生物选择性必修3 生物技术与工程第三节 动物细胞工程及其应用第1课时教学设计

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第三节　动物细胞工程的应用
第1课时　动物细胞与组织培养　细胞核移植技术


1．理解动物细胞与组织培养的原理、方法及应用。(重、难点)
2．理解细胞核移植的基本过程。
3．掌握动物体细胞克隆的过程和意义。(重点)
4．正确看待克隆的利与弊。




1．动物细胞工程
(1)理论依据：细胞生物学和分子生物学。
(2)应用
①深入探索并改造生物的遗传特性。
②大量培养细胞。
(3)技术手段：动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体制备等。
(4)基础技术：动物细胞与组织培养。
2．动物细胞与组织培养
(1)概念：指在体外模拟动物体内环境，将动物细胞或组织在温度适宜、营养充足、无菌等条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。
(2)材料：取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织。
(3)场所：体外，并模拟动物内环境。
(4)目的：使动物细胞或组织继续生长、增殖并维持原有结构和功能。


(7)过程
①动物细胞培养
动物组织单个细胞―→细胞悬液―→含营养液的液体培养皿培养―→形成一层细胞―→转移到新培养液中继续培养。
②动物组织培养


(8)培养类型
①原代培养
a．含义：从供体获取组织或细胞后的初次培养。
b．培养代数：10代左右。
c．应用：药物测试、基因表达等实验研究。
d．特点：细胞的生物学特性未发生很大变化。
②传代培养
a．含义：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。
b．原因：在原代培养过程中，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等导致细胞生长和增殖减缓。
c．培养代数：10～50代左右。
(9)应用
主要应用于医药领域，如疫苗生产、药物研制、肿瘤防治等。


对大面积烧伤的病人，最好进行自体皮肤移植手术，为了获得大量的自体皮肤细胞必须进行细胞培养。
结合以上材料探究如下问题：
探讨：动物细胞培养与动物组织培养的主要区别是什么？
提示：动物细胞培养过程中需要用胰蛋白酶等使组织块中的细胞离散，而动物组织培养过程中不需要使用胰蛋白酶等。
探讨：进行动物细胞培养为何常选用幼龄动物组织或胚胎作培养材料？动物细胞培养需要脱分化吗？培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
提示：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。
动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变弱，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。分散后能与培养液充分接触，更易进行物质交换。


1．动物细胞培养
(1)原理
细胞增殖。
(2)培养液
动物细胞培养所用的培养液(液体培养基)与植物组织培养所用的培养基的成分是不同的。动物细胞培养液常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
(3)培养条件
①无菌、无毒的环境：首先应保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，即对培养液和所有的培养用具进行无菌处理。通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。另外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：细胞体外培养所需营养物质与体内的环境基本相同。例如，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们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，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。
③温度和pH：细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.5 ℃为宜。多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
④气体环境：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的主要作用是维持培养液的pH。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
(4) 过程解读

①选材：一般取自幼龄动物的器官或组织，因为这些组织或器官的生命力旺盛，分裂能力强。
②将动物细胞分散成单个细胞培养的原因：
a．保证细胞所需要的营养供应。
b．保证细胞内有害代谢产物的及时排出。
(5)培养类型
①原代培养：是指从供体获取组织或细胞后的初次培养。
a．原代培养的细胞分裂旺盛，一般表现为细胞贴壁生长和接触抑制。
b．由于组织或细胞刚刚离体，细胞的生物学特性未发生很大变化，在这一阶段中，培养的细胞最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合用于药物测试、基因表达等实验研究。
②传代培养：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中的继续培养。
a．随着培养时间的延长，体外培养的细胞数量会不断增加，当细胞数量增加到一定程度后，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等，细胞的生长和增殖会逐渐减缓，此时将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。
b．传代培养至10～50次后，细胞增殖缓慢，甚至完全停止，此时细胞普遍表现为衰老和凋亡特征，但也有少部分细胞会发生突变，会朝着等同于癌细胞的方向发展。
(6)培养的难易程度
①幼体组织或细胞比老龄组织或细胞更容易培养。
②分化程度低的组织或细胞比分化程度高的组织或细胞更容易培养。
③肿瘤组织或细胞比正常组织或细胞更容易培养。
结果：动物细胞培养只能获得大量细胞，不能得到生物个体。
[特别提醒]
(1)培养动物细胞时没有脱分化的过程，因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力。
(2)癌细胞增殖时不存在接触性抑制，所以在培养瓶中可以形成多层细胞。
2．植物组织培养与动物细胞培养的比较

植物组织培养
动物细胞培养
原理
植物细胞的全能性
细胞的增殖
培养基的
物理状态
固体
液体
培养基的
成分
营养物质、激素
营养物质、动物血清等
培养的
目的
快速繁殖无病毒植株等
获得细胞产物或细胞等
取材
植物幼嫩部位或花药等
动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织
其他条件
均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件

1．(2016·福建厦门期中)一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件(　　)
①无毒的环境　②无菌的环境　③合成培养基需加血清　④温度与动物体温相近　⑤需要O2，需要CO2　⑥CO2能调培养液pH
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
【解析】　动物细胞培养需要无毒和无菌环境，①②正确；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；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；动物细胞培养需要一定的气体环境，95%的空气和5%的CO2，⑤正确；5%的CO2能调培养液pH，⑥正确。
【答案】　A
2．(2016·宁夏银川月考)红豆杉，又名紫杉，可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下图是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，请分析并回答： 【导学号：10210054】

(1)酶X是________酶，其主作用是________________。
(2)物质Y是________，乙组起______________________________作用。
(3)细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有________、________、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需要加入血清、血浆。
(4)为清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是______________。
(5)实验结果：若甲组_______________________________________________，
说明紫杉醇有抗肿瘤作用。
(6)为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用______________技术把离体的红豆杉细胞经过______________培养成愈伤组织，从中提取紫杉醇，进行工厂化生产。
【解析】　据题图可知，酶X是指胰蛋白酶或胶原蛋白酶，其主要作用是使肿瘤细胞分散开。本题研究的是紫杉醇的抗肿瘤作用，固此需用生理盐水做对照，以观察紫杉醇的效果。细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸等小分子有机物，还需要促生长因子等调节物，以及无机盐、微量元素等无机物。定期更换培养液的目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用组织培养技术将离体的红豆杉细胞经过脱分化培养为愈伤组织进行工厂化生产。
【答案】　(1)胰蛋白(胶原蛋白)　使肿瘤细胞分散开
(2)生理盐水　对照(与紫杉醇形成对照) 　(3)糖　氨基酸　(4)(定期)更换培养液　(5)肿瘤细胞的数目少于乙组　(6)植物组织培养　脱分化

　动 物 细 胞 核 移 植 与 体 细 胞 克 隆

1．克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。
2．体细胞克隆：将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术，其关键是细胞核移植技术。
3．细胞核移植：利用显微操作技术将某种动物细胞的细胞核移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟卵细胞内的技术。
4．克隆动物过程

5．克隆人体器官的过程

6．应用
(1)医药卫生领域：①转基因克隆动物可作为生物反应器，生产医用蛋白；②转基因克隆动物可作为异体移植的供体用于组织器官的移植；③使人类深入了解胚胎发育及人体衰老过程；④更好地追踪和研究疾病的发展过程以便有效治疗疾病。
(2)畜牧生产方面：①可加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群的繁育；②保护濒危物种、增加这些动物的存活数量。
7．优缺点
(1)优点：克服动物种间杂交繁殖障碍，创造新物种和潜在的经济价值。
(2)缺点：成功率较低，需要进一步发展和完善。



世界上第一头赖氨酸转基因克隆奶牛诞生在吉林大学农学部奶牛繁育基地。这是世界上首次利用分子生物学技术和体细胞核移植技术获得的赖氨酸转基因克隆牛，也标志着世界克隆技术的又一次突破。
结合以上材料探究如下问题：
探讨：为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？
提示：因为①克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外线粒体中的DNA是来自于受体卵细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。
探讨：结合动物细胞核移植的过程，分析为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难。
提示：由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。
探讨：克隆器官与克隆人中胚胎的处理方式相同吗？
提示：不同。克隆器官获得的早期胚胎在克隆器官中用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的组织或细胞；在克隆人中获得的胚胎则通过胚胎移植到母体的子宫内，由母体孕育出婴儿。

1．细胞核移植技术的原理及条件
(1)原理：细胞核的全能性。
(2)动物细胞全能性的特点：动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性表达很难，但动物细胞的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因，具有发育成完整个体的潜能，即动物细胞的细胞核仍具有全能性。
(3)细胞核全能性表达的条件：必须提供促使细胞核表达全能性的物质和营养条件，要保证细胞核全能性的表达，去核的卵细胞是最合适的细胞，因为卵细胞体积大、易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
(4)操作过程：通过显微操作从A细胞中取出细胞核，将其注入去核后的B细胞中，再对重组的细胞进行培养等操作。
2．克隆
(1)本质：无性繁殖系。
(2)分类
①分子水平：如DNA (基因)克隆；
②细胞水平：动植物细胞培养中的细胞群体；
③个体水平：如细菌的菌落，植物组织培养得到的植物幼苗，通过动物细胞核移植获得的克隆动物。
3．动物体细胞克隆
(1)克隆动物的一般过程。

从图中可以看出，克隆动物的产生不同于有性生殖，它的主要遗传物质来自于供体生物(提供细胞核)，不是来自双亲。
(2)意义：在克服动物种间杂交繁殖障碍、创造新物种等方面具有重要的科学意义和潜在的经济价值。
4．如何看待克隆的利与弊
(1)克隆人和克隆器官的技术路线


(2)过程一为生殖性克隆过程，过程二为治疗性克隆过程。
二者主要区别是：获得的早期胚胎在治疗性克隆中用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的组织或细胞；在生殖性克隆中获得的胚胎则通过胚胎移植送入母体的子宫内，由母体孕育出婴儿。
(3)有关克隆人的争论：两种不同观点，多数人持否定态度。
①否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
②肯定的理由：技术性问题可以通过基因诊断和染色体检查等方法解决，不成熟的技术也只有通过实践才能成熟。
③中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。

1．(2016·江苏盐城期中)下图示哺乳动物生殖过程。其中b为卵细胞，c为体细胞。下列叙述不正确的是(　　)

A．形成动物①、②的过程分别属于有性生殖和无性生殖
B．产生动物②的过程中可发生基因突变、基因重组等
C．动物②的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性
D．a、b、c细胞的形成过程，仅c细胞为有丝分裂
【解析】　图中动物①通过受精作用形成，属于有性生殖，动物②通过细胞核移植技术形成，利用的原理是动物细胞的细胞核具有全能性，形成动物②的过程属于无性生殖，不会发生基因重组。a、b细胞分别是精原细胞和卵原细胞通过减数分裂形成的，c细胞是体细胞，通过有丝分裂形成。
【答案】　B
2．下面是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题：

(1)图中①所示的结构名称是________。
(2)图中③④所示的生物技术名称分别是________、________。
(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它
_______________________________________________
_______________________________________________。
(4)过程④通常用②作为受体细胞的原因是_______________________________________________
_______________________________________________。
(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是________________________，该种基因治疗所属类型为________________。
(6)若用图中③④所示技术得到能产生人生长激素的高产奶牛，则该奶牛从生殖方式上看属于________(填“有性生殖”或“无性生殖”)。
【解析】　(1)①是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核。(2)③表示核移植技术，④表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)早期胚胎中的细胞分化程度低，全能性高，可诱导分化成各种组织器官。(5)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核遗传物质来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因，故所属类型为体外基因治疗。(6)体细胞核移植没有经过两性生殖细胞的结合，所以从生殖方式上看属于无性生殖。
【答案】　(1)细胞核
(2)核移植技术　转基因技术(或基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)含有促进细胞核全能性表达的物质
(4)这些细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞
(5)没有免疫排斥反应　体外基因治疗
(6)无性生殖

1．下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是(　　)
A．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
B．传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞
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】　细胞遗传物质的改变发生在传代培养中。
【答案】　A
2．下列关于体细胞克隆的叙述中，错误的是(　　)
【导学号：10210055】
A．供体为体细胞的细胞核
B．受体为去核卵细胞的细胞质
C．细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤
D．克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致
【解析】　经体细胞核移植形成的克隆动物，遗传物质主要由供体细胞核提供，但也含有受体细胞的细胞质中的遗传物质，因此克隆动物与供体的遗传物质和表现型不完全相同。
【答案】　D
3．下列有关克隆的叙述，不正确的是(　　)
A．生物体通过体细胞进行的无性繁殖
B．将某肿瘤细胞体外培养繁殖成一个细胞系
C．扦插和嫁接实质上也是克隆
D．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA中
【解析】　克隆实质上就是一种无性繁殖，它包括未经有性生殖细胞的结合而大量增殖所获得的生物产品。A、B、C均属于此列。D未能进行无性增殖，不属于克隆。
【答案】　D
4．关于动物细胞培养的有关叙述中正确的是(　　)
A．细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中
B．动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和血清等
C．动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌蛋白
D．动物细胞培养前和培养中都要用胰蛋白酶处理
【解析】　细胞癌变发生在传代培养时；生长素是植物激素，不能用于动物细胞培养；动物细胞培养可获得大量的细胞分泌蛋白，也可用于检测有毒物质等；动物细胞培养前需用胰蛋白酶等将组织分散成单个细胞，动物细胞培养过程中由原代培养到传代培养时，也需要用胰蛋白酶等将细胞分散开来。
【答案】　D
5．一只羊的卵子的核被另一只羊的体细胞核替换后，这个卵子经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果生下了一只羊羔，这种克隆技术具有多种用途，但是不能(　　)
A．有选择地繁殖某一性别的家畜
B．繁殖家畜中的优秀个体
C．用于保存物种
D．改变动物的基因型
【解析】　生物的各种性状是由遗传物质——DNA控制的，由细胞核内的DNA控制的遗传叫细胞核遗传，由细胞质(主要存在于线粒体、叶绿体)内的DNA控制的遗传叫细胞质遗传。目前的克隆技术是将一个体细胞核植入一个去核的卵细胞，经过试管培养一段时间后，再移入另一个体的子宫内发育、分娩的技术。通过该技术，能够保持核供体的优良性状，能够保持性别不变，也能够用于保存物种，但不能改变动物的基因型，这是因为基因型的改变是通过动物的有性生殖(减数分裂)完成的。
【答案】　D
课堂小结：
网络构建

核心回扣
1.动物细胞培养的过程：动物组织块单个细胞细胞悬液―→原代培养―→传代培养。
2．动物细胞培养一般选用胚胎或幼龄动物的组织，细胞在培养过程中会出现细胞贴壁(生长)和细胞接触抑制现象。
3．动物细胞培养的条件包括：无菌、无毒的环境，适宜的营养、温度和pH及气体环境。
4．动物核移植技术的原理是动物细胞核的全能性，属于无性生殖。
5．动物体细胞核移植的受体细胞是已经去核的MⅡ期卵母细胞。
学业分层测评(七)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列关于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或幼龄动物的器官或组织
B．将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C．细胞铺满整个培养皿底部时，要将细胞转移到新培养液中继续培养
D．动物细胞培养只能传50代左右，所培育的细胞会衰老死亡
【解析】　动物细胞培养至50代左右，细胞增殖会明显减缓，甚至完全停止。
【答案】　D
2．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(　　)
A．贴壁细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B．培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养
【解析】　动物细胞培养时，具有接触抑制现象，贴壁细胞在培养瓶壁上只可形成一层细胞，A错；细胞在培养过程中，传代次数也是有限的，一般为50次就会死亡，留下来的细胞就是发生了癌变的细胞，遗传物质发生改变，具有不死性，B、C错，D正确。
【答案】　D
3．下列有关体细胞核移植技术的说法不正确的是(　　)
A．体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高
B．克隆技术的各个环节有待于进一步改进
C．大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题
D．克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议
【解析】　本题考查体细胞核移植技术的利弊。由于体细胞核移植技术是一项新的技术，对于其原理并不完全清楚，成功率并不高，有许多问题仍待解决。
【答案】　A
4．伦理学家极力反对克隆人，以下哪项不是他们反对克隆人的原因？(　　) 【导学号：10210056】
A．严重地违反了人类伦理道德
B．冲击了现有的伦理道德观念
C．克隆人是心理不正常的人
D．干扰正常的社会和家庭关系
【解析】　克隆人严重地违反了人类伦理道德，冲击了现有的伦理道德观念，干扰了正常社会和家庭关系，我们应持反对态度。
【答案】　C
5．下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是(　　)
A．培养基成分不同
B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能
D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株
【解析】　动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。其主要不同点是它们的培养基成分不同。动物细胞培养所用的培养基是液体培养基，动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素等，另外还有动物血清。植物组织培养所用的培养基是固体培养基，植物组织培养所需要的物质包含植物生长和发育所需的全部营养成分，如水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、氨基酸、琼脂等和有机添加物，没有动物血清。
【答案】　A
6．乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂发育成重组胚胎，再植入丙马的子宫内发育，产下一匹小马。下列叙述正确的是(　　)
A．直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎来
B．小马的性状完全与甲马相同
C．此项技术可用于保护濒危物种
D．该过程可以很好地证明动物细胞的全能性
【解析】　克隆过程中细胞质遗传物质来自乙马，细胞核中遗传物质来自甲马，所以小马的性状与甲马不完全一致，该过程只能说明动物细胞核具有全能性，而未体现出动物细胞的全能性。
【答案】　C
7．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
【解析】　动物体细胞的全能性受到限制，不能经过培养获得动物个体；用于核移植的供体细胞一般是10代以内的细胞；克隆动物细胞核内的遗传物质来自供体细胞，其性别与提供细胞核的动物一致，因此可有选择地克隆某一性别的家畜；克隆动物细胞质内的遗传物质主要来自受体卵母细胞，并不是对体细胞供体动物进行100%的复制。
【答案】　B
8．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是(　　)
【导学号：10210057】
A．将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体
B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，经孕育培养成新个体
D．将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
【解析】　野驴的体细胞的全能性已经受到限制，不能经过培养形成新个体，将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成的是带有野驴基因的家驴；野驴的体细胞核中具有发育成野驴的全部基因，因此通过核移植技术，可使野驴“复生”。
【答案】　C
9．(2013·浙江高考)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)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消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型
D．丁过程得到的细胞具有异质性
【解析】　动物细胞培养需要无毒、无菌的环境，甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型；丁过程表示通过选择或纯化从细胞系中获得具有特殊性质的细胞株的过程，此过程得到的细胞具有异质性。
【答案】　C
10．下图为动物细胞培养过程示意图，请回答以下几个问题：

(1)进行培养的细胞往往取自于胚胎或幼龄动物，原因是_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要剪碎，然后用胰蛋白酶处理，其目的是_______________________________________________
_______________________________________________。
(3)培养先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和________等。当细胞数量增加到一定程度后，细胞的增殖就会减缓。需用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养，称为________。
有一类不正常的动物细胞，体外培养失去制约而表现为“疯长”，这类细胞最可能是________。
(4)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_______________________________________________
_______________________________________________。
(5)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作________进行攻击。
【解析】　(1)同一器官或组织的细胞，胚胎或幼龄动物的较成年和老年的分裂能力强，代谢活力高，更适合进行细胞培养。
(2)对动物的组织碎块使用胰蛋白酶处理，能使各个细胞分散开，形成细胞悬浮液，有利于细胞的生长和增殖。
(3)进行动物细胞培养，需要加入一定量的动物血清，内含多种营养物质和生长因子。
【答案】　(1)胚胎或幼龄动物的器官或组织中的细胞代谢旺盛，分裂能力强
(2)使细胞分散，每个细胞可以与培养液充分接触　(3)动物血清　传代培养　癌细胞　(4)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(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着色)　(5)抗原
[能力提升]
11．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。下列说法不正确的是(　　)
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．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．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
D．将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜条件下培养，一段时间后，会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多
【解析】　动物细胞培养的适宜pH为7.2－8.4，而在这样的环境中胃蛋白酶会变性失活，因此在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，不可用胃蛋白酶处理，应用胰蛋白酶处理，A错误；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，B正确；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，C正确；在适宜环境中，肿瘤细胞的增殖速率大于肝细胞，因此将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜培养条件下培养，一段时间后，会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多，D正确。
【答案】　A
12．培育克隆蛙的基本过程如图所示。下列叙述不正确的是(　　)




A．①过程可以用紫外线破坏细胞核
B．若把皮肤细胞换成胚胎细胞则可以提高成功率
C．⑤过程需要进行胚胎移植
D．上述过程证明了细胞质具有调控细胞核发育的作用
【解析】　将卵细胞中的细胞核去除可用紫外线破坏的方法，A对；胚胎细胞的增殖能力强于皮肤细胞，B对；青蛙是卵生动物，不需要进行胚胎移植，C错；细胞质中存在激发核基因特异性表达的物质，D对。
【答案】　C
13．(2016·福州月考)进行动物的克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
【导学号：10210058】

A．该过程的技术基础是核移植
B．甲细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是重组细胞
C．子代动物与提供甲细胞的动物性状完全相同
D．动物难以克隆的根本原因是分化的体细胞的基因组成缺乏完整性
【解析】　该过程的技术包括核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等，基础是动物细胞培养，A错误；供核细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，但胚胎细胞分化程度低，全能性高，乙细胞是重组细胞，B正确；子代动物与提供甲细胞的动物性状大体相同，因还受细胞质基因和环境因素的影响，C错误；动物难以克隆的根本原因是动物细胞是高度分化的细胞，全能性受到抑制，D错误。
【答案】　B
14．科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)。请结合图回答下列相关问题：

(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用______酶处理。
(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是_______________________________________________
_______________________________________________。
(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是________，此外，细胞增殖还表现出____________和细胞接触抑制等特点。
(4)将进行培养的供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞细胞核的目的是_______________________________________________
_______________________________________________。
(5)重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊，但也不是100%的复制，原因最可能是
_______________________________________________
_______________________________________________。
【解析】　(1)要使动物组织细胞分离开来常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛，分裂能力强，遗传物质没有发生改变，适于作核移植的供体细胞。
(3)在细胞培养时，细胞以有丝分裂的方式进行增殖，同时表现出贴壁生长和接触抑制现象。
(4)受体卵母细胞要除去细胞核，是为了使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。
(5)生物的性状是细胞核和细胞质共同作用的结果，同时生物的性状还受环境的影响，因此，克隆牛犊不可能是供体奶牛100%的复制品。
【答案】　(1)胰蛋白
(2)细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变
(3)有丝分裂　细胞贴壁生长
(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞
(5)①生物的性状受细胞核和细胞质共同控制；②生物的性状还受环境因素的影响
15．(2016·重庆一中月考)甲、乙两种化学物质可能有一定致畸、致癌作用，利用动物细胞培养的方法鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱。请依据实验结果完成下列实验报告。
(1)实验步骤：
①制备细胞悬液：用________处理小白鼠胚胎组织离散成单个细胞，制成细胞悬浮液。
②进行细胞培养：
a．取A、B、C三个洁净的锥形瓶，分别加入______________。
b．向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶加等量生理盐水，作为对照。
c．把3个培养瓶放在37 ℃的CO2培养箱中培养。
③制作临时装片
④镜检和统计：把临时装片放在显微镜下，寻找处于有丝分裂中期的细胞，与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片进行对比，以确认发生变异的细胞。统计________________________。
(2)实验结果：
培养瓶
A
B
C
变异细胞占总细胞数
1.3%
12.5%
0.1%
(3)请写出实验结论：
【解析】　(1)①解离组织细胞常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理得到单个的细胞
②根据b的实验步骤可以得出a中A、B、C三个洁净的锥形瓶，分别加入等量的细胞悬浮液(为了实验的严谨性必须减少无关变量的干扰同时保证单一变量原则因此强调等量)。
④根据实验目的判断两种物质是否致癌等，检测的指标是用此物质培养动物细胞，观察动物细胞数目情况，因此结果是统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数。
(3)通过表中数据显示C组为对照组，A与B两者变异细胞占总细胞数均比C组高说明甲、乙两种化学物质均有一定毒性，A组数据比B组小说明甲的毒性比乙的毒性小。
【答案】　(1)①胰蛋白酶　②a.等量的细胞悬浮液 (没写“等量”不得分)
④该期变异的细胞占细胞总数的百分数
(3)结论：甲、乙两种化学物质均有一定毒性，且甲的毒性比乙的毒性小