2020-2021年新教材高中生物第2章细胞工程2.1动物细胞培养学案+练习含解析新人教版选择性必修

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1、动物细胞培养 必备知识素养奠基一、动物细胞培养概念从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。二、动物细胞培养的条件1.营养条件:(1)合成培养基:将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成。(2)天然成分:血清等。(3)一般使用液体培养基,即培养液。2.无菌、无毒的环境:(1)培养液和培养用具灭菌处理。(2)无菌环境下操作。(3)培养液定期更换的目的:清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。3.温度、pH和渗透压:(1)适宜的温度:哺乳动物多以36.50.5 为宜。(2)适宜的pH:多数细胞生存的适宜pH为7.27.4。(3

2、)适宜的渗透压。 动物细胞培养能否体现动物体细胞的全能性?说明你的理由。提示:不能。动物细胞培养只是细胞的增殖,没有体现细胞的全能性。 4.气体环境:95%空气和5%CO2。(1)O2作用:细胞代谢所必需的。(2)CO2的主要作用:维持培养液的pH。三、动物细胞培养的过程填一填:基于动物细胞培养的过程,完成下面的问题: (1)过程处理方法有:机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法。(2)过程为原代培养,培养的动物细胞有两类:悬浮在培养液中生长增殖;贴附于某些基质表面生长增殖。(3)进行过程时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要使用胰蛋白酶等处理,然后用离心法收集。(4)过程为传代培

3、养,进行过程的原因主要有:细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制等。四、干细胞培养及其应用1.干细胞分布:早期胚胎、骨髓和脐带等。2.种类:胚胎干细胞和成体干细胞。3.判一判:基于干细胞的类型和应用,判断下列说法的正误。(1)胚胎干细胞和成体干细胞都具有形成机体的所有组织和器官,甚至个体的潜能。()提示:成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。(2)造血干细胞是发现最早、研究最多、应用最为成熟的一种成体干细胞。()(3)iPS细胞称为诱导多能干细胞,与胚胎干细胞类似,也需从胚胎中获取。()提示:iPS细胞来源于自身的体细胞诱导,无须从胚胎

4、中获取。(4)不同类型的干细胞分化能力不同,胚胎干细胞的分化能力最强。()(5)干细胞将在再生医学、药物安全性、有效性检测、疾病治疗等领域发挥重要作用。()关键能力素养形成知识点动物细胞培养过程1.动物细胞培养过程: 2.动物细胞培养过程中酶的处理:(1)用酶“两次”处理的目的:第一次使用的目的是使组织细胞分散开;第二次使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来,便于分散后继续培养。(2)使细胞分散开的原因:一是能保证细胞所需要的营养供应;二是能保证细胞内有害代谢物的及时排出。(3)不能用胃蛋白酶处理:由于大多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4,而胃蛋白酶发挥作用的最适pH为2.0左右,因此不能用

5、胃蛋白酶使细胞分散开。3.有关动物细胞培养知识点可归纳为4个“2”:(1)培养材料为“2”:即动物胚胎、幼龄动物的组织和器官。(2)培养过程为“2”:即原代培养、传代培养。(3)胰蛋白酶使用“2”次:即原代培养和传代培养中均使用,目的是使细胞分散开。(4)细胞生长特点有“2”个:即贴壁生长和接触抑制。4.植物组织培养与动物细胞培养的比较:项目植物组织培养动物细胞培养原理植物细胞的全能性细胞增殖培养基(半)固体培养基液体培养基过程外植体脱分化愈伤组织再分化胚状体植物体动物的组织机械法或酶细胞悬液原代培养胰蛋白酶传代培养结果新的植株新的细胞相同点两技术手段培养过程中都进行有丝分裂,都是无性繁殖,都

6、可称为“克隆”,都不涉及减数分裂均需要无菌操作、无菌培养,需要适宜的温度、pH等条件 如图所示是某动物细胞培养时,培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,下列相关叙述错误的是() A.实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞B.培养液中应适当加入青霉素、链霉素,以避免杂菌污染C.曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢物积累等D.培养至第6 d时,新产生的细胞数等于死细胞数【解题导引】 【解析】选D。实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞,A正确;培养液中应适当加入青霉素、链霉素等一定量的抗生素,以避免杂菌污染,B正确;曲线bc段表示活细胞密度减少,而此

7、时间段内死细胞密度增加,产生这种变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢物积累等,C正确;培养至第6 d时,活细胞数等于死细胞数,D错误。【素养探究母题追问】(1)科学探究结果的交流与讨论实验过程中用胰蛋白酶溶液处理时间过长或过短,会出现什么结果?提示:处理时间过长,胰蛋白酶会破坏细胞膜,即损伤细胞。处理时间过短,组织细胞不能充分分散开。(2)科学思维演绎与推理上题曲线ab段产生的原因是什么?提示:营养物质相对充足,有害代谢物较少。 【素养迁移】2020年初,荷兰某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的蛇毒腺微型组织,让毒素的获取途径更加安全和简单。下列叙述正确的是()A.培养蛇干细胞时O

8、2的作用是维持培养液pH的稳定B.蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇干细胞不完全相同C.利用蛇干细胞的大量增殖即可获得大量分泌毒液的细胞D.培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件完全相同【解析】选B。培养蛇干细胞时,二氧化碳的作用是维持培养液pH的稳定,A错误;蛇毒腺微型组织已经分化,具有特定的形态,与蛇干细胞的一些基因的表达相同,如呼吸酶基因,与一些特定基因的表达不同,如与毒素合成有关的基因的表达,B正确;蛇干细胞没有分化成腺细胞,不能合成大量毒素,不能增殖得到大量分泌毒液的细胞,C错误;蛇属于变温动物,培养时需要的温度低于哺乳动物,D错误。【补偿训练】下列关于动物细胞培养的叙述中,不正确的是

9、()A.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞B.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中C.癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象D.动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱【解析】选B。由原代培养分瓶进行传代培养时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的细胞,A项正确;细胞的癌变一般发生于50代后的细胞培养过程中,B项错误;癌细胞膜上糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,失去了接触抑制,容易扩散和转移,C项正确;动物细胞培养的场所是CO2培养箱,培养箱内含有95%的空气和5%的CO2的混合气体,为动物细胞提供适宜的气体环境,D项正确。【课堂回眸】 课堂检测素养达标【概念诊断】1.动物细胞培

10、养是动物细胞工程的基础,下列有关动物细胞培养的描述合理的是_。动物细胞培养要定期更换培养液,其目的是便于清除代谢物,防止代谢物积累。多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.87.0。培养动物细胞的第一代(即第一次细胞增殖)被称为原代培养。动物细胞培养过程中需要充足的氧气环境,二氧化碳可有可无,影响不大。培养瓶中的细胞通常需要定期使用胰蛋白酶处理,分瓶后继续培养。【解析】选。动物细胞培养要定期更换培养液,其目的是便于清除代谢物,防止代谢物积累对细胞的毒害,正确;多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.27.4,错误;细胞分裂多次后,细胞数目增多出现接触抑制,停止增殖然后进行分

11、瓶,分瓶处理前的培养为原代培养,错误;动物细胞培养需要氧气和二氧化碳,错误;培养瓶中的细胞通常需要定期使用胰蛋白酶处理,分瓶后继续培养才能保持继续增殖,正确。2.在动物细胞工程中,最基础的一项技术是()A.动物细胞培养技术B.细胞核移植技术C.动物细胞融合技术D.干细胞的培养【解析】选A。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。3.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.从机体取得细胞后立即进行培养的过程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【解析】选B。在原代培养和传代培养细胞过程中,都会用到胰蛋白酶,使组

12、织分散成单个细胞,A错误;从机体取得细胞后立即进行培养的过程是原代培养,B正确;出现接触抑制现象后,接下来的细胞的培养过程是传代培养,C错误;无论是原代培养还是传代培养,细胞都有在培养基中的悬浮生长过程,D错误。4.培养动物细胞时将动物组织分散成单个细胞,宜采用()A.盐酸酒精混合液B.胃蛋白酶溶液C.胶原蛋白酶溶液D.纤维素酶溶液【解析】选C。在培养动物细胞时从健康动物体内取出组织块,剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,这样动物组织就会分散成单个细胞,C正确。5.动植物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

13、体现细胞的全能性【解析】选C。动物细胞培养需要用CO2培养箱,但植物细胞培养不需要用CO2培养箱,A错误。动物细胞培养需用液体培养基,而植物细胞培养需要用固体培养基,B错误。动植物细胞培养都要在严格的无菌条件下进行,C正确。植物细胞培养能体现细胞的全能性,而动物细胞培养的原理是细胞增殖,不能体现细胞的全能性,D错误。 【思维跃迁】6.图1是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图,图2是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES细胞)的示意图。回答下列问题: (1)如图1所示,制备细胞悬液时,常用_处理剪碎的组织块,MEF细胞培养的适宜温度为_。当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触

14、时就停止分裂,这种现象称为细胞的_。(2)目前使用的或冷冻保存的MEF细胞通常为_代以内,以保持细胞正常的_核型。(3)在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,结合图2可推知MEF细胞的作用是_。【解析】(1)如图1所示,制备细胞悬液时,常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶来处理剪碎的组织块;动物细胞培养的温度为36.50.5 ;当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞的接触抑制。(2)为保证细胞正常的二倍体核型,目前使用的或冷冻保存的MEF细胞通常为10代以内的细胞。(3)在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,结合图2可知加入MEF细胞后ES细胞可以

15、只增殖不分化,故可推知MEF细胞的作用是抑制ES细胞分化。答案:(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)36.50.5接触抑制(2)10二倍体(3)抑制ES细胞分化 【拓展探究】7.2019年11月18日上午,中国诞生了第一块“人造肉”,即“细胞培养肉”。如图是“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)生物制造“细胞培养肉”的第一步,就是要获取肌肉干细胞,所谓的“干细胞”是指动物和人体内仍保留着少数具有_能力的细胞。(2)“细胞培养肉”生物制造的关键技术是动物细胞培养技术,下列有关动物细胞培养叙述不正确的是()A.动物细胞培养需要在无菌、无毒的条件下进行B.在适宜环境中培养,细胞

16、悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁C.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D.细胞培养肉在上市前不需要进行安全性检测(3)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_。(4)“细胞培养肉”生物制造过程中,肌肉细胞培养需要利用合适的支架体系,请推测其原因:_。【解析】(1)动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。(2)保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境,即对培养液和所有培养工具进行无菌处理,A正确;在适宜环境中培养,细胞很快贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁,B正确;当贴壁细

17、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,C正确;通过细胞工程生产的食品需要进行安全性检测才能上市,D错误。(3)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,以防止培养过程中被杂菌污染。(4)“细胞培养肉”最终目标是要得到类似于从动物组织中取得的“肌肉”,这就要求细胞生长的环境也跟体内肌肉生长环境类似。所以采用支架体系主要就是模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞组织的三维结构。答案:(1)分裂和分化(2)D(3)细胞顺利地生长增殖(4)模拟体内肌肉生长环境,辅助形成细胞组织的三维结构 七动物细胞培养 (

18、20分钟70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养,下列叙述正确的是()A.制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理B.肝细胞培养过程中向培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸C.为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的干扰素D.甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙细胞会出现停止增殖的现象【解析】选D。制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使组织细胞分散开,选项A错误;肝细胞培养过程中向培养液中通入5%的CO2的目的是维持培养液的pH,而不是刺激细胞呼吸,选项B错误;

19、为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,选项C错误;甲(肝肿瘤细胞)不发生接触抑制现象,而乙(正常肝细胞)具有接触抑制现象,因此甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙细胞会出现停止增殖的现象,选项D正确。2.皮肤基底层细胞(干细胞)能通过如图所示的方式修补破损的皮肤。据图判断干细胞的功能是() 自我更新细胞分裂细胞分化A.B.C.D.【解析】选D。由题图可知,干细胞首先通过分裂方式增殖和自我更新,其次通过分化形成组织细胞来修补破损的皮肤。3.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。

20、下列相关叙述不正确的是()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.生物反应器内应控制温度适宜,并充入一定量的CO2保证培养液的pH相对稳定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.“培养肉”的培养有利于工厂化生产【解析】选A。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,A错误;动物细胞培养需控制适宜温度,并充入一定量的CO2来维持培养液的pH,B正确;动物细胞培养会出现贴壁生长的特点,培养液中的支架可提供更多的细胞附着面积,C正确;动物细胞培养有利于工厂化生产,D正确。4.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误

21、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【解析】选C。甲过程表示获取实验小鼠的组织细胞,需要对实验小鼠进行消毒处理,选项A正确;乙表示用胰蛋白酶处理皮肤组织,使其分散成单个皮肤细胞,选项B正确;丙过程表示原代培养,形成的细胞株遗传物质没有发生改变,具有正常的二倍体核型,选项C错误;丁是传代培养过程,该过程部分细胞遗传物质发生了变化而失去贴壁黏附性,选项D正确。【互动探究】(1)丙、丁过程中通常要向培养箱中通入5%的CO2的目的是什么?提示:维持培养液的pH。(2)图示过程中除乙

22、过程需用到胰蛋白酶处理外,还有哪一过程需用胰蛋白酶处理?处理的是什么?提示:丙过程。处理原代培养时贴壁生长的细胞。5.在将动物组织块分散成单个细胞时,可以使用胰蛋白酶。由此判断以下推测不合理的是()A.动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系B.一定要注意处理时间、加酶量C.胰蛋白酶一定不会对动物细胞造成损伤D.动物细胞培养液的pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致【解析】选C。胰蛋白酶可使蛋白质分解,由胰蛋白酶可破坏动物细胞之间的联系,可推测动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系;细胞膜中含有蛋白质成分,所以一定要注意处理的时间和酶的用量,以防止对动物细胞造成损伤;酶促反应需要适宜的pH,所以培养液的

23、pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致。6.有研究表明渐冻症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.诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多B.诱导多能干细胞分化成的多种细胞中遗传物质相同,蛋白质不完全相同C.诱导多能干细胞分化成多种细胞的过程中核遗传物质逐渐减少D.植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,可以在一定程度上改善“渐冻症”【解析】选C。诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化使细胞种

24、类增多,A正确;诱导多能干细胞分化成的多种细胞中遗传物质相同,蛋白质不完全相同,B正确;诱导多能干细胞分化成多种细胞的过程中核遗传物质不发生改变,C错误;由“有最新研究结果表明,利用诱导多能干细胞(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”可推测植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,可以在一定程度上改善“渐冻症”,D正确。7.哈佛大学的科学家从怀孕妇女胎盘的羊水中提取了干细胞,并在实验室培养后生成了多种人体组织和器官,如骨骼、肌肉、肝脏等。下列有关叙述错误的是()A.该研究说明提取的干细胞是全能干细胞B.这些干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成相同C.这些干细胞在器

25、官移植上将有较好的医学用途D.这些骨骼、肌肉的形成与细胞分裂和分化有关而与细胞凋亡无关【解析】选D。干细胞在实验室培养后能生成多种人体组织和器官,这说明干细胞具有发育的全能性,A正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞中的染色体数目不变,因此干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成相同,B正确;这些干细胞能培养形成人体组织和器官,在器官移植上将有较好的医学用途,C正确;这些骨骼、肌肉等的形成与细胞分裂和分化有关,与细胞凋亡也有关,D错误。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(18分)下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,回答下列问题: (1)在培养体细胞时需要创造无菌无毒的环境,“无菌无

26、毒环境”中的“毒”是指_。对培养液进行_(举两项)操作,可创造无菌无毒的环境。(2)植物组织培养有一项应用是培育“脱毒苗”,脱毒苗中的“毒”是指_,此过程常常选取茎尖作为外植体,其依据是_。(3)若将上述结果用于白血病患者的骨髓移植,如果图中患者是A型血,提供卵细胞的女性是AB型血,则骨髓移植成功后患者的血型是_型。按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是_。【解析】(1)“无菌无毒环境”中的“毒”是指代谢废物。在培养液中添加一定量的抗生素,可以防止杂菌污染;定期更换培养液,可以清除代谢废物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,进而创造无菌无毒的环境。(2)脱毒苗中的“毒”是指病毒,由于

27、茎尖的病毒极少,甚至无病毒,故此过程常常选取茎尖作为外植体。(3)若将上述结果用于白血病患者的骨髓移植,如果图中患者是A型血,提供卵细胞的女性是AB型血,由于细胞核中的遗传物质仍来自患者,故骨髓移植成功后患者的血型仍为A型。按上述方法克隆的器官没有免疫排斥反应,有利于移植器官的存活。答案:(1)代谢废物灭菌,添加一定量的抗生素、定期更换培养液(写出两项即可)(2)病毒茎尖的病毒极少,甚至无病毒(3)A没有免疫排斥反应9.(17分)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。请回答下列有关动物细胞培养的问题。(1)在动物细胞培养时,将细胞所

28、需的营养物质按其种类和所需量严格配制而成的培养基称为_培养基。通常在培养基中还需要加入适量_等一些天然成分。细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,另外,还应该保证被培养的细胞处于_、_的环境。(2)在细胞生长过程中,当细胞贴壁生长到一定程度时,其生长会受到抑制,这种现象称为_。(3)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_。(4)请你帮助兴趣小组的同学分析本实验,实验的自变量是_,实验组和对照组除了自变量不同外,其他处理均应该相同,这是遵循实验设计的_原则。【解析】(1)将动物细胞所需要的各种营养物质按其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

29、的营养物质还没有完全搞清楚,因此,在使用合成培养基时,还要加入一些动物血清等天然成分。被培养的细胞必须处于无菌、无毒的环境中,才能保证细胞正常地生长增殖。(2)动物细胞在分裂、生长过程中有接触抑制的现象。(3)抗生素能杀死培养基中的微生物,保证无菌无毒环境。(4)要测定抗癌药物对体外培养细胞增殖的影响,实验的自变量为抗癌药物的有无,其他无关变量应该相同,否则会干扰实验结果,这种设计遵循的是实验的单一变量原则。答案:(1)合成血清无菌无毒(2)接触抑制(3)抗生素(4)是否加入抗癌药物单一变量 (10分钟30分)1.(6分)动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对

30、正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息可以获得的正确结论有() 有无血清对正常细胞培养的影响不同正常细胞与癌细胞的增殖速率相同培养基中补充血清有助于正常细胞的培养培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大A.B.C.D.【解析】选B。正常细胞在有血清和无血清培养时,同一培养时间下细胞数目不同,说明有无血清对正常细胞培养的影响不同,正确;正常细胞与癌细胞在有血清和无血清时曲线均不重叠,说明正常细胞与癌细胞的增殖速率不同,错误;正常细胞在有血清的条件下,同一培养时间的细胞数目均比无血清时多,说明培养基中补充血清有助于正常细胞的培养,正确;癌细胞在有血清和无血清培养时,细胞数目变化趋势

31、一致,说明培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大,正确。2.(6分)(不定项)不同诱导因素使iPS细胞可以在体外分裂、分化成多种组织细胞,如图所示。下列叙述错误的是() A.各种组织细胞中的DNA和RNA与iPS细胞中的相同B.iPS细胞不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老C.iPS细胞中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡D.改变诱导因素能使iPS细胞分化形成更多类型的细胞【解析】选A、B、C。细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以分化后形成的各种组织细胞中与iPS细胞中DNA相同,但RNA不同,A错误;iPS细胞不断增殖分化,说明分化程度低,不易衰老,B错误;细胞凋亡是受基因控制的程序性

32、死亡,细胞内也存在基因表达,C错误;在iPS细胞的培养液中加入不同分化诱导因子,就可以诱导iPS细胞向不同类型的组织细胞分化,有利于提高细胞生理功能的效率,D正确。【实验探究】3.(18分)研究发现,不同浓度的胰岛素可以缓解肝细胞的损伤,且胰岛素浓度越高保护作用越强。LPS是一种导致肝细胞损伤的常见物质(用生理盐水配制)。现提供正常大鼠的肝脏完成实验步骤。(要求:胰岛素配制成低中高三种浓度,用细胞存活数作为指标)(1)实验步骤:肝细胞悬液的制备:取健康幼年鼠肝脏,适宜条件下剪碎再用_处理,放入卡氏瓶中和_中进行_培养。得到细胞悬液后分成_组,编号AE备用。胰岛素溶液:用_配制低中高三种不同浓度

33、的胰岛素溶液,分别加入对应的C、D、E培养瓶中。A组作为空白对照,其余各组加入_。各组存活细胞数的检测。(2)用柱形图预测各组的实验结果:【解析】(1)实验步骤:肝细胞悬液的制备:取某健康幼年大鼠的肝脏,适宜条件下取出剪碎再用胰蛋白酶处理,经多次洗涤离心处理得到分散的肝细胞;加入适宜的细胞培养液置于卡氏瓶和CO2培养箱中进行原代培养;将培养得到的肝细胞悬液随机分为5组,编号为AE,每组均需再设置多个重复样液,置于相同且适宜的培养瓶中培养备用。胰岛素溶液:用生理盐水配制低、中、高三种浓度的胰岛素溶液,分别加入C、D、E组的肝细胞悬液中。A组作为空白对照,其余各组加入等量的LPS。各组存活细胞数的

34、检测。(2)实验结果预期:若本实验的结果用细胞存活率作为检测指标,各组的存活细胞数先用比色计测出OD值,然后计算各组的细胞存活率=该组OD值/A组OD值100%,不考虑细胞死亡对OD值的影响,由于LPS能导致肝细胞损伤,不同浓度的胰岛素可以缓解肝细胞的损伤,等量LPS的情况下,胰岛素浓度越大,细胞存活率越高,用柱形图表示各组的实验结果如下: 答案:(1)胰蛋白酶CO2培养箱原代5生理盐水等量的LPS(2) 【补偿训练】某医院病理室为确诊一患者的肿瘤是良性的还是恶性的,切取了小块肿瘤组织进行培养。回答下列问题:(1)培养之前,肿瘤组织必须先用_处理成单个细胞。(2)若开始培养时,取一滴培养液观察

35、,有100个肿瘤细胞,经过24 h培养后,取一滴稀释100倍后,再取一滴(设三次的“一滴”等量)观察,发现有64个肿瘤细胞,此肿瘤的细胞周期约为_h。(3)与正常细胞相比,在显微镜下可见明显增多的细胞器是_(填两项)。(4)某科研单位研制出一种新型药物X,据说对此类肿瘤有较好的疗效,请你设计一个方案加以验证。写出你所设计的实验步骤:将相同的培养液分为相等的两份,一份_,另一份_;_;放在相同的条件下培养,_ _。【解析】(1)设计实验确诊肿瘤是良性的还是恶性的,培养之前先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肿瘤组织,使其分散开,成为单个细胞,然后进行细胞培养。(2)开始观察,一滴培养液中有100个肿瘤细

36、胞,培养后稀释100倍,一滴培养液中有64个肿瘤细胞,这相当于1个肿瘤细胞在24 h内经过6次分裂形成了64个细胞,则肿瘤细胞的细胞周期为246=4 h。(3)肿瘤细胞有丝分裂旺盛,周期变短,所以与正常细胞相比,在显微镜下可见明显增多的细胞器是线粒体、核糖体。(4)要验证新型药物X对此类肿瘤有较好的疗效,需要设置对照实验,所以将相同的培养液分为相等的两份,一份加入药物X,另一份不加,然后将等量的肿瘤细胞置于两份培养液中,放在相同且适宜的条件下培养,一段时间后观察肿瘤细胞生长情况,根据观察结果作出判断。答案:(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)(2)4(3)线粒体、核糖体(4)加入药物X不加入药物X将等量的肿瘤细胞置于两份培养液中观察肿瘤细胞生长情况