2.2 第1课时 动物细胞培养-【优学精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册教用Word(人教版)

该高中生物学教案聚焦“动物细胞培养”核心内容，涵盖培养条件、过程及干细胞应用。通过“导学聚焦”引导学生以结构与功能观分析培养条件，归纳原代/传代培养过程，结合干细胞特性理解其解决供体器官不足及免疫排斥的实际意义，构建知识脉络支架。 教案特色突出核心素养培养，科学思维层面通过概念辨析（如细胞贴壁与接触抑制）、判断正误题强化易错点；探究实践层面设计“探讨问题”引导分析接触抑制原因、传代必要性；态度责任层面结合iPS细胞应用体现社会责任。例题与比较表格（动物与植物组织培养）助力模型构建，教师使用可系统梳理知识，学生则深化生命观念与科学探究能力。

第1课时　动物细胞培养 导学 聚焦 1.运用结构与功能观分析并归纳概括动物细胞培养的条件。 2.基于事实和证据，采用归纳与概括等方法，以文字、模型构建的形式表示动物细胞培养过程。 3.通过对干细胞特性的理解，认可能用干细胞解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥反应的生活实际问题 知识点（一）　动物细胞培养的条件和过程 1.动物细胞培养的概念 是指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。 2.动物细胞培养的条件 3. 动物细胞培养的过程 小提醒：使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能消化细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。 4.判断下列有关表述的正误 （1）多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8～7.0。（　×　） 提示：多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.2～7.4。 （2）动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。（　√　） （3）动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。（　×　） 提示：动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。 （4）制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。（　×　） 提示：应该用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理。 （5）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。（　×　） 提示：原代培养指动物组织经处理后的初次培养。 探讨一　分析动物细胞培养的条件 1.体外培养的细胞和动物体内的细胞一样，也需要充足的营养和稳定的内环境。分析回答下列有关问题： （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，原因是什么？ 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）在动物细胞培养时，如何操作才能创造无菌、无毒的培养环境？ 提示：①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； ②培养液还需要定期更换，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。 （3）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。 探讨二　分析动物细胞培养的过程，提高理解能力 2.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，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。 （2）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。 （3）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。 （4）“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止分裂增殖，出现接触抑制的现象”。试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。 提示：癌细胞；癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少。 1.两组概念的辨析 （1）细胞贴壁和接触抑制 ①细胞贴壁：体外培养的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。 ②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：区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理的对象。 ①第一次：用胰蛋白酶、胶原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。 2.动物细胞培养和植物组织培养的比较 1.（2024·辽宁沈阳模拟）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 解析：D　用于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排斥反应，A正确；组织中细胞间的主要成分为蛋白质，可以用胰蛋白酶处理细胞组织，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，之后再进行分瓶进行传代培养，C正确，D错误。 2.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（　　） A.甲→乙和丙→丁过程都有细胞的分裂和分化 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 解析：B　甲表示剪碎猪输卵管，乙表示制成细胞悬液，丙表示原代培养，丁表示传代培养，甲→乙和丙→丁过程都有细胞的分裂，不存在细胞分化，A错误；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。 知识点（二）　干细胞培养及其应用 1.胚胎干细胞（简称ES细胞） （1）概念：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。 （2）局限：胚胎干细胞必须从　胚胎　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。 2.成体干细胞 （1）概念：　成体　组织或器官内的干细胞。 （2）类型 （3）特点：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。 （4）作用：有着自我更新能力及　分化潜能　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、　免疫系统　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　退行性疾病　（如帕金森病、阿尔茨海默病等）。 3.诱导多能干细胞（iPS细胞） 功能 类似于　胚胎　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　免疫排斥反应　 4.判断下列有关表述的正误 （1）干细胞能分化成各种类型的细胞。（　×　） 提示：成体干细胞只能分化为某些特定的细胞。 （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。（　×　） 提示：胚胎干细胞来源于早期胚胎。 （5）神经干细胞可用于治疗帕金森病和阿尔茨海默病等。（　√　） 探讨　分析iPS细胞的应用，增强社会责任 　如图为iPS细胞的培养和利用过程，请据图回答： （1）1→2过程的实质是　　。 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。又由于人造器官是自身细胞经诱导分化形成的，所以可以避免免疫排斥反应。 　三种干细胞的比较 1.某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述错误的是（　　） 小鼠纤维 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、结构和功能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，但蛋白质不完全相同 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：D　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，A正确；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，C正确；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.帕金森病（PD）是由于多巴胺（DA）神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列神经功能障碍。研究发现，人的诱导多能干细胞（iPS细胞）经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，有望应用于对人类PD的治疗。下列叙述错误的是（　　） A.与胚胎干细胞相比，诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不涉及伦理问题 B.iPS细胞可来源于病人自身细胞，将它移植回病人体内理论上可避免免疫排斥反应 C.有自我更新能力及分化潜能的干细胞，可放心应用于临床治疗 D.推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，缓解PD的症状 解析：C　诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不存在早期生命的破坏或抛弃过程，不涉及伦理问题，A正确；用自身iPS细胞进行治疗的病人，一般不会发生免疫排斥反应，B正确；有自我更新能力及分化潜能的干细胞，需要经过体外实验后才可放心应用于临床治疗，C错误；分析题意，PD是由于DA神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列的神经功能障碍，而iPS细胞经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，据此推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，可缓解PD的症状，D正确。 　 （1）动物细胞培养是指　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　。 （2）动物细胞培养需要的培养条件是　一定的营养物质，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　。 （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　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　。 （4）iPS细胞应用前景优于胚胎干细胞的理由是　iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，理论上可以避免免疫排斥反应，且获取iPS细胞无需破坏胚胎　。 1.（2024·河北保定高二调研）在进行动物细胞培养时，需要（　　） A.用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液 B.充入5％CO2以刺激细胞正常呼吸 C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养 D.定期更换培养液以清除代谢物 解析：D　用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理动物组织，以获得单细胞悬液，A错误；充入5％CO2的目的是维持培养液的pH，B错误；加入血清为动物细胞提供营养，高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分，C错误。 2.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 解析：A　接触抑制是体外细胞培养时贴附型细胞生长的特性，悬浮型细胞不会出现接触抑制现象，A错误。 3.（2024·广东佛山期末）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.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长 解析：D　理论上来说，仅来自1只动物的干细胞，可制成的肉品数量，比宰杀1头牛还多100万倍，“人造牛肉”的培养可有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、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；胰蛋白酶处理动物组织，可以使组织分散成单个细胞，利于动物细胞培养，B错误；动物细胞培养的气体环境：95％空气（细胞代谢所必需的）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。如果想得到大量的产物，可以增大细胞吸附面积，培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，D正确。 4.利用逆转录病毒将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胚胎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。下列相关叙述错误的是（　　） A.由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化 B.利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，与传统器官移植相比成功率更高 C.目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题，例如，有研究发现iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有衰老细胞的特征 D.结合以上信息分析，iPS细胞可能容易分散 解析：C　由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化，图中①②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，A正确；iPS细胞来源于供体细胞，用其得到的新生器官替换供体病变器官，从理论上可以避免免疫排斥反应，大大提高器官移植成功率，B正确；iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞，说明其具有与胚胎干细胞相似的分化潜力，细胞分化程度低，不易衰老，C错误；根据图示分析，iPS细胞可能容易分散，分化成不同的组织、器官，D正确。 知识点一　动物细胞培养的条件和过程 1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件有（　　） ①无毒的环境　②无菌的环境　③培养液中需加血清　④温度与动物体温相近　⑤需要O2　⑥加CO2维持培养液的pH A.①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥ 解析：A　动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒；在细胞培养液中需添加血清等一些天然成分；培养温度一般与动物体温相近；动物细胞培养还需要O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。 2.（2024·云南师范大学附中月考）下列关于动物细胞培养过程的叙述，错误的是（　　） A.大多数动物细胞增殖需要贴附于某些基质表面上才能进行 B.贴壁生长的细胞存在接触抑制的现象 C.动物细胞培养先进行原代培养再进行传代培养 D.传代培养时需要收集细胞，都可以直接利用离心法收集 解析：D　大多数动物细胞增殖需要贴附于某些基质表面上才能进行，贴壁生长的细胞存在接触抑制的现象，少数可以进行悬浮培养，A、B正确；由动物细胞培养的过程可知，动物细胞培养先进行原代培养再进行传代培养，C正确；传代培养时需要收集细胞，悬浮细胞可以直接利用离心法收集，贴壁生长细胞需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理后收集，D错误。 3.（2024·江苏扬州期末）牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。空军军医大学口腔医院金岩教授率领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：D　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；此技术即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；由于技术条件等的制约，目前不能将动物体细胞培养为完整个体，且牙髓干细胞属于分化程度较高的细胞，不能分化为任何一种类型的细胞，C错误。 4.Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。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，下室为有血清培养液，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：C　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，可通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力，若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。 5.实验小鼠皮肤细胞进行贴壁生长培养的基本过程如图所示。下列叙述不正确的是（　　） 实验小鼠皮肤组织皮肤细胞原代培养传代培养 A.甲过程需要在无菌条件下进行 B.乙过程需要将获得的皮肤组织分散成单个细胞 C.原代培养时可能出现接触抑制现象 D.丁过程可以直接离心来进行传代培养 解析：D　离体动物细胞培养需要无菌无毒的环境，需要对实验小鼠进行消毒处理，A正确；乙表示用胰蛋白酶处理皮肤组织，使其分散成单个皮肤细胞，获得细胞悬液后再进行细胞培养，B正确；丙表示原代培养，培养过程中会出现贴壁生长和接触抑制现象，此后用胰蛋白酶处理后获得细胞悬液，再进行传代培养，C正确；丁是传代培养过程，大部分会出现贴壁生长，因而不能直接离心获得细胞悬液，D错误。 知识点二　干细胞培养及其应用 6.下列关于ES细胞和iPS细胞及其应用的说法，正确的是（　　） A.ES细胞存在于早期胚胎中，能分化成各种功能细胞，不能形成生物个体 B.ES细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织 C.iPS细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织 D.iPS细胞是人工诱导产生的，也可诱导分化成为各种组织细胞 解析：D　ES细胞存在于早期胚胎中，能分化成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生物个体，A、B错误；iPS细胞是分化的体细胞在体外经人工诱导培养形成的诱导多能干细胞，在特定条件下可诱导分化成各种组织细胞，C错误，D正确。 7.（2024·山东青岛高二期末）如图为诱导多能干细胞（iPS细胞）用于治疗糖尿病的示意图，下列相关叙述错误的是（　　） A.干细胞存在于多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等 B.诱导iPS细胞分化的实质是动物细胞核具有发育的全能性 C.除图中的成纤维细胞外，已分化的T细胞和B细胞等均能被诱导为iPS细胞 D.将分化得到的胰岛细胞移植回病人体内治疗，理论上可避免免疫排斥反应 解析：B　诱导iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，B错误。 8.（2024·河南周口期末）如图表示科学家利用牛的体细胞诱导出多能干细胞（iPS），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：D　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、胶原蛋白酶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为细胞再分化，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。 9.（2024·河南联考期末）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：A　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。 10.下图为动物细胞培养过程中，细胞数量的指数变化示意图。下列表述正确的是（　　） A.初代培养过程中，细胞不会发生基因突变 B.细胞分裂8次以上时，大部分细胞老化、死亡 C.传代培养时，少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，其遗传物质发生了改变 D.有限细胞系适于作为疫苗的宿主细胞 解析：C　初代培养过程中，若细胞有丝分裂过程复制出现差错，也会发生基因突变，A错误；细胞分裂13次以上时，大部分细胞老化、死亡，少部分细胞获得无限增殖的能力，B错误；传代培养时，部分细胞遗传物质改变，具有癌变细胞的特点，可以在培养条件下无限制的传代下去，C正确；无限细胞系能够无限增殖，适于作为疫苗的宿主细胞，D错误。 11.（多选）在治疗大面积烧伤病人时，通常选取皮肤烧伤患者的自身细胞（如具有分裂能力的成纤维细胞），经体外培养获得自体健康皮肤，再通过皮肤移植手术对患者进行治疗。下列说法错误的是（　　） A.通常选取皮肤中分裂能力强、易培养的成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养 B.用胃蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞，有利于单个细胞与培养液充分接触 C.该细胞体外培养过程只需要提供O2，其呼吸产生的CO2就足以维持培养液的pH D.与体外培养癌细胞过程相比，该患者皮肤细胞培养过程中会出现接触抑制现象 解析：BC　根据题意，为治疗皮肤大面积烧伤的患者，选取其自身细胞进行体外培养获得健康皮肤，皮肤中成纤维细胞或皮肤干细胞分裂能力强、易于体外培养，通常选取这些细胞进行体外培养更容易成功，A正确；用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞，可以使单个细胞与培养液充分接触，有利于细胞充分吸收培养液中的营养物质，并排出代谢废物，B错误；动物细胞培养所需的气体主要有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，因细胞呼吸产生的CO2不足以维持培养液的pH，所以才需要提供5％的CO2，C错误；癌细胞在营养充足的条件下具有无限增殖的能力，不会出现动物细胞培养过程中出现的接触抑制现象，D正确。 12.（多选）为了初步检测药物X和Y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，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜（溶剂）的药物X或Y，对照组中也加入了一定的溶液，培养过程及结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） 实验结果 组别 细胞个数（个/孔） 对照 7.8×106 药物X 6.7×104 药物Y 5.3×105 A.对照组和实验组均设置了三个孔，可以减少实验误差 B.可用血细胞计数板对肝癌细胞进行计数 C.对照组中加入的溶液是和实验组等体积的无菌蒸馏水 D.根据实验结果，可以初步判断药物X的抗癌效果较好 解析：ABD　对照组和实验组均设置了三个孔，符合平行重复原则，最终求每个组的平均值，可以减少实验误差，降低偶然因素对实验结果的影响，A正确；根据单一变量原则可知，对照组中加入的溶液是和实验组等体积、相同浓度的无菌二甲基亚砜，以排除溶剂对实验结果的干扰，C错误；根据实验结果可知，最终细胞的数量：对照组＞药物Y实验组＞药物X实验组，说明加入药物X的实验组存活的癌细胞数是最少的，即可以初步判断药物X的抗癌效果较好，D正确。 13.（多选）如图所示是某动物细胞培养时，培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果，下列相关叙述正确的是（　　） A.实验中要控制胃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，以避免杂菌污染 C.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 d时，新产生的细胞数等于死亡细胞数 解析：BC　动物细胞培养时，需要用胰蛋白酶处理，因此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；6 d时，新产生的细胞数等于死亡细胞数，6 d后，新产生的细胞数小于死亡细胞数，活细胞密度降低。 14.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）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OB段（填字母）。 （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。通常在培养基中还需要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。 （3）动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行增殖，不同的是植物细胞还要进行脱分化和再分化。 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OB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，有利于细胞的正常生长与增殖。（3）动物细胞培养和植物组织培养过程中，二者除了都需要增殖外，植物细胞不同于动物细胞的是还要进行脱分化和再分化。 15.（2024·山东泰安模拟）胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞）。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图（c-Myc、Klf4、Sox2和Oct-3/4等基因与细胞的脱分化有关）。回答下列问题。 （1）在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质主要为蛋白质，不能（填“能”或“不能”）用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中变性失活。 （2）在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除细胞代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是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。 （3）过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是基因的选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是避免了免疫排斥问题。 （4）如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是解决不育问题。 解析：（1）在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养。（2）在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除细胞代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是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。（3）细胞分化是基因选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内，由于自体细胞组织相容性抗原相同，故可以避免免疫排斥反应。（4）如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，可以用该技术解决不育问题。 16.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。下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分裂能力强，分化程度低，肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞吸收氧气和营养物质、排出代谢物。 （2）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌的生长，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。这样的培养基称为合成培养基。使用此种类的培养基，通常需要加入血清等一些天然成分。 （3）有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上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组上图所示装置，按下表步骤操作（“√”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。在显微镜下观察染色体形态和数量，并对比分析。若观察到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，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肝脏培养液、肝脏小块（独自）对实验结果的影响。 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就可以扩大与培养基的接触面积，利于吸收氧气和营养物质、排出代谢物。（2）动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，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而成的培养基，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一些天然成分。（3）由题目中吉姆萨染液（使染色体着色），可知在显微镜下观察染色体的形态和数目。因为有机物X对淋巴细胞的毒害作用，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。 17 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $