高中生物【分层作业】2.3 第1课时 动物细胞核移植技术动物细胞培养技术（苏教2019版选择性必修3）

第2章细胞工程第3节动物细胞工程及其应用第1课时动物细胞核移植技术、动物细胞培养技术必备知识基础练1.[2023江苏连云港赣榆高二质量检测改编]下列关于动物体细胞核移植技术及其应用的叙述，错误的是()A.利用体细胞核移植技术克隆动物依据的原理是细胞核的全能性B.体细胞核移植主要在同种动物的同种组织之间进行C.体细胞核移植技术获得的动物与核供体遗传性状不完全相同D.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程2.下列关于体细胞克隆的叙述，错误的是()A.供体为体细胞的细胞核B.受体为去核卵细胞的细胞质C.细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤D.克隆出的后代与供体的遗传物质和表型完全一致3.应用体细胞核移植技术克隆高产奶牛时，下列操作步骤与目的对应错误的是()选项操作步骤目的A取高产奶牛耳部的细胞作为核遗传物质的供体B去除卵母细胞的细胞核使卵母细胞具备受精能力C电脉冲刺激卵母细胞促进卵母细胞和乳腺细胞融合D将胚胎移入黄牛体内繁殖高产克隆奶牛4.下列有关动物细胞培养条件的表述，不正确的是()A.动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，营养，适宜的温度、pH和渗透压，适宜的气体等条件B.定期更换培养液可避免细胞代谢物积累对细胞造成危害C.放入CO2培养箱中培养动物细胞的主要目的是满足细胞对CO2的需求D.动物细胞培养所需气体主要是95%的空气和5%的CO25.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()A.大多数动物细胞培养可在培养皿上形成多层细胞B.培养过程中，多数细胞的基因型会发生改变C.正常细胞的传代培养次数通常是无限的D.低龄动物的细胞比较容易培养6.[2022江苏连云港高二期中]下列动物细胞培养过程中，属于原代培养的是()A.把组织分散成单个细胞的过程B.从机体取得组织分散后立即进行培养的过程C.出现接触抑制现象后取下的细胞的培养过程D.哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程7.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，科研人员将数量相等的动物肝脏肿瘤细胞和肝脏正常细胞分别置于相同培养液中培养。下列有关叙述正确的是()A.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养B.细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖等多种能源物质C.定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害D.为了防止细菌污染，可向培养液中加入适量的干扰素8.[2023江苏南通启东中学高三调研]某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量。

(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是。

(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长。药物实验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要用处理。

(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的。

关键能力提升练9.[2023江苏淮安洪泽湖高级中学高二月考]下图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线图，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。下列有关叙述正确的是()A.动物细胞培养选用的培养材料大多为动物的受精卵B.原代培养和传代培养的分界点是曲线中的B点C.培养过程中，细胞可通过有丝分裂和减数分裂实现细胞增殖D.分瓶后的每个培养瓶中的细胞群称为一个克隆10.[多选][2023江苏泰兴第一高级中学高二月考]培育肉是利用动物体内分离的成肌细胞或全能干细胞，采用动物细胞培养技术培养出类似于动物肌肉的肉丝，同时添加了人体所需的元素如铁、钙等，使之营养更加丰富。下列相关叙述正确的是()A.用胃蛋白酶处理肌肉组织，可以获得分裂能力强的肌肉母细胞B.生物反应器内应控制温度适宜，并充入一定量的CO2保证培养液的pH相对稳定C.培养液中的支架为细胞提供了更大的附着面积，有利于细胞生长D.“人造牛肉”的培养有利于工厂化生产，产品是真肉11.[多选]下图是某动物细胞培养时，培养液中活细胞和死亡细胞的密度统计结果曲线图。下列相关叙述正确的是()A.实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞B.细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖等多种能源物质C.曲线bc段产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等D.培养第6天时，新产生的细胞数等于死亡细胞数12.[多选]下图表示克隆过程中核移植成功率与供核细胞分化程度的关系。下列叙述正确的是()A.细胞核移植实验成功的事实说明，高度分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性B.图中动物核移植过程中，最好选受精卵作为受体细胞C.实验结果表明，图中核移植成功率具有与供核细胞分化程度呈负相关的特点D.哺乳动物的重组细胞都需要经早期胚胎培养、胚胎移植等过程才能发育成新个体13.[2023江苏盐城龙岗中学高二质量检测]我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴(流程如图所示，①~⑥表示过程)，该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请据图分析并回答下列问题：(1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植的，原因是，恢复其全能性较难。

(2)进行过程①时，培养成纤维细胞所需的条件有营养，气体环境以及，。

(3)过程③中利用，将成纤维细胞注入去核的卵母细胞中。

(4)向融合细胞注入Kd4d的mRNA，可提高胚胎的形成率，其作用主要是通过基因表达的过程实现的。

(5)若获得的体细胞核移植的食蟹猴的性状与供体食蟹猴的性状不完全相同，从遗传物质的角度分析，其原因是。

学科素养创新练14.动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题：(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞。

(2)气室中充入95%的空气加5%的CO2的混合气体，它们的主要作用分别是。

(3)培养液中添加抗生素是为了，但要注意选择抗生素的，以保证抗生素对肝脏无害。培养液中的营养物质的种类主要包括葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等，并按照所需数量严格配制而成。这样的培养基称为培养基。使用此种培养基，通常需要加入等一些天然成分。

(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程：①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用；②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“√”表示已完成的步骤)；步骤操作甲乙丙丁步骤一：加入肝脏培养液√√√√步骤二：加入有机物X溶液√√步骤三：放置肝脏小块√√③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养；④一段时间后，取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察，并对比分析。若观察到，则说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。

(5)分析实验操作步骤，实验中设置甲、乙两组的目的是。

第三节动物细胞工程及其应用第1课时动物细胞核移植技术、动物细胞培养技术参考答案1.【答案】B【解析】细胞核移植主要在同种动物的不同种组织细胞之间进行，B项错误。2.【答案】D【解析】经体细胞核移植形成的克隆动物的遗传物质主要由供体细胞核提供，但也含有受体细胞的细胞质中的遗传物质，因此克隆动物与供体的遗传物质和表型不完全相同，D项错误。3.【答案】B【解析】去除卵母细胞的细胞核的目的是将该卵母细胞作为受体细胞接受供体细胞的细胞核，B项错误。4.【答案】C【解析】放入CO2培养箱中培养动物细胞的主要目的是维持pH平衡，C项错误。5.【答案】D【解析】在动物细胞培养过程中，只能形成单层细胞，A项错误；在细胞培养过程中进行的是有丝分裂，所以培养出来的多数细胞的基因型相同，B项错误；正常细胞在培养过程中，传代次数也是有限的，一般为50次就会死亡，留下来的细胞就是发生了癌变的细胞，遗传物质发生改变，具有不死性，C项错误；低龄动物的细胞的分裂能力强，比较容易培养，D项正确。6.【答案】B【解析】用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞的过程可以是原代培养，也可以是传代培养，A项错误；原代培养是指从动物机体取得组织并用胰蛋白酶分散成单个细胞后立即培养，直到细胞出现接触抑制为止，因此从机体取得细胞后立即进行培养的过程是原代培养，B项正确；出现接触抑制现象后，取下来的细胞的培养过程是传代培养，C项错误；动物细胞具有贴壁生长的特点，D项错误。7.【答案】C【解析】加入血清可为动物细胞提供营养，高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分，A项错误；维生素和激素不是能源物质，B项错误；定期更换培养液可以防止代谢产物的积累对细胞造成危害，C项正确；为了防止细胞培养过程中的细菌污染，可向培养液中加入适量的抗生素，D项错误。8.【答案】(1)多2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质维持培养液的pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素【解析】(1)肝肿瘤细胞的分裂能力比正常肝细胞强，细胞周期短，能快速增殖，因此在其他条件相同时，相同时间内肝肿瘤细胞产生的子代细胞更多，即观察到甲细胞数量比乙细胞数量多。(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质，因此在动物细胞培养时，通常要在合成培养基中加入适量血清。细胞培养应在含有5%的CO2的恒温培养箱中进行，其中CO2的作用是维持培养液的pH稳定。(3)在这两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长停止。甲细胞能无限增殖，因此其传代的次数比乙细胞多。胰蛋白酶能消化组织细胞间的蛋白质，使组织细胞分散成单个细胞，所以若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要用胰蛋白酶处理。(4)为了防止细胞培养过程中的细菌污染，可向培养液中加入适量的抗生素。9.【答案】B【解析】动物细胞培养选用的培养材料大多为幼龄动物的器官或组织，A项错误；根据图中曲线趋势可知，原代培养和传代培养的分界点是曲线中的B点，B项正确；培养过程中，细胞可通过有丝分裂实现细胞增殖，C项错误；细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的是一个细胞而不是多个细胞，D项错误。10.【答案】BCD【解析】用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肌肉组织，可以获得分裂能力强的肌肉母细胞，不能用胃蛋白酶处理，A项错误；生物反应器内应控制温度适宜，并充入一定量的CO2保证培养液的pH相对稳定，B项正确；培养液中的支架为细胞提供了更大的附着面积，有利于细胞生长，C项正确；“人造牛肉”的培养有利于工厂化生产，产品是类似于动物肌肉的肉丝，是真肉，D项正确。11.【答案】AC【解析】动物细胞培养时，需要用胰蛋白酶处理，因此实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞，A项正确；维生素和激素不是能源物质，B项错误；曲线bc段表示活细胞密度减少而死细胞密度增加，产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等，C项正确；培养第6天时，活细胞数等于死亡细胞数，D项错误。12.【答案】ACD【解析】细胞核移植实验成功的事实说明，高度分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性，因为核移植的原理是动物细胞核具有全能性，A项正确；图中动物核移植过程中，最好选减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞，因为该细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性发挥的物质，B项错误；图中实验结果显示，随着供核细胞分化程度的升高，核移植成功率逐渐下降，说明核移植成功率具有与供核细胞分化程度呈负相关的特点，C项正确；哺乳动物的重组细胞都需要经早期胚胎培养、胚胎移植等过程才能发育成新个体，D项正确。13.【答案】(1)体细胞分化程度高(2)无菌、无毒的环境温度和pH(3)显微操作(4)翻译(5)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响【解析】(1)由于体细胞分化程度高，全能性难以恢复，因此获得食蟹猴的体细胞核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植的。(2)过程①表示动物细胞培养，需要的条件有营养、气体环境、无菌和无毒的环境、适宜的温度和pH等。(3)过程③表示核移植，一般用显微操作将成纤维细胞注入去核的卵母细胞中。(4)mRNA是翻译合成蛋白质的模板，因此向融合细胞注入Kd4d的mRNA，可以通过翻译合成相关的蛋白质，进而提高胚胎的形成率。(5)从遗传物质的角度来说，体细胞核移植的食蟹猴的性状与供体食蟹猴的性状不完全相同，是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。14.【答案】(1)吸收氧气和营养物质，排出代谢废物(2)O2的主要作用是维持细胞进行有氧呼吸，CO2的主要作用是维持培养液的pH(3)抑制细菌的生长种类