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专题2 细胞工程
2.2 动物细胞工程
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术

一、动物细胞培养
1．概念
从动物机体中取出相关的组织，将它分散成________________，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞_____________和_____________________。
2．过程
3．条件
（1）无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行_________处理，添加__________，定期更换培养液以清除____________。
（2）营养：除正常的有机和无机营养外，需加入_________________等一些天然成分。
（3）适宜的温度和pH：温度为_______________ (哺乳动物)，pH为______________________。
（4）气体环境：含95%空气加______________的混合气体，其中后者的作用是_________________。
4．请举例说出动物细胞培养技术的应用：
（1）大规模生产有重要价值的生物制品。如： 、 、 等。
（2）动物细胞是基因工程技术中常用的 细胞，因此， 也离不开动物细胞的培养。
（3）培养的动物细胞还可以用于 ，判断某种物质的毒性。
（4）科学家培养正常或各种病变的细胞，用于 、 、 等方面的研究。如： 。
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1．动物核移植
将动物的一个细胞的_________________，移入一个已经去掉细胞核的_________________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。
2．种类：（1）_________________。
（2）_________________。
3．动物体细胞核移植技术的过程
4．原理：_________________________。
5．结果：________________________。
6．应用
（1）加速家畜_________________进程，促进优良畜群繁育。
（2）保护_________________物种。
（3）生产_________________。
（4）作为异种移植的________ _____。
（5）用于_____________ ____的移植。
一、1．单个细胞 生长 增殖
3．（1）无菌 抗生素 代谢产物
（2）血清、血浆
（3）36.5±0.5℃ 7.2～7.4
（4）5%CO2 维持培养液的pH
4．（1）病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体
（2）受体 基因工程
（3）检测有毒物质
（4）生理 病理 药理 用于筛选抗癌药物等，为治疗预防癌症及其他疾病提供理论依据
二、1．细胞核 卵母细胞
2．（1）胚胎细胞核移植
（2）体细胞核移植
4．动物体细胞核具有全能性
5．产生新个体
6．（1）遗传改良
（2）濒危
（3）医用蛋白
（4）供体
（5）组织器官

1．植物组织培养和动物细胞培养
1．下列关于植物组织培养和动物克隆的说法，错误的是
A．植物组织培养获得的试管苗，可能为杂合子，也可能为纯合子，可能为单倍体，也可能为二倍体
B．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干扰素
C．动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养
D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的愈伤组织基因型不一定相同
【参考答案】B
2．动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
项目
动物细胞培养
动物体细胞核移植
原理
细胞增殖
动物细胞核的全能性
过程
结果
获得细胞群
获得与供体遗传物质基本相同的个体
2．下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是
A．目前科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体
B．动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜
C．用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞
D．用体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行100%的复制
【参考答案】B
【试题解析】由于动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，目前用体细胞克隆动物是通过核移植来实现的，A错误；动物体细胞核移植技术中，后代的性状由提供细胞核的生物决定，所以该方法可有选择地繁殖某一性别的家畜，B正确；细胞传至10~50代左右时，增殖会逐渐缓慢，甚至完全停止，且此时部分的细胞核型可能会发生变化，所以不适宜用作核移植的供体细胞，C错误；用核移植的方法得到的动物就是克隆动物，克隆动物的细胞核基因来自提供细胞核的生物，而细胞质基因来自提供细胞质的生物，因此克隆动物的性状与提供细胞核的动物相似，而不是完全相同，D错误。
1．下列有关动物细胞培养技术的叙述，错误的是
A．动物细胞培养是动物细胞工程的技术基础
B．动物细胞培养过程中细胞可能发生癌变而具有无限增殖的特点
C．由多个不同的亲代细胞培养形成的细胞群可称为细胞克隆
D．动物细胞培养需要在无菌条件下进行，必要时可在培养液中添加适量抗生素
2．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．恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右，以促进细胞呼吸
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、乙细胞的毒性大小
3．在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体，最主要的原因是
A．卵母细胞大，便于操作
B．卵母细胞含有的营养物质多
C．卵母细胞的细胞质可使体细胞细胞核的全能性得到表达
D．卵母细胞才具有全能性
4．在克隆牛的过程中，需要将甲牛的去核卵母细胞与乙牛的体细胞核重组形成重组细胞，将此细胞培养至胚胎发育的早期，然后移入代孕母牛的体内，最后即可得到克隆动物。下列关于克隆动物的叙述，错误的是
A．克隆技术利用了动物细胞核的全能性
B．代孕母牛与所获得的克隆牛之间不存在真正意义上的亲子代关系
C．该过程体现的方法为拯救濒危动物提供了一种新思路
D．核供体相同的克隆动物之间若进行器官移植，则会发生免疫排斥反应
5．将鱼的体细胞核植入去核的卵细胞中，所得重组细胞可培育为克隆鱼。图中能正确表示动物克隆技术原理的是
A． B．
C． D．
6．有一种“生物活性绷带”的原理是先采集一些细胞标本，再让其在特殊膜片上增殖，5～7天后，将膜片敷到患者伤口上，膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口处，并促进新生皮肤层生长，达到愈合伤口的目的。下列有关叙述中，错误的是
A．若采用异体皮肤移植会导致排异反应，主要是因为抗体对移植皮肤细胞有杀伤作用
B．种植在膜片上的细胞样本最好选择来自本人的干细胞
C．膜片“释放”的细胞能与患者自身皮肤愈合，与两者细胞膜上的糖蛋白有关
D．人的皮肤烧伤后易引起感染，主要是由于非特异性免疫机能受损所致
7．下列属于动物细胞工程应用的有几项
①大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的感染
②为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞
③大规模生产食品添加剂、香料等
④加速家畜遗传改良进程，加快优良种畜的繁殖
A．一项 B．二项
C．三项 D．四项
8．如图为克隆羊“多莉”的培育过程，其中Ⅰ~Ⅶ代表有关过程，a~h代表有关结构或个体。下列有关叙述错误的是
A．d的细胞数目达到32个左右时，此时d被称为桑椹胚
B．当胚胎内部出现含有液体的囊腔时，此时胚胎为囊胚，其中聚集在胚胎一端、个体较大的细胞为内细胞团
C．Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅵ过程证明了供体细胞的核具有全能性，“多莉”的性状与代孕母羊无关
D．过程V取出的细胞f是造血干细胞，其全能性远高于胚胎干细胞
9．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。下列判断错误的是

A．B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养
B．接触抑制现象主要发生在AB段和DE段
C．分瓶后的每个培养瓶中的细胞群称为一个克隆
D．E点后的细胞大多数具有异倍体核型，可连续传代
10．治疗性克隆有望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应。下图表示治疗性克隆的过程，下列有关叙述错误的是
A．上述过程利用了动物细胞移植、动物细胞培养等技术
B．上述过程充分说明动物细胞具有全能性
C．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获取
D．①、②过程都发生DNA复制，转录和翻译
11．某实验室做了如图所示的实验研究，下列与实验相关的叙述正确的是

A．过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因突变
B．丙细胞既能持续分裂，又能分泌单一的抗体
C．过程②属于动物细胞培养过程中的原代培养
D．过程③④所用的培养基中都含有聚乙二醇
12．请回答下列有关核移植方面的问题：
（1）目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。在牛的核移植实验中，一般通过____________（填物理方法）激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程；当胚胎发育到_______________阶段时，将胚胎植入代孕牛体内。
（2）在利用核移植技术进行治疗性克隆时，需要取患者体细胞的细胞核，移入一个已经去核的卵母细胞中，构成重组细胞。这个过程中，所用的去核卵母细胞一般处于_______________期；所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是__________________________；将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是_________________________。
（3）经核移植获得的重组细胞进行体外培养时，培养液中通常要添加_______________等一些天然成分，而气体环境中CO2的主要作用是_______________。培养过程中，为了清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞造成危害，应定期______________________________。
13．（2016·新课标2卷)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。回答下列问题：

（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。②代表的过程是__________。
（2）经过多次传代后，供体细胞中______的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。
（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_____________。
（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了____________________。
1．【答案】C
2．【答案】D
【解析】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；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；抗生素是用来杀菌的，不是杀病毒的，C错误；本实验应设置对照实验，用添加药物的培养液分别培养甲、乙细胞，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。
3．【答案】C
【解析】在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，因为卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核的全能性得到表达，故选C。
4．【答案】D
【解析】将动物的体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，核移植得到的动物称克隆动物，因此克隆技术利用了动物细胞核的全能性，A正确；由于克隆牛不含有代孕母牛的遗传物质，因此代孕母牛与所获得的克隆牛之间不存在真正意义上的亲子代关系，B正确；该克隆技术能成功培育出克隆动物，因此该过程体现的方法为拯救濒危动物提供了一种新思路，C正确；核供体相同的克隆动物之间若进行器官移植，不会发生免疫排斥反应，D错误。
5．【答案】C
【解析】A图中是直接将精子与卵细胞融合，不是核移植过程，A错误；B图中是将2个体细胞核融合，也不是核移植过程，B错误；C图中是将体细胞核取出移入去核卵细胞内，与题意相符，C正确；D图中是将卵细胞核与去核的体细胞质融合，D错误。故选C。
6．【答案】A
【解析】器官移植产生排异反应是由于效应T细胞把异体器官当做“非己”成分发起攻击，A错误；种植在膜片上的细胞样本最好选择来自本人的干细胞，避免排异反应，B正确；细胞膜上的糖蛋白具有识别、免疫的功能，膜片能否将细胞顺利“释放”到伤口与烧伤患者自身皮肤愈合，与其有关，C正确；皮肤属于人的第一道防线，起到非特异性免疫的作用，D正确。
7．【答案】C
8．【答案】D
【解析】据图分析，d为核移植技术产生的重组细胞，培养到桑椹胚时，大约还有32个细胞，A正确；当胚胎内部出现含有液体的囊腔时，此时胚胎为囊胚，其中聚集在胚胎一端、个体较大的细胞为内细胞团，B正确；Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅵ是克隆羊的诞生过程，该过程证明了供体细胞的核（哺乳动物细胞核）具有全能性，由于“多莉”的遗传物质来自提供细胞核的供体和提供细胞质的受体，因此“多莉”的性状与代孕母羊无关，C正确；过程Ⅴ取出的细胞f是胚胎干细胞，它在功能上具有发育的全能性，D错误。
9．【答案】C
【解析】人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养，分瓶后的培养称为传代培养；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，即会发生接触抑制现象。B点之后细胞继续生长，可见B点之后进行了传代培养，A正确；在AB段和DE段细胞生长几乎停滞，可能发生了接触抑制，B正确；细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的是一个细胞而不是多个细胞，C错误；已获无限繁殖能力能持续生存的细胞系，称连续细胞系或无限细胞系，无限细胞系大多已发生异倍化，具异倍体核型，D正确。
10．【答案】B
【解析】由图可知，该过程涉及许多生物技术，包括动物细胞移植、动物细胞培养等，A正确。细胞全能性指高度分化的细胞离体后能发育成完整的生物个体的潜能，因此上图不能说明细胞具有全能性，B错误。胚胎干细胞在功能上具有全能性，可从早期胚胎或原始性腺中分离获取，C正确。①②过程中伴有细胞分裂和细胞分化过程，细胞分裂间期发生DNA复制和蛋白质合成，为细胞分裂期做准备；细胞分化的实质是基因选择性表达，包括转录和翻译两过程，D正确。
11．【答案】B
【解析】外源基因的导入过程属于基因重组，A错误；丙细胞能产生单克隆抗体，说明丙细胞具有连续分裂且能分泌单一抗体的能力，B正确；②表示细胞分化过程，C错误；③是诱导细胞融合的过程，所用的培养基含有聚乙二醇，而④过程不用聚乙二醇，D错误。
12．【答案】（1）电脉冲（或电刺激） 桑椹胚或囊胚
（2）减数第二次分裂中 传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型 体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境
（3）血清、血浆 维持培养液的pH 更换培养液
13．【答案】（1）XX或XY 显微操作 胚胎移植
（2）遗传物质
（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
（4）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。
【解析】（1）提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A（正常细胞核）的性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。②过程表示将早期胚胎移入受体，即胚胎移植。（2）取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证供体细胞正常的遗传基础。超过10代继续培养，供体细胞中遗传物质（或核型）的稳定性会降低。（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是已经分化的动物体细胞核具有全能性。

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