（新教材輔導(dǎo)）2023年高中生物第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動物細(xì)胞工程第3課時動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物練習(xí)新人教版選擇性必修3

第2節(jié)動物細(xì)胞工程第3課時動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物[基礎(chǔ)檢查]1.2019年8月21日,我國首只克隆貓“大蒜”滿月,標(biāo)志著我國在克隆領(lǐng)域邁進(jìn)了一大步。此克隆貓的誕生說明了()A.動物的體細(xì)胞核具有全能性B.動物的體細(xì)胞具有不死性C.動物的體細(xì)胞核可以單獨(dú)存活D.動物的體細(xì)胞具有全能性解析:克隆貓是經(jīng)過動物體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得的,該過程未體現(xiàn)動物的體細(xì)胞具有全能性,只體現(xiàn)了動物的體細(xì)胞核具有全能性。答案:A2.我國科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里克隆魚時,將魚的體細(xì)胞核植入雌魚去核的卵母細(xì)胞中,這個細(xì)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(shù)原理的是()ABCD解析:動物細(xì)胞核移植技術(shù)是指將動物體細(xì)胞的細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中,使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。答案:C3.下列關(guān)于體細(xì)胞克隆的敘述,錯誤的是()A.供體為體細(xì)胞的細(xì)胞核B.受體為去核的卵母細(xì)胞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(xì)胞核移植是體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵步驟解析:體細(xì)胞克隆是通過體細(xì)胞核移植實(shí)現(xiàn)的,供體為體細(xì)胞的細(xì)胞核;受體為減數(shù)分裂Ⅱ中期的去核卵母細(xì)胞;克隆出的后代與供體的遺傳物質(zhì)和表型不完全一致,因?yàn)榭寺游锏募?xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞,另外,生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關(guān),還受環(huán)境的影響;細(xì)胞核移植是體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵步驟。答案:C4.世界上首例用體細(xì)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(shù)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(xì)胞核,一般要將卵母細(xì)胞培養(yǎng)至有絲分裂中期再進(jìn)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(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞D.可用電刺激等方法激活重構(gòu)胚解析:過程①表示去除細(xì)胞核,一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至減數(shù)分裂Ⅱ中期時操作。答案:A5.應(yīng)用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛時,下列操作步驟與目的對應(yīng)錯誤的是()選項(xiàng)操作步驟目的A取高產(chǎn)奶牛耳部的細(xì)胞作為核遺傳物質(zhì)的供體B去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核使卵母細(xì)胞具備受精能力C電刺激處理重組細(xì)胞激活重構(gòu)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(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),這部分細(xì)胞將作為核遺傳物質(zhì)的供體;去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核,作為受體細(xì)胞接受供體細(xì)胞的細(xì)胞核;通過電刺激處理重構(gòu)胚,激活重構(gòu)胚進(jìn)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(xì)胞形態(tài)判斷,在克隆過程中最不適合提供細(xì)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(xì)胞核中一半的遺傳物質(zhì),不適合提供細(xì)胞核進(jìn)行克隆。答案:A7.核移植的受體細(xì)胞是MⅡ期卵母細(xì)胞,下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.MⅡ期卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)B.MⅡ期卵母細(xì)胞體積比較大,操作起來相對容易C.可以把供體細(xì)胞直接注入去核的卵母細(xì)胞中D.MⅡ期卵母細(xì)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(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作、營養(yǎng)物質(zhì)豐富外,還因?yàn)樗募?xì)胞質(zhì)中含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì);MⅡ期卵母細(xì)胞體積比較大,操作起來相對容易,可以把供體細(xì)胞直接注入其中;生物的性狀是由細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)共同決定的,克隆動物細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)來自供體核,細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自MⅡ期卵母細(xì)胞。答案:D8.科學(xué)家將黑鼠卵丘細(xì)胞(卵巢內(nèi)卵細(xì)胞周圍的體細(xì)胞)的核物質(zhì)注入去核的棕鼠卵母細(xì)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(xì)胞核中的性染色體決定,根據(jù)題干可知,提供細(xì)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(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用的是()A.保護(hù)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(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育解析:在保護(hù)瀕危物種方面,利用體細(xì)胞核移植技術(shù)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(shù)是植物組織培養(yǎng);在治療人類疾病時,轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、組織或器官可以用于異種移植;利用體細(xì)胞核移植技術(shù)可加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。答案:B10.(2021·泰安)科學(xué)家培育克隆羊時,使用了三種細(xì)胞核的供體細(xì)胞,分別將這些細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中,形成重組細(xì)胞,發(fā)育成重構(gòu)胚,這些重構(gòu)胚的發(fā)育情況如下表所示。據(jù)此分析錯誤的是()細(xì)胞核供體細(xì)胞的類型妊娠數(shù)/受體母羊數(shù)乳腺上皮細(xì)胞1/13胚胎成纖維細(xì)胞4/10早期胚胎細(xì)胞14/27A.早期胚胎細(xì)胞作為細(xì)胞核的供體細(xì)胞妊娠成功率最高B.克隆羊的遺傳信息與細(xì)胞核的供體細(xì)胞完全相同C.體細(xì)胞核移植難度高于胚胎細(xì)胞核移植D.重組細(xì)胞的發(fā)育與去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)有關(guān)解析:分析表格數(shù)據(jù)可知,早期胚胎細(xì)胞作為細(xì)胞核的供體細(xì)胞妊娠成功率最高;克隆羊的細(xì)胞核遺傳信息來自細(xì)胞核的供體,細(xì)胞質(zhì)的遺傳信息來自卵細(xì)胞;對比表格中的數(shù)據(jù)可知,體細(xì)胞核移植難度高于胚胎細(xì)胞核移植;供體細(xì)胞核在原細(xì)胞中不能表現(xiàn)出全能性,移植到去核卵母細(xì)胞中能發(fā)育為一個個體,說明去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)具有能使細(xì)胞核全能性表達(dá)的條件。答案:B11.(2021·廣東)治療性克隆是動物細(xì)胞工程的綜合應(yīng)用,它對解決供體器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。其基本流程如下圖所示,請回答相關(guān)問題。(1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的

技術(shù)。

(2)動物細(xì)胞進(jìn)行分瓶傳代培養(yǎng)前,需要用胰蛋白酶處理貼滿瓶壁的細(xì)胞,因?yàn)榇藭r細(xì)胞會出現(xiàn)現(xiàn)象,如果不及時分瓶培養(yǎng),細(xì)胞就會。

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

。

(4)經(jīng)核移植獲得的重組細(xì)胞進(jìn)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(yīng)。

解析:(1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的核移植技術(shù)。(2)動物細(xì)胞進(jìn)行分瓶傳代培養(yǎng)前,需要用胰蛋白酶處理貼滿瓶壁的細(xì)胞,因?yàn)榇藭r細(xì)胞會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象,如果不及時分瓶培養(yǎng),細(xì)胞就會停止分裂增殖。(3)將患者的體細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中構(gòu)建重組細(xì)胞后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),而不是直接用體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),原因是體細(xì)胞核在體細(xì)胞中不能表現(xiàn)全能性,而卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可以給它提供表現(xiàn)全能性的環(huán)境。(4)體細(xì)胞進(jìn)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(yīng)。因?yàn)锽是供核的一方,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(xì)胞)核移植(2)接觸抑制停止分裂增殖(3)體細(xì)胞核在體細(xì)胞中不能表現(xiàn)全能性,而卵母細(xì)胞的細(xì)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(yīng)用]12.下列屬于克隆技術(shù)的是()A.將番茄體細(xì)胞的原生質(zhì)體與馬鈴薯體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合在一起B(yǎng).體外培養(yǎng)基底層干細(xì)胞來培植皮膚用于植皮手術(shù)C.將小鼠的骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞結(jié)合成雜交瘤細(xì)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(xì)胞原生質(zhì)體與馬鈴薯體細(xì)胞原生質(zhì)體融合在一起,屬于植物體細(xì)胞的雜交;體外培養(yǎng)基底層干細(xì)胞來培植皮膚用于植皮手術(shù)屬于克隆技術(shù);將小鼠的骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞結(jié)合成雜交瘤細(xì)胞屬于細(xì)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(xì)胞(a)中的細(xì)胞核取出,移入一雌猴的去核卵母細(xì)胞(b)中,得到重組細(xì)胞(c),經(jīng)培養(yǎng)獲得胚胎并移入另一雌猴(d)體內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育,獲得克隆猴(e)。下列敘述正確的是()A.e細(xì)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(xì)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(xì)胞中無同源染色體解析:e的細(xì)胞核基因全部來自a,細(xì)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(xì)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(xì)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(guān)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(xì)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(jìn)化則是不利的D.圖中a、b、c三種細(xì)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(xì)胞結(jié)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(xì)胞的分裂、分化,而重組細(xì)胞是由c細(xì)胞的細(xì)胞核與b去核的卵母細(xì)胞組合形成的,屬于無性生殖。動物體細(xì)胞核移植依據(jù)的原理是細(xì)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(xì)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(xì)胞核基因型與細(xì)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(xì)胞的分裂方式中,a、b為減數(shù)分裂,c為有絲分裂。答案:C15.(2023·廣東)異種器官移植被認(rèn)為是未來解決器官短缺問題最有效的途徑之一。2022年10月,我國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將轉(zhuǎn)基因編輯豬的肝臟、腎臟、心臟、角膜、皮膚和骨骼移植到猴的身上。下圖為相關(guān)技術(shù)流程圖,下列分析正確的是()A.分離出豬細(xì)胞,在細(xì)胞培養(yǎng)過程中通入CO2的目的是為細(xì)胞生長提供碳源B.核移植時需用到去核的卵母細(xì)胞,并用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚C.基因修飾克隆豬胚胎移植前,要對受體進(jìn)行免疫檢查,以防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.猴的免疫系統(tǒng)識別異體器官為“非己”成分而對其進(jìn)行攻擊,體現(xiàn)其免疫監(jiān)視的基本功能解析:分離出豬細(xì)胞,在細(xì)胞培養(yǎng)過程中通入CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH;核移植時需用到去核的卵母細(xì)胞(其細(xì)胞質(zhì)中存在激活細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)),并用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚,促進(jìn)其生長和發(fā)育的進(jìn)程;受體子宮對外來胚胎幾乎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),因此胚胎移植前,不需要對受體進(jìn)行免疫檢查;猴的免疫系統(tǒng)識別異體器官為“非己”成分而對其進(jìn)行攻擊,體現(xiàn)其免疫防御的基本功能。答案:B16.科學(xué)家利用動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)獲得克隆動物的流程如下圖所示。請回答下列問題。(1)從供體身上取下的器官或組織進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時,首先要用處理一段時間使細(xì)胞分散開來,需要這樣做的原因是。

(2)細(xì)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(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞,原因是

。

(3)采集的卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)到時,通過顯微操作去除細(xì)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(gòu)胚,使其完成細(xì)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(xì)胞核移植技術(shù),我國科學(xué)家成功獲得了克隆猴——“中中”和“華華”,請舉例談?wù)勗摷夹g(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)研究中的應(yīng)用前景。

(至少舉出兩例)。

解析:(1)在進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時,要用胰蛋白酶、膠原蛋白酶對組織細(xì)胞進(jìn)行分散處理,形成單個細(xì)胞,因?yàn)槌蓧K的組織中細(xì)胞與細(xì)胞靠在一起,彼此限制了生長和繁殖。(2)細(xì)胞培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的代謝物不利于細(xì)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(xì)胞自身造成危害。10代以內(nèi)的細(xì)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(xì)胞作為核移植的供體細(xì)胞。(3)采集的卵母細(xì)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(xì)胞核。選擇在這一時期操作是由于MⅡ期卵母細(xì)胞核的位置靠近第一極體,用微型吸管可一并吸出細(xì)胞核與第一極體。(4)可用物理或化學(xué)方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活重構(gòu)胚,使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程。重構(gòu)胚后進(jìn)行胚胎移植,移入代孕母體中。(5)細(xì)胞核移植技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)研究中具有廣闊的應(yīng)用前景,如加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育;有望增加瀕危動物的存活數(shù)量;轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白;轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)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