高中生物 2.3动物的克隆第二章第8课时同步练习(含解析)浙科版选修3

第8课时动物的克隆(一)

目标导航 1.简述动物细胞、组织培养与体细胞克隆。2.说出动物组织培养技术的发展历程。3.描述细胞系、细胞株的含义。4.概述动物细胞融合技术。

一、动物细胞的培养和克隆的形成

动物克隆的技术基础是________________________。

1．动物细胞、组织培养：首先，将动物体内的____________取出，经过____________________，使其分散成____________；然后，在人工控制的培养条件下，使这些细胞得以生存，并保持生长、分裂乃至接触抑制和有规律的衰老、死亡等生命活动现象。

2．动物组织培养技术的发展

(1)原代培养：指的是从机体取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。

(2)传代培养：将________________分成若干份，接种到若干份培养基上，使其继续________、________。

3．细胞系、细胞株

(1)细胞系

①概念：在组织培养过程中，____________的细胞称为细胞系。

②种类：____________；____________。

(2)细胞株

①通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞，称为细胞株。

②种类：连续细胞株和有限细胞株。

4．克隆培养法

(1)概念：把____________从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的______________的技术，叫做克隆培养法或____________。

(2)特点：________________________________________。

(3)基本要求：必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个，即必须肯定所建成的克隆来源于____________。

(4)提高细胞克隆的措施

①____________________；②添加血清；③______________________；④____________；

⑤使用CO2调节pH。

二、动物细胞融合技术

细胞工程是________水平上的生物工程，其主要技术手段是________和________。

1．细胞融合的概念：细胞融合指________________________________________。

2．细胞杂交：细胞融合可以在________________________________进行，其中________________________________就是细胞杂交。

知识点一动物细胞培养

1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( )

A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

B．克隆培养法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

2．用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是( )

A．都需要用CO2培养箱B．都需要用液体培养基

C．都要在无菌条件下进行D．都可体现细胞的全能性

知识点二动物细胞融合

3．阅读下列材料：

材料一由于细胞的密度不同，在地面上受重力影响，细胞的融合非常困难，在太空进行此实验比在地面实验的细胞融合率要高很多。“神舟”六号飞船上进行了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合、黄花烟草原生质体和“革新”一号烟草原生质体的融合两个科学实验，在电融合仪内经过160 min后，终于获得成功。

材料二如图为哺乳动物生殖过程及相关细胞工程的示意图，其中b为卵细胞，c、d 为体细胞。

根据以上材料回答：

(1)细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优越性在于________________。在太空进行细胞融合与在地面进行细胞融合相比，其优越性在于

________________________________________________________________________。

(2)动物个体甲、乙的产生分别属于哪种生殖？

________________________________________________________________________。

(3)在“神舟”六号飞船上进行的“太空融合”，与上图中的方法________的原理相同。

(4)人工诱导动物细胞融合与诱导植物细胞融合的方法相同的是都可用物理法和化学法，此外动物细胞融合还可用________________作为诱导剂。

4．下列有关动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，不正确的是( )

A．诱导融合的方法不完全相同

B．所用的技术手段基本相同

C．所采用的原理基本相同

D．都能形成杂种细胞

基础落实

1．在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是( )

A．使动物组织分散为单个细胞

B．去掉细胞壁，使其成为原生质体

C．去掉细胞膜，暴露出原生质体便于细胞融合

D．促进蛋白质水解为多肽

2．动物细胞融合特有的诱导方法是( )

A．PEG B．灭活的病毒

C．电刺激D．离心

3．在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称为( )

A．原代培养B．传代培养

C．细胞株D．细胞系

4．根据培养基的物理性质划分，植物组织培养和动物细胞培养所常用的培养基分别是( )

A．固体培养基、固体培养基

B．固体培养基、液体培养基

C．液体培养基、固体培养基

D．液体培养基、液体培养基

5．进行动物细胞培养时，最好选用的培养材料是( )

A．衰老退化的动物组织细胞

B．成熟动物个体的体细胞

C．动物的受精卵细胞

D．健康动物胚胎或幼龄动物个体的体细胞

6．下列不属于动物细胞工程应用的是( )

A．大规模生产干扰素，用于抵抗细菌产生的外毒素

B．为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞

C．大规模生产单克隆抗体

D．利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖

能力提升

7．动物细胞融合和植物原生质体融合决定于( )

A．细胞膜的流动性

B．细胞膜的选择透过性

C．细胞质的流动性

D．细胞质中酶的活性

8．下列关于动物细胞融合的说法，错误的是( )

A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程B．动物细胞融合后形成的具有原本两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞

C．常用的诱导动物细胞融合的因素有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射等D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能

9．下列有关酶的叙述正确的是( )

A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸

B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率

C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞

D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸

10.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

____________________的细胞，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，该种细胞的粘着性__________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量______________。

(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，而活细胞不染色，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到____________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，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。

11．为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：

(1)实验分组：

甲组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水

乙组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X(用生理盐水配制)每组设置若干个重复样品。

(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。

(3)将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。

(要求与说明：答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞)

请回答：

(1)实验目的：____________________________________________________________。

(2)预测实验结果及结论：__________________________________________________。

(3)实验中采用3H－TdR的原因：_______________________________________________。

综合拓展

12．家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。

(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。

(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自基因文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的__________和__________之间。

(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、________________和____________。

(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的

中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以____________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

第8课时动物的克隆(一)

答案

知识清单

一、动物的细胞和组织培养 1.一部分组织机械消化或胰酶消化单个细胞 2.(2)原代培养的细胞生长增殖 3.(1)①可连续传代②连续细胞系有限细胞系 4.(1)一个单细胞细胞群体细胞克隆(2)细胞克隆的遗传性状均一，表现的性状相似(3)单个细胞(4)①选择适宜的培养基③以滋养细胞支持生长

④激素刺激

二、细胞细胞培养细胞融合 1.两个或多个细胞融合成一个细胞的现象 2.基因型相同或不同的细胞间基因型不同的细胞间的融合

对点训练

1．D [动物细胞在培养过程中有接触抑制现象，细胞在培养瓶中会贴壁生长，形成一层细胞，相互接触后停止生长。克隆培养法培养过程中，仅有极少数细胞的基因型会发生改变。二倍体细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去了。恶性细胞系的细胞具有不死性，可以进行传代培养。]

思路导引准确理解细胞培养的技术要求及现象，逐一辨析各选项。

知识链接动物细胞培养

(1)概念：从动物个体中取出相关的组织，将它们分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。

(2)过程

(3)基本概念

①细胞贴壁：将细胞悬液置于适宜环境的培养瓶中培养，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上的现象。

②接触抑制：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的现象。

③原代培养：通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。

④传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞增殖，即为传代培养。

⑤细胞株：传代培养的细胞一般传至10代左右就不易传下去，细胞的生长就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡。但是有极少数细胞能度过“危机”而继续传下去，这些存活的细胞一般能传到40～50代，这种传代的细胞叫做细胞株。

⑥细胞系：当细胞株传至50代以后又会出现“危机”不能再传下去。但有部分细胞的遗传物质发生了改变，而且带有癌变的特点，获得不死性，可在培养条件下无限制的传代下去，这种传代的细胞称为细胞系。

2．C [不管是动物细胞培养还是植物组织培养，最基本的一个外界条件就是都要在无菌环境条件下进行。此外，动物细胞培养的培养基是液体培养基，其中的碳源是葡萄糖，培养液中还需要加入一定的动物血清，其气体环境是95%空气＋5%的二氧化碳，以维持培养液的pH。而植物组织培养的培养基为固体培养基，其碳源为蔗糖，在组织培养的脱分化阶段

必须在黑暗条件下进行，再分化过程则需要一定的光照条件；动物细胞培养就是细胞的增殖，不能体现细胞的全能性，而植物组织培养体现了植物细胞的全能性。]

归纳提升动物细胞培养与植物组织培养的比较

植物组织培养动物细胞培养

不

同

点

原理细胞的全能性细胞的增殖

目的快速繁殖，培育无病毒植株等获得细胞或细胞的代谢产物

培养

基

固体，除营养物质外，还有植物激素

液体，除营养物质外，一般还有血清、

血浆等结果培育成植物个体或组织培育成细胞株或细胞系

过程细胞有分化，无癌变细胞无分化，有可能癌变

相同点

①都需无菌条件，培养基中含有有机物和无机物等营养物质

②都是细胞有丝分裂过程

成分中有动物血清。

3．(1)克服了远缘杂交不亲和的障碍解决了因两种细胞密度不同而难以融合的问题(2)有性生殖；无性生殖(3)三(4)灭活的病毒

解析(1)细胞融合与精卵结合相比，通过人工的方法克服了存在于物种之间的遗传屏障的困难，从而能够按照人们的主观意愿，把来自不同物种的不同组织类型的细胞融合起来，克服了远缘杂交不亲和的障碍。若在太空中进行细胞融合，可以解决因两种细胞密度不同而难以融合的问题。(2)动物个体甲是通过精卵结合产生的，属于有性生殖，而乙是通过体细胞核移植技术产生的，属于无性生殖。(3)“太空融合”是细胞融合，与方法三的原理相同，都是细胞膜的流动性。(4)动物细胞融合，除了可以利用诱导植物原生质体融合的方法外，还可以采用灭活的病毒。

知识链接动物细胞融合

(1)概念：是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，也叫细胞杂交。

(2)原理：细胞膜的流动性。

(3)诱导融合的方法

①物理、化学方法：与植物体细胞杂交相同，如聚乙二醇、电激法等。②生物方法：灭活的病毒。

(4)过程

(5)总结：①过程：膜融合→质融合→核融合

②融合成功的标志：杂交细胞进行有丝分裂。

③重组细胞的特点：杂交细胞具有两个细胞的遗传信息，能表现两个亲本的性状。

4．B [植物细胞与动物细胞相比由于具有细胞壁结构而无法直接进行融合，所以融合之前必须用纤维素酶和果胶酶去除该结构。动物细胞融合与植物体细胞杂交所用的技术手段有很大差异，诱导融合的手段不完全相同。]

归纳提升动物细胞融合与植物体细胞杂交的对比

植物体细胞杂交动物细胞融合

细胞融

合原理

细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖

细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后，诱

导原生质体融合

用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散，

诱导细胞融合

诱导手段离心、电激、振动、聚乙二醇等诱导

与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的

病毒诱导

用途克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交

亲本范围，培育新品种

制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等

特别提醒动、植物细胞融合的主要不同点：

①灭活的病毒是动物细胞融合常用的诱导剂，植物体细胞杂交不用此诱导剂。

②植物细胞融合过程中，首先要除去细胞壁，制备原生质体，而动物细胞无细胞壁，可直接诱导融合。

课后作业

1．A [在进行动物细胞培养前，先用胰蛋白酶使组织块中的细胞相互分散开，以增加与培养液的接触面积，便于培养。]

2．B [物理、化学方法在动植物细胞融合时都可用，灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法。]

3．D [细胞系细胞的遗传物质发生了改变，而且带有癌变的特点，可在培养条件下无限制的传代下去。]

4．B [在植物组织培养过程中所用的是固体培养基，而在动物细胞培养过程中需制成单个悬浮细胞，用的是液体培养基。]

5．D [在进行动物细胞培养时，用的是健康幼龄动物细胞或胚胎，这类细胞有旺盛的分裂能力。]

6．A [大规模生产干扰素，用于抵抗细菌产生的外毒素，应该属于基因工程和发酵工程的应用。]

7．A [细胞融合的原理是细胞膜的流动性。]

8．C [紫外线照射常用作人工诱变，可诱发基因突变，而不是诱导细胞融合的因素。] 9．C [酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A项错误。酶在酶促反应前后不发生变化，可通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能提供能量，B项错误。胰蛋白酶可分解动物组织细胞间的物质从而将组织分散成单个细胞，C项正确。DNA连接酶可连接两个DNA片段形成磷酸二酯键，D项错误。] 10．(1)相互接触接触抑制单层(或一层) 胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性(无限增殖) 降低减少

(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)

(4)有丝分裂中(5)抗原

解析(1)动物细胞培养过程中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抑制。此时，瓶壁上形成单层细胞。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用胰蛋白酶处理。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡，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无限增殖的细胞，该种细胞的粘着性降低，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量减少，称之为细胞系(朝癌变方向发展)。(3)用大分子染料对细胞进行染色时，活细胞不能染色，原因是活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内。(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到有丝分裂中期的细胞进行显微镜观察，因为在有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰，便于观察。(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抗原进行攻击。

11．(1)探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响

(2)如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用(3)3H－TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖(DNA合成)情况

解析(1)该实验的变量为某物质(X)的有无，因变量为细胞内的放射性强度的大小。3H －TdR是用来合成DNA的原料，若细胞分裂旺盛，则细胞内的放射性强度的平均值(CRD)就比较高。所以该实验的目的是探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响。(2)X对Y细胞增殖(DNA 合成)的影响可能是促进、抑制或无任何作用。如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA 合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用。

(3)碱基T为DNA特有碱基，若用3H－TdR来培养细胞，则可知细胞的放射性来自于细胞内

新合成的DNA。CRD越高，证明细胞增殖速度越快。

12．(1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)启动子终止子

(3)对干扰素基因特异的DNA引物对Taq DNA聚合酶(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积

解析(1)为了将动物组织分散并得到单个细胞，可以用胰蛋白酶处理动物细胞。(2)在基因工程中，构建重组DNA分子时，需要将目的基因插入启动子和终止子之间，以使目的基因得到高效表达。(3)PCR过程模拟的是细胞内DNA分子的复制过程，需要模板、原料、能量、酶(DNA聚合酶)、适宜的温度和酸碱度等，同时需要加入设计好的引物。(4)为了防止发生接触抑制现象而放入小玻璃珠可以增加细胞贴壁生长的附着面积，同时珠内中空，有利于空气交换。