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高中生物学 选择性必修3
课堂小练(七) 动物细胞培养
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一、单项选择题
1.动物细胞培养过程的顺序是 ( )
①原代培养 ②传代培养 ③胰蛋白酶处理组织,形成单个细胞,制成细胞悬液
A.①②③ B.①③②
C.②①③ D.③①②
答案与解析
解析 动物细胞培养是用动物胚胎或幼龄动物器官通过胰蛋白酶等处理制成细胞悬液,再通过原代培养和传代培养得到细胞株。
答案 D
2.下列条件不是动物细胞培养所需要的是 ( )
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
答案与解析
解析 二氧化碳培养箱的气体条件是95%的空气和5%的二氧化碳。
答案 D
3.下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是 ( )
A.所有动物细胞培养的原理都是动物细胞的全能性
B.培养过程中的细胞,细胞的遗传物质都不会发生改变
C.需要的气体环境是含95%O2加5%CO2的混合气体
D.定期更换培养液可防止培养过程中有毒物质的积累
答案与解析
解析 动物细胞培养的原理是动物细胞增殖,A项错误;动物细胞连续培养多次后,一些细胞的遗传物质发生改变,B项错误;需要的气体条件是95%的空气和5%的二氧化碳,C项错误;定期更换培养液可防止培养过程中有毒物质的积累对细胞造成危害,D项正确。
答案 D
4.小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时,细胞周期基本相同,但上皮细胞在培养时,呈现扁平不规则多角形,且粘附在培养瓶内壁上;而该淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列有关叙述错误的是 ( )
A.使用合成培养基培养动物细胞时通常需添加一些血清等天然成分
B.操作时要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行
C.相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目完全相同
D.培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象
答案与解析
解析 使用合成培养基培养动物细胞时通常需添加一些血清等天然成分,A项正确;体外培养细胞时,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,B项正确;相同次数分瓶培养所获得的两者细胞数目不一定相同,C项错误;上皮细胞在培养时,呈现扁平不规则多角形,且粘附在培养瓶内壁上,而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中,因此培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象,D项正确。
答案 C
5.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞,可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞,再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是 ( )
A.各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
B.胚胎干细胞有细胞周期,神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C.造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
D.肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性
答案与解析
解析 胚胎干细胞是一类分化程度较低的细胞,它能够分化为多种细胞的根本原因是基因选择性表达,A项正确;因为神经细胞是高度分化的细胞,自身不会再进行有丝分裂增殖,所以也不会具有细胞周期,B项正确;造血干细胞到红细胞是多能干细胞分裂、分化过程,此过程不可逆,C项正确;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,而D项过程并没有由一个细胞到各种细胞甚至个体的过程,D项错误。
答案 D
6.在将动物组织块分散成单个细胞时,可以使用胰蛋白酶。由此判断以下推测不合理的是 ( )
A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系
B.处理时一定要注意处理时间、加酶量
C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤
D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致
答案与解析
解析 胰蛋白酶可使蛋白质分解,胰蛋白酶可破坏动物细胞之间的联系,可推测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,所以一定要注意处理的时间和酶的用量,以防止对动物细胞造成损伤;酶促反应需要适宜的pH,所以培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致。
答案 C
7.对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养,下列说法错误的是 ( )
A.在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C.为了防止细胞培养过程中细菌的污染,要对培养液进行灭菌处理
D.在合成培养基中,通常需加入血清等天然成分
答案与解析
解析 在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,以分解细胞间的蛋白质,得到单个细胞;细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH;为了防止细胞培养过程中细菌的污染,要求对培养液进行灭菌处理;合成培养基通常需加入血清等天然成分。
答案 B
二、多项选择题
8.诺贝尔生理学或医学奖被英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥获得,他们在细胞核重新编程研究领域作出了杰出贡献。目前,山中伸弥和其研究小组已把多种组织(包括肝、胃和大脑)的细胞,转变成了诱导多能干细胞,并让诱导多能干细胞分化成了皮肤、肌肉、软骨、神经细胞以及可以同步搏动的心脏细胞。下列相关叙述正确的是 ( )
A.成熟细胞被重新编程的过程中,细胞的分化程度逐渐降低
B.诱导多能干细胞分化成神经细胞,体现了诱导多能干细胞的全能性
C.诱导多能干细胞与成熟细胞相比,细胞核内DNA的含量不变
D.诱导多能干细胞分化的过程不仅与基因有关,也与细胞的生活环境有关
答案与解析
解析 成熟细胞被重新编程后成为多能干细胞,多能干细胞的分化程度比成熟细胞低,A项正确;细胞的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,诱导多能干细胞分化成神经细胞,没有体现诱导多能干细胞的全能性,B项错误;体细胞都是由受精卵有丝分裂而来,细胞核内DNA相同,细胞分化是基因选择性表达的结果,细胞核内DNA的含量不变,C项正确;基因的选择性表达过程不仅与基因有关,也会受细胞生活环境的影响,D项正确。
答案 ACD
9.如图为小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)培养的过程图,下列叙述错误的是 ( )
A.可用胃蛋白酶分散组织块中的细胞
B.MEF细胞可能产生某种物质抑制胚胎干细胞的分化
C.加入培养液中的MEF细胞最好是来自传代培养的细胞
D.细胞培养过程中可能出现细胞贴壁和接触抑制的现象
答案与解析
解析 将动物组织细胞分散成单个细胞,可以用胶原蛋白酶或胰蛋白酶,但是不能用胃蛋白酶,A项错误;由图可知,在胚胎干细胞培养液中加入MEF细胞不分化,但未加MEF细胞的一组易分化,据此推知MEF细胞可能产生某种物质抑制胚胎干细胞的分化,B项正确;加入培养液中的MEF细胞最好是来自原代培养的细胞,C项错误;在动物细胞培养过程中可能出现细胞贴壁和接触抑制的现象,D项正确。
答案 AC
10.名为“我的皮肤”的生物活性绷带自从在英国诞生后,给皮肤烧伤病人带来了福音。该活性绷带的原理是先采集一些细胞样本,再让其在特殊的膜片上增殖。5~7天后,将膜片敷在患者的伤口上,膜片将细胞逐渐“释放”到伤口,并促进新生皮肤层生长,达到加速伤口愈合的目的。下列有关叙述中,正确的是 ( )
A.“我的皮肤”的获得技术属于动物细胞工程
B.人的皮肤烧伤后会因人体第二道防线的破坏而导致免疫力下降
C.种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人
D.膜片能否把细胞顺利“释放”到伤口,加速患者自身皮肤愈合与细胞膜上的HLA有关
答案与解析
解析 根据题意,“我的皮肤”的获得技术属于动物细胞工程中的动物细胞培养;人的皮肤烧伤后会因人体第一道防线的破坏而导致免疫力下降;种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人,以避免发生免疫排斥反应;人类白细胞抗原(HLA)是人类主要组织相容性复合物,作为不同个体免疫细胞相互识别的标志,因此膜片能否把细胞顺利“释放”到伤口,加速患者自身皮肤愈合与细胞膜上的HLA有关。
答案 ACD
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三、简答题
11.角膜缘干细胞能更新角膜上皮细胞,角膜上皮细胞对维持角膜的透明性至关重要。回答下列问题:
(1)将角膜缘组织剪碎,加入______________________处理,可获得大量游离分散的细胞。
(2)离体培养角膜缘干细胞时,一般需要在合成培养基中加入_____________等天然成分,培养时所需的气体主要有__________。
(3)研究发现,细胞因子能够调控角膜缘干细胞分化。放线菌素D能通过阻碍RNA聚合酶的功能进而抑制细胞因子的调控,由此推断该抑制过程发生在__________(填“复制”“转录”或“翻译”)水平。
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
血清(或血浆)
O2和CO2
解析 (1)将角膜缘组织剪碎,加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,可获得大量游离分散的细胞。(2)离体培养角膜缘干细胞时,为了尽量模拟体内环境,提高细胞培养成功率,一般需要在合成培养基中加入血清(或血浆)等天然成分,培养时所需的气体主要有O2和CO2。(3)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需RNA聚合酶的催化。放线菌素D能通过阻碍RNA聚合酶的功能进而抑制细胞因子的调控,由此推断该抑制过程发生在转录水平。
12.2019年11月18日上午,中国诞生了第一块“人造肉”,即“细胞培养肉”。下图是“细胞培养肉”生物制造流程图,请结合所学知识回答下列问题:
接触抑制
(1)生物制造“细胞培养肉”的第一步,就是要获取肌肉干细胞,所谓的“干细胞”,是指动物和人体内仍保留着少数具有______________能力的细胞。
(2)“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术。
①进行动物细胞培养时,需要用___________________酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为__________。
②在适宜条件下,培养瓶中的细胞进行有丝分裂,数量不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的__________。
分裂和分化
胰蛋白酶或胶原蛋白
贴壁生长
(3)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的血清,以保证细胞的营养需求,使其______________。
(4)“细胞培养肉”生物制造过程中,肌肉细胞培养需要利用合适的支架体系,请推测其原因:
______________________________________________________________。
顺利地生长增殖
模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞组织的三维结构
解析 (1)动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。(2)①胰蛋白酶或胶原蛋白酶可以将组织分散成单个细胞,进行动物细胞培养时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞;在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为贴壁生长。②当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。(3)一般的动物细胞培养需要
向培养基中添加一定量的血清,以保证细胞顺利地生长增殖。(4)“细胞培养肉”最终目标是要得到类似于从动物组织中取得的“肌肉”,这就要求细胞生长的环境也跟体内肌肉生长环境类似。所以采用支架体系主要就是模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞组织的三维结构。
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