第1課時　動物細(xì)胞培養(yǎng)

第2節(jié)動物細(xì)胞工程第1課時動物細(xì)胞培養(yǎng)基礎(chǔ)過關(guān)練題組一歸納動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1.(2020河北滄州一中高二月考)一般來說,動物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下哪些條件(易錯)①無毒的環(huán)境②無菌的環(huán)境③合成培養(yǎng)基需加入血清④溫度與動物體溫相近⑤需要O2,不需要CO2⑥適宜的滲透壓A.①②③④⑤⑥ B.①②③④C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥2.(2020江蘇南通高三一模)在進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時,需要(易錯)A.用胃蛋白酶處理以獲得細(xì)胞懸液B.充入5%CO2以刺激細(xì)胞正常呼吸C.加入經(jīng)高壓蒸汽滅菌的血清以提供營養(yǎng)D.定期更換培養(yǎng)液以清除代謝物題組二理解動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程3.(2020山東章丘四中高三月考)動物細(xì)胞培養(yǎng)的順序是()①原代培養(yǎng)②傳代培養(yǎng)③胰蛋白酶處理組織,形成分散的懸浮細(xì)胞A.③①② B.①②③C.②①③ D.①③②4.下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述,錯誤的是()A.細(xì)胞通常貼壁生長B.細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂C.細(xì)胞之間有接觸抑制現(xiàn)象D.體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞的分類:一類懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖,另一類貼附于某些基質(zhì)表面生長增殖5.(2020遼寧六校協(xié)作體高二期中)下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述,正確的是()A.培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶瓶壁上可形成多層細(xì)胞B.傳代培養(yǎng)時,貼壁生長的細(xì)胞可直接用離心法收集C.細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D.動物細(xì)胞培養(yǎng)中定期更換培養(yǎng)液可以清除代謝物6.(2020江蘇徐州一中高二開學(xué)考試)某研究小組為測定藥物對體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性,準(zhǔn)備對某種動物的肝腫瘤細(xì)胞(甲)和正常肝細(xì)胞(乙)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。下列說法正確的是(易錯)A.在利用兩種肝組織塊制備肝細(xì)胞懸液時,也可用胃蛋白酶處理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.甲、乙細(xì)胞在持續(xù)的培養(yǎng)過程中,乙會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象D.僅用培養(yǎng)肝細(xì)胞的培養(yǎng)液也能用來培養(yǎng)乙肝病毒7.(2020云南師大附中高三二模)如圖為動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的示意圖。動物

組織塊細(xì)胞

懸液原代

培養(yǎng)分散成單

個細(xì)胞傳代

培養(yǎng)請據(jù)圖回答:(1)圖中①指,用①處理,說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是。圖中②的處理方法與①(填“一致”或“不一致”),原因是進(jìn)行原代培養(yǎng)時,當(dāng),這種現(xiàn)象稱為。

(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)時,通常置于含的混合氣體的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng),CO2的主要作用是。

題組三理解干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用8.利用胚胎干細(xì)胞治療肝衰竭,實現(xiàn)此過程的重要原因是()A.細(xì)胞分裂 B.細(xì)胞特化C.細(xì)胞分化 D.細(xì)胞增殖9.胚胎干細(xì)胞是從胚胎中獲取的細(xì)胞,下列敘述錯誤的是()A.胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性B.胚胎干細(xì)胞具有很強的增殖能力C.胚胎干細(xì)胞能分化成造血干細(xì)胞D.胚胎干細(xì)胞體積比受精卵大10.干細(xì)胞具有能夠分裂、分化成為人體任何一種組織的潛能,被醫(yī)學(xué)界稱為“萬用細(xì)胞”。下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述,錯誤的是()A.干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等B.成體干細(xì)胞具有組織特異性C.胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞均具有發(fā)育成完整個體的能力D.用正常人(異體)的造血干細(xì)胞治療白血病,白血病患者體內(nèi)會發(fā)生排斥反應(yīng)11.研究發(fā)現(xiàn),來自胎盤的稱為Cdx2細(xì)胞的干細(xì)胞能夠在心臟病發(fā)作后再生健康的心臟細(xì)胞,Cdx2細(xì)胞除了具有胚胎干細(xì)胞的所有蛋白外,還具有其他的蛋白,這使得它們能夠直接遷移到損傷部位。下列敘述錯誤的是()細(xì)胞仍然保留著分裂和分化的能力細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成需多種核酸—蛋白質(zhì)復(fù)合物參與細(xì)胞的遷移過程可能與細(xì)胞骨架有關(guān)D.肌細(xì)胞能代替Cdx2細(xì)胞培養(yǎng)出健康的心臟細(xì)胞能力提升練題組一動物細(xì)胞培養(yǎng)的綜合1.(不定項)(2020江蘇省啟東中學(xué)高二期中改編,)如圖是某動物細(xì)胞培養(yǎng)時,培養(yǎng)液中活細(xì)胞和死細(xì)胞密度統(tǒng)計結(jié)果。相關(guān)敘述正確的是()A.實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間,以免損傷細(xì)胞B.細(xì)胞培養(yǎng)液中通常含有維生素、激素、糖類等多種能源物質(zhì)C.曲線bc段產(chǎn)生的主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝物積累等D.培養(yǎng)第6天時,新產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)等于死細(xì)胞數(shù)2.(2020河南名校聯(lián)盟高三聯(lián)考,)2019年11月18日上午,中國誕生了第一塊“人造肉”,即“細(xì)胞培養(yǎng)肉”。如圖是“細(xì)胞培養(yǎng)肉”生物制造流程圖,請結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題:(1)生物制造“細(xì)胞培養(yǎng)肉”的第一步,就是要獲取肌肉干細(xì)胞,所謂的“干細(xì)胞”是指動物體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有能力的細(xì)胞。

(2)“細(xì)胞培養(yǎng)肉”生物制造的關(guān)鍵技術(shù)是動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。①在培養(yǎng)之前,需用胰蛋白酶(膠原蛋白酶)處理,其目的是。

②在適宜條件下,培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,數(shù)量不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時,細(xì)胞通常會停止分裂增殖,這時還需要用胰蛋白酶等處理,其目的是。

(3)一般的,動物細(xì)胞培養(yǎng)需要向培養(yǎng)基中添加一定量的血清,以保證;但從食品安全的角度考慮,在生物制造“細(xì)胞培養(yǎng)肉”時,這種成分不能添加。

(4)“細(xì)胞培養(yǎng)肉”生物制造過程中,肌肉干細(xì)胞培養(yǎng)需要利用合適的支架體系,請推測其原因:。

題組二歸納干細(xì)胞培養(yǎng)及應(yīng)用3.(2020江蘇海安高級中學(xué)高二月考改編,)2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者發(fā)現(xiàn),利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將4個關(guān)鍵基因?qū)胍逊只捏w細(xì)胞中并表達(dá),可使這個細(xì)胞成為類似胚胎干細(xì)胞的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)。如圖為該技術(shù)在人體細(xì)胞中的實驗示意圖。下列相關(guān)敘述中,錯誤的是()A.由iPS細(xì)胞產(chǎn)生其他種類細(xì)胞的過程為細(xì)胞分化B.利用患者的iPS細(xì)胞對其自身受損器官進(jìn)行修復(fù),與傳統(tǒng)器官移植相比成功率更高C.目前iPS細(xì)胞在實際應(yīng)用中還存在許多問題,例如,有研究發(fā)現(xiàn)iPS細(xì)胞的增殖難以控制,即iPS細(xì)胞具有衰老細(xì)胞的特征D.結(jié)合以上信息分析,iPS細(xì)胞可能容易分散4.(2020山東濟(jì)南高二期末,)目前,體外分離和培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的實驗方法已經(jīng)很成熟,胚胎干細(xì)胞可以被大量的培養(yǎng)和擴(kuò)增,并定向分化為胰島細(xì)胞、心肌細(xì)胞等多種不同類型的細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的細(xì)胞,無論在體外還是移植到體內(nèi),都具有很強的擴(kuò)增能力。請回答下列有關(guān)問題:(1)科學(xué)家利用胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)生成胰島B細(xì)胞,以治療小鼠糖尿病。該實驗用的胚胎干細(xì)胞通?？梢匀∽孕∈蟮?取出的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng),這個過程需要向培養(yǎng)液中加入誘導(dǎo)物。兩周后鏡檢可以發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)的細(xì)胞呈胰島樣細(xì)胞的變化。隨后,再進(jìn)行一系列實驗,以檢測該細(xì)胞是否具有胰島B細(xì)胞的生理功能。

(2)培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞時,通常將其置于含95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),其中CO2的主要作用是。

甲(3)胰島素釋放實驗:控制培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度,檢測細(xì)胞分泌胰島素的量,圖甲表示所得實驗結(jié)果。據(jù)此分析干細(xì)胞誘導(dǎo)成功,得到此結(jié)論的依據(jù)是

。

(4)體內(nèi)移植實驗:將細(xì)胞移植到患糖尿病的小鼠體內(nèi),檢測小鼠的血糖水平,結(jié)果如圖乙所示。胰島素體內(nèi)移植實驗是否支持胰島素釋放實驗的結(jié)論?并闡明原因。

。

乙(5)指出本研究在實踐方面的一個意義。

。

第2節(jié)動物細(xì)胞工程第1課時動物細(xì)胞培養(yǎng)基礎(chǔ)過關(guān)練1.D動物細(xì)胞培養(yǎng)需要無毒、無菌的環(huán)境,①②正確;用于動物細(xì)胞體外培養(yǎng)的合成培養(yǎng)基通常需加入血清等天然物質(zhì),③正確;動物細(xì)胞培養(yǎng)需要適宜的溫度、pH和滲透壓,④⑥正確;動物細(xì)胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境,所需氣體主要有CO2和O2,⑤錯誤。易錯警示不清楚動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件(1)無菌、無毒的環(huán)境:①需對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理以及在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作;②定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝物。(2)營養(yǎng)物質(zhì):糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素等,還需加入血清等天然物質(zhì)。(3)適宜的溫度、pH和滲透壓。(4)氣體環(huán)境:主要是O2(細(xì)胞代謝所必需的)和CO2(主要作用是維持培養(yǎng)液的pH)。2.D用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理以獲得細(xì)胞懸液,因為多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2~7.4,而胃蛋白酶作用的適宜pH為1.5~2.0,A錯誤;充入5%CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH,B錯誤;加入血清為動物細(xì)胞提供營養(yǎng),高壓蒸汽滅菌會破壞血清中的活性成分,C錯誤;定期更換培養(yǎng)液以清除代謝物,D正確。易錯警示不清楚動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中為何使用胰蛋白酶而不使用胃蛋白酶動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中分散細(xì)胞時不能用胃蛋白酶,因為胃蛋白酶作用的適宜pH為1.5~2.0,胰蛋白酶作用的適宜pH為7.8~8.5,而多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為。3.A動物細(xì)胞培養(yǎng)時,可用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理組織,形成分散的懸浮細(xì)胞,然后進(jìn)行原代培養(yǎng);待貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時,再用胰蛋白酶等處理,使之分散為單個細(xì)胞,制成細(xì)胞懸液,進(jìn)行傳代培養(yǎng)。4.B動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,大多數(shù)細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖,這類細(xì)胞往往貼附在培養(yǎng)瓶瓶壁上的現(xiàn)象稱為細(xì)胞貼壁,A正確;動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞數(shù)量不斷增多,細(xì)胞增殖的方式為有絲分裂,B錯誤;動物細(xì)胞在培養(yǎng)過程中,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時,細(xì)胞通常會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制,C正確;體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞可分為兩大類:一類細(xì)胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長增殖,另一類細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面生長增殖,D正確。5.D培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶瓶壁上只能形成單層細(xì)胞,A錯誤;傳代培養(yǎng)時,懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞可直接用離心法收集,B錯誤;細(xì)胞的傳代培養(yǎng)到一定階段時,隨著培養(yǎng)時間的延長和細(xì)胞不斷分裂,一方面細(xì)胞分裂次數(shù)是有限的,一方面細(xì)胞之間相互接觸而發(fā)生接觸抑制,另一方面會因為營養(yǎng)物質(zhì)不足和代謝物積累而不利于生長或發(fā)生中毒而死亡,所以細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是有限的,C錯誤;動物細(xì)胞培養(yǎng)中定期更換培養(yǎng)液可以清除代謝物,D正確。6.C胃蛋白酶作用的適宜pH為1.5~2.0,而多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,所以不能用胃蛋白酶處理,A錯誤。CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH,B錯誤。正常細(xì)胞在體外培養(yǎng)時會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象,而腫瘤細(xì)胞沒有此特性,C正確。病毒必須寄生在活細(xì)胞中才能生存,故不能僅用培養(yǎng)肝細(xì)胞的培養(yǎng)液來培養(yǎng)病毒,D錯誤。易錯警示混淆動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中氧氣和二氧化碳的作用動物細(xì)胞培養(yǎng)時加入CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH,O2的作用是促進(jìn)細(xì)胞有氧呼吸。7.答案(1)胰蛋白酶(或“膠原蛋白酶”)蛋白質(zhì)一致貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時,細(xì)胞通常會停止分裂增殖細(xì)胞的接觸抑制(2)95%空氣和5%CO2維持培養(yǎng)液的pH解析(1)用胰蛋白酶(或“膠原蛋白酶”)處理,使組織分散成單個細(xì)胞,說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。圖中②的處理方法與①一致,原因是進(jìn)行原代培養(yǎng)時,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時,細(xì)胞通常會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)時,通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶,并將它們置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的二氧化碳培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。8.CES細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞。移植ES細(xì)胞可使壞死或退化部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能,因此治療肝衰竭主要是利用細(xì)胞分化這一特性實現(xiàn)的。9.D胚胎干細(xì)胞具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞,并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個體的潛能,因此胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,A正確;胚胎干細(xì)胞增殖能力強,B正確;胚胎干細(xì)胞具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞的潛能,而造血干細(xì)胞是一類成體干細(xì)胞,故胚胎干細(xì)胞能分化成造血干細(xì)胞,C正確;體細(xì)胞中,受精卵的體積最大,D錯誤。10.C干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等,A正確;一般認(rèn)為,成體干細(xì)胞具有組織特異性,只能分化成特定的組織或細(xì)胞,B正確;胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體的潛能,成體干細(xì)胞只能分化成特定的細(xì)胞或組織,不具有發(fā)育成完整個體的能力,C錯誤;將正常人(異體)的造血干細(xì)胞移植到白血病患者體內(nèi),針對白血病患者來說該造血干細(xì)胞為異物,其體內(nèi)會發(fā)生排斥反應(yīng),D正確。11.DCdx2細(xì)胞屬于干細(xì)胞,干細(xì)胞仍然保留著分裂和分化的能力,A正確;Cdx2細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯,轉(zhuǎn)錄需要DNA和RNA聚合酶的結(jié)合,翻譯需要mRNA和催化蛋白質(zhì)合成的酶的結(jié)合,因此需多種核酸—蛋白質(zhì)復(fù)合物參與,B正確;Cdx2細(xì)胞能夠直接遷移到損傷部位,遷移過程可能與細(xì)胞骨架有關(guān),C正確;肌細(xì)胞是已分化的細(xì)胞,它通常不能轉(zhuǎn)化為其他類型的細(xì)胞,因而不能用肌細(xì)胞代替干細(xì)胞培養(yǎng)出健康的心臟細(xì)胞,D錯誤。能力提升練1.AC動物細(xì)胞培養(yǎng)時,可用胰蛋白酶處理,因此實驗中要控制胰蛋白酶溶液濃度和處理時間,以免損傷細(xì)胞,A正確;維生素和激素不是能源物質(zhì),B錯誤;曲線bc段表示活細(xì)胞密度減少,而該時間段死細(xì)胞密度增加,主要原因是培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足及有害代謝物積累等,C正確;培養(yǎng)第6天時,活細(xì)胞密度等于死細(xì)胞密度,而不是新產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)等于死細(xì)胞數(shù),D錯誤。2.答案(1)分裂和分化(2)①將組織分散成單個細(xì)胞②使細(xì)胞從瓶壁上脫落下來(3)細(xì)胞順利地生長增殖(4)模擬體內(nèi)肌肉生長環(huán)境,輔助形成細(xì)胞組織的三維結(jié)構(gòu)解析(1)動物體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的干細(xì)胞。(2)①動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細(xì)胞;第二次使用胰蛋白酶是使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫落下來,分散成單個細(xì)胞。(3)一般的,動物細(xì)胞培養(yǎng)需要向培養(yǎng)基中添加一定量的血清,以保證細(xì)胞順利地生長增殖。(4)“細(xì)胞培養(yǎng)肉”的目標(biāo)是要得到類似于從動物組織中取得的“肌肉”,這就要求細(xì)胞生長的環(huán)境也跟體內(nèi)肌肉生長環(huán)境類似,所以采用支架體系主要