2.2.1动物细胞培养——2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三同步课时训练(word版含解析）

2.2.1动物细胞培养——2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三同步课时训练
【基础练习】
1.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，正确的是( )
A.都需要无菌操作 B.都需要使用血清等天然成分
C.都需要脱分化 D.都需要固体培养基
2.对小鼠心肌细胞进行动物细胞培养。下列说法错误的是( )
A.动物细胞培养的原理是细胞的生长和增殖
B.在利用心肌组织块制备细胞悬浮液时，可用胰蛋白酶处理
C.细胞培养应在含5%CO2的恒温箱中进行，CO2的作用是刺激细胞呼吸
D.培养过程中细胞在培养瓶壁上不能形成多层细胞
3.下列有关动物细胞培养技术的叙述正确的是( )
A.用于培养的细胞多取自胚胎或幼龄动物，因为它们的全能性高
B.在进行传代培养时，需要采用离心法对培养的细胞进行收集
C.动物细胞培养过程中定期更换培养液的目的是消除杂菌
D.在培养过程中通常要通入95%的O2和5%的CO2
4.实验小鼠皮肤细胞培养（非克隆培养）的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理
C.丙过程是原代培养
D.丁过程是传代培养，所有细胞贴壁生长
5.干细胞在生命科学的细胞修复、发育生物学、医学、药物学等领域有着极为广阔的应用前景，吸引着众多科学家投入到相关研究中、下列相关叙述错误的是( )
A.造血干细胞是发现最早的一类成体干细胞
B.目前发现的干细胞都来源于早期胚胎和骨髓
C.不同类型干细胞的分化潜能存在着较大差别
D.用iPS细胞治疗阿尔茨海默病理论上可以避免免疫排斥反应
6.如图表示动物细胞培养的相关过程，相关叙述正确的是( )
A.甲过程需要用胰蛋白酶处理，乙、丙分别代表脱分化、再分化
B.细胞在代谢过程中会积累有害物质，因而需抗生素加以中和
C.人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初代培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养
D.在进行传代培养时，贴壁细胞直接用离心法收集
【能力提升】
7.日本京都大学山中伸弥领导的实验室在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了iPS细胞的研究。他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子引入小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞，发现可诱导这些细胞发生转化，产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞极为相似。从理论角度而言，下列有关iPS细胞说法不正确的是( )
A.iPS细胞在理论上，可以避免免疫排斥
B.iPS细胞在功能上具有细胞的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞
C.iPS细胞可以用于治疗人类由细胞坏死或退化引起的某些疾病
D.iPS细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化
8.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.培养液中往往添加一定量抗生素，以防止培养过程被污染
B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
C.丙过程属于原代培养，此过程的细胞能保持正常的二倍体核型
D.丁过程属于传代培养，此过程大多数细胞会发生突变，朝着癌细胞方向发展
9.2018年3月14日物理学家霍金去世，他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症（渐冻症）。有研究表明该病的病因是突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。最新研究发现，利用诱导多功能干细胞（iPS细胞）制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述错误的是( )
A.诱导iPS细胞分化成的多种细胞中核酸相同，蛋白质却不完全相同
B.诱导iPS细胞的分化实质是基因的选择性表达，细胞种类增多
C.将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换，可以起到一定的治疗作用
D.植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”
10.图示为科学家利用诱导多能干细胞（iPS细胞）来治疗人类疾病的操作流程。下列叙述错误的是( )
A.该项技术用于病人自身器官移植理论上可避免免疫排斥反应
B.iPS细胞分化程度较低，具有分裂和分化的能力
C.iPS细胞分化成胰岛细胞是基因选择性表达的结果
D.已分化的B细胞等转入相关因子不可能被诱导成iPS细胞
11.为测定某种药物是否会对人体细胞产生毒害作用，某研究小组对人体细胞进行体外培养并进行相关实验。下列说法正确的是( )
A.体外培养人体细胞时所用的合成培养基中需加入琼脂和血清等成分
B.体外培养细胞时添加抗生素可以抑制杂菌的生长
C.开始实验后，若细胞停止分裂增殖，则一定是药物毒害的结果
D.CO2培养箱的温度应设置为36.5±0.5℃
12.对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列说法错误的是( )
A.在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用维持培养液的pH
C.为了防止动物细胞培养过程中的污染，可向培养液中加入适量的干扰素
D.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
13.间充质干细胞（MSCs）是来源于中胚层，存在于骨髓及多种组织中的多向分化的一类干细胞，可向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞及神经细胞等分化。研究人员将一定量的骨髓间充质干细胞移植到多名系统性红斑狼疮志愿患者体内，结果这些患者的病情得到缓解。下列相关叙述不正确的是( )
A.间充质干细胞分化的过程中，核酸的数量会发生改变
B.移植间充质干细胞可缓解系统性红斑狼疮病情的原因可能是该细胞具有降低特异性免疫的作用
C.衰老的间充质干细胞的细胞核体积减小，染色质收缩，染色加深
D.体外培养间充质干细胞时，需将其放在含95%的O2加5%的CO2的混合气体中培养
14.科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞（ES细胞）的诱导多能干细胞（简称iPS细胞）。如图为iPS细胞的获得及其分化成不同类型细胞的示意图（c-Myc、KIf4、Sox2和Oct-3/4这四个基因与细胞的脱分化有关）。下列说法错误的是( )
A.体外培养小鼠成纤维细胞时，首先要用胃蛋白酶处理小鼠组织使之分散成单个细胞
B.过程①也可以直接将特定蛋白导入细胞，或者用小分子化合物等诱导形成iPS细胞
C.培养iPS细胞的过程中，培养液中各种物质的含量都会越来越少，因此要定期更换培养液
D.iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞，但在应用方面仍存在一些问题，如可能导致肿瘤发生
15.如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图回答问题：
（1）人们通常将动物组织消化后的初次培养称为_____，在图中是_____段（填字母）。
（2）在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基称为_____培养基。通常还需要在培养基中加入适量血清等一些天然成分，血清作为天然培养基的作用是_____。
（3）进行动物细胞培养时，选用液体培养基的pH为_____，若将组织块剪碎，加入胰蛋白酶，可使其分散成许多单个细胞，若改用胃蛋白酶行吗？_____，为什么？_____。
答案以及解析
1.答案：A
解析：A、动物细胞培养和植物组织培养都需要无菌操作，A正确；
B、植物组织培养不需要添加血清，B错误；
C、动物细胞培养不需要脱分化，C错误；
D、动物细胞培养一般是液体培养基，D错误。
故选A。
2.答案：C
解析：A、动物细胞培养的原理是细胞的生长和增殖，A正确；
B、在利用心肌组织块制备细胞悬浮液时，可用胰蛋白酶处理，分散成单个细胞，B正确；
C、细胞培养应在含5%CO2的恒温箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，C错误；
D、正常动物细胞存在接触抑制，因此培养过程中细胞在培养瓶壁上不能形成多层细胞，D正确。
故选C。
3.答案：B
解析：A、用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官是因为这些细胞具有比较强的增殖能力，动物细胞培养没有形成个体，不能体现全能性，A错误；
B、进行传代培养时，悬浮培养的细胞可直接用离心法收集，而对于贴壁的细胞则需要先用胰蛋白酶分散成单个细胞，然后再用离心法收集，因此在进行传代培养时，需要采用离心法对培养的细胞进行收集，B正确；
C、在动物细胞培养过程中需要定期更换培养液，目的是清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，C错误；
D、培养过程中通常要通入95%的空气和5%的CO2，D错误。
故选B。
4.答案：D
解析：A、获取动物组织进行动物细胞培养，为了避免杂菌污染，取材之前要对实验小鼠进行消毒，A正确；
B、对皮肤组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使组织分散成单个细胞，B正确；
C、丙过程为将动物组织经处理后的初次培养，即丙过程为原代培养，C正确；
D、丁过程为分瓶后的细胞培养，即丁过程为传代培养，大多数细胞贴壁生长，D错误。
故选D。
5.答案：B
解析：A、造血干细胞是发现最早、研究最多、应用最成熟的成体干细胞，A正确；
B、干细胞是指动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，主要存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等，B错误；
C、不同类型的干细胞，它们的分化潜能是有差别的，如胚胎干细胞的分化潜能大于多能干细胞，C正确；
D、iPS细胞是一种人工诱导产生的多能干细胞，用iPS细胞治疗阿尔茨海默病理论上可以避免免疫排斥反应，D正确。
故选B。
6.答案：C
解析：甲过程需要用胰蛋白酶处理，形成单个细胞；乙表示原代培养，丙表示传代培养，A错误。细胞在代谢过程中会积累有害物质，因而需要定期更换培养液，加入抗生素的目的是防止杂菌污染，B错误。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，D错误。
7.答案：B
解析：iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，A正确；iPS细胞是诱导多能干细胞，不能分化为成年动物体内任意一种组织细胞，B错误；iPS细胞在医学领域具有广阔的应用前景，可用于治疗人类由细胞坏死或退化引起的某些疾病，C正确；iPS细胞与胚胎干细胞极为相似，其在体外培养条件下，可以增殖而不发生分化，D正确。
8.答案：D
解析：抗生素具有杀菌作用，为防止培养液被污染，可在培养液中加入一定量的抗生素，A正确；乙表示将皮肤组织处理分散成单个皮肤细胞，该过程可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，B正确；丙过程表示原代培养，形成的细胞株遗传物质没有发生改变，具有正常的二倍体核型，C正确；丁过程是传代培养，该过程部分细胞遗传物质发生了变化而失去接触抑制现象，朝着癌细胞方向发展，D错误。
9.答案：A
解析：本题考查细胞的分化。诱导iPS细胞分化成多种细胞是基因选择性表达的结果，细胞中的遗传物质DNA不变，但mRNA有所差异，翻译形成的蛋白质也不完全相同，分化的结果是细胞种类增多，A错误，B正确；将控制合成毒蛋白基因替换掉，细胞内毒蛋白的含量减少，可以起到一定的治疗作用，C正确；由题干“利用诱导多功能干细胞（iPS细胞）制成前驱细胞，移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命”可知，植入神经干细胞，能使受损的运动功能得到恢复，在一定程度上改善运动障碍等病症，D正确。
10.答案：D
解析：A、干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生成各种组织器官的潜在功能，因此该项技术可用于器官的再生研究，理论上可避免免疫排斥反应，A正确；
B、由图可知，多能干细胞（iPS细胞）能分化成多种细胞，说明其分化程度较低，具有分裂和分化的能力，B正确；
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达，故多能干细胞分化成表皮细胞是基因选择性表达的结果，C正确；
D、已分化的B细胞等转入相关因子后在一定条件下可转变成iPS细胞，D错误。
故选D。
11.答案：BD
解析：A、动物细胞培养中配置的培养基属于合成培养基与液体培养基（不需要加入琼脂），在使用时，该培养基中还需要添加血清等天然成分，A错误；
B、抗生素能够杀死细菌，因此在动物培养液中加入抗生素的主要目的是为了创造无菌环境，防止细菌侵染动物细胞，防止细菌大量繁殖使培养液变质，B正确；
C、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，细胞也会停止分裂增殖，因此若细胞停止分裂增殖，不一定是药物毒害的结果，C错误；
D、动物细胞培养需要适宜的温度和pH，CO2培养箱的温度应设置为36.5±0.5℃，D正确。
故选BD。
12.答案：CD
解析：A、在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以分解组织细胞间的蛋白质，得到单个细胞，A正确；
B、动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，B正确；
C、为防止动物细胞培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，C错误；
D、培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成单层细胞，D错误。
故选CD。
13.答案：CD
解析：A、细胞分化的过程中，因为基因的选择性表达，RNA的种类和数量会发生改变。所以说经过细胞分化后核酸的数量会发生改变，A正确；B、系统性红斑狼疮病是由于机体免疫系统异常敏感，反应过度，“敌我不分地将自身物质当作外来异物攻击，为自身免疫病，而将一定量的间充质干细胞移植到患者身上，病情缓解，原因可能是抑制其免疫细胞功能，使机体免疫系统敏感性降低，特异性免疫减弱，B正确；C、衰老的细胞特点是细胞核体积变大，C错误；D、体外培养间充质干细胞时，需将其放在含95%的空气加5%的CO2的混合气体中培养，D错误。故选CD。
14.答案：AC
解析：通常使用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理动物组织使之分散成单个细胞，A错误；借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导均可以形成iPS细胞，B正确；在培养iPS细胞的过程中，培养液中的各种营养物质会越来越少，但会出现一些新的细胞代谢物，C错误；iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以应用前景优于胚胎干细胞，但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，D正确。
15.答案：（1）原代培养；AB
（2）合成；补充合成培养基中缺失的成分
（3）7.2~7.4；不行；胃蛋白酶发挥作用的pH为1.5~2.2，在pH为7.2~7.4的环境下，酶会变性失活，不能发挥作用
解析：（1）人们通常将动物组织处理后的初次培养称为原代培养，在图中是AB段。
（2）在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基称为合成培养基。通常还需要在培养基中加入适量血清等一些天然成分，血清作为天然培养基的作用是补充合成培养基中缺失的成分。
（3）进行动物细胞培养时，选用液体培养基的pH为7.2~7.4，若将组织块剪碎，加入胰蛋白酶，可使其分散成许多单个细胞，若改用胃蛋白酶则不行，因为胃蛋白酶发挥作用的pH为1.5~2.2，在pH为7.2~7.4的环境下，酶会变性失活，不能发挥作用。
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