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第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
一 动物细胞培养
A级　基础达标练
一、选择题
1．动物细胞培养的特点是(　　)
①细胞贴壁　②有丝分裂　③分散生长　④接触抑制　⑤减数分裂　⑥传代培养一般传至10代就不易传下去
A．①②④⑥　　　　　 B．②③④⑤
C．①③④⑥ D．③④⑤⑥
2．某研究小组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。下列有关说法正确的是(　　)
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和95%O2的混合气体的恒温培养箱中进行
C．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
D．在相同适宜条件下培养等量的甲、乙细胞，一段时间后，乙细胞数量比甲多
3．高等动物随着胚胎发育，仅有少数细胞依然具有分化成其他类型细胞和构建组织器官的能力，这类细胞称为干细胞，如造血干细胞。图中最能完整显示正常机体内干细胞基本特征的是(　　)
4．胚胎干细胞可以分裂、分化形成各种不同的组织细胞。有关胚胎干细胞的叙述错误的是(　　)
A．具有细胞周期
B．分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
C．形成各种组织细胞的过程一般是不可逆的
D．形成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性
5．(不定项)近日，南京农业大学的科研人员用动物干细胞研发出我国第一块肌肉干细胞培养肉，该团队使用第六代猪肌肉干细胞，经过约20天培养得到重达5克的培养肉。下列有关叙述错误的是(　　)
A．培养猪肌肉干细胞，培养液通常含有葡萄糖、无机盐、氨基酸、生长素和动物血清
B．在培养过程中通常要通入5%CO2，以刺激细胞呼吸
C．为了保证无菌的环境，要在培养液中加入干扰素
D．进行原代培养或传代培养时，所用的培养瓶为松盖培养瓶
二、非选择题
6．回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_____________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的____________。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_____________。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是_____________。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现细胞__________________的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成___________细胞，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量__________，该种细胞的黏着性_________________。
(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是__________________________________________________________________________________。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞的染色体数目，最好选择分裂到__________________期的细胞用显微镜进行观察。
(5)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，出现了免疫排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作__________________________________________进行攻击。
B级　合格达标练
一、选择题
1．下列动物细胞培养过程中，属于原代培养的是(　　)
A．用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞的过程
B．从机体取得组织经处理后的初次培养过程
C．出现接触抑制现象后接下来的细胞培养过程
D．哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程
2．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理
C．丙过程得到的细胞大多具有异常二倍体核型
D．丁过程得到的部分细胞失去贴壁黏附性
3．下列有关植物组织培养和动物细胞培养的叙述，正确的是(　　)
A．动物细胞培养和植物组织培养所用的都是固体培养基
B．植物韧皮部细胞和小鼠杂交瘤细胞经离体培养均能获得新个体
C．动物细胞培养和植物组织培养都必须在95%空气和5%CO2的混合气体条件下进行
D．植物组织培养技术可用于突变体的培育，动物细胞培养技术可用于筛选抗癌药物
4.2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者发现，利用逆转录病毒将Oct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述，错误的是(　　)
A．由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化
B．与传统器官移植相比，利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，成功率更高
C．目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题，例如，有研究发现iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有衰老细胞的特征
D．结合以上信息分析，iPS细胞可能容易分散
5．(不定项)下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是(　　)
A．用于培养的细胞大都取自胚胎、幼龄动物的组织或器官
B．将所取的组织先用胃蛋白酶等进行处理，使其分散成单个细胞
C．大部分种类的体细胞在培养过程中会出现接触抑制和贴壁生长现象
D．体外培养的细胞都可以无限增殖
6．(不定项)干眼症是由泪液分泌减少导致眼睛干涩的病症。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“黏液素”，有望治疗干眼症。下列说法正确的是(　　)
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细胞获得眼结膜组织时应加入分化诱导因子
C．iPS细胞分化过程涉及有关基因的选择性表达
D．利用ES细胞治疗人类疾病的前景优于iPS细胞
二、非选择题
7．动物细胞培养技术有很多用途，如生产分泌蛋白药物、检测有毒物质、获得大量自身健康细胞等。某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。请根据下列有关动物细胞培养实验回答问题：
(1)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是______________________________________________________________________。
(2)随着细胞分裂增殖次数的增多，绝大部分细胞停止分裂，极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成特殊细胞，该种细胞的结构特点为_______________________。
(3)实验中可以通过观察细胞的畸变率来确定物质毒性的大小。某有机物X，其毒性可诱发染色体断裂。利用下图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程如下：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“√”表示已完成的步骤)。
项目 甲 乙 丙 丁
步骤一：加入肝脏培养液 √ √ √ √
步骤二：加入有机物X溶液 √ √
步骤三：放置肝脏小块 √
上表中的步骤还未完成，还需进行的操作是__________________________________________。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片，在显微镜下观察_______________________，并对比分析，最好选用细胞分裂的_______期时进行观察。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明_____________________________________________________________。
参考答案
A级　基础达标练
一、选择题
1．
答案：A
2．
答案：C
3．
答案：D
4．
答案：D
5．
答案：ABC
二、非选择题
6．
答案：
(1) 相互接触 接触抑制 单层(或1层) 胰蛋白酶
(2) 衰老甚至死亡 癌 减少 降低
(3) 活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内，使其染色)
(4) 中
(5) 抗原
解析：
(1)动物细胞在培养过程中具有贴壁生长和接触抑制的特点，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，这种现象称为细胞的接触抑制。瓶壁上形成单层细胞。若要传代培养应先用胰蛋白酶处理，使其从瓶壁上脱离下来。
(2)在传代培养过程中，随着传代次数的增多，绝大多数细胞停止分裂，进而衰老甚至死亡，极少数细胞的遗传物质发生改变，克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，成为癌细胞，这种细胞细胞膜表面的糖蛋白减少，黏着性降低。
(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，使大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失了这种特性，所以大分子染料可以对死细胞染色而不能对活细胞染色。
(4)若要观察染色体的数目，最好选择分裂到中期的细胞，因为在分裂中期染色体形态稳定、数目清晰。
(5)皮肤移植后出现免疫排斥现象，是因为机体把移植的皮肤组织当作抗原进行攻击。
B级　合格达标练
一、选择题
1．
答案：B
2．
答案：C
3．
答案：D
4.
答案：C
解析：iPS细胞拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力，说明iPS细胞分化程度低，不易衰老。
5．
答案：BD
6．
答案：ABC
二、非选择题
7．
答案：
(1) 人们对细胞所需营养物质成分不明确，血清可以补充合成培养基中缺乏的物质
(2) 变为球形，细胞膜表面糖蛋白的量减少
(3) ②向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块 染色体形态和数量 中 肝脏小块对有机物X具有解毒作用
解析：
(1)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是人们对细胞所需营养物质成分不明确，血清可以补充合成培养基中缺乏的物质。
(2)随着细胞分裂增殖次数的增多，绝大部分细胞停止分裂，极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成特殊细胞，该种细胞的结构特点为变为球形，细胞膜表面糖蛋白的量减少。
(3)②为了排除肝脏培养液或肝脏小块对实验的影响，应向乙或丁组装置中放置肝脏小块。④有机物X有毒性，可诱发染色体断裂，所以一段时间后要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化；有丝分裂中期染色体的形态和数目比较清晰，所以最好选用细胞分裂的中期时进行观察；甲组添加肝脏小块，淋巴细胞染色体正常，丙组没有添加，出现染色体异常，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。
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