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2.2.1动物细胞培养（分层作业）
基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练
（限时：20min）
知识点1 动物细胞培养的条件
1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件有（ ）
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③培养液中需加血浆 ④温度与动物体温相近
⑤需要O2 ⑥加CO2维持培养液的pH
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
【答案】A
【解析】①动物细胞培养需要无毒环境，①正确；
②动物细胞培养需要无菌环境，②正确；
③用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质，③正确；
④动物细胞培养需要适宜的温度和pH，其中温度要与动物体温相近，④正确；
⑤动物细胞培养需要一定的气体环境，95%空气和5%的CO2，⑤正确；
⑥5%的CO2能调节培养液pH，⑥正确。
故选A。
2．动物细胞培养要处于无菌、无毒的环境中，下列操作与其无关的是（　　）
A．对培养液和培养用具进行无菌处理
B．向培养液中添加生长素、细胞分裂素等成分
C．定期更换培养液，防止代谢产物积累
D．在培养液中添加一定量的抗生素
【答案】B
【解析】A、对培养液和培养用具进行无菌处理，可以为动物细胞培养提供无菌环境，故对培养液和培养用具进行无菌处理是动物细胞培养必要的操作，A不符合题意；
B、生长素和细胞分裂素是植物激素，不能用于动物细胞培养，故向培养液中添加生长素、细胞分裂素等成分不是动物细胞培养必要的操作，B符合题意；
C、动物细胞培养过程中，应定期更换培养液，以防止代谢产物积累对细胞自身造成危害，故定期更换培养液是动物细胞培养必要的操作，C不符合题意；
D、在培养液中添加一定量的抗生素可以杀灭细菌，为动物细胞培养提供无菌环境，故在培养液中添加一定量的抗生素是动物细胞培养必要的操作，D不符合题意。
故选B。
知识点2 动物细胞培养的过程
3．动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程，是动物细胞工程的基础。关于动物体细胞培养过程中细胞的活动或特性，下列叙述错误的是（　　）
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
【答案】D
【解析】AC、在动物细胞培养过程中，细胞通常贴壁生长，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触性抑制，此时瓶壁上形成的细胞层数是一层，AC正确；
B、动物细胞培养的基础是动物细胞增殖，即进行有丝分裂，B正确；
D、随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的细胞，但极少数细胞可以连续增殖，其中有的遗传物质会发生改变，D错误。
故选D。
动物细胞培养包含原代培养和传代培养，其中原代培养过程如图所示，下列对相关处理及原因的叙述，错误的是（　　）
A．容器甲中幼龄动物组织需要剪碎处理，因为细胞靠在一起限制细胞的生长和增殖
B．锥形瓶乙中用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞，因为细胞间的物质主要是蛋白质
C．培养瓶丙应置于100%O2中培养，因为O2是细胞代谢所必需的
D．培养瓶丙需灭菌处理，培养时细胞大多具有贴壁生长和接触抑制的特点
【答案】C
【解析】A、进行动物细胞培养时，首先将取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使之分散成单个细胞，因为细胞靠在一起限制细胞的生长和增殖，A正确；
B、之所以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，是因为细胞间的物质主要是蛋白质，而酶具有专一性，B正确；
C、细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH，所以要将培养瓶置于95%的空气加5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养，C错误；
D、动物细胞培养时，培养瓶丙需灭菌处理，细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，要求培养瓶的内表面光滑、无毒、易于贴附，D正确。
故选C。
动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下图是动物细胞培养过程的示意图，其中①～⑤表示具体过程。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．使用合成培养基培养动物细胞时，需要加入动物血清等天然成分
B．①过程需要将动物组织剪碎并用胃蛋白酶或胰蛋白酶处理一段时间
C．细胞悬浮液中的动物细胞都会贴壁生长增殖，最终发生接触抑制现象
D．③④过程分别是原代培养和传代培养，都需要在CO2培养箱中培养
【答案】A
【解析】A、合成培养基是人工配制的培养基，但缺乏天然成分，因此必须添加动物血清（如胎牛血清）以支持细胞生长和增殖，A正确；
B、动物细胞培养的适宜pH是7.2-7.4，该pH下胃蛋白酶会失活，所以动物细胞培养过程中，应用胰蛋白酶处理部分组织使细胞分散获得单个细胞，B错误；
C、正常动物细胞培养分为两类，一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖，另一类细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，贴壁细胞会出现接触抑制现象，悬浮型细胞不会出现接触抑制现象，C错误；
D、③④过程都是传代培养，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的细胞，都需要在CO2培养箱中培养，D错误。
故选A。
6.下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是（ ）
A．通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养
B．培养环境中需要O2，不需要CO2
C．发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶处理细胞
D．动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑
【答案】B
【解析】A、通常将动物组织经胰蛋白酶处理后的初次培养称为原代培养，A正确；
B、动物细胞培养的气体环境为：95%空气+5%CO2，即培养环境中需要O2，也需要CO2，B错误；
C、发生接触抑制时，需要再次使用胰蛋白酶处理细胞，制成细胞悬浮液，C正确；
D、动物细胞培养时，要求培养瓶或培养皿的内表面要光滑、无毒，易于贴附，D正确。
故选B。
7.从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．传代培养时，培养皿需密封防止污染
B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C．直接用离心法收集细胞进行传代培养
D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
【答案】D
【解析】A、传代培养时培养器皿容许内部气体和培养箱中的气体进行交换，A错误；
B、选取②的细胞进行传代培养比①更合理，②时细胞增长开始变得缓慢，B错误；
C、对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，先需要用胰蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，C错误；
D、细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、细胞间产生接触抑制有关，D正确。
故选D。
8．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块
B．动物细胞培养时通常将其置于含95%O2和CO2浓度维持在5%左右的培养箱中进行培养
C．为了保证细胞培养所需的无毒环境，需大量添加各种抗生素
D．本实验应设置对照实验，以检测药物对甲、乙的毒性大小
【答案】D
【解析】A、在利用肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶，不能使用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用，但这样的环境不适于细胞生存，A错误；
B、细胞培养应在含95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH值）的培养箱中进行培养，B错误；
C、无菌无毒的操作环境和培养环境是保证细胞在体外培养成功的首要条件，为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，C错误；
D、本实验应设置对照实验，用添加甲药物、乙药物的培养液分别培养细胞，根据变异细胞占培养细胞的比例，以检测药物对甲、乙的毒性大小，D正确。
故选D。
9.通过细胞培养构建的人造皮肤在治疗大面积烧伤时具有较好的应用前景，下列叙述正确的是（ ）
A．由于对细胞所需的营养物质未全部研究清楚，培养时通常加入血清
B．选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，可以降低免疫排斥的发生
C．细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入纤维素酶处理贴壁的细胞
D．细胞培养时需置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱
【答案】A
【解析】
A、在进行动物细胞培养时，培养液中通常需加入血清、血浆等一些天然成分，主要目的是为细胞提供促生长因子，以补充细胞生长和增殖过程中所需的营养物质，A正确；
B、选择患者自身的细胞进行培养获得人造皮肤，可以避免免疫排斥的发生，选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，一般会发生免疫排斥反应，B错误；
C、细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁的细胞，C错误；
D、细胞培养时需置于95%空气（细胞代谢必需的）5%的CO2（维持培养液的pH）的混合气体的CO2培养箱进行培养，D错误。
故选A。
知识点3 干细胞培养及其应用
10.下列关于胚胎干细胞的叙述，不正确的是（　　）
A．可从早期胚胎和原始性腺中分离获得
B．体积小，细胞核大，核仁明显
C．在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化
D．分化成新的组织、器官的过程体现了细胞的全能性
【答案】D
【解析】A、ES细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，A正确；
B、ES细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显的特点，B正确；
C、在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化，C正确；
D、细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。胚胎干细胞被诱导分化为各种组织、器官的过程，没有发育成个体，不能体现细胞全能性，D错误。
故选D。
11.下列关于胚胎干细胞（简称ES细胞）和iPS细胞及其应用的说法，正确的是（ ）
A．ES细胞存在于早期胚胎中，不能分化形成生物个体
B．ES细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织
C．iPS细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织
D．iPS细胞是人工诱导产生的，可诱导分化成为多种组织细胞
【答案】D
【解析】A、根据分析，ES细胞来源于早期胚胎细胞，在功能上，具有发育的全能性，能形成各种功能的细胞，在特定环境下能形成生物个体，A错误；
B、ES细胞存在于早期胚胎或原始性腺，不存在于成体组织内，B错误；
C、iPS细胞是人工诱导的多能干细胞，动物本身不具有，C错误；
D、iPS细胞是人工诱导产生的，是高度分化的细胞脱分化而来，能分化成多种组织细胞，D正确。
故选D。
12．干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，医学家们正在尝试利用干细胞治疗一些顽疾。下列说法不正确的是（　　）
A．同一生物个体中，神经细胞与干细胞所含有的遗传物质不同
B．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能
C．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
D．干细胞包括成体干细胞和胚胎干细胞
【答案】A
【解析】A、同一生物个体中，神经细胞与干细胞都是由受精卵增殖和分化形成，细胞分化是基因选择性表达的结果，故神经细胞与干细胞所含有的遗传物质相同，A错误；
B、干细胞保留了分裂和分化能力，利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能，B正确；
C、细胞分化是基因选择性表达的结果，因此各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果，C正确；
D、干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞，D正确。
故选A。
13.科学家们从27种候选分子中，通过排列组合实验，最终选取了8种在卵子发育早期十分关键的分子（NOBOX， FIGLA， TBPL2， SOHLH1， STAT3， DYNLL1， SUB1， and LHX8），通过基因工程的方法改造这些胚胎干细胞，赋予了胚胎干细胞制造这8种蛋白质的能力。这些蛋白质表达以后，通过调控细胞的分化，将这些胚胎干细胞转化成了像卵子一样的细胞，它们甚至还可以与精子受精，并且发育成一个早期胚胎。下列相关叙述正确的是（　　）
A．胚胎干细胞制造出这8种蛋白质是细胞全能性的体现
B．上述方法得到的早期胚胎通过代孕能发育为正常个体
C．胚胎干细胞转化成像卵子一样的细胞是通过细胞分化来实现的
D．胚胎干细胞能够不断分裂和分化，不会发生衰老和凋亡
【答案】C
【解析】A、细胞全能性体现必须由细胞发育得到完整个体，胚胎干细胞制造出8种蛋白质并未体现细胞全能性，A错误；
B、由于上述方法得到的早期胚胎是由胚胎干细胞转化后和精子受精结合形成的，胚胎干细胞是体细胞，并不是经过减数分裂得到染色体减半的卵细胞，故通过代孕不能得到正常个体，B错误；
C、据题干信息，通过基因工程赋予胚胎干细胞制造8种蛋白质的能力，在这些蛋白质表达以后，通过调控细胞的分化，将这些胚胎干细胞转化成了像卵子一样的细胞，C正确；
D、胚胎干细胞也会发生衰老和凋亡，D错误。
故选C。
14.科学家将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干细胞功能的诱导多能干细胞（iPS细胞）。如图为该技术在人体细胞中实验示意图，据图分析下列说法正确的是（　　）
A．iPS细胞与肌肉细胞有相同遗传物质，关键基因在肌肉细胞中能复制、转录和翻译
B．iPS细胞内的蛋白质与肌肉细胞内的相同
C．用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，可避免异体移植产生的免疫排斥反应
D．4个关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境，使iPS细胞功能趋向专门化
【答案】C
【解析】A、由题意可知，4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达，说明肌肉细胞中有关键基因，而iPS细胞无关键基因，因此肌肉细胞与iPS细胞的遗传物质不同，A错误；
B、iPS细胞与肌肉细胞是不同分化的细胞，两种细胞内的蛋白质不完全相同，B错误；
C、用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，是由自身细胞分化来的，可避免异体移植
产生的免疫排斥反应，C正确；
D、由图可知，4个关键基因的表达使肌肉细胞发生了“脱分化”，使iPS细胞功能趋向多能化，D错误。
故选C。
15.阿尔茨海默病患者大脑内Tau蛋白过度磷酸化导致胆碱能神经元损伤、突触丢失，进而引发认知功能衰退。近年来利用诱导多能干细胞（iPS细胞）治疗阿尔茨海默病的研究有了新进展。以下相关叙述不合理的是（　　）
A．可以直接将特定的蛋白质导入患者已分化的T细胞中来诱导形成iPS细胞
B．诱导iPS细胞分化为神经胶质细胞，移植后可增强Tau蛋白的过度磷酸化，保护未损伤的神经元
C．可将iPS细胞定向诱导分化为胆碱能神经元，移植到患者大脑的病变区域，恢复认知功能
D．iPS细胞可以来源于患者的体细胞，理论上移植后可以避免免疫排斥反应
【答案】B
【解析】A、T细胞属于高度分化的免疫细胞，直接将特定的蛋白质导入患者已分化的T细胞中来诱导形成iPS细胞，进而通过定向诱导分化成胆碱能神经元替代损伤的神经元，达到治疗的目的，A正确；
B、神经胶质细胞主要起支持、营养神经元的作用，但Tau蛋白过度磷酸化是神经元损伤的直接原因。若移植分化的神经胶质细胞"增强Tau蛋白过度磷酸化"，反而会加剧神经元损伤，B错误；
C、iPS细胞具有多能性，可定向诱导分化为特定细胞类型（如胆碱能神经元）。移植至病变区域替代损伤神经元，修复神经通路，恢复认知功能，C正确；
D、iPS细胞若源自患者自身体细胞（如成纤维细胞），分化后的移植细胞与自身组织相容性高，可最大限度避免免疫排斥反应，D正确。
故选B。
（限时：10min）
选择题
1.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是（ ）
A．动物细胞培养和植物组织培养所用的培养基不同
B．动物细胞培养和植物组织培养的理论基础不同
C．烟草叶片细胞离体培养能产生新个体，小鼠的ES细胞离体培养可分化成心肌细胞、神经元等细胞
D．动物细胞培养可用于快速繁殖，植物组织培养可用于检测有毒物质
【答案】D
【解析】A、动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同，动物细胞培养采用的是液体培养基，一般含有血清，糖类主要是葡萄糖等、植物组织培养采用的是固体培养基，一般含有植物激素，糖类主要是蔗糖等，A正确；
B、动物细胞培养理论基础是细胞增殖，但植物组织培养的理论基础是细胞全能性，B正确；
C、给予适宜的条件，烟草叶片细胞离体培养能产生新个体；动物细胞离体培养可增殖分化，小鼠的ES细胞离体培养可分化成心肌细胞、神经元等细胞，C正确；
D、动物细胞可以用于检测有毒物质、判断某种物质的毒性；由于植物分生区（如茎尖）细胞分裂旺盛，可用于快速繁殖，且病毒极少甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，D错误。
故选D。
2.在某动物细胞培养过程中，出现细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，体外培养的动物细胞都需进行此操作
B．②加培养液的目的是促进细胞的有丝分裂，以利于分瓶时有足够数量的细胞
C．②培养液中通常含有糖类、维生素、激素等多种能源物质和血清等天然成分
D．③分装时需调整到合适的细胞密度，此时的细胞培养属于传代培养
【答案】D
【解析】A、①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，体外培养的悬浮生长类动物细胞不需进行此操作，A错误；
B、②加培养液，多次加培养液先洗去残留的消化酶，然后终止消化液的消化作用，并对细胞加以稀释，B错误；
C、②培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素等多种物质和血清等天然成分，其中糖类是主要能源物质，C错误；
D、③分装时需调整到合适的细胞密度，因为若密度过大细胞直接仍存在接触抑制，此时的
细胞培养属于传代培养，D正确。
故选D。
3.如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程，下列相关叙述正确的是（　　）
A．“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，但环境污染严重
B．该试验中用到的培养液也能用来培养乙肝病毒
C．生物反应器内应控制适宜的温度，并充入纯氧保证细胞呼吸
D．培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖
【答案】D
【解析】A、理论上来说，仅来自1只动物的干细胞，可制成的肉品数量，比宰杀1头牛还多100万倍，可有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，且温室气体等其他环境污染物也会减少，A错误；
B、该试验中用到的培养液用来培养动物细胞，不能用来培养乙肝病毒，B错误；
C、动物细胞培养的气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%CO2，C错误；
D、动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上，培养瓶中的肌肉母细胞需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖，D正确。
故选D。
4．2018年3月物理学家霍金去世，他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症即“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；也有最新研究结果表明，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．诱导多功能干细胞的分化实质是基因的程序性表达，细胞种类增多
B．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
C．诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核酸相同，而蛋白质完全不相同
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”
【答案】C
【解析】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达（程序性表达），导致细胞种类增加，但遗传物质不变，A正确；
B、渐冻症由突变基因导致毒蛋白合成，替换该基因可阻止毒蛋白产生，属于基因治疗手段，B正确；
C、分化后的细胞核DNA相同，但RNA和蛋白质存在差异；合成的蛋白质不完全相同，C错误；
D、神经干细胞可分化为神经元，修复受损运动神经元，从而改善渐冻症症状，D正确。
故选C。
5．骨髓间充质干细胞（BMSC）在某些诱导剂作用下可分化成心肌细胞，在心脏类疾病的治疗中拥有广阔的应用前景。在细胞培养的过程中，通过检测细胞中基因的表达产物可以判断细胞的分化方向。科研人员研究丹酚酸B（丹参提取物）对BMSC分化的影响，从大鼠体内分离BMSC并进行多代培养，用一定浓度的丹酚酸B处理一段时间后，与对照组相比，实验组中与分化为心肌细胞相关的关键基因的mRNA含量明显增加。下列叙述错误的是（　　）
A．在使用丹酚酸B和生理盐水处理细胞前，需对两种试剂进行灭菌处理
B．原代培养的BMSC出现接触抑制时，需要用胃蛋白酶处理并进行分瓶培养
C．BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞，且具有一定的分化潜能
D．推测丹酚酸B是通过促进相关基因的转录来促进BMSC分化为心肌细胞
【答案】B
【解析】A、动物细胞工程中，应注意无菌操作，在使用丹酚酸B和生理盐水处理细胞前，需对两种试剂进行灭菌处理，A正确；
B、动物细胞培养的pH为7.2-7.4，胃蛋白酶在此条件下会变性失活，故原代培养的BMSC出现接触抑制时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理并进行分瓶培养，B错误；
C、BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞，且具有一定的分化潜能，故能在某些诱导剂作用下可分化成心肌细胞，C正确；
D、基因转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，分析题意可知，用一定浓度的丹酚酸B处理一段时间后，与对照组相比，实验组中与分化为心肌细胞相关的关键基因的mRNA含量明显增加，故据此推测丹酚酸B是通过促进相关基因的转录来促进BMSC分化为心肌细胞，D正确。
故选B。
二、非选择题
6.2019年11月18日上午，中国诞生了第一块“人造肉”，即“细胞培养肉”。下图是“细胞培养肉”生物制造流程图，请结合所学知识回答下列问题：
(1)“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术。
①动物细胞培养的原理是 。
②进行动物细胞培养时，需要用 酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，称为 。动物组织经处理后的初次培养称为 。
③在适宜条件下，培养瓶中的细胞进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 。
④在体外培养细胞时，定期更换培养液的目的是 。
(2)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的 ，以满足细胞对未知营养成分的需求；还需要添加一定量的抗生素，以防 。但从食品安全的角度考虑，在生物制造“细胞培养肉”时，这两种成分均不能添加。
【答案】
(1) ①细胞增殖 ②胰蛋白酶或胶原蛋白 贴壁生长 原代培养 ③接触抑制
④以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
(2) 血清 培养过程被污染
【分析】
动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】（1）①动物细胞培养的结果是得到多个细胞， 其原理是细胞增殖。
②胰蛋白酶或胶原蛋白酶可以将组织分散成单个细胞，进行动物细胞培养时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞；在适宜环境中培养，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，称为贴壁生长；动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，即分瓶之前的培养。
③当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
④为清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，在体外培养细胞时，需要定期更换培养液。
一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的血清，以保证细胞顺利地生长增殖；还需要添加一定量的抗生素，以防培养过程中被污染。
7.人体某基因缺陷会导致肝脏无法进行正常的氨基酸代谢，引起严重的稳态失调。科研人员将干细胞诱导为肝细胞用于研究该病的治疗方法，过程如下图。回答下列问题：
(1)细胞培养是过程A、B能够正常进行的基础。培养时需提供营养物质、无菌无毒的环境、气体环境、 （答出1点）等条件。培养过程中，需用酶处理贴壁细胞，使之分散成单个细胞，用离心法收集后制成细胞悬液再分瓶培养，称为 培养。
(2)过程A中，经诱导得到的肝细胞是 （填“正常”或“异常”）的细胞，可用于药物安全性与有效性检测。该过程类似于植物组织培养中的 （过程）。过程B得到的肝细胞可用于 。
(3)肝细胞可由ES细胞和iPS细胞诱导分化而来。ES细胞必须从胚胎中获取。与将ES细胞诱导得到肝细胞的方式相比。通过iPS细胞诱导的方式应用前景更具优势，原因是 （答出1点即可）。
【答案】
(1)适宜的温度、pH和渗透压 传代
(2)异常 脱分化 移植回病人体内进行治疗
(3)无须破坏胚胎，避免免疫排斥反应
【分析】
1、哺乳动物的胚胎干细胞来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来；
2、胚胎干细胞的特点：具有胚胎细胞的特性，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
3、胚胎干细胞可用于治疗人类的某些顽症，如帕金森综合征。还可培育出人造器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
【详解】
（1）动物细胞培养需要的条件：营养物质、无菌无毒的环境、气体环境、适宜的温度、pH和渗透压等条件；培养过程中，需用胰蛋白（或胶原蛋白）酶处理贴壁细胞，使之分散成单个细胞，用离心法收集后制成细胞悬液再分瓶培养，称为传代培养。
（2）由题意可知过程A中经诱导得到的是基因缺陷的异常的肝细胞，可用于药物安全性与有效性检测；该过程类似于植物组织培养中的脱分化过程，而过程B得到的肝细胞是经过体外基因治疗后恢复正常的肝细胞，因此可移植回病人体内进行治疗。
（3）因为ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了在医学上的应用。iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且可以来自病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后理论上可以避免免疫排斥反应。
（限时：8min）
选择题
利用动物干细胞体外培养获得的肉类产品被称为细胞培养肉，其培养生产过程如图所示。该生产过程可实现高效调控培养条件，缩短生产周期，具有很大的应用前景。下列叙述错误的是（　　）
A．欲将动物组织制成细胞悬液，常需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等进行处理
B．用于反应器培养的“种子”细胞应为肌肉细胞和脂肪细胞
C．生物反应器中添加合成培养基时需添加动物血清等一些天然成分
D．在生物反应器中需要使“种子”细胞进行增殖、分化调控以获得肌肉
【答案】B
【解析】A、欲将动物组织制成细胞悬液，形成单细胞，需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等进行处理，A正确；
B、肌肉细胞和脂肪细胞不能分裂，所以不能作为反应器培养的“种子”细胞，B错误；
C、由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分，C正确；
D、在生物反应器中需要使“种子”细胞进行增殖、分化调控以获得肌肉，D正确。
故选B。
2．现有研究表明，向分化的体细胞中导入4个特定转录因子（OCT4、SOX2、c-MYC、KLF4）进行重编辑可获得多能干细胞（iPS细胞），这些iPS细胞可被诱导分化为能够分泌胰岛素的胰岛B细胞，用于糖尿病治疗。下列相关叙述错误的是（　　）
A．在体外培养iPS细胞时，定期更换培养液可防止代谢产物的积累
B．胰岛B细胞与iPS细胞相比，基因组成与基因表达产物均不相同
C．iPS细胞用病人自身体细胞制备，规避了伦理问题和免疫排斥反应
D．重编辑过程中导入外源转录因子可能会引起突变，增加患癌风险
【答案】B
【解析】A、培养细胞时，细胞的代谢产物积累可能会对细胞产生毒害作用，定期更换培养液可以为细胞提供营养物质，同时清除代谢废物，A正确；
B、分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不发生改变，由iPS细胞分化成的胰岛B细胞，基因组成相同，基因表达产物不完全相同，B错误；
C、用病人的体细胞诱导形成的多能干细胞治疗疾病，由于细胞来自自身，其表面的组织相容性抗原与自身一致，可避免免疫排斥反应；iPS细胞的获得不需要使用卵细胞或者胚胎，这在治疗技术和伦理上比其他方法更有优势，C正确；
D、重编辑过程中导入外源转录因子，相关基因插入可能会引起基因突变，增加患癌风险，D正确。
故选B。
3．利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒，生产流感疫苗，具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大，严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选，成功获得一种无成瘤性的（多代培养不会癌变）、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06。下列叙述错误的是（　　）
A．XF06悬浮培养可提高细胞密度，进而提升生产效率
B．细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
C．可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D．采用无成瘤性细胞生产疫苗，是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
【答案】B
【解析】A、悬浮培养的XF06细胞无需贴壁，可在培养液中自由增殖，从而提高细胞密度，扩大病毒产量，提升生产效率，A正确；
B、XF06细胞的贴壁特性改变是通过筛选获得的遗传特性，而非流感病毒感染所致（病毒感染仅用于扩增病毒，不改变宿主细胞生长方式），B错误；
C、流感病毒释放到细胞裂解液后，离心可分离细胞碎片（沉淀）与病毒（上清液），C正确；
D、无成瘤性细胞不含癌基因，可避免疫苗中混入致瘤性DNA片段，确保疫苗安全性，D正确；
故选B。
非选择题
4.糖尿病是危害全球人类健康的常见疾病，长期以来主要靠注射外源胰岛素进行治疗，严重影响患者的生活质量。我国科学家首次利用化学重编程多能干细胞（CiPSCs）分化而来的胰岛细胞自体移植到一名1型糖尿病（T1DM）患者体内，具体流程如图1所示。在一年跟踪随访中，该病例成功摆脱胰岛素依赖，各项诊断指标恢复至正常水平。
回答下列问题：
(1)T1DM主要是由于免疫系统攻击并破坏胰岛B细胞导致胰岛素分泌不足，引发高血糖症，因此属于 ，CiPSCs能够被诱导形成胰岛细胞依据的原理是 。
(2)研究人员从患者体内抽取脂肪组织，经 分散成单个细胞制备成细胞悬液，然后进行细胞培养分离出脂肪干细胞。在诱导形成CiPSCs的过程中，需精确控制培养基的各种成分，与普通动物细胞培养基相比，不能添加 等天然成分，以免影响细胞分化进程。
(3)利用CiPSCs制备胰岛细胞后，研究人员将糖尿病模型小鼠分为A、B组，A组进行手术但不移植胰岛细胞，B组体内移植胰岛细胞，然后两组均进行腹腔注射葡萄糖实验，结果如图2所示，该实验的目的是 。经过长时间科学论证后，研究人员将胰岛细胞移植回患者体内，一年内定期进行口服耐糖检测（见图3），结果表明患者能摆脱胰岛素依赖，依据是 。（糖尿病的诊断阈值为血糖水平等于或高于200mg/dL）。
(4)传统诱导多能干细胞（iPSCs）常利用病毒等载体将4种转录因子的基因导入体细胞，其中的C-myc和Klf4是原癌基因。据此分析，化学分子诱导CiPSCs的优势是 。
【答案】
(1)自身免疫病 基因的选择性表达
(2)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 动物血清/血清
(3)探究移植胰岛细胞能否降低糖尿病小鼠的血糖水平
移植75天后患者血糖调节恢复正常水平
(4)不会导致细胞异常分裂（避免致癌风险）
【分析】1、人体内有多种激素参与调节 血糖浓度，如糖皮质激素、肾上 腺素、甲状腺激素等，它们通过 调节有机物的代谢或影响胰岛素 的分泌和作用，直接或间接地提 高血糖浓度。胰岛素是唯一能够 降低血糖浓度的激素。
人体的免疫系统具有分辨“自己”和“非己”成分的 能力，一般不会对自身成分发生免疫反应。但是，在某些 特殊情况下，免疫系统也会对自身成分发生反应。如果自 身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，就称为 自身免疫病。
【详解】
（1）自身免疫病是指自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，TIMD就是免疫系统攻击了胰岛B细胞，引起其损伤导致胰岛素分泌不足，故属于自身免疫病。CiPSCs能够诱导形成胰岛细胞说明发生了细胞分化，实质是特定基因的表达（基因的选择性表达）。
（2）动物细胞间隙有蛋白质起黏着作用，故需要用蛋白酶将其水解以达到将细胞分散的目的，而胰蛋白酶和胶原蛋白酶的适宜pH与脂肪组织细胞相近，故研究人员从患者体内抽取脂肪组织，经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制备成细胞悬液，然后进行细胞培养分离出脂肪干细胞。一般普通的动物细胞培养会加入动物血清这样的天然成分来确保各种营养成分全面，同时还考虑到一些我们所不清楚的生长因子的作用，而为了避免生长因子可能起到诱导分化的作用就不添加动物血清。
（3）分析题干可知，自变量是是否移植胰岛细胞，题图图2可知，自变量用血糖浓度变化表示，可知实验目的为探究移植胰岛细胞能否降低糖尿病小鼠的血糖水平；分析图3可知，移植75天后患者血糖调节恢复正常水平，表明了患者能摆脱胰岛素依赖。
（4）传统制备法采用逆转录病毒为载体，将转录因子导入体细胞时，会发生随机整合，会有基因突变的风险，进而癌变；化学分子诱导CiPSCs的优势是不会导致细胞异常分裂（避免致癌风险）。
2 / 22.2.1动物细胞培养（分层作业）
基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练
（限时：20min）
知识点1 动物细胞培养的条件
1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件有（ ）
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③培养液中需加血浆 ④温度与动物体温相近
⑤需要O2 ⑥加CO2维持培养液的pH
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
2．动物细胞培养要处于无菌、无毒的环境中，下列操作与其无关的是（　　）
A．对培养液和培养用具进行无菌处理
B．向培养液中添加生长素、细胞分裂素等成分
C．定期更换培养液，防止代谢产物积累
D．在培养液中添加一定量的抗生素
知识点2 动物细胞培养的过程
3．动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜环境下让细胞生长和增殖的过程，是动物细胞工程的基础。关于动物体细胞培养过程中细胞的活动或特性，下列叙述错误的是（　　）
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
动物细胞培养包含原代培养和传代培养，其中原代培养过程如图所示，下列对相关处理及原因的叙述，错误的是（　　）
A．容器甲中幼龄动物组织需要剪碎处理，因为细胞靠在一起限制细胞的生长和增殖
B．锥形瓶乙中用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理分散成单个细胞，因为细胞间的物质主要是蛋白质
C．培养瓶丙应置于100%O2中培养，因为O2是细胞代谢所必需的
D．培养瓶丙需灭菌处理，培养时细胞大多具有贴壁生长和接触抑制的特点
动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下图是动物细胞培养过程的示意图，其中①～⑤表示具体过程。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．使用合成培养基培养动物细胞时，需要加入动物血清等天然成分
B．①过程需要将动物组织剪碎并用胃蛋白酶或胰蛋白酶处理一段时间
C．细胞悬浮液中的动物细胞都会贴壁生长增殖，最终发生接触抑制现象
D．③④过程分别是原代培养和传代培养，都需要在CO2培养箱中培养
6.下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是（ ）
A．通常将动物组织经处理后的初次培养称为原代培养
B．培养环境中需要O2，不需要CO2
C．发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶处理细胞
D．动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑
7.从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．传代培养时，培养皿需密封防止污染
B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C．直接用离心法收集细胞进行传代培养
D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
8．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块
B．动物细胞培养时通常将其置于含95%O2和CO2浓度维持在5%左右的培养箱中进行培养
C．为了保证细胞培养所需的无毒环境，需大量添加各种抗生素
D．本实验应设置对照实验，以检测药物对甲、乙的毒性大小
9.通过细胞培养构建的人造皮肤在治疗大面积烧伤时具有较好的应用前景，下列叙述正确的是（ ）
A．由于对细胞所需的营养物质未全部研究清楚，培养时通常加入血清
B．选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，可以降低免疫排斥的发生
C．细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入纤维素酶处理贴壁的细胞
D．细胞培养时需置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱
知识点3 干细胞培养及其应用
10.下列关于胚胎干细胞的叙述，不正确的是（　　）
A．可从早期胚胎和原始性腺中分离获得
B．体积小，细胞核大，核仁明显
C．在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化
D．分化成新的组织、器官的过程体现了细胞的全能性
11.下列关于胚胎干细胞（简称ES细胞）和iPS细胞及其应用的说法，正确的是（ ）
A．ES细胞存在于早期胚胎中，不能分化形成生物个体
B．ES细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织
C．iPS细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织
D．iPS细胞是人工诱导产生的，可诱导分化成为多种组织细胞
12．干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，医学家们正在尝试利用干细胞治疗一些顽疾。下列说法不正确的是（　　）
A．同一生物个体中，神经细胞与干细胞所含有的遗传物质不同
B．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能
C．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
D．干细胞包括成体干细胞和胚胎干细胞
13.科学家们从27种候选分子中，通过排列组合实验，最终选取了8种在卵子发育早期十分关键的分子（NOBOX， FIGLA， TBPL2， SOHLH1， STAT3， DYNLL1， SUB1， and LHX8），通过基因工程的方法改造这些胚胎干细胞，赋予了胚胎干细胞制造这8种蛋白质的能力。这些蛋白质表达以后，通过调控细胞的分化，将这些胚胎干细胞转化成了像卵子一样的细胞，它们甚至还可以与精子受精，并且发育成一个早期胚胎。下列相关叙述正确的是（　　）
A．胚胎干细胞制造出这8种蛋白质是细胞全能性的体现
B．上述方法得到的早期胚胎通过代孕能发育为正常个体
C．胚胎干细胞转化成像卵子一样的细胞是通过细胞分化来实现的
D．胚胎干细胞能够不断分裂和分化，不会发生衰老和凋亡
14.科学家将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干细胞功能的诱导多能干细胞（iPS细胞）。如图为该技术在人体细胞中实验示意图，据图分析下列说法正确的是（　　）
A．iPS细胞与肌肉细胞有相同遗传物质，关键基因在肌肉细胞中能复制、转录和翻译
B．iPS细胞内的蛋白质与肌肉细胞内的相同
C．用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，可避免异体移植产生的免疫排斥反应
D．4个关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境，使iPS细胞功能趋向专门化
15.阿尔茨海默病患者大脑内Tau蛋白过度磷酸化导致胆碱能神经元损伤、突触丢失，进而引发认知功能衰退。近年来利用诱导多能干细胞（iPS细胞）治疗阿尔茨海默病的研究有了新进展。以下相关叙述不合理的是（　　）
A．可以直接将特定的蛋白质导入患者已分化的T细胞中来诱导形成iPS细胞
B．诱导iPS细胞分化为神经胶质细胞，移植后可增强Tau蛋白的过度磷酸化，保护未损伤的神经元
C．可将iPS细胞定向诱导分化为胆碱能神经元，移植到患者大脑的病变区域，恢复认知功能
D．iPS细胞可以来源于患者的体细胞，理论上移植后可以避免免疫排斥反应
（限时：10min）
选择题
1.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是（ ）
A．动物细胞培养和植物组织培养所用的培养基不同
B．动物细胞培养和植物组织培养的理论基础不同
C．烟草叶片细胞离体培养能产生新个体，小鼠的ES细胞离体培养可分化成心肌细胞、神经元等细胞
D．动物细胞培养可用于快速繁殖，植物组织培养可用于检测有毒物质
2.在某动物细胞培养过程中，出现细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，体外培养的动物细胞都需进行此操作
B．②加培养液的目的是促进细胞的有丝分裂，以利于分瓶时有足够数量的细胞
C．②培养液中通常含有糖类、维生素、激素等多种能源物质和血清等天然成分
D．③分装时需调整到合适的细胞密度，此时的细胞培养属于传代培养
3.如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程，下列相关叙述正确的是（　　）
A．“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，但环境污染严重
B．该试验中用到的培养液也能用来培养乙肝病毒
C．生物反应器内应控制适宜的温度，并充入纯氧保证细胞呼吸
4．2018年3月物理学家霍金去世，他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症即“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；也有最新研究结果表明，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．诱导多功能干细胞的分化实质是基因的程序性表达，细胞种类增多
B．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
C．诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核酸相同，而蛋白质完全不相同
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”
5．骨髓间充质干细胞（BMSC）在某些诱导剂作用下可分化成心肌细胞，在心脏类疾病的治疗中拥有广阔的应用前景。在细胞培养的过程中，通过检测细胞中基因的表达产物可以判断细胞的分化方向。科研人员研究丹酚酸B（丹参提取物）对BMSC分化的影响，从大鼠体内分离BMSC并进行多代培养，用一定浓度的丹酚酸B处理一段时间后，与对照组相比，实验组中与分化为心肌细胞相关的关键基因的mRNA含量明显增加。下列叙述错误的是（　　）
A．在使用丹酚酸B和生理盐水处理细胞前，需对两种试剂进行灭菌处理
B．原代培养的BMSC出现接触抑制时，需要用胃蛋白酶处理并进行分瓶培养
C．BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞，且具有一定的分化潜能
D．推测丹酚酸B是通过促进相关基因的转录来促进BMSC分化为心肌细胞
二、非选择题
6.2019年11月18日上午，中国诞生了第一块“人造肉”，即“细胞培养肉”。下图是“细胞培养肉”生物制造流程图，请结合所学知识回答下列问题：
(1)“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术。
①动物细胞培养的原理是 。
②进行动物细胞培养时，需要用 酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，称为 。动物组织经处理后的初次培养称为 。
③在适宜条件下，培养瓶中的细胞进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 。
④在体外培养细胞时，定期更换培养液的目的是 。
(2)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的 ，以满足细胞对未知营养成分的需求；还需要添加一定量的抗生素，以防 。但从食品安全的角度考虑，在生物制造“细胞培养肉”时，这两种成分均不能添加。
7.人体某基因缺陷会导致肝脏无法进行正常的氨基酸代谢，引起严重的稳态失调。科研人员将干细胞诱导为肝细胞用于研究该病的治疗方法，过程如下图。回答下列问题：
(1)细胞培养是过程A、B能够正常进行的基础。培养时需提供营养物质、无菌无毒的环境、气体环境、 （答出1点）等条件。培养过程中，需用酶处理贴壁细胞，使之分散成单个细胞，用离心法收集后制成细胞悬液再分瓶培养，称为 培养。
(2)过程A中，经诱导得到的肝细胞是 （填“正常”或“异常”）的细胞，可用于药物安全性与有效性检测。该过程类似于植物组织培养中的 （过程）。过程B得到的肝细胞可用于 。
(3)肝细胞可由ES细胞和iPS细胞诱导分化而来。ES细胞必须从胚胎中获取。与将ES细胞诱导得到肝细胞的方式相比。通过iPS细胞诱导的方式应用前景更具优势，原因是 （答出1点即可）。
（限时：8min）
选择题
利用动物干细胞体外培养获得的肉类产品被称为细胞培养肉，其培养生产过程如图所示。该生产过程可实现高效调控培养条件，缩短生产周期，具有很大的应用前景。下列叙述错误的是（　　）
A．欲将动物组织制成细胞悬液，常需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等进行处理
B．用于反应器培养的“种子”细胞应为肌肉细胞和脂肪细胞
C．生物反应器中添加合成培养基时需添加动物血清等一些天然成分
D．在生物反应器中需要使“种子”细胞进行增殖、分化调控以获得肌肉
2．现有研究表明，向分化的体细胞中导入4个特定转录因子（OCT4、SOX2、c-MYC、KLF4）进行重编辑可获得多能干细胞（iPS细胞），这些iPS细胞可被诱导分化为能够分泌胰岛素的胰岛B细胞，用于糖尿病治疗。下列相关叙述错误的是（　　）
A．在体外培养iPS细胞时，定期更换培养液可防止代谢产物的积累
B．胰岛B细胞与iPS细胞相比，基因组成与基因表达产物均不相同
C．iPS细胞用病人自身体细胞制备，规避了伦理问题和免疫排斥反应
D．重编辑过程中导入外源转录因子可能会引起突变，增加患癌风险
3．利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒，生产流感疫苗，具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大，严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选，成功获得一种无成瘤性的（多代培养不会癌变）、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06。下列叙述错误的是（　　）
A．XF06悬浮培养可提高细胞密度，进而提升生产效率
B．细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
C．可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D．采用无成瘤性细胞生产疫苗，是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
非选择题
4.糖尿病是危害全球人类健康的常见疾病，长期以来主要靠注射外源胰岛素进行治疗，严重影响患者的生活质量。我国科学家首次利用化学重编程多能干细胞（CiPSCs）分化而来的胰岛细胞自体移植到一名1型糖尿病（T1DM）患者体内，具体流程如图1所示。在一年跟踪随访中，该病例成功摆脱胰岛素依赖，各项诊断指标恢复至正常水平。
回答下列问题：
(1)T1DM主要是由于免疫系统攻击并破坏胰岛B细胞导致胰岛素分泌不足，引发高血糖症，因此属于 ，CiPSCs能够被诱导形成胰岛细胞依据的原理是 。
(2)研究人员从患者体内抽取脂肪组织，经 分散成单个细胞制备成细胞悬液，然后进行细胞培养分离出脂肪干细胞。在诱导形成CiPSCs的过程中，需精确控制培养基的各种成分，与普通动物细胞培养基相比，不能添加 等天然成分，以免影响细胞分化进程。
(3)利用CiPSCs制备胰岛细胞后，研究人员将糖尿病模型小鼠分为A、B组，A组进行手术但不移植胰岛细胞，B组体内移植胰岛细胞，然后两组均进行腹腔注射葡萄糖实验，结果如图2所示，该实验的目的是 。经过长时间科学论证后，研究人员将胰岛细胞移植回患者体内，一年内定期进行口服耐糖检测（见图3），结果表明患者能摆脱胰岛素依赖，依据是 。（糖尿病的诊断阈值为血糖水平等于或高于200mg/dL）。
(4)传统诱导多能干细胞（iPSCs）常利用病毒等载体将4种转录因子的基因导入体细胞，其中的C-myc和Klf4是原癌基因。据此分析，化学分子诱导CiPSCs的优势是 。
2 / 22.2.1动物细胞培养（分层作业）
基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练
（限时：20min）
1.A 2.B 3.D 4.C 5.A 6.B 7.D 8.D
9.A 10.D 11.D 12.A 13.C 14.C 15.B
（限时：10min）
1.D 2.D 3.D 4.C 5.B
6.【答案】
(1) ①细胞增殖 ②胰蛋白酶或胶原蛋白 贴壁生长 原代培养
③接触抑制 ④以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
(2) 血清 培养过程被污染
7.【答案】
(1)适宜的温度、pH和渗透压 传代
(2)异常 脱分化 移植回病人体内进行治疗
(3)无须破坏胚胎，避免免疫排斥反应
（限时：8min）
1.B 2.B 3.B
4.【答案】
(1)自身免疫病 基因的选择性表达
(2)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 动物血清/血清
(3)探究移植胰岛细胞能否降低糖尿病小鼠的血糖水平
移植75天后患者血糖调节恢复正常水平
(4)不会导致细胞异常分裂（避免致癌风险）
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