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-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修3 生物技术与工程 作业与测评word（人教版2019 单选版）

第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物 知识点一　动物细胞核移植技术概念及种类 1．我国科学家于2017年获得世界上首批体细胞克隆猴“中中”“华华”，他们是将同一只雌性食蟹猴的体细胞移植到去核卵细胞中培育成的。下列叙述错误的是(　　) A．克隆猴的诞生体现了动物体细胞核的全能性 B．两只克隆猴的体细胞染色体数和性别都相同 C．该技术的实验对象不是人，因此不需要考虑实验伦理问题 D．与胚胎细胞相比，动物体细胞克隆不易成功的原因是其分化程度较高 答案　C 知识点二　体细胞核移植的过程 2．用体细胞核移植技术克隆高产奶牛时，下列操作步骤与目的对应错误的是(　　) 选项 操作步骤 目的 A 取高产奶牛耳部的细胞 作为核遗传物质的供体 B 去除卵母细胞的细胞核 使卵母细胞具备受精能力 C 用物理或化学方法处理重构胚 激活重构胚 D 将胚胎移入黄牛体内 繁殖高产克隆奶牛 答案　B 解析　取高产奶牛耳部的细胞进行培养，这部分细胞将作为核遗传物质的供体，A正确；去除卵母细胞的细胞核，去核的卵母细胞作为受体细胞，接受供体细胞的细胞核，B错误；用物理或化学方法处理重构胚，激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，C正确；将胚胎移入黄牛体内继续生长和发育，最后繁殖出高产克隆奶牛，D正确。 3．在利用动物体细胞核移植技术获得克隆牛的过程中，需要将甲牛的去核卵母细胞与乙牛的体细胞核重组形成重构胚，将此细胞培养至胚胎发育的早期，然后移入代孕母牛的体内，最后即可得克隆动物。下列叙述，错误的是(　　) A．动物体细胞核移植技术利用了动物细胞核的全能性 B．代孕母牛与所获得的克隆牛之间不存在真正意义上的亲子代关系 C．动物体细胞核移植为拯救濒危动物提供了一种新思路 D．核供体相同的克隆动物之间若进行器官移植，则会发生免疫排斥反应 答案　D 解析　动物体细胞核移植技术培育克隆动物个体的原理是利用动物细胞核的全能性，A正确；因为代孕母牛并没有将遗传物质传给克隆牛，故从遗传学角度来说，它们之间并没有亲子代关系，B正确；动物体细胞核移植技术的应用之一是拯救濒危物种，扩大其种群数量，C正确；核供体相同的克隆动物的核遗传物质相同，若进行器官移植一般不会发生免疫排斥反应，D错误。 4．某研究人员欲利用核移植技术来治疗糖尿病，提出了如图所示的方案。下列相关叙述不正确的是(　　) A．动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 B．图中所用的①可以降低免疫排斥反应 C．图中所用的去核卵母细胞一般处于减数分裂Ⅱ中期 D．图中“定向诱导”的目的是使重组细胞B发生基因突变 答案　D 解析　图中“定向诱导”的目的是使重组细胞B发生细胞分化。 5．中国科学家率先成功应用体细胞克隆技术，获得非人灵长类动物“中中”和“华华”两只克隆猕猴。培育过程如图，相关叙述不正确的是(　　) A．“中中”和“华华”形成过程中利用的核心技术是核移植 B．克隆猴体细胞中的遗传物质与核供体的遗传物质完全相同 C．“中中”和“华华”的诞生有利于促进对人类疾病的研究 D．“中中”和“华华”细胞中的染色体数目与A猴相同 答案　B 解析　克隆猴体细胞中的遗传物质分为细胞核遗传物质和细胞质遗传物质，其细胞质遗传物质来自B猴，因此与核供体A猴的遗传物质不完全相同，B错误；“中中”和“华华”的诞生能帮助人们更好地建立动物模型，以研究疾病的发展过程，从而治疗疾病，C正确；“中中”和“华华”的细胞核来自A猴，故细胞中的染色体数目与A猴相同，D正确。 知识点三　体细胞核移植技术的应用及存在的问题 6．根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以用来(　　) ①扩大濒危动物种群数量，有效提高生物多样性　②提高某些良种家畜自然繁殖率　③解决人体器官移植供体来源短缺的问题　④为科学研究提供实验动物　⑤构建转基因克隆动物，作为生物反应器，大规模生产珍贵的医用蛋白 A．①②④⑤ B．①②③ C．②③④⑤ D．③④⑤ 答案　D 解析　利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高生物多样性，①错误；核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率是生物的基因及环境决定的，②错误。 7．动物细胞工程发展迅速，在许多领域发挥了重要作用，下列关于细胞核移植技术发展的说法错误的是(　　) A．体细胞核移植技术成功率非常低 B．克隆动物多出现遗传和生理上的缺陷 C．克隆技术的发展在医学、制药工业等领域都发挥了重要作用 D．克隆技术生产的食品可以放心食用，毫无问题 答案　D 解析　对克隆技术生产的食品的安全性问题尚存争议，D错误。 8．某研究人员将患有线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐献的去核卵母细胞中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述错误的是(　　) A．此项技术的基础是动物细胞培养 B．此项技术的原理与克隆羊“多莉”完全相同 C．健康妇女捐献的卵母细胞的细胞质具有调控移入的细胞核发育的作用 D．婴儿出生后具有患病妇女及其丈夫以及捐献健康卵母细胞的妇女三方的遗传特征 答案　B 解析　动物细胞核移植技术的基础是动物细胞培养，A正确；此项技术用的是受精卵的细胞核，而克隆羊“多莉”用的是高度分化的体细胞(乳腺细胞)的细胞核，分化程度不同，B错误；该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供，质基因由提供去核卵母细胞的妇女提供，D正确。 9．美国某州的一个奶牛场有一头奶牛，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。某人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)。请据图分析回答下列问题： (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？________。你的依据是_______________________________________________________。 答案　(1)显微操作去核 (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的细胞质主要来自牛a 10．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，如果要加快转基因奶牛的繁殖速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。 (1)在进行细胞培养之前，要将取自转基因奶牛的组织分散成单个细胞，这一过程中需要利用________________酶处理。不能用纤维素酶或果胶酶的原因是___________________________ ______________________________________________。 (2)将进行细胞培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞细胞核的目的是____________________________________________________。 (3)将重构胚移入受体母牛体内，若生出的犊牛在性状上与供体奶牛存在某些差异，原因可能是(不考虑基因突变)____________________________________________________________。 (4)利用体细胞核移植技术得到克隆牛，从生殖方式分析这属于________(填“有性生殖”或“无性生殖”)。 答案　(1)胰蛋白酶或胶原蛋白　酶具有专一性，动物细胞没有细胞壁，纤维素酶、果胶酶不能将动物细胞分散开 (2)使犊牛的性状主要由供体细胞的细胞核基因决定 (3)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因的共同控制，同时还受环境等因素的影响 (4)无性生殖 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．生物活性绷带能够加速人的伤口愈合，其制作过程是：从患者身上采集一些细胞样本。让其在特殊的膜片上增殖，5至7天后，将这种特殊膜片敷在患者的伤口上，膜片会将其中的细胞逐渐“释放”到伤口。下列相关叙述正确的是(　　) A．在生物活性绷带上增殖的细胞不会产生接触抑制 B．特殊膜片上含有细胞分裂素等调节生命活动的物质 C．膜片释放到伤口的细胞一般不会引起机体发生免疫排斥 D．生物活性绷带可以源源不断地为伤口提供新的细胞 答案　C 解析　在生物活性绷带上增殖的细胞，进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁生长的细胞一旦相互接触，细胞就会停止分裂增殖，出现细胞的接触抑制，A错误；细胞分裂素是植物激素，不会调节动物细胞生命活动，B错误；自身的细胞增殖后再回到自身，不会引起机体发生免疫排斥反应，C正确；生物活性绷带只能逐渐为伤口提供细胞，而不是源源不断提供新的细胞，D错误。 2．我省研究人员利用体细胞核移植技术成功培育出苏淮猪“龙凤胎”，主要步骤如下。相关叙述错误的是(　　) 步骤①：分离培养一对苏淮猪的耳组织体细胞，低温保存。 步骤②：从其他品种母猪卵巢中获取卵母细胞并培养。 步骤③：细胞核移植获得重构胚胎。 步骤④：将不同性别的多个胚胎移植到代孕母猪体内。 步骤⑤：孕育出苏淮小猪“龙凤胎”。 A．步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶、动物细胞培养液等 B．步骤②培养卵母细胞时，应一直培养到卵母细胞外出现1个极体 C．步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的卵母细胞中 D．步骤④移植胚胎的性别可依据步骤①提供体细胞个体的性别确定 答案　C 3．如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程，下列相关叙述正确的是(　　) A．用胃蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉母细胞 B．生物反应器内应控制适宜的温度，并充入纯氧保证细胞呼吸 C．培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长 D．“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，但会造成环境污染严重 答案　C 解析　胃蛋白酶在强酸条件下才有活性，而多数动物细胞培养的适宜pH为7．2～7．4，所以不能用胃蛋白酶处理动物组织，应使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散，A错误；动物细胞培养的气体环境是95%空气和5% CO2，B错误；“人造牛肉”有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，且温室气体等其他环境污染物也会减少，D错误。 4．HER­2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌。抗体—药物偶联物T­DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成，对HER­2有很强的靶向性。下列相关分析不正确的是(　　) A．胎儿期HER­2高表达可能与胚胎发育有关，成人HER­2含量高可为乳腺癌诊断提供参考 B．因为获取的B淋巴细胞可能有多种，所以曲妥珠单抗的制备过程需进行抗体检测 C．DMI与HER­2特异性结合是T­DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键 D．利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置 答案　C 解析　由题意可知，HER­2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，可能与胚胎发育有关，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌，所以成人HER­2含量高可为乳腺癌诊断提供参考，A正确；机体生活的环境存在多种抗原，所以获取的B淋巴细胞可能有多种，故曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测，以保证得到所需抗体，B正确；DMI是药物，不与HER­2特异性结合，C错误；曲妥珠单抗能与HER­2特异性识别，故利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置，D正确。 5．犬细小病毒(CPV)单克隆抗体(CPV McAb)可抑制病毒对宿主细胞的侵染及病毒的复制，进而杀灭幼犬体内病毒。下列相关叙述错误的是(　　) A．在CPV McAb的制备过程中用到了动物细胞培养和动物细胞融合技术 B．给幼犬注射CPV后，CPV抗体检测呈阳性，说明发生了体液免疫反应 C．经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可直接生产CPV McAb D．对杂交瘤细胞培养时，需要无菌、无毒环境，且温度、气体环境等要适宜 答案　C 解析　在单克隆抗体的制备过程中，使用的动物细胞工程技术有动物细胞培养和动物细胞融合技术，A正确；给幼犬注射CPV后，会激发体液免疫，产生相应的抗体，因此若CPV抗体检测呈阳性，说明发生了体液免疫反应，B正确；经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞并不都符合人们需要，还需经过克隆化培养和抗体检测，筛选出能分泌CPV McAb的杂交瘤细胞，C错误。 6．科学家将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，制成了抗体—药物偶联物(ADC)，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，其机理如图，下列叙述不正确的是(　　) A．制备单克隆抗体时，获得的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测 B．ADC中抗体的作用是与肿瘤细胞特异性结合，将物质C带到肿瘤细胞 C．ADC能够在肿瘤细胞内释放抗体，进而诱导肿瘤细胞凋亡 D．除制成ADC外，单克隆抗体在临床上还可作为诊断试剂或单独用于疾病治疗 答案　C 解析　肿瘤细胞相当于抗原，ADC的抗体可以特异性地和肿瘤细胞结合，将物质C带到肿瘤细胞，B正确；ADC进入细胞后，物质C释放出来，进而诱导肿瘤细胞凋亡，C错误；利用单克隆抗体的特异性，其在临床上还可作为诊断试剂或单独用于疾病治疗，D正确。 7．治疗性克隆有望解决供体器官的短缺和器官移植出现的免疫排斥反应等问题。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体细胞核移植和动物细胞培养等技术 B．上述过程充分说明体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　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。 8．科学家将c­Myc、KIf4、Sox2和Oct­3/4这四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞内，细胞在一定条件下转变成iPS细胞。在适当条件诱导下，iPS细胞可以定向分化成各种细胞。下列叙述不正确的是(　　) A．该项技术可用于器官的再生研究 B．iPS细胞分化成各种组织细胞过程中DNA序列改变 C．iPS细胞的分裂分化能力比造血干细胞强 D．iPS细胞分化成各种组织细胞时表达的基因不完全相同 答案　B 二、非选择题 9．2017年11～12月，中科院神经科学研究所研究团队利用体细胞克隆技术克隆出了猕猴“中中”和“华华”，该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。如图是体细胞克隆猴的技术流程，请据图回答下列问题： (1)图中选择猕猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养，其原因是________________________________________。刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现细胞贴壁现象。传代培养时，常利用________酶消化处理，制成细胞悬液后转入新的培养瓶中。 (2)图示过程涉及的主要技术有__________________________________________________(答出两点即可)。以体细胞克隆猴作为实验动物模型的显著优势之一是同一批克隆猴的遗传背景相同，图中克隆猴的遗传物质主要来自________________________________。 (3)图中步骤①是克隆猴的技术难点之一，需要将卵母细胞培养到________后进行去核操作，而后用________方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。 (4)体细胞克隆猴的另外一个技术难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差。科学家发现，胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。由此推测，图中KDM4d mRNA翻译产生的酶的作用是______________________。 答案　(1)胚胎期成纤维细胞分化程度低，更易于培养　胰蛋白(或胶原蛋白) (2)动物细胞核移植技术(或动物体细胞核移植技术)、动物细胞培养技术　猕猴胚胎成纤维细胞的细胞核 (3)MⅡ期　物理或化学 (4)催化组蛋白的去甲基化 10．下面是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题： (1)图中①所示的结构名称是________，③所示的生物技术名称是____________。 (2)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它________________________________。 (3)过程④通常用②作为受体细胞的原因是_________________________________________。 (4)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是____________________。 (5)若用图中③④所示技术得到能产生人生长激素的高产奶牛，则该奶牛从生殖方式上看属于________(填“有性生殖”或“无性生殖”)。 答案　(1)细胞核　核移植技术 (2)含有促进细胞核全能性表达的物质 (3)这些细胞分化程度极低，全能性高，可以定向地诱导分化为各类细胞 (4)没有免疫排斥反应 (5)无性生殖 解析　(1)由图分析可知，①是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核，③表示核移植技术。 (2)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营养物质，还含有促进细胞核全能性表达的物质。 (4)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核遗传物质来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应。 (5)体细胞核移植没有经过两性生殖细胞的结合，所以其生殖方式属于无性生殖，故经采用核移植方式得到高产奶牛的生殖方式属于无性生殖。 11．“精准医学”根据每个病人的特征制订个性化治疗方案。它是以个性化医疗为基础，联合基因检测技术等发展而来的，目前主要侧重于癌症的预防、诊断和治疗。癌症治疗中最完美的“武器”当属抗体，为了研制抗宫颈癌的单克隆抗体，科学家设计了以下实验流程： 回答下列问题： (1)将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞结合，获得融合细胞的常用生物方法是________________。 (2)细胞1的特点是______________________________。细胞2是____________________细胞。 (3)细胞合成DNA一般有两条途径。主途径是由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，骨髓瘤细胞只有这一种途径合成DNA。氨基蝶呤可阻断骨髓瘤细胞利用主途径合成DNA。辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经相应酶的催化作用合成DNA。据此写出筛选细胞1的实验思路并说明依据。 实验思路：_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 依据：_________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)获得细胞2后可在体外大量培养，培养液中要加入适量血清，原因是___________________ __________________________________________________________。 答案　(1)灭活病毒诱导法 (2)既能无限增殖，又能产生特异性抗体　产生所需抗体的杂交瘤 (3)在正常的动物细胞培养液中加入适量氨基蝶呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷，培养融合细胞一段时间，其他条件相同且适宜。最后存活下来的、能增殖的细胞就是杂交瘤细胞　骨髓瘤细胞只能通过主途径合成DNA，在培养液中加入氨基蝶呤可阻断骨髓瘤细胞利用主途径合成DNA，未融合的骨髓瘤细胞和其自身融合细胞不能增殖。B淋巴细胞在体外培养条件下不能增殖。只有杂交瘤细胞能利用辅助途径合成DNA，故只有杂交瘤细胞能增殖 (4)人们对动物细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，加入血清可使动物细胞正常生长增殖 1 学科网（北京）股份有限公司 $$