高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2章 细胞工程第2节 动物细胞工程三 动物体细胞核移植技术和克隆动物第3课时课堂检测

第2节　动物细胞工程

第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物

必备知识基础练

1.(2022辽宁葫芦岛高二月考)克隆羊“多莉”的产生是生物技术革命的一项重大突破。克隆技术有多种用途,但是不能              (　　)

A.用于保存濒危物种 

B.用于提供器官移植的供体

C.用于医用蛋白的生产 

D.使生物多样性大大增加

2.(2022山东枣庄三中高二月考)下列关于高产奶牛克隆过程的叙述,错误的是 (　　)

A.供体牛体细胞在进行体外培养时,会发生细胞贴壁和接触抑制的现象

B.培养至MⅡ期的卵母细胞的细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质

C.通过电融合法促进供体细胞与去核受体细胞两两融合,供体核进入卵母细胞

D.胚胎移植时,重构胚可以直接移入代孕母牛的子宫

3.下列有关培育体细胞克隆牛的叙述,正确的是(　　)

A.这种克隆方式可以改变动物基因型

B.克隆牛的培育说明高度分化的动物细胞具有全能性

C.克隆牛是对体细胞供体牛100%的复制

D.对受体卵母细胞去核是在MⅡ期

4.(2021山东师大附中高二月考)中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法利用体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题,为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理、研发诊治药物带来光明前景。下图为“中中”和“华华”培育的流程示意图,下列相关叙述错误的是(　　)

A.该过程属于无性生殖

B.图中的卵子实际上是次级卵母细胞

C.③过程是动物胚胎的体外培养过程,需无菌、无毒环境

D.“中中”“华华”的性别由成纤维细胞的遗传物质决定

5.(2022天津武清杨村一中高二月考)科学家培育克隆羊时,使用了三种细胞核的供体细胞,分别将这些细胞核移入去核卵细胞的细胞质中,形成重组细胞,再将重组细胞发育成重构胚,这些重构胚的发育情况如下表。下列叙述错误的是(　　)

A.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞,妊娠成功率最高

B.克隆羊所利用的细胞核也可以是卵细胞或精子中的细胞核

C.体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植

D.重组细胞发育与去核卵母细胞的细胞质有关

6.(2022山东莱芜四中高二月考)在动物体细胞核移植中,非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难,我国科学家攻克了这一障碍,成功获得了体细胞克隆猴。下列关于体细胞克隆猴相关技术及意义的叙述,不正确的是(　　)

A.体细胞核移植难度大于胚胎细胞核移植的原因是细胞分化程度低

B.非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难原因是重构胚的细胞核不能完全恢复其分化前的功能状态

C.体细胞克隆猴为探索建立更接近人类的医学动物模型提供了新途径

D.重组细胞融合后可加入化学药物将其激活,且需要在体外培养一段时间

7.(2022河北衡水二中高二期中改编)下列关于动物细胞核移植技术的叙述,错误的是(　　)

A.在体细胞核移植过程中,普遍使用的去核方法是显微操作法

B.体细胞核移植过程中通常用减数分裂Ⅱ后期的卵母细胞作为受体细胞

C.核移植技术与干细胞诱导技术结合,可用于修补人体损伤的器官

D.在保护濒危物种方面,体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量

8.(2022河北石家庄元氏一中高二月考)乙马的卵母细胞核被甲马的体细胞核置换后,这个重组细胞经过多次分裂发育成重构胚,再植入丙马的子宫内发育,结果产下一只小马。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

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

9.如果世界上最后一头野驴刚死亡,以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是(　　)

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母细胞中,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

10.(2022江苏苏州高新区一中高二月考)下列关于动物体细胞核移植技术及其应用的叙述,错误的是(　　)

A.利用体细胞核移植技术克隆动物依据的原理是动物体细胞核的全能性

B.体细胞核移植主要在同种动物的同种组织之间进行

C.体细胞核移植技术获得的动物与核供体遗传性状不完全相同

D.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程

11.某研究人员将患有线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐献的去核卵母细胞中,最终产下了健康的婴儿。下列叙述错误的是(　　)

A.此项技术的基础是动物细胞培养

B.此项技术的原理与克隆羊“多莉”完全相同

C.健康妇女捐献的卵母细胞的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用

D.婴儿出生后具有患病妇女及其丈夫以及捐献健康卵母细胞的妇女三方的遗传特征

12.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,可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示),请结合图示回答下列问题。

(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,这一过程中需要利用　　　　　　　　　　　酶处理,不能用纤维素酶与果胶酶的原因是　　　　　　　　　　。 

(2)形成重组细胞时应选用　　　　　　　　　　期的卵母细胞,去掉其细胞核的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)如果重组细胞为贴附性细胞,则在进行原代培养时,会表现出　　　　　　　　和　　　　　　　　等特点。 

(4)重组细胞在培养液中培养成的重构胚移入受体母牛体内,会生出与供体奶牛遗传性状大致相同的犊牛,但某些性状上也会有差异,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)上图中所示的生物技术整体被称为　　　　　　　　　　　　　　　。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物　　　　　　　　　　　　具有全能性。 

关键能力提升练

13.(2022湖南邵东一中高二月考)2019年1月24日,我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴——5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生,开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMAL1(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞,通过体细胞核移植技术,获得了5只克隆猴——这是国际上首次成功构建的一批遗传背景一致的生物节律紊乱克隆猴模型。下列相关叙述错误的是              (　　)

A.体细胞核移植技术的原理是动物体细胞核具有全能性

B.5只克隆猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致

C.体细胞核移植时可用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞

D.该研究可弥补实验猴繁殖周期长、单胎数量少的不足

14.(2021河北张家口高二月考)下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述,正确的是(　　)

A.目前在实验中,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.核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题

C.利用动物细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体

D.核移植过程中的受体细胞最好是受精卵

15.(多选)(2021山东滕州一中高二月考)通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中,涉及的操作是(　　)

A.用显微操作技术处理次级卵母细胞,去除细胞核

B.将精子放入适宜的培养液中培养,使其获能

C.用物理或化学方法激活重构胚,使其完成发育进程

D.选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体

16.(多选)下图为克隆羊“多莉”的培育过程示意图:

下列相关表述错误的是(　　)

A.克隆羊“多莉”的全部性状与甲羊一致,因为其细胞核基因来自甲羊

B.克隆羊“多莉”的培育过程中采用的生物技术有细胞核移植和胚胎移植

C.乙羊的去核卵母细胞为重构胚的基因表达提供了细胞内的环境条件

D.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性

17.(2022福建厦门集美中学高二月考)现代社会压力使人类的作息时间很难严格遵循于体内的生物钟。因为加班、频繁跨越时区、熬夜、肥胖等,越来越多的人面临着生物钟紊乱的困扰,导致失眠、睡眠中断、日间过度嗜睡,与人交流出现障碍等问题。2019年我国科研团队获得了5只基因BMAL1缺失(或敲除)的克隆猴,极大推动了生物钟紊乱相关问题的研究。下图为克隆猴的步骤,回答下列问题。

(1)5只克隆猴是科学家利用　　　　　技术获得的。首先需将A猴卵母细胞培养至　　　　　　期,并通过显微操作法进行　　　　　处理,然后将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞形成重组细胞。 

(2)重组细胞进行体外培养时,需要提供适宜的营养条件和环境条件,其中培养液通常需要加入的天然成分是　　　　　。将细胞置于　　　　中进行培养。 

(3)为判断是不是真的克隆猴,研究团队仔细检测了这些克隆猴的基因型,发现细胞核基因型与　　　　　相同,由此证明5只猴是真的克隆猴。 

(4)为了验证这5只基因敲除猴是否存在昼夜节律紊乱问题,科学家给它们佩戴了检测设备,可以随时监测到它们的昼夜活动情况,通过行为学分析检测其是否明显表现出类似精神分裂症的症状。对照组的设置应为　　　　　　　　　　　　　　　　。观察发现,与对照组相比,实验组猴的神经内分泌激素褪黑素分泌减少;与睡眠剥夺、抑郁症以及衰老等相关的基因表达增强;不再按照24 h的周期活动,在夜间活动明显增多,有人靠近时双手抱头,蜷缩在角落里,不敢活动。由此证明　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)这5只猴成为国际上首次成功构建的遗传背景一致的疾病猴模型。请你谈谈基因敲除模型克隆猴在科学研究上的应用前景:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物

1.D　解析 克隆技术可复制濒危的动物物种,用于保存濒危物种,A项不符合题意;克隆技术可生产人核移植胚胎干细胞,用于提供器官移植的供体,B项不符合题意;在医药卫生领域,克隆技术生产的转基因动物可以作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白,C项不符合题意;克隆技术为无性繁殖技术,不会增加生物多样性,D项符合题意。

2.D　解析 供体牛体细胞在进行体外培养时,会发生细胞贴壁和接触抑制的现象,A项正确;核移植用MⅡ期的卵母细胞作受体细胞的主要原因是其细胞质中含有能促使细胞核全能性表达的物质,B项正确;通过电融合法使去核的卵母细胞与供体细胞两两融合,供体核进入受体卵母细胞,形成重构胚,C项正确;胚胎移植前,应用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,再移入代孕母牛的子宫,D项错误。

3.D　解析 克隆技术属于无性繁殖,其基因型与供核动物相同,基因型不发生改变;克隆牛的培育说明高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性;克隆动物的细胞核基因来自提供细胞核的生物,而细胞质基因主要来自提供受体卵母细胞的动物,因此克隆动物并不是对体细胞供体动物100%的复制;采用去核的MⅡ期的卵母细胞作为供体细胞核的受体细胞。

4.C　解析 该过程没有经过精卵细胞的结合,属于无性生殖;图中的卵子实际上是处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞;③过程是动物胚胎移植,②过程是动物胚胎的体外培养;“中中”“华华”细胞核内的遗传物质来自成纤维细胞,性别由成纤维细胞的遗传物质决定。

5.B　解析 分析题表数据可知,早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞,妊娠成功率最高,A项正确;克隆羊所利用的细胞核应该为胚胎细胞或体细胞的细胞核,卵细胞或精子中的细胞核只含有一半染色体,目前还没有人成功用卵细胞或精子中的细胞核培育克隆动物,B项错误;由于动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植,C项正确;卵母细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达,重组细胞发育与去核卵母细胞的细胞质有关,D项正确。

6.A　解析 哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度小于体细胞核移植,因为胚胎细胞的分化程度相对较低,恢复其全能性更加容易一些,A项错误;非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难,主要原因是一方面供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复分化前的功能状态,B项正确;体细胞克隆猴的成功说明动物体细胞核具有全能性,可以为探索建立更接近人类的医学动物模型提供新途径,C项正确;重组细胞融合后,可以用物理或化学方法进行激活,使其完成细胞分裂和发育进程,发育至桑葚胚或囊胚期再进行胚胎移植,D项正确。

7.B　解析 体细胞核移植过程中去核的方法有显微操作法、梯度离心或紫外线短时间照射等,A项正确;体细胞核移植过程中通常用减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞作为受体细胞,B项错误;核移植技术与干细胞诱导技术结合,形成特定的组织和器官,可用于修补人体损伤的器官,C项正确;在保护濒危物种方面,体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量,D项正确。

8.C　解析 动物体细胞的全能性受到限制,细胞核具有全能性,因此在体外直接对甲马的体细胞进行诱导,不能培养出胚胎,A项错误;小马的细胞核遗传物质来自甲马,细胞质遗传物质来自乙马,因此小马的性状主要与甲马相同,B项错误;此项技术可用于保护濒危物种,增加动物的存活数量,C项正确;该过程可以很好地证明动物体细胞核具有全能性,D项错误。

9.C　解析 由于动物细胞的全能性受到限制,目前动物细胞通过细胞培养或通过动物细胞融合技术还不能培育成动物个体;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,因此通过动物体细胞核移植技术,可使野驴“复生”。

10.B　解析 细胞核移植主要在同种动物的、不同种组织细胞之间进行,B项错误。

11.B　解析 此项技术的基础是动物细胞培养,A项正确;此项技术用的是受精卵的细胞核,属于有性生殖,而克隆羊“多莉”用的是高度分化的体细胞的细胞核,属于无性生殖,B项错误;卵母细胞的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用,C项正确;该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供,细胞质基因由提供去核卵母细胞的妇女提供,D项正确。

12.答案 (1)胰蛋白(或胶原蛋白)　酶具有专一性　(2)MⅡ　使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞　(3)细胞贴壁　接触抑制　(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制　生物的性状受环境因素的影响　(5)动物细胞核移植技术(或体细胞核移植)　体细胞的细胞核

解析 (1)进行动物细胞培养时,常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理动物组织,以分散成单个细胞。不能用纤维素酶与果胶酶的原因是酶具有专一性,动物细胞没有细胞壁。(2)形成重组细胞时应选用MⅡ期的卵母细胞,去掉其细胞核的原因是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。(3)贴附性细胞在进行原代培养时,会表现出细胞贴壁和接触抑制等特点。(4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制,其主要原因是犊牛的细胞质主要来自受体卵母细胞,生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制,其次是生物的性状还受环境因素的影响。(5)图中所示的生物技术整体被称为动物细胞核移植技术(或体细胞核移植)。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。

13.C　解析 动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物体细胞核具有全能性;5只克隆猴是通过体细胞核移植技术获得的,其细胞核基因型与核供体细胞完全一致;取自卵巢的卵母细胞需要培养到MⅡ期时,才可做受体细胞;体细胞核移植时供核的供体可不受年龄影响,且体细胞数量多,所以该研究可弥补实验猴繁殖周期长、单胎数量少的不足。

14.C　解析 高度分化的动物细胞的全能性受到限制,所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体,A项错误;克隆技术并没有完全成熟,绝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,B项错误;细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞,D项错误。

15.ACD　解析 对于受体卵母细胞,需要培养到MⅡ期,然后利用显微操作技术去除其细胞核,A项符合题意;该技术需要的是供体细胞和受体卵母细胞,不需要精子的参与,B项不符合题意;需要用物理或化学方法激活核移植产生的重构胚,使其完成发育进程,C项符合题意;选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体,D项符合题意。

16.AD　解析 生物的性状主要由细胞核中的遗传物质控制,克隆羊的主要性状与提供细胞核的个体基本一致,A项错误;甲羊的体细胞核移植到去核的卵母细胞中形成重构胚,在体外适宜条件下培养至早期胚胎再移植到丙羊的子宫内完成妊娠、分娩等过程,用到了细胞核移植技术和胚胎移植技术,B项正确;选择去核卵母细胞是因为其细胞质中含有使体细胞核表达全能性的物质,C项正确;此实验只能说明高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,D项错误。

17.答案 (1)动物细胞核移植　减数分裂Ⅱ中(MⅡ)　去核　(2)动物血清　CO2培养箱　(3)B猴　(4)给没有做基因敲除的猴子佩戴检测设备,检测它们的活动,分析其是否明显表现出类似精神分裂症的症状　5只基因敲除猴确实存在昼夜节律紊乱问题　(5)基因敲除模型克隆猴的成功培育为我们研究基因的功能以及某些遗传病的成因提供了可操作的模型,为解决人类生物钟紊乱问题揭开了新的一页