3.2 通过细胞核移植克隆动物-【步步高】2023-2024学年高二生物学选择性必修3 生物技术与工程（浙科版）

第二节　通过细胞核移植克隆动物 [学习目标]　1.概述利用核移植技术克隆动物的原理和过程。2.举例说明动物细胞核移植技术的应用价值。 1．动物细胞核移植 2．动物细胞核移植的应用价值和存在的问题 (1)应用价值 ①研究胚胎细胞的分化。 ②在药物生产、优良种畜的培育和繁殖、拯救濒危动物、治疗性克隆等方面，具有令人期待的实际应用价值。 (2)存在的问题 目前，核移植技术仍不尽成熟，通过该技术克隆动物还存在着成功率低、某些克隆动物早衰等问题。 判断正误 (1)核移植过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核(　　) (2)核移植时，提供细胞核和去核卵细胞的动物都为雌性(　　) (3)通过核移植培育的克隆动物遗传物质全部来自供体细胞核(　　) (4)细胞核移植技术可用于濒危动物的保护(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√ 任务：动物体细胞核移植的过程 1．在将体细胞的核移植到卵细胞之前，为什么必须先对卵细胞进行去核操作？ 提示　为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自提供体细胞的动物。 2．为什么要选择卵细胞作为受体细胞？ 提示　卵细胞的细胞质具有调控细胞核发育的作用。 3．克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？ 提示　不是；克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质基本来自受体卵细胞；此外，生物性状还受环境因素的影响。 　动物体细胞核移植 (1)原理：动物细胞核的全能性。 (2)去核方法：常用显微操作去核。 (3)克隆动物遗传物质来源 ①核基因：全部来自提供细胞核的动物。 ②细胞质基因：主要来自卵细胞。 1．如图为克隆羊“多莉”的培育过程示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．克隆羊“多莉”的性状主要与甲羊一致，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动物细胞核移植和动物细胞培养等 C．乙羊的去核卵细胞为重组细胞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 答案　D 解析　生物的性状主要由细胞核中的遗传物质控制，克隆羊的性状主要与提供细胞核的个体基本一致，A正确；选择去核卵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正确；此实验只能说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，D错误。 2．核移植技术除了研究生物学的基本问题外，在其他方面也具有重要的实际应用价值。下列关于动物细胞核移植技术应用的叙述，错误的是(　　) A．细胞核移植技术可用于优良种畜的培育 B．细胞核移植技术不可用于人的治疗性克隆 C．细胞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．细胞核移植技术可用于转基因动物的克隆，以保持转基因动物的性状 答案　B 解析　动物细胞核移植技术是指将体细胞核移入去核的卵母细胞中，使其发育成动物个体的过程，因此利用细胞核移植技术可培育优良种畜，A正确；利用细胞核移植技术可用于人的治疗性克隆，B错误；细胞核移植技术与干细胞诱导技术结合，可克隆出人体相应的器官，用于修补人体损伤的器官，C正确；利用细胞核移植技术克隆转基因动物，获得的克隆动物遗传物质主要来自供体的细胞核，可以保持转基因动物的性状，D正确。 题组一　动物细胞核移植 1．克隆动物一般是指将动物体细胞核移植到去核卵母细胞中培育成的新个体，该技术主要是利用了动物细胞核的(　　) A．全能性 B．复杂性 C．多样性 D．统一性 答案　A 2．(2023·金华高二月考)某实验小组从甲兔的皮肤细胞提取细胞核，注入乙兔去核的卵母细胞中，体外培养一段时间后，植入丙兔的子宫，最终丙兔顺利产下丁兔。下列叙述错误的是(　　) A．丁兔的性状与甲兔完全相同 B．该生殖方式属于无性繁殖 C．丁兔的遗传物质与丙兔无关 D．与丁兔的DNA指纹相似度最高的是甲兔 答案　A 解析　丁兔细胞核的遗传物质来源于甲兔，丁兔细胞质的遗传物质来源于乙兔，因此丁兔的性状与甲兔不完全相同，A错误；丁兔没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖，B正确；丙兔只是提供了丁兔胚胎发育的场所，丁兔的遗传物质与丙兔无关，C正确；丁兔的DNA主要来自甲兔的细胞核，因此与丁兔的DNA指纹相似度最高的是甲兔，D正确。 3．将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是(　　) A．肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制 B．“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性 C．“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化 D．细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因 答案　B 解析　动物细胞经过多次分裂后，细胞质的成分已经发生改变，原本能激发细胞全能性的物质已经消失，故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内某些物质的限制，A正确；“合子”第一次分裂后形成的细胞仍具有发育的全能性，B错误；“合子”发育成正常蝌蚪个体的过程中，需要通过细胞分裂增加细胞的数量，通过细胞分化增加细胞的种类，C正确；虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质，但细胞核仍含有该物种的全套基因，故动物细胞核具有全能性，D正确。 4．(2023·台州高二期末)下列对动物细胞核移植技术的描述中，错误的是(　　) A．哺乳动物细胞核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植 B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核 C．体细胞核移植过程中通常采用减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞 D．通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100%的复制 答案　D 解析　通过体细胞核移植方法生产的重组细胞中，细胞核由供体细胞提供，但细胞质中的遗传物质来自受体卵母细胞，所以不是对供核动物进行了100%的复制，D错误。 题组二　动物细胞核移植的应用 5．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。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．取出野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体 C．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体 D．将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体 答案　B 解析　动物细胞的全能性受到限制，目前还不能用动物细胞培养形成新个体，A不可行；将野驴的体细胞两两融合，一方面其染色体数目加倍，另一方面动物体细胞的全能性目前人为条件下还不能实现，C不可行；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，D不可行。 6．(2023·温州高二检测)下列关于核移植技术应用的叙述，不正确的是(　　) A．克隆动物组织、器官可作为异种移植的供体 B．研究克隆动物和动物细胞有利于了解胚胎发育过程 C．有望用核移植技术加速家畜遗传改良进程 D．用克隆动物做疾病模型可用于治疗人类的各种疾病 答案　D 解析　用克隆动物做疾病模型能为研究疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助，但不能用于治疗人类的各种疾病，D错误。 7．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 答案　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错误；克隆技术并没有完全成熟，克隆动物还存在着成功率低、某些克隆动物早衰等问题，B错误；细胞核移植过程中通常采用减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞，D错误。 8．下列有关细胞工程技术原理及目的的叙述，错误的是(　　) 选项 技术名称 原理 目的 A 植物体细胞杂交 细胞膜的流动性及植物细胞的全能性 获得杂种植物 B 植物组织培养 植物细胞的全能性 获得植物个体或细胞产品 C 动物细胞培养 细胞增殖 获得大量细胞或细胞产品 D 动物细胞核移植 动物细胞的全能性 获得克隆动物 答案　D 解析　动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性，D错误。 9．(2023·台州高二月考)治疗性克隆有望解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应等问题。如图表示治疗性克隆的过程，下列有关叙述不正确的是(　　) A．上述过程利用了动物细胞核移植和动物细胞培养等技术 B．上述过程充分说明细胞核移植技术已完全成熟 C．①过程的完成离不开胚胎干细胞的增殖和分化 D．①②过程都发生了DNA分子的复制和蛋白质的合成 答案　B 解析　细胞核移植技术仍不尽成熟；①②过程都有细胞的增殖、分化，因此都会发生DNA分子的复制和蛋白质的合成。 10．大熊猫是我国的国宝，尽管采取了许多保护措施，但由于其繁殖能力弱及幼仔成活率低，数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。下列相关叙述错误的是(　　) 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．用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物细胞具有全能性 C．由于体细胞分化程度高，因而成体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植 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 答案　B 解析　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，不能体现动物细胞具有全能性，B错误。 11．“三亲婴儿”的培育过程可选用如图技术路线。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 B．捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿 C．三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核 D．三亲婴儿的培育需要动物细胞核移植等技术 答案　C 解析　根据图示可知，细胞质来自捐献者的卵细胞，可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，A正确；捐献者只是提供了卵细胞的细胞质，所以其细胞核中携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿，B正确；三亲婴儿的染色体来自母亲和父亲，C错误。 12．上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(hihep细胞)获得成功。hihep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物、药物转运等。下列相关叙述正确的是(　　) A．人成纤维细胞与hihep细胞的DNA和RNA基本相同 B．人成纤维细胞重编程为hihep细胞过程体现了细胞的全能性 C．hihep细胞诱导成功彻底解决了人类重症肝病的治疗 D．研究表明，分化的细胞其分化后的状态是可以改变的 答案　D 解析　人成纤维细胞与 hihep细胞的DNA基本相同，而由于基因的选择性表达，故RNA差别较大，A错误；人成纤维细胞重编程为hihep细胞的过程未体现细胞的全能性，B错误；由题干信息可知，hihep细胞具有肝细胞的许多功能，但并未完全代替肝细胞，故hihep细胞诱导成功不能彻底解决人类重症肝病的治疗，C错误；人成纤维细胞重编程为肝细胞的实验成功，说明分化的细胞其分化后的状态是可以改变的，D正确。 13．国外某奶牛场有一头奶牛，年产奶量达30.8 t，我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。研究人员用该高产奶牛的耳朵细胞，采用核移植技术获得高产奶牛(如图所示)。请分析回答下列问题： (1)完成①过程可用________________法。 (2)③过程中选择去核卵母细胞作为受体细胞的原因是______________________________。 (3)该实验的成功说明已分化的耳朵细胞的细胞核中含有与____________一样的全套基因，这种繁殖方式属于______________________。 (4)若研究发现该高产奶牛b的线粒体发达，故它的产奶量高，则小牛d成年后具有这一优良性状吗？____________________________。你判断的依据是_____________________________ _______________________________________________________________________________。 答案　(1)显微操作　(2)卵母细胞体积大，易操作，营养物质丰富，且细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质　(3)受精卵　无性繁殖　(4)不具有　线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代，而小牛d的细胞质主要来自普通奶牛a 14．2017年，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”。请回答下列问题： (1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指___________________________。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。 (2)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。 答案　(1)将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使其发育成动物个体的过程　不变　 (2)相同　不同 解析　(1)因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。(2)哺乳动物雌、雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。 学科网（北京）股份有限公司 $$