2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物-2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三（学案）（有答案）

第2节 动物细胞工程
（三）动物体细胞核移植技术和克隆动物
1. 结合高产奶牛的克隆过程，掌握动物细胞核移植技术
一、体细胞核移植的过程
基础梳理
1. 动物细胞核移植的概念：动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的 移入
中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成 的技术
2. 哺乳动物核移植的类型及特点：
（1） 胚胎细胞核移植：动物胚胎细胞分化程度 ，表现全能性相对
（2） 体细胞核移植：动物体细胞分化程度 ，表现全能性
3. 动物体细胞核移植困难的两个原因：
（1）供体细胞的细胞核在 中不能完全恢复期分化前的功能状态，这导致了胚胎
（2）对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术
4. 选用处于MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞的原因：
（1）卵母细胞体积 ，易于操作
（2）卵母细胞细胞质内含有的促使细胞核体现全能性的物质含量最
（3）卵母细胞内 多，营养物质丰富
5. 去核的方法：
6. 体细胞核移植的过程：
①：
②：
③：
④：
⑤：
1.特定的细胞质是表达体细胞核全能性的必要条件（ ）
2.卵母细胞具有发育的全能性（ ）
二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1. 体细胞核移植技术的应用前景及存在问题
应用前景 畜牧生产 加速家畜 进程、促进 繁育
医药卫生 ①生产许多珍贵的 ②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的 治疗人类疾病③以患者作为 培育相应细胞、组织或器官进行移植，避免免疫排斥反应
科研 ①使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程②分析 ③研究 ，开发相应的
保护濒危物种 增加濒危物种存活数量
存在问题 ①体细胞核移植技术成功率非常 ②克隆技术的各个环节有待进一步改进③绝大多数克隆动物存在 ，许多克隆动物表现出遗传和
1. 将人工授精的受精卵体外培养成的胚胎移入受体，最终形成新个体的过程属于克隆（ ）
随堂训练
1.下列关于哺乳动物胚胎细胞核移植的过程，叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显
B.目前核移植中普遍使用的去核方法是显微操作去核法
C.重组胚胎移入的受体母牛需要使用孕激素进行发情处理
D.生产克隆动物的重组细胞质基因来源于去核卵母细胞
2.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义，简要流程如图。下列有关叙述错误的是( )
A.过程①②分别应用了核移植技术和早期胚胎培养技术
B.细胞培养中需提供5%CO2，目的是调节培养液的pH
C.使用电脉冲等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育
D.将图中获得的组织器官移植给个体A，不会发生免疫排斥反应
3.将一黑色公绵羊的细胞核移入到一白色母绵羊去细胞核的卵细胞中，再将此细胞植入一黑色母绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即是“克隆绵羊”。那么此“克隆绵羊”为( )
A.黑色公绵羊 B.黑色母绵羊 C.白色公绵羊 D.白色母绵羊
4.下列关于体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，不正确的是( )
A.用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞
B.动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜
C.体细胞的细胞核移植到受体细胞之前，要先去掉受体卵母细胞的核
D.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
5.在通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，未涉及的操作是( )
A.用显微操作技术处理次级卵母细胞，去除细胞核
B.将精子放入适宜的培养液中培养，使其获能
C.用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成发育进程
D.选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体
6.进行动物的克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该过程的技术基础是核移植
B.甲细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是重组细胞
C.子代动物与提供甲细胞的动物性状完全相同
D.动物难以克隆的根本原因是分化的体细胞的基因组成缺乏完整性
7.如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：
(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用__________的方法。②代表的过程是________________。
(2)经过多次传代后，供体细胞中___________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。
(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是____________。
(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了___________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法；目前发情处理一般是两个途径，一个是用孕激素进行发情处理，另一个是用前列腺素或其类似物；核移植过程中，是将供体细胞注入去核卵母细胞中，所以质基因二者细胞都有。
2.答案：D
解析：①是核移植技术，②是早期胚胎培养；5%的二氧化碳的作用是维持培养液的pH；核移植时，对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理，使用电脉冲等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育；图中的重组细胞的细胞核来自个体B，因此将图中获得的组织器官移植给A个体，会发生免疫排斥。
3.答案：A
解析：细胞核中含有染色体，染色体上有主要的遗传物质DNA，DNA上有决定生物性状的基因。因而用的哪只羊的细胞核，克隆出的小羊就最像哪只羊。题目中将一只黑色公绵羊的体细胞核移植到白色母绵羊去除细胞核的卵细胞中，再将此细胞移入另一只白色母绵羊的子宫内发育，因而出生的小羊是黑色公绵羊。
故选：A。
4.答案：A
解析：传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，遗传物质没有发生改变，因此用传代10代以内的细胞作为核移植的供体细胞，A错误；家畜的性别由性染色体组成决定，利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的家畜，B正确；在体细胞核移植前，一般要先除去受体卵母细胞的细胞核，C正确；体细胞核移植技术可以快速繁殖具有优良品质的家畜，加速家畜遗传改良进程，D正确。
5.答案：B
解析：体细胞核移植培育克隆牛的大致过程：对供体细胞进行细胞培养，同时采集卵母细胞，在体外培养到减数分裂Ⅱ中期，去核（显微操作）；将供体细胞注入去核的卵母细胞，通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将重组胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛。根据以上分析可知，受体卵母细胞需要培养到减数分裂Ⅱ中期，然后利用显微操作技术去除其细胞核，A正确；该技术需要的是供体细胞核和受体卵母细胞，不需要精子的参与，B错误；需要用物理或化学方法激活核移植产生的重组细胞，使其完成发育进程，C正确；选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体，D正确。
6.答案：B
解析：题述过程的技术基础是动物细胞培养，A错误；进行核移植时提供细胞核的细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是由甲细胞的细胞核和卵母细胞的细胞质重组形成的细胞， B正确；重组细胞的细胞核基因来自甲细胞，细胞质基因来自卵母细胞，故子代动物的绝大多数性状和提供甲细胞的动物相同，而不是完全相同，C错误；动物难以克隆的原因是动物的体细胞均已发生了分化，由于基因的选择性表达，不能像受精卵那样发挥细胞的全能性，但仍具有该生物的全套基因，D错误。
7.答案：（1）XX或XY；显微操作；胚胎移植
（2）遗传物质
（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
（4）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
解析：本题主要考查核移植技术，意在考查考生的识记能力和信息获取能力。
（1）核移植过程中，供体的体细胞中性染色体组成可为XX或XY；去核时常采用显微操作的方法；图示②过程表示胚胎移植。
（2）细胞培养过程中，经过多次传代培养，细胞中遗传物质的稳定性会降低。
（3）由于卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，所以克隆动物与供体性状不完全相同。
（4）克隆动物的成功获得证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
学习目标
⑤
④
③
②
①
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基础梳理
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