第二章 第三节 第1课时 动物细胞核移植技术及其应用和动物细胞培养技术及其应用-【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（苏教版）

细胞工程 第二章　 第三节　动物细胞工程及其应用 第1课时　动物细胞核移植技术及其应用和动物细胞培养技术及其应用 [目标导学]　1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。2.概述体细胞核移植的过程。3.认同体细胞核移植技术的应用前景,客观分析技术存在的问题。4.阐明动物细胞培养的条件和过程。5.简述动物细胞培养的应用。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　动物细胞培养技术及其应用 学习任务一　动物细胞核移植技术及其应用 课时作业 素养达标 备选题库 教师独具 动物细胞核移植技术及其应用 学习任务一 梳理 归纳教材知识 1.克隆羊多莉的培育 (1)培育过程 细胞核 重组 细胞 (2)结论:哺乳动物 在卵母细胞细胞质的支持下,也和植物细胞一样具有 。 2.动物细胞核移植技术 (1)动物细胞工程的重要技术:动物细胞核移植技术、 、动物细胞融合、干细胞应用技术。 (2)动物细胞核移植技术 ①概念:把一个动物细胞的 移植到一个已经去除细胞核的成熟 中,并使重组细胞发育为一个新的胚胎,继而发育为动物新个体的技术。 体细胞核 全能性 动物细胞培养 细胞核 卵母细胞 ②分类 种类 难易程度 原因 胚胎细胞核移植 相对容易 分化程度 ,全能性容易表现 体细胞核移植 十分困难 分化程度 ,全能性难以表现 低 高 (3)克隆:不仅仅是指无性繁殖,还包括遗传上 的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。 (4)体细胞克隆 ①概念:用体细胞核移植技术进行的克隆。 ②过程:利用 的方法,将供体的体细胞核注入受体的去核卵母细胞中,重组细胞经过培养后生长发育成胚胎。 完全相同 显微操作 3.动物细胞核移植技术的应用 (1)在畜牧业生产中,利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良的进程,促进 。 (2)在 方面,利用体细胞核移植技术增加动物数量的工作也已经初见成效。 优良畜群的繁育 保护濒危物种 [正误辨析] (1)克隆动物体现了动物细胞的全能性。 ( ) (2)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞。 ( ) (3)核移植技术中重组细胞具有发育成完整个体的能力。( ) × × √ 2017年11月27日,世界上首个体细 胞克隆猴在我国诞生,这是我国科 学家历经五年取得的重大突破。 这两只克隆猴名字叫“中中”“华华”, 寓意为“中华”。克隆猴的诞生标志 着我国的克隆技术走在了世界前列, 如图表示克隆猴的培育流程。 探究 要点合作突破 (1)通过上述方式产生克隆猴属于　　　(填“有性”或“无性”)繁殖。  (2)重组细胞中的体细胞核能够表现出全能性,是因为卵母细胞中含有大量的营养物质,并含有　　　　　　 　　　　　　的物质。  无性 诱导(激发)体细胞核表现全能性 (3)克隆猴的成功培育在人类医学实践中具有重要意义,由于猴与人在进化上　　　　　　　,因而比模型小鼠更适合作为研究人类疾病的模型动物。由于同一个体的体细胞克隆出的后代　　　　　　　　　　　,因而用于药物对照实验能够更准确地评估药效。  亲缘关系很近　 遗传物质(性状)基本相同 (4)克隆猴的遗传物质是对猴B的100%复制吗?分析原因。 提示:不是。克隆过程中细胞核来自供体细胞,因此克隆猴的核遗传物质是对供体细胞核遗传物质的100%复制,而其细胞质中的遗传物质主要来自猴A。 (5)克隆猴的诞生是否证明了动物细胞具有全能性?原因是什么? 提示:否。用体细胞核移植技术得到的克隆动物,仅仅说明动物体细胞的细胞核具有全能性,但不能说明动物细胞具有全能性。 [核心知识] 　动物体细胞核移植 (1)原理:动物细胞核的全能性。 (2)供体:有重要利用价值的动物的体细胞。 (3)受体:成熟卵母细胞 ①选择原因:a.体积大,易操作;b.成熟卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。 ②去核原因:保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞。 (4)克隆动物遗传物质来源 ①核内遗传物质:全部来自供体细胞。 ②细胞质中的遗传物质:一部分来自核供体细胞,另一部分来自受体卵母细胞。 强化 题点对应训练 1.下列关于体细胞核移植技术和克隆动物的叙述,错误的是 (　　) A.体细胞由于细胞分化程度高,表现全能性相对比较容易 B.动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜 C.细胞核移植到受体细胞前,要先去掉受体卵母细胞的细胞核 D.利用核移植技术培育出克隆羊属于个体水平的克隆 A 解析:体细胞由于细胞分化程度高,表现全能性相对比较难,A错误;家畜的性别是由细胞核内的性染色体上的基因决定的,利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜,B正确;在体细胞核移植前一般要先除去受体卵母细胞的细胞核,获得受体卵母细胞的细胞质,C正确;利用核移植技术培育出克隆羊属于个体水平的克隆,D正确。 2.(多选)我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆两只猕猴,成为全球首例体细胞克隆灵长类动物。下列相关叙述正确的是 (　　 ) A.该研究结果可以说明成纤维细胞的细胞核具有全能性 B.研究中需要使用受精卵作为核移植的受体细胞 C.培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同 D.克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能 ACD 解析:因为克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体发育而来的,说明成纤维细胞的细胞核具有全能性,A正确;卵母细胞含有丰富的营养物质,且体积比较大,容易操作;同时卵细胞的细胞质中存在促进核基因表达的物质,因此研究中需要使用成熟卵母细胞作为移植核的受体,B错误;克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体,同一个体的细胞的细胞核的基因组是相同的,因此培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同,C正确;克隆猕猴的成功,可以为以后大量培养相同基因组成的灵长类动物提供参考,为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能,D正确。 动物细胞培养技术及其应用 学习任务二 梳理 归纳教材知识 1.动物细胞培养技术 (1)概念:指从动物体内获得相关组织,分散成 细胞后,模拟体内环境,在温度适宜、营养充足、 等条件下培养,使其继续生长、增殖的技术。 单个 无菌 (2)过程 (3)培养条件 ①温度和pH:培养温度和pH应与该种动物的体温、内环境pH相近。例如,培养哺乳动物细胞的最适温度一般为 ,最适pH范围为 。  ②合适的气体 a.气体组合:氧和二氧化碳。 b.大多数细胞在 时不能很好存活,氧浓度过高也会对细胞产生毒性,抑制其生长。 c.二氧化碳的含量则会影响培养液的 。 37 ℃ 7.1~7.3 低氧 pH ③营养物质 a.主要成分:葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、维生素和 。 b.在合成培养基中通常需加入一定量的动物 ,以满足动物细胞培养的营养需要。 ④无菌、无毒的环境 a.需要对培养基和培养器具进行 处理。 b.必要时可添加适量的 。 c.定期更换培养液。 促生长因子 血清 无菌 抗生素 2.动物细胞培养技术的应用 (1)原代培养 ①概念:指从供体获取细胞或组织后进行的 培养。 ②特征:细胞的生物学特性未发生很大变化,与体内细胞的生长特性相近。 ③应用:适合用于药物测试和 等实验研究。 初次 基因表达 (2)传代培养 ①原因:当细胞数量增加到一定程度后,由于 的限制、营养物质的消耗及有害代谢产物的积累等,细胞的 便会逐渐减缓。 ②概念:将原代培养的细胞继续转接到 上继续培养,这一过程称为传代培养。 ③传代特点:一般情况下,传代培养10~50次后,细胞增殖速度便会 ,甚至完全停止,有些细胞可能还会发生癌变。 培养空间 生长和增殖 新的培养基 逐渐减缓 (3)动物细胞培养技术的应用 ①为细胞或细胞器加工改造提供了大量的动物细胞 。 ②广泛应用于 、抗体、病毒疫苗等生物医药产品的工业化生产。 ③应用于基因治疗、细胞治疗、组织工程、药物筛选和 等相关领域的基础研究和临床实践等。 原材料 重组蛋白 毒性检测 [正误辨析] (1)培养的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 ( ) (2)动物细胞培养时,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。 ( ) (3)动物细胞培养时,要对培养液和所有培养用具进行消毒,同时需要在无菌环境下进行操作。 ( ) × × √ 资料:人造肉作为2018年全球十大突破和新兴科技之一,因其来源可追溯、食品安全性和绿色可持续等优势得到广泛的关注。有些国家已经投入大量资源开展细胞培养人造肉研究。 请回答下列问题。 探究 要点合作突破 (1)动物细胞培养能否培养成完整的新个体?为什么? 提示:不能。动物细胞培养只能使细胞数目增多,不能使细胞发育成新的个体;动物细胞一般高度分化,全能性较难实现。 (2)从牛身体上取什么样的组织细胞更易培养?为什么? 提示:应选取分化程度低的细胞。这些细胞的分裂能力强,易于培养。 (3)动物细胞培养时,除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外,往往还需加入一定量的动物血清,原因是什么? 提示:因为动物血清含有许多维持动物细胞生长增殖和保持动物细胞生物学性状不可缺少的物质。 (4)进行动物细胞培养时用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是什么?用胃蛋白酶可以吗?为什么? 提示:蛋白质。不可以。因为多数动物细胞生存的适宜pH为7.1~7.3,胃蛋白酶(最适pH为1.8左右)在此环境中没有活性,而胰蛋白酶在此环境中活性较高,因此胰蛋白酶适用于细胞培养时的处理。 [核心知识] 1.用流程图法速记动物细胞培养的过程和条件 2.动物细胞培养的相关处理 (1)使细胞分散开的原因: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产物的及时排出。 (2)使用胰蛋白酶时,要控制好作用时间,因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质,长时间作用还会分解细胞质膜的膜蛋白等,对细胞造成损伤。进行动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞,主要是因为pH不合适。 (3)动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶等处理,第一次使用的目的是使组织细胞分散开;传代培养时使用的目的是使细胞分散成单个细胞,便于分瓶后继续培养。 1.长江流域水利枢纽影响了中华 鲟的生殖洄游,使其自然繁殖率持 续下降。为了保存中华鲟的种质 资源,建立了中华鲟精巢细胞系,其过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.乙过程需用胰蛋白酶处理,制成细胞悬液 B.丙过程属于原代培养,需加入动物血清、蔗糖等成分 C.丁过程中,贴壁生长的精巢细胞可直接用离心法收集 D.丙、丁过程均在含纯氧的培养箱中进行 强化 题点对应训练 A 解析:制成细胞悬液需要用胰蛋白酶处理精巢组织,A正确;动物细胞培养液中不需要加入蔗糖,B错误;贴壁生长的精巢细胞需要先用胰蛋白酶处理再用离心法收集,C错误;氧浓度过高会对细胞产生毒性,抑制其生长,D错误。 2.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,且黏附在培养瓶内壁上;而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列叙述错误的是 (　　) A.培养上皮细胞比淋巴细胞更容易观察及判断细胞是否因接触而生长和增殖逐渐减缓 B.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 C.恒温培养箱中须有一定含量的二氧化碳,主要作用是维持培养液的pH D.上皮细胞和淋巴细胞传代培养时,都可以直接用离心法收集,然后分瓶培养 D 解析:上皮细胞在培养时,呈现扁平不规则多角形,且黏附在培养瓶内壁上,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因接触而生长和增殖逐渐减缓,A正确;实验中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,B正确;细胞培养应在恒温培养箱中进行,恒温培养箱中须有一定含量的二氧化碳,以维持培养液的pH,C正确;上皮细胞属于贴壁细胞,需要用胰蛋白酶分散成单个细胞后再用离心法收集,D错误。 备选题库 教师独具 1.下列关于动物细胞核移植技术的叙述,错误的是 (　　) A.在体细胞核移植过程中,普遍使用的去核方法是显微操作法 B.克隆动物所利用的细胞核可以是卵细胞或精子中的细胞核 C.核移植技术与干细胞诱导技术结合,可用于修补人体损伤的器官 D.由于体细胞分化程度高,因此体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植 B 解析:体细胞核移植过程中,普遍使用的去核方法是显微操作法,A正确;克隆动物所利用的细胞核应该为胚胎细胞或体细胞的细胞核,B错误;核移植技术与干细胞诱导技术结合,形成特定的组织和器官,可用于修补人体损伤的器官,C正确;哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植,由于胚胎细胞的全能性高于体细胞,所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎核移植,D正确。 2.科学家在蛙的核移植实验中发现,肠上皮核移植实验中有1%~2%能形成蝌蚪,囊胚核移植实验中有50%能形成蝌蚪或成蛙。下列叙述不正确的是 (　　) A.实验中用到核移植、胚胎移植等技术 B.这种差异与两种核原先所处的细胞质环境有关 C.该实验说明胚胎细胞分化程度较低,全能性的表达更容易 D.核移植得到的克隆蛙的遗传性状与供核蛙的不完全相同 A 解析:蛙是体外受精,生育过程都是在体外完成的,所以实验中用到的技术是核移植技术,A错误;细胞核和细胞质相互依存,这种差异与两种核所处的细胞质环境有关,B正确;题意显示,肠上皮核移植实验中有1%~2%能形成蝌蚪,囊胚核移植实验中有50%能形成蝌蚪或成蛙,表明胚胎细胞分化程度低,全能性表达更容易,C正确;蛙的性状有些是由细胞核基因控制,有些是细胞质基因控制,所以核移植得到的克隆蛙的遗传性状与供核蛙的不完全相同,D正确。 3.下列关于动物细胞培养条件的叙述,错误的是 (　　) A.体外培养动物细胞时,培养环境必须保证无菌、无毒 B.培养液中通常需加入血清等天然成分 C.多数哺乳动物细胞适宜生存的pH为6.2~6.4 D.细胞培养液需要定期更换,以便清除其中的代谢废物 C 解析:在体外培养动物细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,A正确;培养液中通常需加入血清等天然成分,为动物细胞增殖过程提供必需的成分,B正确;多数哺乳动物细胞生存的适宜pH为7.1~7.3,C错误;应定期更换培养液,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,D正确。 4.(多选)Vero细胞系来源于非洲绿猴肾上皮细胞,具有无限分裂和贴壁生长的特性。将腮腺炎病毒接种到Vero细胞后,经Vero细胞培养、腮腺炎病毒灭活及提纯,可制成腮腺炎病毒灭活疫苗。下列叙述错误的是(　　) A.Vero细胞可作为腮腺炎病毒大量繁殖的“培养基” B.向Vero细胞培养液中加入适量干扰素可防止杂菌污染 C.分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的Vero细胞 D.每传代1次,培养瓶中的Vero细胞分裂1次 BD 解析:病毒必须寄生在活细胞内,因此Vero细胞可作为腮腺炎病毒大量繁殖的“培养基”,A正确;向Vero细胞培养液中加入适量抗生素可防止杂菌污染,干扰素抗病毒,B错误;胰蛋白酶或胶原蛋白酶可使组织细胞分散成单个细胞,因此分瓶前需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的Vero细胞,以进行传代培养,C正确;当细胞发生接触抑制时需要进行传代培养,每传代1次,培养瓶中的Vero细胞分裂不止1次,D错误。 5.肌萎性脊髓侧索硬化症(ALS)患者携带的致病基因会造成其传出神经细胞过早死亡,从而使患者逐渐瘫痪,如图表示利用ALS患者的成纤维细胞构建ALS疾病模型来筛选药物的基本流程,请据图分析回答下列问题。 (1)图中过程②所应用的生物技术是　　　　　 　　　,该过程中的细胞增殖方式是　　　　　　。  (2)ALS患者体内传出神经细胞及其所支配的肌肉或腺体构成的结构称为　 　　。造成iPS细胞与传出神经细胞存在差异的根本原因是　 。  动物细胞培养技术 有丝分裂 效应器 基因的选择性表达 (3)图中所示的传出神经细胞与正常人的传出神经细胞相比,其寿命变　　。在图示的筛选实验中,如何判断哪种药物对ALS患者的疗效更好?_________________________________________________________ 　  　。 利用ALS疾病模型筛选药物的优点是_____________ ______________________________。  (4)我国科学家利用小鼠的iP S细胞培育出了具有繁殖能力的小鼠——“小小”,这说明小鼠的iPS细胞具有　　　　。  短 药物处理后,与对照组相比神经细胞的存活时间越长,药物的治疗 效果越好 可同时对 全能性 多种药物进行筛选(效率高) 解析:(1)图中②表示iPS细胞培养过程,需采用动物细胞培养技术,该过程中的细胞通过有丝分裂方式增殖。 (2)ALS患者体内传出神经细胞及其所支配的肌肉或腺体构成了效应器。iPS细胞通过分化形成传出神经细胞,而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。 (3)图中所示的传出神经细胞与正常人的传出神经细胞相比,来自ALS患者,带有相应致病基因,所以寿命变短。在图示的筛选实验中,药物处理后,与对照组相比神经细胞的存活时间越长,药物的治疗效果越好。利用ALS疾病模型可同时对多种药物进行筛选,效率高。 (4)将小鼠的iPS细胞培育成个体,说明小鼠的iPS细胞具有全能性。 课时作业 素养达标 [基础巩固练] 1.核移植的受体细胞是已经去除细胞核的成熟卵母细胞,下列有关说法错误的是 (　　) A.成熟卵母细胞细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质 B.成熟卵母细胞体积比较大,操作起来相对容易 C.核移植时可以把供体细胞直接注入去核的成熟卵母细胞中 D.成熟卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响 D 解析:通常用去核的成熟卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外,还因为它的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质,A、B正确;核移植时可将培养的供体细胞(体细胞)注入去核的成熟卵母细胞中,C正确;克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体核,细胞质中的遗传物质主要来自成熟卵母细胞,因此卵母细胞对克隆动物的性状也会产生影响,D错误。 2.在进行核移植时,通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中,下列有关叙述错误的是 (　　) A.体细胞太小因而去除细胞核较困难 B.细胞质中遗传物质少因而对遗传的影响很小 C.直接将体细胞注入卵母细胞中简化了操作程序 D.体细胞的核离开了原来的细胞质将不能存活 D 解析:体细胞太小因而去除细胞核较困难,因此可将整个体细胞注入去核卵母细胞中,A正确;DNA主要位于细胞核中,细胞质中遗传物质少,因而对遗传的影响很小,B正确;将整个体细胞注入去核卵母细胞中,简化了操作程序,C正确;体细胞的核离开了原来的细胞质,注入去核的卵母细胞依然能存活,D错误。 3.下列不属于动物体细胞核移植技术应用前景的是 (　　) A.加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育 B.可以用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性 C.转基因克隆动物作为生物反应器,生产医用蛋白 D.用克隆动物作疾病模型,便于更好地研究疾病发展过程 B 解析:检测有毒物质,判断某种物质的毒性属于动物细胞培养技术的应用,不是动物体细胞核移植技术的应用,B错误。 4.如图为肾脏上皮细胞培养过程示意图,已知肾脏上皮细胞属于需要贴附于某些基质表面才能生长增殖的细胞,下列叙述错误的是 (　　) A.甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 B.原代培养是指细胞或组织离开机体后的初次培养 C.丙过程指细胞在添加血清等天然物质的合成培养基中进行的原代培养 D.丁过程为传代培养,细胞都能进行无限增殖 D 解析:甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,A正确;通常将动物组织处理后的初次培养称为原代培养,B正确;丙过程指细胞在添加血清等天然物质(保证动物细胞正常生长)的合成培养基中进行的原代培养(分瓶前的培养),C正确;丁过程为传代培养,细胞传至10~50代时增殖速度会逐渐缓慢,直到完全停止,D错误。 5.下列关于动物细胞培养及其应用的叙述,正确的是(　　) A.用于动物细胞培养的细胞必须是正常的细胞 B.氧气浓度越高越有利于动物细胞的培养 C.可用于检测有毒物质、构建人造皮肤等 D.可以通过动物细胞培养技术获得完整的动物个体 C 解析:用于动物细胞培养的细胞既可以是正常的细胞,也可以是病变的细胞,A错误;氧气浓度过高会对细胞产生毒性,抑制细胞生长,B错误;动物细胞培养技术可用于检测有毒物质,构建人造皮肤等,C正确;不能通过动物细胞培养技术获得完整个体,目前只能通过动物细胞核移植技术获得完整的动物个体,D错误。 6.某兴趣小组开展小鼠原代神经细胞培养的研究,结果发现其培养的原代神经细胞生长缓慢,其原因不可能是(　　) 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 A 解析:小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经细胞,细胞增殖能力强,不会导致细胞生长缓慢,A符合题意;培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧,影响细胞的有氧呼吸,造成供能不足,可能导致细胞生长缓慢,B不符合题意;血清经过高温处理后,其中活性成分可能变性,失去原有功能,导致细胞生长缓慢,C不符合题意;小鼠的内环境为弱碱性,若其使用的培养基呈弱酸性,可能导致细胞生长缓慢,D不符合题意。 7.2019年7月21日,代孕猫在胚胎移 植66天后顺利分娩,我国首例完全 自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。 “大蒜”是一只非常可爱的短毛猫, 小猫健康状况良好。这次成功培 育克隆猫是世界为数不多的成功 案例之一,标志着我国在克隆领域又前进了一大步。如图为克隆猫“大蒜”培育过程的示意图,请回答下列有关问题。 (1)进行过程①和③时,需要为培养细胞提供无菌、无毒的环境,其具体操作有_________________________________________________________________ 　(答出3点即可)。  (2)从细胞水平分析,与取体细胞的细胞核进行移植相比,过程②直接将死亡猫“大蒜”的体细胞注入去核卵母细胞的优势是________________ _____________________。  (3)过程②通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外,还因为它的细胞质中可能含有_______________ ____________________________。  对培养皿和所有培养用具进行灭菌处理、在培养液中添加一 定量的抗生素、定期更换培养液 避免取核过程 促进(或激活) 对细胞核造成损伤 细胞核全能性表达的物质 解析:(1)保证无菌、无毒环境的具体操作有对培养皿和所有培养用具进行灭菌处理、在培养液中添加一定量的抗生素、定期更换培养液。 (2)从细胞水平分析,与取体细胞的细胞核进行移植相比,直接将死亡猫“大蒜”的体细胞注入去核卵母细胞可以避免取核过程对细胞核造成损伤。 (3)卵母细胞因具有体积大、易操作、营养物质丰富,含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质等特点,而常常被用作细胞核移植时的受体细胞。 [素能培优练] 8.吴茱萸是一种中药,其主要成分为吴茱萸碱(EVO),为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响及作用机制,科研人员做了相关实验。研究发现,EVO不仅能通过诱导胃癌细胞中p53蛋白的表达,使其细胞周期阻滞在G2/M期,还能影响细胞凋亡蛋白Caspase-3的表达,最终起治疗胃癌的作用。下列说法错误的是 (　　) A.培养胃癌细胞,需将含动物血清的培养基置于含CO2的培养箱中 B.用胃蛋白酶制备胃癌细胞的单细胞悬液 C.p53可能是一种细胞周期抑制蛋白,EVO能够抑制胃癌细胞的增殖 D.患者服用EVO后,胃癌细胞中Caspase-3的含量会增加 B 解析:动物细胞培养时培养液中一般需加入动物血清,血清可以补充合成培养基中缺乏的物质。动物细胞培养时所需气体有O2和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,故需将含动物血清的培养基置于含CO2的培养箱中,A正确;用胰蛋白酶制备胃癌细胞的单细胞悬液,B错误;根据题干信息“EVO不仅能通过诱导胃癌细胞中p53蛋白的表达,使其细胞周期阻滞在G2/M期”可推测,p53可能是一种细胞周期抑制蛋白,EVO能够抑制胃癌细胞的增殖,C正确;EVO能影响细胞凋亡蛋白Caspase-3的表达,则患者服用EVO后,胃癌细胞中Caspase-3的含量会增加,促进胃癌细胞的凋亡,D正确。 9.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 (　　) A.将癌变的组织分散为单个的细胞,可以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 D 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;缺少两种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。 10.据报道,科研人员选取成人皮肤细胞,将其培育成神经干细胞后,放入特制的凝胶中,诱导组织进一步生长发育,最终形成一个豌豆大小的“微型人脑”。这个组织可以达到9周胎儿大脑的发育水平,但尚不能独立思考。下列叙述错误的是 (　　) A.由成人皮肤细胞培育成微型人脑,未体现细胞的全能性 B.由成人皮肤细胞培育出微型人脑过程中,既有细胞分裂又有细胞分化 C.若培育过程中出现细胞凋亡,这是由基因决定的 D.培育过程中可能出现细胞癌变,但细胞质膜的成分不会改变 D 解析:选取成人皮肤细胞,将其培育成神经干细胞后,诱导组织进一步生长发育,最终形成一个豌豆大小的“微型人脑”,并没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞,因此不能体现细胞的全能性,A正确;在培育微型人脑过程中发生了细胞的分裂、分化等过程,B正确;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,C正确;癌细胞的细胞质膜成分会发生改变,如细胞质膜上的糖蛋白等物质减少等,D错误。 11.(多选)如图为科学家培育克隆猴的基本步骤,下列相关叙述正确的是(　 　) A.动物细胞核移植技术,体现了动物细胞的全能性 B.对A猴卵母细胞去核，是为了保证克隆猴的核遗传物质都来自B猴 C.需要利用显微操作的方法将B猴体细胞的细胞核注入A猴去核的卵母细胞中 D.A猴的卵母细胞的细胞质中含有促进B猴体细胞核全能性表达的物质 BCD 解析:动物细胞核移植技术,体现了动物细胞核的全能性,而非动物细胞的全能性,A错误;对A猴卵母细胞去核是为了保证克隆猴的核遗传物质都来自B猴,B正确;需要利用显微操作的方法将B猴体细胞的细胞核注入A猴去核的卵母细胞中,C正确;A猴的卵母细胞的细胞质中含有促进B猴体细胞核全能性表达的物质,D正确。 12.(多选)如图表示克隆过程中核移植 成功率与供体细胞分化程度的关系。 下列叙述正确的是 (　 　) A.细胞核移植实验成功的事实说明高 度分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性 B.图中动物细胞核移植过程中最好选受精卵作为受体细胞 C.实验结果表明图中动物细胞核移植的成功率具有与供核细胞分化程度呈现负相关的特点 D.哺乳动物的重组细胞都需要经过培养成胚胎,进而发育成新个体 ACD 解析:细胞核移植实验成功的事实说明高度分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性,A正确;题图中动物细胞核移植过程中最好选成熟的卵母细胞作为受体细胞,B错误;题图中实验结果显示随着供核细胞分化程度的升高,核移植的成功率逐渐下降,说明动物细胞核移植的成功率具有与供核细胞分化程度呈现负相关的特点,C正确;哺乳动物的重组细胞都需要经过培养成胚胎,进而发育成新个体,D正确。 13.大熊猫是我国的珍稀保护动物,为扩大培育大熊猫,我国研究者进行了相关研究。 (1)研究者选择出生夭折的熊猫作为供核个体,用酒精对其腹部进行　　　　,取相应组织,剪碎用酶处理后,置于CO2培养箱中进行培养。  (2)研究者选择家兔细胞作为受体细胞,获得　 　　　细胞,再进行 处理。  消毒 成熟的卵母 去核 (3)利用上述细胞构建的大熊猫—兔重构胚进行实验,实验处理及结果如表所示。 注:CB为细胞松弛素,Col为秋水仙素,均为细胞骨架抑制剂,使用时用DMSO溶解。 组别 处理试剂 处理重构胚数/个 激活后发育为2细胞数/个 1 CB 101 83 2 Col 97 63 3 CB+Col 88 55 4 DMSO 89 68 ①第4组是　　　　组。  ②实验结果表明CB能够提高核移植成功率,判断依据是 　　　　　　　　　　　 　。  对照 其核移植成功率高于对照组和其他实验组 解析:(1)动物细胞培养过程中应注意无菌操作,故需要先用酒精对供核个体进行消毒。 (2)为保证遗传物质主要来自供体细胞,受体细胞应选择成熟的卵母细胞,并进行去核处理,使体细胞核的全能性得以表达。 (3)①实验设计应遵循对照原则,由题可知,DMSO是溶剂,第4组只使用DMSO处理,是对照组。 ②第1组的核移植成功率为83÷101×100%≈82.2%,高于其他实验组和对照组,故实验结果表明CB能够提高核移植成功率。 14.动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。如图是一个幼龄小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。 (1)肝脏小块取自幼龄鼠是因为幼龄鼠的肝脏　 　　　, 肝脏切成小薄片,这有利于肝脏细胞___________________________________ 　 。  (2)培养液中添加抗生素是为了　 　　,但要注意选择抗生素的种类和剂量,以保证抗生素对肝脏无害。培养液中的营养物质种类主要包含葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等,并按照所需数量严格配制而成。这样的培养基称为　　　培养基。使用此种类的培养基,通常需要加入　　　等一些天然成分。 分裂能力强、分化程度低 吸收氧气和营养物质、排出代 谢废物 抑制细菌的生长 合成 血清 (3)有机物X有毒性,可诱发染色体断裂。利用如图所示装置和提供的下列材料用具,探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。 材料用具:肝脏小块,外周血淋巴细胞,淋巴细胞培养液,植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂),显微镜,载玻片,盖玻片,玻璃皿,滴管,吉姆萨染液(使染色体着色),有机物X溶液等。 实验过程: ①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞,取4等份备用。 ②利用甲、乙、丙、丁4组如图所示装置,按如表步骤操作(“√”表示已完成的步骤)。   甲 乙 丙 丁 步骤一:加入肝脏培养液 √ √ √ √ 步骤二:加入有机物X溶液     √ √ 步骤三:放置肝脏小块   √   √ ③培养一段时间后,取4组装置中的等量培养液,分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。 ④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察 　　　 　　　　,并对比分析。若观察到________________________ 　  　,  则说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。 (4)分析实验操作步骤,实验中设置甲、乙两组的目的是排除 　　　　　　　　 　　　对实验结果的影响。  染色体形态和数量 丙组淋巴细胞染色体 出现异常,而丁组(或者甲、乙、丁组)的淋巴细胞正常 肝脏培养液、肝脏小块(独自) 解析:(1)幼龄鼠的肝脏分裂能力强,分化程度低,更容易培养。肝脏切成小薄片可以增大与外界环境的接触面积,因此肝脏小片放在培养基中可以扩大与培养基的接触面积,利于吸收氧气和营养物质,排出代谢废物。 (2)动物细胞培养需要无菌无毒环境,抗生素可以杀菌,抑制细菌的生长。这种将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制的培养基,称为合成培养基。因为合成培养基中可能缺少细胞生长所需要的一些物质,通常需要加入血清等天然成分。 (3)由吉姆萨染液可使染色体着色可知,应在显微镜下观察染色体的形态和数目。因为有机物X对淋巴细胞有毒害作用,当出现丙异常,而丁组(或者甲、乙、丁组)的淋巴细胞正常,说明对细胞的毒害是物质X引起的,同时加入肝脏小块和X时,细胞正常,说明肝脏小块对有机物X有解毒作用。 (4)由表格可知,甲组只含有肝脏培养液,乙组加入了肝脏小块,甲、乙设置对照的目的是排除肝脏培养液、肝脏小块(独自)对实验结果的影响。 $$