高中生物人教版 (2019)选择性必修3一 动物细胞培养学案设计

选择性必修三第二章第2节　

动物细胞工程导学案

【学习目标】

1. 说明动物细胞培养的条件和动物细胞培养过程中细胞生长的特点；比较动物细胞培养与植物组织培养的不同。
2. 说明干细胞在医学、药物安全性与有效性检测等领域的应用及存在的问题。

【训练案】

1．2018年3月14日物理学家霍金去世，他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症（渐冻症）。有研究表明该病是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。最新研究发现，利用诱导多功能干细胞（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。下列相关描述错误的是

A．诱导IPS细胞分化成的多种细胞中核酸相同，蛋白质却不完全相同

B．诱导IPS细胞的分化实质是基因的选择性表达，细胞种类增多

C．将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换，可以起到良好治疗作用

D．植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”

2．干眼症是由于泪液分泌减少导致的眼睛干涩的病症。通过将有关基因导入已分化的体细胞获得类似胚胎干细胞（ES细胞）的诱导多能干细胞（iPS细胞），进而培养得到眼结膜组织，可分泌泪液成分“粘液素”，有望治疗干眼症。下列说法错误的是（    ）

A．导入的基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力

B．利用iPS获得眼结膜组织时应加入分化诱导因子

C．iPS细胞核移植比体细胞核移植更容易表现全能性

D．利用ES细胞治疗人类疾病的前景优于iPS细胞

3．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矾（溶剂）的药物X或Y，培养过程及结果如图3所示。下列有关叙述错误的是（    ）

A．细胞培养液中通常需要加入血清

B．可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数

C．对照组中应加入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

4．科学家将c-Myc、KIf4、Sox2和Oct-3/4这四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞内，细胞在一定条件下转变成iPS细胞。在适当条件诱导下，iPS细胞可以定向分化成各种细胞。下列叙述错误的是（ ）

A．图示过程运用了转基因技术和动物细胞培养技术

B．iPS细胞分化成各种组织细胞过程中DNA序列不变

C．iPS细胞的分裂、分化能力比造血干细胞弱

D．小鼠成纤维细胞转变成iPS细胞与植物组织培养的脱分化过程类似

5．在细胞工程的操作过程中，选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是（　　）

A．选择一定大小的植物茎尖进行组织培养，可获得抗病毒苗

B．选择幼龄动物的组织进行动物细胞培养，有利于获得大量细胞

C．选择胚胎细胞作为核供体进行核移植，可提高克隆动物的成功率

D．选择愈伤组织进行诱发突变，容易获得基因突变的新品种

6．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息不能获得的结论是

A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同

B．有无血清对正常细胞培养的影响不同

C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养

D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大

7．下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误是（    ）

A．动物细胞培养和植物组织培养所用的营养成分不完全相同

B．离体的植物组织、器官（外植体）和培养基都需严格灭菌

C．动物细胞培养和植物组织培养都是细胞工程的重要基础技术

D．植物组织培养能体现细胞的全能性，动物细胞培养不能体现细胞的全能性

8．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B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。有关叙述正确的是（    ）

A．动物细胞培养选用的培养材料大多为动物的受精卵

B．原代培养和传代培养的分界点是曲线中B点

C．细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸

D．培养过程中细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

9．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．用胰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

10．培育肉是利用动物体内分离的肌肉母细胞或全能干细胞，采用动物细胞培养技术培养出类似于动物肌肉的肉丝，同时添加了人体所需的元素如铁、钙等，使之营养更加丰富。下列相关叙述不正确的是（    ）

A．用胃蛋白酶处理肌肉组织，可以获得分裂能力强的肌肉母细胞

B．生物反应器内应控制温度适宜，并充入一定量的CO2保证培养液的pH相对稳定

C．培养液中的支架提供了更多的细胞附着面积，有利于细胞贴壁生长

D．“人造牛肉”的培养有利于工厂化生产，产品是真肉

11．GDNF是一种神经营养因子．对损伤的神经细胞具有营养和保护作用．研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究．请回答：

（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是_____．

（2）构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的_____限制酶进行酶切．

（3）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）．为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示．图中第_____泳道显示所鉴定的载体是正向连接的．

（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的_____与提取的蛋白质杂交．当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行_____培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验．

12．下图为动物细胞培养的基本过程示意图，请回答下列问题：

（1）容器A中放入的一般是健康幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞____________，易于培养。培养时要用胰蛋白酶分散细胞，胰蛋白酶的处理时间不能过长，原因是_______________________。

（2）将B瓶中的细胞悬液转入C瓶进行的初次培养称为_____________。动物细胞培养需要提供和等气体环境，的作用主要是_________________。

（3）下图表示血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。

①据图可知，有无添加血清对培养____________细胞的影响较大。

②在探究物质X对正常细胞增殖的影响时，必须采用有血清培养，据图分析原因是___________________________________。

参考答案

1．A

2．D

3．C

4．C

5．A

6．A

7．B

8．B

9．C

10．A

11．使细胞分散开    XhoⅠ    ②    抗体    传代   

12．分裂能力强    胰蛋白酶会分解细胞的其他蛋白质    原代培养    维持培养液的pH    正常    人们对细胞所需营养物质还没完全搞清楚，正常细胞培养的合成培养基通常都需要加入血清等一些天然成分