1、专题24细胞工程与胚胎工程应用篇【应用集训】应用世界首例体细胞克隆猴萌萌哒“中中”和“华华”在中国诞生啦!2018年1月中国科学家宣布,克隆猕猴“中中”和“华华”诞生,并已经分别健康生活了数周。这是世界上第一次采用和克隆羊多利相同技术手段获得的灵长类动物,将推动中国发展出基于非人灵长类疾病动物模型的医药研发,加速新药研发进程。请回答:(1)克隆猕猴“中中”和“华华”采用的核心技术是、早期胚胎培养和胚胎移植。(2)由于猕猴是单胎动物,卵细胞的数量也限制了这项技术的成功。为了获得代孕猕猴和多个卵母细胞,需要对雌性猕猴进行的共同处理是。(3)克隆猕猴采用的供体细胞是猕猴胎儿成纤维细胞,而不是成年个体
2、成纤维细胞,其原因是猕猴胎儿成纤维细胞分裂次数少,传代在10代以内,能保持正常的。当卵母细胞培养至期时,可以用微型吸管同时吸出卵母细胞中的。(4)为了选择雌性胚胎进行移植,需要对体外培养的胚胎进行性别鉴定,采用的方法是取囊胚期胚胎的(滋养层细胞/内细胞团细胞)进行DNA分析性别鉴定。(5)在培养“中中”和“华华”的供体细胞时,观察到成纤维细胞由扁平梭形变成球形时,表明细胞正在发生。答案(1)体细胞核移植(2)同期发情处理(3)二倍体核型减中(减数第二次分裂中)细胞核和第一极体(4)滋养层细胞(5)癌变教师专用题组【应用集训】应用世界首例体细胞克隆猴萌萌哒“中中”和“华华”在中国诞生啦!1.(2
3、020浙江金华十校一模,16)下列关于绵羊“多莉”克隆过程的叙述,正确的是()A.产生的“多莉”羊与提供细胞核的芬兰母羊性状完全相同B.将代孕母羊经同期发情并配种处理,可降低胚胎移植过程中的排斥反应C.营养限制性培养有利于细胞融合后基因表达的分子开关的启动D.2细胞胚时,原乳腺细胞的调节蛋白全部被卵细胞中的蛋白因子替换答案C产生的“多莉”羊与提供细胞核的芬兰母羊性状基本一致,但细胞质基因控制的性状会有差异,A错误;代孕母羊不能配种处理,B错误;营养限制性培养有利于细胞融合后基因表达的分子开关的启动,C正确;2细胞胚时意味着只进行了一次分裂,原乳腺细胞的调节蛋白并没有全部被卵细胞中的蛋白因子替换
4、,D错误。2.(2019北京海淀期中,26)中国科学家应用体细胞核移植方法培育了克隆猴“中中”和“华华”。下列有关“中中”和“华华”的叙述,不正确的是()A.与核供体相比,它们体细胞的染色体数目不变B.用体细胞核移植的技术难度大于胚胎细胞核移植C.并未对细胞核供体猴进行完全的复制D.早期胚胎的培养液中含维生素和激素等能源物质答案D维生素和激素不是能源物质,D选项错误;染色体是核基因的载体,所以克隆猴与核供体相比,它们体细胞的染色体数目不变,但没有得到核供体猴的细胞质基因,并未对细胞核供体猴进行完全的复制,A、C选项正确;由于体细胞分化程度高,不容易恢复其细胞核的全能性,因此利用体细胞进行核移植
5、技术的难度明显高于胚胎细胞核移植,B选项正确。3.(2020山东威海一模)(10分)2019年1月24日,国家科学评论发表了上海科学家团队的一项重要成果,即先通过基因编辑技术切除猕猴受精卵中的生物节律核心基因BMAL1,再利用体细胞克隆技术,获得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,这是国际上首次成功构建出的一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型,同时也是世界上首个体细胞克隆猴“中中”“华华”诞生后,体细胞克隆猴技术的首次应用。基因编辑技术是上述研究中的核心技术,该技术中的基因编辑工具是经改造的CRISPR/Cas9系统。该系统由向导RNA和Cas9蛋白组成,由向导RNA引导Cas9蛋白在特定的
6、基因位点进行切割来完成基因的编辑过程,其工作原理如图所示。(1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内,推测该系统在细菌体内的作用是。(2)由于Cas9蛋白没有特异性,用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1时,向导RNA的识别序列应具有的特点是。(3)为了获得更多的受精卵,可对母猕猴注射激素,使其超数排卵,判断卵细胞受精成功的重要标志是。在个体水平鉴定BMAL1基因敲除成功的方法是。(4)该团队利用一只BMAL1缺失的成年猕猴体细胞克隆出5只后代的实验中,体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是。(5)在人类生物节律紊乱机理研究方面,猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想
7、,理由是。基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴(A组),与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴(B组)比较,(填“A组”或“B组”)更适合作为疾病研究模型动物,理由是。答案(除注明外,每空1分)(1)切割外源DNA,保护自身(2)能与BMAL1特定序列通过碱基互补配对方式结合(3)促性腺在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体猕猴表现为生物节律紊乱(4)体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难(5)猕猴与人类亲缘关系更近,猕猴生物节律性与人类相近A组A组生物节律紊乱程度一致,提高了科学研究的可靠性和可比性或B组可能存在遗传背景(基因编辑成功率)差异,降低科学研究的可靠性
8、和可比性(从遗传背景的一致性角度考虑的其他合理表述也可)(2分)解析(1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内,推测该系统在细菌体内的作用是切割外源DNA,保护自身。(2)由于Cas9蛋白没有特异性,用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1时,向导RNA的识别序列应能与BMAL1特定序列通过碱基互补配对方式结合。(3)可对母猕猴注射促性腺激素,使其超数排卵,以获得更多的卵子进行受精作用。判断卵细胞受精成功的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。在个体水平上,猕猴表现为生物节律紊乱,说明BMAL1基因敲除成功。(4)体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,故体细胞核移植的难
9、度明显高于胚胎细胞核移植。(5)由于猕猴与人类亲缘关系更近,猕猴生物节律性与人类相近,故在人类生物节律紊乱机理研究方面,猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想。基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴(A组),与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴(B组)比较,A组生物节律紊乱程度一致,提高了科学研究的可靠性和可比性,故A组更适合作为疾病研究模型动物。4.2019浙江嘉兴联考,32(二)回答与动物克隆有关的问题:(1)克隆培养法的基本要求是所建立的克隆必须来源于,以下不属于提高克隆成功率的是(A.添加血清B.持续通入氧气C.使用CO2培养箱D.胰岛素刺激)。(2)克
10、隆绵羊的诞生证明的细胞,还能恢复到类似时期的功能,同时在胚胎和个体发育中具有调控细胞核发育的作用。(3)人鼠杂交细胞通常会丢失人的染色体,因此,(填“能”或“不能”)利用该细胞杂交技术对鼠的基因进行定位。通过杂交瘤技术制备的单抗可以作为与抗原发生反应,用以研究抗原蛋白的结构、细胞学分布及其功能。答案(1)单个细胞B(2)高度分化受精卵细胞质(3)不能特异性探针解析(1)克隆培养法的基本要求是必须来自单个细胞,添加血清、用胰岛素刺激、使用CO2培养箱等都能提高克隆成功率,但持续通入氧气不能提高克隆成功率。(2)克隆羊的诞生证明动物细胞细胞核具有全能性,高度分化的细胞,也能恢复到类似受精卵时期的功能,同时在胚胎和个体发育中细胞质具有调控细胞核发育的作用。(3)人鼠杂交细胞通常会丢失人的染色体,因此无法利用该技术对鼠的基因进行定位。通过杂交瘤技术制备的单抗可以作为特异性探针与抗原发生反应,用以研究抗原蛋白的结构、细胞学分布及其功能。