2026届高考生物学人教版一轮复习《第2.2节 动物细胞工程》三、动物细胞核移植技术和克隆动物分层练

第2章 细胞工程 第2.2节 动物细胞工程 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 Ⅰ.必备知识，紧扣教材 1.参考教材P52-53，减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）卵母细胞中的“核”是指什么？“去核”是指什么？ 2.参考教材P54，结合以下图，尝试回答问题。 （1）在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？ （2）你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗?为什么？ （3）体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。 3.有关动物细胞核移植技术中相关问题，请判断正误。 （1）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。 ( ) （2）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。( ) （3）以上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.假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它“复生”的方案中可行的是( ) A. 将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育出新个体 B. 将野驴的体细胞取出，利用组织培养培育出新个体 C. 将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育出新个体 D. 将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中，经孕育培育出新个体 5. 2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线。 据图分析下列叙述，错误的是( ) A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作 B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 C. 捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿” D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因 Ⅱ、真题演练，提升能力 1．（2024·重庆）自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是（    ） A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性 B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息 C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲 D．通过该实验可以获得甲的克隆 2．（2021·湖南）M 基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M 基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M 基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题： （1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是_________ ____________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的___________ ______________断开。 （2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是____________________________________________ __________________________________________________________________。 （3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为______________________ ______________________________________________________（答出两点即可），功能上具有_____________________________________________。 （4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的_________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M 基因是否失活的实验思路____________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅲ.自主作业，个性发展 1.根据你的理解，绘制本节内容的概念图。 2.可以从近5年全国各地真题卷中寻找一道你认为最经典的与本节内容相关的题，尝试分析考查的必备知识是什么？ 参考答案 第2章 细胞工程 第2.2节 动物细胞工程 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 Ⅰ.必备知识，紧扣教材 1.减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）卵母细胞中的“核”其实是纺锤体——染色体复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。 2.（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）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。所以,用教材中所述的方法克隆动物不是对核供体动物进行完全相同的复制。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PS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。日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。 3.（1）√ （2）√ （3）√ 4.D 5.C Ⅱ、真题演练，提升能力 1.【答案】C 【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。 体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。 【详解】A、胚胎干细胞具有发育的全能性，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误； B、移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，通过减数分裂形成配子，在减数分裂过程中基因会发生重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误； C、由图可知，将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙鱼的胚胎中，培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增值分化而来，该乙鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生，故子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确； D、克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及到有性生殖，D错误。故选C。 2.【答案】 (1)限制性核酸内切酶（限制酶） 磷酸二酯键 (2)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,同时给细胞提供足够的营养 (3)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 细胞体积小，细胞核大，核仁明显（任选两点作答） 发育的全能性 (4)B 取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交 【分析】1、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术，个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 2、核移植：（1）概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物； （2）原理：动物细胞核的全能性； （3）动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。 【详解】（1）基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶），故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）。限制性内切核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。 （2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。（3）由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。（4）先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。 Ⅲ.自主作业，个性发展 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $