第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养-【成才之路·练案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步新课程学习指导(人教版)

练案[7] 第2章第2节 [第1课时 动物细胞培养] 学业考达标练 D.PS细胞诱导基因突变可分化成各种组织 一、选择题 细胞 1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条 6.下列动物细胞培养过程中，属于原代培养的是 件 ( ①无毒、无菌的环境②适宜的渗透压 ③合 A.把组织分散成单个细胞的过程 成培养基需加血清等④温度与动物体温相 B.从机体取得细胞后初次进行培养的过程 近⑤需要02，不需要C0, C.出现接触抑制现象后取下的细胞的培养 A.①②③④⑤ B.①②③④ 过程 C.①③④⑤ D.①②④⑤ D.哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程 2.在动物细胞培养的过程中，下列处理中不恰当7.下列有关干细胞的叙述，错误的是() 的是 ( A.干细胞是具有分裂和分化能力的细胞 A.培养液和培养用具要进行无菌处理 B.造血干细胞可定向诱导分化成机体所有类 B.提供种类齐全的营养物质 型的细胞 C.提供纯氧以保证细胞的呼吸作用 C.胚胎干细胞在饲养层细胞上培养能够维持 D.提供适宜的温度和pH 不分化的状态 3.动物细胞培养过程的顺序是 D.移植胚胎干细胞可使退化的组织得以修复 ①原代培养②传代培养 ③胰蛋白酶处理 并恢复正常功能 组织，形成单个细胞，制成细胞悬液 二、非选择题 A.①②③ B.①3② 8.甲、乙两种化学物质可能有一定致畸、致癌作 C.②①③ D.③①② 用，利用动物细胞培养的方法鉴定它们是否有 4.下列关于植物组织培养和动物细胞培养的叙 毒性，并比较二者毒性的强弱。请依据实验结 述，正确的是 ( 果完成下列实验报告。 A.都需要无菌的条件 (1)实验步骤： B.都从单个细胞开始 ①制备细胞悬液：用 处 C.都使用液体培养基 理小白鼠胚胎组织使其分散成单个细胞， D.都能实现细胞的全能性 制成细胞悬液。 5.关于PS细胞及其应用的说法，正确的是 ②进行细胞培养： ( a.取A、B、C三个洁净的锥形瓶，分别加入 A.PS细胞是从早期胚胎中获取的 B.造血干细胞是一种PS细胞 b.向A、B两个培养瓶中分别加入等量的 C.采用不同的方法可将成纤维细胞诱导产生 化学物质甲、乙，并将其摇匀；C瓶加入等 PS细胞 量的生理盐水，作为对照。 176 c.把3个培养瓶放在37℃的C02培养箱 A.正常动物细胞培养过程中均会出现接触抑 中培养。 制现象 ③制作临时装片。 B.癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层 ④镜检和统计：把临时装片放在显微镜 细胞 下，寻找处于有丝分裂中期的细胞，与小 C.出现接触抑制时细胞将停止分裂活动 白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照 D.出现接触抑制后需要用胰蛋白酶或胶原蛋 片进行对比，以确认发生变异的细胞。统 白酶处理后才可进行传代培养 计 3.航天员在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞 跳动的视频。下列相关叙述正确的是() A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高 (2)实验结果： 压蒸汽灭菌 培养瓶 A B C B.培养心肌细胞的时候既需要O,也需要CO, 变异细胞数占细 C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断 1.3% 12.5% 0.1% 胞总数的百分比 增殖 D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支 (3)请写出实验结论： 配下跳动 4.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 选择考提升练 因不可能是 一、选择题 A.实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 1.在将动物组织块分散成单个细胞时，可以使用 B.为了防止污染将培养瓶瓶口密封 胰蛋白酶。由此判断以下推测不合理的是 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.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系 5.为了初步检测药物X和Y的抗癌活性，在细 B.处理时一定要注意处理时间、加酶量 胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细 C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤 胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓 D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用 度的溶于二甲基亚砜（溶剂）的药物X或Y, 的适宜pH基本一致 对照组中也加入了一定的溶液，培养过程及结 2.如图是动物细胞培养过程中可能出现的接触 果如图所示。下列有关叙述错误的是( 抑制现象，下列有关叙述错误的是 对照 (对照)对照 细胞培养 72小时 分散生长 细胞计数，并 @⊙ 计算平均值 接触抑制 177 实验结果 A.由PS细胞产生其他种类细胞的过程为细 组别 细胞个数（个/孔）》 胞分化 对照 7.8×10 B.利用患者的PS细胞对其自身受损器官进 药物X 6.7×101 行修复，与传统器官移植相比成功率更高 药物Y 5.3×10 C.目前PS细胞在实际应用中还存在许多问 题，例如，有研究发现PS细胞的增殖难以 A.对照组和实验组均设置了三个孔，可以减 小实验误差 控制，即PS细胞具有衰老细胞的特征 B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并 D.结合以上信息分析，PS细胞可能容易分散 进行计数 二、非选择题 C.对照组中加入的溶液是和实验组等体积的8.某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为 无菌蒸馏水 材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培 D.根据实验结果，可以初步判断药物X的抗 养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞， 癌效果较好 乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物 6.从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞，经过体 细胞培养的问题。 外培养，将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓 (1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于 腔里使得牙齿神经、血管再生，完全恢复牙齿 培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均 原有功能。下列关于牙髓干细胞体外培养的 叙述，错误的是 相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比 A.培养基中需要加入糖类、氨基酸、无机盐等 乙细胞数量 营养物质 (2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中 B.培养过程中定期更换培养液，主要目的是 加入适量血清，其原因是 防止杂菌污染 C.应将牙髓干细胞置于37℃左右的环境中进 行培养 细胞培养应在含5%C02的恒温培养箱中 D.培养牙髓干细胞时培养基渗透压应与人体 进行，C02的主要作用是 内环境相近 7.利用逆转录病毒将4个关键基因导入已分化 (3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶 的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似胚 壁时，其生长 药物实验需要大 胎干细胞的诱导多能干细胞(PS细胞)。如 图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下 量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙 列相关叙述错误的是 ( 细胞可以传代的次数更 。若用 动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要 4个关键基因目 神经细胞 移植 关键 ① 用 处理 基因 ② 表达 装 (4)为了防止细胞在培养过程中受到细菌的污 细胞供体 肌肉细胞 iPS细胞 高员 染，可向培养液中加入适量的 心肌细胞 178误：植物体细胞杂交技术的优点是克服不同生物远缘杂交不 亲和的障碍（或克服生殖隔离），该技术培育的成体可能不会 按照人们的意愿表达出双亲的优良性状，其原因可能是不同 物种的基因在表达时相互干扰，从而不能有序表达，C错误： 植物组织培养技术是在无菌和人工控制的条件下，让离体的 组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到愈伤组织，然后经 再分化得到胚状体、丛芽等，进而得到新植株，该技术可实现 作物的工厂化生产，且不占用耕地，几乎不受季节限制，D 正确。 6.C愈伤组织是外植体经过脱分化形成的不定形的薄壁组织 团块，A错误：次生代谢物不是植物生长所必需的产物，一般 需要在特定的组织和时间条件下合成，不是一直生成的，B错 误；12d左右时，愈伤组织干重变化量小，所以大黄素含量较 低可能是愈伤组织生长缓慢导致，C正确；激素具有微量高效 的特点，不会大量合成，D错误。 7.C③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化，C 错误。 8.(1)脱分化③ (2)全能性 每个细胞中都有发育成完整个体所需要的全部 遗传物质 (3)单倍体明显缩短育种年限 (4)4 【解析】(1)②是由花药细胞培养到愈伤组织阶段，属于脱 分化；③是由愈伤组织培养到试管苗阶段，属于再分化，再分 化过程需要光照。(2)由一个植物花粉细胞培育成一个个体， 体现了植物细胞的全能性。植物细胞表现全能性的根本原因 是每个细胞中都有发育成完整个体所需要的全部遗传物质。 (3)花粉在实验条件下发育成植株这一技术，可应用于单倍体 育种。单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。(4)若花药 壁细胞的基因型是AaBb,则花粉基因型有AB、Ab、aB、ab4 种，最后得到的纯合二倍体植株可能有AABB、AAbb、aaBB aabb4种基因型。 练案[7] 学业考达标练 1.B动物细胞培养需要的气体环境是95%的空气和5%的 C0,,其中5%的C0,能维持培养液的pH,⑤错误。 2.C动物细胞培养过程中要保证无菌、无毒，需要对培养液和 培养用具进行无菌处理，A正确：培养液中营养成分应齐全 充足，以满足细胞增殖的需要，B正确；动物细胞培养过程需 要的气体环境应为95%的空气和5%的C02的混合气体，空 气中的O2保证细胞代谢，C02的主要作用为维持培养液的 pH,C错误：细胞体外培养需要适宜的温度和pH,其中温度 般与动物体温接近，D正确。 3.D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（或胶原蛋白酶）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。 4.A植物组织培养和动物细胞培养都需要防止杂菌污染，即都 需要无菌的条件，A正确；植物组织培养从外植体，即离体的 植物器官、组织或细胞等开始，动物细胞培养从单个细胞开 始，B错误：植物组织培养使用固体培养基，动物细胞培养使 用液体培养基，C错误：植物组织培养的原理是植物细胞的全 能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖，D错误。 5.CPS细胞是诱导多能干细胞，由体细胞诱导而来，不是从早 期胚胎中获取的，A错误；造血干细胞是血液系统中的成体干 细胞，B错误：成纤维细胞是疏松结缔组织的主要细胞成分， 可以诱导成PS细胞，C正确：PS细胞是由体细胞诱导而来 24 的，PS细胞可分化形成多种组织细胞是基因选择性表达的结 果，D错误。 6.B原代培养是指从动物机体组织取得细胞后立即培养，直到 细胞出现接触抑制为止。因为细胞之间存在接触抑制现象， 所以细胞最终会停止分裂增殖，并逐渐走向衰亡。要想继续 培养，必须将细胞取下分瓶后才能进行，而分瓶后的细胞培养 是传代培养。 7.B干细胞具有分裂和分化的能力，A正确；造血干细胞可分 化成血细胞，胚胎干细胞在一定条件下可定向诱导分化成机 体所有类型的细胞，B错误：胚胎干细胞在饲养层细胞上或在 添加抑制因子的培养液中培养，能够维持不分化的状态，C正 确；当身体某一类细胞功能退化时，可以通过诱导胚胎干细胞 定向分化来及时修补，并恢复正常功能，D正确 8.(1)①胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）②等量的细胞悬液④该 时期变异的细胞数占细胞总数的百分比 (3)甲、乙两种化学物质均具有一定的毒性，且乙的毒性比甲 的毒性强 【解析】(1)①离散组织细胞常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处 理。②根据b的实验步骤可以得出：中A、B、C三个洁净的 锥形瓶，分别加入等量的细胞悬液。④根据实验目的可知，应 统计该时期变异细胞数占细胞总数的百分比。(3)C组为对 照组，A组与B组变异细胞数占细胞总数的百分比均比C组 的高，说明甲、乙两种化学物质均具有一定的毒性，B组数据 比A组数据大，说明乙的毒性比甲的毒性强。 选择考提升练 1.C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，A正 确；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正确，C错误；酶促 反应需要适宜的pH,所以培养液的H应与胰蛋白酶作用的 适宜pH基本一致，D正确。 2.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.B培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌，但是试剂并 不都需要灭菌，如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌，否则会使 其中的成分失活，A错误；培养心肌细胞的时候既需要O,(有 助于进行有氧呼吸)也需要CO,(有助于维持培养液的pH),B 正确：心肌细胞高度分化，不能进行有丝分裂，C错误：心肌细 胞节律性收缩，受自主神经的支配，在神经细胞释放的神经递 质的支配下跳动，D错误。 4.A小鼠胚胎脑组织中含有丰富的神经元，且细胞增殖能力 强，不会造成生长缓慢，A符合题意：将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不符合题意；血清经过高温处理后，其中活性 成分变性，失去原有的功能，细胞生存环境严重恶化，可能使 细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所使用 的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长 缓慢，D不符合题意。 5.C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，可以减小实验误差，降低偶然因素对实 验结果的影响，A正确；用胰蛋白酶处理可以使肝癌细胞间的 蛋白质被分解，破坏细胞间的连接，可以获得游离的肝癌细胞 并进行计数，B正确：根据单一变量原则可知，对照组中加人 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 5 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。 6.B培养基中需要加入糖类、氨基酸、无机盐等营养物质，同时 还需要加入动物血清，以保证动物细胞的正常增殖过程，A正 确；培养过程中定期更换培养液，主要目的是保证培养细胞所 需要的营养供应，同时也能避免因为代谢废物积累对细胞增 殖的抑制，B错误；应将牙髓干细胞置于37℃左右的环境中 进行培养，因为该温度是人体细胞适宜生长的温度，C正确； 培养牙髓干细胞时培养基渗透压应与人体内环境相近，因为 内环境是机体进行正常生命活动的必要条件，D正确。 7.C由PS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化，图中① ②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，A正确：PS 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：PS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：根据题图分析，PS细胞可能容易分散，分化成不 同的组织、器官，D正确。 8.(1)多 (2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质维持培养液 的pH (3)停止多胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） (4)抗生素 【解析】(1)癌细胞具有无限增殖的特点，故相同培养条件 下，肝肿瘤细胞数量多于正常肝细胞数量。(2)、(3)需提供 一定的营养，如向培养基中加入适量血清，以便补充合成培养 基中缺乏的物质：需提供一定的气体环境，如向恒温培养箱中 加入5%的C0,主要目的是维持培养液的pH。(4)动物细胞 培养需提供无菌环境，如向培养液中加入适量的抗生素可防 止细菌的污染。 练案[8] 学业考达标练 1.A细胞融合的原理是细胞膜具有流动性。 2.D胰蛋白酶在动物细胞培养时用到，是加到培养基中用于分 离细胞的，D符合题意。 3.D动物细胞融合前需用胰蛋白酶处理将组织细胞分散成单 个细胞，A正确：动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性，B 正确；融合后得到的杂交细胞获得了两个亲本的遗传物质，能 表现出两个亲本细胞的特点，C正确；融合后得到的杂交细胞 是单核细胞，D错误。 4.D植物体细胞杂交的原理为细胞膜的流动性和植物细胞的 全能性，而动物细胞融合利用的是细胞膜的流动性和细胞增 殖，A错误：动物细胞融合常用灭活的病毒诱导，而植物体细 胞杂交则不能用该方法，B错误；动物细胞融合前需用胰蛋白 酶或胶原蛋白酶使细胞分散开，植物体细胞杂交常用纤维素 酶和果胶酶去除细胞壁，C错误；诱导融合后会形成多种融合 细胞，还有未融合细胞，因此要进行筛选，D正确。 5.B题干图中C为灭活的病毒，此外还可用物理或化学方法诱 导动物细胞融合，A正确；题图中①过程发生了细胞膜的融 合，体现了细胞膜的流动性，B错误：题图中②过程表示细胞 核融合形成杂种细胞，C正确：利用动物细胞融合技术将小鼠 骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合为杂交瘤细胞，可用于制备单 克隆抗体，D正确。 6.D将特定抗原注射到小鼠体内，小鼠会产生已免疫的B淋 巴细胞，可以从小鼠血清中获得抗体，但此时的抗体不是单克 隆抗体，A错误；免疫过的B淋巴细胞高度分化，不能增殖，无 2 法分泌单克隆抗体，B错误：发生两两融合的细胞可能有三 种：B淋巴细胞一B淋巴细胞、B淋巴细胞一骨髓瘤细胞、骨髓 瘤细胞一骨髓瘤细胞，C错误：制备单克隆抗体时，需筛选两 次，第一次得到杂交瘤细胞，第二次得到既能迅速大量增殖， 又能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，D正确。 7.D构成“弹头”的抗癌药物没有特异性，“瞄准装置”中的单 克隆抗体能将药物带到特定部位，从而选择性杀伤癌细胞，D 错误。 8.(1)选择培养基杂交瘤抗原 (2)人绒毛膜促性腺激素（或HCG) (3)借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所 在的位置 (4)特异性强、灵敏度高、可大量制备 【解析】(1)在制备单克隆抗体的过程中，杂交瘤细胞的筛 选需用特定的选择培养基；给小鼠注射的HCG相当于抗原， 使小鼠产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞。(2)利用杂交瘤 细胞生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素（或 HCG)特异性结合，从而诊断早孕。(3)单克隆抗体具有特异 性，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到痛细胞所 在的位置，所以利用抗癌的单克隆抗体等制成的“生物导弹” 能在病灶杀死癌细胞。(4)与传统方法获得的抗体相比，单克 隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的特点。 选择考提升练 1.A脂质体的作用是帮助复合物通过胞吞进人特定细胞内，A 错误：可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内来获取大量的单克 隆抗体，也可在体外培养，B正确；单克隆抗体和细胞表面抗 原可以特异性结合，运送药物到特定的细胞，药物起到杀伤作 用，C正确：单克隆抗体的制备需使用特定的选择培养基来筛 选杂交瘤细胞，D正确。 2.B杂交瘤细胞由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，因此保留着 B淋巴细胞的部分特性，A错误；产生特定抗体的B淋巴细胞 即浆细胞不能分裂，因此不需要传代培养，B正确；杂交瘤细 胞的制备需要进行细胞融合，利用了细胞膜的流动性特性，C 错误：筛选前的杂交瘤细胞不都能产生单一的冠状病毒抗体， D错误。 3.A从免疫小鼠体内分离获得的B淋巴细胞，不需要原代培 养就可以与骨髓瘤细胞融合，A错误；在获得能分泌相应抗体 的杂交瘤细胞的过程中，需要进行两次筛选，第一次筛选出杂 交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，B 正确：用单克隆抗体检测草莓是否感染SCV是利用了抗 原一抗体杂交的原理，C正确；在制备单克隆抗体的过程中， 用到了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术，D正确。 4.C单克隆抗体是由骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合形成的杂 交瘤细胞合成和分泌的，A正确：活化阿霉素抑制DNA和 RNA的合成，DNA合成要经过DNA的复制，RNA的合成要经 过DNA的转录，B正确；根据图中信息可知，阿霉素的活化需 要“生物导弹”携带的碱性磷酸酶，所以在治疗中，应先注射 “生物导弹”再注射非活化磷酸阿香素，但不能间隔时间太长， 因为没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后会被机 体清除，C错误；单克隆抗体具有能准确识别抗原的细微差 异，与特定抗原发生特异性结合的特点，根据特异性强这一特 点，在该过程中是针对肿瘤细胞的，所以能减轻阿霉素对正常 细胞的伤害，D正确。 5.A过程①注射相应抗原后应经过一段时间，使小鼠获得能产 生相应抗体的B淋巴细胞，再从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错 误：过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的流动性，B正确；过 程③筛选杂交瘤细胞，过程④筛选能产生所需抗体的杂交瘤 6