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2.3动物细胞工程及其应用（第1课时）——高二生物学苏教版（2019）选择性必修三同步课时作业
一、单项选择题
1.下列关于核移植或胚胎移植的操作，不可行的是( )
A.羊乳腺细胞核移植 B.羊的早期胚胎移植
C.蛙的红细胞核移植 D.蛙的早期胚胎移植
2.利用细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，不涉及的操作是( )
A.卵母细胞的培养 B.重构胚的激活
C.动物细胞融合 D.体外受精
3.克隆猴中中和华华的制备流程大致如下：取母猴A的卵细胞，去核作为受体→诱导猴B的胚胎成纤维细胞与受体细胞进行细胞融合→胚激活并注射去甲基化酶的mRNA→胚胎体外培养并胚胎移植。下列关于克隆猴诞生过程的叙述错误的是( )
A.去核过程需用到精密的显微操作仪器
B.核移植时需用到高效率的细胞融合法
C.推测正常受精卵中会发生去甲基化过程
D.中中和华华的质基因完全由母猴A提供
4.大熊猫是我国的国宝，尽管采取了许多保护措施，但由于其繁殖能力及幼仔成活率均较低，数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。下列相关叙述错误的是( )
A.体细胞核移植过程中只能通过显微操作方法去除细胞核
B.体细胞核移植过程中用的受体细胞是发育到MⅡ时期的卵母细胞
C.重构胚需要用电刺激、Ca2＋载体等手段进行激活
D.用体细胞核移植技术克隆出大熊猫，体现了动物细胞核具有全能性
5.某科研团队通过孤雌生殖技术、核移植技术获得幼猪的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.孤雌生殖克隆猪与核移植克隆猪相比，缺少父方染色体,基因减少一半
B.可用促性腺激素处理良种母猪,使其超数排卵
C.获得孤雌生殖猪的过程说明次级卵母细胞具有全能性
D.核移植中的“去核”是指去除卵母细胞中的纺锤体一染色体复合物
6.研究人员通过体细胞克隆技术将分散在国内不同区域养殖场、适应性好、抗逆性强、超高产的“超级奶牛”种质资源集中起来，便于良种奶牛繁殖。下列叙述错误的是( )
A.结合胚胎移植和胚胎分割技术，可快速培育出“超级奶牛”群体
B.运用克隆技术集中“超级奶牛”种质资源，有利于发挥生物多样性的直接价值
C.“超级奶牛”的成功克隆说明奶牛的体细胞具有全能性
D.体细胞克隆技术在新领域的应用，可避免从国外引进活牛的生物安全风险
7.关于动物细胞培养的叙述，错误的是( )
A.培养液中通常需要添加血清等天然成分
B.传代培养前可用胃蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散
C.分瓶培养前需用培养液稀释调整到合适的细胞密度
D.培养过程中通过定期更换培养液以保证无毒环境
8.源于非洲绿猴肾细胞的Vero细胞系是一种连续细胞系。Vero细胞不表达干扰素，但干扰素受体功能正常。因此，Vero细胞对很多病毒敏感，是生产病毒疫苗的理想材料。下列叙述错误的是( )
A.Vero细胞的培养需要使用CO 培养箱
B.Vero细胞可多次分裂，具有不死性
C.Vero细胞用于培养病毒时，培养液中应添加适量干扰素
D.Vero细胞可用于测定药物对病毒复制速度的影响
9.对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列叙述错误的是( )
A.在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞呼吸
C.动物细胞培养过程中必须保证培养环境是无菌、无毒的
D.在合成培养基中，通常需加入血清等天然成分
10.下列关于动物细胞培养和植物细胞培养的叙述，正确的是( )
A.动物细胞培养的原理是细胞增殖，植物细胞培养的原理是植物细胞的全能性
B.植物细胞培养的主要目的是获得植物在生长和生存过程中必需的次生代谢物
C.在进行动物细胞传代培养时，悬浮培养的细胞可以直接用离心法收集
D.动物细胞培养需在培养基中添加血清等天然成分，并将它们置于95%O2和5%CO2的气体环境中培养
11.人造皮肤的构建需要使用动物细胞培养技术，下列相关叙述正确的是( )
A.贴壁细胞在分裂生长到出现接触抑制后会分化成不同类型
B.除进行好消毒，动物细胞培养过程中往往加入抗生素
C.进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶来分散细胞
D.体外培养动物细胞所需的基本条件与细胞所处的内环境理化条件是大不相同的
12.某研究小组为测定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）进行动物细胞培养。下列叙述正确的是( )
A.制备肝细胞悬液时可用胃蛋白酶处理肝组织
B.动物细胞培养时通常需要加入血清等天然成分
C.恒温培养箱中CO2浓度维持在5%左右，主要为了维持细胞内的PH
D.乙细胞在原代培养过程中，通常会出现停止增殖的现象
13.我国科学家经多年反复试验，获得了体细胞克隆猴。培育过程中，为提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了重构胚，克隆猴的培育流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.从胎猴中取出的体细胞，需在添加天然血清的合成培养基中培养
B.卵母细胞的“去核”实际是指去除卵母细胞的纺锤体-染色体复合物
C.TSA处理重构胚可降低组蛋白的乙酰化水平，从而提高胚胎的发育率和妊娠率
D.与鼠相比，培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义
二、非选择题
14.某生物兴趣小组对一种抗癌新药进行实验时，以动物肝癌细胞为材料，测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响。请回答下列有关问题：
（1）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____________培养基。
（2）体外培养的动物细胞有一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这种现象称为____________，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____________。
（3）一般来说，在动物细胞培养过程中，除了提供细胞所需的营养物质外，还需提供____________、____________、____________等环境条件。
（4）进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用收集，贴壁细胞需要重新用酶等处理，使之分散成单个细胞，然后收集____________。
（5）请你帮助兴趣小组的同学分析本实验，实验的自变量和因变量分别是____________。
15.2018年1月25日报道，两只克隆猕猴“中中”和“华华”在中国诞生，突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题，将为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病带来前所未有的光明前景，图为过程流程图，请回答下列有关问题：
（1）动物细胞培养一般分为____________和传代培养两个阶段过程。在前一阶段，贴壁的细胞会出现____________现象，所以要进行传代培养。
（2）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是____________。
（3）①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至____________时期再进行，目前使用的去核方法是____________。
（4）在猕猴体细胞核移植实验中，若最终获得的克隆猴与供体猴性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因：____________。
（5）上述过程中涉及的动物细胞工程技术有____________。克隆猴的成功，说明了动物____________具有全能性。
答案以及解析
1.答案：D
解析：AB、将羊乳腺细胞核移植到去核卵细胞中，形成的重组细胞需要培养至早期胚胎后再植入代孕母体，A、B可行；C、蛙的红细胞核移植到去核卵细胞中，形成的重组细胞培养至早期胚胎后可以在体外继续发育成个体，C可行；D、蛙是体外发育，不需要胚胎移植，D不可行。故选D。
2.答案：D
解析：A、在该过程中需要采集卵母细胞并在体外培养到MⅡ期，A错误；
B、在细胞核移植过程中需要用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，B错误；
C、通过电融合法使两细胞融合，供体细胞与去核的卵母细胞融合，形成重构细胞，涉及动物细胞融合，C错误；
D、在细胞核移植技术中没有涉及体外受精，D正确。
故选D。
3.答案：D
解析：1、动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体；
培育“中中”和“华华”两只克隆猕猴所用到的技术手段有核移植、胚胎移植等技术手段。
A、去核过程是通过显微操作去核，需要精密的显微操作仪器来完成，A正确；
B、核移植时先将纤维细胞注入去核的卵子细胞，通过电融合法等使两细胞融合，需用到高效率的细胞融合法，B正确；
C、由题意可知，胚激活时注射去甲基化酶的mRNA，可推测正常受精卵中会发生去甲基化过程，C正确；
D、中中和华华是由猴B的胚胎成纤维细胞与受体细胞（猴A的卵细胞，去核）进行细胞融合后培养得到的胚胎发育而形成的，因此中中和华华的质基因由母猴A和猴B共同提供的，D错误。
故选D。
4.答案：A
解析：A、体细胞核移植过程中普遍采用的是显微操作方法去除细胞核，也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法去核，A错误；B、体细胞核移植过程中用的受体细胞是发育到MⅡ时期的卵母细胞，该细胞的细胞质中含有激活细胞核全能性发挥的物质，B正确；C、重构胚需要用电刺激、Ca2＋载体、蛋白酶合成抑制剂等手段进行激活，C正确；D、用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物细胞的细胞核具有全能性，不能体现细胞具有全能性，D正确。故选A。
5.答案：A
解析：孤雌生殖克隆猪与核移植克隆猪相比，缺少父方染色体，基因并没有减少一半，A错误；可用促性腺激素处理良种母猪，使其超数排卵，B正确；获得孤雌生殖猪的过程说明次级卵母细胞具有全能性，C正确；核移植中的“去核”是指去除卵母细胞中纺锤体一染色体复合物，D正确。
6.答案：C
解析：A、胚胎分割能够得到多个基因型相同的个体，胚胎移植是胚胎技术的最后一个环节，结合胚胎移植和胚胎分割技术，可快速培育出“超级奶牛”群体，A正确；B、直接接价值是对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的，运用克隆技术集中“超级奶牛”种质资源，有利于发挥生物多样性的直接价值，B正确；C、“超级奶牛”的成功克隆，说明奶牛体细胞的细胞核具有发育为完整个体的能力，即体细胞细胞核具有全能性，C错误；D、体细胞克隆技术属于无性繁殖技术，该技术在新领域的应用，可避免从国外引进活牛的生物安全风险，如传染病的引进等，D正确。故选C。
7.答案：B
解析：A、培养液中通常需加入血清、血浆等天然成分，为动物细胞增殖过程提供必需的成分，A正确；
B、传代培养前可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散，不用胃蛋白酶，B错误；
C、分瓶培养前需用培养液稀释调整到合适的细胞密度，有利于细胞增殖，C正确；
D、细胞培养液应定期更换培养液，以便清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，D正确。
故选B。
8.答案：C
解析：A、动物细胞培养的过程中需要控制培养箱中的气体条件为95%空气+5%CO2，其中CO2起到维持培养液的pH的作用，A正确；B、Vero细胞系是一种连续细胞系，可多次分裂，具有不死性，B正确；C、向Vero细胞培养液中加入适量抗生素可防止杂菌污染，而干扰素抗病毒，C错误；D、病毒必须寄生在活细胞内，因此Vero细胞可作为新冠病毒大量繁殖的“培养基”，可用于测定药物对病毒复制速度的影响，D正确。故选C。
9.答案：B
解析：A、在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以分解组织细胞间的蛋白质，得到单个细胞，A正确；B、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，B错误；C、动物细胞培养过程中必须保证培养环境是无菌、无毒的，C正确；D、合成培养基的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常需加入血清、血浆等天然成分，D正确。故选B。
10.答案：C
解析：A、动物细胞培养的原理是细胞增殖，植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，A错误；B、植物细胞培养的主要目的是通过大规模的细胞培养，以获得人类所需的细胞次生代谢物，B错误；C、在进行动物细胞传代培养时，悬浮培养的细胞可以直接用离心法收集，C正确；D、动物细胞培养需在培养基中添加血清等天然成分，并将它们置于95%空气和5%CO2的气体环境中培养，D错误。故选C。
11.答案：BC
解析：A、贴壁细胞在分裂生长到出现接触抑制后细胞不会生长也不会分化，A错误；B、进行消毒后，一般还需要加入抗生素再进行动物细胞的培养，其目的是防止杂菌污染，同时还需要定期更换培养基，B正确；C、一般情况下，进行动物细胞培养时需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，C正确；D、体外培养动物细胞所需的基本条件应该与细胞所处的内环境理化条件相同才有利于细胞的培养，D错误。故选BC。
12.答案：BD
解析：A、动物细胞培养制备细胞悬液时，胃蛋白酶会因为pH不适宜而失去活性，应用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，A错误；B、动物细胞培养时，为保证细胞的正常生长，通常需要加入血清等天然成分，B正确；C、细胞培养过程需要适宜的pH，恒温培养箱中CO2浓度维持在5%左右，CO2的主要作用是维持培养液的pH，C错误；D、乙细胞是正常肝细胞，在原代培养过程中，细胞贴壁生长，细胞数目不断增多，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，D正确。故选BD。
13.答案：ABD
解析：A、因为动物细胞培养需要在由糖类、氨基酸、无机盐、维生素等构成的合成培养基的基础上，加入血清等天然成分，所以从胎猴中取出的体细胞，需在添加天然血清的合成培养基中培养，A正确；B、将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期后，进行去核操作，去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体-染色体结构，B正确；C、TSA是组蛋白脱乙酰酶抑制剂，用TSA处理重构胚可提高组蛋白的乙酰化水平，调节重构胚相关基因的表达，从而提高胚胎的发育率和妊娠率，C错误；D、猴属于灵长类动物，与人更接近，因此与鼠相比，培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义，D正确。故选ABD。
14.答案：（1）合成
（2）细胞贴壁；接触抑制
（3）无菌、无毒；适宜的温度；气体环境
（4）收集细胞制成细胞悬液，分瓶培养
（5）是否加入抗癌药物、细胞增殖后的数量
解析：（1）将动物细胞所需要的各种营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，还要加入血清等天然成分。
（2）体外培养的动物细胞有一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，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，这种现象称为接触抑制，若要继续培养需要利用胰蛋白酶处理获得单细胞悬液。
（3）由于动物细胞培养液中含有丰富的营养，因此，一般来说，在动物细胞培养过程中，除了提供细胞所需的营养物质外，还需提供无菌、无毒、适宜的温度和气体等环境条件。
（4）进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后收集，之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。
（5）该实验的目的是测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响，因此自变量为是否加入抗癌药物，因变量为细胞增殖后的数量，实验组和对照组除了自变量不同外，其他处理均应该相同，这是为了遵循实验设计的单一变量原则。
15.答案：（1）原代培养；接触抑制
（2）动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难
（3）MⅡ；显微操作
（4）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆猴的性状产生影响
（5）动物细胞培养、动物细胞核移植、（早期）胚胎移植；体细胞的细胞核
解析：（1）动物细胞培养的过程分为原代培养和传代培养两个阶段。原代培养是指从供体获取组织或细胞后的初次培养，将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养，原代培养贴壁的细胞会出现接触抑制的现象，所以要进行传代培养。
（2）由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。
（3）过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至MⅡ（减数第二次分裂中）时期再进行。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法，还可以采用其他方法，如梯度离心，紫外光短时间照射，化学物质处理等。
（4）克隆动物的遗传物质来自供核的亲本和提供卵母细胞（质）的亲本，因此克隆动物表现的与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度来说，是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆猴的性状产生影响，据此可推测获得的克隆猴与供体猴性状不完全相同。
（5）由图可知，上述动物细胞工程中涉及的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、（早期）胚胎移植。克隆猴的成功，说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。

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