高中生物 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术课时达标 新人教版选修3

【全程方略】 高中生物 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术课时达标 新人教版 选修 3
一、选择题 1.在将动物组织块分散成单个细胞时,可以使用胰蛋白酶。由此不能推测出来的是( ) 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 应该与胰蛋白酶作用的适宜 pH 基本一致 【解析】选 C。在动物细胞培养时,胰蛋白酶可以使细胞间的蛋白质水解,使细胞分散,使用时应把握好 浓度、温度和时间,以免消化过度而造成细胞损伤。 2.下列与细胞工程技术相关的表述,不正确的是( ) A.植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性 B.植物体细胞杂交技术可以跨越植物种、属间生殖隔离的屏障 C.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同 D. 动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分相同 【解析】选 D。动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分差别较大,如动物细胞培养基中通常含有 血清或血浆。 3.(2014·青岛高二检测)美国德克萨斯州科学家培育出世界上第一只克隆猫,这只小猫毛色花白,看上去 完全不像生养它的花斑猫妈妈,也不完全像为它提供细胞核基因的猫妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的 是( ) ①发生了基因突变 ②提供卵母细胞的雌猫细胞质基 因进行了表达 ③表现型是基因型与环境共同作用的结果 ④代孕花斑猫妈妈的基因进行了表达 A.① B.②③ C.②③④ D.①②③④ 【解析】选 B。克隆猫的基因主要来自于重组细胞的细胞核提供者,其细胞质基因来自于卵母细胞提供者, 代孕者不提供遗传物质。因此,其毛色完全不像生养它的花斑猫妈妈,也不完全像为它提供细胞核基因的 猫妈妈。其实,即使其遗传物质完全来自于核提供者,毛色也未必就与之完全相同,因为生物的表现型也 会受到环境的影响。 4.(2013·东莞高二检测)下列属于动物细胞培养与植物组织培养区别的是 ( ) A.动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞培养过程中可发生基因重组,而植物组织培养不能 D.植物组织培养和动物细胞培养都体现了细胞的全能性 【解析】选 A。动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的培养基不同,如培养动物细胞的培养基需加入 血清、血浆等,而植物细胞培养基则不需加入,故选项 A 正确。动植物细胞培养都需要在无菌、人工控制 的条件下进行;动植物细胞培养过程中细胞的分裂都是有丝分裂,都不发生基因重组;植物组织培养最终 能够形成完整的植物体,能体现植物细胞的全能性,动物细胞不能最终培养成完整的动物体,不能体现动 物细胞的全能性。 5.(2014·滨州高二检测)下图为克隆羊“多利”的培育过程示意图。下列各项有关表述不正确的是( )

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A.由于细胞核基因完全来自甲羊,所以克隆羊“多利”的性状与甲羊完全一致 B.克隆羊“多利”的培育过程中采用的生物技术有核移植 C.乙羊的去核卵母细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件 D.此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性 【解析】选 A。生物的性状是由细胞核基因和细胞质基因共同控制的,还要受环境的影响。题中“多利” 的细胞核基因来自甲羊,而细胞质基因主要来自乙羊,所以“多利”羊的性状应与甲羊基本相同,同时受 乙羊和环境的影响。 6.(2014·孝感高二检测)下图为某哺乳动物生殖过程图,正确的叙述是( )

A.个体 2 为克隆动物,c 为高度分化的体细胞 B.个体 2 的遗传性状与提供 b 细胞的母羊完全不同 C.产生动物个体 2 的生殖方式为有性生殖 D.e 细胞为完成减数分裂的卵细胞 【解析】选 A。产生动物个体 1 的过程为有性生殖,动物个体 2 产生的过程为克隆,属于无性生殖;细胞 c 为高度分化的体细胞,含有全套的遗传物质,而个体 2 的部分细胞质遗传 物质来自于 b 细胞;作为细胞 核移植受体的细胞一般为 MⅡ期的卵母细胞,没有完成减数分裂。 7.下列有关生物工程的说法正确的是(多选)( ) A.克隆技术发展的过程是:微生物的克隆→个体水平的克隆→遗传工程克隆 B.动物细胞培养时,如果缺少氨基酸供应,细胞一般会停留在细胞周期的分裂间期 C.提高细胞克隆成功率,需在培养基中加入血清,使用 CO2 培养箱调节 pH D.利用人工诱变手段可获得生产人工干扰素的工程菌 【解析】选 B、C。克隆技术发展的过程是微生物的克隆→遗传工程克隆→个体水平的克隆;动物细胞培 养时,如果缺少氨基酸供应,细胞一般会停留在细胞周期的分裂间期,因为间期需要氨基酸合成蛋白质; 动物细胞克隆时加入血清可为细胞提供多种营养物质、激素及生长因子,CO2 的主要作用是维持培养液的 pH;诱变育种方法的缺点是有利变异少,诱变的方向和性质不能控制,所以不能通过诱变获得生产人工干 扰素的工程菌。 二、非选择题 8.现有 A 和 B 两个肉牛品种, A 品种牛的细胞组成可表示为 A 细胞核、 A 细胞质; B 品种牛则为 B 细胞核、 B 细胞质。
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(1)如果要获得一头克隆牛,使其细胞由 A 细胞核和 B 细胞质组成,基本步骤是,从 A 品种牛体内取出体 细胞,进行体外培养。然后再从培养细胞中取出 注入 B 品种牛的 卵母 细胞,经过某种刺激和培养后,可形成胚胎,该胚胎被称 为 ,将该胚胎移入代孕母牛的 中,通过培育可达到目的。 (2)克隆牛的产生说明 具有全能性。克隆牛的性状主要表现 品种牛的特征。由 A、B 两品种杂交得到的牛与克隆牛相比,杂交牛细胞核的遗传物质来 自 个亲本,细胞质主要来 自 性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成 (选填 “相同”或“不同”)。 【解析】(1)依据题意可知要获得由 A 细胞核和 B 细胞质组成的重组细胞,需要提取 A 细胞核,然后与去 掉 B 细胞核的 B 细胞质进行重组,得到重 组细胞,进一步培养得到重组胚胎,再进行胚胎移植,移植到 代孕母牛的子宫里进行培育。 (2)克隆动物利用的是动物细胞细胞核的全能性,得到的新个体的性状主要由细胞核决定,与供核母牛的性 状基本一致,杂交牛是由精子和卵细胞融合得到的受精卵发育来的,细胞核来自两个亲本,由于精子含有 很少的细胞质,受精卵的细胞质主要来自卵细胞,所以杂交牛和克隆牛的遗传物质是不同的。 答案:(1)细胞核 去核 重组胚胎 子宫 (2)动物体细胞核 A 两 雌 不同 9.右图为动物细胞培养过程示意图,请回答以下几个问题: (1)进行培养的细胞 往往取自于胚胎或幼龄动物,原因是 。 (2)容器 A 中的动物器官或组织首先要剪碎,然后用胰蛋白酶 处理,其目的是 。 (3)培养先在 B 瓶中进行。瓶中的培养基成分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素 和 等。细胞增殖产生的新细胞会表现出 生长现象。当细胞分裂 生长到 时,就会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制,需 用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养,称为 。有一类不正常的动物细胞,体 外培养不受接触抑制机制的制约而表现为“疯长”,这类细胞最可能是 。 (4)细胞在 C 瓶中培养一段时间后,大部分细胞衰老死亡,但有极少数细胞存活并传代下去,能够无限传代 的原因是 。 【解析】(1)胚胎或幼龄动物的同一器官或组织的细胞较成年和老年的分裂能力强,代谢旺盛,更适合进行 细胞培养;(2)用胰蛋白酶处理动物的组织碎块,能使组织分散成单个细胞,形成细胞悬液,有利于细胞的 生长和增殖;(3)进行动物细胞培养,需要在培养基中加入一定量的动物血清,内含多种营养物质和促生长 因子;体外进行细胞培养,细胞会表现出贴壁生长现象,当它们分裂生长到表面相互接触时,细胞的分裂 增殖就会停止,即所谓的接触抑制,而癌细胞不受这一机制制约,表现为“疯长” 。出现接触抑制时,需 对细胞进行传代培养;(4)传代培养到大约 50 代,大部分细胞不能继续传代,但一部分细胞核内遗传物质 发生类似于癌变的改变,能无限增殖,成为细胞系。 答案:(1)胚胎或幼龄动物的器官、组织中的细胞代谢旺盛,分裂能力强 (2)使细胞分散成单个细胞,每个细胞可以与培养液充分接触 (3)动物血清 贴壁 表面相互接触 传代培养 癌细胞 (4)细胞遗传物质发生改变,带有癌细胞特点,能无限增殖 【方法规律】巧记动物细胞培养的有关知识点
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有关动物细胞培养知识点可归纳为“4 个 2” (1)培养材料为“2” :即动物胚胎、幼龄动物的组织和器官。 (2)培养过程为“2” :即原代培养、传代培养。 (3)胰蛋白酶使用“2”次:即原代培养和传代培养中均使用,目 的是使细胞分散开。 (4)细胞生长特点“2”个:即贴壁生长和接触抑制。 10.(能力挑 战题)下图所示为用两栖动物的未受精卵所做的实验图解,据图回答下列问题 :

(1)蝌蚪肠上皮细胞核中含有青蛙发育所需的 ,重新组合的细胞相当于青蛙的 细胞,经 过 和 形成组织和器官。本实验结果说明 具有全能性。 (2)图中 A 过程采用的技术手段称为 技术。 如果用生物技术使番茄和马铃薯的体细胞融合,首先 要获得 ,其方 法是 ,然后诱导 。要将其融合形成的 细胞培养成植株,要用 技术。从理论上讲,用融合后的细胞培育出的 “ 番茄 - 马铃薯 ” 植株是 (选填“可育”或“不可育”)的。 (3)图中培养过程所用的营养液与植物组织培养基成 分的主要不同是 。 (4)通过图示过程产生新个体 的生殖方式是 , 如果长期依赖这种繁殖方式繁衍后代, 会造成什么后 果? 。 【解析】(1)该过程重组的细胞经细胞分裂和分化能发育成完整的个体,因此重组细胞相当于受精卵,含有 本物种所有的遗传信息。(2)图中获取重组细胞的过程采用了核移植技术,而番茄 -马铃薯的培养利用了植 物细胞融合技术和植物细胞培养,植物细胞融合时首先利用酶解法去除细胞壁获得原生质体,再利用物理 或化学法诱导原生质体融合,理论上植物细胞融合产生的植株是可育的。 (3)动物细胞培养过程中为保证顺利增殖,培养基中一般要加入动物血清、血浆等。(4)该过程是由重组细胞 直接发育成新个体,属于无性繁殖,无性繁殖 产生的后代无更大变异性,环境是多变的,适应能力降低,容易被淘汰。 答案:(1)全部基因(全部遗传物质) 受精卵 细胞分裂 细胞分化 动物细胞核 (2)核移植 原生质体 酶解法 原生质体融合 植物组织培养 可育 (3)前者必须含有动物血清、血浆等 (4)无性繁殖 后代无更大变异性,环境是多变的,适应能力降低,容易被淘汰
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11.某医院病理室为确诊一患者的肿瘤是良性的还是恶性的,切取了小块肿瘤组织进行培养。请回答下列问 题: (1)培养之前,肿瘤组织必须先用 等处理成单个细胞。 (2)若开始培养时,取一滴 培养液观察,有 100 个肿瘤细胞,经过 24 h 培养后,取一滴稀释 100 倍后,再 取一滴(设三次的“一滴”等量)观察,发现有 64 个肿瘤细胞,此肿瘤的细胞周期约为 h。 (3)与正常细胞相比,在显微镜下可见明显增多的细胞器是 (填两项)。 (4)某科研单位研制出一种新型药物 X,据说对此类肿瘤有较好的疗效,请你设计一个方案加以验证。写出 你所设计的实验步骤: ①将相同的培养液分为相等的两份,一份 , 另一份 ; ② ; ③放在相同的条件下培养, 。 【解析】设计实验确诊肿瘤是良性的还是恶性的,培养之前先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肿瘤组织,使 其分散开,成为单个细胞, 然后进行细胞培养。开始观察,一滴培养液有 100 个肿瘤细胞 , 培养后稀释 100 倍,一滴培养液中有 64 个肿瘤细胞,这相当于 1 个肿瘤细胞在 24 h 内经过 6 次分裂形成了 64 个细胞,则 肿瘤细胞的细胞周期为 24÷6=4 h。 答案:(1)胰蛋白酶(或“胶原蛋白酶”) (2)4 (3)线粒体、核糖体(其他正确答案亦可) (4)①加入药物 X 不加 入药物 ②将等量的肿瘤细胞置于两份培养液中 ③观察肿瘤细胞生长情况

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