(共87张PPT)
第3课时 动物体细胞核移植技术和克
隆动物
任务 动物细胞核移植
一、动物细胞核移植技术概述
1.概念：将动物一个细胞的细胞核移入________________中，使这个
重新组合的细胞发育成________，继而发育成动物个体的技术。
2.原理：____________________。
去核的卵母细胞
新胚胎
动物细胞核的全能性
3.类型：________________和体细胞核移植。
胚胎细胞核移植
(1)________________较易成功，原因是_________________________
___________________。
胚胎细胞核移植
动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易
(2)非人灵长类动物的体细胞核移植不易成功的原因：
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其________的
功能状态，这导致了胚胎发育率低；
②对非人灵长类动物胚胎进行____________尚不完善。
分化前
操作的技术
二、体细胞核移植过程
Ⅱ期
显微操作
供体细胞
去核的卵母细胞
物理或化学
遗传物质基本相同
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景
(1)畜牧生产中：加速家畜__________进程，促进优良畜群繁育。
(2)医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为____________，生产许
多珍贵的医用蛋白。
遗传改良
生物反应器
(3)治疗人类疾病：
①转基因克隆动物的__________________可以用于异种移植。
细胞、组织或器官
②以患者作为供体培育的人核移植____________，经过诱导分化能
形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免发生
__________反应。
胚胎干细胞
免疫排斥
(4)其他
①了解__________及衰老过程。
②克隆一批遗传背景相同的动物，对比分析__________。
③克隆特定__________的动物，为研究该疾病的致病机制和开发相
应的药物提供帮助。
④保护濒危物种。
胚胎发育
致病基因
疾病模型
2.存在的问题
(1)成功率非常____。
(2)绝大多数克隆动物存在______问题。
低
健康
任务 动物细胞核移植
【情境】 世界上首个体细胞克隆猴是在我国诞生的，这是我国科学
家取得的重大突破。这两只克隆猴名字叫“中中”“华华”，寓意为“中
华”。克隆猴的诞生标志着我国的克隆技术走在了世界前列，下图表
示克隆猴的培育流程。
(1)将猴乙的卵母细胞去核的原因是_____________________________
__________。
保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞
(2)重组细胞中的体细胞核能够表现出全能性，是因为卵母细胞中含
有大量的营养物质，并含有_____________________________的物质。
诱导(激发)体细胞核表现全能性
(3)图中重构胚需要激活才能完成细胞分裂和发育进程，激活重构胚
常用的物理和化学方法有_____________________________________
_______。
电刺激、载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等
(4)通过上述方式产生克隆猴属于______(填“有性”或“无性”)繁殖,该
过程证明了____________具有全能性。
无性
动物细胞核
(5)克隆猴的遗传物质是对猴甲的 复制吗 并分析原因。
[答案] 不是。克隆过程中细胞核来自供体猴甲，因此克隆猴的核遗
传物质是对供体猴甲核遗传物质的 复制，而其细胞质中的遗传
物质来自猴乙
(6)一般供体细胞选择动物细胞培养10代以内的细胞的原因是_______
____________________。
(7)通过__________使供体和受体细胞融合形成重构胚。
保证遗传物质没有发生改变
电融合法
1.克隆动物的遗传特点:克隆动物有三个亲本,即体细胞核供体、去核
卵母细胞供体和代孕母体。
(1)细胞核基因来自体细胞核供体 基因型与体细胞核供体相同;性
状与体细胞核供体基本相同。
(2)细胞质基因一部分来自卵母细胞 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 克隆动物的性状与代孕
母体没有直接关系,但可能因生存环境影响克隆动物的性状。
2.将供体细胞直接注入去核卵母细胞的原因：这种方法操作简便，对
卵母细胞损伤较小。
例1 下列是体细胞核移植技术的相关叙述，正确的是( )
A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性
B.现在的克隆技术已经相当成熟了，可以向临床推广
C.体细胞核移植时可用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞
D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了
的复制
√
[解析] 动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞核具有全能性，A
正确；现在的克隆技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待
改进，B错误；体细胞核移植需将卵母细胞培养到 Ⅱ期，并且去核
后作为受体细胞，C错误；克隆动物绝大部分遗传物质来自于供体细
胞核，但其细胞质还有少量的遗传物质，来自于受体卵母细胞，因
此用体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进
行 的复制，D错误。
［题后归纳］
(1)核移植原理是动物细胞核的全能性，而不是细胞的全能性。因为
动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，
不能经培养直接发育成完整个体，但动物细胞的细胞核内仍含有该
种动物的全套遗传物质，具有发育成完整个体的潜能。
(2)选择 Ⅱ期的卵母细胞作为受体细胞的原因: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卵母细胞内营养物质丰富。
例2 [2024·江苏苏州月考] 2022年
6月10日，世界首例体细胞克隆北
极狼在北京呱呱坠地。克隆北极
狼的供体细胞来自哈尔滨极地公
园引进的一只野生北极狼的皮肤
样本,卵母细胞来自一只处于发情期的母犬，代孕母体则是一只比格犬。
克隆过程如图所示，下列有关叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞核移植技术比体细
胞核移植技术更易成功
B.电刺激、 载体等方法激活
重构胚,促进其分裂发育
C.图中细胞分裂、分化形成克隆
胚胎的过程中发生了基因重组
D.体细胞核移植技术有望用于增
加濒危动物的种群数量
√
[解析] 体细胞的分化程度比胚胎
干细胞的分化程度高,与体细胞核
移植技术相比,胚胎干细胞核移植
技术更易成功，A正确;在体细胞
核移植过程中,用物理方法或化学
方法(如电刺激、 载体、乙醇、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;基因重组发生在有性生殖的生物
进行减数分裂产生配子的过程中(狭义上的基因重组)以及基因工程技术
中(包含在广义的基因重组内)，而
细胞分裂、分化的过程一般不会
发生基因重组,C错误;体细胞核移
植技术是无性繁殖，有望用于增
加濒危动物的种群数量, D正确。
1.正误辨析
(1)克隆动物的诞生说明了动物细胞具有全能性。( )
×
[解析] 克隆动物的诞生说明了动物细胞的细胞核具有全能性。
(2)动物体细胞分化程度较低，因此表现全能性较困难。( )
×
[解析] 动物体细胞分化程度较高，因此表现全能性较困难。
(3)体细胞核移植过程中通常用(去核) Ⅱ期卵母细胞作为受体细胞。
( )
√
(4)克隆动物的性状与供体动物完全相同。( )
×
[解析] 克隆动物的性状与供体动物基本相同。
(5)利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株也属于克隆。 ( )
×
[解析] 利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株不属于克隆。
2.下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是( )
A.目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整
的动物个体
B.核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题
C.利用动物细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体
D.核移植过程中的受体细胞最好是受精卵
√
[解析] 高度分化的动物细胞的全能性受到限制，所以不能用类似植
物组织培养的方法获得完整的动物个体，A错误；目前克隆技术并没
有完全成熟，绝大多数克隆动物存在一些遗传和生理缺陷类的健康
问题，B错误；细胞核移植过程中通常采用 Ⅱ期的卵母细胞作为受
体细胞，D错误。
3.[2024·北京海淀区期末]中国科学家将红鲤的细胞核移植到鲫鱼的
去核卵母细胞中，培育出克隆鱼——鲤鲫移核鱼。克隆鱼外形与红
鲤相似，同时具有鲫鱼的某些特征。下列叙述不正确的是( )
A.克隆鱼细胞核中的遗传物质与红鲤相同
B.去核卵母细胞细胞质中的 也能控制性状
C.胚胎细胞和体细胞均可提供可移植的细胞核
D.克隆鱼可作为动物细胞具有全能性的证据
√
[解析] 克隆鱼细胞核来自红鲤，故克隆鱼细胞核中的遗传物质与红
鲤相同，A正确;去核卵母细胞细胞质中的 也能控制性状，所以
克隆鱼同时具有鲫鱼的某些特征，B正确;胚胎细胞和体细胞的细胞
核均含有本物种全套遗传物质，故胚胎细胞和体细胞均可提供可移
植的细胞核，C正确;克隆鱼可作为动物细胞核具有全能性的证据，D
错误。
4.[2024·广西名校联考]应用体细胞核移植，我国科学家已经成功克
隆了高产荷斯坦奶牛，其技术过程是将一个供体细胞的细胞核移入
一个去核的卵母细胞中，并使该重组细胞发育为新胚胎，进而发育
成动物个体。下列相关叙述，正确的是( )
A.重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
B.克隆得到的高产荷斯坦奶牛与供体动物完全相同
C.用 载体法可以促进供体细胞与去核卵母细胞融合
D.采集得的卵母细胞，须体外培养到减数分裂Ⅰ中期，才进行去核
√
[解析] 卵细胞的细胞质中有促进细胞全能性表达的物质，故可促进
重组细胞的发育，A正确；克隆得到的荷斯坦奶牛的细胞核来自供体，
而细胞质来自受体细胞，因此克隆得到的荷斯坦奶牛与供体动物不
完全相同，B错误；在体细胞核移植过程中，用 载体激活重构胚，
使其完成细胞分裂和发育进程，C错误；采集得到的卵母细胞应培养
到减数分裂Ⅱ中期，D错误。
5.[2024·河北保定月考]传统医药实验常以小鼠为研究对象,但因其与
人类遗传背景相差较远,而存在诸多弊端。2018年中国科研团队利用
一只流产的雌性猕猴胚胎的成纤维细胞经克隆得到一对克隆猴“姐妹
花”，她们的诞生具有重大意义。以下相关叙述错误的是( )
A.以小鼠为模型筛选出的候选药物用于人类患者时，可能无效或有
严重的副作用
B.克隆猴与人类遗传背景更接近，以其为模型研发药物可有效缩短
药物研发进程
C.这对“姐妹花”经有性繁殖产生,依据的原理有动物细胞核的全能性
D.克隆这对猕猴时利用的体细胞核移植技术比胚胎细胞核移植技术
更不容易成功
√
[解析] 药物研发通常使用的小鼠模型和人类遗传背景相差较远，以
小鼠为模型筛选出的候选药物可能无效或有严重的副作用，A正确；
克隆猴与人类遗传背景更接近，以其为模型研发药物可有效缩短药
物研发进程，B正确;核移植技术依据的原理是动物细胞核的全能性，
克隆动物是无性繁殖的产物，C错误;这对“姐妹花”是科学家利用一
只流产的雌性猕猴胚胎的成纤维细胞经克隆得到的，成纤维细胞是
体细胞，故克隆这两只猕猴时利用了动物体细胞核移植技术，该技
术比胚胎细胞核移植技术更不容易成功，D正确。
1.下列对“克隆”概念认识的叙述，不正确的是( )
A.由单个细菌长成菌落，属于个体水平克隆
B.DNA复制属于分子水平克隆
C.植物组织培养技术也属于克隆技术
D.克隆就是通过有性生殖的方式产生后代
√
[解析] 细菌属于单细胞生物，由单个细菌长成一个菌落，属于细胞
水平或个体水平的克隆，A正确；DNA分子复制属于分子水平的克
隆，B正确；利用植物体的细胞进行植物组织培养获得新植株，属
于个体水平克隆，C正确；克隆就是通过无性生殖的方式产生后代，
D错误。
2.1978年，被誉为“中国克隆之父”的童第周院士将黑斑蛙的体细胞核
移植到去核未受精的卵中，使重组细胞发育成正常的蝌蚪。下列叙
述正确的是( )
A．黑斑蛙的成熟红细胞不能作为该实验的细胞核供体
B．去核未受精的卵中不存在控制细胞代谢的遗传物质
C．重组细胞的细胞核是该细胞代谢和遗传的控制中心
D．重组细胞发育成蝌蚪体现了动物细胞的全能性
√
[解析] 哺乳动物成熟红细胞无细胞核，但黑斑蛙不是哺乳动物，其
成熟红细胞可以作为该实验的细胞核供体，A错误；去核未受精的卵
中存在细胞质基因，也可控制细胞代谢，B错误；细胞核是遗传信息
库，是细胞代谢和遗传的控制中心，故重组细胞的细胞核是该细胞
代谢和遗传的控制中心，C正确；重组细胞发育成蝌蚪体现了动物细
胞核的全能性，D错误。
3.科研人员利用核移植技术获得的患者自体胚胎干细胞可用于治疗某些
疾病，部分过程如下图所示。下列分析错误的是( )
A.只将供体细胞核注入到去核卵母细胞中能克服重构胚难以发育的情况
B.重构胚需要用物理或化学方法激活，使之完成细胞分裂和发育进程
C.培养诱导出的各种细胞时需通入CO2以促进细胞呼吸
D.用该方法获得的胚胎干细胞治疗疾病可避免发生免疫排斥反应
√
[解析] 只将供体细胞核注入到去核卵母细胞中能克服重构胚难以发育
的情况，因为排除了原有细胞中相关物质对重构胚发育的抑制，A正
确；得到的重构胚需用物理（如电刺激）或化学方法（如Ca2+载体）
激活才能完成细胞分裂和发育进程，B正确；诱导出的各种细胞培养
时需通入CO2以调节培养基的pH，而不是促进细胞呼吸，C错误；用
该方法获得的自体胚胎干细胞治疗疾病可避免发生免疫排斥反应，因
为其中的遗传物质主要来自患者的体细胞，D正确。
4.2017年11月，中国科学家利用首创的猴无性繁殖程序培育出了克隆
猴“中中”，10天后第二只克隆猴“华华”诞生，该成果表明我国在灵长
类体细胞核移植技术研究方面已经走在世界前列，相关过程如下图所
示。下列叙述正确的是( )
A.核移植时，提供细胞核和去核卵细胞的动物都应为雌性
B.克隆猴的成功，说明动物体细胞核移植技术已趋完善无需改进
C.克隆特定疾病模型的动物，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.“中中”的遗传物质与代孕母猴基本相同
√
[解析] 核移植技术中，提供细胞核的一方可以是雄性或者雌性，A错
误；尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物，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；研
究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；克隆一批遗
传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因；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，C正确；代孕母猴只是提供了克隆猴“中中”发育的场所—
子宫，而细胞核由猴胎儿成纤维细胞提供，故“中中”的遗传物质与猴
胎儿成纤维细胞的遗传物质基本相同，D错误。
5.华南虎是原产于中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现
的报告，野生华南虎也被一些专家认为已经濒临灭绝。科学工作者尝
试用普通老虎的体细胞完成克隆华南虎的研究，如图所示是其培育过
程，请回答下列问题:
(1)克隆华南虎的遗传性状与 (填字母)虎基本一致。
A
[解析] 图中华南虎A提供细胞核，普通虎B提供细胞质，所以克隆虎D
的遗传性状与供核的华南虎A基本一致。
(2) A、B、C 3只虎哪一只没有提供遗传物质 。
老虎C
[解析]老虎C只提供胚胎发育的场所，没有给D提供遗传物质。
(3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律 为什么
。
不遵循。克隆属于无性生殖，而孟德尔的遗传定律仅在有性生殖的
减数分裂过程中起作用
[解析] 克隆属于无性生殖，没有出现减数分裂，因此克隆华南虎的过
程不遵循孟德尔遗传定律。
(4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以获得新物种“
虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望
。原因是
。
不能
[解析] 高度分化的动物细胞全能性受到限制，因此不同种动物体细胞
融合后得到的杂交细胞，经细胞培养不能形成个体。
高度分化的动物细胞全能性受到限制，虎和牛的体
细胞融合后得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体
练习册
知识点一 动物体细胞核移植技术
1.核移植的受体细胞是 Ⅱ期的卵母细胞,下列说法错误的是( )
A. Ⅱ期卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质
B. Ⅱ期卵母细胞体积比较大，操作起来相对容易
C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中
D. Ⅱ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响
√
[解析] 通常用处于 Ⅱ期的去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了
它体积大、易操作、营养物质丰富外,还有它的细胞质中含有促进细胞
核全能性表达的物质，A、B正确;可以把供体细胞直接注入去核的卵
母细胞中，C正确;克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体核,D错误。
2.[2024·山东菏泽期中]在核移植时，通常将整个体细胞而不是细胞
核注入去核卵母细胞中，下列说法错误的是( )
A.体细胞太小因而抽取细胞核较困难
B.细胞质中遗传物质少因而对遗传的影响很小
C.直接将体细胞注入去核卵母细胞简化了操作程序
D.体细胞的核离开了原来的细胞质，注入去核卵母细胞中将失去活性
√
[解析] 体细胞太小，因而抽取细胞核较困难，可将整个体细胞注入
去核卵母细胞中，A正确； 主要位于细胞核，细胞质中遗传物质
少，因而对遗传的影响很小，B正确；将整个体细胞注入去核卵母细
胞中，简化了操作程序，C正确；体细胞的核离开了原来的细胞质，
注入去核的卵母细胞后依然具有活性，D错误。
3.[2024·福建三明一中月考]常用的核移植方法主要有显微注射法，
是指在显微镜下将一个细胞的细胞核或整个细胞通过玻璃毛细管拉
成的细针,注射到另一细胞的细胞质内，然后促使两个细胞融合，从
而具有发育的全能性。我国科学家于2017年底培育出的体细胞克隆
猴“中中”和“华华”采用的就是这种方法。下列有关叙述正确的是
( )
A.供体细胞注入卵母细胞内后，两个细胞可以自行融合
B.“中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定,属于有性生殖
C.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
D.“中中”和“华华” 均来自供体细胞
√
[解析] 供体细胞注入去核卵母细胞内后,还需要通过电融合法诱导才
能使两细胞融合，A错误;体细胞克隆猴“中中”和“华华”的形成属于
无性繁殖，B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,也可通过显微操作等方法去核，C正确;“中中”和“华华”核
均来自供体细胞，但质 来自去核卵母细胞，D错误。
4.[2024·河南南阳联考]将蝌蚪体细胞中的细胞核移植到去核的蛙卵
中，形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培
养体细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是( )
A.由“合子”发育成的正常蝌蚪长大后必为雌性蛙
B.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分裂和细胞分化
D.体细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
√
[解析] 由“合子”发育成的正常蝌蚪的性别由提供细胞核的亲本决定，
A错误；虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质，但细胞核
仍含有该物种的全套基因，故动物细胞核具有全能性，B正确；“合
子”发育成正常蝌蚪个体的过程中，需要通过细胞分裂增加细胞的数
量，通过细胞分化增加细胞的种类，C正确；体细胞不能表达全能性
是受到了细胞内物质的限制，而去核卵母细胞含有激发全能性表达
的物质，D正确。
5.[2024·河南焦作期中]研究人员利用体细胞核移植技术成功培育出
苏淮猪“龙凤胎”，主要步骤如下。相关叙述错误的是( )
步骤①：分离培养一对苏淮猪的耳组织体细胞，低温保存；
步骤②：从其他品种母猪卵巢中获取卵母细胞并培养；
步骤③：细胞核移植获得重构胚；
步骤④：将不同性别的多个胚胎移植到代孕母猪体内；
步骤⑤：孕育出苏淮小猪“龙凤胎”。
A.步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶、动物
细胞培养液等
B.步骤②应在体外将从卵巢采集到的卵母细胞培养到 Ⅱ期
C.步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的卵母
细胞中
D.步骤④移植胚胎的性别可依据步骤①提供体细胞个体的性别确定
√
[解析] 步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶处
理，也需要动物细胞培养液等,目的是获得单细胞悬液，A正确;步骤
②培养卵母细胞时,应培养到减数第二次分裂中期，B正确;步骤③可
将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的去核卵母细胞中，
C错误;步骤④移植胚胎的性别由步骤①中提供体细胞个体的性别确
定，D正确。
6.[2024·湖北荆州期末]如图
是利用体细胞核移植技术获
得克隆奶牛的流程图。下列
叙述错误的是( )
A.过程①除去的是卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物
B.过程②为动物细胞培养，一般用幼龄动物的体细胞
C.过程④可用电刺激技术处理
D.过程中要求代孕母牛具有较多的优良性状，以获得遗传性状更优良的
子代
√
[解析] Ⅱ期卵母细胞中的
“核”其实是纺锤体—染色体
复合物，过程①去除的是
该复合物，A正确;过程②
为动物细胞培养,一般用幼龄动物的体细胞，其分化程度低，更易于培养，
B正确;重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力，
用物理或化学方法(如电刺激、 载体、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的进程，所以过程④可用电刺激技术处
理，C正确;过程中并不要求代孕母牛具有较多的优良性状，因为子代的
性状主要由供体决定，D错误。
7.结构正常的核仁与核糖体对启动早期胚胎基因组的激活具有重要作
用。某研究团队利用牛(或羊) 的成纤维细胞为核供体，以羊(或牛)
的卵母细胞为受体进行异种核移植，发现异种核移植胚胎在其基因
组激活时期存在明显的发育阻滞现象。下列说法错误的是( )
A.核仁是与核糖体形成有关的细胞器
B.本实验需要设计牛和羊的同种核移植作为对照
C.核仁在异种核移植胚胎中可能表现出异常结构
D.异种核移植胚胎中某些蛋白质表达量可能减少
√
[解析] 真核生物体内，核仁与核糖体的形成有关，但核仁不属于细
胞器，A错误；本实验的实验组为利用牛(或羊) 的成纤维细胞为核
供体，以羊(或牛)的卵母细胞为受体进行异种核移植，为了保证实验
结果的准确性，需要设计牛和羊的同种核移植作为对照，B正确；异
种核移植胚胎在其基因组激活时期存在明显的发育阻滞现象，而结
构正常的核仁与核糖体对启动早期胚胎基因组的激活具有重要作用，
可推测核仁在异种核移植胚胎中可能表现出异常结构，C正确；异种
核移植胚胎中基因组的激活受阻，推测某些蛋白质表达量可能减少，
D正确。
知识点二 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
8.[2024·辽宁锦州期末]根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体
细胞核移植技术可以用来( )
①扩大濒危动物种群数量，有效提高生物多样性
②提高某些良种家畜自然繁殖率
③解决人体器官移植供体来源短缺的问题
④为科学研究提供实验动物
⑤构建转基因克隆动物，作为生物反应器，大规模生产珍贵医用蛋白
A.①②③④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.③④⑤
√
[解析] 利用体细胞核移植技术，只能增加濒危物种的存活数量，不
能提高生物多样性，①错误；核移植技术不能提高良种家畜自然繁
殖率，自然繁殖率是生物的基因和环境决定的，②错误；可以利用
核移植技术克隆人体的组织、器官，以解决人体器官移植供体来源
短缺的问题，③正确；通过体细胞核移植克隆动物，可以为科学研
究提供实验动物，④正确；利用体细胞核移植技术培育的转基因克
隆动物，可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白，⑤正确。
9.[2024·河北邯郸模拟]体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生、保
护濒危物种等方面有着广泛的应用前景。下列关于动物细胞核移植
技术应用的叙述，错误的是( )
A.哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.克隆动物与供核动物的遗传性状完全相同，原因是遗传物质主要
分布在细胞核中
C.通过体细胞核移植技术获得克隆动物技术的成功率仍然非常低
D.克隆动物通常会表现出遗传和生理缺陷，以及会存在健康问题
√
[解析] 由于胚胎细胞的分裂能力比体细胞强，所以哺乳动物体细胞
核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A正确；克隆动物与供核动
物的遗传性状不完全相同，原因是卵母细胞的细胞质中的遗传物质
也会影响克隆动物的性状，B错误；尽管通过体细胞核移植技术已经
获得了多种克隆动物，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，C正确；目前绝大多数克隆动物存在健康问题，
如表现出遗传和生理缺陷，D正确。
10.体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。
下列关于体细胞核移植技术的应用前景及存在问题的叙述,错误的是( )
A.利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
B.从“多莉”再到“中中”“华华”，体细胞核移植技术发展到今天已相当成熟，成
功率较高
C.利用体细胞核移植技术培育后代可以避免供体的线粒体遗传病基因传递给后
代
D.有研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题,如体型过大、脏器缺陷、免
疫失调等
√
[解析] 体细胞核移植技术在畜牧业的应用:可以加速家畜遗传改良进
程，促进优良畜群繁育，A正确;尽管通过体细胞核移植技术已经获
得了多种克隆动物，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;在体细胞核移植技术中，供体细胞只提
供细胞核时，利用体细胞核移植技术培育后代可以避免供体的线粒
体遗传病基因传递给后代，C正确;目前绝大多数克隆动物存在健康
问题，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等，
D正确。
11.儒艮是生活在海洋里的哺乳动物，近年由于栖息地被破坏导致数
量逐年下降，2022年8月儒艮被科学家宣布在中国功能性灭绝
(指自然条件下，种群数量减少到无法维持繁衍的状态)。下列“复活”
的措施中，最可行的是( )
A.将儒艮的体细胞取出，经脱分化、再分化过程，培育成新个体
B.取出儒艮的体细胞两两融合，再经细胞培养培育成新个体
C.将儒艮的性染色体导入近亲物种的受精卵中，培育成新个体
D.取出儒艮的体细胞核移植到近亲物种的去核卵母细胞中，经孕育
培养成新个体
√
[解析] 组织培养技术是植物细胞工程的基本技术，目前尚不能应用
到动物细胞培养中，A错误；由于动物细胞的全能性受到限制，目前
动物体细胞还不能培养成动物个体，B错误；将儒艮的性染色体导入
近亲物种的受精卵中，会使受精卵发生染色体变异，不能让儒艮“复
活”，C错误；动物细胞核具有全能性，将儒艮的体细胞核移植到近
亲物种的去核卵母细胞中，在体外培养到早期胚胎再植入母体内发
育，可以获得体细胞克隆儒艮，D正确。
12.[2024·湖南株洲月考]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。下列相关叙述中错误的是
( )
A.“三亲婴儿”的遗传物质来自捐献者、母亲及提供精子的男子
B.卵母细胞捐献者的红绿色盲基因不会遗传给该“三亲婴儿”
C.该项技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
D.“三亲婴儿”的培育可避免父亲线粒体遗传病基因传给后代
√
[解析] 由题图分析可知，“三亲
婴儿”的遗传物质来自捐献者、
母亲及提供精子的男子，其中
细胞质中的遗传物质来自捐献
者,核遗传物质来自母亲和提供
精子的男子，A正确;卵母细胞捐献者提供的是细胞质,而红绿色盲基因位
于细胞核中,故卵母细胞捐献者的红绿色盲基因不会遗传给“三亲婴儿”，
B正确; “三亲婴儿”的培育运用了动物细胞培养、细胞核移植技术，C正
确;“三亲婴儿”的培育可避免母亲线粒体遗传病基因传给后代，D错误。
13.[2024·山东师大附中月考]治疗
性克隆有望最终解决供体器官的
短缺和器官移植出现的排斥反应。
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、动物细胞培养等技术
B.上述过程中获得重组细胞的成功率很高
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 复制和蛋白质合成
√
[解析] 题中过程涉及许多生物技
术，如动物体细胞核移植、动物
细胞培养等，A正确；体细胞核
移植的成功率很低，B错误；①过
程依赖于胚胎干细胞的增殖使细
胞数量增多，依赖于细胞分化得到脏器组织干细胞和神经组织干细胞，
C正确；①②过程都会发生细胞增殖和分化，故都会发生 复制和蛋
白质合成，D正确。
14.[2024·辽宁鞍山期中] 科学家利用基因工程和细胞核移植技术培
育了绿色荧光蛋白转基因克隆猪。基本流程是从荧光水母中获取目
的基因，与有关载体重组，将其导入猪胎儿的成纤维细胞，经培养
后再将成纤维细胞核植入去核的卵母细胞中，最后培养出转基因克
隆猪。请回答下列问题：
(1)成纤维细胞贴壁生长分裂到表面相互接触时，就会停止分裂，这
种现象叫作细胞的__________。若将成纤维细胞进行传代培养，操
作时首先用__________处理获得细胞悬液。
接触抑制
胰蛋白酶
[解析] 成纤维细胞贴壁生长分裂到表面相互接触时，就会停止分裂，
这种现象叫作细胞的接触抑制，这时需要对细胞进行分瓶培养，让
其继续增殖。若将成纤维细胞进行传代培养，操作时首先用胰蛋白
酶处理使细胞相互分离开，获得细胞悬液。
(2)转基因猪的克隆成功，说明动物细胞的________具有全能性。
细胞核
[解析] 克隆动物的培育成功证明了动物体细胞的细胞核具有全能性。
(3)采集到的卵母细胞在去核前需培养至___________________期。目
前核移植技术中普遍使用的去核方法是____________。将供体细胞
注入去核的卵母细胞，通过________法使两细胞融合，供体核进入
卵母细胞，形成重构胚。常通过________(物理方法)激活重构胚，使
其完成细胞分裂和发育进程。
减数分裂Ⅱ中(或Ⅱ)
显微操作法
电融合
电刺激
[解析] 采集到的卵母细胞需培养至减数第二次分裂中期，目前普遍
使用显微操作法去核。将供体细胞注入去核的卵母细胞，通过电融
合法使两细胞融合。通过电刺激激活重构胚，使其完成细胞分裂和
发育进程。
(4)通过体细胞核移植技术得到的克隆猪从生殖方式上看属于_______
____(填“有性生殖”或“无性生殖”)。
无性生殖
[解析] 利用动物体细胞核移植技术获得克隆猪的过程没有经过两性
生殖细胞的结合，从生殖方式分析，这属于无性生殖。
15.请回答下列问题：
(1)科研人员成功完成克隆牛实验，克隆牛的性状与提供细胞核的亲
本的性状是否完全相同？____________。为什么？_______________
_________________________________________________。
不完全相同
一是受生活环境的影响，二是受提供卵母细胞个体的细胞质遗传的影响
[解析] 生物的表型是基因型和环境共同作用的结果；细胞质基因也
会影响生物体的性状。
(2)克隆过程中应用的细胞工程技术有哪些？_____________________
________________(至少答出两种)。
动物体细胞核移植技术、动物细胞培养
[解析] 克隆过程中应用的细胞工程技术包括动物体细胞核移植技术
和动物细胞培养等。
(3)克隆有时也称为体细胞克隆，但是克隆过程需要_______________
__参与，原因是这种细胞中______________________________。
去核的卵母细胞
具有促进细胞核基因表达的物质
[解析] 体细胞克隆过程需用到去核的卵母细胞，因为卵母细胞中具
有促进细胞核基因表达的物质。
(4)下列属于克隆技术目前仍然存在的问题的是___。
①克隆后代的成功率很低；②克隆动物的夭折率较低；③克隆动物先
天性疾病或者生理缺陷的发病率高；④克隆动物的智商相对比较高
A.② B.②③ C.①③ D.②④
C
[解析] 克隆技术尚不成熟，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，
重构胚的成功率低，胚胎畸形率高，死亡率高，因此①③是目前仍
然存在的问题。
16.[2024·山东潍坊月考] “中中”和“华华”克隆猴的成功培育标志着我
国非人灵长类疾病动物模型研究处于国际领先水平。“中中”和“华华”
的克隆流程如图所示，回答下列问题：
(1)图Ⅰ中的细胞 是________________，操作①是指__________。克
隆猴的关键技术是____________，具体手段是将体细胞与去核细胞
混合用灭活仙台病毒短暂处理，灭活的仙台病毒的作用是_________
_________。
母猴的卵母细胞
胚胎移植
核移植技术
促进动物细胞融合
[解析] 图Ⅰ中的细胞 是母猴的卵母细胞，操作①是指胚胎移植。核
移植技术是克隆猴的关键技术，核移植是将供体细胞植入供体卵母
细胞中，可以将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理，
此时灭活的仙台病毒的作用是促进动物细胞融合，获得重构胚。
(2)科研人员发现，对灵长类动物
供体细胞核进行表观遗传修饰，
激活重构胚分化潜能调控基因A的
表达，是克隆成功的关键。研究
表明染色体组蛋白 动态可逆地被修饰酶所改变，从而调控基因A的表
达，如下图所示。为了激活基因A的表达，研究人员将组蛋白 去甲基
化酶的注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂 处
理重构胚。
据图分析，给重构胚注入 的
来促进基因A表达的机理是___
_______________________________
_______________________________
________________； 可以抑制
________________的活性，______
(填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平，进而促进基因A的表达。
可以表达组蛋白去甲基化酶，降低组蛋白的甲基化水平，进而促进基因A的表达
组蛋白脱乙酰酶
提高
[解析] 是组蛋
白去甲基化酶，则
可以降低 组
蛋白的甲基化水平，
进而促进基因A的表
达。 是组蛋白脱乙酰酶抑制剂，可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，
提高组蛋白的乙酰化水平，最终促进A基因的表达。
(3)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_____________________，因此性状高度相似，可以减少
__________对实验结果的影响。
核遗传物质一致(相同)
无关变量
[解析] 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。第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
【预习梳理】
一、1.去核的卵母细胞 新胚胎
2.动物细胞核的全能性
3.胚胎细胞核移植
(1)胚胎细胞核移植 动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易
(2)①分化前
②操作的技术
二、①MⅡ期 ②显微操作 ③供体细胞 ④去核的卵母细胞
⑤物理或化学 ⑥遗传物质基本相同
三、1.(1)遗传改良
(2)生物反应器
(3)①细胞、组织或器官 ②胚胎干细胞 免疫排斥
(4)①胚胎发育 ②致病基因 ③疾病模型
2.(1)低 (2)健康
【任务活动】
任务
[情境]
(1)保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞
(2)诱导(激发)体细胞核表现全能性
(3)电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等
(4)无性 动物细胞核
(5)不是。克隆过程中细胞核来自供体猴甲,因此克隆猴的核遗传物质是对供体猴甲核遗传物质的100%复制,而其细胞质中的遗传物质来自猴乙
(6)保证遗传物质没有发生改变
(7)电融合法
反馈评价
例1 A [解析] 动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞核具有全能性,A正确;现在的克隆技术的成功率仍然非常低,各个技术环节也有待改进,B错误;体细胞核移植需将卵母细胞培养到MⅡ期,并且去核后作为受体细胞,C错误;克隆动物绝大部分遗传物质来自于供体细胞核,但其细胞质还有少量的遗传物质,来自于受体卵母细胞,因此用体细胞核移植方法生产的克隆动物,不是对体细胞供体动物进行100%的复制,D错误。
例2 C [解析] 体细胞的分化程度比胚胎干细胞的分化程度高,与体细胞核移植技术相比,胚胎干细胞核移植技术更易成功,A正确;在体细胞核移植过程中,用物理方法或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,B正确;基因重组发生在有性生殖的生物进行减数分裂产生配子的过程中(狭义上的基因重组)以及基因工程技术中(包含在广义的基因重组内),而细胞分裂、分化的过程一般不会发生基因重组, C错误;体细胞核移植技术是无性繁殖,有望用于增加濒危动物的种群数量, D正确。
【当堂自测】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
[解析] (1)克隆动物的诞生说明了动物细胞的细胞核具有全能性。
(2)动物体细胞分化程度较高,因此表现全能性较困难。
(4)克隆动物的性状与供体动物基本相同。
(5)利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株不属于克隆。
2.C [解析] 高度分化的动物细胞的全能性受到限制,所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体,A错误;目前克隆技术并没有完全成熟,绝大多数克隆动物存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题,B错误;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错误。
3.D [解析] 克隆鱼细胞核来自红鲤,故克隆鱼细胞核中的遗传物质与红鲤相同,A正确;去核卵母细胞细胞质中的DNA也能控制性状,所以克隆鱼同时具有鲫鱼的某些特征,B正确;胚胎细胞和体细胞的细胞核均含有本物种全套遗传物质,故胚胎细胞和体细胞均可提供可移植的细胞核,C正确;克隆鱼可作为动物细胞核具有全能性的证据,D错误。
4.A [解析] 卵细胞的细胞质中有促进细胞全能性表达的物质,故可促进重组细胞的发育,A正确;克隆得到的荷斯坦奶牛的细胞核来自供体,而细胞质来自受体细胞,因此克隆得到的荷斯坦奶牛与供体动物不完全相同,B错误;在体细胞核移植过程中,用Ca2+载体激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C错误;采集得到的卵母细胞应培养到减数分裂Ⅱ中期,D错误。
5.C [解析] 药物研发通常使用的小鼠模型和人类遗传背景相差较远,以小鼠为模型筛选出的候选药物可能无效或有严重的副作用,A正确;克隆猴与人类遗传背景更接近,以其为模型研发药物可有效缩短药物研发进程,B正确;核移植技术依据的原理是动物细胞核的全能性,克隆动物是无性繁殖的产物,C错误;这对“姐妹花”是科学家利用一只流产的雌性猕猴胚胎的成纤维细胞经克隆得到的,成纤维细胞是体细胞,故克隆这两只猕猴时利用了动物体细胞核移植技术,该技术比胚胎细胞核移植技术更不容易成功,D正确。第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
一、动物细胞核移植技术概述
1.概念:将动物一个细胞的细胞核移入 中,使这个重新组合的细胞发育成 ,继而发育成动物个体的技术。
2.原理: 。
3.类型: 和体细胞核移植。
(1) 较易成功,原因是 。
(2)非人灵长类动物的体细胞核移植不易成功的原因:①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其 的功能状态,这导致了胚胎发育率低;②对非人灵长类动物胚胎进行 尚不完善。
二、体细胞核移植过程
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景
(1)畜牧生产中:加速家畜 进程,促进优良畜群繁育。
(2)医药卫生领域:转基因克隆动物可以作为 ,生产许多珍贵的医用蛋白。
(3)治疗人类疾病:
①转基因克隆动物的 可以用于异种移植。
②以患者作为供体培育的人核移植 ,经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者时可以避免发生 反应。
(4)其他
①了解 及衰老过程。
②克隆一批遗传背景相同的动物,对比分析 。
③克隆特定 的动物,为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。
④保护濒危物种。
2.存在的问题
(1)成功率非常 。
(2)绝大多数克隆动物存在 问题。
任务动物细胞核移植
【情境】世界上首个体细胞克隆猴是在我国诞生的,这是我国科学家取得的重大突破。这两只克隆猴名字叫“中中”“华华”,寓意为“中华”。克隆猴的诞生标志着我国的克隆技术走在了世界前列,下图表示克隆猴的培育流程。
(1)将猴乙的卵母细胞去核的原因是 。
(2)重组细胞中的体细胞核能够表现出全能性,是因为卵母细胞中含有大量的营养物质,并含有 的物质。
(3)图中重构胚需要激活才能完成细胞分裂和发育进程,激活重构胚常用的物理和化学方法有 。
(4)通过上述方式产生克隆猴属于 (填“有性”或“无性”)繁殖,该过程证明了 具有全能性。
(5)克隆猴的遗传物质是对猴甲的100%复制吗 并分析原因。
。
(6)一般供体细胞选择动物细胞培养10代以内的细胞的原因是 。
(7)通过 使供体和受体细胞融合形成重构胚。
1.克隆动物的遗传特点:克隆动物有三个亲本,即体细胞核供体、去核卵母细胞供体和代孕母体。
(1)细胞核基因来自体细胞核供体→基因型与体细胞核供体相同;性状与体细胞核供体基本相同。
(2)细胞质基因一部分来自卵母细胞→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→克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系,但可能因生存环境影响克隆动物的性状。
2.将供体细胞直接注入去核卵母细胞的原因:这种方法操作简便,对卵母细胞损伤较小。
例1下列是体细胞核移植技术的相关叙述,正确的是()
A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性
B.现在的克隆技术已经相当成熟了,可以向临床推广
C.体细胞核移植时可用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞
D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100%的复制
[题后归纳]
(1)核移植原理是动物细胞核的全能性,而不是细胞的全能性。因为动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制,不能经培养直接发育成完整个体,但动物细胞的细胞核内仍含有该种动物的全套遗传物质,具有发育成完整个体的潜能。
(2)选择MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞的原因: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卵母细胞内营养物质丰富。
例2[2024·江苏苏州月考]2022年6月10日,世界首例体细胞克隆北极狼在北京呱呱坠地。克隆北极狼的供体细胞来自哈尔滨极地公园引进的一只野生北极狼的皮肤样本,卵母细胞来自一只处于发情期的母犬,代孕母体则是一只比格犬。克隆过程如图所示,下列有关叙述错误的是()
A.胚胎干细胞核移植技术比体细胞核移植技术更易成功
B.电刺激、Ca2+载体等方法激活重构胚,促进其分裂发育
C.图中细胞分裂、分化形成克隆胚胎的过程中发生了基因重组
D.体细胞核移植技术有望用于增加濒危动物的种群数量
1.正误辨析
(1)克隆动物的诞生说明了动物细胞具有全能性。()
(2)动物体细胞分化程度较低,因此表现全能性较困难。()
(3)体细胞核移植过程中通常用(去核)MⅡ期卵母细胞作为受体细胞。()
(4)克隆动物的性状与供体动物完全相同。()
(5)利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株也属于克隆。()
2.下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述,正确的是()
A.目前在实验中,科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体
B.核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题
C.利用动物细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体
D.核移植过程中的受体细胞最好是受精卵
3.[2024·北京海淀区期末]中国科学家将红鲤的细胞核移植到鲫鱼的去核卵母细胞中,培育出克隆鱼——鲤鲫移核鱼。克隆鱼外形与红鲤相似,同时具有鲫鱼的某些特征。下列叙述不正确的是()
A.克隆鱼细胞核中的遗传物质与红鲤相同
B.去核卵母细胞细胞质中的DNA也能控制性状
C.胚胎细胞和体细胞均可提供可移植的细胞核
D.克隆鱼可作为动物细胞具有全能性的证据
4.[2024·广西名校联考]应用体细胞核移植,我国科学家已经成功克隆了高产荷斯坦奶牛,其技术过程是将一个供体细胞的细胞核移入一个去核的卵母细胞中,并使该重组细胞发育为新胚胎,进而发育成动物个体。下列相关叙述,正确的是()
A.重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
B.克隆得到的高产荷斯坦奶牛与供体动物完全相同
C.用Ca2+载体法可以促进供体细胞与去核卵母细胞融合
D.采集得的卵母细胞,须体外培养到减数分裂Ⅰ中期,才进行去核
5.[2024·河北保定月考]传统医药实验常以小鼠为研究对象,但因其与人类遗传背景相差较远,而存在诸多弊端。2018年中国科研团队利用一只流产的雌性猕猴胚胎的成纤维细胞经克隆得到一对克隆猴“姐妹花”,她们的诞生具有重大意义。以下相关叙述错误的是()
A.以小鼠为模型筛选出的候选药物用于人类患者时,可能无效或有严重的副作用
B.克隆猴与人类遗传背景更接近,以其为模型研发药物可有效缩短药物研发进程
C.这对“姐妹花”经有性繁殖产生,依据的原理有动物细胞核的全能性
D.克隆这对猕猴时利用的体细胞核移植技术比胚胎细胞核移植技术更不容易成功第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.D [解析] 通常用处于MⅡ期的去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外,还有它的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质,A、B正确;可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中,C正确;克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体核,D错误。
2.D [解析] 体细胞太小,因而抽取细胞核较困难,可将整个体细胞注入去核卵母细胞中,A正确;DNA主要位于细胞核,细胞质中遗传物质少,因而对遗传的影响很小,B正确;将整个体细胞注入去核卵母细胞中,简化了操作程序,C正确;体细胞的核离开了原来的细胞质,注入去核的卵母细胞后依然具有活性,D错误。
3.C [解析] 供体细胞注入去核卵母细胞内后,还需要通过电融合法诱导才能使两细胞融合,A错误;体细胞克隆猴“中中”和“华华”的形成属于无性繁殖,B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,也可通过显微操作等方法去核,C正确;“中中”和“华华”核DNA均来自供体细胞,但质DNA来自去核卵母细胞,D错误。
4.A [解析] 由“合子”发育成的正常蝌蚪的性别由提供细胞核的亲本决定,A错误;虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质,但细胞核仍含有该物种的全套基因,故动物细胞核具有全能性,B正确;“合子”发育成正常蝌蚪个体的过程中,需要通过细胞分裂增加细胞的数量,通过细胞分化增加细胞的种类,C正确;体细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制,而去核卵母细胞含有激发全能性表达的物质,D 正确。
5.C [解析] 步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶处理,也需要动物细胞培养液等,目的是获得单细胞悬液,A正确;步骤②培养卵母细胞时,应培养到减数第二次分裂中期,B正确;步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的去核卵母细胞中,C错误;步骤④移植胚胎的性别由步骤①中提供体细胞个体的性别确定,D正确。
6.D [解析] MⅡ期卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物,过程①去除的是该复合物,A正确;过程②为动物细胞培养,一般用幼龄动物的体细胞,其分化程度低,更易于培养,B正确;重构胚是指人工重新构建的胚胎,具有发育成完整个体的能力,用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、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的进程,所以过程④可用电刺激技术处理,C正确;过程中并不要求代孕母牛具有较多的优良性状,因为子代的性状主要由供体决定,D错误。
7.A [解析] 真核生物体内,核仁与核糖体的形成有关,但核仁不属于细胞器,A错误;本实验的实验组为利用牛(或羊) 的成纤维细胞为核供体,以羊(或牛)的卵母细胞为受体进行异种核移植,为了保证实验结果的准确性,需要设计牛和羊的同种核移植作为对照,B正确;异种核移植胚胎在其基因组激活时期存在明显的发育阻滞现象,而结构正常的核仁与核糖体对启动早期胚胎基因组的激活具有重要作用,可推测核仁在异种核移植胚胎中可能表现出异常结构,C正确;异种核移植胚胎中基因组的激活受阻,推测某些蛋白质表达量可能减少,D正确。
8.D [解析] 利用体细胞核移植技术,只能增加濒危物种的存活数量,不能提高生物多样性,①错误;核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率,自然繁殖率是生物的基因和环境决定的,②错误;可以利用核移植技术克隆人体的组织、器官,以解决人体器官移植供体来源短缺的问题,③正确;通过体细胞核移植克隆动物,可以为科学研究提供实验动物,④正确;利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物,可以作为生物反应器,生产许多珍贵的医用蛋白,⑤正确。
9.B [解析] 由于胚胎细胞的分裂能力比体细胞强,所以哺乳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;克隆动物与供核动物的遗传性状不完全相同,原因是卵母细胞的细胞质中的遗传物质也会影响克隆动物的性状,B错误;尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物,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,C正确;目前绝大多数克隆动物存在健康问题,如表现出遗传和生理缺陷,D正确。
10.B [解析] 体细胞核移植技术在畜牧业的应用:可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育,A正确;尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物,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;在体细胞核移植技术中,供体细胞只提供细胞核时,利用体细胞核移植技术培育后代可以避免供体的线粒体遗传病基因传递给后代,C正确;目前绝大多数克隆动物存在健康问题,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等,D正确。
11.D [解析] 组织培养技术是植物细胞工程的基本技术,目前尚不能应用到动物细胞培养中,A错误;由于动物细胞的全能性受到限制,目前动物体细胞还不能培养成动物个体,B错误;将儒艮的性染色体导入近亲物种的受精卵中,会使受精卵发生染色体变异,不能让儒艮“复活”,C错误;动物细胞核具有全能性,将儒艮的体细胞核移植到近亲物种的去核卵母细胞中,在体外培养到早期胚胎再植入母体内发育,可以获得体细胞克隆儒艮,D正确。
12.D [解析] 由题图分析可知,“三亲婴儿”的遗传物质来自捐献者、母亲及提供精子的男子,其中细胞质中的遗传物质来自捐献者,核遗传物质来自母亲和提供精子的男子,A正确;卵母细胞捐献者提供的是细胞质,而红绿色盲基因位于细胞核中,故卵母细胞捐献者的红绿色盲基因不会遗传给“三亲婴儿”,B正确;“三亲婴儿”的培育运用了动物细胞培养、细胞核移植技术,C正确;“三亲婴儿”的培育可避免母亲线粒体遗传病基因传给后代,D错误。
13.B [解析] 题中过程涉及许多生物技术,如动物体细胞核移植、动物细胞培养等,A正确;体细胞核移植的成功率很低,B错误;①过程依赖于胚胎干细胞的增殖使细胞数量增多,依赖于细胞分化得到脏器组织干细胞和神经组织干细胞,C正确;①②过程都会发生细胞增殖和分化,故都会发生DNA复制和蛋白质合成,D正确。
14.(1)接触抑制 胰蛋白酶
(2)细胞核
(3)减数分裂Ⅱ中(或MⅡ) 显微操作法 电融合 电刺激
(4)无性生殖
[解析] (1)成纤维细胞贴壁生长分裂到表面相互接触时,就会停止分裂,这种现象叫作细胞的接触抑制,这时需要对细胞进行分瓶培养,让其继续增殖。若将成纤维细胞进行传代培养,操作时首先用胰蛋白酶处理使细胞相互分离开,获得细胞悬液。(2)克隆动物的培育成功证明了动物体细胞的细胞核具有全能性。(3)采集到的卵母细胞需培养至减数第二次分裂中期,目前普遍使用显微操作法去核。将供体细胞注入去核的卵母细胞,通过电融合法使两细胞融合。通过电刺激激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。(4)利用动物体细胞核移植技术获得克隆猪的过程没有经过两性生殖细胞的结合,从生殖方式分析,这属于无性生殖。
15.(1)不完全相同 一是受生活环境的影响,二是受提供卵母细胞个体的细胞质遗传的影响
(2)动物体细胞核移植技术、动物细胞培养
(3)去核的卵母细胞 具有促进细胞核基因表达的物质
(4)C
[解析] (1)生物的表型是基因型和环境共同作用的结果;细胞质基因也会影响生物体的性状。(2)克隆过程中应用的细胞工程技术包括动物体细胞核移植技术和动物细胞培养等。(3)体细胞克隆过程需用到去核的卵母细胞,因为卵母细胞中具有促进细胞核基因表达的物质。(4)克隆技术尚不成熟,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷,重构胚的成功率低,胚胎畸形率高,死亡率高,因此①③是目前仍然存在的问题。
16.(1)母猴的卵母细胞 胚胎移植 核移植技术 促进动物细胞融合
(2)Kdm4d可以表达组蛋白去甲基化酶,降低H3组蛋白的甲基化水平,进而促进基因A的表达 组蛋白脱乙酰酶 提高
(3)核遗传物质一致(相同) 无关变量
[解析] (1)图Ⅰ中的细胞a是母猴的卵母细胞,操作①是指胚胎移植。核移植技术是克隆猴的关键技术,核移植是将供体细胞植入供体卵母细胞中,可以将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理,此时灭活的仙台病毒的作用是促进动物细胞融合,获得重构胚。(2)Kdm4d是组蛋白去甲基化酶,则Kdm4d可以降低H3组蛋白的甲基化水平,进而促进基因A的表达。TSA是组蛋白脱乙酰酶抑制剂,可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,提高组蛋白的乙酰化水平,最终促进A基因的表达。(3)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。第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
知识点一动物体细胞核移植技术
1.核移植的受体细胞是MⅡ期的卵母细胞,下列说法错误的是()
A.MⅡ期卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质
B.MⅡ期卵母细胞体积比较大,操作起来相对容易
C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中
D.MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响
2.[2024·山东菏泽期中]在核移植时,通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中,下列说法错误的是()
A.体细胞太小因而抽取细胞核较困难
B.细胞质中遗传物质少因而对遗传的影响很小
C.直接将体细胞注入去核卵母细胞简化了操作程序
D.体细胞的核离开了原来的细胞质,注入去核卵母细胞中将失去活性
3.[2024·福建三明一中月考]常用的核移植方法主要有显微注射法,是指在显微镜下将一个细胞的细胞核或整个细胞通过玻璃毛细管拉成的细针,注射到另一细胞的细胞质内,然后促使两个细胞融合,从而具有发育的全能性。我国科学家于2017年底培育出的体细胞克隆猴“中中”和“华华”采用的就是这种方法。下列有关叙述正确的是()
A.供体细胞注入卵母细胞内后,两个细胞可以自行融合
B.“中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定,属于有性生殖
C.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
D.“中中”和“华华”DNA均来自供体细胞
4.[2024·河南南阳联考]将蝌蚪体细胞中的细胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪,而单独培养体细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是()
A.由“合子”发育成的正常蝌蚪长大后必为雌性蛙
B.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分裂和细胞分化
D.体细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
5.[2024·河南焦作期中]研究人员利用体细胞核移植技术成功培育出苏淮猪“龙凤胎”,主要步骤如下。相关叙述错误的是()
步骤①:分离培养一对苏淮猪的耳组织体细胞,低温保存;
步骤②:从其他品种母猪卵巢中获取卵母细胞并培养;
步骤③:细胞核移植获得重构胚;
步骤④:将不同性别的多个胚胎移植到代孕母猪体内;
步骤⑤:孕育出苏淮小猪“龙凤胎”。
A.步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶、动物细胞培养液等
B.步骤②应在体外将从卵巢采集到的卵母细胞培养到MⅡ期
C.步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的卵母细胞中
D.步骤④移植胚胎的性别可依据步骤①提供体细胞个体的性别确定
6.[2024·湖北荆州期末]如图是利用体细胞核移植技术获得克隆奶牛的流程图。下列叙述错误的是()
A.过程①除去的是卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物
B.过程②为动物细胞培养,一般用幼龄动物的体细胞
C.过程④可用电刺激技术处理
D.过程中要求代孕母牛具有较多的优良性状,以获得遗传性状更优良的子代
7.结构正常的核仁与核糖体对启动早期胚胎基因组的激活具有重要作用。某研究团队利用牛(或羊)的成纤维细胞为核供体,以羊(或牛)的卵母细胞为受体进行异种核移植,发现异种核移植胚胎在其基因组激活时期存在明显的发育阻滞现象。下列说法错误的是()
A.核仁是与核糖体形成有关的细胞器
B.本实验需要设计牛和羊的同种核移植作为对照
C.核仁在异种核移植胚胎中可能表现出异常结构
D.异种核移植胚胎中某些蛋白质表达量可能减少
知识点二体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
8.[2024·辽宁锦州期末]根据体细胞核移植技术的特点进行推断,体细胞核移植技术可以用来()
①扩大濒危动物种群数量,有效提高生物多样性
②提高某些良种家畜自然繁殖率
③解决人体器官移植供体来源短缺的问题
④为科学研究提供实验动物
⑤构建转基因克隆动物,作为生物反应器,大规模生产珍贵医用蛋白
A.①②③④⑤
B.①②③④
C.②③④⑤
D.③④⑤
9.[2024·河北邯郸模拟]体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生、保护濒危物种等方面有着广泛的应用前景。下列关于动物细胞核移植技术应用的叙述,错误的是()
A.哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.克隆动物与供核动物的遗传性状完全相同,原因是遗传物质主要分布在细胞核中
C.通过体细胞核移植技术获得克隆动物技术的成功率仍然非常低
D.克隆动物通常会表现出遗传和生理缺陷,以及会存在健康问题
10.体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。下列关于体细胞核移植技术的应用前景及存在问题的叙述,错误的是()
A.利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育
B.从“多莉”再到“中中”“华华”,体细胞核移植技术发展到今天已相当成熟,成功率较高
C.利用体细胞核移植技术培育后代可以避免供体的线粒体遗传病基因传递给后代
D.有研究者指出,绝大多数克隆动物存在健康问题,如体型过大、脏器缺陷、免疫失调等
11.儒艮是生活在海洋里的哺乳动物,近年由于栖息地被破坏导致数量逐年下降,2022年8月儒艮被科学家宣布在中国功能性灭绝(指自然条件下,种群数量减少到无法维持繁衍的状态)。下列“复活”的措施中,最可行的是()
A.将儒艮的体细胞取出,经脱分化、再分化过程,培育成新个体
B.取出儒艮的体细胞两两融合,再经细胞培养培育成新个体
C.将儒艮的性染色体导入近亲物种的受精卵中,培育成新个体
D.取出儒艮的体细胞核移植到近亲物种的去核卵母细胞中,经孕育培养成新个体
12.[2024·湖南株洲月考]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。下列相关叙述中错误的是()
A.“三亲婴儿”的遗传物质来自捐献者、母亲及提供精子的男子
B.卵母细胞捐献者的红绿色盲基因不会遗传给该“三亲婴儿”
C.该项技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
D.“三亲婴儿”的培育可避免父亲线粒体遗传病基因传给后代
13.[2024·山东师大附中月考]治疗性克隆有望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排斥反应。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、动物细胞培养等技术
B.上述过程中获得重组细胞的成功率很高
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DNA复制和蛋白质合成
14.[2024·辽宁鞍山期中]科学家利用基因工程和细胞核移植技术培育了绿色荧光蛋白转基因克隆猪。基本流程是从荧光水母中获取目的基因,与有关载体重组,将其导入猪胎儿的成纤维细胞,经培养后再将成纤维细胞核植入去核的卵母细胞中,最后培养出转基因克隆猪。请回答下列问题:
(1)成纤维细胞贴壁生长分裂到表面相互接触时,就会停止分裂,这种现象叫作细胞的 。若将成纤维细胞进行传代培养,操作时首先用 处理获得细胞悬液。
(2)转基因猪的克隆成功,说明动物细胞的 具有全能性。
(3)采集到的卵母细胞在去核前需培养至 期。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 。将供体细胞注入去核的卵母细胞,通过 法使两细胞融合,供体核进入卵母细胞,形成重构胚。常通过 (物理方法)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)通过体细胞核移植技术得到的克隆猪从生殖方式上看属于 (填“有性生殖”或“无性生殖”)。
15.请回答下列问题:
(1)科研人员成功完成克隆牛实验,克隆牛的性状与提供细胞核的亲本的性状是否完全相同 。为什么 。
(2)克隆过程中应用的细胞工程技术有哪些 (至少答出两种)。
(3)克隆有时也称为体细胞克隆,但是克隆过程需要 参与,原因是这种细胞中 。
(4)下列属于克隆技术目前仍然存在的问题的是 。
①克隆后代的成功率很低;
②克隆动物的夭折率较低;
③克隆动物先天性疾病或者生理缺陷的发病率高;
④克隆动物的智商相对比较高
A.② B.②③ C.①③ D.②④
16.[2024·山东潍坊月考]“中中”和“华华”克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型研究处于国际领先水平。“中中”和“华华”的克隆流程如图所示,回答下列问题:
(1)图Ⅰ中的细胞a是 ,操作①是指 。克隆猴的关键技术是 ,具体手段是将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理,灭活的仙台病毒的作用是 。
(2)科研人员发现,对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰,激活重构胚分化潜能调控基因A的表达,是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变,从而调控基因A的表达,如下图所示。为了激活基因A的表达,研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。
据图分析,给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是 ;
TSA可以抑制 的活性, (填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平,进而促进基因A的表达。
(3)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 ,因此性状高度相似,可以减少 对实验结果的影响。
