第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

细胞工程 第2章　 第2节　动物细胞工程 第1课时　动物细胞培养   [目标导学]　1.阐明动物细胞培养的条件和过程。2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　干细胞培养及其应用 学习任务一　动物细胞培养的条件和过程 课时作业 巩固提升 备选题库 教师独具 动物细胞培养的条件和过程 学习任务一 1．动物细胞工程 (1)常用技术：动物细胞培养、_______________和_________________等。 (2)基础：________________。 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________________的技术。 梳理 归纳教材知识 动物细胞融合 动物细胞核移植 动物细胞培养 单个细胞　 生长和增殖 (2)培养条件 ①营养 a.合成培养基：将细胞所需的____________(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等)按种类和所需量严格配制而成的培养基。 b.天然成分：使用合成培养基时，通常需要加入________等一些天然成分，原因是______________________________________________。 c.培养动物细胞一般使用________________，也称为培养液。 营养物质　 血清 血清中含有尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质　 液体培养基 ②无菌、无毒的环境 a.对培养液和所有培养用具进行________处理。 b.在________环境下进行操作。 c.培养液需要定期________，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 灭菌　 无菌　 更换　 ③温度、pH和渗透压 a.温度：以36.5 ℃±0.5 ℃为宜。 b.pH：以pH为 ________为宜。 c.适宜的渗透压。 7.2～7.4　 ④气体环境 a.组成：动物细胞培养所需气体主要有________和________。 b.不同气体的作用 O2：是细胞代谢所必需的。 CO2：____________________。 c.培养容器：通常采用培养皿或松盖培养瓶。 d.培养仪器：含有____________________的混合气体的____________________。 O2　 CO2 维持培养液的pH　 95% 空气和5% CO2 CO2培养箱 (3)培养过程 ① 悬浮　 贴附 ②过程 胰蛋白 胶原蛋白　 细胞悬液 原代　 传代培养 (4)相关概念 ①细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往________在培养瓶的瓶壁上。 ②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到________________时，细胞通常________________的现象。 ③原代培养：指动物组织经处理后的________________。 ④传代培养：分瓶后的细胞培养。 贴附　 表面相互接触　 停止分裂增殖　 初次培养 [正误辨析] (1)动物细胞培养体现了动物细胞的全能性。(　　) (2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(　　) (3)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。(　　) (4)培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。(　　) × × √ × 完善有关动物细胞培养示意图，并回答问题。 探究 要点合作突破 (1)幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？ 提示：幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养。原因是这些细胞分裂能力强。 (2)进行动物细胞培养时,用胰蛋白酶分散细胞的原因是什么？ 提示：使组织分散成单个细胞，一是能保证细胞所需要的营养供应；二是能保证细胞内有害代谢物的及时排出。 (3)动物细胞培养过程中有接触抑制现象，这一现象说明了细胞膜具有什么功能？细胞膜接收信息后，细胞停止分裂又说明了什么？ 提示：细胞培养过程中的接触抑制说明了细胞膜能进行细胞间的信息交流。细胞膜接收信息后，细胞停止分裂，说明了细胞膜接收的信息能够传递到细胞核。 (4)动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？ 提示：不需要。因为动物细胞培养是为了培养出大量的细胞，而不是把单个或少量细胞培养成器官或生物个体。 [归纳总结] 1．动物细胞培养过程中“两次”使用胰蛋白酶的作用 (1)第一次：用胰蛋白酶处理动物组织，目的是把组织分散为单个细胞后进行培养，即原代培养。 (2)第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶处理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进行培养，即传代培养。 2．原代培养与传代培养 (1)原代培养：细胞悬液第一次在培养瓶中培养，分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。 (2)传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常被称为传代培养。10代以内的细胞可保持正常的二倍体核型。细胞传至10～50代左右时，会出现核型异常，细胞增殖会明显减缓，甚至完全停止。当继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性。 3．动物细胞培养与植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 细胞增殖 植物细胞的全能性 培养前处理 无菌；用机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，将组织分散成单个细胞 无菌、离体 培养基性质 液体 固体 培养基成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等 项目 动物细胞培养 植物组织培养 结果 细胞培养产生大量细胞，不形成新个体 可产生新个体 应用 人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产 快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等 相同点 ①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 1．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件(　　) ①无毒的环境　②无菌的环境　③只使用合成培养基　④温度与动物的体温相近　⑤因在CO2培养箱中培养，故不需要O2　⑥多数动物细胞培养在7.2～7.4的pH环境 A．①②④⑤⑥　　　　　　　 B．①②③④ C．①②③⑤⑥ D．①②④⑥ 强化 题点对应训练 D 解析：用于动物细胞培养的合成培养基中还需加入血清等天然物质，③错误；动物细胞培养需要一定的气体环境，95%空气和5%的CO2，⑤错误。 2．如图为牛输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是(　　)   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 B 解析：甲→乙和丙→丁过程需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，胃蛋白酶适宜作用的pH与培养过程中的pH不一致，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，保证其气体需要，丙、丁过程中需松动培养瓶盖，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。 干细胞培养及其应用 学习任务二 1．来源：____________、骨髓和____________等多种组织和器官中。 2．类型：________干细胞和________干细胞等。 梳理 归纳教材知识 早期胚胎　 脐带血 胚胎　 成体 3．胚胎干细胞(简称ES细胞) (1)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________和器官甚至________的潜能。 (2)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。 (3)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心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。 早期胚胎　 组织　 个体 胚胎 4．成体干细胞 (1)概念：________组织或器官内的干细胞。 成体 造血　 神经　 精原 (3)特点：具有________________，只能分化成特定的细胞或组织，____________发育成完整个体的能力。 (4)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。 (5)应用 ①造血干细胞：治疗白血病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：治疗神经组织损伤和神经系统____________(如帕金森病、阿尔茨海默病等)。 组织特异性　 不具有 分化潜能 免疫系统　 退行性疾病 5．诱导多能干细胞 (1)概念：通过体外诱导____________细胞等，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。 (2)应用：治疗小鼠的镰状细胞贫血；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。 (3)优点：诱导过程无须破坏胚胎；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。 成纤维 [正误辨析] (1)干细胞都来源于早期胚胎。(　　) (2)造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。(　　) (3)不同类型的干细胞，它们的分化潜能完全相同。(　　) × √ × 1．如图为iPS细胞的培养和利用过程，请据图回答问题。 探究 要点合作突破 (1)1→2过程的实质是什么？ 提示：基因的选择性表达。 (2)诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？ 提示：诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。 (3)诱导多能干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？ 提示：通过干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而解决供体器官不足的问题。又由于人造器官是病人自身细胞经诱导分化形成的，所以可以避免免疫排斥反应。 2．(教材P46“相关信息”改编)科学家已尝试采用哪些方法来制备iPS细胞？有哪些被诱导为iPS细胞？ 提示：方法：①借助载体将特定基因导入细胞中；②直接将特定蛋白导入细胞中；③用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞等可被诱导为iPS细胞。 [归纳总结] 三种干细胞的比较 比较项目 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能干细胞 来源 早期胚胎 成体组织或器官中 诱导高度分化的组织细胞形成 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 类似胚胎干细胞；诱导无须破坏胚胎，应用前景更广泛 3．干细胞是一类未参与分化或未完全分化的细胞，分裂能力强。按照其来源分为胚胎干细胞和成体干细胞(如造血干细胞、神经干细胞)。下列关于干细胞的说法,错误的是(　　) A．胚胎干细胞不具有发育成完整个体的潜能 B．胚胎干细胞的分化程度小于造血干细胞 C．骨髓移植治疗白血病就是利用了造血干细胞能分化成各种血细胞的能力 D．将带有遗传标记的胚胎干细胞植入早期胚胎，通过组织化学染色可追寻胚胎发育中细胞分化和器官形成的规律 强化 题点对应训练 A 解析：胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官，甚至发育成完整个体的潜能，A错误；胚胎干细胞的分化程度小于造血干细胞，B正确；骨髓移植治疗白血病利用了造血干细胞能分化成各种血细胞的能力，C正确；将带有遗传标记的胚胎干细胞植入早期胚胎，通过组织化学染色可追寻胚胎发育中细胞分化和器官形成的规律，D正确。 4．肌萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”，该病病因之一是突变的基因导致有毒物质积累，使运动神经元损伤。最新研究结果表明，利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列关于诱导多能干细胞的叙述，不正确的是(　　) A．iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多 B．iPS细胞分化成的多种细胞中所有核酸均相同，蛋白质不完全相同 C．若将突变的相关基因替换，或许可以起到治疗该病的作用 D．经体外诱导产生造血干细胞，在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞 B 解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达，A正确；细胞分化形成的多种细胞中DNA相同，但mRNA不完全相同，蛋白质也不完全相同，B错误；若将突变的相关基因替换，有毒物质不会积累，或许可以起到治疗该病的作用，C正确；B细胞是由造血干细胞增殖分化形成的，经体外诱导产生的造血干细胞，在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞，D正确。 课堂小结 备选题库 教师独具 1．动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列有关叙述正确的是(　　) A．一般选择幼龄动物的细胞培养，原因是其细胞分化程度低 B．进行细胞传代培养时，细胞每传一代，细胞数目增加一倍 C．传代培养前需用胰蛋白酶处理贴壁细胞，制成细胞悬液 D．为保证无菌的环境，需要定期更换培养液，清除代谢物 2 3 1 4 C 5 解析：选用幼龄动物的器官或组织进行细胞培养，是因为幼龄动物的器官或组织的分裂能力强，A错误；细胞培养中每更换一次培养瓶算是传一代，并不是细胞分裂一次，B错误；贴壁细胞会出现相互抑制现象，需用胰蛋白酶处理之后进行传代培养，C正确；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，而不是更换培养液，定期更换培养液的目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞的毒害，D错误。 2 3 1 4 5 2．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与胰蛋白酶作用的适宜pH接近 2 3 1 4 C 5 解析：使用胰蛋白酶可将动物组织块分散成单个细胞，可推测动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系，A合理；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，B合理，C不合理；培养液的pH为7.2～7.4与胰蛋白酶作用的适宜pH(7.9)接近，D合理。 2 3 1 4 5 3．干细胞具有能够分裂、分化成为人体任何一种组织的潜能，被医学界称为“万用细胞”。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排斥反应 2 3 1 4 C 5 解析：干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞，具有很强的分裂能力，还可以分化成其他类型的细胞，A正确；成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，具有组织特异性，B正确；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；将正常人(异体)的造血干细胞移植到白血病患者体内，对白血病患者来说，该造血干细胞为外来异物，会引发机体发生排斥反应，故D正确。 2 3 1 4 5 2 3 1 4 5 B 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；与成纤维母细胞相比，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，但由细胞选择性表达，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 3 1 4 5 5．“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术。如图是“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。 2 3 1 4 5 (1)动物细胞培养的原理是____________。 (2)在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有__________的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 (3)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。经上述处理后的初次培养称为_____。 (4)该过程培养的细胞很快贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为____________。 2 3 1 4 5 答案：(1)细胞增殖 (2)95%空气和5%CO2 (3)胰蛋白酶或胶原蛋白　原代培养 (4)细胞贴壁 2 3 1 4 5 解析：(1)动物细胞培养的原理是细胞增殖。 (2)在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 (3)进行动物细胞培养时，需要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。经上述处理后的初次培养称为原代培养。 (4)在适宜环境中培养时，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。 2 3 1 4 5 课时作业 巩固提升 [基础巩固练] 1．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 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，A不符合题意；用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等营养物质，还需加入血清等天然物质，B不符合题意；动物细胞培养需要适宜的温度和pH，其中温度要与动物体温相近，C不符合题意；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 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(　　) A．动物细胞培养一般使用固体培养基 B．培养液和所有培养用具要进行消毒处理 C．定期更换培养液可以防止代谢物的积累对细胞造成的危害 D．细胞培养液中通常含有维生素、激素、糖等多种能源物质 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：动物细胞培养一般使用液体培养基，能大量增殖，A错误；培养液和所有培养用具要灭菌处理，消毒不能起到彻底杀菌的作用，B错误；动物细胞培养过程中，细胞会产生代谢物，包括有害物质，故定期更换培养液可以防止代谢物的积累对细胞造成危害，C正确；维生素既不是细胞的结构物质，也不能提供能量，只是对细胞的生长和代谢起调节作用；激素是信息分子，对细胞的生长只具有调节作用，两者都不是能源物质，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 3．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是(　　) A．通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养 B．在原代培养过程中，细胞在培养液中悬浮生长和增殖 C．发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶处理细胞 D．动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：通常将动物组织细胞经处理后的初次培养称为原代培养，A正确；在原代培养过程中，细胞会出现两种类型，一类能够悬浮在培养液中生长和增殖，另一类则需要贴壁生长，B错误；发生接触抑制时，需要再次使用胰蛋白酶处理细胞，制成细胞悬液，分瓶培养，C正确；动物细胞培养时，要求培养瓶或培养皿的内表面要光滑、无毒，易于贴附，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，故小鼠皮肤细胞的培养应在无菌条件下进行，A正确；乙过程需用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理皮肤组织使组织细胞分散开来，制成细胞悬液，B正确；丙过程中原代培养，会出现接触抑制现象，C正确；丁过程是传代培养，传代培养时,细胞会贴附在瓶壁上，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 5.如图是动物细胞培养过程中可能出现的接触抑制现象，下列有关叙述错误的是(　　) A．正常动物细胞培养过程中均会出现接触抑制现象 B．癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层细胞 C．出现接触抑制时细胞将停止分裂活动 D．出现接触抑制后需要用胰蛋白酶处理后才可进行传代培养 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A 解析：接触抑制是体外细胞培养时贴壁型细胞生长的特性，悬浮型细胞不会出现接触抑制现象，A错误；癌细胞培养过程中不会出现接触抑制现象，可形成多层细胞，B正确；出现接触抑制时细胞将停止分裂活动，C正确；出现接触抑制后需利用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，才可进行传代培养，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 6．用动植物体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是(　　) A．都需要用含O2和CO2的混合气体的培养箱 B．都需要用液体培养基 C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：植物组织培养不需要用含O2和CO2的混合气体的培养箱，A错误；植物组织培养的培养基为固体培养基，B错误；动植物细胞离体培养时必须在无菌条件下进行，C正确；动物细胞培养的原理是细胞增殖，不能体现细胞的全能性，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 7．胚胎干细胞可诱导分化成神经细胞，用于治疗因特定神经元死亡而导致的帕金森病。下列关于胚胎干细胞的叙述,错误的是(　　) A．具有增殖能力 B．能诱导分化成各种体细胞 C．不具有细胞周期 D．比神经细胞容易培养 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：胚胎干细胞具有增殖能力，可以增殖分化出各种类型的体细胞，A正确；胚胎干细胞具有全能性，能诱导分化成各种体细胞，B正确；胚胎干细胞能连续进行有丝分裂，故具有细胞周期，C错误；胚胎干细胞比神经细胞的分裂能力强，因此比神经细胞容易培养，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 8．如图为科学家制备诱导多能干细胞(iPS细胞)的操作流程图。下列叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A．该项技术将来有可能用于再生医学、药物安全性与有效性检测等领域 B．借助载体将特定基因导入细胞中可以制备 iPS细胞 C.成纤维细胞可以转化为iPS细胞，已分化的B细胞、T细胞也可以转化为iPS细胞 D．诱导多能干细胞应用前景不如胚胎干细胞 答案：D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：诱导多能干细胞(iPS细胞)是 类似胚胎干细胞的一种细胞，该项 技术将来有可能用于再生医学、药 物安全性与有效性检测等领域，A正确；借助载体将特定基因导入细胞中可以制备 iPS细胞，也可以直接将特定蛋白导入细胞或用小分子化合物诱导形成iPS细胞，B正确；成纤维细胞可以转化为iPS细胞，已分化的B细胞、T细胞也可以转化为iPS细胞，C正确；诱导多能干细胞无须破坏胚胎，而且理论上可以避免免疫排斥反应，科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 [素能培优练] 9．卡铂为广谱抗肿瘤药，通过抑制DNA复制而起效。卡铂微溶于水，其水溶液在光下不稳定，溶液中的Cl－也会促进其分解。临床上用5%葡萄糖溶液与卡铂制成卡铂试剂后注射治疗，口服无效。相关实验的设计思路如图，下列说法正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A．本实验的自变量是卡铂试剂和DNA复制抑制剂的有无 B.本实验可用生理盐水代替5% 葡萄糖溶液来配制卡铂试剂 C．本实验预期结果为①与④组数据接近，②与③组数据接近 D．宫颈癌细胞培养时的气体环境是95% 的氧气和5% 二氧化碳 答案：A 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：由分析可知，本实验的自变量是卡铂、DNA复制抑制剂的有无，A正确；由题意可知，溶液中的Cl－会促进卡铂分解，而生理盐水中含Cl－，会促进卡铂的分解，因此不可用生理盐水代替5% 葡萄糖溶液来配制卡铂试剂，B错误；①组不会抑制DNA的复制，④组会抑制DNA的复制，所以预期实验结果不相近，C错误；宫颈癌细胞培养时的气体环境是95% 的空气和5% 二氧化碳，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 10．海拉(HeLa) 细胞是 1951 年从一位患宫颈癌的美国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(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A．将癌变的组织分散为单个细胞，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 答案：D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：将癌变的组织分散为单个细胞， 可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白 酶等处理，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。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 11．目前肺类器官主要有两种培养方式：一是诱导多能干细胞(iPS细胞)生成；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(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 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 答案：A 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 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细胞是由肺上皮干细胞分化而来，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。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 12．科学家已把多种器官的细胞转变成了诱导多功能干细胞，并让诱导多功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升高 B．多能干细胞能分化成神经细胞的过程中发生了基因突变，有些基因不能表达 C．多能干细胞与成熟细胞相比，细胞内核酸相同，蛋白质却不完全相同 D．诱导多能干细胞分化的过程与基因有关，与细胞直接生活的微环境有关 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：细胞重新编程，是将成熟体细胞重新诱导回早期干细胞状态，以用于发育成各种类型的细胞，此时多能干细胞的分化程度比成熟细胞低，成熟细胞被重新编程的过程中细胞的分化程度逐渐降低，A错误；多能干细胞分化成神经细胞的过程中发生了细胞分化，进行了基因的选择性表达，有些基因不能表达，B错误；多能干细胞与成熟细胞相比，细胞经历了细胞分化，在分化过程中，表达了一些相同的基因，也表达了一些不同的基因，使得细胞内的mRNA不完全相同，所以细胞内核酸不完全相同，蛋白质也不完全相同，C错误；细胞分化的过程是基因的选择性表达过程，基因的选择性表达过程不仅与基因有关，也会受细胞直接生活的微环境影响，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 13．某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时，以动物肝癌细胞为材料，测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关动物细胞培养的问题。 (1)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量严格配制而成的培养基称为______培养基。细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是____________________________。另外，还应该保证被培养的细胞处于________、________的环境。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (2)在细胞生长过程中，当细胞贴壁生长到一定程度时，其生长会受到抑制，这种现象称为_______________________________。 (3)请你帮助该兴趣小组的同学分析本实验，实验的自变量是________________________，实验组和对照组除了自变量不同外，其他处理均应该相同，这是为了遵循实验设计的________________原则。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)合成　维持培养液的pH　无菌　无毒 (2)接触抑制 (3)是否加入抗癌药物　单一变量 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)动物细胞培养所需的气体中有CO2，CO2的作用是维持培养液的pH。被培养的细胞必须处于无菌、无毒的环境中，才能保证细胞正常地生长增殖。 (3)本实验的目的是要测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响，故实验的自变量为抗癌药物的有无，其他无关变量应该相同且适宜，否则会干扰实验结果，这种设计遵循的是实验的单一变量原则。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 14．如图表示动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图回答问题。 (1)人们通常将动物组织消化后的初次培养称为____________，在图中是________(填字母)段。 (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。通常还需要在培养基中加入适量血清等一些天然成分，血清作为天然培养基的作用是_____________。 (3)进行动物细胞培养时，选用液体培养基的pH为____________，若将组织块剪碎，加入胰蛋白酶，可以使其分散成许多单个细胞，若改用胃蛋白酶,行吗？______。为什么？__________________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)原代培养　AB (2)合成　补充合成培养基中缺失的成分 (3)7.2～7.4　不行　胃蛋白酶发挥作用的pH为1.5～2.2，在pH为7.2～7.4的环境下，胃蛋白酶会变性失活，不能发挥作用 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)人们通常将动物组织处理后的初次培养称为原代培养，在图中是AB段。 (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，血清作为天然培养基的作用是补充合成培养基中缺失的成分。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (3)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，因为胃蛋白酶发挥作用的pH为1.5～2.2，在pH为7.2～7.4的环境下，胃蛋白酶会变性失活，不能发挥作用。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (2)类型 4．某实验室做了如图所示的实验研究，下列相关叙述正确的是(　　) 小鼠成纤维母细胞诱导多能干细胞肝细胞、神经细胞、上皮细胞等 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．与成纤维母细胞相比，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 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(　　) 实验小鼠皮肤组织皮肤细胞细胞培养1细胞培养2 A．小鼠皮肤细胞的培养应在无菌条件下进行 B．乙过程需要将获得的皮肤细胞制成细胞悬液 C．丙过程的原代培养出现接触抑制现象 D．丁过程是传代培养，细胞增殖时一般不会贴附在瓶壁上 $$