第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 单选）

第2节 动物细胞工程 明学习目标 1.阐明动物细胞培养的条件和过程;阐述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 2.举例说出动物细胞融合的概念、原理及应用。 3.阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程,认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。 4.概述动物细胞核移植技术的含义、类型和基本过程;简述体细胞核移植技术的应用前景。 第1课时　动物细胞培养 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 1 2 3 聚焦•学案(一)　动物细胞培养的条件和过程 聚焦•学案(二)　干细胞培养及其应用 随堂小结即时回顾与评价 4 NO.1 聚焦•学案(一)　动物细胞培养的 条件和过程 基础—自主学习 [助读教材] 1.动物细胞工程常用技术 (1)常用技术:动物细胞培养、_______________和_______________等。 (2)基础:_______________。 动物细胞融合 动物细胞核移植 动物细胞培养 2.动物细胞培养 (1)概念:从动物体中取出相关的组织,将它分散成__________,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和________的技术。 单个细胞 增殖 (2)条件 液体　 培养液 血清 灭菌 无菌 细胞代谢物积累对细胞 自身造成危害 7.2～7.4 细胞代谢 维持培养液的pH (3)完善有关动物细胞培养过程的示意图 胰蛋白酶、胶原蛋白酶 原代培养 CO2培养箱 胰蛋白酶 微点品悟 1.判断下列表述的正误 (1)动物细胞培养是一个在适宜的条件下,细胞增殖和分化的过程。( ) (2)将动物细胞置于含有95% O2和5% CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 ( ) (3)动物细胞培养与植物组织培养依据的原理都是细胞的全能性。 ( ) (4)悬浮培养的细胞直接用离心法收集,贴壁细胞需要用胰蛋白酶等处理后再用离心法收集。 ( ) × × × √ 2.下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是 (　　) A.步骤①的操作不需要在无菌环境中进行 B.步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞相互分离 C.在进行步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理 D.步骤④培养过程中不会发生细胞转化 √ 解析:动物细胞培养过程需要在无菌环境中操作,A错误;动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理动物组织,分散成单个细胞,制成细胞悬液,B错误;传代培养时常需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞,使之分散成单个细胞,再分瓶培养,C正确;步骤④为传代培养过程,该过程中部分细胞遗传物质可能发生改变,从而发生细胞转化,D错误。 深化—合作学习 [活动质疑] 如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答: (1)动物细胞培养时,除了添加糖类、氨基酸等必要的营养成分外,往往还需添加血清等一些天然成分,请分析原因。 提示:人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,血清等一些天然成分的营养成分比较齐全,可以弥补人工培养基的不足。 (2)动物细胞培养需要控制什么样的气体环境?各自起什么作用? 提示:含有95%空气和5% CO2的混合气体。空气中的O2维持细胞代谢,CO2维持培养液的pH。 (3)动物细胞培养时,为什么要将动物组织分散成单个细胞? 提示:①保证细胞所需要的营养供应;②保证细胞内有害代谢物的及时排出。 (4)培养瓶中的细胞培养为什么要进行传代培养? 提示:随着原代培养的进行,细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制,细胞会逐渐停止分裂增殖,因此要传代培养。 (5)在动物细胞培养过程中,细胞有哪些生长类型,是否都会出现接触抑制现象? 提示:在动物细胞培养过程中,会出现悬浮生长和贴壁生长两种类型,其中贴壁生长的类型会出现接触抑制现象。 1.细胞贴壁和接触抑制 系统认知 细胞 贴壁 体外培养的动物细胞有些需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,称为细胞贴壁 接触 抑制 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制 2.原代培养和传代培养的区别 区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 (1)第一次:用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理,使其分散成单个细胞后进行培养,为原代培养。 (2)第二次:细胞培养过程中出现接触抑制,用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来,然后,将其分散到多个培养瓶中继续培养,为传代培养。 3.植物组织培养与动物细胞培养的对比分析 项目 植物组织培养 动物细胞培养 理论基础 植物细胞全能性 细胞增殖 培养基 类型 固体或半固体培养基 液体培养基 成分 矿质元素、蔗糖、维生素、氨基酸、植物激素等 无机盐、糖类、维生素、氨基酸、血清等 取材 植物幼嫩部位或花药等 动物体中取出的相关的组织,将它分散成单个细胞 主要过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养 相同点 ①都需要人工条件下的无菌操作,无菌培养;②都需要配制合成培养基;③都需要适宜的温度、pH等条件 续表 1.治疗大面积烧伤时,可通过细胞培养构建“人造皮肤”进行移植。下列叙述错误的是 (　　) A.使用烧伤病人自身健康皮肤细胞可培养出不产生免疫排斥反应的“皮肤” B.用胰蛋白酶处理皮肤组织,目的是使它分散成单个细胞 C.贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象 D.传代培养时,贴壁细胞直接用离心法收集,然后再分瓶培养 迁移应用 √ 解析:用于构建“人造皮肤”的细胞取自患者本身而非其他个体,可以有效降低皮肤移植后的免疫排斥反应,A正确;皮肤组织中细胞间的主要成分为蛋白质,可以用胰蛋白酶处理皮肤组织,以便得到单个细胞,但是处理时间不宜过长,B正确;贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象,当贴壁培养细胞出现接触抑制时,需要用胰蛋白酶处理,将接触的细胞分散为单个细胞,才可用离心法收集,之后,将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶培养,C正确,D错误。 2.(2024·佛山期末)如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.“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 B.用胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉母细胞 C.生物反应器内应控制适宜的温度,并充入纯氧保证细胞呼吸 D.培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖 √ 解析:牛肉的工厂化生产可减少对土地、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,A错误;胃蛋白酶适宜在酸性较强的环境中发挥作用,而在动物细胞(牛肌肉组织)培养液中会变性失活,不能发挥作用,B错误;动物细胞培养的气体环境为95%空气和5% CO2,C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,培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖,D正确。 NO.2 聚焦•学案(二)　干细胞培养 及其应用 基础—自主学习 [助读教材] 1.胚胎干细胞(ES细胞) 概念 存在于___________中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有___________甚至_______的潜能 局限 胚胎干细胞必须从_______中获取,这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用 成果 目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞,并证明了ES细胞可以在体外分化成__________、________和造血干细胞等细胞 早期胚胎 组织和器官 个体 胚胎 心肌细胞 神经元 2.成体干细胞 概念 _______组织或器官内的干细胞 类型 骨髓中的_______干细胞、神经系统中的神经干细胞、睾丸中的_______干细胞 特点 具有_____________,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成___________的能力 作用 有着自我更新能力及____________的干细胞,与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关 成体 造血 精原 组织特异性 完整个体 分化潜能 应用 ①造血干细胞:治疗_________及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、___________功能障碍等疾病。 ②神经干细胞:治疗神经___________和神经系统___________ (如帕金森病、阿尔茨海默病等) 白血病 免疫系统 组织损伤 退行性疾病 续表 3.诱导多能干细胞(iPS细胞) 功能 类似于______干细胞 优点 诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,理论上可以避免______________ 胚胎 免疫排斥反应 1.判断下列表述的正误 (1)干细胞能分化成各种类型的细胞。 ( ) (2)造血干细胞主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。 ( ) (3)iPS细胞类似于胚胎干细胞,又称为诱导多能干细胞。 ( ) (4)胚胎干细胞可以来源于早期胚胎,也可以来源于成熟个体。( ) (5)神经干细胞可用于治疗帕金森病和阿尔茨海默病等。 ( ) 微点品悟 × √ √ × √ 2.干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一。下列有关干细胞的叙述,错误的是 (　　) A.干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等 B.成体干细胞具有组织特异性 C.胚胎干细胞和成体干细胞均具有发育成完整个体的能力 D.用正常人(异体)的造血干细胞治疗白血病,白血病患者体内会发生免疫排斥反应 √ 解析:胚胎干细胞具有发育成完整个体的潜能,成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力,C错误。 3.(教材P46“相关信息”拓展思考)为什么说iPS细胞的应用前景要优于ES细胞? 提示:ES细胞必须从胚胎中获取,涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用;iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景要优于ES细胞。 深化—合作学习 [系统认知] 三种干细胞的比较 名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 特点 具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能 具有分化成多种细胞或组织的潜能,但不能发育成完整的个体 只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞 举例 胚胎干细胞 造血干细胞 神经干细胞 应用 用于病人的器官移植等 造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段 通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症 续表 1.(2024·衡水高二期末)某实验室做了下图所示的实验研究,下列相关叙述正确的是 (　　) 迁移应用 A.过程②是诱导多能干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程 B.与纤维母细胞相比,经过程①形成的诱导多能干细胞的全能性较高 C.肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中基因组成相同,蛋白质完全不同 D.上述细胞中具有细胞周期的是诱导多能干细胞和神经细胞 √ 解析:②表示细胞分化过程,该过程会使细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异,但不会改变细胞中的遗传物质,A错误;与纤维母细胞相比,经过程①形成的诱导多能干细胞的分化程度较低,其全能性较高,B正确;肝细胞、神经细胞、上皮细胞都是由诱导多能干细胞分裂、分化形成的,含有相同的基因,但不同细胞选择性表达的基因不同,因此细胞中所含蛋白质有所区别,但不是完全不同,C错误;神经细胞已经高度分化,不再分裂,不具有细胞周期,D错误。 2.(2024·南阳期末)目前肺类器官主要有两种培养方式:其一是诱导多能干细胞(iPS细胞)生成;其二是将肺上皮干细胞与筛选后的体细胞进行共培养(过程如图所示)。下列叙述错误的是 (　　) A.iPS细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织 B.肺类装配体的培养需要适宜的营养、温度、pH等基本条件 C.培养肺类装配体时需定期更换培养液以便清除代谢废物等 D.肺类器官A和B细胞中的DNA相同,RNA和蛋白质存在差异 √ 解析:成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织, iPS细胞类似胚胎干细胞,可以分化成各种细胞或组织,A错误;在体外培养动物细胞,需要满足相应的条件,所以肺类装配体的培养需要适宜的营养、温度、pH等基本条件,B正确;培养肺类装配体时需定期更换培养液以便清除代谢废物等,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,C正确;由题图可知,肺类器官A和B是由肺上皮干细胞增殖分化而来,细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以肺类器官A和B细胞中的DNA相同,RNA和蛋白质存在差异,D正确。 随堂小结即时回顾与评价 NO.4 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.动物细胞培养是指__________________________________________ ______________________________________________________。 2.动物细胞培养需要的培养条件是______________________________ ____________________________________________________。 3.贴壁生长的细胞随着原代培养的进行,要进行传代培养的原因是 _______________________________________________________________ __________________________________。 从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细 胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术 一定的营养条件,无菌、无毒的 环境,适宜的温度、pH和渗透压以及CO2和O2等气体环境 细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现 接触抑制,细胞会逐渐停止分裂增殖 1.(2024·黑吉辽卷)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果如图。下列叙述正确的是 (　　) 三、综合检测反馈 A.传代培养时,培养皿需密封防止污染 B.选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C.直接用离心法收集细胞进行传代培养 D.细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 √ 解析:进行动物细胞培养时,需要含有95%空气和5%CO2的混合气体环境,培养皿不能密封,A错误;原代培养的细胞出现接触抑制现象后,就需要分瓶进行传代培养,①的细胞处于指数增长初期,细胞还未出现接触抑制现象,因此选取②的细胞进行传代培养比①更合理,B错误;由于成纤维细胞贴壁生长,进行传代培养时,需用胰蛋白酶处理后再用离心法收集细胞进行传代培养,C错误;细胞密度过大时,产生的代谢废物较多,营养物质消耗较快,可能导致细胞增长进入平台期,D正确。 2.(2024·扬州期末)牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。我国某科研团队经历多年潜心努力,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.对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代 √ 解析: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错误;动物细胞培养需要适宜的温度(36.5±0.5 ℃)和pH(7.2~7.4),B错误;牙髓干细胞属于分化程度较高的细胞,不能像胚胎干细胞一样分化为动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体,C错误;牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养(分瓶前的培养过程),用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代,D正确。 3.(2024·周口期末)如图表示科学家利用牛的体细胞获得诱导多能干细胞(iPS细胞),进而再分化成多种体细胞的过程。下列相关叙述错误的是 (　　) A.过程①所取的组织可用胰蛋白酶处理成单个细胞 B.过程②转入的相关因子影响体细胞内基因的表达 C.过程③所用培养液和所有培养用具需进行灭菌处理 D.过程④获得的神经细胞和肌细胞含有的基因种类不同 √ 解析:过程①所取的动物组织块,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞,A正确;由题图可知,过程②转入的相关因子会影响体细胞内基因的表达,使细胞恢复未分化状态,B正确;细胞培养成功的关键条件是培养基(液)、培养用具及培养环境无菌、无毒,故过程③所用培养液和所有培养用具需进行灭菌处理,C正确;过程④为细胞分化,其实质是基因的选择性表达,不改变基因种类,故获得的神经细胞和肌细胞含有的基因种类相同,D错误。 4.某实验室模拟了肿瘤细胞侵袭过程。取用无血清培养液制成的待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中,下室为血清培养液,上、下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜分隔开,放入培养箱中培养,通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力,如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.需将培养室置于含适宜浓度CO2的培养箱中,以刺激细胞呼吸 B.肿瘤细胞可分泌水解酶将聚碳酸酯膜分解后进入下室 C.血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动 D.进入下室的肿瘤细胞数量越多,说明肿瘤细胞的分裂能力越强 √ 解析:需将培养室置于含适宜浓度CO2的培养箱中,以维持培养液的pH,A错误;一开始将肿瘤细胞加入膜上铺有基质胶的上室中,一段时间后在下室发现肿瘤细胞,说明肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室,B错误;上室含无血清培养液,下室含血清培养液,加入上室的肿瘤细胞一段时间后出现在下室中,说明血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动,C正确;由题意可知,通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力,进入下室的肿瘤细胞数量越多,说明肿瘤细胞的侵袭能力越强,但不能说明肿瘤细胞的分裂能力越强,D错误。 课时跟踪检测 NO.4 1 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A级——固基础,注重综合 1.(2024·烟台高二检测)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%的氧气 解析:动物细胞培养需要一定的气体环境,即95%空气和5%的CO2,其中5%的CO2能维持培养液的pH,D符合题意。 2.动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列有关叙述错误的是 (　　) A.用培养基培养动物细胞时,通常需要加入血清等一些天然成分 B.体外培养动物细胞时,所需的气体主要有O2和CO2 C.体外培养动物细胞时,大多数细胞会出现细胞贴壁现象 D.体外培养的癌细胞常发生接触抑制现象,此时应用胰蛋白酶处理 解析:癌细胞体外培养时不会发生接触抑制现象,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 3.(2024·本溪期末)下列关于细胞培养的叙述,正确的是 (　　) A.利用植物细胞培养技术获得次生代谢物时,需要在培养基中添加琼脂 B.体外培养动物细胞时,培养基加入血清后需湿热灭菌以确保无菌 C.小鼠原代神经元培养所使用的培养基需呈弱酸性 D.分离并纯化硝化细菌时,培养基中无需添加碳源但需要添加氮源 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 解析:利用植物细胞培养技术获得次生代谢物时需对植物细胞或细胞团进行悬浮培养,因此培养基中不能添加琼脂,A错误;血清经过湿热灭菌后活性成分失活,血清可进行射线除菌或过滤除菌,B错误;小鼠原代神经元培养所使用的培养基的pH应为7.2~7.4,C错误;硝化细菌为化能自养型微生物,分离并纯化硝化细菌时无需添加碳源,但应添加NH3作为氮源,D正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 4.(2024·莆田高二期末)人们可从红豆杉属植物的树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下图是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程,下列相关叙述错误的是 (　　) 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 A.酶X可以是胰蛋白酶或胶原蛋白酶 B.物质Y是生理盐水,实验结果可与加入紫杉醇的甲组形成对照 C.培养时需要定期更换培养液,目的是营造无菌、无毒的培养条件 D.若甲组肿瘤细胞的数目少于乙组,则可以说明紫杉醇有抗肿瘤作用 解析:动物细胞培养时,通常需要先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等将组织细胞分散开,从而得到单个细胞,故酶X可以是胰蛋白酶或胶原蛋白酶,A正确; 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 2 实验设计时,需要遵循对照原则和单一变量原则,该实验的目的是探究紫杉醇对肿瘤细胞的作用,所以单一变量是紫杉醇,加入紫杉醇的甲组为实验组,则乙组应加入等量的生理盐水,作为对照组,其实验结果可与加入紫杉醇的甲组形成对照,B正确;培养时需要定期更换培养液,以清除细胞代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,而营造无菌的培养条件需对培养液和所有培养用具进行灭菌处理,并在无菌环境下进行操作,C错误;若紫杉醇有抗肿瘤作用,则实验结果应是甲组肿瘤细胞的数目少于乙组,D正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 5.如图是某动物细胞培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,下列有关叙述错误的是 (　　) 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 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.培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免杂菌污染 C.曲线bc段变化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 D.培养至第6天时,新产生的细胞数等于死亡细胞数 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 2 解析:实验中用胰蛋白酶等处理细胞团使之分散成单个细胞时,要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞,A正确;培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免培养过程中杂菌污染,B正确;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正确;图中可以看出培养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数,D错误。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 6.(2024·渭南模拟)某科研团队利用7个小分子化合物的组合处理小鼠体细胞。使其重编程为多潜能干细胞(称为CiPS细胞),使得转入外源基因的方法不再是细胞编程所必需的。下列相关叙述错误的是 (　　) A.这一过程类似于植物细胞的脱分化过程 B.小鼠的体细胞诱导成CiPS细胞后,细胞周期会变短 C.与小鼠的体细胞相比,诱导形成的CiPS细胞全能性较低 D.小鼠体细胞诱导成CiPS细胞是形态、结构和功能发生稳定性差异的过程 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 2 解析:已高度分化的小鼠体细胞,使其重编程为具有分裂、分化能力的CiPS细胞,这一过程类似于植物细胞的脱分化过程,A正确;小鼠的体细胞诱导成CiPS细胞后,细胞增殖能力增强,细胞周期会变短,B正确;与小鼠的体细胞相比,诱导形成的CiPS细胞具有分裂、分化能力,细胞全能性较高,C错误;小鼠体细胞诱导成CiPS细胞的过程类似于植物细胞的脱分化过程,该过程发生基因选择性表达,其形态、结构、功能发生了稳定性差异,D正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 7.如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是 (　　) 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 A.甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理 B.丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需要在添加血清的合成培养基中进行 C.丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象,而丁过程不会出现此现象 D.为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 2 解析:甲→乙和丙→丁过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理,但不能用胃蛋白酶处理,A错误;丙为原代培养,丁为传代培养,二者都需在添加血清的合成培养基中进行,B正确;丙过程和丁过程均会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象,C错误;为避免培养过程中的杂菌污染,保证其气体环境适宜,丙、丁过程中需旋松培养瓶盖,将其置于含95%空气和5% CO2的混合气体的CO2培养箱中培养,D错误。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 8.NSC(神经干细胞)是指分布于神经系统的、具有自我更新和多分化潜能的细胞,其细胞内的nestin常作为细胞种类鉴定的重要标志蛋白。研究发现将ES细胞置于一定条件下进行低密度培养,约有0.3%的细胞形成表达nestin的细胞团,且在传代培养中表现出对FGE2(成纤维 细胞生长因子2)和LIF(白血病抑制因子)的依赖性。根据上述信息,下列相关叙述错误的是 (　　) 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 A．NSC和ES细胞都属于成体干细胞，具有组织特异性 B．表达nestin的细胞团是由许多NSC细胞构成的 C．应在NSC培养过程中加入FGE2和LIF D．上述实验表明可诱导ES转化为NSC细胞 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 2 解析:根据题干信息可知，NSC属于成体干细胞，具有组织特异性；ES细胞是胚胎干细胞，不具有组织特异性，A错误。NSC细胞内的nestin常作为细胞种类鉴定的重要标志蛋白，即表达nestin的细胞团是由许多NSC细胞构成的，B正确。表达nestin的细胞团，在传代培养中表现出对FGE2(成纤维细胞生长因子2)和LIF(白血病抑制因子)的依赖性，所以应在NSC培养过程中加入FGE2和LIF，C正确。上述实验表明可诱导ES细胞转化为NSC细胞，D正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 9.如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线,图中O、A、B、C、D、E是曲线上的点,其中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图回答问题: 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 (1)通常将动物组织经消化后的初次培养称为___________,在图中是______ (填字母)段。  解析:人们通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,在图中是OB段。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 原代培养 OB 2 (2)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数量严格配制而成的培养基称为_______培养基。通常在培养基中还需要加入适量血清等天然成分,血清等天然成分的作用是____________________________。  解析: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数量严格配制而成的培养基称为合成培养基。通常还需要在培养基中加入适量血清等一些天然成分,血清等天然成分的作用是补充合成培养基中缺失的成分,有利于细胞的正常生长与增殖。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合成 补充合成培养基中缺失的成分 2 (3)进行动物细胞培养时,选用液体培养基的pH的范围是________。若将组织块剪碎,加入胰蛋白酶,可使其分散成单个细胞,为什么不能改用胃蛋白酶? _________________________________________________ ________。  解析:进行动物细胞培养时,选用液体培养基的pH为7.2~7.4。若将组织块剪碎,加入胰蛋白酶,可使其分散成许多单个细胞,若改用胃蛋白酶则不行,因为胃蛋白酶在pH为7.2~7.4的环境下,会变性失活,不能发挥作用。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.2~7.4 胃蛋白酶在pH为7.2~7.4的环境下,会变性失活,不能发 挥作用 2 B级——强应用,体现创新 10.海拉(HeLa)细胞是1951年从一位患宫颈癌的病人身上分离出来的宫颈癌细胞,在实验室中进行培养,迄今为止仍被广泛用于科学研究。为初步验证药物P1和P2的抗癌效果,研究人员将在培养液中悬浮生长的海拉细胞随机分成3份进行实验,实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 A.将癌变的组织分散为单个的细胞,可用机械的方法或胃蛋白酶处理 B.原代培养的癌细胞因接触抑制,需要胰蛋白酶处理后进行分瓶培养 C.实验结果显示药物P2的抗癌效果比药物P1的效果好 D.无法判断药物P1和P2对正常细胞生长是否有抑制作用 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 2 解析:将癌变的组织分散为单个的细胞,可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理,A错误;海拉细胞为癌细胞,在体外适宜的条件可以无限增殖,在细胞培养过程中不会出现接触抑制现象,B错误;在药物浓度小于药物P1和药物P2两曲线交点对应的浓度时,药物P1抑制癌细胞效果好,大于该交点对应的浓度时,药物P2抑制癌细胞效果好,C错误;缺少药物处理正常细胞的实验,无法判断药物P1和P2对正常细胞生长是否有抑制作用,D正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 11.(2024·南京期末)敲除大鼠心肌细胞H的T基因,对照 组与敲除组的H细胞在培养瓶中贴壁生长,检测两组细胞 的数量变化,结果如图所示。下列相关叙述不合理的是 (　　) A.体外培养H细胞需要添加血清 B.可用胰蛋白酶处理H细胞便于计数 C.敲除T基因的H细胞失去了分裂能力 D.提高T基因表达可能会促进心脏损伤修复 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 2 解析:动物细胞培养时常加入血清等天然成分，因此体外培养H细胞需要添加血清，A正确；可用胰蛋白酶处理H细胞使其分离为单细胞，便于计数，B正确；随着时间的延长，敲除组的H细胞数量增加，说明敲除T基因的H细胞仍然有分裂能力，C错误；对照组含有T基因，相同培养时间条件下(大于2天)，对照组的细胞数量多于敲除组，说明T基因能促进细胞分裂，因此提高T基因表达可能会促进心脏损伤修复，D正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 12.干细胞的成功培养是动物细胞培养领域的重要成就之一,许多科学家投入相关的研究中。下图为动物细胞培养过程中,细胞数量的指数变化示意图,其中原代培养物经首次传代成功后即成细胞系。回答下列问题: 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 (1)白血病与干细胞密切相关,它是由_________________________引起的疾病,通过骨髓移植可治疗白血病,原因是___________________ _________________。  解析:白血病与干细胞密切相关,它是由骨髓造血干细胞恶性增殖引起的疾病,正常的骨髓造血干细胞可分化为血细胞,因此通过骨髓移植可治疗白血病。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 骨髓造血干细胞恶性增殖 骨髓造血干细胞 可分化为血细胞 2 (2)从原理上分析,动物细胞培养和植物组织培养的不同之处是__________________________________________________________ _________________。进行动物细胞培养时,首先要将组织块分散成单个细胞,所采用的方法有________________________________________ ______________。  1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 动物细胞培养和植物组织培养所依据的原理分别是细胞增殖和植 物细胞的全能性 用机械方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等 处理一段时间 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 解析:动物细胞培养依据的原理是细胞增殖,不会将细胞培养为个体;而植物组织培养所依据的原理是植物细胞的全能性。进行动物细胞培养时,首先用机械方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织块分散成单个细胞。 (3)动物细胞培养一般会选用幼龄动物的器官或组织进行细胞培养,原因是__________________________________,为保证无菌、无毒的环境,需要对培养液和培养用具进行________处理并在无菌条件下操作。从图上可以看出,随着细胞传代次数增加,传代的间隔时间__________ (填“显著变大”“显著变小”或“基本相等”),随着培养时间的增加,悬浮培养的细胞会出现细胞分裂受阻的现象,其原因是____________________ _________________________________________ (答出3点即可)。  1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 幼龄动物的器官或组织的分裂能力强 灭菌 基本相等 细胞密度过大、有害 代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素 2 解析:因为幼龄动物的器官或组织的分裂能力强,动物细胞培养一般会选用幼龄动物的器官或组织进行细胞培养。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,并定期更换培养液。据题图可以看出,随着细胞传代次数增加,传代的间隔时间基本相等,随着培养时间的增加,细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素,导致悬浮培养的细胞会出现细胞分裂受阻的现象。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 (4)图中无限细胞系是由许多能无限增殖的细胞组成的,试分析无限细胞系形成的根本原因是____________________________________ _______________________。  解析:图中无限细胞系是由许多能无限增殖的细胞组成的,传代培养的细胞遗传物质发生改变,细胞获得不死性,能无限增殖,形成了无限细胞系。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 传代培养的细胞遗传物质发生改变,细胞 获得不死性,能无限增殖 2 本课结束 $$