第2章細胞工程

第1節植物細胞工程.................................................1

第2節動物細胞工程................................................11

第1課時動物細胞培養..........................................11

第2課時動物細胞融合技術與單克隆抗體..........................18

第3課時動物體細胞核移植技術和克隆動物........................27

第3節胚胎工程....................................................35

第1課時胚胎工程的理論基礎....................................35

第2課時胚胎工程技術及其應用..................................42

第2章測評..........................................................50

第1節植物細胞工程

基礎鞏固

1.下圖表示四倍體蘭花葉片植物組織培養的過程。下列相關敘述錯誤的是（）

四倍體蘭花葉片&愈傷組織旦芽、根等旦蘭花植株

A.通過消毒和無菌操作避免①②過程發生雜菌污染

B.此蘭花的花藥經離體培養所得的植株為二倍體

C.細胞全能性表達的前提是①過程，體現在②③過程

D.需生長調節物質調控①②過程細胞的分裂和分化

答案:B

解析:由配子直接發育成的個體是單倍體。

2.植物組織培養可以形成愈傷組織，下列有關愈傷組織的敘述，錯誤的是（）

A.愈傷組織是離體細胞經過脫分化形成的

B.形成愈傷組織的培養基不含有機物

C.愈傷組織可以形成具有生根能力的胚狀結構

D.愈傷組織細胞的線粒體和核糖體中可能發生堿基互補配對

答案:B

解析:形成愈傷組織的培養基中既含無機物,也含有機物。

3.下圖為胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。下列有關敘述正

確的是（）

A.①②過程中均發生細胞的增殖和分化

B.愈傷組織失去了細胞的全能性

C.①②過程所用培養基的激素種類與濃度相同

D.此過程獲得的試管苗可能是雜合子

答案:D

解析:題圖為胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。①為脫分化過

程，在該過程中，細胞通過有絲分裂增殖，但不會發生分化;②為再分化過程，在該過程中，細胞也

通過有絲分裂增殖,且不斷分化。愈傷組織細胞含有該物種全部的遺傳物質，仍具有全能性。

①為脫分化過程,所用培養基是誘導脫分化的培養基，②為再分化過程,所用培養基為誘導再

分化的培養基。這兩個過程所用培養基的激素種類相同,但濃度不同。經植物組織培養獲得

的試管苗的基因型與母體相同，若母體為雜合子，則試管苗也為雜合子,因此此過程獲得的試

管苗可能是雜合子。

4.關于影響植物組織培養的因素，下列說法正確的是（）

A.不同植物組織培養的難易程度不同，同一種植物材料培養的難易程度相同

B.在植物組織培養中，應選擇成熟的組織

C.植物激素中生長素和細胞分裂素的作用是互相獨立的

D.pH、溫度、光照條件等對植物組織培養特別重要

答案:D

解析:不同植物組織培養的難易程度不同，同一種植物材料培養的難易程度也會因年齡、保存

時間等的不同而不同。在植物組織培養中,應選擇幼嫩的組織。各種植物激素的作用是相互

聯系的，而不是相互獨立的0

5.與傳統的有性雜交法相比，植物體細胞雜交最大的優點是（）

A.可使兩個親本的優良性狀組合到一起

B.可以克服遠緣雜交不親和的障礙

C.可以培育出高產性狀明顯的新品種

D.可以降低生產成本，提高接濟效益

答案:B

6.下圖表示利用鐵皮石斛新生營養芽誘導培育出的擬原球莖（簡稱PLBs）,在不同條件下生產

生物堿的實驗結果。下列敘述正確的是（）

2

7

黑0

區

8

說

眼6

苗

日4

2

0102030405060

培養時間/d

A.通常用液體培養基

B.選取的新生營養芽外植體需滅菌后再誘導培育

C.黑暗條件不利于葉綠素的合成，光合作用無法進行

D.光照條件下PLBs的質量與生物堿含量呈正相關

答案:C

解析:利用鐵皮石斛新生營養芽誘導培育出擬原球莖（簡稱PLBs）的過程采用了植物組織培養

技術,通常在培養基中添加瓊脂。選取的新生營養芽外植體需消毒后再誘導培育。光合作用

必須在有光的條件下才能進行，葉綠素的合成需要光,因此黑暗條件不利于葉綠素的合成，光

合作用無法進行。光照條件下，在15~50d的時間段內,PLBs的質量與生物堿含量均隨培養

時間的遞增而增加，但在50~60d的時間段內,PLBs的質量略有增加，生物堿含量卻逐漸下降,

說明光照條件下PLBs的質量與生物堿含量不呈正相關。

7.實驗人員利用矮牽牛（二倍體,2〃=14）的紅色花瓣細胞（液泡呈紅色）與枸杞（四倍體,4〃=48）的

葉肉細胞，制備了相應的原生質體,并誘導其融合，經篩選、培養獲得雜種植株。下列有關敘

述錯誤的是（）

A.獲得該雜種植株克服了遠緣雜交不親和的障礙

B.可利用電融合法、離心法等方法誘導原生質體融合

C.可利用光學顯微鏡觀察,篩選出雜種原生質體

D.若原生質體均為兩兩融合,則融合后的細胞中染色體數目均為62條

答案:D

解析:獲得該雜種植株的方法是植物體細胞雜交，其最大的優點是能克服遠緣雜交不親和的障

礙。誘導植物原生質體融合時，可以采用物理方法（電融合法、離心法等）和化學方法（聚乙二

醇融合法、高Ca2+—高pH融合法等）。雜種原生質體的染色體數目是兩種細胞染色體數目

之和，可通過顯微鏡觀察染色體數目的變化,所以可利用顯微鏡篩選得到融合后的雜種原生質

體。若原生質體均為兩兩融合，則會形成3種細胞，即矮牽牛細胞自身融合的細胞、枸杞細胞

自身融合的細胞，雜種細胞，所以融合后的細胞中染色體數目為28條、96條或62條。

8.有關植物組織培養的應用，下列敘述錯誤的是（）

A.微型繁殖能保持母體的優良性狀

B.作物脫毒時應選擇植物的分生區細胞進行組織培養

C.欲獲得大量的細胞產物,可大規模培養愈傷組織細胞

D.獲得突變體時，誘導突變的對象是用于組織培養的外植體

答案:D

解析:微型繁殖技術運用了植物組織培養技術，屬于無性繁殖,可以保持母體的優良性狀。利

用植物分生組織(病毒很少,甚至無病毒)進行培養可以使新長成的植株脫去病毒。愈傷組織

具有旺盛的分裂能力和代謝能力，因此欲獲得大量的細胞產物，可大規模培養愈傷組織細胞。

在植物的組織培養過程中，細胞一直處于不斷增殖的狀態,因此它們容易受到培養條件和誘變

因素的影響而產生突變。所以獲得突變體時,誘導突變的對象是處于組織培養過程中的細胞,

而不是外植體。

9.紫花苜蓿是全世界栽培歷史最悠久、利用最廣泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓脹病。百脈

根富含單寧，單寧可與植物蛋白質結合，不引起家畜采食后鼓脹。為培育抗鼓脹病的苜蓿新品

種，科研人員利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料進行了實踐研究。研究主要流程

如下圖所示。請據圖回答下列問題。(IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段,R-6G可阻止線粒

體的呼吸作用，二者有效抑制不同植物細胞正常代謝的臨界濃度不同)

用R-6G

清水紫花苜處理

原生質體及同源融合體不能再生愈傷組織

蓿原生質體

雜種細胞團臼雜種愈傷組癡憐再生植株

里奧百脈根

原生質體及同源融合體不能再生愈傷蛆織

原生質體用IOA

----------'處理

(1)據圖可知，本研究主要利用了技術,圖中要獲得原生質體需要用—

_____________________處理原材料O

(2)在實驗前需通過預實驗來研究R-6G或IOA使原生質體失去再生愈傷組織能力的臨界濃

度，請寫出實驗的設計思路:o

(3)圖中①過程若用物理法，可使用，推測在融合后只有異源融合產物能夠

存活的原因是o

(4)圖中③過程愈傷組織經過形成再生植株，這一過程的原理是o請

談談利用此項技術進行育種的優點:。

答案:(1)植物體細胞雜交纖維素酶和果膠酶

(2)將獲取的原生質體分別放置在不同濃度的R-6G或IOA溶液中，培養一段時間后，觀察原生

質體的再生情況

(3)電融合法或離心法異源融合產物因代謝互補可恢復生長并獲得再生能力

(4)再分化植物細胞的全能性克服遠緣雜交不親和的障礙

解析：(1)據圖可知,本研究主要利用了植物體細胞雜交技術。植物細胞的細胞壁主要由纖維

素和果膠組成，去除細胞壁可用酶解法，故圖中要獲得原生質體需要用纖維素酶和果膠酶處理

原材料。(2)將獲取的原生質體分別放置在不同濃度的R-6G或IOA溶液中，培養一段時間后,

觀察原生質體的再生情況,可獲得R-6G或10A使原生質體失去再生愈傷組織能力的臨界濃

度。(3)圖中①表示人工誘導原生質體融合，若用物理法可使用電融合法或離心法。融合后的

細胞中，只有異源融合產物能夠存活的原因是異源融合產物因代謝互補可恢復生長并獲得再

生能力。(4)圖中③過程為愈傷組織經過再分化形成再生植株，這一過程的原理是植物細胞的

全能性。植物體細胞雜交技術的優點主要是能克服遠緣雜交不親和的障礙。

10.植物細胞工程在植物的脫毒及育種等方面有重要應用，請回答下列問題。

(1)培育脫毒植株時，外植體宜選用(填“莖尖”或“葉片”)，其原因

是o

(2)某種馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差，野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好,但二者

存在雜交不親合性，利用野生馬鈴薯種，通過細胞工程改進馬鈴薯栽培種品質的思路

是。

(3)避免微生物污染、優化培養條件可提高植物組織培養的成功率。在植物組織培養時,應從一

等方面制訂措施，減少污染;在培養室中培養時，注意優化培養環境，控制

等培養條件。

(4)培養某種雜合名貴花卉時,若要快速獲得與原植株基因型和表型都相同的該種花卉，可用

組織培養的方法來繁殖，在培養時,(填“能”或“不能”)采用經減數分裂得到的花粉粒

作為外植體,原因是o

答案：(1)莖尖莖尖細胞不攜帶病毒(或攜帶病毒數量極少),細胞全能性高［或葉肉細胞攜帶

病毒(或病毒數量多)，細胞的全能性低］

(2)將野生馬鈴薯種細胞與馬鈴薯栽培種細胞融合,經植物組織培養培育成植株

(3)外植體消毒、培養基及器械滅菌、實驗人員無菌操作溫度、光照、濕度、氣體環境

(。2、CO2)

(4)不能對雜合的植株來說，其體細胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細胞的基因型

不同,用花粉粒進行組織培養得到的花卉基因型不同于原植株

解析:⑴培育脫毒馬鈴薯時，外植體宜選用莖尖，不選用葉片，理由是莖尖細胞全能性高，且其中

幾乎不含病毒，而葉肉細胞帶病毒(病毒數量多)，細胞的全能性低。(2)馬鈴薯栽培種的抗病性

和抗逆性較差，野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好，但二者存在雜交不親合性，可采用植物

體細胞雜交技術，將野生馬鈴薯種細胞與馬鈴薯栽培種細胞融合，經植物組織培養培育成植

株。（3）避免微生物污染、優化培養條件可提高植物組織培養的成功率。在進行植物組織培

養時，應從外植體消毒、培養基及器械滅菌、實驗人員無菌操作等方面制定措施，減少污染；

在培養室中培養時，注意優化培養環境，控制溫度、光照、濕度、氣體環境（02、CO2）等培養

條件。（4）培養某種雜合名貴花卉時，若要快速獲得與原植株基因型和表型都相同的該種花卉,

可用組織培養的方法來繁殖。在培養時，不能采用經減數分裂得到的花粉粒作為外植體，原因

是對雜合植株來說，其體細胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，用花

粉粒進行組織培養得到的花卉基因型不同于原植株。

能力提升

1.某組織培養實驗室的愈傷組織被真菌嚴重感染，為查找污染原因設計了4個實驗，實驗條件

除圖示以外其他均相同。下列各圖表示實驗結果，據圖可得出的初步結論是（）

/次

>1

球00100

汜9050

801'一-1_?一~'_一0|------11---------1--------L71,f?,

152535455565051015202530

培養基滅菌時間/min離體組織消毒時間/min

決

、

松100

焦90

汜

202224262830323436

培養基pH培養溫度/℃

A.污染主要是由培養基滅菌時間過短造成的

B.污染主要來源于組織培養所用的離體組織

C.調節培養基pH能解決污染問題

D.調節培養溫度能解決污染問題

答案:B

解析:通過4個實驗結果可以看出，培養基的滅菌時間、培養基的pH、培養溫度對污染率沒

有太大的影響。由在一定范圍內，離體組織消毒時間越長，污染率越低可知，污染主要來源于

組織培養所用的離體組織。

2.下列關于接種時注意事項的敘述，全部正確的是（）

①接種室要消毒②要進行無菌操作③接種時可以隨便交談④外植體如莖段、莖尖可

隨機放入培養基⑤接種時要防止交叉污染⑥接種完立刻蓋好瓶口

A.①②③④B.①②③④⑤⑥

C.③④⑤⑥D.①②⑤⑥

答案:D

解析:在接種時，整個過程必須在無菌條件下進行，不能隨便談話,防止產生污染。接種外植體

時要將形態學下端插入培養基，而且要分布均勻，以保證必要的營養和光照條件。

3.為探究矮牽牛原生質體的培養條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如下圖所示。

下列有關敘述正確的是（）

?義口-^I

懸浮原生質體愈傷組織叢生芽

A.過程①獲得的原生質體需懸浮在質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中

B.過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化

C.過程③需要用秋水仙素處理誘導細胞壁再生

D.原生質體雖無細胞壁，但仍然保持細胞的全能性

答案:D

解析:過程①獲得的原生質體需懸浮在等滲溶液中，若將得到的細胞置于質量濃度為0.3g/mL

的蔗糖溶液中，則細胞會失水，發生皺縮。過程②需提高細胞分裂素的比例以促進芽的分化。

過程③中細胞壁的再生，不需要用秋水仙素誘導。原生質體雖無細胞壁，但細胞內的遺傳物質

未改變，仍保持細胞的全能性。

4.植物組織培養過程中發生脫分化時，可能發生變化的有（）

①植物細胞的形態結構②細胞內的遺傳物質③細胞內表達的基因④細胞的分裂能力

A.①②③④B.①②③

C.①③④D.①②④

答案:C

解析:脫分化是高度分化的具有特定形態、結構和生理功能的細胞，在激素的誘導下,恢復到

未分化狀態的過程。在該過程中，細胞原有的形態結構和功能喪失，細胞分裂能力增強，全能

性表達能力增強，但遺傳物質不變。

5.（不定項選擇題）在改變培養基中IAA（生長素）與KT（一種人工合成的細胞分裂素類生長調

節劑）的比例時，可改變煙草愈傷組織的分化方向，如下表所示。下列相關敘述正確的是（）

培養基組別IIIIIIIV

激素添加量IAA330.03—

flDE-L1)KT0.20.0210.2

生長狀況愈傷組織生根莖、葉分化無生長

A.愈傷組織分化成為根、莖和葉的過程叫脫分化

B.培養基中添加IAA可以促進生長和生根

C.實驗室用植物組織培養煙草時，使用的培養基的先后順序應為I-HI-II

D.培養基中添加的IAA與KT的比值較高時，有利于莖、葉的形成

答案:BC

解析:愈傷組織分化成為根、莖和葉的過程叫再分化。IAA的作用是誘導細胞的分裂、促進

根的分化，所以培養基中添加IAA可以促進生長和生根。由表中數據可知，I誘導形成愈傷

組織,11誘導生根,HI誘導生芽,而植物的組織培養過程是先脫分化形成愈傷組織，再誘導再分

化形成芽，然后誘導分化形成根。IAA添加量為0.03mg/L,KT添加量為1mg/L時，愈傷組織

向莖、葉分化，即培養基中添加的IAA與KT的比值較低時，有利于莖、葉的形成。

6.（不定項選擇題）右圖為細胞融合的簡略過程（只考慮兩個細胞的融合），若a、b分別是基因

型為Hhrr、hhRr的兩個煙草品種的花粉，且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。存在

一對隱性純合基因（rr或hh）時，在光照強度大于800lx的條件下,煙草植株不能生長。下列有

關敘述正確的是（）

CD

A.實驗開始時可用纖維素酶和果膠酶去除不利于細胞融合的物質

B.實驗中除了雜種細胞外，還有5種融合細胞

C.要想從融合細胞的培養液中分離出基因型為HhRr的雜種細胞，可在大于800lx的光照條

件下培養、篩選

D.實驗中d細胞的基因型為HhhhRrrr

答案:AC

解析:植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據酶的專一性,可用纖維素酶和果膠酶去除

細胞壁。只考慮兩個細胞的融合，實驗中除了雜種細胞外，還有兩種同核融合細胞。存在一對

隱性純合基因（rr或hh）時，在光照強度大于800lx的條件下,煙草植株不能生長。因此要想從

融合細胞的培養液中分離出基因型為HhRr的雜種細胞，可在大于800lx的光照條件下培

養、篩選。由于a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr的兩個煙草品種的花粉，所以a的基因型

可能為Hr或hr,b的基因型可能為hR或hr,融合后形成的雜種細胞的基因型可能為HhRr、

Hhrr、hhRr、hhrr,經篩選后的d細胞的基因型為HhRr。

7.為了獲得植物次生代謝產物，先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養基中懸浮培

養。請回答下列問題。

（1）外植體經誘導后形成愈傷組織的過程稱為o

(2)在愈傷組織懸浮培養時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如下圖所示。細胞干重在12d

后下降的原因有.；培養液中蔗糖的作用是.

細胞干重

?

卜

國

思

(3)多倍體愈傷組織細胞產生的次生代謝產物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經—

處理,會產生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數目，壓片前常用

纖維素酶和酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2〃)經誘導處理后，觀察到染色體

數為8〃的細胞，合理的解釋是、o

答案：(1)脫分化

(2)蔗糖濃度下降,pH降低提供能源調節滲透壓

(3)秋水仙素(低溫)果膠經誘導得到的染色體數目為4〃的細胞處于有絲分裂后期經誘

導得到的染色體數目為8〃的細胞處于有絲分裂中期

解析：(1)外植體經誘導形成愈傷組織的過程稱為脫分化。(2)觀察圖示可知,12d后蔗糖濃度

和pH都下降到較低水平，影響能量的供應和酶的活性,導致細胞干重下降。另外，培養液中的

蔗糖還具有調節滲透壓的作用。(3)在細胞分裂過程中，用低溫或秋水仙素處理，都可抑制紡

鋰體的形成，使子染色體不能移向兩極，從而使細胞中染色體數目加倍。愈傷組織的細胞之間

含有纖維素和果膠，欲將其分散成單個細胞，壓片前需用纖維素酶和果膠酶處理。愈傷組織細

胞經誘導處理后，有的細胞染色體數目加倍(4〃),有的細胞染色體數目未加倍(2〃),也可能有的

細胞在連續分裂中每次都因低溫或秋水仙素抑制了紡錘體的形成,染色體數目連續加倍，出現

染色體數目為8〃的細胞。所以染色體數目加倍到4〃的細胞處于有絲分裂后期時染色體數

目為8〃,染色體數目加倍到8〃的細胞處于有絲分裂中期時染色體數目也為

8.科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄一馬鈴薯雜種植株。為了便于雜種細胞

的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋

白質，其培育過程如下圖所示。請據圖回答下列問題。

紅色熒

番茄①「番茄原光標記

儺

好

細胞生質體植

融

雜種

r愈傷

生

原

物

胞

蛆織

細

篩

質

體

綠色熒體

馬鈴薯①馬鈴薯原光標記

細胞f生質體

(1)過程①常用的酶是，細胞融合完成的標志是。

(2)植物體細胞雜交依據的生物學原理有

(3)誘導植物原生質體融合常用(化學法)。在鑒定雜種原生質體時

可用顯微鏡觀察，根據細胞膜表面熒光的不同可觀察到種不同的原生質體(只考慮

細胞兩兩融合的情況)，當觀察到時，可判斷該

原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。

(4)過程④中的培養基常添加的植物激素是o

(5)若番茄細胞內有m條染色體，馬鈴薯細胞內有〃條染色體，則“番茄一馬鈴薯”細胞在有絲

分裂后期含條染色體。

答案：(1)纖維素酶和果膠酶雜種細胞再生出新的細胞壁

(2)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性

(3)聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法3融合的原生質體表面既有紅色熒光,

又有綠色熒光

(4)生長素和細胞分裂素

(5)2(m+/?)

解析：(1)分析題圖可知，過程①是用酶解法獲取原生質體，常用的酶是纖維素酶和果膠酶。細

胞融合完成的標志是雜種細胞再生出新的細胞壁。(2)植物體細胞雜交依據的生物學原理有

細胞膜的流動性、植物細胞的全能性。(3)誘導植物原生質體融合常用的化學法有聚乙二醇

(或PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法。在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察,根據細

胞膜表面熒光的不同可觀察到3種不同的原生質體(只考慮細胞兩兩融合的情況)，即番茄原

生質體自身融合、馬鈴薯原生質體自身融合、番茄和馬鈴薯原生質體相互融合。根據題意，

紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質，因此當觀察到融合的

原生質體表面既有紅色熒光，又有綠色熒光時，可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成

的。(4)圖中過程④是再分化，其培養基常添加的植物激素是生長素和細胞分裂素。(5)融合

后形成的細胞內染色體數目等于融合前的兩細胞核內染色體數目之和。若番茄細胞內有機

條染色體，馬鈴薯細胞內有〃條染色體，則“番茄一馬鈴薯”細胞中的染色體數為加+〃。在有絲

分裂后期，著絲粒分裂導致染色體數目加倍，故有絲分裂后期細胞內含2(m+〃)條染色體。

第2節動物細胞工程

第1課時動物細胞培養

基礎鞏固

L下列關于動物細胞培養的敘述，錯誤的是（）

A.動物細胞培養技術的原理是細胞的全能性

B.傳代培養時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細胞

C.癌細胞在培養瓶中不會出現接觸抑制現象

D.動物細胞培養一般需要使用C02培養箱

答案:A

解析:動物細胞培養的原理是細胞增殖。

2.一般來說，動物細胞體外培養需要滿足以下哪些條件?（）

①無毒的環境②無菌的環境③合成培養基需加血清④溫度與動物體溫相近⑤需要

。2,不需要C02⑥C02培養箱

A.①②③④⑤⑥B.①②③④

C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥

答案:D

3.下列關于動物細胞培養的敘述，錯誤的是（）

A.通常將動物組織用胰蛋白酶處理后的初次培養稱為傳代培養

B.在原代培養過程中，細胞可以在培養液中懸浮生長和增殖

C.發生接觸抑制時需要再次使用相應的蛋白酶處理細胞,使其分散成單個細胞

D.動物細胞培養時要對培養瓶或培養皿進行滅菌

答案:A

解析:通常先用胰蛋白酶處理動物組織,然后進行培養，這時的初次培養稱為原代培養。在原

代培養過程中，有的細胞會出現貼壁生長的特點，有的細胞在培養液中懸浮生長。發生接觸抑

制時，需要再次使用胰蛋白酶處理細胞，使其分散成單個細胞。在進行動物細胞培養時，要求

培養瓶或培養皿無菌、無毒。

4.下圖是干細胞發育過程中的三個途徑，下列說法正確的是（）

干細胞

|分裂

|自我更新^分化..

干細胞凋亡細胞再組織細胞片衰老細胞

A.人的造血干細胞是成體干細胞,可以分化為多種細胞

B.干細胞分化使細胞的數量和種類越來越多

C.組織細胞的衰老受基因調控，但細胞的結構不發生改變

D.組織細胞的凋亡不利于個體發育,但細胞內溶酶體的功能增強

答案:A

解析:人的造血干細胞具有分裂和分化能力,造血干細胞可以分化為多種細胞。干細胞分化使

細胞的種類越來越多，而數量不變。組織細胞的衰老受基因調控，細胞的結構也會發生改變。

組織細胞的凋亡有利于個體發育，衰老細胞內溶酶體的功能增強。

5.實驗小鼠皮膚細胞培養的基本過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是（）

實驗小鼠區皮膚組織與皮膚細胞里細胞1工細胞2

A.甲過程需要在無菌條件下進行

B.乙過程需要將獲得的皮膚細胞制成細胞懸液

C.丙過程是原代培養,會出現接觸抑制現象

D.丁過程是傳代培養，培養液的成分與丙過程不同

答案:D

解析:題圖表示小鼠皮膚細胞培養的基本過程。甲表示從實驗小鼠中獲取皮膚組織，該過程需

要在無菌條件下進行。乙表示用胰蛋白酶將組織細胞分散成單個細胞，制成細胞懸液。丙表

示原代培養過程，會出現接觸抑制現象。丁表示傳代培養過程，該過程所用的培養液的成分與

原代培養相同。

6.下列關于動物細胞培養、植物組織培養和微生物培養的敘述，正確的是（）

A.培養基都需要加入瓊脂

B.都需要加入天然的營養成分

C.都需要控制無菌培養條件

D.都要經歷脫分化和再分化過程

答案:C

解析:動物細胞培養需要的培養基為液體培養基，不需要加入瓊脂。動物細胞培養需要加入血

清等天然的營養成分，而植物組織培養和微生物培養不一定需要加入天然的營養成分。動物

細胞培養、植物組織培養和微生物培養都需要控制無菌培養條件。植物組織培養需要經歷

脫分化和再分化過程，動物細胞培養和微生物培養不需要經過脫分化和再分化過程。

7.下圖為小鼠胚胎成纖維細胞（MEF）培養的過程圖，下列敘述錯誤的是（）

髓矍f細胞懸液f細胞培養fMEF細胞

『人?.不分化

胚胎干細胞培養液T

?—?易分化

A.可用膠原蛋白酶分散組織塊中的細胞

B.MEF細胞可能產生某種物質抑制胚胎干細胞的分化

C.加入培養液中的MEF細胞是來自傳代培養的細胞

D.細胞培養過程中可能出現細胞貼壁和接觸抑制的現象

答案:C

解析:將動物組織細胞分散成單個細胞，可以用膠原蛋白酶或胰蛋白酶。分析題圖可知，在胚

胎干細胞培養液中加入MEF細胞后，胚胎干細胞不分化，但未加的一組，胚胎干細胞易分化，說

明MEF細胞可能產生某種物質抑制胚胎干細胞的分化。加入培養液中的MEF細胞是來自

原代培養的細胞。在動物細胞培養過程中可能出現細胞貼壁和接觸抑制的現象。

8.下列有關動物細胞培養的敘述，正確的是（）

A.原代培養通常是指對親代細胞的培養

B.傳代培養是指親代細胞通過分裂產生子代細胞后的繼續培養

C.細胞貼壁是指某些細胞貼附在培養瓶的瓶壁上生長、增殖的現象

D.細胞的接觸抑制是指細胞通過接觸抑制其他細胞分裂增殖的現象

答案:C

解析:動物組織經處理后的初次培養稱為原代培養,分瓶后的細胞培養稱為傳代培養。動物細

胞培養時，大多數細胞需要貼附于某些基質表面才能生長、增殖，這類細胞往往貼附在培養瓶

瓶壁上，這種現象稱為細胞貼壁。當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞通常會停止分

裂增殖的現象稱為細胞的接觸抑制。

9.下圖表示動物細胞培養程序，請據圖回答下列問題。

①取動物組織塊

I

②_______________

I

③處理動物組織，分散成單個細胞

④制成_____________

⑤轉入培養液中進行培養

⑥處理貼壁細胞分散成單個細胞，制成

I

⑦轉入培養液中進行培養

(1)過程②表示o

(2)過程③和⑥用處理組織塊或貼壁細胞使其分散成單個細胞，這樣做的目

的是o

(3)過程④和⑥都要把分散的細胞制成o

(4)過程⑤進行的細胞培養是培養，細胞適于生長、增殖。

(5)過程⑤和⑦都要放在含的培養箱中培養。

答案：(1)剪碎動物組織

(2)胰蛋白酶解除接觸對細胞生長和增殖的抑制

(3)細胞懸液

(4)原代貼壁

(5)95%空氣加5%C02的混合氣體

10.請回答下列與胚胎干細胞有關的問題。

(1)運用細胞培養技術可以從哺乳動物的早期胚胎中獲得胚胎干細胞，培養過程如下:早期胚

胎―內細胞團一胚胎干細胞。在培養過程中，常用處理內細胞團，使之分散成單個細

胞。在培養動物細胞時，需要將培養液置于含有5%CO2和95%空氣的混合氣體的CO2培養

箱中，提供5%CO2的目的是。

(2)體外培養胚胎干細胞時，通常要加入一等天然成分和、、、

等營養物質。除了保證被培養細胞處于無菌、無毒及氧氣充足的環境中，還需要保證細胞生

活所需的適宜的、和等條件。

(3)早期胚胎中的胚胎干細胞，不僅可以被應用于哺乳動物胚胎性別的鑒定,還可被應用于—

____________________________________________________等領域。

(4)你支持“應立法保護利用胚胎干細胞進行治療疾病的胚胎干細胞研究”嗎?請陳述理

由0O

答案：(1)胰蛋白酶維持培養液的pH

(2)血清糖類氨基酸無機鹽維生素溫度pH滲透壓

(3)治療某些頑癥，培育出人造組織、器官進行移植，研究細胞分化

（4）支持，通過人體胚胎干細胞進行培育人體組織器官，可用來治療人類很多頑癥（或反對，通常

要損毀早期胚胎才可能獲得胚胎干細胞，胚胎是生命的開始，以一個生命的代價去挽救另一個

生命,是違背倫理道德的）

解析：（1）動物細胞培養前常用胰蛋白酶處理，以便分散細胞。在培養動物細胞時，需要將培養

液置于含有5%C02和95%空氣的混合氣體的C02培養箱中。提供5%C02的目的是維持培

養液的pH。（2）動物細胞培養所用的培養液要加入血清、糖類、氨基酸、無機鹽、維生素

等，還要保證細胞生活所需的適宜的溫度、pH和滲透壓。（3）胚胎干細胞可以應用于哺乳動

物胚胎性別的鑒定，還可被應用于治療某些頑癥，培育出人造組織、器官進行移植，研究細胞

分化等領域。（4）支持或反對的理由要符合邏輯。

能力提升

1.（不定項選擇題）下圖為動物細胞培養過程中細胞增殖情況的變化曲線，圖中8、E兩點表示

經篩選、分裝后繼續培養。下列有關敘述正確的是（）

A.動物細胞培養選用的培養材料大多為動物的受精卵

B.原代培養和傳代培養的分界點是曲線中的8點

C.細胞培養過程中大多數細胞出現貼壁生長的現象

D.培養過程中細胞在培養瓶壁上可形成多層細胞

答案:BC

解析:動物細胞培養選用材料為動物的相關組織。A3段細胞幾乎停滯生長，可能發生了接觸

抑制,原代培養和傳代培養的分界點是曲線中的8點。細胞培養過程中,大多數細胞需要貼附

于某些基質表面，即貼壁生長，少數細胞懸浮于培養液中生長增殖。在動物細胞培養過程中，

會出現細胞接觸抑制現象,不會形成多層細胞。

2.下表中有關動物細胞培養與植物組織培養的比較，錯誤的是（）

編號比較項目動物細胞培養植物組織培養

①原理動物細胞的全能性植物細胞的全能性

②培養基液體培養基固體培養基

③主要過程原代培養、傳代培養脫分化、再分化，形成植株

?主要應用獲得大量細胞或細胞產物植物快速繁殖、獲得脫毒苗等

A.①B.②

C.③D.④

答案:A

解析:植物組織培養的原理是植物細胞的全能性，動物細胞培養的原理是細胞增殖。

3.科學家已經在實驗室中成功培育出膀胱，并順利移植到7名患者體內。這項技術為那些急

需進行器官移植的患者帶來了好消息。請回答下列問題。

(1)科學家從患者的膀胱上取下一小塊組織樣本，將其中的肌肉細胞和膀胱上皮細胞分別置于

不同的培養皿中培養。在培養之前，需用處理以分散細胞，細胞在培養皿中的培養過

程屬于代培養。與植物組織培養的培養基相比,動物細胞培養所用培養基的主要不

同點是含有等。

(2)約1周后，將培養瓶中培養的細胞放在由膠原蛋白制成的“支架”上繼續培養，再過7周左右,

原先的數萬個細胞已經繁殖到15億個左右，布滿“支架”，膀胱上皮在內，肌肉在外，形成“新膀

胱“。細胞數目大量增加,其增殖方式是；由這些細胞再形成肌肉和膀胱上

皮的過程中要經過。

(3)醫生將“新膀胱”移植到患者膀胱的上面,這樣新器官會繼續生長并與老器官“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。

答案：(1)胰蛋白酶(膠原蛋白酶)原動物血清

(2)有絲分裂細胞分化

(3)不是不會

解析：(1)在動物細胞培養之前需要用胰蛋白酶(膠原蛋白酶)處理，使其分散成單個細胞。細胞

在培養皿或培養瓶中的初次培養稱為原代培養。與植物組織培養的培養基相比，動物細胞培

養所用培養基的主要不同點是含有動物血清等。(2)細胞數目大量增加,其增殖方式是有絲分

裂。由這些細胞再形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經過細胞分化。(3)將“新膀胱”移植到患

者膀胱的上面，這樣新器官會繼續生長并與老器官“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”不是基因重組。基因重組是指進行有性生殖的生物在減數分裂過程

中，控制不同性狀的基因的重新組合。“新膀胱”是由患者自身細胞分裂、分化形成的，移植后,

不會引起免疫排斥反應。

4.研究人員利用成年鼠嗅黏膜制備的嗅鞘細胞，在添加不同含量血清的培養基中培養并測量

其細胞生長(增殖)情況，實驗結果如下圖所示。請據圖分析回答下列問題。

副含量

.O-o-O%

柒

.5?20*

.O-*-40%

副.5

O-o-60%

O*80%

159131721

培養時間/d

(1)將獲取的嗅黏膜用剪刀剪碎，并用某種酶處理一段時間，該操作的生物學意義是.

以便制成細胞懸液。在該過程中，所使用的酶主要是o

(2)將獲得的細胞懸液及時離心，將分離得到的細胞加入適量的培養基,搖勻后再離心獲取細

胞,這樣操作的意義主要是去除，以免其對細胞正常的生命活動造

成影響。將獲得的細胞用特定培養基置于培養箱內培養。進行原代培養時，細胞增殖的方式

是o

(3)據實驗結果可知，當培養基中血清含量為40%~80%時，隨血清含量升高，對細胞生長的促進

作用不斷。

答案：(1)使細胞分散開來胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)

(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)有絲分裂

(3)下降

解析：(1)用剪刀將組織剪碎，并將剪碎的組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間，使細胞

充分分散開來。(2)細胞膜和細胞內部都含有蛋白質，如果動物細胞長期接觸胰蛋白酶(或膠

原蛋白酶)，細胞結構可能被破壞。在原代培養中，動物細胞進行的是有絲分裂。(3)當培養基

中血清含量為40%~80%時，血清對細胞生長仍有促進作用，但隨著血清含量的升高，對細胞生

長的促進作用不斷下降。

第2課時動物細胞融合技術與單克隆抗體

基礎鞏固

1.下列關于動物細胞融合的說法，錯誤的是（）

A.動物細胞融合是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程

B.動物細胞融合需要用纖維素酶處理

C.動物細胞融合時需要人工誘導

D.常用的誘導動物細胞融合的因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電激等

答案:B

解析:動物細胞無細胞壁,所以誘導融合前不需栗用纖維素酶處理。

2.下列關于小鼠骨髓瘤細胞與B淋巴細胞融合的說法，錯誤的是（）

A.動物細胞融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞

B.參與融合的B淋巴細胞實際是能產生抗體的漿細胞

C.通過動物細胞融合技術獲得了能產生單克隆抗體的生物新品種

D.細胞融合技術突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能

答案:C

解析:通過動物細胞融合技術形成的是雜種細胞，沒有形成生物新品種。

3.下圖為動物細胞融合技術過程圖，下列相關敘述錯誤的是（）

A.圖中C為滅活的病毒，此外還可用物理或化學方法誘導融合

B.圖中①過程發生了細胞膜的融合，體現了細胞膜的選擇透過性

C.圖中②過程表示通過有絲分裂過程產生雜種細胞

D.動物細胞融合技術可用于制備單克隆抗體

答案:B

解析:①過程發生了細胞膜的融合，體現了細胞膜的流動性。

4.利用細胞工程的方法，以SARS病毒核衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體。下列相關敘述

正確的是（）

A.將核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內，產生的血清抗體為單克隆抗體

B.利用該單克隆抗體與抗原特異性結合的方法可診斷出該病毒感染者

C.制備出單克隆抗體的過程中需要一次篩選

D.體外培養單個B淋巴細胞可以獲得大量針對SARS病毒的單克隆抗體

答案:B

解析:將純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內，產生的血清抗體不是單克隆抗體。利用該單

克隆抗體與抗原特異性結合的方法可診斷出病毒感染者。制備出單克隆抗體的過程中需要

兩次篩選。單個效應B細胞有產生抗體的能力，但沒有無限增殖的能力，因此，在體外培養的

情況下是不可能得到大量的單克隆抗體的。

5.胃癌是我國發病率較高的一種惡性疾病，制備抑制癌細胞增殖的單克隆抗體對治療胃癌具

有重要意義。抗胃癌單克隆抗體的制備過程如下圖所示。下列說法正確的是（）

人的胃注射一

,小鼠一*甲一）

癌細胞"融合篩選丙（專一抗抗胃癌

—?乙體檢驗呈一單克隆

骨髓瘤_____克隆化陽性）抗體

細胞培養

A.誘導骨髓瘤細胞與甲融合，可用的誘導因素只有滅活的病毒

B.乙中的所有細胞經培養后,均可獲得大量的抗胃癌單克隆抗體

C.丙以前的篩選目的是淘汰未融合的細胞

D.培養雜交瘤細胞的培養液中需加入動物血清

答案:D

解析:誘導骨髓瘤細胞與甲（B淋巴細胞）融合，可用的誘導因素除了滅活的病毒，還有聚乙二醇

等。在乙、丙及骨髓瘤細胞中,只有專一抗體檢驗呈陽性的雜交瘤細胞經培養后，才可獲得大

量的抗胃癌單克隆抗體。整個過程有兩次篩選，第一次是篩選出雜交瘤細胞，淘汰未融合的細

胞及同核融合的細胞。單克隆抗體的制備過程利用了動物細胞培養技術，動物細胞培養的培

養液中需加入動物血清。

6.下列有關制備單克隆抗體的敘述，正確的有（）

①常從小鼠的肝中獲取相應的B淋巴細胞②需經過細胞融合和細胞培養過程后，在體外培

養液或小鼠腹水中提取單克隆抗體③單克隆抗體特異性強、靈敏度高，既可單獨作藥物，也

可作診斷試劑和藥物載體④單克隆抗體的制備運用了細胞生物學、免疫學的原理或方法

A.1項B.2項

C.3項D.4項

答案:C

解析:從免疫的小鼠脾中獲取B淋巴細胞，①錯誤。

7.單克隆抗體制備過程中,骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合后，要用特定培養基篩選出雜交

瘤細胞。在這種培養基上不能存活、增殖的細胞是（）

①B淋巴細胞②小鼠骨髓瘤細胞③B淋巴細胞自身融合細胞