2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物-课后训练-（人教版2019选择性必修3）（含解析）

2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
[基础达标]
题组一　体细胞核移植的概念和分类
1．下列对动物核移植技术的描述，不正确的是(　　)
A．哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核
C．体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞
D．通过体细胞核移植生产的克隆动物是对提供体细胞核的动物进行了100%的复制
2．下列有关核移植的说法错误的是(　　)
A．通过核移植得到的细胞称为重组细胞
B．哺乳动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植
C．核移植得到的克隆动物属于无性生殖
D．克隆动物与供核动物的遗传信息完全相同
题组二　体细胞核移植技术的过程
3．(2024·甘肃白银期中)野生动物郊狼的物种数量近年来不断减少、濒临灭绝。科研人员利用种间体细胞核移植技术(iSCNT)培育小郊狼的流程如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．卵母细胞去核不需要在显微镜下操作
B．iSCNT技术比胚胎细胞核移植技术难度要大
C．郊狼的耳郭组织培养时只需提供营养即可
D．小郊狼与郊狼遗传物质完全相同
4．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是(　　)
A．将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体
B．取出野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体
C．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
D．将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
5．(2024·吉林期末)克隆技术又称生物放大技术。为探究克隆技术能否用于人帕金森病的治疗，科研人员利用帕金森病模型鼠进行了如图所示实验。下列叙述正确的是(　　)
A．去除卵母细胞的“核”，实质是去除纺锤体—染色体复合物
B．采集的卵母细胞应该立即通过显微操作去核用于核移植
C．过程②培养时要保证无菌、无毒的环境，不必定期更换培养液
D．过程⑤必须对模型鼠甲注射免疫抑制剂以避免发生免疫排斥反应
6．中国科学院神经科学研究所宣布，攻克了克隆灵长类动物这一世界难题，首次成功以体细胞克隆出了两只猕猴——“中中”和“华华”，流程如图。对于该过程的分析错误的是(　　)
A．过程①表示胚胎移植
B．克隆猴的性状与核供体性状不完全相同
C．克隆猴的成功说明动物体细胞的细胞核具有全能性
D．与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目减半
题组三　克隆
7．克隆羊“多莉”的产生是生物技术革命的一项重大突破。克隆技术有多种用途，但是不能(　　)
A．用于保存濒危物种
B．用于提供器官移植的供体
C．用于医用蛋白的生产
D．使生物多样性大大增加
8．下列事例中不属于克隆的是(　　)
A．通过植物组织培养技术获得脱毒苗
B．用液体培养基扩大培养大肠杆菌
C．花生种子发育成完整植株
D．通过动物细胞培养得到相应的细胞
题组四　体细胞核移植技术的应用及问题
9．下列叙述中，不属于动物体细胞核移植技术的应用前景的是(　　)
A．加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
B．转基因动物作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白
C．可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性
D．利用自身细胞核移植培育相应的组织器官
[能力提升]
10．胎牛血清(FBS)能够在多种动物卵母细胞的成熟过程中提供营养物质。研究人员将不同浓度的FBS添加到胚胎培养液中，研究其对牛核移植胚胎发育的影响，结果如下表。下列相关叙述正确的是(　　)
组别 培养液 卵裂率/% 囊胚率/%
对照组 胚胎培养液 59.17±1.34 13.53±2.04
实验组1 10%FBS＋胚胎培养液 62.14±1.78 13.78±2.77
实验组2 20%FBS＋胚胎培养液 68.95±4.15 26.09±2.20
实验组3 30%FBS十胚胎培养液 62.02±8.64 8.78±3.20
A．显微操作去核的对象是供体牛成熟的卵细胞
B．核移植胚胎的核基因来自供体牛的体细胞
C．所有浓度的FBS对卵裂率和囊胚率都有提高作用
D．牛核移植可获得与供体牛基因组成完全相同的子代
11．治疗性克隆有望解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应等问题。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
12．(2024·河南南阳期末)克隆技术是人们关注的热点技术，除了利用核移植技术克隆动物之外，人们还利用诱导多能干细胞技术进行克隆研究，过程如下图所示。回答下列问题：
(1)①过程是否发生了基因突变？______。体外培养iPS细胞时，需要在合成培养基中加入______等一些天然成分，置于95%空气和5%______的气体环境中，后者气体的作用是____________________。②过程中需用特殊处理使囊胚中的__________失活，再将iPS细胞注入其中，经过胚胎移植孕育出克隆小鼠。
(2)③过程中，iPS细胞可以诱导分化为各种组织、器官，诱导条件不同，得到的细胞不同，可知细胞分化是__________________的结果。若将分化形成的器官移植到提供体细胞的小鼠体内，该技术的优势是______________________。
(3)经过④⑤过程获得的克隆小鼠与供体小鼠的性状不完全相同，其主要原因是______________________________________，此外还可能的原因是__________________(答出一点)。
13．下图是克隆羊的培育流程图，请根据所学知识回答下列问题。
　　
(1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到________________________。
(2)从供体羊中取上皮细胞，用__________处理，然后进行分散培养。培养过程一般在____________中进行，整个过程必须保证细胞处于____________的环境中，所需营养物质要与体内基本相同。
(3)通过__________________法吸出卵母细胞中的细胞核，微型吸管除了将细胞核吸出外，往往还会将__________________一并吸出。
(4)去核的卵母细胞与供体细胞通过电刺激后融合，__________进入受体卵母细胞，构建成重组细胞，融合后的重组细胞，需要用物理或化学的方法进行激活，使其完成______________进程。
参考答案
【基础达标】
1．【答案】D　【解析】哺乳动物核移植技术包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于体细胞分化程度较高，所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A正确；体细胞核移植的过程中可以通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核，便于供体的细胞核与之融合，B正确；体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞，C正确；通过体细胞核移植生产的克隆动物，由于其细胞核遗传物质来自提供细胞核的供体细胞，细胞质遗传物质来自提供细胞质的卵母细胞，所以其遗传性状并不是对提供体细胞核的动物进行了100%的复制，D错误。
2.【答案】D　【解析】将供体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，可得到重组细胞，A正确；哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植成功率高，因为其分化程度低，体细胞核移植成功率低，因为其分化程度高，B正确；核移植得到的克隆动物，没有经过减数分裂和受精作用，属于无性生殖，C正确；克隆动物的细胞核基因来自提供细胞核的生物，而细胞质基因来自提供卵母细胞的生物，D错误。
3.【答案】B　【解析】哺乳动物卵母细胞去核一般采用显微操作法去核，该方法需要在显微镜下操作，A错误；与胚胎细胞核移植技术相比，种间体细胞核移植技术(iSCNT)的成功率更低，这是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，iSCNT技术难度更大，B正确；郊狼的耳郭组织在培养时除营养外，还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压、无菌、无毒的环境以及适宜的气体环境(95%空气和5%的CO2)，C错误；小郊狼的核遗传物质与郊狼完全相同，而质基因来自家犬，可见，小郊狼与郊狼遗传物质不完全相同，D错误。
4.【答案】B　【解析】由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞还不能培养成动物个体，A错误；将野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵细胞中，可以克隆出野驴，B正确；由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞融合技术还不能产生生物体，C错误；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，只能培育出转基因驴，不能让野驴“复生”，D错误。
5.【答案】A　【解析】去除卵母细胞的“核”，实质是去除纺锤体—染色体复合物，A正确；采集的卵母细胞应该培养到MⅡ期，再通过显微操作去核用于核移植，B错误；过程②培养时需要定期更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，C错误；过程⑤不需要给模型小鼠甲注射免疫抑制剂，因为该过程中移植的神经元的遗传物质主要来自该小鼠，不会发生免疫排斥反应，D错误。
6.【答案】D　【解析】①表示胚胎移植过程，A正确；由于卵母细胞中遗传物质的作用，克隆猴的性状与核供体性状不完全相同，B正确；克隆猴的成功证明了已分化的动物细胞核具有全能性，C正确；克隆猴体细胞的染色体数目与核供体染色体数目相同，D错误。
7.【答案】D　【解析】克隆技术可复制濒危的动物物种，用于保存濒危物种，A不符合题意；克隆技术可生产人胚胎干细胞，用于提供器官移植的供体，B不符合题意；在医药卫生领域，克隆技术生产的转基因动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白，C不符合题意；克隆技术为无性繁殖技术，不会增加生物多样性，D符合题意。
8.【答案】C　【解析】通过植物组织培养技术获得脱毒苗属于个体水平的克隆，A不符合题意；用液体培养基扩大培养大肠杆菌属于细胞水平的克隆，B不符合题意；花生种子发育成完整植株属于自然生长过程，不属于克隆，C符合题意；通过动物细胞培养得到相应的细胞属于细胞克隆，D不符合题意。
9.【答案】C　【解析】“用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性”是动物细胞培养技术的应用之一，不是动物体细胞核移植技术的应用，C符合题意。
【能力提升】
10.【答案】B　【解析】显微操作去核的对象是受体牛发育到MⅡ期的卵母细胞，A错误；核移植胚胎的核基因来自供体牛的体细胞，B正确；通过表格数据可知，实验组3中FBS的浓度较高，但是对卵裂率和囊胚率都有下降作用，C错误；牛核移植可获得与供体牛核基因组成相同的子代，但是质基因来自受体牛的卵母细胞，D错误。
11.【答案】B　【解析】根据题意和图示分析可知：该过程涉及许多生物技术，如细胞核移植、动物细胞培养等，A正确；题述过程通过体细胞核移植技术已经获得了克隆动物，但该技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待进一步改进，B错误；①为细胞增殖和分化过程，该过程的完成离不开胚胎干细胞的增殖和分化，C正确；①②过程都有细胞有丝分裂过程，都会进行DNA的复制和蛋白质的合成，D正确。
12.【答案】(1)否　血清　CO2　维持培养液的pH　内细胞团　(2)基因选择性表达　不发生免疫排斥反应　(3)克隆小鼠的细胞质基因由去核卵母细胞提供；二者生活的环境不同　发生了表观遗传
【解析】(1)①过程是诱导iPS细胞产生的过程，该过程类似于脱分化，没有发生基因突变。培养动物细胞的培养基需要加入血清，并置于95%空气和5%CO2的气体环境中培养，CO2的作用是维持培养液的pH。内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，为确保胎儿组织由iPS细胞发育而来，需要使囊胚中的内细胞团失活，再将iPS细胞注入其中，经过胚胎移植技术，孕育出克隆小鼠。(2)③过程中，iPS细胞可以分化为各种组织、器官，说明iPS细胞具有全能性。诱导条件不同，得到的细胞不同，可知细胞分化是基因选择性表达的结果。克隆器官遗传物质来自供体细胞的小鼠，该技术的优势是不发生免疫排斥反应。(3)克隆小鼠与提供体细胞的小鼠性状不完全相同，主要原因是克隆小鼠的细胞质基因由去核卵母细胞提供，此外还可能的原因是二者生活的环境不同或发生了表观遗传。
13.【答案】(1)MⅡ期　(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　CO2培养箱　无菌、无毒　(3)显微操作　第一极体　(4)供体核　细胞分裂和发育
【解析】(1)核移植时，卵母细胞需在体外培养到MⅡ期。(2)动物细胞培养时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞；动物细胞培养过程必须保证细胞处于无菌、无毒的环境中，且一般在CO2培养箱中进行培养。(3)核移植过程中，通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，所以用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极体。(4)去核的卵母细胞与供体细胞通过电刺激后融合，供体核进入受体卵母细胞，构建成重组细胞，融合后的重组细胞，需要用物理或化学的方法进行激活，使其完成细胞分裂和发育进程。