2025人教版高中生物学选择性必修3强化练习题--第2章第2节第1课时 动物细胞培养（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025人教版高中生物学选择性必修3强化练习题--第2章第2节第1课时 动物细胞培养（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 551.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-26 10:32:24 | ||
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文档简介
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2025人教版高中生物学选择性必修3
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
基础过关练
题组一 动物细胞培养的条件
1.(2024山东东营月考)下列有关动物细胞培养的叙述错误的是( )
A.一般选择幼龄动物的细胞培养,原因是其细胞分裂能力强
B.动物细胞培养是动物细胞工程的基础
C.动物细胞培养时需要调节培养液中的渗透压
D.为保证无菌的环境,需要定期更换培养液,清除代谢物
2.(2023河南焦作月考)为解决大面积烧伤病人的植皮难题,科学家研制出人造皮肤,研制过程中需要将人的皮肤细胞置于培养液中进行培养。配制培养液时,除必需的已知成分外,还必须加入天然成分,细胞才能正常生长和增殖。下列相关叙述不正确的是( )
A.细胞培养过程中,应将细胞置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中
B.为了避免动物细胞培养过程中的污染,可向培养液中加入适量的抗生素
C.培养液中加入的天然成分可能是血清,用于补充细胞生长和增殖所需的物质
D.经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤,能直接用于移植
题组二 动物细胞培养的过程
3.(2024山西大同月考)如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B.丙、丁为传代培养,二者都需要在添加血清的合成培养基中进行
C.细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏会导致细胞分裂受阻
D.为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
4.(易错题)(2024江西南昌月考)如图表示某学习小组利用正常的小鼠细胞进行动物细胞培养的过程,①~④表示相关过程。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①可以使用机械法或酶解法改变细胞的通透性
B.过程②为原代培养,培养细胞1一般会发生接触抑制现象
C.培养细胞2需要贴附于基质表面生长,直接用离心法进行收集
D.进行动物细胞培养的过程中,不会发生基因的选择性表达
5.(2024辽宁葫芦岛模拟)为检测某药物X的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入溶于二甲基亚砜的药物X,培养72小时后进行计数,比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞培养液中的pH、温度等应适宜
B.对照组中应加入等体积的无菌水,其他条件一致
C.可用胰蛋白酶处理使贴壁的肝癌细胞脱落下来并进行计数
D.若实验组细胞数远低于对照组,可初步判断此药物有抗癌效果
题组三 干细胞培养及其应用
6.(2024河北石家庄期中)下列有关干细胞的叙述,错误的是( )
A.干细胞具有分裂和分化能力
B.干细胞是具有全能性的细胞
C.干细胞与组织器官发育、再生修复密切相关
D.人体中的干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等
7.(2024江苏淮安期中)iPS细胞被称为诱导多能干细胞,可通过转入相关因子来制备。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导成该类细胞。下列说法错误的是( )
A.导入的物质可以是DNA、蛋白质,还可用小分子物质来诱导
B.iPS细胞的体外培养需要在无菌的环境中进行
C.T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞,说明体内细胞的分化是可逆的
D.胚胎干细胞和iPS细胞的共同优点均具有分裂能力强,分化程度低的特点
8.(2024湖北武汉联考)椎间盘是人体最大的无血管组织,正常情况下椎间盘内处于低氧状态。CESCs(人软骨终板干细胞)能够应用于椎间盘病变后的修复和再生。在体外培养时,低氧对CESCs衰老影响的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.CESCs能够分裂分化成各种组织细胞
B.72 h低氧处理对CESCs衰老有抑制作用
C.CESCs在衰老过程中物质运输功能增强
D.血管入侵椎间盘利于CESCs发挥修复功能
9.(教材习题改编)胚胎干细胞必须从胚胎中获取,但这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞(iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞,所以普遍认为iPS细胞应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c-Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4基因与细胞脱分化有关)。回答下列问题:
(1)将成纤维细胞分散成单个细胞时,不能用胰蛋白酶长时间处理的原因是 。
(2)培养iPS细胞的培养基中应含有细胞所需的各种营养物质,并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是 。将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境中培养的原因是 。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是 。
(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,该技术可能的应用是 。
能力提升练
题组一 动物细胞培养与植物组织培养的比较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.动物细胞培养和植物组织培养所用的培养基成分相同
B.培养过程都需要在无菌条件下进行,都会发生有丝分裂
C.培养过程中都存在贴壁生长和接触抑制现象
D.动物细胞培养和植物组织培养都能产生新个体
2.(2024山西太原师院附中月考)下表为动物细胞培养与植物组织培养的比较,不正确的是( )
选项 比较项目 动物细胞培养 植物组织培养
A 原理 动物细胞核的全能性 植物细胞的全能性
B 培养基 液体培养基 固体或半固体培养基
C 主要过程 原代培养,传代培养 脱分化、再分化,形成植株
D 主要应用 获得大量细胞或细胞产物 植物快速繁殖、获得脱毒苗等
题组二 动物细胞培养综合
3.(2024山东日照月考)常规动物细胞培养是将细胞在平面条件下培养,培养出的单层细胞不同于人体内的组织结构,在药物研究中具有一定的局限性。三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境,使细胞形成立体的三维结构,更有利于药理学的研究。下列叙述正确的是( )
A.三维细胞培养过程中,细胞遗传物质发生了改变
B.三维细胞培养技术体现了细胞的全能性
C.与常规细胞培养相比,三维细胞培养技术不存在接触抑制现象
D.三维细胞培养技术可以用于检测药物对组织内部细胞的作用
4.(2024辽宁朝阳期中)为研究血清在细胞培养中的作用,某小组进行了相关实验并得到了如图所示的结果。下列有关叙述不正确的是( )
A.正常细胞在培养过程中可存在接触抑制的现象,癌细胞则不存在该现象
B.血清应在加入培养液后与培养液一起进行高压蒸汽灭菌
C.由图示结果可知,血清的有无对癌细胞的影响小于对正常细胞的影响
D.利用含细胞悬液的培养瓶培养细胞的过程中应定期更换培养液
5.(多选题)NSC(神经干细胞)是指分布于神经系统的、具有自我更新和多分化潜能的细胞,其细胞内的nestin常作为细胞种类鉴定的重要标志蛋白。研究发现将ES细胞置于一定条件下进行低密度培养,约有0.3%的细胞形成表达nestin的细胞团,且在传代培养中表现出对FGE2(成纤维细胞生长因子2)和LIF(白血病抑制因子)的依赖性。根据上述信息,下列相关叙述正确的是( )
A.NSC和ES细胞都属于成体干细胞,具有组织特异性
B.表达nestin的细胞团是由许多NSC构成的
C.应在NSC培养过程中加入FGE2和LIF
D.上述实验表明可诱导NSC转化为ES细胞
答案与分层梯度式解析
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
基础过关练
1.D 2.D 3.C 4.B 5.B 6.B 7.C 8.B
1.D 动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养(动物细胞工程的基础)、动物细胞融合和动物细胞核移植等,B正确。为保证无菌、无毒的环境,需要对培养液和培养用具进行灭菌处理及在无菌条件下操作;定期更换培养液的目的是清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,D错误。
2.D 在进行动物细胞培养时,由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要添加血清等一些天然成分,C正确;动物细胞培养过程中存在接触抑制,当细胞与细胞相互靠近时,就会彼此限制细胞的生长和增殖,形成单层细胞,D错误。
特别提醒
在使用合成培养基培养动物细胞时,通常需要加入血清等一些天然成分。血清中含有蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等促进细胞代谢和生长的物质。
3.C 甲→乙和丙→丁过程需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理,分散成单个细胞,该过程中不能用胃蛋白酶处理,主要是因为胃蛋白酶在动物细胞培养环境中失去活性,A错误。丙为原代培养,丁为传代培养,由于对动物细胞培养所需要的营养尚不明确,因此二者都需在添加血清的合成培养基中进行培养,B错误。动物细胞培养需要一定的气体条件,通常用松盖培养瓶;为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中需要在培养液中添加一定量的抗生素,D错误。
4.B 在进行动物细胞培养时,首先要对新鲜取材的动物组织进行处理,或用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织分散成单个细胞,但这些处理没有改变细胞的通透性,A错误。过程②为原代培养,体外培养的动物细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,当其分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,出现接触抑制现象,B正确。若培养细胞2为贴壁细胞,需要用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集;若为悬浮培养的细胞,则直接用离心法收集,C错误。进行动物细胞培养的过程中,也存在基因的选择性表达,D错误。
5.B 分析实验过程:
实验目的 检测某药物X的抗癌活性
自变量 是否加入药物X
实验组 加入溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X
对照组 加入等体积的二甲基亚砜(溶剂),B错误
实验分析 肝癌细胞数目:实验组远低于对照组→初步判断药物X有抗癌效果,D正确
无关变量(pH、温度等)应相同且适宜,A正确;对于已经贴壁生长的动物细胞,可用胰蛋白酶处理,使肝癌细胞脱落下来并进行计数,C正确。
6.B 干细胞存在于早期胚胎、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,D正确。干细胞具有分裂能力;胚胎干细胞具有能够分化成为人体任何一种组织的潜力,是一类具有全能性的细胞;成体干细胞一般只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力,不具有全能性,A正确,B错误。有着自我更新能力及分化潜能的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关,在医学上有着广泛的应用,C正确。
拓展延伸
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,它能长期维持未分化状态,又有全能分化的潜能,在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型,在特定的环境诱导下,能分化成各类细胞。培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系,这种体系必须能促进胚胎干细胞的生长,同时还要抑制胚胎干细胞的分化。
7.C 目前已采用多种方法来制备iPS细胞,包括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形成iPS细胞,A正确;iPS细胞的体外培养利用的是动物细胞培养技术,需要在无毒、无菌的环境中进行,B正确;T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞,但该过程是在离体条件下进行的,在体内无法进行,不能说明体内细胞的分化是可逆的,C错误;iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞,两种细胞均具有分裂能力强,分化程度低的特点,D正确。
8.B CESCs(人软骨终板干细胞)是成体干细胞,不能分化成各种组织细胞,A错误;由柱形图可知,与72 h常氧处理组相比,72 h低氧处理使CESCs衰老细胞占比减小,即72 h低氧处理对CESCs衰老有抑制作用,B正确;细胞在衰老过程中,物质运输功能下降,C错误;低氧可抑制CESCs衰老,而血管入侵椎间盘会使氧含量升高,说明血管入侵不利于CESCs发挥修复功能,D错误。
9.答案 (1)长时间处理不仅会破坏细胞之间的蛋白质,也会破坏细胞膜蛋白 (2)清除代谢物﹐防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 O2是细胞代谢所必需的,CO2能维持培养液的pH (3)基因选择性表达 一定程度上避免了免疫排斥问题 (4)解决不育问题
解析 (1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,蛋白质可被胰蛋白酶水解,因此将成纤维细胞分散成单个细胞时,不能用胰蛋白酶长时间处理。(2)将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境中培养既能满足细胞呼吸对氧气的需求,又能维持培养液的pH。(3)若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内,由于自体细胞组织相容性抗原相同,理论上可避免发生免疫排斥反应。(4)诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,可以进一步诱导产生精子或卵细胞,从而用以解决不育问题。
能力提升练
1.B 2.A 3.D 4.B 5.BC
1.B 动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等;植物组织培养的培养基中包含植物生长和发育的全部营养成分,如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、氨基酸等,A错误。贴壁生长的动物细胞会出现贴壁生长和接触抑制现象,悬浮培养的动物细胞不会出现贴壁生长和接触抑制现象,植物组织培养时植物细胞也不会出现贴壁生长和接触抑制现象,C错误。动物细胞培养的结果是细胞生长和增殖,不能产生新个体,D错误。
2.A 动物细胞培养的原理是细胞增殖,培养结果是形成细胞群,A错误。
3.D 三维细胞培养过程中,细胞增殖,细胞遗传物质并未发生改变,A错误;细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,三维细胞培养技术使细胞形成立体的三维结构,未体现细胞的全能性,B错误;在细胞培养过程中,当细胞密度达到一定程度时,会发生接触抑制现象,三维细胞培养技术也存在接触抑制现象,C错误;根据题干信息“三维细胞培养技术是在体外为细胞……更有利于药理学的研究”,可推测其可以用于检测药物对组织内部细胞的作用,D正确。
4.B 分析曲线图:
正常细胞随培养时间延长,细胞数目趋于稳定,而癌细胞增殖速率几乎不受培养时间的影响,说明正常细胞在培养过程中可存在接触抑制的现象,癌细胞则不存在该现象,A正确。血清在高温条件下会失去其功能,不能对血清进行高压蒸汽灭菌,B错误。
5.BC 胚胎干细胞(ES细胞)存在于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能,具有发育全能性,A错误。
根据题干信息进行分析:
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2025人教版高中生物学选择性必修3
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
基础过关练
题组一 动物细胞培养的条件
1.(2024山东东营月考)下列有关动物细胞培养的叙述错误的是( )
A.一般选择幼龄动物的细胞培养,原因是其细胞分裂能力强
B.动物细胞培养是动物细胞工程的基础
C.动物细胞培养时需要调节培养液中的渗透压
D.为保证无菌的环境,需要定期更换培养液,清除代谢物
2.(2023河南焦作月考)为解决大面积烧伤病人的植皮难题,科学家研制出人造皮肤,研制过程中需要将人的皮肤细胞置于培养液中进行培养。配制培养液时,除必需的已知成分外,还必须加入天然成分,细胞才能正常生长和增殖。下列相关叙述不正确的是( )
A.细胞培养过程中,应将细胞置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中
B.为了避免动物细胞培养过程中的污染,可向培养液中加入适量的抗生素
C.培养液中加入的天然成分可能是血清,用于补充细胞生长和增殖所需的物质
D.经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤,能直接用于移植
题组二 动物细胞培养的过程
3.(2024山西大同月考)如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B.丙、丁为传代培养,二者都需要在添加血清的合成培养基中进行
C.细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏会导致细胞分裂受阻
D.为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
4.(易错题)(2024江西南昌月考)如图表示某学习小组利用正常的小鼠细胞进行动物细胞培养的过程,①~④表示相关过程。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①可以使用机械法或酶解法改变细胞的通透性
B.过程②为原代培养,培养细胞1一般会发生接触抑制现象
C.培养细胞2需要贴附于基质表面生长,直接用离心法进行收集
D.进行动物细胞培养的过程中,不会发生基因的选择性表达
5.(2024辽宁葫芦岛模拟)为检测某药物X的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入溶于二甲基亚砜的药物X,培养72小时后进行计数,比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞培养液中的pH、温度等应适宜
B.对照组中应加入等体积的无菌水,其他条件一致
C.可用胰蛋白酶处理使贴壁的肝癌细胞脱落下来并进行计数
D.若实验组细胞数远低于对照组,可初步判断此药物有抗癌效果
题组三 干细胞培养及其应用
6.(2024河北石家庄期中)下列有关干细胞的叙述,错误的是( )
A.干细胞具有分裂和分化能力
B.干细胞是具有全能性的细胞
C.干细胞与组织器官发育、再生修复密切相关
D.人体中的干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等
7.(2024江苏淮安期中)iPS细胞被称为诱导多能干细胞,可通过转入相关因子来制备。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导成该类细胞。下列说法错误的是( )
A.导入的物质可以是DNA、蛋白质,还可用小分子物质来诱导
B.iPS细胞的体外培养需要在无菌的环境中进行
C.T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞,说明体内细胞的分化是可逆的
D.胚胎干细胞和iPS细胞的共同优点均具有分裂能力强,分化程度低的特点
8.(2024湖北武汉联考)椎间盘是人体最大的无血管组织,正常情况下椎间盘内处于低氧状态。CESCs(人软骨终板干细胞)能够应用于椎间盘病变后的修复和再生。在体外培养时,低氧对CESCs衰老影响的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.CESCs能够分裂分化成各种组织细胞
B.72 h低氧处理对CESCs衰老有抑制作用
C.CESCs在衰老过程中物质运输功能增强
D.血管入侵椎间盘利于CESCs发挥修复功能
9.(教材习题改编)胚胎干细胞必须从胚胎中获取,但这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,称为诱导多能干细胞(iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞,所以普遍认为iPS细胞应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c-Myc、Klf4、Sox2和Oct3/4基因与细胞脱分化有关)。回答下列问题:
(1)将成纤维细胞分散成单个细胞时,不能用胰蛋白酶长时间处理的原因是 。
(2)培养iPS细胞的培养基中应含有细胞所需的各种营养物质,并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是 。将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境中培养的原因是 。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同,分化得到的细胞不同,可知细胞分化是 的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是 。
(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,该技术可能的应用是 。
能力提升练
题组一 动物细胞培养与植物组织培养的比较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.动物细胞培养和植物组织培养所用的培养基成分相同
B.培养过程都需要在无菌条件下进行,都会发生有丝分裂
C.培养过程中都存在贴壁生长和接触抑制现象
D.动物细胞培养和植物组织培养都能产生新个体
2.(2024山西太原师院附中月考)下表为动物细胞培养与植物组织培养的比较,不正确的是( )
选项 比较项目 动物细胞培养 植物组织培养
A 原理 动物细胞核的全能性 植物细胞的全能性
B 培养基 液体培养基 固体或半固体培养基
C 主要过程 原代培养,传代培养 脱分化、再分化,形成植株
D 主要应用 获得大量细胞或细胞产物 植物快速繁殖、获得脱毒苗等
题组二 动物细胞培养综合
3.(2024山东日照月考)常规动物细胞培养是将细胞在平面条件下培养,培养出的单层细胞不同于人体内的组织结构,在药物研究中具有一定的局限性。三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境,使细胞形成立体的三维结构,更有利于药理学的研究。下列叙述正确的是( )
A.三维细胞培养过程中,细胞遗传物质发生了改变
B.三维细胞培养技术体现了细胞的全能性
C.与常规细胞培养相比,三维细胞培养技术不存在接触抑制现象
D.三维细胞培养技术可以用于检测药物对组织内部细胞的作用
4.(2024辽宁朝阳期中)为研究血清在细胞培养中的作用,某小组进行了相关实验并得到了如图所示的结果。下列有关叙述不正确的是( )
A.正常细胞在培养过程中可存在接触抑制的现象,癌细胞则不存在该现象
B.血清应在加入培养液后与培养液一起进行高压蒸汽灭菌
C.由图示结果可知,血清的有无对癌细胞的影响小于对正常细胞的影响
D.利用含细胞悬液的培养瓶培养细胞的过程中应定期更换培养液
5.(多选题)NSC(神经干细胞)是指分布于神经系统的、具有自我更新和多分化潜能的细胞,其细胞内的nestin常作为细胞种类鉴定的重要标志蛋白。研究发现将ES细胞置于一定条件下进行低密度培养,约有0.3%的细胞形成表达nestin的细胞团,且在传代培养中表现出对FGE2(成纤维细胞生长因子2)和LIF(白血病抑制因子)的依赖性。根据上述信息,下列相关叙述正确的是( )
A.NSC和ES细胞都属于成体干细胞,具有组织特异性
B.表达nestin的细胞团是由许多NSC构成的
C.应在NSC培养过程中加入FGE2和LIF
D.上述实验表明可诱导NSC转化为ES细胞
答案与分层梯度式解析
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
基础过关练
1.D 2.D 3.C 4.B 5.B 6.B 7.C 8.B
1.D 动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养(动物细胞工程的基础)、动物细胞融合和动物细胞核移植等,B正确。为保证无菌、无毒的环境,需要对培养液和培养用具进行灭菌处理及在无菌条件下操作;定期更换培养液的目的是清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,D错误。
2.D 在进行动物细胞培养时,由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要添加血清等一些天然成分,C正确;动物细胞培养过程中存在接触抑制,当细胞与细胞相互靠近时,就会彼此限制细胞的生长和增殖,形成单层细胞,D错误。
特别提醒
在使用合成培养基培养动物细胞时,通常需要加入血清等一些天然成分。血清中含有蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等促进细胞代谢和生长的物质。
3.C 甲→乙和丙→丁过程需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理,分散成单个细胞,该过程中不能用胃蛋白酶处理,主要是因为胃蛋白酶在动物细胞培养环境中失去活性,A错误。丙为原代培养,丁为传代培养,由于对动物细胞培养所需要的营养尚不明确,因此二者都需在添加血清的合成培养基中进行培养,B错误。动物细胞培养需要一定的气体条件,通常用松盖培养瓶;为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中需要在培养液中添加一定量的抗生素,D错误。
4.B 在进行动物细胞培养时,首先要对新鲜取材的动物组织进行处理,或用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织分散成单个细胞,但这些处理没有改变细胞的通透性,A错误。过程②为原代培养,体外培养的动物细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,当其分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,出现接触抑制现象,B正确。若培养细胞2为贴壁细胞,需要用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集;若为悬浮培养的细胞,则直接用离心法收集,C错误。进行动物细胞培养的过程中,也存在基因的选择性表达,D错误。
5.B 分析实验过程:
实验目的 检测某药物X的抗癌活性
自变量 是否加入药物X
实验组 加入溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X
对照组 加入等体积的二甲基亚砜(溶剂),B错误
实验分析 肝癌细胞数目:实验组远低于对照组→初步判断药物X有抗癌效果,D正确
无关变量(pH、温度等)应相同且适宜,A正确;对于已经贴壁生长的动物细胞,可用胰蛋白酶处理,使肝癌细胞脱落下来并进行计数,C正确。
6.B 干细胞存在于早期胚胎、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,D正确。干细胞具有分裂能力;胚胎干细胞具有能够分化成为人体任何一种组织的潜力,是一类具有全能性的细胞;成体干细胞一般只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力,不具有全能性,A正确,B错误。有着自我更新能力及分化潜能的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关,在医学上有着广泛的应用,C正确。
拓展延伸
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,它能长期维持未分化状态,又有全能分化的潜能,在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型,在特定的环境诱导下,能分化成各类细胞。培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系,这种体系必须能促进胚胎干细胞的生长,同时还要抑制胚胎干细胞的分化。
7.C 目前已采用多种方法来制备iPS细胞,包括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形成iPS细胞,A正确;iPS细胞的体外培养利用的是动物细胞培养技术,需要在无毒、无菌的环境中进行,B正确;T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞,但该过程是在离体条件下进行的,在体内无法进行,不能说明体内细胞的分化是可逆的,C错误;iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞,两种细胞均具有分裂能力强,分化程度低的特点,D正确。
8.B CESCs(人软骨终板干细胞)是成体干细胞,不能分化成各种组织细胞,A错误;由柱形图可知,与72 h常氧处理组相比,72 h低氧处理使CESCs衰老细胞占比减小,即72 h低氧处理对CESCs衰老有抑制作用,B正确;细胞在衰老过程中,物质运输功能下降,C错误;低氧可抑制CESCs衰老,而血管入侵椎间盘会使氧含量升高,说明血管入侵不利于CESCs发挥修复功能,D错误。
9.答案 (1)长时间处理不仅会破坏细胞之间的蛋白质,也会破坏细胞膜蛋白 (2)清除代谢物﹐防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 O2是细胞代谢所必需的,CO2能维持培养液的pH (3)基因选择性表达 一定程度上避免了免疫排斥问题 (4)解决不育问题
解析 (1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,蛋白质可被胰蛋白酶水解,因此将成纤维细胞分散成单个细胞时,不能用胰蛋白酶长时间处理。(2)将细胞置于95%空气和5%CO2的混合气体环境中培养既能满足细胞呼吸对氧气的需求,又能维持培养液的pH。(3)若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导,再将其分化出的细胞移入患者体内,由于自体细胞组织相容性抗原相同,理论上可避免发生免疫排斥反应。(4)诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,可以进一步诱导产生精子或卵细胞,从而用以解决不育问题。
能力提升练
1.B 2.A 3.D 4.B 5.BC
1.B 动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等;植物组织培养的培养基中包含植物生长和发育的全部营养成分,如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、氨基酸等,A错误。贴壁生长的动物细胞会出现贴壁生长和接触抑制现象,悬浮培养的动物细胞不会出现贴壁生长和接触抑制现象,植物组织培养时植物细胞也不会出现贴壁生长和接触抑制现象,C错误。动物细胞培养的结果是细胞生长和增殖,不能产生新个体,D错误。
2.A 动物细胞培养的原理是细胞增殖,培养结果是形成细胞群,A错误。
3.D 三维细胞培养过程中,细胞增殖,细胞遗传物质并未发生改变,A错误;细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,三维细胞培养技术使细胞形成立体的三维结构,未体现细胞的全能性,B错误;在细胞培养过程中,当细胞密度达到一定程度时,会发生接触抑制现象,三维细胞培养技术也存在接触抑制现象,C错误;根据题干信息“三维细胞培养技术是在体外为细胞……更有利于药理学的研究”,可推测其可以用于检测药物对组织内部细胞的作用,D正确。
4.B 分析曲线图:
正常细胞随培养时间延长,细胞数目趋于稳定,而癌细胞增殖速率几乎不受培养时间的影响,说明正常细胞在培养过程中可存在接触抑制的现象,癌细胞则不存在该现象,A正确。血清在高温条件下会失去其功能,不能对血清进行高压蒸汽灭菌,B错误。
5.BC 胚胎干细胞(ES细胞)存在于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能,具有发育全能性,A错误。
根据题干信息进行分析:
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