第2章 第2节 第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 单选）

第2章 细胞工程 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 任务一　体细胞核移植的过程 自主预习 胚胎细胞核移植 胚胎细 胞核移植 MⅡ 去核卵母细胞 重构胚 合作探究 通过显微操作去核、将供体细胞注入去核的卵母细胞 学以致用 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 任务二　体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 自主预习 合作探究 清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 有利于解决器官移植中存在的器官来源紧缺和免疫排斥问题 学以致用 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 新情境命题 “三亲婴儿”的培育(生命观念) 课堂小结　巩固提升 课下巩固训练(九)　 动物体细胞核移植技术和克隆动物 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 01 02 03 04 【学习目标】1.生命观念：基于对高产奶牛体细胞核移植技术过程的理解，阐明动物体细胞核移植的概念，认识生命的发生、发展过程。 2.社会责任：认同生物科技是一把双刃剑，遵循正确的伦理道德，能对生殖性克隆人等社会议题进行理性判断。 细胞核 卵母细胞 体细胞核移植 1.概念 将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 2.种类 哺乳动物核移植可以分为 和 ，其中 较易成功。 3.过程 【深挖教材·P52～P54】 (1)细胞核移植的受体是“去核”的卵母细胞，此时的“核”指的是纺锤体—染色体复合物。 (2)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。 4.供体和受体的选择 供体 一般选用原代培养的细胞，保证了供体细胞正常的遗传基础 受体 选择MⅡ期的卵母细胞的原因 ①卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质 ②卵母细胞体积大，便于操作 ③卵母细胞内营养物质丰富 5.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)克隆动物的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，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。 观察体细胞核移植流程图，回答下列问题。 (1)图中A采集到的细胞应在体外培养到 期。 MⅡ (2)图中C和D代表的操作过程分别是 。 (3)结合动物细胞核移植的过程，分析为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难。 提示：由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而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就明显高于胚胎细胞核移植。 (4)为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？ 提示：①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但其核外线粒体中的DNA主要来自供体卵母细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果。克隆动物生活的环境与供核动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。 (5)动物体细胞核移植属于有性生殖还是无性繁殖？请分析原因。 提示：无性繁殖。动物体细胞核移植最终得到的个体的细胞核中遗传物质完全来自一个个体，不是精卵受精得到的，因此属于无性繁殖。 1.(2024·河北沧州高二期末)中国科学院动物研究所和福州大熊猫研究中心合作，通过体细胞核移植和克隆技术在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列相关叙述错误的是(　　) A.去核与注入供体细胞的显微操作越快，卵母细胞受损就会越小 B.融合后的重构胚需要进行激活才能完成细胞分裂和发育的进程 C.获得的克隆大熊猫染色体组成与核供体大熊猫的染色体组成相同 D.用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物体细胞具有全能性 解析：选D。去核与注入供体细胞的显微操作越快，操作时间越短，对卵母细胞的损伤就越小，A正确；融合后的重构胚需要进行激活(需要用物理或化学的方法进行激活)才能完成细胞分裂和发育的进程，B正确；染色体存在于细胞核中，故获得的克隆大熊猫染色体组成与核供体大熊猫的染色体组成相同，细胞质基因与卵母细胞的细胞质基因基本相同，C正确；用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物细胞的细胞核具有全能性，不能体现动物体细胞具有全能性，D错误。 2.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，下列有关叙述正确的是(　　) A.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B.过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体 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用灭活病毒激活重构胚 解析：选B。后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自乙和甲，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③可采用电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚，D错误。 3.如图表示核移植与克隆动物的相关图解，下列有关叙述错误的是(　　) A.用于核移植的供体细胞①一般选用原代培养的细胞 B.图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性 C.采集的卵母细胞培养到的②时期表示MⅡ期 D.动物细胞培养过程中添加5% CO2的目的是维持培养液的pH 解析：选B。用于核移植的供体细胞一般选用原代培养的细胞，保证供体细胞正常的遗传基础，A正确；供体细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成克隆动物，这说明分化的动物细胞的细胞核具有发育的全能性，B错误；采集的卵母细胞培养到②MⅡ期，C正确；动物细胞培养过程中添加5%CO2的目的是维持培养液的pH，D正确。 生物反应器 异种移植 免疫排斥 1.应用前景 畜牧生产方面 加速家畜 进程，促进优良畜群繁育 医药卫生领域 ①转基因克隆动物作为 ，生产珍贵的医用蛋白 ②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可用于 ③人核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的细胞、组织、器官后，移植给患者可避免发生 反应 遗传改良 其他领域 ①了解胚胎发育及衰老过程 ②克隆遗传背景相同的动物，通过对比分析致病基因 ③克隆特定疾病模型的动物，使人们更好地研究疾病的致病机制和开发药物 ④在保护濒危物种方面，有望增加濒危物种的存活数量 2.存在的问题 (1)该技术的 非常低。 (2)相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后。 (3)绝大多数克隆动物存在 问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。 成功率 健康 组织特异 作为实验中重要的模式动物，小鼠与人类在基因水平上高度同源，因此常用于人类某些疾病的研究。研究人员欲以小鼠为实验材料，将细胞核移植技术与干细胞技术相结合，培养所需要的细胞、组织或器官，其部分实验过程如图所示。 (1)干细胞包括胚胎干细胞和 ，后者具有 性，只能分化成特定的细胞或组织。 成体干细胞 (2)体外培养胚胎干细胞时所需气体主要有 ，前者是细胞代谢所必需的，后者的主要作用是 。培养胚胎干细胞的培养液要定期更换，目的是 。 (3)将细胞核移植技术与干细胞技术相结合，培养所需要的细胞、组织或器官，其意义是 。 (4)体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？ 提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。 O2和CO2 维持培养液的pH 1.(2024·河北石家庄高二期末)动物体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生等领域有着广泛的应用前景。下列关于动物体细胞核移植和克隆的叙述，错误的是(　　) A.利用体细胞核移植技术可以促进优良畜群繁育 B.利用体细胞核移植培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器 C.通过体细胞核移植技术获得克隆动物技术的成功率已经非常高 D.克隆动物通常会表现出遗传和生理缺陷，以及会存在健康问题 解析：选C。体细胞核移植技术在畜牧业生产中可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育，A正确；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，用于生产珍贵的医用蛋白等，B正确；尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物，但该技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待进一步改进，C错误；目前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，D正确。 2.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一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。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细胞核的全能性 B.5只克隆猕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，供核体应为雌性 D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足 解析：选C。动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞核具有全能性，A正确；克隆猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致，细胞质基因来源于受体细胞，B正确；体细胞核移植时，供核体不一定为雌性，C错误；体细胞核移植时，供核体可不受年龄影响，且体细胞数量多，所以该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足，D正确。 3.如图为体细胞克隆猴“中中”和“华华”的培育流程，该技术为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明的前景。下列叙述正确的是(　　) A.过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，体现细胞膜的选择透过性 B.过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质 C.“中中”“华华”的诞生证明了动物细胞具有全能性 D.与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物 解析：选D。过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，未体现细胞膜的选择透过性，A错误；在培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核的全能性的是卵母细胞的细胞质中的物质，B错误；“中中”“华华”的诞生仅说明动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；猴子与人类的亲缘关系比小鼠近，与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物，D正确。 世界上第一个“三亲婴儿”的出生引发了全球的关注。从遗传学上看，这名婴儿拥有三个父母。下图是培育“三亲婴儿”的技术路线。 【命题设计】 1.考查知识迁移能力与生命观念 (1)据图写出“三亲婴儿”的遗传物质(基因)的来源：_________________。 2.考查细胞核移植过程及长句表达能力 (2)图示“三亲婴儿”的培育过程用到的技术有_____________________(答出两点)。从遗传病的角度分析，“三亲婴儿”技术的意义是______________。 3.考查对社会问题的分析探究能力 (3)上图是培育“三亲婴儿”的一种技术路线，而培育“三亲婴儿”还有其他的技术路线，其思路是___________________________________。 解析：(1)据图分析可知，母亲主要提供的是卵母细胞的细胞核，捐献者提供的是去核的卵母细胞，二者进行核移植形成重组细胞，在体外培养至MⅡ期卵母细胞，再与父亲的精子在体外受精形成受精卵，进而培养出“三亲婴儿”，故“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲的核基因及卵母细胞捐献者的细胞质基因。(2)据图分析可知，该技术涉及动物细胞培养(精子和卵细胞的培养)、体外受精(精卵结合)、细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等操作。该技术是将母亲卵母细胞的细胞核移植到捐献者的去核卵母细胞中，重组细胞中不含母亲的细胞质，也就不含母亲的线粒体，可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。(3)让“三亲婴儿”的父亲、母亲自然受孕获得受精卵，再将受精卵的细胞核移植到捐献者的去核卵母细胞中形成重组细胞，再经动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植等操作也可以培养出“三亲婴儿”。 答案：(1)自己父亲、母亲的核基因及卵母细胞捐献者的细胞质线粒体基因　(2)动物细胞培养、细胞核移植　避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代　(3)让“三亲婴儿”的父亲、母亲自然受孕获得受精卵，再将受精卵的细胞核移植到捐献者的去核卵母细胞中形成重组细胞，再经动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植等操作也可以培养出“三亲婴儿” 【教材答疑】 思考·讨论 P54 1.为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。 2.不是。克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体(核供体)动物的细胞核，但其细胞核外的DNA，即线粒体中的DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但由于动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同，所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行100%的复制。 3.利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细 胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细 胞的状态。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广一些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。 [练习与应用·P55] 一、概念检测 1.D　2.C 【体系构建】 【核心语句】 1.动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性，属于无性繁殖。 2.动物细胞核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。 3.动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。 4.动物体细胞核移植的受体细胞是已经去核的MⅡ期卵母细胞。 【基础巩固练】 一、选择题 1.在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的(　　) A.卵原细胞 B.初级卵母细胞 C.次级卵母细胞 D.卵细胞 解析：选C。通常作为核移植受体细胞的是处于MⅡ期的去核的卵母细胞，即次级卵母细胞。 2.核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞，下列有关说法错误的是(　　) A.MⅡ期卵母细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质 B.MⅡ期卵母细胞的体积比较大，进行核移植操作时相对容易 C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中 D.MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响 解析：选D。克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体核，细胞质中的遗传物质主要来自MⅡ期卵母细胞，因此MⅡ期卵母细胞对克隆动物的性状也会产生影响，D错误。 3.将黑色公绵羊的体细胞核移入一白色母绵羊去除细胞核的卵细胞中，再将此重组细胞植入一黑色母绵羊的子宫内发育，出生的小绵羊即“克隆绵羊”。那么，此“克隆绵羊”表现为(　　) A.黑色公绵羊 B.黑色母绵羊 C.白色公绵羊 D.白色母绵羊 解析：选A。生物的性状主要受细胞核基因控制，少数性状受细胞质基因控制，而这头“克隆绵羊”的细胞核基因来自提供细胞核的黑色公绵羊，细胞质基因来自提供细胞质的白色母绵羊，因此其性别与性状主要与提供细胞核的黑色公绵羊相同。 4.动物体细胞核移植技术的应用前景包括(　　) ①复活已灭绝的但仍保持完整细胞的动物　②加速家畜遗传改良进程　③培养可用于移植的组织、器官　④作为疾病模型、研究疾病的发展和治疗疾病 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 解析：选D。动物体细胞核移植技术不能复活已灭绝的但仍保持完整细胞的动物，可加速家畜遗传改良进程，可培养用于移植的组织、器官，可作为疾病模型、研究疾病的发展和治疗疾病，故①错误，②③④正确。 5.下列对哺乳动物体细胞核移植技术的叙述，错误的是(　　) A.可通过显微操作法去除卵母细胞的细胞核 B.该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植 C.通常采用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞 D.克隆动物是对提供体细胞的动物进行了100%的复制 解析：选D。可通过显微操作法去除卵母细胞中的细胞核，A正确；由于体细胞的分化程度高，全能性低，哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，B正确；体细胞核移植时常采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞，C正确；通过体细胞核移植方法生产的克隆动物不是对供体细胞动物进行了100%的复制，因为克隆动物还有一部分遗传物质来自受体的细胞质，D错误。 6.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母细胞的细胞质中，形成重组细胞，发育成重构胚，这些重构胚的发育情况如下。据此分析，下列有关叙述错误的是(　　) 细胞核的供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数 乳腺上皮细胞 1/13 胚胎成纤维细胞 4/10 早期胚胎细胞 14/27 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.克隆羊的遗传信息与供核细胞完全相同 C.体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植 D.重构胚的性别与去核卵母细胞的细胞质无关 解析：选B。分析表格数据可知，早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高，A正确；克隆羊的培育用到了动物体细胞核移植技术，其细胞核遗传信息来自细胞核的供体细胞，细胞质遗传信息来自去核的卵母细胞，B错误；分析表格中的数据可知，体细胞核移植(乳腺上皮细胞)难度高于胚胎细胞核移植，C正确；性别由细胞核中的性染色体组成决定，与去核卵母细胞的细胞质无关，D正确。 7.(2024·四川南充高二期末)科学家通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵母细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关叙述中错误的是(　　) A.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 B.兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质 C.重构胚需要用电融合法激活，使之完成细胞分裂和发育进程 D.卵母细胞去核的方法是显微操作法，还可用紫外线短时间照射等方法 解析：选C。胚胎细胞分化程度低，全能性高，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A正确；兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质，故用去核后的兔子卵母细胞作为受体细胞，B正确；通过电融合法使大熊猫的细胞核和去核的卵母细胞融合形成重构胚，用电刺激、Ca2＋载体、乙醇或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，C错误；体细胞核移植过程中去核的方法有显微操作法、梯度离心法或紫外线短时间照射等，D正确。 8.(2024·宁夏石嘴山高二期中)体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生、拯救濒危动物等方面有着广泛的应用前景。下列关于动物细胞核移植技术应用的叙述，错误的是(　　) A.哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 B.利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物，可作为生物反应器生产医用蛋白 C.克隆动物与供核动物的遗传性状完全相同，原因是遗传物质主要分布在细胞核中 D.将患者细胞核移植到胚胎干细胞，诱导重组干细胞发育形成的器官可避免免疫排斥反应 解析：选C。由于体细胞的分化程度比胚胎细胞高，表现全能性困难，所以哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A正确；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，生产珍贵的医用蛋白，B正确；克隆动物与供核动物的遗传性状不完全相同，原因是供核动物的细胞质中的遗传物质、环境等也会影响克隆动物的性状，C错误；以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等，可避免免疫排斥反应，D正确。 二、非选择题 9.下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。 (1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为______。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。 (2)若获得的克隆动物与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________________________。 (3)与克隆羊“多莉”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__________________________。 解析：(1)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数分裂Ⅱ的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。(2)获得的克隆动物性状与供体动物基本相同，但不完全相同，从遗传物质的角度分析，性状不完全相同的原因是克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(3)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质作用下仍可表达。故克隆羊“多莉”以及其他克隆动物的培育成功，证明了高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。 答案：(1)XX或XY　显微操作　(2)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响　(3)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 【综合提升练】 一、选择题 1.(2024·广西河池高二期末)克隆猫“大蒜”是我国首例完全自主培育的克隆猫，其培育过程如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.采集的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期，然后可用显微操作法去核 B.可用Ca2＋载体激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 C.若不考虑环境因素的影响，克隆猫“大蒜”与死亡的猫“大蒜”的性状完全相同 D.克隆猫“大蒜”的培育属于无性繁殖的过程 解析：选C。卵母细胞作为受体细胞，需在体外培养到MⅡ期后进行去核操作，目前普遍使用的去核方法是显微操作法，A正确；可以采用电刺激、Ca2＋载体等激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，B正确；由于生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制，因此若不考虑环境因素影响，它们性状也不完全相同，克隆猫“大蒜”的性状要受到来自卵母细胞供体猫的细胞质基因的影响，C错误；核移植过程没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖，D正确。 2.(2024·北京海淀高二期末)我国科学家利用基因编辑技术，获得一只生物节律核心基因BMAL1敲除的猕猴。取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合，发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，获得5只克隆猴，用于研究节律机制。以下叙述错误的是(　　) A.受精卵经基因编辑后形成的胚胎可发育为克隆猴 B.可用灭活的病毒诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合 C.克隆猴基因组成差异小，作为实验动物便于研究 D.克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性 解析：选A。受精卵经基因编辑后形成的胚胎发育成的个体不能叫作克隆猴，克隆猴是通过核移植技术后发育而成的，A错误；细胞融合的过程需要人工诱导，如聚乙二醇(PEG)融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等，可用灭活的病毒诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合，B正确；由于克隆猴基因组成差异小，用克隆猴作为实验动物，有利于控制实验中的无关变量，增强实验的可信度，C正确；动物细胞核含有该物种的全套遗传信息，克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，D正确。 3.(2024·重庆高二期末)图1是我国科学家获得体细胞克隆食蟹猴中中和华华的具体过程。已知正常胚胎发育初期会发生染色质的重塑，即DNA去甲基化和染色质上组蛋白的乙酰化，而核移植得到的胚胎(重构胚)中来自体细胞的染色质会抵抗这种重塑，用去甲基化酶(K)处理重构胚可提高胚胎发育率。现科研人员用K和T(去乙酰化酶抑制剂)处理重构胚后，再进行胚胎移植，检测并计算出发育成囊胚的比例(囊胚率＝囊胚数/重构胚数)，结果如图2。下列相关说法错误的是(　　) A.除显微操作法外，梯度离心法也可以达到去核的目的 B.重构胚移入C猴之前需要用电刺激、Ca2＋载体等激活 C.K、T分别降低了DNA甲基化与组蛋白乙酰化程度 D.在降低染色质重塑抵抗过程中，K和T可能起协同作用 解析：选C。目前细胞核移植除运用显微操作去核法外，还有梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等，这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核目的，A正确；获得重构胚后需要用电刺激、Ca2＋载体等激活，使其完成细胞分裂和发育的进程，B正确；由题干可知，去甲基化酶(K)处理核移植得到的胚胎，可提高胚胎发育率，由图2可知，T(去乙酰化酶抑制剂)处理核移植得到的胚胎，可提高囊胚率，K升高了DNA去甲基化，T抑制了组蛋白去乙酰化程度，即K降低了DNA甲基化，T 增加细胞内组蛋白的乙酰化程度，C错误；由图2可知，T(去乙酰化酶抑制剂)处理核移植得到的胚胎，可提高囊胚率，K、T联合处理，囊胚率显著升高，K、T在降低染色质重塑抵抗过程中，可能协同提高重构胚的囊胚率，D正确。 二、非选择题 4.(2024·黑龙江高二期中)我国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”，该成果一经公布轰动了全世界。如图所示为克隆猴的培育过程。回答下列问题： (1)我国科学家经过多年的反复试验，可以在10 s之内对卵母细胞进行去核操作，在15秒之内完成核移植，操作迅速使卵细胞受损极小，在技巧上保证了实验的成功。实际操作中，去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至______期；核移植的具体操作是______________________，再经过电融合从而得到重构胚；核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理，作用是____________。 (2)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚，提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理是____________，从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列____(填“会”或“不会”)发生改变。 (3)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物，这样的实验动物用于医学研究的好处是______________________________。 解析：(1)去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至MⅡ期，目前动物细胞核移植技术普遍使用的去核方法是显微操作法，核移植的具体操作是将体细胞注入去核卵母细胞，从而得到重构胚，核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理，在此过程中，灭活的仙台病毒的作用是诱导细胞融合。(2)我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚，这样可降低组蛋白的甲基化水平，提高组蛋白的乙酰化水平，从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达，激活重构胚，使其完成细胞分 裂和发育进程，提高了胚胎的发育率和妊娠率。因为该处理只是对基因表达做出调控，因此，经过Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列并不会发生改变。(3)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物，能够保证实验过程中选取材料的一致性，这样在实验过程中，实验组和对照组的比较更具有说服力。 答案：(1)MⅡ　将体细胞注入去核卵母细胞　诱导细胞融合　(2)降低组蛋白的甲基化水平，提高组蛋白的乙酰化水平　不会　(3)实验组和对照组的比较更具有说服力 $$