2023高中生物第2章細胞工程第2節(jié)動物細胞工程第3課時動物體細胞核移植技術和克隆動物測試新人教版選擇性必修3

第2節(jié)動物細胞工程第3課時動物體細胞核移植技術和克隆動物[基礎檢查]1.2019年8月21日,我國首只克隆貓“大蒜”滿月,標志著我國在克隆領域邁進了一大步。此克隆貓的誕生說明了()A.動物的體細胞核具有全能性B.動物的體細胞具有不死性C.動物的體細胞核可以單獨存活D.動物的體細胞具有全能性解析:克隆貓是經(jīng)過動物體細胞核移植技術獲得的,該過程未體現(xiàn)動物的體細胞具有全能性,只體現(xiàn)了動物的體細胞核具有全能性。答案:A2.我國科學家在實驗室里克隆魚時,將魚的體細胞核植入雌魚去核的卵母細胞中,這個細胞可培育為克隆魚。根據(jù)此例,下列能正確表示動物克隆技術原理的是 ()ABCD解析:動物細胞核移植技術是指將動物體細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中,使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動物個體的技術。答案:C3.下列關于體細胞克隆的敘述,錯誤的是 ()A.供體為體細胞的細胞核B.受體為去核卵母細胞的細胞質(zhì)C.克隆出的后代與供體的遺傳物質(zhì)和表型完全一致D.細胞核移植是體細胞克隆的關鍵步驟解析:體細胞克隆是通過體細胞核移植實現(xiàn)的,供體為體細胞的細胞核;受體為減數(shù)分裂Ⅱ中期的去核卵母細胞的細胞質(zhì);克隆出的后代與供體的遺傳物質(zhì)和表型不完全一致,因為克隆動物的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自受體卵母細胞,另外,生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關,還受環(huán)境的影響;細胞核移植是體細胞克隆的關鍵步驟。答案:C4.世界上首例用體細胞克隆的靈長類動物——猴在我國誕生,下圖表示通過核移植等技術獲得克隆猴(二倍體)的流程。下列敘述錯誤的是 ()A.過程①表示去除細胞核,一般要將卵母細胞培養(yǎng)至有絲分裂中期再進行B.克隆猴與供體猴的遺傳物質(zhì)基本相同C.可用顯微注射法將供體細胞注入去核卵母細胞D.可用電刺激等方法激活重構胚解析:過程①表示去除細胞核,一般要在卵母細胞培養(yǎng)至減數(shù)分裂Ⅱ中期時操作。答案:A5.應用體細胞核移植技術克隆高產(chǎn)奶牛時,下列操作步驟與目的對應錯誤的是 ()選項操作步驟目的A取高產(chǎn)奶牛耳部的細胞作為核遺傳物質(zhì)的供體B去除卵母細胞的細胞核使卵母細胞具備受精能力C電刺激處理重組細胞激活重構胚D將胚胎移入黃牛體內(nèi)繁殖高產(chǎn)克隆奶牛解析:取高產(chǎn)奶牛耳部的細胞進行培養(yǎng),這部分細胞將作為核遺傳物質(zhì)的供體;去除卵母細胞的細胞核,作為受體細胞接受供體細胞的細胞核;通過電刺激處理重構胚,激活重構胚進行分裂和分化;將胚胎移入黃牛體內(nèi)繼續(xù)生長和發(fā)育,最后繁殖出高產(chǎn)克隆奶牛。答案:B6.由細胞形態(tài)判斷,在克隆過程中最不適合提供細胞核的是 ()ABCD解析:A為精子,染色體數(shù)目減半,含有本物種細胞核中一半的遺傳物質(zhì),不適合提供細胞核進行克隆。答案:A7.核移植的受體細胞是MⅡ期卵母細胞,下列有關敘述錯誤的是 ()A.MⅡ期卵母細胞的細胞質(zhì)中含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì)B.MⅡ期卵母細胞體積比較大,操作起來相對容易C.可以把供體細胞直接注入去核的卵母細胞中D.MⅡ期卵母細胞對克隆動物的遺傳特性沒有任何影響解析:通常用處于MⅡ期去核的卵母細胞作為受體細胞的原因除了它體積大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)豐富外,還因為它的細胞質(zhì)中含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì);MⅡ期卵母細胞體積比較大,操作起來相對容易,可以把供體細胞直接注入其中;生物的性狀是由細胞核和細胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)共同決定的,克隆動物細胞核中的遺傳物質(zhì)來自供體核,細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自MⅡ期卵母細胞。答案:D8.科學家將黑鼠卵丘細胞(卵巢內(nèi)卵細胞周圍的體細胞)的核物質(zhì)注入去核的棕鼠卵母細胞內(nèi),激活以后,移入白鼠的子宮,白鼠最終產(chǎn)下一只克隆鼠。這只克隆鼠的體色和性別是 ()A.黑色雌鼠B.白色雌鼠C.棕色雄鼠 D.灰色雌鼠解析:生物的性別由細胞核中的性染色體決定,根據(jù)題干可知,提供細胞核的黑鼠為雌性,則得到的克隆鼠是黑色雌鼠。答案:A9.下列不屬于體細胞核移植技術應用的是 ()A.保護瀕危物種B.大量生產(chǎn)紫杉醇C.獲得組織、器官用于異種移植D.加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁育解析:在保護瀕危物種方面,利用體細胞核移植技術可增加這些動物的存活數(shù)量;大量生產(chǎn)紫杉醇利用的技術是植物組織培養(yǎng);在治療人類疾病時,轉基因克隆動物的細胞、組織或器官可以用于異種移植;利用體細胞核移植技術可加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁育。答案:B10.(2021·泰安)科學家培育克隆羊時,使用了三種細胞核的供體細胞,分別將這些細胞核移入去核卵母細胞的細胞質(zhì)中,形成重組細胞,發(fā)育成重構胚,這些重構胚的發(fā)育情況如下表所示。據(jù)此分析錯誤的是 ()細胞核供體細胞的類型妊娠數(shù)/受體母羊數(shù)乳腺上皮細胞1/13胚胎成纖維細胞4/10早期胚胎細胞14/27A.早期胚胎細胞作為細胞核的供體細胞妊娠成功率最高B.克隆羊的遺傳信息與細胞核的供體細胞完全相同C.體細胞核移植難度高于胚胎細胞核移植D.重組細胞的發(fā)育與去核卵母細胞的細胞質(zhì)有關解析:分析表格數(shù)據(jù)可知,早期胚胎細胞作為細胞核的供體細胞妊娠成功率最高;克隆羊的細胞核遺傳信息來自細胞核的供體,細胞質(zhì)的遺傳信息來自卵細胞;對比表格中的數(shù)據(jù)可知,體細胞核移植難度高于胚胎細胞核移植;供體細胞核在原細胞中不能表現(xiàn)出全能性,移植到去核卵母細胞中能發(fā)育為一個個體,說明去核卵母細胞的細胞質(zhì)具有能使細胞核全能性表達的條件。答案:B11.(2021·廣東)治療性克隆是動物細胞工程的綜合應用,它對解決供體器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反應具有重要意義。其基本流程如下圖所示,請回答相關問題。(1)過程①采用的是細胞工程中的

技術。

(2)動物細胞進行分瓶傳代培養(yǎng)前,需要用胰蛋白酶處理貼滿瓶壁的細胞,因為此時細胞會出現(xiàn)現(xiàn)象,如果不及時分瓶培養(yǎng),細胞就會。

(3)將患者的體細胞核植入去核的卵母細胞中構建重組細胞后進行細胞培養(yǎng),而不是直接用體細胞進行細胞培養(yǎng),原因是

。

(4)經(jīng)核移植獲得的重組細胞進行體外培養(yǎng)時,培養(yǎng)液中通常要添加等一些天然成分,而氣體環(huán)境中CO2的主要作用是

。

(5)若將圖中獲得的組織、器官移植給個體(填“A”或“B”),則會發(fā)生免疫排斥反應。

解析:(1)過程①采用的是細胞工程中的核移植技術。(2)動物細胞進行分瓶傳代培養(yǎng)前,需要用胰蛋白酶處理貼滿瓶壁的細胞,因為此時細胞會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象,如果不及時分瓶培養(yǎng),細胞就會停止分裂增殖。(3)將患者的體細胞核植入去核的卵母細胞中構建重組細胞后進行細胞培養(yǎng),而不是直接用體細胞進行細胞培養(yǎng),原因是體細胞核在體細胞中不能表現(xiàn)全能性,而卵母細胞的細胞質(zhì)可以給它提供表現(xiàn)全能性的環(huán)境。(4)體細胞進行體外培養(yǎng)時,培養(yǎng)液中通常要添加血清等一些天然成分,氣體環(huán)境中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH。(5)若將圖中獲得的組織、器官移植給個體A會發(fā)生免疫排斥反應。因為B是供核的一方,克隆的組織和器官的絕大多數(shù)遺傳物質(zhì)和B相同,與A不同。答案:(1)(體細胞)核移植(2)接觸抑制停止分裂增殖(3)體細胞核在體細胞中不能表現(xiàn)全能性,而卵母細胞的細胞質(zhì)可以給它提供表現(xiàn)全能性的環(huán)境(4)血清維持培養(yǎng)液的pH(5)A[拓展應用]12.下列屬于克隆技術的是 ()A.將番茄體細胞的原生質(zhì)體與馬鈴薯體細胞的原生質(zhì)體融合在一起B(yǎng).體外培養(yǎng)基底層干細胞來培植皮膚用于植皮手術C.將小鼠的骨髓瘤細胞與B淋巴細胞結合成雜交瘤細胞D.將人工授精的受精卵體外培養(yǎng)形成胚胎解析:將番茄體細胞原生質(zhì)體與馬鈴薯體細胞原生質(zhì)體融合在一起,屬于植物體細胞的雜交;體外培養(yǎng)基底層干細胞來培植皮膚用于植皮手術屬于克隆技術;將小鼠的骨髓瘤細胞與B淋巴細胞結合成雜交瘤細胞屬于細胞融合;將人工授精的受精卵體外培養(yǎng)形成胚胎,屬于有性生殖。答案:B13.研究人員將猴胚胎細胞(a)中的細胞核取出,移入一雌猴的去核卵母細胞(b)中,得到重組細胞(c),經(jīng)培養(yǎng)獲得胚胎并移入另一雌猴(d)體內(nèi)進一步發(fā)育,獲得克隆猴(e)。下列敘述正確的是 ()A.e細胞內(nèi)的全部基因都來自a,b不提供基因B.c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中,細胞核起控制作用C.d為胚胎發(fā)育提供遺傳物質(zhì)和其他適宜條件D.e的形成過程中沒經(jīng)過受精作用,其體細胞中無同源染色體解析:e的細胞核基因全部來自a,細胞質(zhì)基因來自b;c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中,細胞核起控制作用;d為胚胎發(fā)育提供適宜的環(huán)境條件,但是沒有提供遺傳物質(zhì);e的形成過程中沒經(jīng)過受精作用,屬于無性繁殖,但是其體細胞中有同源染色體。答案:B14.下圖為某哺乳動物生殖過程示意圖。下列相關敘述錯誤的是 ()A.動物個體①②的產(chǎn)生分別屬于有性生殖和無性生殖B.動物個體②的產(chǎn)生表明,高度分化的動物細胞核也具有發(fā)育成完整個體的潛在能力C.按照動物個體②的產(chǎn)生方式,后代的性別比例仍為1∶1,這對于動物的進化則是不利的D.圖中a、b、c三種細胞的產(chǎn)生方式,僅c為有絲分裂解析:動物個體①是精子和卵細胞結合形成受精卵,然后發(fā)育成的個體,屬于有性生殖;動物個體②的產(chǎn)生過程只是重組細胞的有絲分裂,而重組細胞是由體細胞的細胞核與卵母細胞的細胞質(zhì)組合形成的,屬于無性生殖。動物體細胞核移植依據(jù)的原理是細胞核的全能性,動物個體②的產(chǎn)生表明,高度分化的動物細胞核也具有發(fā)育成完整個體的潛在能力。動物個體②的細胞核基因型與細胞核供體完全一樣,其性別也和供體一樣,后代的性別比例不是1∶1。產(chǎn)生a、b、c三種細胞的分裂方式中,a、b為減數(shù)分裂,c為有絲分裂。答案:C15.下列關于高產(chǎn)奶?？寺∵^程的敘述,錯誤的是 ()A.供體牛體細胞在進行體外培養(yǎng)時,會發(fā)生細胞貼壁和接觸抑制的現(xiàn)象B.培養(yǎng)至MⅡ期的卵母細胞的細胞質(zhì)中含有能促進細胞核全能性表達的物質(zhì)C.通過電融合法促進供體細胞與去核受體細胞融合,供體核進入卵母細胞D.胚胎移植時,應將重組細胞直接移入代孕母牛的子宮解析:體細胞在進行體外培養(yǎng)時,會發(fā)生貼壁生長和接觸抑制的現(xiàn)象;MⅡ期的卵母細胞的細胞質(zhì)中含有能促使細胞核全能性表達的物質(zhì);通過電融合法可以使兩細胞融合,供體核進入卵母細胞;胚胎移植時,應先將重組細胞培養(yǎng)成早期胚胎,再把早期胚胎移入代孕母牛的子宮。答案:D16.科學家利用動物細胞培養(yǎng)和核移植技術獲得克隆動物的流程如下圖所示。請回答下列問題。從供體身上取下的器官或組織進行細胞培養(yǎng)時,首先要用處理一段時間使細胞分散開來,需要這樣做的原因是

。

(2)細胞培養(yǎng)過程中需要定期更換培養(yǎng)液,目的是

;

用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細胞,原因是

。

(3)采集的卵母細胞在體外培養(yǎng)到時,通過顯微操作去除細胞核,選擇在這一時期操作的原因是

。

(4)過程①表示激活重構胚,使其完成細胞分裂和發(fā)育,具體方法有

(答出兩種),②代表的過程是。

(5)利用動物體細胞核移植技術,我國科學家成功獲得了克隆猴——“中中”和“華華”,請舉例談談該技術在生產(chǎn)實踐或科學研究中的應用前景。(至少舉出兩例)。

解析:(1)在進行動物細胞培養(yǎng)時,要用胰蛋白酶、膠原蛋白酶對組織細胞進行分散處理,形成單個細胞,因為成塊的組織中細胞與細胞靠在一起,彼此限制了生長和繁殖。(2)細胞培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的代謝物不利于細胞的生長繁殖,因而需要定期更換培養(yǎng)液,清除代謝物,防止代謝物積累對細胞自身造成危害。10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的核型,因此一般選用傳代10代以內(nèi)的細胞作為核移植的供體細胞。(3)采集的卵母細胞,在體外培養(yǎng)到減數(shù)分裂Ⅱ中期時,通過顯微操作去除細胞核。選擇在這一時期操作是由于MⅡ期卵母細胞核的位置靠近第一極體,用微型吸管可一并吸出細胞核與第一極體。(4)可用物理或化學方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活重構胚,使其完成細胞分裂和發(fā)育過程。重組胚胎后進行胚胎移植,移入代孕母體中。(5)細胞核移植技術在生產(chǎn)實踐或科學研究中具有廣闊的應用前景,如加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁育;有望增加瀕危動物的存活數(shù)量;轉基因克隆動物可作為生物反應器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白;轉基因克隆動物的細胞、組織或器官可以用于異種移植等。答案:(1)胰蛋白酶、膠原蛋白酶成