障碍,大大扩展杂交的亲本组合范围
应用:克服远缘杂交的不亲和障碍 制备单克隆抗体。诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症
7.(2021·绍兴模拟)培养不同类型的细胞需要不同的培养基,下列叙述错误的是(  )
A.细菌培养基通常加入氯化钠以维持一定的渗透压
B.MS培养基可以先配置成高浓度的母液,用时再稀释
C.动物细胞培养基中通常加入血清、激素等以提高细胞克隆形成率
D.各种培养基在使用前都需要经过高压蒸汽灭菌处理
【答案】D
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、细菌的培养基中通常加入氯化钠来维持培养基的渗透压,A正确;
B、MS培养基可以先配置成高浓度的母液,用时再稀释,可以减少误差,B正确;
C、动物细胞培养的营养物质有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质,C正确;
D、有些培养基不需要高压蒸汽灭菌处理,如含糖量高的培养基,高压蒸汽灭菌会使其中的某些化学物质结构改变,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基,液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基;固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数,液态培养基常用于扩大化生产,观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等;根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
3、MS培养基无机盐和离子浓度较高,是较稳定的离子平衡溶液,它的硝酸盐含量高,能满足植物细胞的营养和生理需要,因而适用范围比较广,多数植物组织培养快速繁殖用它作为培养基的基本培养基。
8.(2021高三上·驻马店月考)紫杉醇具有良好的抗肿瘤作用,科研人员采用植物组织培养技术从红豆杉愈伤组织中提取到大量的紫杉醇。下列操作或叙述错误的是(  )
A.通常选取红豆植株的茎尖或根尖组织经消毒后作为外植体
B.植物组织培养和动物细胞培养的原理是不一样的
C.外植体脱分化成愈伤组织过程中发生了细胞分裂和细胞分化
D.高度液泡化、无定形态的愈伤组织细胞经培养能合成紫杉醇
【答案】C
【考点】植物组织培养的过程;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、通常选取红豆植株的茎尖或根尖作为外植体,外植体需要消毒,A正确;
B、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖,B正确;
C、外植体脱分化成愈伤组织过程中发生了细胞分裂,没有发生细胞分化,C错误;
D、高度液泡化、无定形态的愈伤组织细胞经培养能合成大量的紫杉醇等细胞代谢产物,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。植物组织培养的流程为:制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→移裁→栽培。在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度; ④充足的养料。
2、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
9.(2021高三上·驻马店月考)近年来,间充质干细胞被广泛应用到了器官修复的临床研究中,2021年4月“干细胞注射竟长出牙槽骨”的新闻被刷上了热搜,大家直呼“我的牙有救了!”。下列有关说法错误的是(  )
A.干细胞是非特定化的细胞,具有发育的全能性
B.干细胞在形态上表现为体积小,细胞核小,核仁不明显
C.牙槽骨能成功长出来的实质是基因的选择性表达
D.干细胞还可以应用于器官移植
【答案】B
【考点】干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、干细胞具有连续分裂分化的能力,属于非特定化的细胞,具有发育的全能性,A正确;
B、干细胞在结构上表现为体积较小,细胞核大,核仁明显,B错误;
C、由干细胞长出牙槽骨是基因选择性表达的结果,C正确;
D、应用干细胞可以用于器官移植以及治疗多种疾病,D正确。
故答案为:B。
【分析】干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三种类型。胚胎干细胞的特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
10.(2021·山东模拟)我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中,培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪(如下图所示),这项研究的最终目的是在动物体内培养人体器官用于器官移植。下列相关叙述错误的是(  )
A.胚胎干细胞培养过程中细胞会因接触抑制而停止分裂,需用胰蛋白酶处理后继续培养
B.采集的卵母细胞需培养至减数第一次分裂后期才能与获能精子受精,进而获得猪胚胎
C.从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能
D.该技术有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内,培育出完全由人体细胞组成的器官
【答案】B
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、“猪—猴嵌合体”仔猪培育的基础是动物细胞培养技术,动物细胞培养过程中会因接触抑制而停止分裂增殖,需要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理后继续培养,A正确;
B、体外受精时,需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂第二次分裂中期,才可以与获能精子完成受精作用,进而获得猪胚胎,B错误;
C、胚胎干细胞具有发育的全能性,故从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能,C正确;
D、据“猪—猴嵌合体”仔猪培育技术推测,将人的胚胎干细胞注入猪体内,可以制造出完全由人体细胞组成的器官,该研究能够解决器官移植的供体不足,避免器官移植中排斥反应,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
11.(2021高三上·普宁月考)下列关于现代生物技术的叙述中,不正确的是(  )
A.试管苗、试管牛和克隆羊都属于无性生殖且能保持母本性状
B.欲得到多个相同目的基因可采用PCR技术
C.同一植株的体细胞融合后形成的新个体,与原植物可能属于不同物种
D.动物细胞培养过程中CO2的主要作用是维持培养液的pH
【答案】A
【考点】PCR技术的基本操作和应用;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、试管牛是体外受精获得,属于无性生殖,,A错误;
B、PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,B正确;
C、将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,杂种细胞培育成杂种植株,不同种的植物之间具有生殖隔离,不属于同一物种,C正确;
D、动物细胞培养过程中CO2的作用是维持培养液的pH,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。 3、植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。进行植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
12.(2021高三上·普宁月考)下列选项中能正确说明生物工程技术的是(  )
A.植物组织培养是指离体的植物器官或细胞进行脱分化形成新个体
B.动物细胞融合技术目前的用途是培养具有双亲优良性状的经济动物
C.人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造
D.动物克隆技术的基础是动物细胞培养
【答案】D
【考点】基因突变的特点及意义;植物组织培养的过程;动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、植物组织培养是指离体的植物器官或细胞进行脱分化和再分化形成新个体,A错误;
B、动物细胞融合最主要的用途:制备单克隆抗体,B错误;
C、人工诱变具有不定向性,细胞工程、基因工程等能对微生物进行定向改造,C错误;
D、动物克隆原理是动物细胞核的全能性,基础是动物细胞培养,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。植物组织培养过程是:离体的植物器言、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。
2、动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程.融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。最主要的用途:制备单克隆抗体。
3、动物细胞培养:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。动物细胞工程技术包括:动物细胞培养、动物细胞融合、核移植等。
4、基因突变(1)类型:自发突变和人工诱变。(2)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
13.(2021·成都模拟)下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是(  )
A.蛙的红细胞在无丝分裂时不出现纺锤体和染色体的变化
B.由于细胞代谢受损或中断引起的细胞死亡称为细胞凋亡
C.成年动物体内仍保留少数具有分裂和分化能力的干细胞
D.细胞癌变并不是单个基因突变的结果,而是一种累积效应
【答案】B
【考点】干细胞的概念、应用及研究进展;细胞凋亡与细胞坏死的区别;细胞癌变的原因
【解析】【解答】A、和有丝分裂不同,蛙的红细胞在分裂时不出现纺锤体和染色体的变化,故称为无丝分裂,A正确;
B、由于细胞代谢受损或中断引起的细胞死亡属于非正常死亡,属于细胞坏死,不属于细胞凋亡,B错误;
C、成年动物体内仍保留少数具有分裂和分化能力的干细胞,如造血干细胞,C正确;
D、细胞癌变是多个基因突变累积的结果,遗传物质发生改变,D正确。
故答案为:B。
【分析】比较细胞凋亡与细胞坏死
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系 受基因控制 不受基因控制
细胞膜的变化 内陷 破裂
形态变化 细胞变圆,与周围细胞脱离 细胞外形不规则
影响因素 由遗传机制决定的程序性调控 电、热、冷、机械等不利因素
14.(2021高三上·青岛开学考)哺乳动物的单倍体胚胎干细胞(haESCs)是指只含有一套染色体(性染色体只含X染色体)、拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群,可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型,在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列说法错误的是(  )
A.在体外培养条件下,haESCs可以只增殖而不发生细胞分化
B.推测仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段
C.haESCs与成体干细胞类似,可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官
D.haESCs中通常不含等位基因,为获取遗传操作的动物模型提供了新思路
【答案】C
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、单倍体胚胎干细胞拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群,在体外培养条件下,单倍体胚胎干细胞同样具有胚胎干细胞的特点,也可增殖而不发生细胞分化,A正确;
B、根据题干信息“单倍体胚胎干细胞性染色体只含X染色体”推测,仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段,B正确;
C、单倍体胚胎干细胞类似于正常胚胎干细胞,具有发育的全能性,可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官,而成体干细胞来源于已经分化组织中的未分化细胞,如造血干细胞,其只能分化为所来源的组织和器官的类型的细胞,C错误;
D、单倍体胚胎干细胞中不含等位基因,动物细胞核具有全能性,需要核移植技术才能培育成单倍体动物,为获取遗传操作的动物模型提供了新思路,D正确。
故答案为:C。
【分析】胚胎干细胞
(1)来源:是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的。
(2)特点:①形态:体积小、细胞核大、核仁明显。
②功能:具有发育的全能性。
③体外培养:可增殖而不发生分化。
(3)应用:①治疗人类某些顽症。②培育人造组织器官。③ 研究体外细胞分化的理想材料。
15.(2021高二下·无锡期末)图中Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径。下列相关叙述错误的是(  )
A.胚胎干细胞在饲养层细胞上培养时,可以只增殖不分化
B.图中早期胚胎一般是指发育到原肠胚期之前的胚胎
C.通过途径Ⅰ获取早期胚胎的过程属于无性生殖范畴
D.通过途径Ⅱ获得的胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可进行分化
【答案】C
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、胎干细胞在饲养层细胞上培养可维持只增殖不分化状态,A正确;
B、图中早期胚胎一般是指发育到原肠胚期之前,即囊胚时期的胚胎,囊胚中的内细胞团细胞属于胚胎干细胞,B正确;
C、过程Ⅰ获取早期胚胎的过程属于有性生殖范畴,而过程Ⅱ获取早期胚胎的过程不属于有性生殖范畴,C错误;
D、过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化,D正确。
故答案为:C。
【分析】分析图解:图中Ⅰ表示精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵经过早期胚胎发育获得胚胎干细胞的过程;Ⅱ表示卵细胞和体细胞经过核移植过程,形成重组细胞,通过动物细胞培养获得胚胎干细胞的过程。即过程Ⅰ属于受精作用、过程Ⅱ属于核移植技术,前者属于有性生殖范畴,后者属于无性生殖范畴。
16.(2021高二下·常州期末)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如下图所示。下列叙述错误的是(  )
A.为获得更多的囊胚,采用激素注射促进雌鼠排出更多的卵母细胞
B.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
C.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
D.细胞a和细胞b因分化程度不同,所以全能性高低不同
【答案】B
【考点】动物细胞培养技术;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、为了获得更多的囊胚,可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵,然后将卵细胞从母体内取出,在试管内与人工采集的精子进行体外受精,培育成胚胎,A正确;
B、运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞,首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团,分解细胞间的胶原蛋白等,使之分散成单个细胞,B错误;
C、 动物细胞培养时需要在5%CO2的培养箱中进行培养,以维持培养液的pH,C正确;
D、分化程度越低,全能性越高,因此细胞a和细胞b因分化程度不同,所以全能性高低不同,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO(维持培养液的pH)。
4、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 。
17.(2021高二下·韩城期末)下列与动物细胞培养有关的叙述中,不正确的是(  )
A.用胰蛋白酶处理可使组织分散成单个细胞
B.原代培养指从供体获取细胞的初次培养
C.原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞
D.动物细胞传代培养的过程中,大部分细胞的遗传物质会发生改变
【答案】D
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在动物细胞培养过程中,用胰蛋白酶处理可使组织分散成单个细胞,制成细胞悬液,A正确;
B、原代培养指从供体获取细胞的初次培养,过程为:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中培养,B正确;
C、原代培养的细胞一般传至10代左右会出现危机,绝大部分细胞会出现生长停滞,C正确;
D、随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,但极少数细胞克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,与正常细胞相比,其遗传物质已发生改变,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和PH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
4、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基固体,植物细胞培养基液体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
18.(2021高二下·韩城期末)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了在“细胞感知和适应氧气供应”研究中做出贡献的科学家。此项研究以能够表达人类促红细胞生成索的小鼠模型为材料,并借助动物细胞培养技术进行研究。下列相关叙述错误的是(  )
A.培养过程中,应定期更换培养液,以便清除细胞代谢产物
B.培养过程中,要在培养基中加入--定量的血清,以防止培养过程中的污染
C.培养过程中,添加CO2的目的是维持培养液的pH
D.用该技术培养的动物细胞可以用于筛选抗癌药物
【答案】B
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养过程中需要定期更换培养液以便清除代谢产物,A正确;
B、培养过程中,要在培养基中加一定量的抗生素防止培养过程中的污染,B错误;
C、培养过程中,需要一定的气体环境,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH,C正确;
D、用该技术培养的动物细胞可以用于筛选抗癌药物,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和PH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
4、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基固体,植物细胞培养基液体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
19.关于iPS细胞的研究是生物医学领域的热门课题,相关说法错误的是(  )
A.人体已经分化的体细胞经过激素的诱导可产生iPS细胞
B.iPS细胞的产生类似于植物组织培养中的脱分化的过程
C.iPS细胞经过诱导培养可产生特定功能的细胞用于疾病的治疗
D.病人对自身的iPS细胞诱导产生的细胞或组织不产生免疫排斥反应
【答案】A
【考点】胚胎干细胞及其应用;免疫学的应用
【解析】【解答】A、人体已经分化的体细胞诱导产生iPS细胞的方法是导入特定的基因或蛋白,不是由激素诱导,A错误;
B、成纤维细胞转变为iPS细胞,即从高度分化的细胞形成分化程度低的细胞,过程类似于植物组织培养中的脱分化过程,B正确;
C、iPS细胞经过诱导培养可发生分化产生特定功能的细胞用于疾病的治疗,C正确;
D、病人对自身的iPS细胞诱导产生的细胞或组织不产生免疫排斥反应,D正确。
故答案为:A。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团),其特点是具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。iPS(诱导性多能干细胞)指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞细胞,分化成多种组织细胞,说明基因选择性表达,它与其他细胞含有相同的基因。iPS细胞在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似,且都能分化成各种器官。
20.(2021高二下·韩城期末)研究发现,在特殊条件下,成年小鼠的肌肉干细胞可以分化为各种血细胞。此处的“肌肉干细胞”属于(  )
A.胚胎干细胞 B.全能干细胞 C.多能干细胞 D.专能干细胞
【答案】D
【考点】干细胞的概念及种类
【解析】【解答】肌肉干细胞属于单能干细胞,这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化,如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。ABC错误,D正确。
故答案为:D。
【分析】干细胞是动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。干细胞的分类:①全能干细胞,可分化成各种细胞,构成各种组织和器言,最终发育成完整的个体;②多能干细胞:可发育形成一种器官或多种组织,但不能发育成完整个体;③专能干细胞:只能分化成某以类型的细胞。
二、综合题
21.(2021高二下·前郭期末)利用动物细胞培养、动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。请回答下列有关细胞工程的问题:
(1)动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理,其目的是   。
(2)在体外培养过程中,培养液的pH需要用   来维持,此外,应定期更换培养液,以便   。
(3)细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使   杂交成为可能。诱导动物细胞融合时,常用的诱导因素有   (答出2点)和灭活的病毒等。
(4)把从免疫小鼠的脾脏中提取的B细胞与骨髓瘤细胞混合,体外诱导细胞融合,第一次筛选时,未融合的亲本细胞和   都会死亡,而保留的细胞是   。制备的单克隆抗体具有的优点有   。
【答案】(1)使组织分散成单个细胞
(2)CO2;清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
(3)远缘(或不同物种之间的);聚乙二醇(或PEG)、电激
(4)融合的具有同种细胞核的细胞;杂种细胞(或杂交瘤细胞);特异性强、灵敏度高并可大量制备
【考点】动物细胞培养技术;细胞融合的方法
【解析】【解答】(1)动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理,胰蛋白酶可使组织分散成单个细胞。(2)细胞培养所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。细胞培养过程中,细胞代谢废物积累对细胞自身会造成危害,因此,需要定期更换培养液,以便清除代谢废物。(3)细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。诱导动物细胞合时,常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、电激和灭活的病毒等。(4)进行细胞融合时,会得到融合的具有相同细胞核的细胞、融合的具有不同细胞核的细胞和未融合的亲本细胞,未融合的亲本细胞和融合的具有同种细胞核的细胞都会死亡,具有不同细胞核的细胞也就是杂种细胞或杂交瘤细胞会保留。制备的单克隆抗体具有的优点有特异性强、灵敏度高并可大量制备等。
【分析】 1、动物细胞培养条件:(1)无菌无毒环境:对培养液和所有培养用具进行无菌处理,在细胞培养液中添加一定量的抗生素;定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。(2)营养:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5C为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO,的混合气体的培养箱中进行培养;O,是细胞代谢所必需的,CO,主要作用是维持培养液的pH;
2、动物细胞融合:(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。(2)诱导动物细胞融合的方法有物理法(电激等)、化学法(聚乙二醇PEG)、生物法(灭活的病毒)等。(3)动物细胞融合的意义:打破了生殖隔离,使远缘杂交成为可能;成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。(4)最主要的用途:制备单克隆抗体;
3、当贴壁细胞分裂生长到互相接触时,细胞就会停止分裂增殖,出现接触抑制。此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理;
4、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞,利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
22.(2021高二下·韩城期末)1965年Mintz首次得到了存活至成年的正常嵌合小鼠,1970年以来相继获得了小鼠、大鼠、兔的嵌合体,其中比较典型的是“山羊—绵羊”嵌合体(流程如下图所示),请据图回答问题:
(1)若通过体外受精制备山羊(绵羊)早期胚胎,采集的精子常采用   法进行获能处理,卵子应培育到   (时期)才能进行受精。
(2)ES细胞除可取自早期胚胎外还可取自   ,据图可知将山羊的ES细胞注射进绵羊囊胚的   处,选择ES细胞是利用其在功能上具有   。
(3)“山羊—绵羊”嵌合体胚胎移人受体子宫内能继续发育,其生理学基础是   。
【答案】(1)化学诱导;减数第二次分裂中期
(2)原始性腺细胞;内细胞团;发育的全能性
(3)受体子宫对外来胚胎不产生免疫排斥,而且供体胚胎和受体子宫能建立正常的生理和组织联系
【考点】胚胎干细胞及其应用;体外受精;胚胎的体外培养
【解析】【解答】(1)通过体外受精制备山羊(绵羊)早期胚胎,采集的精子常采用化学诱导法进行获能处理,卵子应培育到减数第二次分裂中期才能进行受精。
(2)可从早期胚胎或原始性腺细胞获得ES细胞;由于ES细胞具有发育的全能性,可将山羊的ES细胞注射进绵羊囊胚的内细胞团处。
(3)“山羊-绵羊”嵌合体胚胎移入受体子宫内能继续发育,其生理学基础是受体子宫对外来胚胎不产生免疫排斥,而且供体胚胎和受体子宫可建立正常的生理和组织联系。
【分析】1、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是:用促性腺激素处理使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵
(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子言内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑模或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器言的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
4、由题意可知:山羊和绵羊各自雌雄交配形成早期胚胎,其中去山羊早期胚胎的ES细胞通过显微注射到绵羊的囊胚中,通过培养形成“山羊-绵羊”嵌合胚胎,移入受体母羊的主干发育,最终产出“山羊-绵羊“嵌合体。
23.(2021·成都模拟)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,这类细胞在器官移植和转基因动物等方面具有重要的应用价值。回答下列问题:
(1)胚胎干细胞是干细胞的一种,可以从囊胚的   细胞中分离获得。将早期胚胎分离为干细胞悬液,需要用   酶进行处理。从囊胚中分离获得干细胞后,对其进行的初次培养称为   。若要维持胚胎干细胞的不分化状态,可采用的方法是   。
(2)一般来说,在体外培养胚胎干细胞时,需要满足四个方面的条件,这些条件分别是   。细胞培养过程中需要添加抗生素,其目的是   。
(3)基因工程的受体细胞可选用胚胎干细胞而不选用造血干细胞,原因是   。
【答案】(1)内细胞团;胰蛋白酶(或胶原蛋白酶);原代培养;将胚胎干细胞放在饲养层细胞上或添加抑制因子的培养液中培养
(2)无菌、无毒的环境;营养;温度和pH;气体环境;防止培养过程中有杂菌污染
(3)胚胎干细胞具有发育的全能性
【考点】干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)胚胎干细胞是干细胞的一种,存在于早期胚胎中,可以从囊胚的内细胞团细胞中分离获得。将早期胚胎分离为干细胞悬液,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,以便分散成单个细胞。从囊胚中分离获得干细胞后,对其进行的初次培养称为原代培养。胚胎干细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中培养,能够维持不分化的状态。
(2)在体外培养胚胎干细胞,需借助动物细胞培养技术,一般来说,需要满足四个方面的条件,即无菌、无毒的环境;营养;温度和pH;气体环境。在细胞培养过程中,为了防止杂菌污染,需要添加抗生素。
(3)由于胚胎干细胞具有发育的全能性,而造血干细胞只能分化成特定的细胞或组织,所以基因工程的受体细胞可选用胚胎干细胞而不选用造血干细胞。
【分析】 1、胚胎干细胞的获取方法有从原始性腺获取或者早期胚胎中获取。
2、动物细胞之间有黏连,可以用胰蛋白酶进行消化,初次消化进行的培养是原代培养;再次用胰蛋白酶消化后分散到不同培养基上进行的培养属于传代培养。
3、加入某些特定的诱导因子可以诱导胚胎干细胞定向分化成不同的细胞、组织或者器官。
4、杂菌分裂速度较快,可以和动物细胞竞争营养物质。
24.(2021高二下·邢台月考)动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将组织分散成单个细胞后,在适宜的培养基中培养,让这些细胞生长和增殖。回答下列有关问题:
(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面   时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的   。
(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现   的细胞,但极少数细胞可以连续增殖,其中有的遗传物质会发生改变。使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,目的是   。
(3)动物细胞培养时,培养液中要通入一定浓度的CO2,目的是   。
(4)现用某种大分子染料对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞未被染色,原因是   。
【答案】(1)相互接触;接触抑制
(2)衰老甚至死亡;保持细胞正常的二倍体核型
(3)维持培养液的pH
(4)活细胞的膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触性抑制,此时瓶壁上形成的细胞层数是一层。
(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现衰老甚至死亡的细胞,但极少数细胞可以连续增殖,其中有的遗传物质会发生改变。10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,故目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的。
(3)动物细胞培养时,培养液中要通入一定浓度的CO2,目的是维持培养液的pH。
(4)活细胞膜具有选择透过性,大分子不能通过,而给染色体染色的染料是大分子,所以会观察到死细胞被染色,而活细胞不染色。
【分析】动物细胞培养:将组织取出来后,先用胰蛋白酶等处理,使组织分散成单个细胞,然后配制成一定浓度的细胞悬浮液,再将该浮悬液放入培养瓶中,这个过程称为原代培养。也有人把第一代细胞的培养与十代以内的细胞培养统称为原代培养。把原代培养增殖的细胞定期用胰蛋白酶把细胞从瓶壁上脱离出来,制成悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中培养,这称为传代培养。原代培养的细胞一般传至10代左右就不容易传下去了,细胞的生长就会出现停滞,大部分细胞衰老死亡,极少数存活下来的能传到40~50代,这种传代细胞叫做细胞株。50代后又出现不能再传下去的现象,但是有部分细胞的遗传物质发生了改变,并且有癌变的特点,有可能在适宜的培养条件下无限地传下去,我们把这种传代细胞称为细胞系。
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人教版(2019版)选择性必修三2.2.1 动物细胞培养同步练习
一、单选题
1.(2021高三上·杭州期中)下列关于动物细胞培养的说法正确的是(  )
A.恶性细胞系具有不死性和失去接触抑制等特性
B.细胞株没有差异性,在连续传代过程中遗传性状始终保持稳定
C.没有外加抗生素的条件下将无法进行传代培养
D.动物组织细胞间的胶原纤维可用纤维素酶水解
2.(2021高二上·沈阳期中)下列有关生物工程的叙述正确的是(  )
A.在筛选杂交瘤细胞的过程中需要使用特定的选择培养基
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中均要用胰蛋白酶使细胞分散
C.茎尖细胞具有很强的分裂能力,离体培养时不需要脱分化即可培养成完整植株
D.将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中,培育获得克隆牛是一种培育新物种的方式
3.(2021高二上·沈阳期中)下列有关细胞工程技术的原理及目的的叙述,错误的是(  )
选项 技术名称 原理 目的
A 植物体细胞杂交 细胞膜的流动性及植物细胞的全能性 获得杂种植物
B 植物组织培养 植物细胞的全能性 获得植物个体或细胞产品
C 动物细胞培养 细胞增殖 获得动物个体或细胞产品
D 动物细胞核移植 动物细胞细胞核的全能性 获得克隆动物
A.A B.B C.C D.D
4.(2021高二上·抚松竞赛)下列关于胚胎干细胞的叙述,哪项是不正确的(  )
A.动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞
B.胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能
C.胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同
D.胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型
5.(2021高二上·抚松竞赛)关于胚胎干细胞的应用叙述错误的是(  )
A.可以用于治疗由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病
B.在体外诱导分化可培育出人造组织器官
C.是研究体外细胞分化的理想材料
D.不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病
6.(2021高二上·抚松竞赛)某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不正确的(  )
  植物细胞工程 动物细胞工程
技术手段 植物组织培养,植物体细胞杂交 动物细胞培养融合,单克隆抗体的制备
特殊处理 机械法去除细胞壁 胰蛋白酶处理,制成细胞悬液
融合方法 物理方法、化学方法 物理方法、化学方法、生物方法
典型应用 人工种子、杂种植株 单克隆抗体的制备
培养液 区别 生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 动物血清不可缺少
A.1 B.2 C.3 D.4
7.(2021·绍兴模拟)培养不同类型的细胞需要不同的培养基,下列叙述错误的是(  )
A.细菌培养基通常加入氯化钠以维持一定的渗透压
B.MS培养基可以先配置成高浓度的母液,用时再稀释
C.动物细胞培养基中通常加入血清、激素等以提高细胞克隆形成率
D.各种培养基在使用前都需要经过高压蒸汽灭菌处理
8.(2021高三上·驻马店月考)紫杉醇具有良好的抗肿瘤作用,科研人员采用植物组织培养技术从红豆杉愈伤组织中提取到大量的紫杉醇。下列操作或叙述错误的是(  )
A.通常选取红豆植株的茎尖或根尖组织经消毒后作为外植体
B.植物组织培养和动物细胞培养的原理是不一样的
C.外植体脱分化成愈伤组织过程中发生了细胞分裂和细胞分化
D.高度液泡化、无定形态的愈伤组织细胞经培养能合成紫杉醇
9.(2021高三上·驻马店月考)近年来,间充质干细胞被广泛应用到了器官修复的临床研究中,2021年4月“干细胞注射竟长出牙槽骨”的新闻被刷上了热搜,大家直呼“我的牙有救了!”。下列有关说法错误的是(  )
A.干细胞是非特定化的细胞,具有发育的全能性
B.干细胞在形态上表现为体积小,细胞核小,核仁不明显
C.牙槽骨能成功长出来的实质是基因的选择性表达
D.干细胞还可以应用于器官移植
10.(2021·山东模拟)我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中,培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪(如下图所示),这项研究的最终目的是在动物体内培养人体器官用于器官移植。下列相关叙述错误的是(  )
A.胚胎干细胞培养过程中细胞会因接触抑制而停止分裂,需用胰蛋白酶处理后继续培养
B.采集的卵母细胞需培养至减数第一次分裂后期才能与获能精子受精,进而获得猪胚胎
C.从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能
D.该技术有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内,培育出完全由人体细胞组成的器官
11.(2021高三上·普宁月考)下列关于现代生物技术的叙述中,不正确的是(  )
A.试管苗、试管牛和克隆羊都属于无性生殖且能保持母本性状
B.欲得到多个相同目的基因可采用PCR技术
C.同一植株的体细胞融合后形成的新个体,与原植物可能属于不同物种
D.动物细胞培养过程中CO2的主要作用是维持培养液的pH
12.(2021高三上·普宁月考)下列选项中能正确说明生物工程技术的是(  )
A.植物组织培养是指离体的植物器官或细胞进行脱分化形成新个体
B.动物细胞融合技术目前的用途是培养具有双亲优良性状的经济动物
C.人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造
D.动物克隆技术的基础是动物细胞培养
13.(2021·成都模拟)下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是(  )
A.蛙的红细胞在无丝分裂时不出现纺锤体和染色体的变化
B.由于细胞代谢受损或中断引起的细胞死亡称为细胞凋亡
C.成年动物体内仍保留少数具有分裂和分化能力的干细胞
D.细胞癌变并不是单个基因突变的结果,而是一种累积效应
14.(2021高三上·青岛开学考)哺乳动物的单倍体胚胎干细胞(haESCs)是指只含有一套染色体(性染色体只含X染色体)、拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群,可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型,在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列说法错误的是(  )
A.在体外培养条件下,haESCs可以只增殖而不发生细胞分化
B.推测仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段
C.haESCs与成体干细胞类似,可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官
D.haESCs中通常不含等位基因,为获取遗传操作的动物模型提供了新思路
15.(2021高二下·无锡期末)图中Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径。下列相关叙述错误的是(  )
A.胚胎干细胞在饲养层细胞上培养时,可以只增殖不分化
B.图中早期胚胎一般是指发育到原肠胚期之前的胚胎
C.通过途径Ⅰ获取早期胚胎的过程属于无性生殖范畴
D.通过途径Ⅱ获得的胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可进行分化
16.(2021高二下·常州期末)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如下图所示。下列叙述错误的是(  )
A.为获得更多的囊胚,采用激素注射促进雌鼠排出更多的卵母细胞
B.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
C.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
D.细胞a和细胞b因分化程度不同,所以全能性高低不同
17.(2021高二下·韩城期末)下列与动物细胞培养有关的叙述中,不正确的是(  )
A.用胰蛋白酶处理可使组织分散成单个细胞
B.原代培养指从供体获取细胞的初次培养
C.原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞
D.动物细胞传代培养的过程中,大部分细胞的遗传物质会发生改变
18.(2021高二下·韩城期末)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了在“细胞感知和适应氧气供应”研究中做出贡献的科学家。此项研究以能够表达人类促红细胞生成索的小鼠模型为材料,并借助动物细胞培养技术进行研究。下列相关叙述错误的是(  )
A.培养过程中,应定期更换培养液,以便清除细胞代谢产物
B.培养过程中,要在培养基中加入--定量的血清,以防止培养过程中的污染
C.培养过程中,添加CO2的目的是维持培养液的pH
D.用该技术培养的动物细胞可以用于筛选抗癌药物
19.关于iPS细胞的研究是生物医学领域的热门课题,相关说法错误的是(  )
A.人体已经分化的体细胞经过激素的诱导可产生iPS细胞
B.iPS细胞的产生类似于植物组织培养中的脱分化的过程
C.iPS细胞经过诱导培养可产生特定功能的细胞用于疾病的治疗
D.病人对自身的iPS细胞诱导产生的细胞或组织不产生免疫排斥反应
20.(2021高二下·韩城期末)研究发现,在特殊条件下,成年小鼠的肌肉干细胞可以分化为各种血细胞。此处的“肌肉干细胞”属于(  )
A.胚胎干细胞 B.全能干细胞 C.多能干细胞 D.专能干细胞
二、综合题
21.(2021高二下·前郭期末)利用动物细胞培养、动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。请回答下列有关细胞工程的问题:
(1)动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理,其目的是   。
(2)在体外培养过程中,培养液的pH需要用   来维持,此外,应定期更换培养液,以便   。
(3)细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使   杂交成为可能。诱导动物细胞融合时,常用的诱导因素有   (答出2点)和灭活的病毒等。
(4)把从免疫小鼠的脾脏中提取的B细胞与骨髓瘤细胞混合,体外诱导细胞融合,第一次筛选时,未融合的亲本细胞和   都会死亡,而保留的细胞是   。制备的单克隆抗体具有的优点有   。
22.(2021高二下·韩城期末)1965年Mintz首次得到了存活至成年的正常嵌合小鼠,1970年以来相继获得了小鼠、大鼠、兔的嵌合体,其中比较典型的是“山羊—绵羊”嵌合体(流程如下图所示),请据图回答问题:
(1)若通过体外受精制备山羊(绵羊)早期胚胎,采集的精子常采用   法进行获能处理,卵子应培育到   (时期)才能进行受精。
(2)ES细胞除可取自早期胚胎外还可取自   ,据图可知将山羊的ES细胞注射进绵羊囊胚的   处,选择ES细胞是利用其在功能上具有   。
(3)“山羊—绵羊”嵌合体胚胎移人受体子宫内能继续发育,其生理学基础是   。
23.(2021·成都模拟)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,这类细胞在器官移植和转基因动物等方面具有重要的应用价值。回答下列问题:
(1)胚胎干细胞是干细胞的一种,可以从囊胚的   细胞中分离获得。将早期胚胎分离为干细胞悬液,需要用   酶进行处理。从囊胚中分离获得干细胞后,对其进行的初次培养称为   。若要维持胚胎干细胞的不分化状态,可采用的方法是   。
(2)一般来说,在体外培养胚胎干细胞时,需要满足四个方面的条件,这些条件分别是   。细胞培养过程中需要添加抗生素,其目的是   。
(3)基因工程的受体细胞可选用胚胎干细胞而不选用造血干细胞,原因是   。
24.(2021高二下·邢台月考)动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将组织分散成单个细胞后,在适宜的培养基中培养,让这些细胞生长和增殖。回答下列有关问题:
(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面   时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的   。
(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现   的细胞,但极少数细胞可以连续增殖,其中有的遗传物质会发生改变。使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,目的是   。
(3)动物细胞培养时,培养液中要通入一定浓度的CO2,目的是   。
(4)现用某种大分子染料对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞未被染色,原因是   。
答案解析部分
1.【答案】A
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、恶性肿瘤细胞系能无限繁殖,细胞表面糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低,即具有不死性和失去接触抑制等特性,A正确;
B、细胞株传到50左右不能再继续传代,部分细胞遗传物质改变,具有癌变细胞的特点,可以在培养条件下无限制的传代下去,B错误;
C、癌变的细胞可以无限增殖,没有外加抗生素的条件下也能进行传代培养,C错误;
D、动物组织细胞间的胶原纤维可用胶原蛋白酶水解,D错误。
故答案为:A。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 。
2.【答案】A
【考点】植物组织培养的过程;动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、筛选产生特异性抗体的杂交瘤细胞时要用特定的选择性培养基,淘汰其他不符合要求的细胞,A正确;
B、动物细胞培养过程中要用胰蛋白酶使细胞分散,而植物组织培养过程不需要用胰蛋白酶处理,B错误;
C、离体培养茎尖细胞时,需经脱分化、再分化才可形成完整的植株,C错误;
D、将牛的体细胞核移植到去核卵细胞中,获得的克隆牛属于无性繁殖,没有出现新物种,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。植物组织培养的流程为:制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→移裁→栽培。
2、将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
3、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3.【答案】C
【考点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、植物体细胞杂交过程包括原生质体融合和植物组织培养两部分,原理是细胞膜的流动性及植物细胞的全能性,目的是为了打破种间生殖隔离,获得杂种植物,A正确;
B、植物组织培养利用了细胞全能性的原理,目的是获得植物个体或细胞产品,B正确;
C、动物细胞培养利用了细胞增殖的原理,动物细胞培养可以得到大量细胞或细胞产品,C错误;
D、动物细胞核移植利用原理的是动物细胞核的全能性,目的是获得克隆动物,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、进行植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
2、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。
3、动物细胞培养的概念:从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
4、 将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
4.【答案】A
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,可见,动物胚胎的每一个细胞不一定都是胚胎干细胞,A错误;
B、胚胎干细胞具有发育的全能性,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞,B正确;
C、胚胎干细胞是由受精卵经有丝分裂形成,其遗传物质与受精卵相同,C正确;
D、胚胎干细胞在饲养层上或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态,但在培养液中加入分化诱导因子,可被诱导分化为不同的组织类型,D正确。
故答案为:A。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
5.【答案】D
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】ES细胞可以用于治疗由于细胞坏死,退化或功能异常引起的疾病,A正确;ES细胞在体外诱导分化可培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题,B正确;ES细胞具有自我更新和分化的潜能,是研究体外细胞分化的理想材料,C正确;ES细胞可用于治疗人类的某些顽症,如帕金森综合症、糖尿病、肝衰竭等疾病,D错误。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
6.【答案】B
【考点】植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】①技术手段:植物细胞工程的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交;动物细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植等技术,单克隆抗体的制备是动物细胞融合的应用,①错误;
②特殊处理:植物体细胞杂交时,需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,动物细胞培养时需要用胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液,②错误;
③融合方法:诱导植物细胞融合的方法有物理(离心、振动和电激等)和化学方法(聚乙二醇);诱导动物细胞融合的方法有物理、化学和生物方法(灭活的病毒),③正确;
④应用:植物细胞工程技术可应用于制备人工种子、培育杂种植株;动物细胞工程中的动物细胞融合技术可以用于制备单克隆抗体,④正确;
⑤培养液:植物细胞工程中的培养基中需要用生长素和细胞分裂素以影响愈伤组织的生长和分化;动物细胞工程的培养液中需要加入动物血清、血浆等天然成分,⑤正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:
细胞工程 植物体细胞杂交 动物细胞融合
理论基础 细胞的全能性、细胞膜的流动性 细胞增殖、细胞膜的流动性
融合前处理 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶) 注射特定抗原,免疫处理正常小鼠
诱导手段 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG) 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG)
生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)
诱导过程 第一步:原生质体的制备(酶解法)
第二步:原生质体融合(物、化法)
第三步:杂种细胞的筛选和培养
第四步:杂种植株的诱导与鉴定 正常小鼠免疫处理动物细胞的融合(物、化、生法)杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养单克隆抗体的提纯
用途和意义 克服远缘杂交的不亲和障碍,大大扩展杂交的亲本组合范围
应用:克服远缘杂交的不亲和障碍 制备单克隆抗体。诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症
7.【答案】D
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、细菌的培养基中通常加入氯化钠来维持培养基的渗透压,A正确;
B、MS培养基可以先配置成高浓度的母液,用时再稀释,可以减少误差,B正确;
C、动物细胞培养的营养物质有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质,C正确;
D、有些培养基不需要高压蒸汽灭菌处理,如含糖量高的培养基,高压蒸汽灭菌会使其中的某些化学物质结构改变,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基,液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基;固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数,液态培养基常用于扩大化生产,观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等;根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
3、MS培养基无机盐和离子浓度较高,是较稳定的离子平衡溶液,它的硝酸盐含量高,能满足植物细胞的营养和生理需要,因而适用范围比较广,多数植物组织培养快速繁殖用它作为培养基的基本培养基。
8.【答案】C
【考点】植物组织培养的过程;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、通常选取红豆植株的茎尖或根尖作为外植体,外植体需要消毒,A正确;
B、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖,B正确;
C、外植体脱分化成愈伤组织过程中发生了细胞分裂,没有发生细胞分化,C错误;
D、高度液泡化、无定形态的愈伤组织细胞经培养能合成大量的紫杉醇等细胞代谢产物,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。植物组织培养的流程为:制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→移裁→栽培。在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度; ④充足的养料。
2、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
9.【答案】B
【考点】干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、干细胞具有连续分裂分化的能力,属于非特定化的细胞,具有发育的全能性,A正确;
B、干细胞在结构上表现为体积较小,细胞核大,核仁明显,B错误;
C、由干细胞长出牙槽骨是基因选择性表达的结果,C正确;
D、应用干细胞可以用于器官移植以及治疗多种疾病,D正确。
故答案为:B。
【分析】干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三种类型。胚胎干细胞的特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
10.【答案】B
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、“猪—猴嵌合体”仔猪培育的基础是动物细胞培养技术,动物细胞培养过程中会因接触抑制而停止分裂增殖,需要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理后继续培养,A正确;
B、体外受精时,需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂第二次分裂中期,才可以与获能精子完成受精作用,进而获得猪胚胎,B错误;
C、胚胎干细胞具有发育的全能性,故从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能,C正确;
D、据“猪—猴嵌合体”仔猪培育技术推测,将人的胚胎干细胞注入猪体内,可以制造出完全由人体细胞组成的器官,该研究能够解决器官移植的供体不足,避免器官移植中排斥反应,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
11.【答案】A
【考点】PCR技术的基本操作和应用;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、试管牛是体外受精获得,属于无性生殖,,A错误;
B、PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,B正确;
C、将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,杂种细胞培育成杂种植株,不同种的植物之间具有生殖隔离,不属于同一物种,C正确;
D、动物细胞培养过程中CO2的作用是维持培养液的pH,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。 3、植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。进行植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
12.【答案】D
【考点】基因突变的特点及意义;植物组织培养的过程;动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、植物组织培养是指离体的植物器官或细胞进行脱分化和再分化形成新个体,A错误;
B、动物细胞融合最主要的用途:制备单克隆抗体,B错误;
C、人工诱变具有不定向性,细胞工程、基因工程等能对微生物进行定向改造,C错误;
D、动物克隆原理是动物细胞核的全能性,基础是动物细胞培养,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。植物组织培养过程是:离体的植物器言、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。
2、动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程.融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。最主要的用途:制备单克隆抗体。
3、动物细胞培养:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。动物细胞工程技术包括:动物细胞培养、动物细胞融合、核移植等。
4、基因突变(1)类型:自发突变和人工诱变。(2)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
13.【答案】B
【考点】干细胞的概念、应用及研究进展;细胞凋亡与细胞坏死的区别;细胞癌变的原因
【解析】【解答】A、和有丝分裂不同,蛙的红细胞在分裂时不出现纺锤体和染色体的变化,故称为无丝分裂,A正确;
B、由于细胞代谢受损或中断引起的细胞死亡属于非正常死亡,属于细胞坏死,不属于细胞凋亡,B错误;
C、成年动物体内仍保留少数具有分裂和分化能力的干细胞,如造血干细胞,C正确;
D、细胞癌变是多个基因突变累积的结果,遗传物质发生改变,D正确。
故答案为:B。
【分析】比较细胞凋亡与细胞坏死
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系 受基因控制 不受基因控制
细胞膜的变化 内陷 破裂
形态变化 细胞变圆,与周围细胞脱离 细胞外形不规则
影响因素 由遗传机制决定的程序性调控 电、热、冷、机械等不利因素
14.【答案】C
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、单倍体胚胎干细胞拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群,在体外培养条件下,单倍体胚胎干细胞同样具有胚胎干细胞的特点,也可增殖而不发生细胞分化,A正确;
B、根据题干信息“单倍体胚胎干细胞性染色体只含X染色体”推测,仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段,B正确;
C、单倍体胚胎干细胞类似于正常胚胎干细胞,具有发育的全能性,可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官,而成体干细胞来源于已经分化组织中的未分化细胞,如造血干细胞,其只能分化为所来源的组织和器官的类型的细胞,C错误;
D、单倍体胚胎干细胞中不含等位基因,动物细胞核具有全能性,需要核移植技术才能培育成单倍体动物,为获取遗传操作的动物模型提供了新思路,D正确。
故答案为:C。
【分析】胚胎干细胞
(1)来源:是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的。
(2)特点:①形态:体积小、细胞核大、核仁明显。
②功能:具有发育的全能性。
③体外培养:可增殖而不发生分化。
(3)应用:①治疗人类某些顽症。②培育人造组织器官。③ 研究体外细胞分化的理想材料。
15.【答案】C
【考点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、胎干细胞在饲养层细胞上培养可维持只增殖不分化状态,A正确;
B、图中早期胚胎一般是指发育到原肠胚期之前,即囊胚时期的胚胎,囊胚中的内细胞团细胞属于胚胎干细胞,B正确;
C、过程Ⅰ获取早期胚胎的过程属于有性生殖范畴,而过程Ⅱ获取早期胚胎的过程不属于有性生殖范畴,C错误;
D、过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化,D正确。
故答案为:C。
【分析】分析图解:图中Ⅰ表示精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵经过早期胚胎发育获得胚胎干细胞的过程;Ⅱ表示卵细胞和体细胞经过核移植过程,形成重组细胞,通过动物细胞培养获得胚胎干细胞的过程。即过程Ⅰ属于受精作用、过程Ⅱ属于核移植技术,前者属于有性生殖范畴,后者属于无性生殖范畴。
16.【答案】B
【考点】动物细胞培养技术;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、为了获得更多的囊胚,可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵,然后将卵细胞从母体内取出,在试管内与人工采集的精子进行体外受精,培育成胚胎,A正确;
B、运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞,首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团,分解细胞间的胶原蛋白等,使之分散成单个细胞,B错误;
C、 动物细胞培养时需要在5%CO2的培养箱中进行培养,以维持培养液的pH,C正确;
D、分化程度越低,全能性越高,因此细胞a和细胞b因分化程度不同,所以全能性高低不同,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO(维持培养液的pH)。
4、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 。
17.【答案】D
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在动物细胞培养过程中,用胰蛋白酶处理可使组织分散成单个细胞,制成细胞悬液,A正确;
B、原代培养指从供体获取细胞的初次培养,过程为:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中培养,B正确;
C、原代培养的细胞一般传至10代左右会出现危机,绝大部分细胞会出现生长停滞,C正确;
D、随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,但极少数细胞克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,与正常细胞相比,其遗传物质已发生改变,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和PH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
4、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基固体,植物细胞培养基液体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
18.【答案】B
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养过程中需要定期更换培养液以便清除代谢产物,A正确;
B、培养过程中,要在培养基中加一定量的抗生素防止培养过程中的污染,B错误;
C、培养过程中,需要一定的气体环境,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH,C正确;
D、用该技术培养的动物细胞可以用于筛选抗癌药物,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养:
1、定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和PH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
4、注意事项:(1)动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。(2)动物细胞培养基固体,植物细胞培养基液体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。(3)动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
19.【答案】A
【考点】胚胎干细胞及其应用;免疫学的应用
【解析】【解答】A、人体已经分化的体细胞诱导产生iPS细胞的方法是导入特定的基因或蛋白,不是由激素诱导,A错误;
B、成纤维细胞转变为iPS细胞,即从高度分化的细胞形成分化程度低的细胞,过程类似于植物组织培养中的脱分化过程,B正确;
C、iPS细胞经过诱导培养可发生分化产生特定功能的细胞用于疾病的治疗,C正确;
D、病人对自身的iPS细胞诱导产生的细胞或组织不产生免疫排斥反应,D正确。
故答案为:A。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团),其特点是具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。iPS(诱导性多能干细胞)指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞细胞,分化成多种组织细胞,说明基因选择性表达,它与其他细胞含有相同的基因。iPS细胞在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似,且都能分化成各种器官。
20.【答案】D
【考点】干细胞的概念及种类
【解析】【解答】肌肉干细胞属于单能干细胞,这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化,如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。ABC错误,D正确。
故答案为:D。
【分析】干细胞是动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。干细胞的分类:①全能干细胞,可分化成各种细胞,构成各种组织和器言,最终发育成完整的个体;②多能干细胞:可发育形成一种器官或多种组织,但不能发育成完整个体;③专能干细胞:只能分化成某以类型的细胞。
21.【答案】(1)使组织分散成单个细胞
(2)CO2;清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
(3)远缘(或不同物种之间的);聚乙二醇(或PEG)、电激
(4)融合的具有同种细胞核的细胞;杂种细胞(或杂交瘤细胞);特异性强、灵敏度高并可大量制备
【考点】动物细胞培养技术;细胞融合的方法
【解析】【解答】(1)动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理,胰蛋白酶可使组织分散成单个细胞。(2)细胞培养所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。细胞培养过程中,细胞代谢废物积累对细胞自身会造成危害,因此,需要定期更换培养液,以便清除代谢废物。(3)细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。诱导动物细胞合时,常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、电激和灭活的病毒等。(4)进行细胞融合时,会得到融合的具有相同细胞核的细胞、融合的具有不同细胞核的细胞和未融合的亲本细胞,未融合的亲本细胞和融合的具有同种细胞核的细胞都会死亡,具有不同细胞核的细胞也就是杂种细胞或杂交瘤细胞会保留。制备的单克隆抗体具有的优点有特异性强、灵敏度高并可大量制备等。
【分析】 1、动物细胞培养条件:(1)无菌无毒环境:对培养液和所有培养用具进行无菌处理,在细胞培养液中添加一定量的抗生素;定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。(2)营养:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5C为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO,的混合气体的培养箱中进行培养;O,是细胞代谢所必需的,CO,主要作用是维持培养液的pH;
2、动物细胞融合:(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。(2)诱导动物细胞融合的方法有物理法(电激等)、化学法(聚乙二醇PEG)、生物法(灭活的病毒)等。(3)动物细胞融合的意义:打破了生殖隔离,使远缘杂交成为可能;成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。(4)最主要的用途:制备单克隆抗体;
3、当贴壁细胞分裂生长到互相接触时,细胞就会停止分裂增殖,出现接触抑制。此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理;
4、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞,利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
22.【答案】(1)化学诱导;减数第二次分裂中期
(2)原始性腺细胞;内细胞团;发育的全能性
(3)受体子宫对外来胚胎不产生免疫排斥,而且供体胚胎和受体子宫能建立正常的生理和组织联系
【考点】胚胎干细胞及其应用;体外受精;胚胎的体外培养
【解析】【解答】(1)通过体外受精制备山羊(绵羊)早期胚胎,采集的精子常采用化学诱导法进行获能处理,卵子应培育到减数第二次分裂中期才能进行受精。
(2)可从早期胚胎或原始性腺细胞获得ES细胞;由于ES细胞具有发育的全能性,可将山羊的ES细胞注射进绵羊囊胚的内细胞团处。
(3)“山羊-绵羊”嵌合体胚胎移入受体子宫内能继续发育,其生理学基础是受体子宫对外来胚胎不产生免疫排斥,而且供体胚胎和受体子宫可建立正常的生理和组织联系。
【分析】1、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是:用促性腺激素处理使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵
(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子言内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑模或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器言的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
4、由题意可知:山羊和绵羊各自雌雄交配形成早期胚胎,其中去山羊早期胚胎的ES细胞通过显微注射到绵羊的囊胚中,通过培养形成“山羊-绵羊”嵌合胚胎,移入受体母羊的主干发育,最终产出“山羊-绵羊“嵌合体。
23.【答案】(1)内细胞团;胰蛋白酶(或胶原蛋白酶);原代培养;将胚胎干细胞放在饲养层细胞上或添加抑制因子的培养液中培养
(2)无菌、无毒的环境;营养;温度和pH;气体环境;防止培养过程中有杂菌污染
(3)胚胎干细胞具有发育的全能性
【考点】干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)胚胎干细胞是干细胞的一种,存在于早期胚胎中,可以从囊胚的内细胞团细胞中分离获得。将早期胚胎分离为干细胞悬液,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,以便分散成单个细胞。从囊胚中分离获得干细胞后,对其进行的初次培养称为原代培养。胚胎干细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中培养,能够维持不分化的状态。
(2)在体外培养胚胎干细胞,需借助动物细胞培养技术,一般来说,需要满足四个方面的条件,即无菌、无毒的环境;营养;温度和pH;气体环境。在细胞培养过程中,为了防止杂菌污染,需要添加抗生素。
(3)由于胚胎干细胞具有发育的全能性,而造血干细胞只能分化成特定的细胞或组织,所以基因工程的受体细胞可选用胚胎干细胞而不选用造血干细胞。
【分析】 1、胚胎干细胞的获取方法有从原始性腺获取或者早期胚胎中获取。
2、动物细胞之间有黏连,可以用胰蛋白酶进行消化,初次消化进行的培养是原代培养;再次用胰蛋白酶消化后分散到不同培养基上进行的培养属于传代培养。
3、加入某些特定的诱导因子可以诱导胚胎干细胞定向分化成不同的细胞、组织或者器官。
4、杂菌分裂速度较快,可以和动物细胞竞争营养物质。
24.【答案】(1)相互接触;接触抑制
(2)衰老甚至死亡;保持细胞正常的二倍体核型
(3)维持培养液的pH
(4)活细胞的膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内
【考点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触性抑制,此时瓶壁上形成的细胞层数是一层。
(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现衰老甚至死亡的细胞,但极少数细胞可以连续增殖,其中有的遗传物质会发生改变。10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,故目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的。
(3)动物细胞培养时,培养液中要通入一定浓度的CO2,目的是维持培养液的pH。
(4)活细胞膜具有选择透过性,大分子不能通过,而给染色体染色的染料是大分子,所以会观察到死细胞被染色,而活细胞不染色。
【分析】动物细胞培养:将组织取出来后,先用胰蛋白酶等处理,使组织分散成单个细胞,然后配制成一定浓度的细胞悬浮液,再将该浮悬液放入培养瓶中,这个过程称为原代培养。也有人把第一代细胞的培养与十代以内的细胞培养统称为原代培养。把原代培养增殖的细胞定期用胰蛋白酶把细胞从瓶壁上脱离出来,制成悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中培养,这称为传代培养。原代培养的细胞一般传至10代左右就不容易传下去了,细胞的生长就会出现停滞,大部分细胞衰老死亡,极少数存活下来的能传到40~50代,这种传代细胞叫做细胞株。50代后又出现不能再传下去的现象,但是有部分细胞的遗传物质发生了改变,并且有癌变的特点,有可能在适宜的培养条件下无限地传下去,我们把这种传代细胞称为细胞系。
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