高中生物人教版 (2019)选择性必修3一 动物细胞培养第1课时达标测试

 第2节　动物细胞工程

第1课时　动物细胞培养

[基础检查]

1.动物细胞工程常用的技术中最基础的是 (　　)

A.动物细胞培养　　　　B.单克隆抗体

C.动物细胞融合       D.动物细胞核移植

解析:动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。

答案:A

2.下列关于动物细胞培养所需条件的叙述,错误的是(　　)

A.无毒、无菌的环境

B.温度与动物体温相近

C.合成培养基中通常需加入血清

D.不需要O2,需要CO2调节培养液的pH

解析:动物细胞培养需要无毒、无菌的环境,以防止被微生物感染;需要适宜的温度,温度要与动物体温相近;用于动物细胞培养的合成培养基需加入血清等一些天然成分;动物细胞培养需要一定的气体环境,即95%空气(其中O2为细胞代谢所必需的)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体。

答案:D

3.用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织或细胞              (　　)

A.容易产生各种变异  B.具有更高的全能性

C.取材十分方便        D.分裂增殖的能力强

解析:动物细胞培养时所用的材料常取自胚胎或幼龄动物的组织或器官,因为这些组织或细胞的分裂能力强。

答案:D

4.下图表示动物细胞培养的过程,下列有关叙述正确的是 (　　)

A.乙中进行动物细胞培养时应通入适量的CO2以调节pH

B.宜用胃蛋白酶将甲中的动物组织分散为单个的细胞

C.甲中用于培养的动物细胞宜取自成年动物

D.丙中细胞大量繁殖后,细胞之间相互接触能促进细胞的分裂

解析:动物细胞培养过程中,需要通入一定的CO2以维持培养液的pH;将甲中的动物组织分散为单个的细胞应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶;甲中用于培养的动物细胞宜取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织;丙中细胞大量繁殖后,细胞之间相互接触能抑制细胞的分裂。

答案:A

5.下列关于动物细胞培养过程中细胞的活动或特性的叙述,错误的是 (　　)

A.细胞通常贴壁生长

B.细胞进行有丝分裂

C.细胞之间有接触抑制现象

D.细胞的遗传物质均发生改变

解析:动物细胞培养过程中,悬液中大多数分散的细胞很快贴壁生长;动物细胞培养是细胞增殖的过程,细胞增殖的方式为有丝分裂;在动物细胞培养过程中,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;原代培养的细胞具有继续增殖的能力,遗传物质一般不发生改变,传代培养过程中,部分细胞的细胞核型可能会发生改变,成为不死的细胞。

答案:D

6.用动植物成体的体细胞进行离体培养,下列叙述正确的是 (　　)

A.都需用CO2培养箱

B.都需用液体培养基

C.都要在无菌条件下进行

D.都可体现细胞的全能性

解析:动植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行;动物成体的体细胞离体培养用液体培养基和CO2培养箱,不能体现细胞的全能性;植物成体的体细胞离体培养一般用固体培养基,不需要用CO2培养箱,可体现细胞的全能性。

答案:C

7.培养肉是利用从动物体内分离的肌肉母细胞或多能干细胞,经过动物细胞培养技术培养出的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。下列相关叙述错误的是              (　　)

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.动物细胞培养过程中可能发生突变,进而能够在体外无限增殖

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

解析:用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肌肉组织,可以获得分裂能力强的肌肉母细胞;动物细胞的传代培养中,部分细胞遗传物质改变,具有癌细胞特点,即能够在体外无限增殖;动物细胞培养会出现贴壁生长,培养液中的支架可为细胞提供更多的附着面积;动物细胞培养有利于工厂化生产,产品是真肉。

答案:A

8.干细胞是生物体生命进程中出现的一类未分化细胞,它可以分裂、分化形成各种组织或细胞。下列有关叙述错误的是(　　)

A.在适宜条件下,胚胎干细胞可以分化为多种组织

B.用干细胞培育出人体心脏,其细胞核内的遗传物质发生改变

C.干细胞中含有本物种发育的全套遗传物质

D.运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织,开创人类疾病治疗的新方法

解析:在适当的条件下,胚胎干细胞可以分化为多种组织;干细胞分化形成心脏的过程是基因的选择性表达,遗传物质未改变;干细胞来自受精卵的有丝分裂,含有本物种发育的全套遗传物质;运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织,从而开创人类疾病治疗的新方法。

答案:B

9.通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。下列有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是              (　　)

A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞

B.分化的体细胞丢失了某些基因

C.二者功能有差异,但形态没有差异

D.二者基因组相同,且表达的基因相同

解析:干细胞指的是体内保持分裂和分化能力的细胞,类胚胎干细胞也具有分裂和分化能力;细胞分化过程中遗传物质不变;已分化的体细胞和类胚胎干细胞二者功能有差异,形态也会有差异;由于细胞分化过程中基因的表达具有选择性,所以表达的基因不相同。

答案:A

10.(2022·内江)干细胞移植现在已成为治疗糖尿病的一种临床技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是              (　　)

A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同,基因表达产物不同

B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同,基因表达产物不同

C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失,分化成为胰岛样细胞

D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响,分化是由基因决定的

解析:由题意可知,骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同,基因表达产物不同;骨髓干细胞增殖分化成为胰岛样细胞的过程中,遗传物质并没有发生改变,基因不会丢失;题干中说“自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞”,因此胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化是有影响的,在此微环境中基因发生了选择性表达。

答案:B

11.下图为动物细胞培养程序图,请据图回答下列问题。

(1)过程　　　　中用胰蛋白酶处理后产生单个细胞,这样做的目的是　。 

(2)过程④进行的细胞培养是　　　　　　　,细胞适于　　　　生长增殖。 

(3)过程⑥进行的细胞培养是　　　　　,一般传至10代后就不易传下去了,传至10~50代时,增殖会逐渐缓慢,以至于完全停止,部分细胞的细胞核型会发生改变。继续培养时,小部分细胞发生了突变,朝着等同于　　的方向发展。 

(4)④和⑥过程都要放在　　　　　　　中培养。 

解析:(1)用胰蛋白酶处理可产生单个细胞的过程是②和⑤,其目的是解除由于接触对细胞生长和增殖的抑制。(2)悬液中分散的细胞往往很快就贴附在瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁。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。人们通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。(3)贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖,这样的过程称为传代培养;一般传至10代后就不易传下去了,传至10~50代时,增殖会逐渐缓慢,以至于完全停止,部分细胞的细胞核型会发生改变;继续培养时,少部分细胞发生了突变,朝着等同于癌细胞的方向发展。(4)动物细胞培养的④和⑥过程都要放在恒温的CO2培养箱中培养。

答案:(1)②和⑤　解除由于接触对细胞生长和增殖的抑制　(2)原代培养　贴壁　(3)传代培养　癌细胞

(4)CO2培养箱

[拓展应用]

12.某研究小组为测定某种药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行细胞培养。下列说法正确的是              (　　)

A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,也可用胃蛋白酶处理

B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸

C.甲、乙细胞在持续培养的过程中,乙会出现停止增殖的现象

D.培养肝细胞的培养液也能用来培养乙型肝炎病毒

解析:动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,而在这样的环境中胃蛋白酶会变性失活,因此在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,可用胰蛋白酶处理;细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH;乙细胞在体外培养时会出现停止增殖的现象,而甲细胞没有此特性;病毒必须寄生在活细胞中,不能只用培养液培养。

答案:C

13.下图所示为利用胚胎干细胞(ES细胞)治疗糖尿病的技术流程,下列有关叙述错误的是 (　　)

ES细胞扩增分化胰岛样细胞

糖尿病小鼠

A.ES细胞可以用于治疗人类的某些顽症

B.ES细胞在体外培养时需加入分化诱导因子

C.利用ES细胞可防止移植后的免疫排斥问题

D.糖尿病小鼠的治疗过程体现了ES细胞的全能性

解析:通过诱导,ES细胞可以增殖分化为特定的组织细胞,可以用于治疗人类的某些顽症;ES细胞在体外培养时需加入分化诱导因子;由于利用的ES细胞来自自身,由此培育出的细胞与患者不会发生免疫排斥反应,所以可防止移植后的免疫排斥问题;糖尿病小鼠的治疗过程没有体现ES细胞的全能性,因为ES细胞没有分化为其他细胞,也没有发育成完整的生物个体。

答案:D

14.下图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线图,图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。下列有关叙述正确的是              (　　)

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B点

C.细胞培养过程中,环境中的5%CO2可以刺激细胞呼吸

D.培养过程中细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

解析:动物细胞培养选用的材料大多取自胚胎或幼龄动物的组织、器官;AB段细胞增殖几乎停滞,可能是发生了接触抑制,B点之后细胞开始增殖,则原代培养和传代培养的分界点是B点;细胞培养过程中,环境中的5%CO2可以维持培养液的pH;培养过程中会出现细胞接触抑制现象,因此不会形成多层细胞。

答案:B

15.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,培养过程及结果如下图所示。下列有关叙述错误的是              (　　)

A.对照组中应加入与实验组等体积的二甲基亚砜溶剂

B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数

C.细胞培养需要在无菌、无毒且温度适宜的环境中进行

D.根据实验结果,可以初步判断这两种药物都具有抗癌作用,且药物Y的抗癌效果较好

解析:根据单一变量原则可知,对照组中加入的溶剂是和实验组等体积的二甲基亚砜,以排除溶剂对实验结果的干扰;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,从而获得游离的肝癌细胞并计数;为了防止污染,细胞培养需要在无菌、无毒且温度适宜的环境中进行;根据实验结果可知,最终细胞的数量:对照组(7.8×106)>药物Y实验组(5.3×105)>药物X实验组(6.7×104),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。

答案:D

16.接种新型冠状病毒疫苗是建立群体免疫屏障、防止疫情暴发的主要手段。新型冠状病毒灭活疫苗是使用非洲绿猴肾(Vero)细胞进行病毒培养扩增,经β-丙内酯灭活病毒,保留抗原成分以诱导机体产生免疫应答,并加用氢氧化铝佐剂以提高免疫原性。请回答下列问题。

(1)非洲绿猴肾(Vero)细胞培养是疫苗研发的主要环节。培养中,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制的气体条件是　　　　　与5%二氧化碳的混合气体,二氧化碳的主要作用是　 　　　　　　　　　　　　　。在使用合成培养基时通常需加入血清,血清的作用是　 　。 

(2)把新型冠状病毒毒株接种于 Vero 细胞培养液后在适宜条件下培养,出现细胞病变时,收获　　　　(填“细胞培养液”或“Vero 细胞”),纯化后加入适宜浓度的β-丙内酯灭活,并加用氢氧化铝佐剂以提高免疫原性。 

(3)为检测某种灭活疫苗的安全性,某研究所选择了15只生理状况相同的大鼠,随机分为5组。A组每只注射 0.5 μg 疫苗;B组每只注射5 μg疫苗;C组每只注射50 μg 疫苗;D组每只注射5 mg疫苗;E组进行X操作。第1次免疫后, 第7天加强免疫,第21天攻毒,第35天解剖检验。A、B、C、D组均出现抗新型冠状病毒抗体,且均未出现免疫病理反应。

①该实验的自变量是　　　　,因变量是　 　　　　　　　　　　　　　,对E组的X操作是　　　　　　。 

②该实验结果证明 　。 

解析:(1)在动物细胞培养中,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要95%的空气与5%的二氧化碳的气体条件,该气体条件不仅能满足细胞正常代谢过程中对氧气的需求,还能调节培养液的pH。由于动物细胞生活的内环境还有一些成分尚未研究清楚,所以需要加入动物血清以提供一个类似生物体内的环境,动物血清的作用是为培养细胞提供必要的营养物质和各种细胞生长增殖必需的微量物质。 (2)把新型冠状病毒毒株接种于 Vero 细胞培养液后,在适宜条件下培养,出现细胞病变时,收获细胞培养液纯化后加入适宜浓度的β-丙内酯灭活,并加用氢氧化铝佐剂以提高免疫原性。(3)分析实验目的、分组、操作及结果可知:该实验的自变量是疫苗注射的剂量,因变量为是否出现抗体及有无免疫病理反应;E组作为对照组,对E组的X操作是注射生理盐水。检验结果是A、B、C、D组均出现抗新型冠状病毒抗体,且均未出现免疫病理反应。而作为对照的E组,若出现相应的感染新型冠状病毒的病症,则该实验结果可以证明该种灭活疫苗是安全的,能有效预防新型冠状病毒感染且无免疫病理反应。

答案:(1)95%空气　维持培养液的pH　为培养细胞提供必要的营养物质和各种细胞生长增殖必需的微量物质

(2)细胞培养液　(3)①疫苗注射的剂量　是否出现抗体及有无免疫病理反应　注射生理盐水　②该种灭活疫苗是安全的,能有效预防新型冠状病毒感染且无免疫病理反应