2.2 第1课时 动物细胞培养-人教版（2019）生物选择性必修3同步练习题（含解析）
文档属性
| 名称 | 2.2 第1课时 动物细胞培养-人教版（2019）生物选择性必修3同步练习题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 487.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-19 11:30:06 | ||
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文档简介
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2025人教版生物选择性必修3
第2节 第1课时 动物细胞培养
A组必备知识基础练
1.下列哪项条件不是动物细胞培养所需要的 ( )
A.无菌、无毒的环境
B.充足的营养物质
C.适宜的温度和pH
D.95%的空气和5%的O2
2.(2024广西贵港统考)海拉细胞是一种人工培养的具有无限增殖能力的细胞,广泛应用于科学研究,极大程度地推动了医学发展。如图表示海拉细胞培养的部分过程,下列说法正确的是( )
A.丙和丁的过程不会出现细胞接触抑制的现象
B.甲→乙过程需要用胃蛋白酶或胶原蛋白酶等处理
C.丙、丁过程中通入5%的CO2的目的是刺激细胞呼吸
D.丙过程属于原代培养,需要添加血清,丁过程属于传代培养,不需要添加血清
3.下列关于动物细胞培养所需要的条件的叙述,正确的是( )
A.为了创造无菌、无毒的环境,培养基中通常添加一定量的血清
B.动物细胞培养和植物组织培养所需的营养物质相同
C.动物细胞培养的适宜温度一般与动物的体温相近
D.动物细胞培养的适宜pH为酸性
4.动物细胞培养过程的顺序是( )
①原代培养 ②传代培养 ③胰蛋白酶等处理组织,形成分散的细胞
A.①②③ B.①③② C.②①③ D.③①②
5.在将动物组织块分散成单个细胞时,可以使用胰蛋白酶。以下推测不合理的是( )
A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系
B.处理时一定要注意处理时间和加酶量
C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤
D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致
6.下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。下列相关叙述正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉干细胞
B.生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积,有利于细胞贴壁生长
D.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,但环境污染严重
7.(2024安徽亳州期中联考)实验发现小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干细胞(iPS细胞)。科学家将获得的iPS细胞分化为T细胞,以用于传染病的治疗。下列有关叙述错误的是( )
A.诱导iPS细胞形成的过程中细胞发生形态、结构的改变
B.iPS细胞中含有本物种生长发育所需的遗传信息
C.研制iPS细胞的原理类似于植物细胞的脱分化与再分化
D.Klf4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可使细胞无限增殖
8.下列关于植物组织培养和动物细胞培养的比较,正确的是( )
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养前处理 离体 将组织细胞分散开
特有成分 植物激素 血清
续表
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
特殊环境条件 再分化需光照 气体环境
主要过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养
A.动物细胞培养没有体现细胞的全能性,是因为细胞核中没有本物种全套的遗传物质
B.将动物组织细胞分散开时只能使用胶原蛋白酶或胰蛋白酶
C.两者的培养过程都只涉及有丝分裂,不进行减数分裂
D.植物组织培养时也有将组织细胞分散开的操作
9.科学家发现,利用逆转录病毒将Oct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达,可使这个细胞成为类似胚胎干细胞(ES细胞)的诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图为该技术的实验示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化
B.利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复,与传统器官移植相比,成功率更高
C.iPS细胞的分化程度高
D.与ES细胞相比,iPS细胞用于再生医学可避免伦理争议
10.某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时,以动物肝癌细胞为材料,测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)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量严格配制而成的培养基称为 培养基。细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是 。另外,还应该保证被培养的细胞处于 、 的环境。
(2)在细胞生长过程中,当细胞贴壁生长到一定程度时,其生长会受到抑制,这种现象称为 。
(3)请你帮助该兴趣小组的同学分析本实验,实验的自变量是 ,实验组和对照组除了自变量不同外,其他处理均应该相同,这是为了遵循实验设计的 原则。
B组能力素养提升练
11.(2024四川遂宁月考)实验人员对动物细胞培养过程中的动物细胞增殖情况进行统计,其变化曲线如图所示,图中B、D两点表示经筛选后继续培养。下列叙述错误的是( )
A.对新鲜取材的动物组织处理时可用机械的方法使组织细胞分散
B.体外培养的大多数种类的动物细胞能够悬浮在培养液中生长增殖
C.将细胞制成细胞悬液进行原代培养,其增殖情况如OA段所示
D.AB段可能发生了接触抑制
12.(2024安徽蚌埠月考)动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列有关叙述正确的是( )
A.一般选择幼龄动物的器官或组织进行细胞培养,原因是其细胞分化程度低
B.进行细胞传代培养时,细胞每传一代,细胞数目增加一倍
C.传代培养前需用胰蛋白酶等处理贴壁细胞,制成细胞悬液
D.为保证无菌的环境,需要定期更换培养液,清除代谢物
13.(2024江苏苏州八校联考)再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出眼角膜组织,将其移植到病人体内,成功治疗一名失明患者,且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述正确的是( )
A.造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度相同
B.神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值
C.体外培养iPS细胞时培养液中不需要加入血清等物质
D.患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同
14.(2024江苏扬州期末统考)牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。某研究团队经过多年研究,从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术,下列叙述正确的是( )
A.此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B.此技术需要适宜的温度(36.5 ℃)和pH(6.8~7.8)
C.牙髓干细胞与胚胎干细胞一样,都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体
D.牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代培养
15.下图为动物细胞培养的基本过程示意图。
请分析回答下列问题。
(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞 ,易于培养。培养时先要剪碎,然后用 酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为 。
(2)为保证无菌、无毒的环境,需要向C、D瓶中的培养液添加一定量的 。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是 。
(3)干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入相关研究中。干细胞包括胚胎干细胞和 等,干细胞培养时通常采用培养皿或 ,目的是 。
(4)动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。
据图可知,培养 细胞一定需要添加血清。
16.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,获得了类似于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体细胞,因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下图为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)。请回答下列问题。
(1)在对成纤维细胞进行培养时,常用胰蛋白酶等进行处理使之分散成单个细胞,不用胃蛋白酶的原因是 。
(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,再将其分化出的细胞移入患者体内,这样做的优势是 。
(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 。
第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养
1.D 动物细胞培养需要的气体环境为95%的空气和5%的CO2。
2.A 丙表示原代培养,丁表示传代培养,海拉细胞是一种癌细胞,其在原代培养和传代培养的过程中不会出现细胞接触抑制的现象,A项正确;制备细胞悬液需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,不能使用胃蛋白酶,因为在多数动物细胞培养液适宜的pH范围内,胃蛋白酶已失去活性,B项错误;丙、丁过程中通入5%的CO2的主要目的是维持培养液的pH,C项错误;原代培养和传代培养的培养基中都需要添加血清,D项错误。
3.C 为了创造无菌、无毒的环境,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,A项错误;动物细胞培养和植物组织培养所需营养物质不同,例如植物组织培养所用的培养基中不需要添加动物血清等,B项错误;动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,D项错误。
4.D 动物细胞培养的过程:首先用胰蛋白酶等处理动物组织并制成细胞悬液,然后进行原代培养和传代培养。
5.C 胰蛋白酶可使蛋白质水解,破坏动物细胞之间的联系,推测动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系;细胞膜中含有蛋白质,所以一定要注意处理的时间和酶的用量,以防对动物细胞造成损伤;酶促反应需要适宜的pH,所以培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致。
6.C 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,利于动物细胞培养,A项错误;生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体,CO2的作用是维持培养液的pH,B项错误;动物细胞培养过程中,悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上,如果想得到大量的产物,可以增大细胞吸附面积,如在培养液中放置支架,有利于细胞贴壁生长,C项正确;理论上来说,“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求,且温室气体等其他环境污染物也会减少,D项错误。
7.C iPS细胞是由体细胞诱导产生的,该过程中有细胞形态、结构的改变,A项正确;iPS细胞内具有本物种的全套遗传信息,B项正确;小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干细胞(iPS细胞),该过程类似于植物组织培养中的脱分化过程,C项错误;据图可知,Klf4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可实现细胞的无限增殖,从而产生肿瘤细胞,D项正确。
8.C 动物细胞培养的原理是细胞增殖,该过程没有体现动物细胞的全能性,但动物细胞核中含有本物种全套的遗传物质,A项错误;将动物组织细胞分散开,除使用胶原蛋白酶或胰蛋白酶,还可使用机械法,B项错误;两者的原理分别是植物细胞的全能性和细胞增殖,这两个过程都只涉及有丝分裂,不进行减数分裂,C项正确;植物组织培养时没有将组织细胞分散开的操作,D项错误。
9.C 由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化,A项正确;用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,属于自体移植,理论上可以避免免疫排斥反应,可以大大提高器官移植的成功率,B项正确;iPS细胞具有与干细胞相似的分化潜力,说明iPS细胞的分化程度低,C项错误;与ES细胞相比,iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,因而用于再生医学可以避免伦理争议,D项正确。
10.答案 (1)合成 维持培养液的pH 无菌 无毒
(2)接触抑制
(3)是否加入抗癌药物 单一变量
11.B 对新鲜取材的动物组织处理时可用机械方法使组织细胞分散,也可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,A项正确;体外培养的大多数种类的动物细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,B项错误;原代培养即分瓶前的培养,该时期细胞数量相对较少,增殖情况如OA段所示,C项正确;AB段细胞几乎不再增殖,可能发生了接触抑制,需要用胰蛋白酶等进行处理,使组织细胞分散开来,才能进行BC段的传代培养,D项正确。
12.C 选用幼龄动物的器官或组织进行细胞培养,是因为幼龄动物的器官或组织的分裂能力强,A项错误;进行细胞传代培养时,细胞每传一代,细胞数目不一定增加一倍,B项错误;贴壁细胞会出现接触抑制现象,需用胰蛋白酶等处理后进行传代培养,C项正确;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项错误。
13.B 造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度不同,前者大于后者,A项错误;体外培养iPS细胞时培养液中需要加入血清等物质,C项错误;由题意可知,移植的眼角膜组织是利用异源iPS细胞培养的,故移植细胞与患者自身细胞的基因不同,D项错误。
14.D 该技术属于动物细胞培养,原理是细胞增殖,而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,两者不同,A项错误;此技术即动物细胞培养,需要适宜的温度[(36.5±0.5)℃]和pH(7.2~7.4),B项错误;牙髓干细胞与胚胎干细胞虽都是干细胞,但二者不一样,胚胎干细胞具有分化成动物体内任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织、器官甚至个体的潜能,而牙髓干细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织,C项错误。
15.答案 (1)分裂能力强 胰蛋白酶或胶原蛋白 原代培养
(2)抗生素 维持培养液的pH
(3)成体干细胞 松盖培养瓶 保证细胞对气体的需求
(4)正常
解析 (1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,易于培养。培养时先要剪碎器官或组织,然后用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为原代培养。(2)为保证无菌、无毒的环境,需要向C、D瓶中的培养液添加一定量的抗生素。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH。(3)细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,这样培养箱内的气体可以进入培养皿或培养瓶中,保证细胞对气体的需求。(4)分析曲线图可知,是否添加血清对于癌细胞的增殖影响不大,而对于正常细胞的增殖影响很大,故培养正常细胞一定需要添加血清。
16.答案 (1)多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中会失活
(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 避免了免疫排斥问题
(4)解决不育问题
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2025人教版生物选择性必修3
第2节 第1课时 动物细胞培养
A组必备知识基础练
1.下列哪项条件不是动物细胞培养所需要的 ( )
A.无菌、无毒的环境
B.充足的营养物质
C.适宜的温度和pH
D.95%的空气和5%的O2
2.(2024广西贵港统考)海拉细胞是一种人工培养的具有无限增殖能力的细胞,广泛应用于科学研究,极大程度地推动了医学发展。如图表示海拉细胞培养的部分过程,下列说法正确的是( )
A.丙和丁的过程不会出现细胞接触抑制的现象
B.甲→乙过程需要用胃蛋白酶或胶原蛋白酶等处理
C.丙、丁过程中通入5%的CO2的目的是刺激细胞呼吸
D.丙过程属于原代培养,需要添加血清,丁过程属于传代培养,不需要添加血清
3.下列关于动物细胞培养所需要的条件的叙述,正确的是( )
A.为了创造无菌、无毒的环境,培养基中通常添加一定量的血清
B.动物细胞培养和植物组织培养所需的营养物质相同
C.动物细胞培养的适宜温度一般与动物的体温相近
D.动物细胞培养的适宜pH为酸性
4.动物细胞培养过程的顺序是( )
①原代培养 ②传代培养 ③胰蛋白酶等处理组织,形成分散的细胞
A.①②③ B.①③② C.②①③ D.③①②
5.在将动物组织块分散成单个细胞时,可以使用胰蛋白酶。以下推测不合理的是( )
A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系
B.处理时一定要注意处理时间和加酶量
C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤
D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致
6.下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。下列相关叙述正确的是( )
A.用胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉干细胞
B.生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积,有利于细胞贴壁生长
D.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,但环境污染严重
7.(2024安徽亳州期中联考)实验发现小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干细胞(iPS细胞)。科学家将获得的iPS细胞分化为T细胞,以用于传染病的治疗。下列有关叙述错误的是( )
A.诱导iPS细胞形成的过程中细胞发生形态、结构的改变
B.iPS细胞中含有本物种生长发育所需的遗传信息
C.研制iPS细胞的原理类似于植物细胞的脱分化与再分化
D.Klf4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可使细胞无限增殖
8.下列关于植物组织培养和动物细胞培养的比较,正确的是( )
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养前处理 离体 将组织细胞分散开
特有成分 植物激素 血清
续表
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
特殊环境条件 再分化需光照 气体环境
主要过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养
A.动物细胞培养没有体现细胞的全能性,是因为细胞核中没有本物种全套的遗传物质
B.将动物组织细胞分散开时只能使用胶原蛋白酶或胰蛋白酶
C.两者的培养过程都只涉及有丝分裂,不进行减数分裂
D.植物组织培养时也有将组织细胞分散开的操作
9.科学家发现,利用逆转录病毒将Oct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达,可使这个细胞成为类似胚胎干细胞(ES细胞)的诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图为该技术的实验示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化
B.利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复,与传统器官移植相比,成功率更高
C.iPS细胞的分化程度高
D.与ES细胞相比,iPS细胞用于再生医学可避免伦理争议
10.某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时,以动物肝癌细胞为材料,测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)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量严格配制而成的培养基称为 培养基。细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是 。另外,还应该保证被培养的细胞处于 、 的环境。
(2)在细胞生长过程中,当细胞贴壁生长到一定程度时,其生长会受到抑制,这种现象称为 。
(3)请你帮助该兴趣小组的同学分析本实验,实验的自变量是 ,实验组和对照组除了自变量不同外,其他处理均应该相同,这是为了遵循实验设计的 原则。
B组能力素养提升练
11.(2024四川遂宁月考)实验人员对动物细胞培养过程中的动物细胞增殖情况进行统计,其变化曲线如图所示,图中B、D两点表示经筛选后继续培养。下列叙述错误的是( )
A.对新鲜取材的动物组织处理时可用机械的方法使组织细胞分散
B.体外培养的大多数种类的动物细胞能够悬浮在培养液中生长增殖
C.将细胞制成细胞悬液进行原代培养,其增殖情况如OA段所示
D.AB段可能发生了接触抑制
12.(2024安徽蚌埠月考)动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列有关叙述正确的是( )
A.一般选择幼龄动物的器官或组织进行细胞培养,原因是其细胞分化程度低
B.进行细胞传代培养时,细胞每传一代,细胞数目增加一倍
C.传代培养前需用胰蛋白酶等处理贴壁细胞,制成细胞悬液
D.为保证无菌的环境,需要定期更换培养液,清除代谢物
13.(2024江苏苏州八校联考)再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出眼角膜组织,将其移植到病人体内,成功治疗一名失明患者,且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述正确的是( )
A.造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度相同
B.神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值
C.体外培养iPS细胞时培养液中不需要加入血清等物质
D.患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同
14.(2024江苏扬州期末统考)牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。某研究团队经过多年研究,从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术,下列叙述正确的是( )
A.此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B.此技术需要适宜的温度(36.5 ℃)和pH(6.8~7.8)
C.牙髓干细胞与胚胎干细胞一样,都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体
D.牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代培养
15.下图为动物细胞培养的基本过程示意图。
请分析回答下列问题。
(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞 ,易于培养。培养时先要剪碎,然后用 酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为 。
(2)为保证无菌、无毒的环境,需要向C、D瓶中的培养液添加一定量的 。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是 。
(3)干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入相关研究中。干细胞包括胚胎干细胞和 等,干细胞培养时通常采用培养皿或 ,目的是 。
(4)动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。
据图可知,培养 细胞一定需要添加血清。
16.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,获得了类似于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体细胞,因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下图为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)。请回答下列问题。
(1)在对成纤维细胞进行培养时,常用胰蛋白酶等进行处理使之分散成单个细胞,不用胃蛋白酶的原因是 。
(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,再将其分化出的细胞移入患者体内,这样做的优势是 。
(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 。
第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养
1.D 动物细胞培养需要的气体环境为95%的空气和5%的CO2。
2.A 丙表示原代培养,丁表示传代培养,海拉细胞是一种癌细胞,其在原代培养和传代培养的过程中不会出现细胞接触抑制的现象,A项正确;制备细胞悬液需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,不能使用胃蛋白酶,因为在多数动物细胞培养液适宜的pH范围内,胃蛋白酶已失去活性,B项错误;丙、丁过程中通入5%的CO2的主要目的是维持培养液的pH,C项错误;原代培养和传代培养的培养基中都需要添加血清,D项错误。
3.C 为了创造无菌、无毒的环境,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,A项错误;动物细胞培养和植物组织培养所需营养物质不同,例如植物组织培养所用的培养基中不需要添加动物血清等,B项错误;动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,D项错误。
4.D 动物细胞培养的过程:首先用胰蛋白酶等处理动物组织并制成细胞悬液,然后进行原代培养和传代培养。
5.C 胰蛋白酶可使蛋白质水解,破坏动物细胞之间的联系,推测动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系;细胞膜中含有蛋白质,所以一定要注意处理的时间和酶的用量,以防对动物细胞造成损伤;酶促反应需要适宜的pH,所以培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致。
6.C 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,利于动物细胞培养,A项错误;生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体,CO2的作用是维持培养液的pH,B项错误;动物细胞培养过程中,悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上,如果想得到大量的产物,可以增大细胞吸附面积,如在培养液中放置支架,有利于细胞贴壁生长,C项正确;理论上来说,“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求,且温室气体等其他环境污染物也会减少,D项错误。
7.C iPS细胞是由体细胞诱导产生的,该过程中有细胞形态、结构的改变,A项正确;iPS细胞内具有本物种的全套遗传信息,B项正确;小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干细胞(iPS细胞),该过程类似于植物组织培养中的脱分化过程,C项错误;据图可知,Klf4基因能够抑制细胞凋亡和衰老,可实现细胞的无限增殖,从而产生肿瘤细胞,D项正确。
8.C 动物细胞培养的原理是细胞增殖,该过程没有体现动物细胞的全能性,但动物细胞核中含有本物种全套的遗传物质,A项错误;将动物组织细胞分散开,除使用胶原蛋白酶或胰蛋白酶,还可使用机械法,B项错误;两者的原理分别是植物细胞的全能性和细胞增殖,这两个过程都只涉及有丝分裂,不进行减数分裂,C项正确;植物组织培养时没有将组织细胞分散开的操作,D项错误。
9.C 由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化,A项正确;用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,属于自体移植,理论上可以避免免疫排斥反应,可以大大提高器官移植的成功率,B项正确;iPS细胞具有与干细胞相似的分化潜力,说明iPS细胞的分化程度低,C项错误;与ES细胞相比,iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,因而用于再生医学可以避免伦理争议,D项正确。
10.答案 (1)合成 维持培养液的pH 无菌 无毒
(2)接触抑制
(3)是否加入抗癌药物 单一变量
11.B 对新鲜取材的动物组织处理时可用机械方法使组织细胞分散,也可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,A项正确;体外培养的大多数种类的动物细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,B项错误;原代培养即分瓶前的培养,该时期细胞数量相对较少,增殖情况如OA段所示,C项正确;AB段细胞几乎不再增殖,可能发生了接触抑制,需要用胰蛋白酶等进行处理,使组织细胞分散开来,才能进行BC段的传代培养,D项正确。
12.C 选用幼龄动物的器官或组织进行细胞培养,是因为幼龄动物的器官或组织的分裂能力强,A项错误;进行细胞传代培养时,细胞每传一代,细胞数目不一定增加一倍,B项错误;贴壁细胞会出现接触抑制现象,需用胰蛋白酶等处理后进行传代培养,C项正确;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项错误。
13.B 造血干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)的分化程度不同,前者大于后者,A项错误;体外培养iPS细胞时培养液中需要加入血清等物质,C项错误;由题意可知,移植的眼角膜组织是利用异源iPS细胞培养的,故移植细胞与患者自身细胞的基因不同,D项错误。
14.D 该技术属于动物细胞培养,原理是细胞增殖,而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,两者不同,A项错误;此技术即动物细胞培养,需要适宜的温度[(36.5±0.5)℃]和pH(7.2~7.4),B项错误;牙髓干细胞与胚胎干细胞虽都是干细胞,但二者不一样,胚胎干细胞具有分化成动物体内任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织、器官甚至个体的潜能,而牙髓干细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织,C项错误。
15.答案 (1)分裂能力强 胰蛋白酶或胶原蛋白 原代培养
(2)抗生素 维持培养液的pH
(3)成体干细胞 松盖培养瓶 保证细胞对气体的需求
(4)正常
解析 (1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,易于培养。培养时先要剪碎器官或组织,然后用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞,制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为原代培养。(2)为保证无菌、无毒的环境,需要向C、D瓶中的培养液添加一定量的抗生素。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH。(3)细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,这样培养箱内的气体可以进入培养皿或培养瓶中,保证细胞对气体的需求。(4)分析曲线图可知,是否添加血清对于癌细胞的增殖影响不大,而对于正常细胞的增殖影响很大,故培养正常细胞一定需要添加血清。
16.答案 (1)多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,胃蛋白酶在此环境中会失活
(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 避免了免疫排斥问题
(4)解决不育问题
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