2024-2025学年新教材高中生物第2章细胞工程2.1动物细胞培养作业含解析新人教版选择性必修3

PAGE8-动物细胞培育(20分钟·70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.某探讨小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培育,下列叙述正确的是 ()A.制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理B.肝细胞培育过程中向培育液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸C.为了防止培育过程中杂菌的污染,可向培育液中加入适量的干扰素D.甲、乙细胞在持续的原代培育过程中,乙细胞会出现停止增殖的现象【解析】选D。制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使组织细胞分散开,选项A错误;肝细胞培育过程中向培育液中通入5%的CO2的目的是维持培育液的pH,而不是刺激细胞呼吸,选项B错误;为了防止培育过程中杂菌的污染,可向培育液中加入适量的抗生素,选项C错误;甲(肝肿瘤细胞)不发生接触抑制现象,而乙(正常肝细胞)具有接触抑制现象,因此甲、乙细胞在持续的原代培育过程中,乙细胞会出现停止增殖的现象,选项D正确。2.皮肤基底层细胞(干细胞)能通过如图所示的方式修补破损的皮肤。据图推断干细胞的功能是 ()①自我更新②细胞分裂③细胞分化A.①② B.①③ C.②③ D.①②③【解析】选D。由题图可知,干细胞首先通过分裂方式增殖和自我更新,其次通过分化形成组织细胞来修补破损的皮肤。3.南京农业高校的科研人员用动物干细胞研发出我国第一块肌肉干细胞培育肉,该团队运用第六代猪肌肉干细胞,经过约20天培育得到重达5克的培育肉。下列相关叙述不正确的是A.用胃蛋白酶处理肌肉组织,可以获得分裂实力强的肌肉母细胞B.生物反应器内应限制温度相宜,并充入肯定量的CO2保证培育液的pH相对稳定C.培育液中的支架供应了更多的细胞附着面积,有利于细胞贴壁生长D.“培育肉”的培育有利于工厂化生产【解析】选A。用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肌肉组织,可以获得分裂实力强的肌肉母细胞,A错误;动物细胞培育需限制相宜温度,并充入肯定量的CO2来维持培育液的pH,B正确;动物细胞培育会出现贴壁生长的特点,培育液中的支架可供应更多的细胞附着面积,C正确;动物细胞培育有利于工厂化生产,D正确。4.试验小鼠皮肤细胞培育的基本过程如图所示。下列叙述错误的是 ()A.甲过程须要对试验小鼠进行消毒B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理C.丙过程得到的细胞大多具有异样二倍体核型D.丁过程得到的部分细胞失去贴壁黏附性【解析】选C。甲过程表示获得试验小鼠的组织细胞,须要对试验小鼠进行消毒处理,选项A正确;乙表示用胰蛋白酶处理皮肤组织,使其分散成单个皮肤细胞,选项B正确;丙过程表示原代培育,形成的细胞株遗传物质没有发生变更,具有正常的二倍体核型,选项C错误;丁是传代培育过程,该过程部分细胞遗传物质发生了变更而失去贴壁黏附性,选项D正确。【互动探究】(1)丙、丁过程中通常要向培育箱中通入5%的CO2的目的是什么?提示:维持培育液的pH。(2)图示过程中除乙过程需用到胰蛋白酶处理外,还有哪一过程需用胰蛋白酶处理?处理的是什么?提示:丙过程。处理原代培育时贴壁生长的细胞。5.在将动物组织块分散成单个细胞时,可以运用胰蛋白酶。由此推断以下推想不合理的是 ()A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系B.肯定要留意处理时间、加酶量C.胰蛋白酶肯定不会对动物细胞造成损伤D.动物细胞培育液的pH应与胰蛋白酶作用的相宜pH基本一样【解析】选C。胰蛋白酶可使蛋白质分解,由胰蛋白酶可破坏动物细胞之间的联系,可推想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成分,所以肯定要留意处理的时间和酶的用量,以防止对动物细胞造成损伤;酶促反应须要相宜的pH,所以培育液的pH应与胰蛋白酶作用的相宜pH基本一样。6.有探讨表明渐冻症是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内养分物质的流淌;也有最新探讨结果表明,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症试验鼠,能延长其寿命。下列相关描述错误的是 ()A.诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多B.诱导多能干细胞分化成的多种细胞中遗传物质相同,蛋白质不完全相同C.诱导多能干细胞分化成多种细胞的过程中核遗传物质渐渐削减D.植入神经干细胞,使受损的运动功能得到复原,可以在肯定程度上改善“渐冻症”【解析】选C。诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化使细胞种类增多,A正确;诱导多能干细胞分化成的多种细胞中遗传物质相同,蛋白质不完全相同,B正确;诱导多能干细胞分化成多种细胞的过程中核遗传物质不发生变更,C错误;由“有最新探讨结果表明,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症试验鼠,能延长其寿命”可推想植入神经干细胞,使受损的运动功能得到复原,可以在肯定程度上改善“渐冻症”,D正确。7.哈佛高校的科学家从怀孕妇女胎盘的羊水中提取了干细胞,并在试验室培育后生成了多种人体组织和器官,如骨骼、肌肉、肝脏等。下列有关叙述错误的是 ()A.该探讨说明提取的干细胞是全能干细胞B.这些干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成相同C.这些干细胞在器官移植上将有较好的医学用途D.这些骨骼、肌肉的形成与细胞分裂和分化有关而与细胞凋亡无关【解析】选D。干细胞在试验室培育后能生成多种人体组织和器官,这说明干细胞具有发育的全能性,A正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞中的染色体数目不变,因此干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成相同,B正确;这些干细胞能培育形成人体组织和器官,在器官移植上将有较好的医学用途,C正确;这些骨骼、肌肉等的形成与细胞分裂和分化有关,与细胞凋亡也有关,D错误。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(18分)下图所示为人类“治疗性克隆”的也许过程,回答下列问题:(1)在培育体细胞时须要创建无菌无毒的环境,“无菌无毒环境”中的“毒”是指________。对培育液进行____________(举两项)操作,可创建无菌无毒的环境。

(2)植物组织培育有一项应用是培育“脱毒苗”,脱毒苗中的“毒”是指________,此过程经常选取茎尖作为外植体,其依据是__________________。

(3)若将上述结果用于白血病患者的骨髓移植,假如图中患者是A型血,供应卵细胞的女性是AB型血,则骨髓移植胜利后患者的血型是________型。按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是______________。

【解析】(1)“无菌无毒环境”中的“毒”是指代谢废物。在培育液中添加肯定量的抗生素,可以防止杂菌污染;定期更换培育液,可以清除代谢废物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,进而创建无菌无毒的环境。(2)脱毒苗中的“毒”是指病毒,由于茎尖的病毒极少,甚至无病毒,故此过程经常选取茎尖作为外植体。(3)若将上述结果用于白血病患者的骨髓移植,假如图中患者是A型血,供应卵细胞的女性是AB型血,由于细胞核中的遗传物质仍来自患者,故骨髓移植胜利后患者的血型仍为A型。按上述方法克隆的器官没有免疫排斥反应,有利于移植器官的存活。答案:(1)代谢废物灭菌,添加肯定量的抗生素、定期更换培育液(写出两项即可)(2)病毒茎尖的病毒极少,甚至无病毒(3)A没有免疫排斥反应9.(17分)某生物爱好小组对一种抗癌新药进行试验时,以动物肝癌细胞为材料,测定抗癌药物对体外培育细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培育的问题。(1)在动物细胞培育时,将细胞所需的养分物质按其种类和所需量严格配制而成的培育基称为________培育基。通常在培育基中还须要加入适量____________________等一些自然成分。细胞培育应在含5%CO2的恒温培育箱中进行,另外,还应当保证被培育的细胞处于__________、________的环境。

(2)在细胞生长过程中,当细胞贴壁生长到肯定程度时,其生长会受到抑制,这种现象称为__________________________________________。

(3)为了防止细胞培育过程中细菌的污染,可向培育液中加入适量的____________。

(4)请你帮助爱好小组的同学分析本试验,试验的自变量是________________________________,试验组和比照组除了自变量不同外,其他处理均应当相同,这是遵循试验设计的________原则。

【解析】(1)将动物细胞所须要的各种养分物质按其种类和所需量严格配制而成的培育基,称为合成培育基。由于对细胞所需的养分物质还没有完全搞清晰,因此,在运用合成培育基时,还要加入一些动物血清等自然成分。被培育的细胞必需处于无菌、无毒的环境中,才能保证细胞正常地生长增殖。(2)动物细胞在分裂、生长过程中有接触抑制的现象。(3)抗生素能杀死培育基中的微生物,保证无菌无毒环境。(4)要测定抗癌药物对体外培育细胞增殖的影响,试验的自变量为抗癌药物的有无,其他无关变量应当相同,否则会干扰试验结果,这种设计遵循的是试验的单一变量原则。答案:(1)合成血清无菌无毒(2)接触抑制(3)抗生素(4)是否加入抗癌药物单一变量(10分钟·30分)1.(6分)动物细胞体外培育时,通常要在培育基中补充肯定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培育影响的试验结果。从该图供应的信息可以获得的正确结论有 ()①有无血清对正常细胞培育的影响不同②正常细胞与癌细胞的增殖速率相同③培育基中补充血清有助于正常细胞的培育④培育基中是否补充血清对癌细胞的培育影响不大A.②③④ B.①③④C.①②③ D.①②④【解析】选B。正常细胞在有血清和无血清培育时,同一培育时间下细胞数目不同,说明有无血清对正常细胞培育的影响不同,①正确;正常细胞与癌细胞在有血清和无血清时曲线均不重叠,说明正常细胞与癌细胞的增殖速率不同,②错误;正常细胞在有血清的条件下,同一培育时间的细胞数目均比无血清时多,说明培育基中补充血清有助于正常细胞的培育,③正确;癌细胞在有血清和无血清培育时,细胞数目变更趋势一样,说明培育基中是否补充血清对癌细胞的培育影响不大,④正确。2.(6分)(不定项)不同诱导因素使iPS细胞可以在体外分裂、分化成多种组织细胞,如图所示。下列叙述错误的是 ()A.各种组织细胞中的DNA和RNA与iPS细胞中的相同B.iPS细胞不断增殖分化,所以比组织细胞更易苍老C.iPS细胞中的基因都不能表达时,该细胞起先凋亡D.变更诱导因素能使iPS细胞分化形成更多类型的细胞【解析】选A、B、C。细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以分化后形成的各种组织细胞中与iPS细胞中DNA相同,但RNA不同,A错误;iPS细胞不断增殖分化,说明分化程度低,不易苍老,B错误;细胞凋亡是受基因限制的程序性死亡,细胞内也存在基因表达,C错误;在iPS细胞的培育液中加入不同分化诱导因子,就可以诱导iPS细胞向不同类型的组织细胞分化,有利于提高细胞生理功能的效率,D正确。【试验·探究】3.(18分)探讨发觉,不同浓度的胰岛素可以缓解肝细胞的损伤,且胰岛素浓度越高爱护作用越强。LPS是一种导致肝细胞损伤的常见物质(用生理盐水配制)。现供应正常大鼠的肝脏完成试验步骤。(要求:胰岛素配制成低中高三种浓度,用细胞存活数作为指标)(1)试验步骤:①肝细胞悬液的制备:取健康幼年鼠肝脏,相宜条件下剪碎再用__________处理,放入卡氏瓶中和________中进行________培育。得到细胞悬液后分成________组,编号A～E备用。

②胰岛素溶液:用________配制低中高三种不同浓度的胰岛素溶液,分别加入对应的C、D、E培育瓶中。

③A组作为空白比照,其余各组加入________。

④各组存活细胞数的检测。(2)用柱形图预料各组的试验结果:【解析】(1)试验步骤:①肝细胞悬液的制备:取某健康幼年大鼠的肝脏,相宜条件下取出剪碎再用胰蛋白酶处理,经多次洗涤离心处理得到分散的肝细胞;加入相宜的细胞培育液置于卡氏瓶和CO2培育箱中进行原代培育;将培育得到的肝细胞悬液随机分为5组,编号为A～E,每组均需再设置多个重复样液,置于相同且相宜的培育瓶中培育备用。②胰岛素溶液:用生理盐水配制低、中、高三种浓度的胰岛素溶液,分别加入C、D、E组的肝细胞悬液中。③A组作为空白比照,其余各组加入等量的LPS。④各组存活细胞数的检测。(2)试验结果预期:若本试验的结果用细胞存活率作为检测指标,各组的存活细胞数先用比色计测出OD值,然后计算各组的细胞存活率=该组OD值/A组OD值×100%,不考虑细胞死亡对OD值的影响,由于LPS能导致肝细胞损伤,不同浓度的胰岛素可以缓解肝细胞的损伤,等量LPS的状况下,胰岛素浓度越大,细胞存活率越高,用柱形图表示各组的试验结果如下:答案:(1)①胰蛋白酶CO2培育箱原代5②生理盐水③等量的LPS(2)【补偿训练】某医院病理室为确诊一患者的肿瘤是良性的还是恶性的,切取了小块肿瘤组织进行培育。回答下列问题:(1)培育之前,肿瘤组织必需先用________________处理成单个细胞。

(2)若起先培育时,取一滴培育液视察,有100个肿瘤细胞,经过24h培育后,取一滴稀释100倍后,再取一滴(设三次的“一滴”等量)视察,发觉有64个肿瘤细胞,此肿瘤的细胞周期约为__________h。

(3)与正常细胞相比,在显微镜下可见明显增多的细胞器是__________________(填两项)。

(4)某科研单位研制出一种新型药物X,据说对此类肿瘤有较好的疗效,请你设计一个方案加以验证。写出你所设计的试验步骤:①将相同的培育液分为相等的两份,一份_______________________________________________