2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程2.1動物細(xì)胞培養(yǎng)作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE8-動物細(xì)胞培育(20分鐘·70分)一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.某探討小組對某種動物的肝腫瘤細(xì)胞(甲)和正常肝細(xì)胞(乙)進(jìn)行培育,下列敘述正確的是 ()A.制備肝細(xì)胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織,再用胃蛋白酶處理B.肝細(xì)胞培育過程中向培育液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸C.為了防止培育過程中雜菌的污染,可向培育液中加入適量的干擾素D.甲、乙細(xì)胞在持續(xù)的原代培育過程中,乙細(xì)胞會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象【解析】選D。制備肝細(xì)胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織,再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理,使組織細(xì)胞分散開,選項(xiàng)A錯誤;肝細(xì)胞培育過程中向培育液中通入5%的CO2的目的是維持培育液的pH,而不是刺激細(xì)胞呼吸,選項(xiàng)B錯誤;為了防止培育過程中雜菌的污染,可向培育液中加入適量的抗生素,選項(xiàng)C錯誤;甲(肝腫瘤細(xì)胞)不發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象,而乙(正常肝細(xì)胞)具有接觸抑制現(xiàn)象,因此甲、乙細(xì)胞在持續(xù)的原代培育過程中,乙細(xì)胞會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象,選項(xiàng)D正確。2.皮膚基底層細(xì)胞(干細(xì)胞)能通過如圖所示的方式修補(bǔ)破損的皮膚。據(jù)圖推斷干細(xì)胞的功能是 ()①自我更新②細(xì)胞分裂③細(xì)胞分化A.①② B.①③ C.②③ D.①②③【解析】選D。由題圖可知,干細(xì)胞首先通過分裂方式增殖和自我更新,其次通過分化形成組織細(xì)胞來修補(bǔ)破損的皮膚。3.南京農(nóng)業(yè)高校的科研人員用動物干細(xì)胞研發(fā)出我國第一塊肌肉干細(xì)胞培育肉,該團(tuán)隊(duì)運(yùn)用第六代豬肌肉干細(xì)胞,經(jīng)過約20天培育得到重達(dá)5克的培育肉。下列相關(guān)敘述不正確的是A.用胃蛋白酶處理肌肉組織,可以獲得分裂實(shí)力強(qiáng)的肌肉母細(xì)胞B.生物反應(yīng)器內(nèi)應(yīng)限制溫度相宜,并充入肯定量的CO2保證培育液的pH相對穩(wěn)定C.培育液中的支架供應(yīng)了更多的細(xì)胞附著面積,有利于細(xì)胞貼壁生長D.“培育肉”的培育有利于工廠化生產(chǎn)【解析】選A。用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理肌肉組織,可以獲得分裂實(shí)力強(qiáng)的肌肉母細(xì)胞,A錯誤;動物細(xì)胞培育需限制相宜溫度,并充入肯定量的CO2來維持培育液的pH,B正確;動物細(xì)胞培育會出現(xiàn)貼壁生長的特點(diǎn),培育液中的支架可供應(yīng)更多的細(xì)胞附著面積,C正確;動物細(xì)胞培育有利于工廠化生產(chǎn),D正確。4.試驗(yàn)小鼠皮膚細(xì)胞培育的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是 ()A.甲過程須要對試驗(yàn)小鼠進(jìn)行消毒B.乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶處理C.丙過程得到的細(xì)胞大多具有異樣二倍體核型D.丁過程得到的部分細(xì)胞失去貼壁黏附性【解析】選C。甲過程表示獲得試驗(yàn)小鼠的組織細(xì)胞,須要對試驗(yàn)小鼠進(jìn)行消毒處理,選項(xiàng)A正確;乙表示用胰蛋白酶處理皮膚組織,使其分散成單個皮膚細(xì)胞,選項(xiàng)B正確;丙過程表示原代培育,形成的細(xì)胞株遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變更,具有正常的二倍體核型,選項(xiàng)C錯誤;丁是傳代培育過程,該過程部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了變更而失去貼壁黏附性,選項(xiàng)D正確。【互動探究】(1)丙、丁過程中通常要向培育箱中通入5%的CO2的目的是什么?提示:維持培育液的pH。(2)圖示過程中除乙過程需用到胰蛋白酶處理外,還有哪一過程需用胰蛋白酶處理?處理的是什么?提示:丙過程。處理原代培育時貼壁生長的細(xì)胞。5.在將動物組織塊分散成單個細(xì)胞時,可以運(yùn)用胰蛋白酶。由此推斷以下推想不合理的是 ()A.動物細(xì)胞之間可能依靠蛋白質(zhì)相互聯(lián)系B.肯定要留意處理時間、加酶量C.胰蛋白酶肯定不會對動物細(xì)胞造成損傷D.動物細(xì)胞培育液的pH應(yīng)與胰蛋白酶作用的相宜pH基本一樣【解析】選C。胰蛋白酶可使蛋白質(zhì)分解,由胰蛋白酶可破壞動物細(xì)胞之間的聯(lián)系,可推想動物細(xì)胞之間可能依靠蛋白質(zhì)相互聯(lián)系;細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)成分,所以肯定要留意處理的時間和酶的用量,以防止對動物細(xì)胞造成損傷;酶促反應(yīng)須要相宜的pH,所以培育液的pH應(yīng)與胰蛋白酶作用的相宜pH基本一樣。6.有探討表明漸凍癥是由于突變的基因?qū)е律窠?jīng)元合成了某種毒蛋白,從而阻礙了軸突內(nèi)養(yǎng)分物質(zhì)的流淌;也有最新探討結(jié)果表明,利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)制作前驅(qū)細(xì)胞,然后移植給漸凍癥試驗(yàn)鼠,能延長其壽命。下列相關(guān)描述錯誤的是 ()A.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),細(xì)胞種類增多B.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化成的多種細(xì)胞中遺傳物質(zhì)相同,蛋白質(zhì)不完全相同C.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化成多種細(xì)胞的過程中核遺傳物質(zhì)漸漸削減D.植入神經(jīng)干細(xì)胞,使受損的運(yùn)動功能得到復(fù)原,可以在肯定程度上改善“漸凍癥”【解析】選C。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),細(xì)胞分化使細(xì)胞種類增多,A正確;誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化成的多種細(xì)胞中遺傳物質(zhì)相同,蛋白質(zhì)不完全相同,B正確;誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化成多種細(xì)胞的過程中核遺傳物質(zhì)不發(fā)生變更,C錯誤;由“有最新探討結(jié)果表明,利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)制作前驅(qū)細(xì)胞,然后移植給漸凍癥試驗(yàn)鼠,能延長其壽命”可推想植入神經(jīng)干細(xì)胞,使受損的運(yùn)動功能得到復(fù)原,可以在肯定程度上改善“漸凍癥”,D正確。7.哈佛高校的科學(xué)家從懷孕婦女胎盤的羊水中提取了干細(xì)胞,并在試驗(yàn)室培育后生成了多種人體組織和器官,如骨骼、肌肉、肝臟等。下列有關(guān)敘述錯誤的是 ()A.該探討說明提取的干細(xì)胞是全能干細(xì)胞B.這些干細(xì)胞與由其生成的肌肉細(xì)胞的染色體組成相同C.這些干細(xì)胞在器官移植上將有較好的醫(yī)學(xué)用途D.這些骨骼、肌肉的形成與細(xì)胞分裂和分化有關(guān)而與細(xì)胞凋亡無關(guān)【解析】選D。干細(xì)胞在試驗(yàn)室培育后能生成多種人體組織和器官,這說明干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,A正確;細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),細(xì)胞中的染色體數(shù)目不變,因此干細(xì)胞與由其生成的肌肉細(xì)胞的染色體組成相同,B正確;這些干細(xì)胞能培育形成人體組織和器官,在器官移植上將有較好的醫(yī)學(xué)用途,C正確;這些骨骼、肌肉等的形成與細(xì)胞分裂和分化有關(guān),與細(xì)胞凋亡也有關(guān),D錯誤。二、非選擇題(共2小題,共35分)8.(18分)下圖所示為人類“治療性克隆”的也許過程,回答下列問題:(1)在培育體細(xì)胞時須要創(chuàng)建無菌無毒的環(huán)境,“無菌無毒環(huán)境”中的“毒”是指________。對培育液進(jìn)行____________(舉兩項(xiàng))操作,可創(chuàng)建無菌無毒的環(huán)境。

(2)植物組織培育有一項(xiàng)應(yīng)用是培育“脫毒苗”,脫毒苗中的“毒”是指________,此過程經(jīng)常選取莖尖作為外植體,其依據(jù)是__________________。

(3)若將上述結(jié)果用于白血病患者的骨髓移植,假如圖中患者是A型血,供應(yīng)卵細(xì)胞的女性是AB型血,則骨髓移植勝利后患者的血型是________型。按上述方法克隆的器官在移植方面的主要優(yōu)點(diǎn)是______________。

【解析】(1)“無菌無毒環(huán)境”中的“毒”是指代謝廢物。在培育液中添加肯定量的抗生素,可以防止雜菌污染;定期更換培育液,可以清除代謝廢物,防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害,進(jìn)而創(chuàng)建無菌無毒的環(huán)境。(2)脫毒苗中的“毒”是指病毒,由于莖尖的病毒極少,甚至無病毒,故此過程經(jīng)常選取莖尖作為外植體。(3)若將上述結(jié)果用于白血病患者的骨髓移植,假如圖中患者是A型血,供應(yīng)卵細(xì)胞的女性是AB型血,由于細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)仍來自患者,故骨髓移植勝利后患者的血型仍為A型。按上述方法克隆的器官沒有免疫排斥反應(yīng),有利于移植器官的存活。答案:(1)代謝廢物滅菌,添加肯定量的抗生素、定期更換培育液(寫出兩項(xiàng)即可)(2)病毒莖尖的病毒極少,甚至無病毒(3)A沒有免疫排斥反應(yīng)9.(17分)某生物愛好小組對一種抗癌新藥進(jìn)行試驗(yàn)時,以動物肝癌細(xì)胞為材料,測定抗癌藥物對體外培育細(xì)胞增殖的影響。請回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培育的問題。(1)在動物細(xì)胞培育時,將細(xì)胞所需的養(yǎng)分物質(zhì)按其種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培育基稱為________培育基。通常在培育基中還須要加入適量____________________等一些自然成分。細(xì)胞培育應(yīng)在含5%CO2的恒溫培育箱中進(jìn)行,另外,還應(yīng)當(dāng)保證被培育的細(xì)胞處于__________、________的環(huán)境。

(2)在細(xì)胞生長過程中,當(dāng)細(xì)胞貼壁生長到肯定程度時,其生長會受到抑制,這種現(xiàn)象稱為__________________________________________。

(3)為了防止細(xì)胞培育過程中細(xì)菌的污染,可向培育液中加入適量的____________。

(4)請你幫助愛好小組的同學(xué)分析本試驗(yàn),試驗(yàn)的自變量是________________________________,試驗(yàn)組和比照組除了自變量不同外,其他處理均應(yīng)當(dāng)相同,這是遵循試驗(yàn)設(shè)計的________原則。

【解析】(1)將動物細(xì)胞所須要的各種養(yǎng)分物質(zhì)按其種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培育基,稱為合成培育基。由于對細(xì)胞所需的養(yǎng)分物質(zhì)還沒有完全搞清晰,因此,在運(yùn)用合成培育基時,還要加入一些動物血清等自然成分。被培育的細(xì)胞必需處于無菌、無毒的環(huán)境中,才能保證細(xì)胞正常地生長增殖。(2)動物細(xì)胞在分裂、生長過程中有接觸抑制的現(xiàn)象。(3)抗生素能殺死培育基中的微生物,保證無菌無毒環(huán)境。(4)要測定抗癌藥物對體外培育細(xì)胞增殖的影響,試驗(yàn)的自變量為抗癌藥物的有無,其他無關(guān)變量應(yīng)當(dāng)相同,否則會干擾試驗(yàn)結(jié)果,這種設(shè)計遵循的是試驗(yàn)的單一變量原則。答案:(1)合成血清無菌無毒(2)接觸抑制(3)抗生素(4)是否加入抗癌藥物單一變量(10分鐘·30分)1.(6分)動物細(xì)胞體外培育時,通常要在培育基中補(bǔ)充肯定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培育影響的試驗(yàn)結(jié)果。從該圖供應(yīng)的信息可以獲得的正確結(jié)論有 ()①有無血清對正常細(xì)胞培育的影響不同②正常細(xì)胞與癌細(xì)胞的增殖速率相同③培育基中補(bǔ)充血清有助于正常細(xì)胞的培育④培育基中是否補(bǔ)充血清對癌細(xì)胞的培育影響不大A.②③④ B.①③④C.①②③ D.①②④【解析】選B。正常細(xì)胞在有血清和無血清培育時,同一培育時間下細(xì)胞數(shù)目不同,說明有無血清對正常細(xì)胞培育的影響不同,①正確;正常細(xì)胞與癌細(xì)胞在有血清和無血清時曲線均不重疊,說明正常細(xì)胞與癌細(xì)胞的增殖速率不同,②錯誤;正常細(xì)胞在有血清的條件下,同一培育時間的細(xì)胞數(shù)目均比無血清時多,說明培育基中補(bǔ)充血清有助于正常細(xì)胞的培育,③正確;癌細(xì)胞在有血清和無血清培育時,細(xì)胞數(shù)目變更趨勢一樣,說明培育基中是否補(bǔ)充血清對癌細(xì)胞的培育影響不大,④正確。2.(6分)(不定項(xiàng))不同誘導(dǎo)因素使iPS細(xì)胞可以在體外分裂、分化成多種組織細(xì)胞,如圖所示。下列敘述錯誤的是 ()A.各種組織細(xì)胞中的DNA和RNA與iPS細(xì)胞中的相同B.iPS細(xì)胞不斷增殖分化,所以比組織細(xì)胞更易蒼老C.iPS細(xì)胞中的基因都不能表達(dá)時,該細(xì)胞起先凋亡D.變更誘導(dǎo)因素能使iPS細(xì)胞分化形成更多類型的細(xì)胞【解析】選A、B、C。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),所以分化后形成的各種組織細(xì)胞中與iPS細(xì)胞中DNA相同,但RNA不同,A錯誤;iPS細(xì)胞不斷增殖分化,說明分化程度低,不易蒼老,B錯誤;細(xì)胞凋亡是受基因限制的程序性死亡,細(xì)胞內(nèi)也存在基因表達(dá),C錯誤;在iPS細(xì)胞的培育液中加入不同分化誘導(dǎo)因子,就可以誘導(dǎo)iPS細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化,有利于提高細(xì)胞生理功能的效率,D正確。【試驗(yàn)·探究】3.(18分)探討發(fā)覺,不同濃度的胰島素可以緩解肝細(xì)胞的損傷,且胰島素濃度越高愛護(hù)作用越強(qiáng)。LPS是一種導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷的常見物質(zhì)(用生理鹽水配制)?，F(xiàn)供應(yīng)正常大鼠的肝臟完成試驗(yàn)步驟。(要求:胰島素配制成低中高三種濃度,用細(xì)胞存活數(shù)作為指標(biāo))(1)試驗(yàn)步驟:①肝細(xì)胞懸液的制備:取健康幼年鼠肝臟,相宜條件下剪碎再用__________處理,放入卡氏瓶中和________中進(jìn)行________培育。得到細(xì)胞懸液后分成________組,編號A～E備用。

②胰島素溶液:用________配制低中高三種不同濃度的胰島素溶液,分別加入對應(yīng)的C、D、E培育瓶中。

③A組作為空白比照,其余各組加入________。

④各組存活細(xì)胞數(shù)的檢測。(2)用柱形圖預(yù)料各組的試驗(yàn)結(jié)果:【解析】(1)試驗(yàn)步驟:①肝細(xì)胞懸液的制備:取某健康幼年大鼠的肝臟,相宜條件下取出剪碎再用胰蛋白酶處理,經(jīng)多次洗滌離心處理得到分散的肝細(xì)胞;加入相宜的細(xì)胞培育液置于卡氏瓶和CO2培育箱中進(jìn)行原代培育;將培育得到的肝細(xì)胞懸液隨機(jī)分為5組,編號為A～E,每組均需再設(shè)置多個重復(fù)樣液,置于相同且相宜的培育瓶中培育備用。②胰島素溶液:用生理鹽水配制低、中、高三種濃度的胰島素溶液,分別加入C、D、E組的肝細(xì)胞懸液中。③A組作為空白比照,其余各組加入等量的LPS。④各組存活細(xì)胞數(shù)的檢測。(2)試驗(yàn)結(jié)果預(yù)期:若本試驗(yàn)的結(jié)果用細(xì)胞存活率作為檢測指標(biāo),各組的存活細(xì)胞數(shù)先用比色計測出OD值,然后計算各組的細(xì)胞存活率=該組OD值/A組OD值×100%,不考慮細(xì)胞死亡對OD值的影響,由于LPS能導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷,不同濃度的胰島素可以緩解肝細(xì)胞的損傷,等量LPS的狀況下,胰島素濃度越大,細(xì)胞存活率越高,用柱形圖表示各組的試驗(yàn)結(jié)果如下:答案:(1)①胰蛋白酶CO2培育箱原代5②生理鹽水③等量的LPS(2)【補(bǔ)償訓(xùn)練】某醫(yī)院病理室為確診一患者的腫瘤是良性的還是惡性的,切取了小塊腫瘤組織進(jìn)行培育?；卮鹣铝袉栴}:(1)培育之前,腫瘤組織必需先用________________處理成單個細(xì)胞。

(2)若起先培育時,取一滴培育液視察,有100個腫瘤細(xì)胞,經(jīng)過24h培育后,取一滴稀釋100倍后,再取一滴(設(shè)三次的“一滴”等量)視察,發(fā)覺有64個腫瘤細(xì)胞,此腫瘤的細(xì)胞周期約為__________h。

(3)與正常細(xì)胞相比,在顯微鏡下可見明顯增多的細(xì)胞器是__________________(填兩項(xiàng))。

(4)某科研單位研制出一種新型藥物X,據(jù)說對此類腫瘤有較好的療效,請你設(shè)計一個方案加以驗(yàn)證。寫出你所設(shè)計的試驗(yàn)步驟:①將相同的培育液分為相等的兩份,一份_______________________________________________