第一節(jié)細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎(chǔ)必備知識基礎(chǔ)練1.用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞,大多來自胚胎和出生不久的幼齡動物,其主要原因是這樣的組織細胞()A.容易產(chǎn)生各種變異B.具有更強的分裂能力C.取材十分方便D.具有更強的全能性答案B解析動物細胞培養(yǎng)利用細胞增殖的原理,高度分化的動物細胞不能分裂,所以動物細胞培養(yǎng)必須選不斷分裂的細胞進行培養(yǎng),而胚胎或幼齡動物的器官或組織分裂能力旺盛,因此動物細胞培養(yǎng)時,所用組織和細胞大都來自胚胎或出生不久的幼齡動物。2.貼壁生長的動物體細胞,有關(guān)其培養(yǎng)過程中細胞的活動或特性,下列表述錯誤的是()A.細胞通常貼壁生長B.細胞進行有絲分裂C.細胞之間有接觸抑制的特性D.能夠懸浮在培養(yǎng)液中增殖答案D解析動物細胞培養(yǎng)過程中,懸液中分散的細胞通常很快貼壁生長,A項正確。動物細胞培養(yǎng)是細胞增多的過程,細胞增殖的方式為有絲分裂,B項正確。動物細胞在培養(yǎng)過程中,當貼壁細胞由于移動而相互靠近發(fā)生接觸時,細胞不再移動,最終細胞分裂停止,這種現(xiàn)象稱為接觸抑制,C項正確。動物細胞培養(yǎng)的對象分為兩類,一類是懸浮培養(yǎng)的細胞,能懸浮在培養(yǎng)液中增殖;另一類是貼壁細胞,通常貼附在培養(yǎng)瓶壁上進行增殖,而題述為貼壁細胞,不能懸浮在培養(yǎng)液中增殖,D項錯誤。3.下列關(guān)于動物細胞所需的培養(yǎng)條件的敘述,錯誤的是()A.無毒、無菌的環(huán)境B.溫度與動物體溫相近C.合成培養(yǎng)基中通常需加入動物血清D.不需要O2,需要CO2調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH答案D解析動物細胞培養(yǎng)需要無毒、無菌的環(huán)境,以防止培養(yǎng)的細胞被微生物感染,A項正確;動物細胞培養(yǎng)需要適宜的溫度,溫度要與動物體溫相近,B項正確;用于動物細胞培養(yǎng)的合成培養(yǎng)基中通常需要加入血清等天然物質(zhì),C項正確;動物細胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境,95%的空氣(為細胞呼吸提供O2)和5%的CO2(維持培養(yǎng)液的pH),D項錯誤。4.下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的表述,正確的是()A.動物細胞培養(yǎng)中,含20%的CO2濃度的恒溫培養(yǎng)箱的作用是調(diào)控pH和溫度B.在進行傳代培養(yǎng)時都可直接用離心法收集細胞C.原代培養(yǎng)的細胞因具有最接近于體內(nèi)細胞的生長特性,常用于藥物測試研究D.動物細胞培養(yǎng)過程中,細胞要經(jīng)過脫分化形成愈傷組織答案C解析動物細胞培養(yǎng)中,含5%的CO2濃度的恒溫培養(yǎng)箱的作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定和提供動物細胞生長的適宜溫度,A項錯誤;在進行傳代培養(yǎng)時,貼壁細胞需要重新用胰蛋白酶處理,使之分散成單個細胞,然后再用離心法收集,B項錯誤;動物細胞培養(yǎng)的原理是細胞增殖,因此不需要進行脫分化,D項錯誤。5.下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述,不正確的是()A.通常將動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)B.培養(yǎng)環(huán)境中需要O2,不需要CO2C.發(fā)生接觸抑制時需要再次使用胰蛋白酶處理細胞D.動物細胞培養(yǎng)時要求培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿內(nèi)表面光滑答案B6.下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的敘述,正確的是()A.兩者培養(yǎng)都能得到完整個體B.兩者培養(yǎng)基中必須都添加激素C.兩者培養(yǎng)過程中都需要適宜的溫度、pH和一定的營養(yǎng)條件D.兩者培養(yǎng)過程中都需用酶處理答案C解析植物組織培養(yǎng)能得到完整個體,動物細胞培養(yǎng)得到的是細胞或細胞產(chǎn)物,A項錯誤;培養(yǎng)動物細胞的培養(yǎng)基中不需要加入激素,B項錯誤;植物組織培養(yǎng)過程中不需要用酶處理,動物細胞培養(yǎng)過程中需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶等處理,D項錯誤。7.動物細胞培養(yǎng)要處于無菌、無毒的環(huán)境中,下列操作與其無關(guān)的是()A.對培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進行無菌處理B.在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素C.定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累D.向培養(yǎng)液中添加生長因子等成分答案D解析對培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進行無菌處理,可以為動物細胞培養(yǎng)提供無菌環(huán)境,A項不符合題意;在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素可以抑制細菌和真菌的生長,從而預(yù)防污染,B項不符合題意;定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害,C項不符合題意;向培養(yǎng)液中添加生長因子等成分是為了滿足動物細胞培養(yǎng)的營養(yǎng)需要,D項符合題意。8.下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用的敘述,錯誤的是()A.可用于檢測某種物質(zhì)的毒性B.可通過培養(yǎng)各種病變細胞,用于藥理等方面的研究C.可通過動物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素等D.經(jīng)過脫分化、再分化,可構(gòu)建人造皮膚答案D解析動物細胞培養(yǎng)中沒有脫分化與再分化過程。9.某研究小組進行藥物試驗時,以動物肝細胞為材料,測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性。供培養(yǎng)的細胞有甲、乙兩種,甲細胞為肝腫瘤細胞,乙細胞為正常肝細胞。請回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題。(1)將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng),培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后,觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量。

(2)在動物細胞培養(yǎng)時,通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清,其原因是。為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。

(3)已知癌細胞X基因過量表達與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān),要試驗一種抗腫瘤藥物Y對甲細胞生長的影響,可將甲細胞分為A、B兩組,A組細胞培養(yǎng)液中加入,B組細胞培養(yǎng)液中加入無菌生理鹽水,經(jīng)培養(yǎng)后,從A、B兩組收集等量細胞,通過分別檢測X基因在A、B兩組細胞中的或合成水平的差異,確定Y的藥效。

答案(1)多(2)血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)(3)藥物YmRNA蛋白質(zhì)解析(1)甲細胞為肝腫瘤細胞,乙細胞為正常肝細胞。肝腫瘤細胞比正常肝細胞的分裂能力強,細胞周期短,且體外培養(yǎng)時無接觸抑制現(xiàn)象。因此在相同條件下,培養(yǎng)相同的時間,甲細胞的數(shù)量多于乙細胞。(3)設(shè)計一組加入抗腫瘤藥物的實驗組,一組不加抗腫瘤藥物的對照組,通過檢測藥物影響X基因的表達過程,即轉(zhuǎn)錄形成mRNA的量、翻譯形成蛋白質(zhì)的量來檢驗藥效。關(guān)鍵能力提升練10.實驗小鼠皮膚細胞培養(yǎng)的基本過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是()實驗小鼠皮膚組織皮膚細胞懸液細胞群體1細胞群體2A.甲過程需要對實驗小鼠進行消毒B.乙過程需要用胰蛋白酶等處理皮膚組織,使細胞分散開C.丙過程表示原代培養(yǎng),該過程中會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D.丁過程表示傳代培養(yǎng),此過程中的細胞分瓶后能無限增殖答案D解析離體動物細胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境,甲過程表示從實驗小鼠身上取下皮膚組織,該過程需要對小鼠進行消毒,A項正確;皮膚細胞培養(yǎng)前需用胰蛋白酶等處理皮膚組織,使細胞分散開,并制成細胞懸液,B項正確;丙過程表示原代培養(yǎng),該過程中會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象,C項正確;丁過程表示傳代培養(yǎng),但分瓶后,細胞并非都能無限增殖,D項錯誤。11.科學(xué)家已經(jīng)在實驗室中成功培育出膀胱,并順利移植到7名患者體內(nèi)。這種技術(shù)為那些亟須器官移植的患者帶來了福音。回答下列問題。(1)科學(xué)家從患者的膀胱上取下一小塊活細胞樣本,將其中的肌肉細胞和膀胱上皮細胞分別置于不同的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。在培養(yǎng)之前,需用處理以分散細胞,細胞在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)過程屬于代培養(yǎng)。與植物組織培養(yǎng)相比,動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基的主要不同點是其含有。

(2)約1周后將培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞放在由膠原質(zhì)制成的支架上繼續(xù)培養(yǎng),再過7周左右,原先的數(shù)萬個細胞已經(jīng)繁殖到15億個左右,布滿支架,膀胱上皮在內(nèi),肌肉在外,形成新膀胱。細胞數(shù)目大量增加,其增殖方式是,這些細胞形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過。

(3)醫(yī)生將新膀胱移植到患者膀胱的上面,這樣新器官會繼續(xù)生長并與老器官重組,取代老器官中喪失功能的部分。新器官與老器官的重組(填“是”或“不是”)基因重組;新膀胱移植后,(填“會”或“不會”)引起免疫排斥反應(yīng)。

答案(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)原血清(2)有絲分裂細胞分化(3)不是不會解析(1)動物細胞培養(yǎng)之前要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理以分散細胞。動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有的營養(yǎng)成分的主要不同點是前者含有血清。(2)動物細胞培養(yǎng)涉及的是細胞的有絲分裂。這些細胞形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過細胞分化。(3)新器官與老器官的重組不屬于基因重組。新老器官具有相同的遺傳物質(zhì),因此新膀胱移植后,不會成為抗原,不會引起免疫排斥反應(yīng)。12.為了研究不同“層次”血清對細胞增殖的影響,科研人員做了以下實驗:將分離出的牛血清裝入專用血清瓶后放入冰箱中直立靜置一段時間。取三根刻度吸管,將血清從上到下輕輕吸成均等的三份,分別裝入消毒后的瓶中,標記為上、中、下,再分別從三個瓶中吸取等量的血清置于另一小瓶中,混合均勻備用。分別取等量的不同“層次”的血清和混合血清加入新配制的動物細胞培養(yǎng)液中,再接種小鼠上皮細胞(接種細胞密度為5×104個/mL),在適宜條件下培養(yǎng)72h后,進行計數(shù),結(jié)果如下表。請回答下列問題。組別上中下混72h細胞數(shù)/(個·mL-1)9.75×1041.04×1057.5×1041.85×105(1)細胞培養(yǎng)過程中,CO2的主要作用是,每天更換培養(yǎng)基的目的是。

(2)如果用血細胞計數(shù)板計數(shù)細胞時進行如下圖所示的操作,統(tǒng)計出來的數(shù)據(jù)比實際值偏。正確的操作方法應(yīng)該是。

(3)從表中結(jié)果可以看出,不同“層次”的血清對細胞增殖的影響不同。造成這種結(jié)果的主要原因是不同“層次”血清中的。

(4)根據(jù)實驗結(jié)果,在動物細胞培養(yǎng)過程中,正確使用血清的方法是。

答案(1)維持培養(yǎng)液的pH補充營養(yǎng)物質(zhì),去除代謝廢物,有利于細胞增殖(2)高先蓋上蓋玻片,后滴細胞懸液(3)成分不同(4)將血清充分混勻后再加入培養(yǎng)液中解析(1)動物細胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境,即95%的空氣和5%的CO2,其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH;每天更換培養(yǎng)基可以補充營養(yǎng)物質(zhì),并能去除代謝廢物,防止細胞代謝物積累對細胞自身造成危害。(2)用血