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(课时跟踪检测)(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版 多选版）

第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物 知识点一　体细胞核移植的过程 1.（2025·山东日照期中）科研人员从供体母牛耳朵上采集细胞，注入到去核的卵母细胞中构建成重构胚，再将发育的胚胎移植到代孕母牛体内，最终获得了克隆牛“垦垦”。下列叙述错误的是（　　） A.进行核移植前，通常需将采集到的卵母细胞在体外培养到MⅡ期 B.梯度离心法可在不穿透卵母细胞透明带的情况下对卵母细胞去核 C.Ca2＋载体、乙醇等处理能使耳细胞和去核的卵母细胞发生融合 D.克隆牛“垦垦”的遗传物质与供体牛的遗传物质并不完全相同 2.（2025·贵州贵阳一中月考）如图是克隆猴的培育过程示意图，下列有关说法错误的是（　　） A.可用显微操作技术去除卵母细胞的细胞核 B.重组细胞培养需要提供95％空气和5％CO2的混合气体 C.通过体细胞核移植方法生产的克隆猴是对供核动物进行了100％的复制 D.克隆猴的质DNA来自供体细胞和去核的卵母细胞 3.（2025·黑龙江哈尔滨期末）美国生物技术公司利用1980年死于圣地亚哥的一只雄性爪哇野牛的冷冻皮肤细胞，克隆出了爪哇野牛。这头野牛因细菌感染而在出生两天后死亡，但是却为保护濒危动物提供了可能的途径。如图是克隆技术的部分过程。下列相关叙述错误的是（　　） A.皮肤细胞所处的周期不同，诱导融合成重构胚的概率一般不同 B.卵母细胞去核的唯一方法是将细胞核从卵母细胞中吸出 C.融合后形成的重构胚不可以直接进行细胞的分裂和分化 D.事实上即使是克隆技术也无法克隆出一模一样的动物 4.（2025·四川达州期末）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，有关叙述正确的是（　　） A.过程②的去核可以保证重组细胞的遗传物质全部来自甲牛 B.供体细胞体外培养的代数对出生后代丁牛的遗传性状没有影响 C.形成重组细胞可用电融合法使供体细胞膜与卵母细胞膜融合 D.过程③可用PEG诱导法激活重组细胞使其开始分裂、发育 5.（2025·西安高新一中调研）如图表示核移植与克隆动物的相关图解。下列叙述错误的是（　　） A.目前核移植技术中的去核方法除显微操作法外，还有梯度离心等方法 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的主要目的是维持培养液的pH 知识点二　体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 6.（2025·广东珠海期末）2017年，中国科学家通过体细胞核移植技术，首次培育成功了克隆猴“中中”和“华华”，引起了世界轰动。在此之前，科学家已经成功培育了胚胎细胞克隆猴。下列相关叙述正确的是（　　） A.体细胞克隆与胚胎细胞克隆原理相同、难度相当 B.体细胞克隆猴证明了动物体细胞具有全能性 C.克隆动物的遗传特性与核供体动物完全相同 D.克隆动物可作为模型动物用于疾病和药物研究 7.（2025·四川成都期末）动物细胞核移植技术可以用来探讨遗传、发育等方面的问题，下列叙述错误的是（　　） A.体细胞克隆技术已经成熟，可广泛应用于各个科学研究或生产实践领域 B.该过程需要对MⅡ期去核卵母细胞进行显微注射操作 C.哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的难度 D.该过程所得动物称作克隆动物，可用于获得特定疾病模型动物 8.（2025·河南驻马店高级中学月考）“三亲婴儿”技术是指取出患病母亲卵细胞的核，导入女性捐赠者的去核卵母细胞中，再将重构卵母细胞和父亲的精子结合。下列有关“三亲婴儿”的叙述，不正确的是（　　） A.该技术可避免母亲的红绿色盲基因遗传给三亲婴儿 B.培育三亲婴儿过程中用到了核移植技术，但不属于无性繁殖 C.捐献者卵母细胞去掉的细胞核实际是纺锤体—染色体复合物 D.三亲婴儿的遗传物质来自其父亲、母亲和捐赠者 9.2023年1月我国首次采用体细胞克隆技术对现存群体中的百吨优良个体进行种质复原保存，并用于良种奶牛高效繁育，开启了体细胞克隆技术在良种奶牛培育中担当核心和关键角色的新纪元。如图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述错误的是（　　） A.供体细胞培养过程中由于细胞密度过大导致生长增殖受阻，所以要分瓶培养 B.电刺激激活重组胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程 C.克隆奶牛的遗传物质核DNA来自供体，线粒体DNA主要来自卵母细胞 D.体细胞核移植技术培育的克隆动物的组织器官不能用于异种移植 10.〔多选〕（2025·河北邢台联考）2017年中国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧（10 s内去核，15 s内核移植）”成功培育了体细胞克隆猴，流程如下，下列叙述正确的是（　　） A.利用显微操作去核，保证克隆猴的遗传物质全部来自体细胞 B.“灭活病毒短暂处理”主要原理是病毒表面的糖蛋白和酶能与细胞膜发生作用 C.“聪明的化学方法”主要指图中①②，通过调节组蛋白修饰而抑制基因表达 D.上述技术有助于加速针对阿尔茨海默病、免疫缺陷、肿瘤等的新药研发进程 11.〔多选〕（2025·内蒙古赤峰月考）重构胚激活的终极目标是要使处于MⅡ期的卵母细胞恢复分裂周期。由于持续高水平的成熟促进因子（MPF）和细胞静止因子（CSF）的存在，导致MⅡ期的卵母细胞不能进入末期。研究表明，任何能够让胞质中Ca2＋水平升高的机制都可以激活重构胚。下列相关分析正确的是（　　） A.自然受精过程中，精子入卵可能促进了Ca2＋内流，升高了胞质中Ca2＋水平 B.体细胞核移植过程中，用电融合法可使供体细胞与去核卵母细胞融合，形成重构胚 C.蛋白酶合成抑制剂能抑制MPF和CSF的合成，故可通过蛋白酶合成抑制剂处理重构胚使其保持休眠 D.通过核移植产生重构胚发育形成的个体不利于物种多样性的形成，但在畜牧业、医疗卫生领域有广泛应用 12.（2025·广东肇庆期末）科学家通过如图所示的方法将黑鼠的成纤维细胞诱导成iPS细胞，再将其与灰鼠的卵母细胞通过核移植技术得到克隆鼠Y。请回答下列问题： 注：Kdm4d为组蛋白去甲基化酶；TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。 （1）从小鼠中取出的组织块在进行细胞培养前，需先用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写出两点）的方法制成细胞悬液，再置于培养瓶中进行初次培养，即　　　　培养。 （2）将黑鼠成纤维细胞诱导为iPS细胞时，除图中方法外，还可采用　　　　　　　　　　　　（答出一点）的方法进行诱导。研究人员将iPS细胞注入去核卵母细胞时，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理，推测其作用是　　　　　　，此外，还可以采用　　　　　　　　　　　　法。 （3）从灰鼠体内采集的卵母细胞要进行去核处理，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）据图分析，促进重构胚发育的机制可能是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 从而改变了重构胚的表观遗传，使重构胚的相关基因表达情况发生变化，进入发育进程。 13.（2025·广东实验中学期中）我国科学家在世界上率先利用去甲基化酶（Kdm4d）的mRNA，通过调控重构胚相关基因表达，解决了体细胞克隆猴胚胎发育率和妊娠率低这一技术难点，首次成功克隆了食蟹猴（“中中”和“华华”）。克隆猴技术成功研发对于创新药物的临床实验具有重要意义。下图是我国科学家利用成纤维细胞和卵母细胞成功克隆食蟹猴的流程图，其中①～⑥表示过程。回答下列问题： （1）获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是体细胞　　　　，恢复其全能性较难。选择卵母细胞作为核受体的成功率要远远高于其他细胞，分析其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两点）。 （2）①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程，应放在CO2培养箱中培养，CO2的作用是　　　　　　　　　　。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为　　　　　　　　，因此在核移植前要用　　　　　　　　酶将培养的体细胞分散开来。 （3）②、③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”过程，其中“去核”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，常使用的方法是　　　　　　。 （4）在遵循动物研究伦理准则的前提下，克隆猴技术可用于构建动物模型，帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。这是因为这批动物模型　　　　　　　　　　　　　　　　　，可以减少无关变量对实验结果的影响。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物 1.C　进行核移植前，通常需将采集到的卵母细胞在体外培养到MⅡ期，A正确；目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核办法有：梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等。这些方法是在不穿透卵母细胞透明带的情况下对卵母细胞去核或使其中的DNA变性，B正确；Ca2＋载体、乙醇等处理的目的是激活重构胚，要使耳细胞和去核的卵母细胞发生融合，使用的是聚乙二醇融合法、电融合法及灭活病毒诱导法，C错误；克隆牛“垦垦”的遗传物质与供体牛的遗传物质并不完全相同，原因是“垦垦”的核遗传物质来自供体牛，“垦垦”的质遗传物质来自供体牛和卵母细胞，D正确。 2.C　体细胞核移植技术中，通过显微操作技术可以去除卵母细胞的细胞核，该过程的实质是去除纺锤体—染色体复合物，A正确；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；通过体细胞核移植方法生产的重构胚中，核遗传物质是供体细胞提供的，但细胞质是卵母细胞和供体细胞共同提供的，所以不是对供核动物进行了100％的复制，C错误；克隆猴的核DNA均来自供体细胞，质DNA来自去核卵母细胞和供体细胞，D正确。 3.B　卵母细胞去核的方法有显微操作去核法和紫外线短时间照射去核法，紫外线短时间照射去核法不需要将细胞核从卵母细胞中吸出，B错误；融合后形成的重构胚需用物理或化学方法（如电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活，才能进行细胞的分裂和分化，C正确；即使是克隆技术也无法克隆出一模一样的动物，因为生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制，D正确。 4.C　过程②的去核可以保证重组细胞的核遗传物质全部来自甲牛，质遗传物质几乎来自乙牛，A错误；供体细胞随体外培养的代数的增加会发生一定改变，对出生后代丁牛的遗传性状有相应影响，B错误；将供体细胞注入去核卵母细胞后，通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚，C正确；通常用物理或者化学方法（如电刺激、Ca2＋载体、乙醇和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过程，D错误。 5.B　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，也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法，A正确；图示过程只能说明高度分化的动物细胞核仍具有发育的全能性，B错误；采集的卵母细胞培养到M Ⅱ期才可以用于核移植，C正确。 6.D　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明显高于胚胎细胞核移植，A错误；体细胞克隆猴证明了动物体细胞的细胞核具有全能性，B错误；克隆动物的遗传特性与核供体动物不完全相同，受环境和受体细胞质的影响，C错误；克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助，D正确。 7.A　动物细胞核移植技术发展不成熟，成功率较低，不能广泛应用，A错误；动物细胞核移植需要对MⅡ期去核卵母细胞进行显微注射操作，B正确；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明显高于胚胎细胞核移植的难度，C正确；克隆特定疾病模型的动物减少了人工操作，利于研究致病机理以及开发合适的药物，D正确。 8.A　红绿色盲基因位于细胞核内，母亲提供了细胞核，不能避免母亲的红绿色盲基因遗传给三亲婴儿，A错误；“三亲婴儿”技术是指取出患病母亲卵细胞的核，导入女性捐赠者的去核卵母细胞中，再将重构卵母细胞和父亲的精子结合，用到了核移植技术，属于有性生殖，B正确；捐献者卵母细胞处于MⅡ期，去掉的细胞核实际是纺锤体—染色体复合物，C正确；三亲婴儿的细胞质基因来自捐赠者，细胞核中的基因一半来自父方一半来自母方，D正确。 9.D　供体细胞培养过程中由于细胞密度过大导致生长增殖受阻，所以要分瓶培养，进行传代培养，A正确；可用物理或化学方法（如电刺激、Ca2＋载体、乙醇和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，B正确；克隆牛属无性繁殖，图示过程是将供体细胞注入到了去核后的卵母细胞中，促使它们融合后，激活重构胚进行早期胚胎培养，遗传物质核DNA来自供体，线粒体DNA主要来自卵母细胞，C正确；实际应用中通过适当的基因改造等，克隆动物器官可用于异种移植研究，D错误。 10.BD　利用显微操作去核的机理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，但并不能保证克隆猴的遗传物质全部来自体细胞，因为卵母细胞的细胞质中也含有少量的DNA分子，A错误；“灭活病毒短暂处理”主要原理是病毒表面含有的糖蛋白与一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，B正确；重构胚中有部分基因进行选择性表达，本质上可能是表观遗传修饰，所以需要用组蛋白去甲基化酶的mRNA来降低组蛋白甲基化水平，组蛋白脱乙酰酶抑制剂来提高组蛋白乙酰化水平，但不一定会抑制基因表达，C错误；题述技术有助于加快灵长类动物的克隆技术进步，加速针对阿尔茨海默病、免疫缺陷、肿瘤等的新药研发进程，D正确。 11.ABD　由题可知，能使钙离子水平升高的机制都可以激活重构胚，激活重构胚的目的是促进卵母细胞分裂，精子的进入也是促进卵母细胞分裂，故精子的进入促进钙离子内流，提高钙离子水平，A正确；把供体细胞导入去核的卵母细胞的透明带与细胞膜之间，再用电融合法诱导它们融合形成重构胚，这是现在常用的方法。具有对卵母细胞损伤较小、保证供体细胞的细胞核不被破坏、操作方便等优点，B正确；蛋白酶合成抑制剂会抑制MPF和CSF的合成，而MPF与CSF的作用是使MⅡ时期的卵母细胞不能进入末期，使用蛋白酶合成抑制剂会促进卵母细胞完成分裂，C错误；通过核移植产生重构胚发育形成的个体属于无性繁殖，不利于物种的多样性发展，但对于畜牧业来说，可以更好地培育优质品种，D正确。 12.（1）机械方法或胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理　原代　（2）借助载体将特定基因导入成纤维细胞或直接将特定蛋白导入成纤维细胞　诱导体细胞与去核卵母细胞融合　PEG融合、电融合　（3）使克隆鼠的核遗传物质全部来自黑鼠　（4）注入Kdm4d的mRNA可降低基因的甲基化程度，进行TSA处理能提高基因的乙酰化 解析：（1）从小鼠中取出的组织可用机械方法，也可以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间制成细胞悬液，将细胞悬液置于培养瓶中进行的初次培养称为原代培养。（2）除图中方法外，还可将Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc等相关基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中，即借助载体将特定基因导入成纤维细胞或通过特定手段将相关蛋白质导入小鼠成纤维细胞中，然后在特定培养基中培养可获得iPS细胞。将黑鼠体细胞注入去核卵母细胞时，用灭活的仙台病毒进行处理，可诱导体细胞与去核卵母细胞的融合，诱导动物细胞融合的方法还有PEG融合法、电融合法。（3）卵母细胞去核即去除纺锤体—染色体复合物，这样可使克隆鼠的核遗传物质全部来自黑鼠提供的成纤维细胞。（4）根据题意推测，注入Kdm4d的mRNA可降低基因的甲基化程度，进行TSA处理能提高基因的乙酰化程度，从而改变了重构胚的表观遗传，使重构胚与细胞分裂、分化相关基因的表达增加，进入发育进程。 13.（1）分化程度高　①卵母细胞含有丰富的营养物质；②体积大，便于操作；③细胞质中含有某些利于全能性表达的物质　（2）能调节培养液的pH　接触抑制　胰蛋白酶或胶原蛋白　（3）确保克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞　显微操作法　（4）核遗传物质一致，性状高度相似 解析：（1）获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是体细胞分化程度高，恢复其全能性较难。选择卵母细胞作为核受体的成功率要远远高于其他细胞，原因是①卵母细胞含有丰富的营养物质；②体积大，便于操作；③细胞质中含有某些利于全能性表达的物质。（2）①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程，应放在CO2培养箱中培养，CO2的作用是能调节培养液的pH。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。因此在核移植前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，分解动物细胞之间的胶原纤维及其他成分，将培养的体细胞分散开来。（3）图中②表示动物细胞核移植技术中的“去核”，体细胞核移植时通常用去核的卵母细胞作受体细胞，去除卵母细胞核时，可采用显微操作法，“去核”的目的是确保核遗传物质全部来自供体细胞。（4）通过克隆技术发育形成的动物核遗传物质一致（相同），可用于构建动物模型，帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性，因为它们性状高度相似，可以减少无关变量对实验结果的影响。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $