第3章 第2节 通过细胞核移植克隆动物-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套练习word（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过程和原理。 2.举例说明动物细胞核移植技术的应用价值。 [主干知识梳理] 一、将体细胞核移入一个去核卵细胞后形成的重组细胞可发育成动物个体 1.动物细胞核移植的主要发展历程 时间 科学家 主要事件 1938年 　　　  提出将胚胎细胞的细胞核移植到　　　　　细胞中构建新胚胎的设想  1952年 　　　  和金 将两栖动物豹蛙　　　　细胞的核移植到去核的卵中，使重组细胞发育成能摄食的蝌蚪  1962年 　　　  以金鱼和鳑鲏鱼为材料，进行细胞核移植实验，并成功获得了幼鱼 2.动物细胞核移植概念 指将　　　　核移入一个　　　　　　细胞中，并使其发育成动物个体的过程。  二、通过细胞核移植克隆出的动物与供核体具有相同遗传物质 1.细胞全能性与发育的全能性 全能性 指细胞发育成完整　　　　的潜能，如受精卵与受精卵第一次卵裂形成的2个子细胞等  发育的 全能性 细胞的细胞核基因组完整，不能发育成完整个体，如　　　　　　的细胞  2.全能性的大小 (1)　　　　的全能性最高。  (2)细胞分化的过程中，发育的潜能逐渐变窄，全能性　　　　。  (3)　　　　等动物细胞的全能性一般比　　　　等动物容易体现。  3.小鼠核移植实验 技术支持 借助精密的　　　　　　和高效率的　　　　法。  操作流程 4.“多莉”羊的克隆 (1)克隆操作流程 (2)“多莉”羊的成功克隆证明 ①高度分化的细胞经过一定的技术处理，也可回复到　　　　　时期的功能，表现出全能性。  ②在胚胎和个体发育中，　　　　具有调控　　　　发育的作用。  三、动物细胞克隆技术的意义及存在问题 1.研究意义 (1)研究生物学的基本问题：探讨胚胎细胞　　　问题，搞清楚　　　　与　　　　的关系问题。  (2)实际应用价值：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。 2.存在的问题 (1)核移植技术仍不尽成熟。 (2)克隆动物存在　　　　低、某些克隆动物　　　　等问题。  [预习效果自评] 1.判断下列说法的正误 (1)重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液。 (　　) (2)卵母细胞质中有使细胞核表达全能性的物质。 (　　) (3)与“多莉”羊等克隆哺乳动物相关的技术有细胞培养和核移植等。 (　　) (4)动物难以克隆的根本原因是基因组中的基因不完整。 (　　) (5)因为细胞核具有发育的全能性，因此通过核移植克隆动物的成功率很高。 (　　) 2.下图为动物细胞工程操作的流程图 (1)将动物组织中的细胞分散开来获得单个细胞A和B通常用　　　　　　　　　　来处理。  (2)如果该图表示克隆羊的培育过程，①过程中涉及的生物技术有　　　　　　　　　　　　　　　　(写出两种)。  使A、B融合为C，可使用　　　　　　　　　　　　　　　技术。  3.思考题：通过动物体细胞核移植技术获得的克隆动物，其遗传物质是否和供核细胞的遗传物质完全一样? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.各种特化细胞的细胞核基因组仍然完整，理论上具有发育的全能性。 2.低等动物细胞的全能性一般比高等动物容易体现。 3.通过核移植技术克隆动物还存在成功率低、某些克隆动物早衰等问题。 提能点　动物细胞核移植技术和克隆动物 [任务驱动] 　　世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育程序如图所示。请思考并回答以下问题： (1)多莉羊的获得涉及核移植过程，核移植具体指什么操作? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，这两种核移植哪种难度较小，试分析原因。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (3)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功能否直接证明动物细胞具有全能性?试说明原因。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (4)实施细胞工程a 时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是什么? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (5)“多莉”面部的毛色是白色的，请根据遗传学原理说明原因。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (6)请举一例，说明克隆绵羊培育成功的实际意义。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  [生成认知] 一、动物细胞的全能性及其表现程度 1.动物细胞全能性 高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制。但是，它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质。 2.全能性的表现程度 (1)高等动物 细胞 特点 举例 全能细胞 具有全能性，即具有发育成完整个体的潜能 受精卵与受精卵第一次卵裂得到的两个子细胞 多能细胞 失去发育成完整个体的能力，只具有分化出多种组织细胞的潜能 多能造血干细胞 专能细胞 只具有分化为一种细胞的能力 专能造血干细胞 高度分化 的细胞 形态和功能高度分化，不再分裂和分化 神经细胞 (2)低等动物细胞全能性一般比较容易体现。 二、核移植操作供、受体选择及操作流程 1.细胞核移植的原理 动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因为动物体细胞分化程度高，全能性表现受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。 2.核移植中供、受体的选择 供体 一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础 受体 选择卵母细胞的原因： 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卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富 3.核移植操作的一般过程 4.动物细胞核移植的条件及结果分析 (1)核移植一般选择去核的卵母细胞，因为卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件。一般不选择生殖细胞作为供核细胞，因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质减半。 (2)核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。 (3)核移植过程中细胞核只来自一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。 (4)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为： ①克隆动物的细胞质遗传物质主要来自受体卵母细胞。 ②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。 三、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主要来自卵母细胞，因此克隆动物的性状与卵母细胞供体部分相同。 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一般没有直接关系。 　　[典例]　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包括细胞核移植和胚胎移植 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 尝试解题： [跟踪训练] 1.(2025·杭州期末)克隆羊“多莉”的性状与提供细胞核的白色芬兰母羊几乎一模一样，这是因为克隆羊“多莉”与白色芬兰母羊的细胞核 (　　) A.体积相似 B.都具有核膜 C.都位于细胞中心 D.具有相同遗传信息的DNA 2.(2025·浦江、长兴、余杭三地月考)科学家利用核移植技术克隆出了多种动物。下列关于动物核移植技术的叙述，正确的是 (　　) A.胚胎细胞核移植比成熟体细胞核移植成功的难度大 B.核移植过程中可通过紫外线照射去除卵母细胞中的细胞核 C.核移植时，提供细胞核和去核卵母细胞的动物都应为雌性 D.通过核移植方法培育的克隆动物遗传物质全部来自供体细胞核 3.中国某研究团队成功用亲代猫的腿部皮肤细胞培育了克隆猫“大蒜”。它与亲代猫除在花纹上的几处细微差异外几乎完全相同。下列说法错误的是 (　　) A.该培育过程必定用到了细胞核移植技术 B.“大蒜”的诞生证明了动物细胞具有全能性 C.“大蒜”与亲代猫的细微差异可能是受细胞质基因的影响 D.不直接用皮肤细胞进行克隆是由于该细胞的全能性受到限制 科学思维——归纳比较动物细胞克隆与动物克隆繁殖 项目 动物细胞克隆 动物克隆繁殖 原理 细胞增殖 细胞核全能性 过程 动物组织块 细胞悬液 原代培养 细胞悬液 传代培养 技术 动物细胞培养技术 动物细胞培养、细胞核移植、 胚胎移植等技术 结果 获得细胞群 获得动物个体 应用 制备单克隆抗体、细胞株等 动物的无性繁殖 [素养评价] 1.下列关于动物细胞培养或克隆的叙述，错误的是 (　　) A.通过选择、纯化可从细胞系中获得多个细胞株 B.通过细胞克隆获得的细胞群属于细胞系 C.具有较强独立生存能力的细胞比较容易被克隆 D.在连续细胞系培养过程中，也有可能出现接触抑制现象 2.下列关于动物克隆的叙述，错误的是 (　　) A.将肝组织制成单细胞悬液后，直接培养获得肝细胞克隆 B.培养基中添加胎牛血清和胰岛素可以提高动物克隆的形成率 C.动物细胞培养时，保留接触抑制的连续细胞系获得不死性，但不致癌 D.动物难以克隆是由于动物细胞在分化时使细胞发生差异性表达 3.(2025·七彩阳光检测)我国科学家提取了一只雌性猕猴胎儿的体细胞，将其细胞核植入去核的卵母细胞中，培育出了世界上首批体细胞克隆猴，这推动我国率先建立起非人灵长类疾病动物模型。下列有关说法正确的是 (　　) A.该实验表明已分化的动物体细胞具有全能性 B.克隆成功的原因是体细胞核中具有该物种生长发育的全套遗传信息 C.猕猴的受精卵是未分化的细胞，所以不具有全能性 D.与植物细胞相比，动物细胞的全能性更容易体现 课下请完成课时跟踪检测(八) 第二节　通过细胞核移植克隆动物 落实必备知识 [主干知识梳理] 一、1.斯佩曼　去核的卵　布里格斯　囊胚　童第周　2.体细胞　去核的卵母 二、1.个体　各种特化　2.(1)受精卵　(2)降低　(3)低　高　3.显微操作仪　细胞融合　子宫　4.(1)􀀁除去核　􀀂二倍体　􀀃电脉冲　􀀄白色芬兰母羊　(2)①类似受精卵　②细胞质　细胞核 三、1.(1)分化　细胞核　细胞质　2.(2)成功率　早衰 [预习效果自评] 1.(1)×　提示：重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于去核卵母细胞。 (2)√　(3)√ (4)×　提示：动物难以克隆的根本原因是细胞分化过程中，特异性基因的表达，使细胞质中存在抑制细胞核全能性表达的物质。 (5)×　提示：克隆动物存在成功率低等问题。 2.解析：(1)若A、B是动物细胞，通常用胰蛋白酶处理获得分散的单个细胞。 (2)若该图表示获得克隆羊的培育过程，则C为重组细胞，①过程中涉及的生物技术有细胞核移植、动物细胞培养技术。可使用电脉冲细胞融合技术使细胞融合。 答案：(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　(2)细胞核移植、动物细胞培养技术　电脉冲细胞融合 3.提示：不完全一样。细胞核遗传物质一样，但细胞质遗传物质和提供去核卵母细胞的个体几乎完全一样(分析遗传物质来源时，一定要注意细胞核遗传物质和细胞质遗传物质的区别)。 融通关键能力 [任务驱动] (1)提示：指将动物的一个细胞核移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，并使其发育成动物个体。 (2)提示：胚胎细胞核移植难度相对较小，原因是胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易。 (3)提示：克隆绵羊是核移植的产物，因此不能直接证明动物细胞具有全能性，而是证明高度分化的动物细胞，其细胞核仍具有全能性。 (4)提示：卵细胞体积大，易操作，最主要的是卵细胞中具有启动核基因表达的信息蛋白分子，能够调控细胞核发育。 (5)提示：“多莉”的细胞核来自白面绵羊，两者具有相同遗传信息的核DNA。 (6)提示：“多莉”的诞生对拯救濒危物种、繁殖优良种畜、医学上克隆器官等具有重要启发意义。 [生成认知] 典例　选D　生物的性状主要由细胞核中的遗传物质控制，克隆羊“多莉”的性状主要与提供细胞核的甲羊一致，A正确；甲羊的乳腺细胞核移植到乙羊去核的卵细胞中形成重组细胞后，在体外适宜条件下培养至早期胚胎再移植到丙羊的子宫内完成妊娠、分娩等过程，用到了细胞核移植技术和胚胎移植技术，B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和营养条件，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。 [跟踪训练] 1.选D　克隆羊“多莉”的性状与提供细胞核的白色芬兰母羊几乎一模一样，这是因为白色芬兰母羊在克隆羊“多莉”培育过程中提供了细胞核，克隆羊“多莉”与白色芬兰母羊的细胞核具有相同遗传信息的DNA。 2.选B　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，所以体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A错误；核移植过程中可通过紫外线照射去除卵母细胞中的细胞核，作为受体细胞，B正确；核移植技术中，提供细胞核的一方可以是雄性或者雌性，去核卵母细胞的动物应为雌性，C错误；通过核移植方法培育的克隆动物遗传物质大部分来自供体细胞核，少部分来自受体的细胞质，D错误。 3.选B　该培育过程必定用到了细胞核移植技术，A正确；“大蒜”的诞生仅能证明动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；“大蒜”与亲代猫的细微差异可能是受细胞质基因的影响，也可能是受发育过程中环境的影响，两者的核基因相同，C正确；不直接用皮肤细胞进行克隆是由于动物细胞的全能性受到限制，D正确。 浸润学科素养和核心价值 1.选B　通过一定的选择或纯化方法，可从原代培养物或细胞系中获得多个具有特殊性质的细胞，即细胞株，A正确；原代培养物开始第一次传代培养后的细胞，称为细胞系，B错误；具有较强独立生存能力的细胞比较容易被克隆，C正确；连续细胞系是指发生了转化的细胞系，有的获得了不死性，但保留接触抑制现象，D正确。 2.选A　肝细胞为成熟体细胞不能无限分裂，肝细胞分裂若干次后，就不会继续分裂，所以不能形成肝细胞克隆，A错误；胰岛素可以加快细胞摄取、利用葡萄糖，提高细胞活性。动物血清有利于为细胞增殖提供有利的环境条件，B正确；动物细胞培养过程中有的连续细胞系虽已获得了不死性，但保留接触抑制现象，不致癌，C正确；动物细胞分化后，将会失去增殖的能力，细胞分化的根本原因是基因发生特异性表达的结果，产生了抑制细胞核全能表达的调节蛋白，D正确。 3.选B　题述体细胞克隆猴的培育利用了动物体细胞核移植技术，克隆成功的原因是体细胞核中具有该物种生长发育的全套遗传信息，该实验表明动物体细胞的细胞核具有全能性，A错误，B正确；受精卵具有较高的全能性，C错误；与动物细胞相比，植物细胞的全能性更容易体现，D错误。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $