第2章第2节（第1课时）动物细胞培养-【举一反三】2024-2025学年高二生物下学期同步教学讲义（人教版2019选择性必修3）

第2节　第1课时　动物细胞培养 【题型1 动物细胞培养技术】 【题型2 干细胞的分布和种类】 【题型1 动物细胞培养技术】 【紧扣教材】 一、动物细胞培养的条件 1.概念: (1)取材:动物体中相关的组织。 (2)处理:分散成单个细胞。 (3)目的:细胞生长和增殖。 2.条件: 条件 具体处理 营养 合成培养基: 天然成分:血清等 培养基类型:液体培养基 无菌、无毒的环境 培养液和所有培养用具处理:灭菌 操作环境:无菌 更换培养液目的:防止细胞代谢物积累 温度、pH和渗透压 温度:36.5±0.5℃ pH:7.2~7.4 渗透压:适宜 气体环境 比例:95%空气,5%CO2 O2的作用:细胞代谢所必需的 CO2的作用:维持培养液的pH 二、动物细胞培养的过程 填一填:基于动物细胞培养的过程,完成下面的问题: 1.过程①处理的方法有机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理。 2.过程②为原代培养,培养的动物细胞有两类: (1)悬浮在培养液中生长增殖; (2)贴附于某些基质表面生长增殖。 3.进行过程③时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要使用胰蛋白酶等处理,然后用离心法收集。 4.过程③为传代培养,进行过程③的原因主要有细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制等。 【题型突破】 【例1】 通过细胞培养构建的人造皮肤在治疗大面积烧伤时具有较好的应用前景，下列叙述正确的是（   ） A．由于对细胞所需的营养物质未全部研究清楚，培养时通常加入血清 B．细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入纤维素酶处理贴壁的细胞 C．培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8－7.0 D．选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，可以降低免疫排斥的发生 【变式1-1】 神经胶质细胞中最常见的是星形胶质细胞，一小部分星形胶质细胞具有产生神经细胞的能力，因此也被称作神经干细胞。研究发现，神经干细胞具有一种特殊的甲基化模式，使得它们能够激活某些基因，从而产生新的神经细胞，而普通星形胶质细胞由于这些基因被甲基化阻断，无法激活这些基因。下列说法错误的是（　　） A．组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞 B．培养神经元细胞时需保证95%空气和5%二氧化碳的气体条件，并定期更换培养液 C．甲基化会使神经干细胞基因碱基排列顺序发生改变，且这种改变是可遗传的 D．激活神经干细胞的某些基因，培养出新的神经细胞，可以为治疗某些神经疾病提供新思路 【变式1-2】 灭活疫苗是将培养扩增的活病毒通过物理或化学手段灭活后，经过系列纯化制备的生物制剂。国产新冠灭活疫苗的大致生产流程如下：将抗原性强的病毒接种到Vero细胞中培养，再使病毒经过β-丙内酯灭活等过程制备成疫苗。下列相关说法错误的是（　　） A．Vero细胞的细胞膜上存在新冠病毒能够特异性识别的受体 B．培养Vero细胞时，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌，以保证无毒环境 C．培养Vero细胞时，需将培养液的pH调至7.2-7.4 D．β-丙内酯灭活会使新冠病毒失去感染能力但不会破坏其抗原结构 【变式1-3】 体外动物细胞培养制造出的细胞培养肉是一种人造肉，具有营养可控、结构仿真、口感真实的特点。其主要生产流程如下图，图中的微载体是一种固体的细胞生长基质，其表面能使细胞贴附。下列叙述正确的是（　　） A．①过程可用机械的方法或用胰蛋白酶、胃蛋白酶等处理的方法获得细胞悬液 B．③过程中加入微载体为细胞提供更大附着面积，使细胞间不出现接触抑制，产量增加 C．③④过程需使用经灭菌处理的培养液，培养细胞时既要提供O2也要提供CO2 D．肌肉干细胞属于成体干细胞，能够分化成特定的细胞和组织，具有全能性 【变式1-4】 为检测某药物X的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入溶于二甲亚矾的药物X,培养72小时后进行计数,比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是（    ） A．细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分 B．可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数 C．对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水,其他条件一致 D．若实验组细胞数远低于对照组,可初步判断此药物有抗癌效果 【题型2 干细胞的分布和种类】 【紧扣教材】 干细胞的分布和种类 1.干细胞的分布:早期胚胎、骨髓和脐带血等。 2.干细胞的种类: 项目 来源 功能或特点 胚胎干细胞(ES细胞) 早期胚胎 具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞 成体干细胞 成体组织或器官 分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力 诱导多能干细胞(iPS细胞) 成纤维细胞 能分化成为具有特定功能的细胞 【题型突破】 【例2】 科研人员用体细胞建立的诱导多能干细胞（iPS细胞）技术为再生器官提供了另外一个重要的干细胞来源。iPS细胞可以直接整合到受损器官处，与内源性成体干细胞一样建立细胞谱系并最终再生为有功能的器官。下列叙述正确的是（    ） A．在培养iPS细胞的培养液中添加动物血清，保证其正常生长 B．iPS细胞与成体干细胞都具有发育成完整个体的能力 C．iPS细胞与成体干细胞中的造血干细胞均具有组织特异性 D．将患者体细胞诱导形成的iPS细胞移植回病人体内，理论上不发生免疫排斥 【变式2-1】 如图是科学家制备iPS细胞的一种方法，可用于治疗镰状细胞贫血。下列叙述错误的是 （    ） A．过程①可以取成纤维细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞等 B．过程②需要加入适当的诱导分化的因子 C．过程③包含细胞分化，遗传物质发生改变 D．将 iPS 技术制备的专用干细胞移植回患者后，不发生免疫排斥 【变式2-2】 诺贝尔生理学奖获得者发现，利用逆转录病毒将0ct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述不正确的是（    ）    A．iPS细胞核移植比胚胎干细胞核移植更容易表现全能性 B．iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，还可以避免免疫排斥 C．导入的4个关键基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力 D．①②③利用iPS获得各种器官组织时应加入分化诱导因子 【变式2-3】 我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞，再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是（    ） A．基因选择性表达被诱导改变后，可使体细胞去分化成多能干细胞 B．在小分子TH34诱导下，多能干细胞发生基因突变，获得胰岛素基因 C．衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素，才可用于移植治疗糖尿病 D．若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达，细胞会发生程序性死亡 【变式2-4】 干眼症是由多种因素导致的、以眼睛干涩为主要症状的泪液分泌障碍性眼病。干眼症是一种慢性疾病，一目前只能通过局部治疗和全身治疗缓解病情，科学家将SOX2基因等有关基因导入已分化的患者体细胞，诱导出类似胚胎干细胞（ES细胞）的多能干细胞（iPS细胞），进而培养获得眼结膜组织，可分泌泪液成分“粘液素”，有望治疗干眼症。下列相关说法错误的是（    ） A．干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞 B．iPS细胞的制备应用了细胞全能性原理 C．iPS细胞可不断自我更新并具有发育为多种细胞的潜能性 D．iPS细胞培养过程会出现接触抑制现象，需要分瓶培养 一、单选题 1．下面有关动物细胞和动物组织培养的叙述错误的是（    ） A．克隆牛的培育过程离不开动物组织培养 B．动物细胞培养是培育“多莉”的关键性技术 C．动物细胞传代培养10~50次后，细胞分裂能力明显变慢 D．原代培养过程中的细胞很适于药物测试 2．在治疗烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对大面积烧伤的病人，自体健康的皮肤非常有限。为解决该问题，利用动物细胞培养技术可以得到大量的自体健康皮肤。下列关于该技术的叙述，正确的是（　　） A．将烧伤病人的组织分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理 B．培养的细胞需要经过脱分化形成愈伤组织 C．培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 D．原代培养和传代培养所需的营养液成分不同 3．Vero细胞是非洲绿猴肾细胞，易于培养，生物安全性高，对多种病毒的感染敏感，是很多病毒培养的理想基质。培养 Vero细胞能广泛地用于人和动物疫苗的生产，下列有关叙述错误的是（　　） A．贴壁生长的细胞需用胰蛋白酶处理后再进行离心收集 B．培养正常的 Vero细胞时，在培养瓶上可形成多层细胞 C．定期更换培养基能及时去除代谢废物并提供营养物质 D．培养动物细胞的气体环境中CO2的作用是维持培养液的pH 4．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．培养细胞1是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻 B．所需培养基是按细胞所需营养物质种类和量严格配制的合成培养基，通常需要加入血清 C．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 D．体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，都会发生接触抑制现象 5．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．所需培养基为合成培养基，使用时通常需要加入一些天然成分 B．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 C．细胞培养时需置于含有95% O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱 D．培养细胞1是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻 6．下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是（　　） A．动物细胞培养的原理是动物细胞的全能性 B．为了防止杂菌污染，可向培养液中加入适量的抗生素 C．培养过程中，添加CO2的目的是维持培养液的pH D．通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分 7．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是（　　） A．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织 B．选用胰蛋白酶处理细胞时，可能会对动物细胞造成损伤 C．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 D．体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，都会发生接触抑制现象 8．ips细胞被称为诱导多能干细胞，可通过转入相关因子来制备。ips细胞最初是由成纤维细胞转化而来，后来发现已分化的T细胞，B细胞也能被诱导成该类细胞。下列说法不正确的是（　　） A．导入的物质可以是DNA，蛋白质，还可以用小分子物质来诱导 B．干细胞的体外培养需要在无菌的CO2培养箱中进行 C．胚胎干细胞和ips细胞的优点是分裂能力强，分化程度低 D．干细胞具有全能性，能分化成成年动物体内的任意一种类型的细胞 9．治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是（   ） A．细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞 B．通过电刺激等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育 C．胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果 D．该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术 10．科学家将可分化为软骨的滑膜干细胞进行移植，实现半月板再生，移植手术流程如下图。下列叙述错误的是（　　） 针对损伤的半月板进行形成的修复→采集滑膜→滑膜干细胞增殖→移植到半月板缝合部位 A．为避免干细胞移植后发生免疫排斥反应，最好采集患者自体的滑膜干细胞 B．滑膜干细胞培养所用的培养基是合成培养基，通常需加入血清、血浆等天然成分 C．当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将其分散 D．干细胞成功移植并实现半月板再生，证明高度分化的细胞能表现出细胞的全能性 二、多选题 11．如图所示为治疗性克隆的基本过程，首先取病人的体细胞核，移植到去核的卵母细胞中，在早期胚胎形成后，从中分离获得胚胎干细胞（ES细胞），对ES细胞进行基因修饰和定向分化处理，将定向分化后的细胞移植给病人，从而达到治疗疾病的目的。下列相关叙述不正确的是（　　） A．接受细胞核的次级卵母细胞可以来自其他种类的雌性哺乳动物 B．获得图中去核的卵母细胞时，可通过显微操作去核 C．图中利用胚胎干细胞形成了器官用于移植，体现了动物细胞核的全能性 D．治疗性克隆过程采用的技术有核移植技术和胚胎移植技术 12．诱导多能干细胞(iPS细胞)是在外源转录因子的作用下，将已分化的体细胞重编程，获得的类似于胚胎干细胞的多能性干细胞，能分化为多种类型的细胞，在再生医学上有巨大的潜力。其制备及分化过程如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．iPS细胞诱导分化后，可用于开发治疗1型糖尿病的方法 B．外源转录因子可激活与多能性相关基因的表达 C．过程②③产生了特定的细胞，都属于细胞分化 D．避免了临床使用胚胎干细胞所面临的伦理争议 13．某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因可能是（    ） A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封 C．血清经过高温处理后加入培养基 D．所使用的培养基呈弱酸性 14．研究人员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，其结果如图所示。下列相关叙述正确的是（    ）    A．贴壁细胞需要用胰蛋白酶处理，再用离心法收集 B．原代和传代细胞都需要放入培养箱中进行培养 C．选取②时期的细胞进行传代培养比①时期的更合理 D．只要提供适宜的培养条件，该细胞培养将会无限传代 15．科研人员从小鼠8细胞时期的胚胎中制备了一种干细胞系，称为潜能干细胞（EPSC）。将EPSC转变为上胚层样细胞和下胚层样细胞，再逐步分化形成类胚胎结构，高度还原了胚胎的发育过程。下列说法正确的是（　　） A．与多能干细胞相比，EPSC的自我更新能力和分化潜能更大 B．EPSC培养需要定期更换培养液，清除代谢废物 C．EPSC转变出的上胚层和下胚层，类似于囊胚期的内、外胚层 D．EPSC产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用 三、非选择题 16．流程图是生物学研究中模型构建的一种表现形式。回答下列问题。    (1)半夏是我国常用的传统中药材，经过Ⅰ、Ⅱ阶段产生半夏试管苗C。 ①若要快速繁殖有优良性状的半夏，所给细胞中不能作为外植体的是 (填“表皮细胞”或“叶肉细胞”或“成熟筛管细胞”)，在Ⅰ、Ⅱ阶段中发生基因选择性表达的是 阶段，A、B细胞中的蛋白质种类 (填“完全不”或“不完全”或“完全”)相同。 ②若要培育半夏新品种，常常用射线、化学物质等处理图中的 (填“A”或“B”或“C”)， 原因是 。 (2)iPS 细胞增殖分化后能形成多种组织细胞，可用于多种疾病的治疗。科学家将4种基因导入小鼠成纤维细胞后，经过 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)阶段的变化产生 iPS细胞，该过程类似于植物组织培养的 过程。科研人员已成功将Ⅱ型糖尿病病人的体细胞经重编程后诱导成iPS细胞，并定向分化为胰岛组织回植患者体内，科学家普遍认为 iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞，原因是 。(答一点即可) (3)上述流程是否可以表示动物细胞培养技术的流程 (填“是”或“否”)，说明理由: 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节　第1课时　动物细胞培养 【题型1 动物细胞培养技术】 【题型2 干细胞的分布和种类】 【题型1 动物细胞培养技术】 【紧扣教材】 一、动物细胞培养的条件 1.概念: (1)取材:动物体中相关的组织。 (2)处理:分散成单个细胞。 (3)目的:细胞生长和增殖。 2.条件: 条件 具体处理 营养 合成培养基: 天然成分:血清等 培养基类型:液体培养基 无菌、无毒的环境 培养液和所有培养用具处理:灭菌 操作环境:无菌 更换培养液目的:防止细胞代谢物积累 温度、pH和渗透压 温度:36.5±0.5℃ pH:7.2~7.4 渗透压:适宜 气体环境 比例:95%空气,5%CO2 O2的作用:细胞代谢所必需的 CO2的作用:维持培养液的pH 二、动物细胞培养的过程 填一填:基于动物细胞培养的过程,完成下面的问题: 1.过程①处理的方法有机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理。 2.过程②为原代培养,培养的动物细胞有两类: (1)悬浮在培养液中生长增殖; (2)贴附于某些基质表面生长增殖。 3.进行过程③时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要使用胰蛋白酶等处理,然后用离心法收集。 4.过程③为传代培养,进行过程③的原因主要有细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制等。 【题型突破】 【例1】 通过细胞培养构建的人造皮肤在治疗大面积烧伤时具有较好的应用前景，下列叙述正确的是（   ） A．由于对细胞所需的营养物质未全部研究清楚，培养时通常加入血清 B．细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入纤维素酶处理贴壁的细胞 C．培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8－7.0 D．选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，可以降低免疫排斥的发生 【答案】A 【分析】动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素，定期更换培养液，以清除代谢废物；（2）营养物质：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质；（3）温度和pH；（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）5%的CO2（维持培养液的pH）。 【详解】A、在进行动物细胞培养时，培养液中通常需加入血清、血浆等一些天然成分，主要目的是为细胞提供促生长因子，以补充细胞生长和增殖过程中所需的营养物质，A正确； B、细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁的细胞，B错误； C、培养过程中其培养液所需的适宜pH通常为7.2－7.4，C错误； D、选择患者自身的细胞进行培养获得人造皮肤，可以避免免疫排斥的发生，选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，一般会发生免疫排斥反应，D错误； 故选A。 【变式1-1】 神经胶质细胞中最常见的是星形胶质细胞，一小部分星形胶质细胞具有产生神经细胞的能力，因此也被称作神经干细胞。研究发现，神经干细胞具有一种特殊的甲基化模式，使得它们能够激活某些基因，从而产生新的神经细胞，而普通星形胶质细胞由于这些基因被甲基化阻断，无法激活这些基因。下列说法错误的是（　　） A．组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞 B．培养神经元细胞时需保证95%空气和5%二氧化碳的气体条件，并定期更换培养液 C．甲基化会使神经干细胞基因碱基排列顺序发生改变，且这种改变是可遗传的 D．激活神经干细胞的某些基因，培养出新的神经细胞，可以为治疗某些神经疾病提供新思路 【答案】C 【分析】组成神经系统的细胞包括神经元和神经胶质细胞，神经胶质细胞较多。 【详解】A、组成神经系统的细胞主要包括神经元（神经系统结构和功能的基本单位）和神经胶质细胞两大类，A正确； B、细胞培养需要含有95%空气和5%CO2的气体条件，95%空气是细胞代谢必需的，5%的CO2能维持培养液的pH。定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害，B正确； C、甲基化不会改变碱基排列顺序，其可以遗传给后代，C错误； D、根据题意可知，激活神经干细胞的某些基因，可以产生新的神经细胞，可以帮助治疗神经系统疾病，D正确。 故选C。 【变式1-2】 灭活疫苗是将培养扩增的活病毒通过物理或化学手段灭活后，经过系列纯化制备的生物制剂。国产新冠灭活疫苗的大致生产流程如下：将抗原性强的病毒接种到Vero细胞中培养，再使病毒经过β-丙内酯灭活等过程制备成疫苗。下列相关说法错误的是（　　） A．Vero细胞的细胞膜上存在新冠病毒能够特异性识别的受体 B．培养Vero细胞时，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌，以保证无毒环境 C．培养Vero细胞时，需将培养液的pH调至7.2-7.4 D．β-丙内酯灭活会使新冠病毒失去感染能力但不会破坏其抗原结构 【答案】B 【分析】动物细胞培养的条件：（1）营养物质：无机物(无机盐、微量元素等)，有机物(糖、氨基酸、促生长因子等) ，通常需要加入血清；（2）温度、pH和渗透压；（3）无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还要在培养液中加入一定量的的抗生素，以防被污染，此外应定期更换培养液，以便清除代谢产物防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害；（4）气体环境(95%的空气+5%CO2的混合气体) ，其中5%CO2气体是为维持培养液的pH稳定。 【详解】A、题干中用Vero细胞培养新冠病毒，因此Vero细胞的细胞膜上需存在新冠病毒能够特异性识别的受体，便于病毒的识别和侵染，A正确； B、培养Vero细胞时，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌，以保证无菌的环境，培养液需要定期更换，及时清除代谢产物，以保证细胞培养的无毒的环境，B错误； C、多数动物细胞培养的适宜pH是7.2-7.4，故培养Vero细胞时需将pH调至7.2-7.4，C正确； D、β-丙内酯灭活会使新冠病毒失去感染能力，但不会破坏其表面的蛋白结构，保留其抗原性，D正确。 故选B。 【变式1-3】 体外动物细胞培养制造出的细胞培养肉是一种人造肉，具有营养可控、结构仿真、口感真实的特点。其主要生产流程如下图，图中的微载体是一种固体的细胞生长基质，其表面能使细胞贴附。下列叙述正确的是（　　） A．①过程可用机械的方法或用胰蛋白酶、胃蛋白酶等处理的方法获得细胞悬液 B．③过程中加入微载体为细胞提供更大附着面积，使细胞间不出现接触抑制，产量增加 C．③④过程需使用经灭菌处理的培养液，培养细胞时既要提供O2也要提供CO2 D．肌肉干细胞属于成体干细胞，能够分化成特定的细胞和组织，具有全能性 【答案】C 【分析】动物细胞培养需要满足以下条件：①无菌、无毒的环境。②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度：适宜温度。④气体环境：95%空气+5%CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。 【详解】A、①过程为制备细胞悬液的过程，可用机械的方法或用胰蛋白酶处理的方法获得细胞悬液，胃蛋白酶催化的酸性环境对细胞有害，A错误； B、③过程中加入微载体为细胞提供了更大的附着面积，但细胞间会出现接触抑制，B错误； C、③④过程需使用经灭菌处理的培养液，培养细胞时提供95%空气+5%CO2，C正确； D、肌肉干细胞属于成体干细胞，能够分化成特定的细胞和组织，但不具有发育成完整个体的能力，不具有全能性，D错误。 故选C。 【变式1-4】 为检测某药物X的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入溶于二甲亚矾的药物X,培养72小时后进行计数,比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是（    ） A．细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分 B．可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数 C．对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水,其他条件一致 D．若实验组细胞数远低于对照组,可初步判断此药物有抗癌效果 【答案】C 【分析】1、分析题意可知：本实验目的是为检测某药物X的抗癌活性，则实验自变量是药物X有无，因变量是癌细胞数量。 2、动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素，防止培养过程中的污染；③定期更换培养液，以便清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气和5%的CO2。 【详解】A、培养动物细胞时，细胞培养液中通常需要加入血清，以保证动物细胞正常生长，A正确； B、对于已经贴壁生长的动物细胞，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使肝癌细胞脱落下来并进行计数，B正确； C、实验设计应遵循单一变量原则，实验组加入药物X，择对照组应加入等体积的无菌生理盐水（加入蒸馏水会使动物细胞涨破），C错误； D、分析实验结果可知，添加药物X的实验组肝癌细胞数目最少，可以初步判断药物X的抗癌效果较好，D正确。 故选C。 【题型2 干细胞的分布和种类】 【紧扣教材】 干细胞的分布和种类 1.干细胞的分布:早期胚胎、骨髓和脐带血等。 2.干细胞的种类: 项目 来源 功能或特点 胚胎干细胞(ES细胞) 早期胚胎 具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞 成体干细胞 成体组织或器官 分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力 诱导多能干细胞(iPS细胞) 成纤维细胞 能分化成为具有特定功能的细胞 【题型突破】 【例2】 科研人员用体细胞建立的诱导多能干细胞（iPS细胞）技术为再生器官提供了另外一个重要的干细胞来源。iPS细胞可以直接整合到受损器官处，与内源性成体干细胞一样建立细胞谱系并最终再生为有功能的器官。下列叙述正确的是（    ） A．在培养iPS细胞的培养液中添加动物血清，保证其正常生长 B．iPS细胞与成体干细胞都具有发育成完整个体的能力 C．iPS细胞与成体干细胞中的造血干细胞均具有组织特异性 D．将患者体细胞诱导形成的iPS细胞移植回病人体内，理论上不发生免疫排斥 【答案】AD 【分析】2006年，科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞），并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。现在，用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为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细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 【详解】A、细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分，A正确 BC、成体干细胞不具有发育成完整个体的能力，如造血干细胞属于成体干细胞，具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，iPS细胞不具有组织特异性，能分化成各种组织细胞，BC错误； D、将病人自身体细胞诱导形成的iPS细胞移植回病人体内，没有外来抗原的引入，理论上可避免免疫排斥，D正确。 故选AD。 【变式2-1】 如图是科学家制备iPS细胞的一种方法，可用于治疗镰状细胞贫血。下列叙述错误的是 （    ） A．过程①可以取成纤维细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞等 B．过程②需要加入适当的诱导分化的因子 C．过程③包含细胞分化，遗传物质发生改变 D．将 iPS 技术制备的专用干细胞移植回患者后，不发生免疫排斥 【答案】C 【分析】1、iPS细胞是诱导多能干细胞，具有产生多种类型细胞的能力，其功能类似胚胎干细胞。 2、细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此遗传物质没有发生改变。 【详解】A、过程①表示从患者体内取出具有增殖分化能力的体细胞，可以是成纤维细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞等，A正确； B、过程②表示成纤维细胞失去特定的形态，形成iPS细胞，类似于植物组织培养的脱分化过程，B正确； C、过程②表示iPS细胞增殖分化产生了多种类型的细胞，该过程包含了细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此遗传物质没有发生改变，C错误； D、iPS技术使用患者自己的体细胞通过体外诱导成iPS细胞，所以将iPS细胞增殖分化出的不同细胞移植回病人体内，理论上可以避免免疫排斥反应，D正确。 故选C。 【变式2-2】 诺贝尔生理学奖获得者发现，利用逆转录病毒将0ct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述不正确的是（    ）    A．iPS细胞核移植比胚胎干细胞核移植更容易表现全能性 B．iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，还可以避免免疫排斥 C．导入的4个关键基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力 D．①②③利用iPS获得各种器官组织时应加入分化诱导因子 【答案】A 【分析】分析题图：图示表示将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。图中@②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达。用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，属于自体移植，不发生免疫排斥反应，这可以大大提高器官移植成功率。 【详解】A、结合题意“iPS细胞是类似干细胞的诱导多能干细胞”，而胚胎干细胞属于全能干细胞，故胚胎干细胞核移植更容易表现全能性，A错误； B、iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞，只需对体细胞进行操作及适当的培养即可，无需破坏胚胎，由于该技术属于自体移植，还可以避免免疫排斥，B正确； C、根据题文，导入的基因能促使已分化的体细胞成为诱导多能干细胞（iPS细胞），已分化体细胞无分裂能力或分裂能力较弱，而干细胞是一类有分裂能力的细胞，故导入的基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力，C正确； D、iPS可分化为多种细胞，加入分化诱导因子才能获得相应的组织或器官，D正确。 故选A。 【变式2-3】 我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞，再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是（    ） A．基因选择性表达被诱导改变后，可使体细胞去分化成多能干细胞 B．在小分子TH34诱导下，多能干细胞发生基因突变，获得胰岛素基因 C．衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素，才可用于移植治疗糖尿病 D．若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达，细胞会发生程序性死亡 【答案】B 【分析】诱导多能干细胞（iPS细胞）：通过特定的因子导入和培养条件，可以从人的皮肤等体细胞出发，诱导其成为具有无限增殖能力并可分化为人体各种组织脏器的多能干细胞。 在正常情况下，胰岛B细胞对血糖水平的变化非常敏感，能够根据血糖水平的高低调节胰岛素的分泌。当血糖水平升高时，胰岛B细胞会增加胰岛素的分泌，帮助降低血糖水平；反之，当血糖水平降低时，则减少胰岛素的分泌，以避免低血糖。 细胞凋亡指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。 【详解】A、被诱导改变后，可使体细胞去分化成多能干细胞 这个说法是正确的。体细胞可以通过特定的因子导入和培养条件，基因的调控和表达模式的改变，使得原本专一功能的体细胞去分化成为多能干细胞，A正确； B、小分子药物通常是通过调节现有的生物通路和基因表达来实现其功能，而胰岛素基因在人体所有细胞中都存在，但只有在胰岛细胞中才会表达‌，所以多能干细胞在诱导分化的过程中不会突然发生基因突变获得胰岛素基因，B错误； C、胰岛B细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素，降低血糖，所以衍生的胰岛B细胞需在葡萄糖的诱导下成功表达胰岛素，以确保衍生的胰岛B细胞能够正常发挥功能，才可用于移植治疗糖尿病，C正确； D、凋亡基因的正常表达会导致衍生的胰岛B细胞发生程序性死亡，也就是发生细胞凋亡，D正确。 故选B。 【变式2-4】 干眼症是由多种因素导致的、以眼睛干涩为主要症状的泪液分泌障碍性眼病。干眼症是一种慢性疾病，一目前只能通过局部治疗和全身治疗缓解病情，科学家将SOX2基因等有关基因导入已分化的患者体细胞，诱导出类似胚胎干细胞（ES细胞）的多能干细胞（iPS细胞），进而培养获得眼结膜组织，可分泌泪液成分“粘液素”，有望治疗干眼症。下列相关说法错误的是（    ） A．干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞 B．iPS细胞的制备应用了细胞全能性原理 C．iPS细胞可不断自我更新并具有发育为多种细胞的潜能性 D．iPS细胞培养过程会出现接触抑制现象，需要分瓶培养 【答案】B 【分析】干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等。胚胎干细胞(简称ES细胞)存在于早期胚胎中，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组织和器官甚至个体的潜能；成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，一般认为，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，不具有发育成完整个体的能力。 【详解】A、干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞，A正确； B、细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，iPS细胞的制备没有应用到细胞全能性原理，B错误； C、iPS细胞类似于胚胎干细胞，可不断自我更新并具有发育为多种细胞的潜能性，C正确； D、iPS细胞培养过程会出现接触抑制现象，需要分瓶培养，D正确。 故选B。 一、单选题 1．下面有关动物细胞和动物组织培养的叙述错误的是（    ） A．克隆牛的培育过程离不开动物组织培养 B．动物细胞培养是培育“多莉”的关键性技术 C．动物细胞传代培养10~50次后，细胞分裂能力明显变慢 D．原代培养过程中的细胞很适于药物测试 【答案】B 【分析】人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。 【详解】A、克隆牛的培养过程设计细胞核移植、细胞融合与培养、胚胎移植等技术，上述过程中离不开动物组织培养，A正确； B、动物细胞核移植技术是培养“多莉”的关键性技术，B错误； C、在动物细胞培养过程中，细胞在传至10~50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，故动物细胞传代培养10~50次后，细胞分裂能力明显变慢，C正确； D、原代细胞离体时间短，其生物学特性未发生很大变化，仍保持原有的遗传特征，能够反映细胞在体内的生长状态，这些特性使得原代细胞在药物测试、基因表达等实验研究中具有极高的应用价值，D正确。 故选B。 2．在治疗烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对大面积烧伤的病人，自体健康的皮肤非常有限。为解决该问题，利用动物细胞培养技术可以得到大量的自体健康皮肤。下列关于该技术的叙述，正确的是（　　） A．将烧伤病人的组织分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理 B．培养的细胞需要经过脱分化形成愈伤组织 C．培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 D．原代培养和传代培养所需的营养液成分不同 【答案】C 【分析】动物细胞培养过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。 【详解】A、培养动物细胞时不用胃蛋白酶将组织分散成单个细胞，A错误； B、动物细胞培养过程不存在脱分化形成愈伤组织，B错误； C、动物细胞的培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素，除此以外还需要添加动物血清或血浆等天然成分，C正确； D、原代培养和传代培养所需营养液成分一致，D错误。 故选C。 3．Vero细胞是非洲绿猴肾细胞，易于培养，生物安全性高，对多种病毒的感染敏感，是很多病毒培养的理想基质。培养 Vero细胞能广泛地用于人和动物疫苗的生产，下列有关叙述错误的是（　　） A．贴壁生长的细胞需用胰蛋白酶处理后再进行离心收集 B．培养正常的 Vero细胞时，在培养瓶上可形成多层细胞 C．定期更换培养基能及时去除代谢废物并提供营养物质 D．培养动物细胞的气体环境中CO2的作用是维持培养液的pH 【答案】B 【分析】动物细胞培养过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。 【详解】A、贴壁生长的细胞需用胰蛋白酶处理成为单个细胞后，再进行离心收集，A正确； B、培养正常的 Vero细胞时会出现接触抑制现象，不会形成多层细胞，B错误； C、代谢产物积累会导致细胞生长受阻，定期更换培养基能及时去除代谢废物并提供营养物质，C正确； D、培养动物细胞的气体环境中CO2的作用是维持培养液的pH，故动物细胞培养时的气体条件是95%的空气＋5%的CO2，D正确。 故选B。 4．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．培养细胞1是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻 B．所需培养基是按细胞所需营养物质种类和量严格配制的合成培养基，通常需要加入血清 C．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 D．体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，都会发生接触抑制现象 【答案】D 【分析】动物细胞培养的流程：取动物胚胎或幼龄动物器官、组织。将材料剪碎，并用胰蛋白酶（或用胶原蛋白酶）处理（消化），形成分散的单个细胞，将处理后的细胞移入培养基中配成一定浓度的细胞悬浮液。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到互相接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现接触抑制。此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。再配成一定浓度的细胞悬浮液。 【详解】A、培养细胞1是原代培养，该过程是获得组织细胞中进行的初次培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻，A正确； B、在配制动物细胞培养液时，除了需要添加一定的营养物质（如糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等）外，往往还需加入动物的血清等天然成分，属于合成培养基，B正确； C、传代培养时，悬浮培养的细胞没有体现贴壁生长的现象，因而可以直接用离心法收集，无须再用酶处理，C正确； D、体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，前者会发生接触抑制现象，后者不会，D错误。 故选D。 5．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．所需培养基为合成培养基，使用时通常需要加入一些天然成分 B．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 C．细胞培养时需置于含有95% O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱 D．培养细胞1是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻 【答案】C 【分析】动物细胞培养的流程：取动物胚胎或幼龄动物器官、组织。将材料剪碎，并用胰蛋白酶（或用胶原蛋白酶）处理（消化），形成分散的单个细胞，将处理后的细胞移入培养基中配成一定浓度的细胞悬浮液。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到互相接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现接触抑制。此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。再配成一定浓度的细胞悬浮液。 【详解】A、在配制动物细胞培养液时，除了需要添加一定的营养物质（如糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等）外，往往还需加入动物的血清和血浆等天然成分，属于合成培养基，A正确； B、传代培养时，悬浮培养的细胞没有体现贴壁生长的现象，因而可以直接用离心法收集，无须再用酶处理，B正确； C、细胞培养时需置于含有95% 空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱，C错误； D、培养细胞1是原代培养，该过程是获得组织细胞中进行的初次培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻，D正确。 故选C。 6．下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是（　　） A．动物细胞培养的原理是动物细胞的全能性 B．为了防止杂菌污染，可向培养液中加入适量的抗生素 C．培养过程中，添加CO2的目的是维持培养液的pH D．通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分 【答案】A 【分析】动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。 【详解】A、动物细胞培养的原理是细胞增殖，而不是动物细胞的全能性，因为动物细胞的全能性受到限制，难以表现出来，A错误； B、向培养液中加入适量的抗生素可以抑制杂菌的生长和繁殖，从而防止杂菌污染，B正确； C、在动物细胞培养过程中，添加CO2的目的是形成碳酸来维持培养液的pH，C正确； D、通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分，因为血清中含有细胞生长所必需的一些营养物质和生长因子等，D正确。 故选A。 7．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是（　　） A．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织 B．选用胰蛋白酶处理细胞时，可能会对动物细胞造成损伤 C．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 D．体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，都会发生接触抑制现象 【答案】D 【分析】动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。在细胞培养中，细胞的来源很重要，通常用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织，因为这些细胞的分裂能力较强。胰蛋白酶可以分解细胞间的蛋白质，从而使细胞分散开来，但如果处理不当，可能会对动物细胞造成损伤。传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理。 【详解】A、胚胎或幼龄动物的器官或组织中的细胞分裂能力强，所以用于培养的细胞大都取自这些部位，A 正确； B、胰蛋白酶能分解细胞间的蛋白质，若使用不当，可能会对细胞造成损伤，B正确； C、悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无需再用酶处理，C正确； D、体外培养的细胞中，贴壁生长的细胞会发生接触抑制现象，但悬浮生长的细胞一般不会发生接触抑制现象，D错误。 故选D。 8．ips细胞被称为诱导多能干细胞，可通过转入相关因子来制备。ips细胞最初是由成纤维细胞转化而来，后来发现已分化的T细胞，B细胞也能被诱导成该类细胞。下列说法不正确的是（　　） A．导入的物质可以是DNA，蛋白质，还可以用小分子物质来诱导 B．干细胞的体外培养需要在无菌的CO2培养箱中进行 C．胚胎干细胞和ips细胞的优点是分裂能力强，分化程度低 D．干细胞具有全能性，能分化成成年动物体内的任意一种类型的细胞 【答案】D 【分析】iPS细胞被称为诱导多能干细胞，具有分裂和分化的能力。 【详解】A、目前已采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定的基因导入细胞中，直接将特定的蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞，A正确； B、iPS细胞的体外培养是利用动物细胞培养技术，需要在无菌的CO2培养箱中进行培养，B正确； C、胚胎干细胞和iPS细胞均具有分裂能力强，分化程度低的特点，C正确； D、干细胞具有多能性或全能性，但并非能分化成成年动物体内的任意一种类型的细胞。干细胞分为多种类型，如胚胎干细胞具有全能性，可以分化为各种类型的细胞，包括构成成年动物身体的所有细胞类型。然而，成体干细胞一般具有多能性或单能性，成体干细胞只能分化为特定类型或几种相关类型的细胞，而不是任意一种细胞类型，如造血干细胞只能分化成为各种血细胞，D错误。 故选D。 9．治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是（   ） A．细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞 B．通过电刺激等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育 C．胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果 D．该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术 【答案】D 【分析】分析题图：图示表示治疗性克隆的过程，该过程利用了动物细胞核移植技术，该技术体现了动物细胞核的全能性；图中①表示细胞核移植，②过程表示胚胎干细胞的分裂和分化，由胚胎干细胞发育成组织。 【详解】A、细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞，因为去核卵母细胞有激活动物细胞全能性的物质，且细胞体积大，易操作，所含营养物质丰富，A正确； B、激活重构胚的方法有电刺激、钙离子载体等，B正确； C、细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，因此，胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果，C正确； D、①表示核移植，②表示胚胎干细胞的增殖分化，该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养技术，并未涉及胚胎移植技术，D错误。 故选D。 10．科学家将可分化为软骨的滑膜干细胞进行移植，实现半月板再生，移植手术流程如下图。下列叙述错误的是（　　） 针对损伤的半月板进行形成的修复→采集滑膜→滑膜干细胞增殖→移植到半月板缝合部位 A．为避免干细胞移植后发生免疫排斥反应，最好采集患者自体的滑膜干细胞 B．滑膜干细胞培养所用的培养基是合成培养基，通常需加入血清、血浆等天然成分 C．当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将其分散 D．干细胞成功移植并实现半月板再生，证明高度分化的细胞能表现出细胞的全能性 【答案】D 【分析】细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞的全能性。 【详解】A、同种生物体的细胞膜上的组织相容性抗原相同，因此为避免干细胞移植后发生免疫排斥反应，最好采集患者自体的组织细胞，A正确； B、为了保证细胞培养时营养物质和生长因子的供给，培养基中需添加一定量的动物血清、血浆等天然成分，可以补充合成培养基中缺乏的物质。因此滑膜干细胞培养所用的培养基是合成培养基，通常需加入血清、血浆等天然成分，B正确； C、当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使组织细胞分散开，C正确； D、干细胞成功移植并实现半月板再生，没有分化出各种组织和细胞或个体，没有表现出细胞的全能性，D错误。 故选D。 二、多选题 11．如图所示为治疗性克隆的基本过程，首先取病人的体细胞核，移植到去核的卵母细胞中，在早期胚胎形成后，从中分离获得胚胎干细胞（ES细胞），对ES细胞进行基因修饰和定向分化处理，将定向分化后的细胞移植给病人，从而达到治疗疾病的目的。下列相关叙述不正确的是（　　） A．接受细胞核的次级卵母细胞可以来自其他种类的雌性哺乳动物 B．获得图中去核的卵母细胞时，可通过显微操作去核 C．图中利用胚胎干细胞形成了器官用于移植，体现了动物细胞核的全能性 D．治疗性克隆过程采用的技术有核移植技术和胚胎移植技术 【答案】ACD 【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。 【详解】A、接受细胞核的次级卵母细胞不能来自其他种类的雌性哺乳动物，因为种间隔离，形成的融合细胞可能不能正常细胞，A错误； B、显微镜下可以通过显微操作去核，B正确； C、图中利用胚胎干细胞形成了器官用于移植，并未体现动物细胞核的全能性，只是体现了胚胎干细胞具有全能性，C错误； D、治疗性克隆过程采用的技术有核移植技术，不用进行胚胎移植技术，D错误。 故选ACD。 12．诱导多能干细胞(iPS细胞)是在外源转录因子的作用下，将已分化的体细胞重编程，获得的类似于胚胎干细胞的多能性干细胞，能分化为多种类型的细胞，在再生医学上有巨大的潜力。其制备及分化过程如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．iPS细胞诱导分化后，可用于开发治疗1型糖尿病的方法 B．外源转录因子可激活与多能性相关基因的表达 C．过程②③产生了特定的细胞，都属于细胞分化 D．避免了临床使用胚胎干细胞所面临的伦理争议 【答案】ABD 【分析】诱导多能干细胞（iPS细胞）类似于胚胎干细胞，属于未分化的细胞。 【详解】A、iPS 细胞诱导分化后，可分化成胰岛B细胞，进而分泌胰岛素，从而可用于治疗1型（胰岛素缺乏型）糖尿病，A正确； B、外源转录因子进入细胞，将已分化的体细胞重编程，可激活与多能性相关基因的表达，B正确； C、过程③产生了特定的细胞，属于细胞分化，而过程②获得的多能干细胞（iPS细胞）类似于胚胎干细胞，不属于细胞分化，C错误； D、诱导多能干细胞（iPS细胞）可来自患者的成纤维细胞，避免了临床使用胚胎干细胞所面临的伦理争议，D正确。 故选ABD。 13．某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因可能是（    ） A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封 C．血清经过高温处理后加入培养基 D．所使用的培养基呈弱酸性 【答案】BCD 【分析】动物细胞培养的过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。 【详解】A、小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会造成生长缓慢，A不符合题意； B、培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B符合题意； C、血清经过高温处理后，其中活性成分变性失活，失去原有功能，无法满足细胞生长所需，可能使细胞生长缓慢，C符合题意； D、细胞生活的环境一般为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，不利于细胞生存，可能造成细胞生长缓慢，D符合题意。 故选BCD。 14．研究人员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，其结果如图所示。下列相关叙述正确的是（    ）    A．贴壁细胞需要用胰蛋白酶处理，再用离心法收集 B．原代和传代细胞都需要放入培养箱中进行培养 C．选取②时期的细胞进行传代培养比①时期的更合理 D．只要提供适宜的培养条件，该细胞培养将会无限传代 【答案】ABC 【分析】动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。 动物细胞培养需要的条件有：①无菌、无毒的环境；②营养；③温度和pH；④气体环境：95%空气+5%CO2。 【详解】A、贴壁细胞需要用胰蛋白酶处理，使之分散为单个细胞，再用离心法收集，A正确； B、原代和传代细胞都需要放入培养箱中进行培养，B正确； C、②时期细胞增殖快、活力强，选取②时期的细胞进行传代培养比①时期的更合理，C正确； D、体外培养动物细胞，一般只能分裂40~50次，不能无限传代，D错误。 故选ABC。 15．科研人员从小鼠8细胞时期的胚胎中制备了一种干细胞系，称为潜能干细胞（EPSC）。将EPSC转变为上胚层样细胞和下胚层样细胞，再逐步分化形成类胚胎结构，高度还原了胚胎的发育过程。下列说法正确的是（　　） A．与多能干细胞相比，EPSC的自我更新能力和分化潜能更大 B．EPSC培养需要定期更换培养液，清除代谢废物 C．EPSC转变出的上胚层和下胚层，类似于囊胚期的内、外胚层 D．EPSC产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用 【答案】ABD 【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或原始性腺（即囊胚期的内细胞团）。胚胎干细胞的主要用途是：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律。②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡机理提供了有效的手段。③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、糖尿病、老年痴呆症、肝衰竭、新衰竭、成骨不良。④培育各种组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。 【详解】A、与多能干细胞相比只能分化为特定的几种细胞，EPSC是从小鼠8细胞时期的胚胎中制备了一种干细胞系，分化程度低，与多能干细胞相比，EPSC的自我更新能力和分化潜能更大，A正确； B、动物细胞培养过程的代谢废物会毒害细胞，故培养EPSC需要定期更换培养液，清除代谢废物，B正确； C、EPSC转变出的上胚层和下胚层，类似于原肠胚期的内、外胚层，C错误； D、EPSC能分化产生特定细胞，特定细胞可以在新药的测试中发挥重要作用，D正确。 故选ABD。 三、非选择题 16．流程图是生物学研究中模型构建的一种表现形式。回答下列问题。    (1)半夏是我国常用的传统中药材，经过Ⅰ、Ⅱ阶段产生半夏试管苗C。 ①若要快速繁殖有优良性状的半夏，所给细胞中不能作为外植体的是 (填“表皮细胞”或“叶肉细胞”或“成熟筛管细胞”)，在Ⅰ、Ⅱ阶段中发生基因选择性表达的是 阶段，A、B细胞中的蛋白质种类 (填“完全不”或“不完全”或“完全”)相同。 ②若要培育半夏新品种，常常用射线、化学物质等处理图中的 (填“A”或“B”或“C”)， 原因是 。 (2)iPS 细胞增殖分化后能形成多种组织细胞，可用于多种疾病的治疗。科学家将4种基因导入小鼠成纤维细胞后，经过 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)阶段的变化产生 iPS细胞，该过程类似于植物组织培养的 过程。科研人员已成功将Ⅱ型糖尿病病人的体细胞经重编程后诱导成iPS细胞，并定向分化为胰岛组织回植患者体内，科学家普遍认为 iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞，原因是 。(答一点即可) (3)上述流程是否可以表示动物细胞培养技术的流程 (填“是”或“否”)，说明理由: 。 【答案】(1) 成熟筛管细胞 Ⅰ、Ⅱ 不完全 B 这种细胞一直处在不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响产生突变 (2) Ⅰ 脱分化 iPS 细胞来自病人的体细胞，不发生免疫排斥/无需破坏胚胎不涉及伦理问题 (3) 否 动物细胞培养只涉及细胞增殖，不涉及细胞分化。 【分析】根据图示分析可知，过程Ⅰ是脱分化，过程Ⅱ是再分化。 【详解】（1）由于成熟筛管细胞没有细胞核，而表皮细胞和叶肉细胞都有细胞核，所以在所给细胞中不能作为外植体的是成熟筛管细胞。根据图示分析可知，过程Ⅰ是脱分化，过程Ⅱ是再分化，在Ⅰ、Ⅱ阶段中都会发生基因选择性表达。A、B细胞的分化状态不同，所以两个细胞中的蛋白质种类不完全相同。由于B细胞处于未分化的状态，这种细胞一直处在不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响产生突变，所以若要培育半夏新品种，常常用射线、化学物质等处理图中的B细胞。 （2）根据题干信息可知，iPS 细胞增殖分化后能形成多种组织细胞，iPS 细胞是未分化的细胞，所以将4种基因导入小鼠成纤维细胞后，经过Ⅰ阶段后阶段的变化产生 iPS细胞，由分化后的小鼠成纤维细胞转变为未分化的iPS细胞，该过程类似于植物组织培养的脱分化过程。因为iPS 细胞来自病人的体细胞，不发生免疫排斥/无需破坏胚胎不涉及伦理问题，所以科学家普遍认为 iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 （3）根据图示分析可知，过程Ⅰ是脱分化，过程Ⅱ是再分化。因为动物细胞培养只涉及细胞增殖，不涉及细胞分化，所以上述流程不可以表示动物细胞培养技术的流程。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$