高中生物人教版 (2019)选择性必修3三 动物体细胞核移植技术和克隆动物优秀课后作业题

《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

必会知识 考点梳理拓展延伸易错警示

必会知识一  动物体细胞核移植技术和克隆动物

1．动物细胞核移植技术及克隆动物的概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育为动物个体的技术，称为动物细胞核移植技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。

2．动物细胞核移植技术的原理：动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因为动物细胞的全能性会随动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，不能经培养直接发育成完整的动物个体。用核移植技术能够得到克隆动物，说明动物细胞的细胞核具有全能性。

3．哺乳动物细胞核移植技术的分类

(1)胚胎细胞核移植：动物胚胎细胞的分化程度低，表现全能性相对容易，胚胎细胞核移植较易成功。

(2)体细胞核移植：动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。

必会知识二  体细胞核移植技术的过程

目前我国已应用体细胞核移植技术成功地克隆了牛、羊、猪和猴等多种哺乳动物。此外，世界首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”先后在我国诞生。

1．体细胞核移植的过程

(1)选用卵母细胞作受体细胞是因为卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质。

(2)目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。

(3)动物细胞核移植过程中，只有动物的细胞核是不行的，必须提供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件，除此之外，还要保证细胞的完整性。

2．克隆动物的遗传特点：克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。

(1)克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。

(2)克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞细胞质供体，因此，克隆动物的性状与卵母细胞细胞质供体部分相同。

(3)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。

必会知识三  体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题

1．体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景

(1)在畜牧生产中：利用体细胞核移植技术，可以加速家备遗传改良进程、促进优良备群繁育

(2)在医药卫生领域：①通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白：②在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体：③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应。

(3)在科研领域：①研究克隆动物可使人类更深人地了解胚胎发育及衰老过程：②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因：③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。

(4)在保护濒危物种方面：该技术有望增加濒危物种的存活数量。

2．体细胞核移植技术存在的问题

(1)成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进；

(2)核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合；

(3)一些研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。

必备技能 典例精讲模型秒杀巧思妙解

必备技能一  动物体细胞核移植技术和克隆动物

[例1](2022春·湖北荆州·高二校考期末)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．由于体细胞分化程度高，因此体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植

C．非人灵长类动物的体细胞核移植难度较大

D．克隆动物所利用的细胞核可以是卵细胞或精子中的细胞核

必备技能二  体细胞核移植技术的过程

[例2](2022秋·河北邯郸·高三统考开学考试)图是体细胞核移植的流程图，下列说法不正确的是(    )

A．操作过程中需要将卵母细胞培养到MII期，采用显微操作将卵母细胞去核

B．利用体细胞核移植技术，可以加速家畜遗传改良进程，促进优良种畜繁育

C．重新组合的细胞需用物理或化学方法激活，目的是使其完成细胞分裂和发育进程

D．核移植时，提供细胞核和卵母细胞的动物都应为雌性

必备技能三  克隆动物

[例3](2023秋·广东广州·高一广州市真光中学校考期末)我国科学家将猴的体细胞核移植到无核的猴卵母细胞中，随后培育出世界首例克隆猴。下列叙述错误的是(    )

A．克隆猴的诞生证明了猴的体细胞具有全能性

B．克隆猴不同类型的细胞发生了基因选择性表达

C．克隆猴与核供体猴的体细胞具有相同的核遗传物质

D．克隆猴的发育过程发生了细胞的分裂和生长

必备技能四  体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题

[例4](2022春·山东青岛·高二统考期中)治疗性克隆为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景。如图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是(    )

A．上述过程利用了动物细胞核移植、动物细胞培养等技术

B．细胞A常用处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞

C．过程②在培养基中加入的动物血清含有激发细胞全能性表达的物质

D．该技术有望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应

[例5](2023·全国·高三专题练习)体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。下列关于体细胞核移植技术的应用前景及存在问题的叙述，错误的是(    )

A．利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育

B．从“多莉”再到“中中”“华华”，体细胞核移植技术发展到今天已相当成熟，成功率较高

C．利用体细胞核移植技术培育后代可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代

D．有研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷，免疫失调等

必备技能四  动物细胞工程综合

[例6](2022秋·安徽六安·高三六安一中校考阶段练习)下列有关动物细胞工程操作的叙述，正确的是(　　)

A．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，在进行细胞培养时培养基中除了加入细胞所需的各种营养物质外，还需要加入琼脂

B．单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞

C．用动物体细胞核移植方法生产的克隆动物是对核供体进行了100%的复制

D．干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等

必刷好题 基础演练能力提升巅峰突破

1．(2022春·黑龙江牡丹江·高二牡丹江市第三高级中学校考期中)下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述错误的是(　　)

A．该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植

B．通常采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞

C．可通过显微操作法除去卵母细胞核

D．克隆动物是对提供体细胞的动物进行了完全复制

2．(2022春·陕西渭南·高二统考期末)下列关于动物细胞培养和核移植技术的叙述，错误的是(    )

A．将组织分散成许多单个细胞时，不一定用胰蛋白酶来处理

B．动物细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是调节培养液的pH

C．体细胞核移植的过程中可通过电刺激法去除卵母细胞中的核

D．动物体细胞核移植获得克隆动物说明高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性

3．(2022秋·山东滨州·高一统考期中)据报道，2022年6月10日，世界首例克隆北极狼在北京诞生，这是在野生濒危动物保护和繁育方面新的尝试和突破。为克隆北极狼提供细胞核的供体细胞来自哈尔滨极地公园引进的一只名为“玛雅”的野生雌性北极狼的皮肤样本，而去核的卵母细胞来自一只发情期比格犬，代孕母体则是另一只比格犬。这样，该克隆北极狼就有了分工明确的三位“妈妈”。下列相关叙述错误的是(    )

A．世界首例克隆北极狼的性别是雌性

B．克隆北极狼的培育说明细胞核是细胞的“控制中心”

C．克隆北极狼的遗传物质来自三位“妈妈”

D．克隆北极狼的细胞核来自“玛雅”

4．(2022春·湖北荆州·高二校考期末)下图是利用体细胞核移植技术获得克隆奶牛的流程图。下列叙述错误的是(    )

A．过程①除去的是卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物

B．过程②为动物细胞培养，一般用幼龄动物的体细胞

C．过程④可用电刺激技术处理

D．过程⑤要求代孕母牛具有较多的优良性状

5．(2023·全国·高三专题练习)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(    )

A．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体

B．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定

C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理

D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植

6．(2022春·河北张家口·高二统考期末)科研人员将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育转基因猪，可用于生产基因工程疫苗，具体操作过程如下图所示。下列说法中错误的是(    )

A．收集1号猪的卵母细胞，并在体外条件下培养到MⅡ期

B．去核其实去除的是细胞中的纺锤体—染色体复合物

C．培育出3号转基因猪的过程用到了卵母细胞，因此属于有性生殖

D．显微注射后可通过电融合法使两细胞融合，再用物理或化学方法激活重构胚

7．(2022春·海南三亚·高二校考期中)随着生物技术的迅速发展，已灭绝生物的“复活”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚刚死亡，下列“复活”野驴的方法中，最可行的是(    )

A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体

B．取出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家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体

D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体

8．(2022春·云南昭通·高二校考期末)下列关于细胞工程操作流程的表述，不正确的是(    )

A．动物组织细胞悬液→原代培养传代培养

B．高产奶牛体细胞去核的牛卵母细胞重组细胞

C．B淋巴细胞和瘤细胞融合细胞单克隆抗体

D．胡萝卜根切断切成1cm2小块愈伤组织植株

9．(2022春·广东东莞·高二校联考期中)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)供体细胞在核移植之前先要进行培养，动物细胞培养一般分为______________和传代培养两个阶段。在进行细胞培养之前，要对动物组织用_______________进行处理分散成单个细胞。

(2)在采集卵母细胞前，需要对卵母细胞的供体注射适量的______________，以增加排卵。采集到的受体卵母细胞一般要体外培养到______________期。为使核移植的胚胎或动物的遗传物质几乎全部来自有重要价值的动物体，在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞前，必须先进行的操作是______________。

(3)通过以上过程获得奶牛的方式属于_________________(填“无性”或“有性”)生殖，所用到的细胞工程技术包括______________。

(4)若获得的克隆动物与体细胞供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是______________。

10．(2022春·福建龙岩·高二统考期末)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型的研究处于国际领先水平。请回答下列有关问题。

(1)成纤维细胞培养一般使用____________(填“固体”或“液体”)培养基，除了细胞所需要的营养物质外通常还需要添加____________等一些天然成分。动物细胞培养是置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的____________中进行培养。

(2)在培养过程中发现贴壁细胞有接触抑制现象，这时需要对细胞进行分瓶培养，请简要写出分瓶培养的操作过程：____________________________________。

(3)对卵母细胞供体通常要进行____________处理，可获得更多的卵母细胞。研究人员在将成纤维细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂的处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是________________________。

(4)科研人员发现对于灵长类动物的体细胞来说，单靠核移植本身并不足以使重构胚顺利发育成存活个体，还需要对供体细胞核进行表观遗传修饰才能开启细胞核的全能性。研究表明染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，控制着基因的表达(如图所示)。

①据图分析，H3K9____________有利于细胞核全能性表达性基因恢复表达，从而显著提高重构胚的发育率。

A．乙酰化和甲基化            B．乙酰化和去甲基化

C．去乙酰化和甲基化            D．去乙酰化和去甲基化

②科研人员通过设计实验验证以上观点。请根据实验结果填写出表格中各组的实验处理方法。可供选择的注入重构胚的试剂：组蛋白去甲基化酶的mRNA、组蛋白甲基化酶的mRNA、组蛋白去乙酰化酶抑制剂、生理盐水

实验结果：分别检测各组的胚胎发育率，结果为：丙组>甲组=乙组>丁组