1、动物体细胞核移植技术和克隆动物 (20分钟70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.下列关于体细胞克隆的叙述中,错误的是()A.供体为体细胞的细胞核B.受体为去核卵母细胞的细胞质C.细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤D.克隆出的后代与供体的遗传物质和表型完全一致【解析】选D。克隆出的后代与供体的遗传物质和表型不完全一致,因为供体只提供了核基因,而细胞质基因来源于另一个生物,同时表型除受基因控制外,还受外界环境因素的影响,D错误。2.将一只羊的体细胞核移植到另一只羊去核的卵母细胞中,这个卵母细胞经过多次分裂,再植入第三只羊的子宫内发育,结果产下了一只羊羔,这种克隆技术具有多种用途,但
2、是不能()A.有选择地繁殖某一性别的家畜B.繁殖家畜中的优秀个体C.用于保存物种D.改变动物的基因型【解析】选D。目前的克隆技术是将动物的一个细胞的细胞核植入一个去核的卵母细胞,经过体外培养一段时间后,再移入另一个体的子宫内发育、分娩的技术。通过该技术能够保持亲本的优良性状,保持性别不变,也能够用于保存物种,但不能改变动物的基因型。3.将一黑色公绵羊的体细胞核移入一白色母绵羊去除细胞核的卵母细胞中,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【解析】选A。生物的性状主要受细胞核基因控制,少
3、数性状受细胞质基因控制,而这头“克隆绵羊”的细胞核基因来自提供细胞核的黑色公绵羊,细胞质基因来自提供细胞质的白色母绵羊,因此其性别与性状主要与提供细胞核的黑色公绵羊相同。4.绵羊的乳腺细胞是高度分化的细胞,但用乳腺细胞的细胞核与卵母细胞的细胞质融合成一个细胞后,这个细胞核仍然保持着全能性,这主要是因为()A.细胞核内含有保持物种发育所需要的全套遗传物质B.卵母细胞的细胞质内含有物种发育所需要的全套遗传物质C.卵母细胞细胞质为细胞核提供营养物质D.细胞核与细胞质是相互依存的关系【解析】选A。由于细胞分化,动物细胞的全能性受到限制,但是动物细胞的细胞核内含有保持物种发育所需要的全套遗传物质,因此细
4、胞核仍然具有全能性,仍然可以发育成完整的个体,故选A。5.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【解析】选B。根据以上分析可知,对于受体卵母细胞需要培养到M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
5、确。6.研究人员将猴胚胎细胞(a)中的细胞核取出,移植入一雌猴的去核卵母细胞(b)中,得到重组细胞(c),经培养获得胚胎并移植到另一雌猴(d)体内进一步发育,获得克隆猴(e),下列叙述正确的是()A.e的细胞内的全部基因都来自aB.c经一系列增殖和分化形成e的过程中,细胞核起控制作用C.d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件D.e的形成过程中没经过受精作用,其体细胞中无同源染色体【解析】选B。根据题意可知,e的细胞内的细胞核基因来自a,细胞质基因来自b,A错误;遗传物质主要存在于细胞核,重组细胞c经一系列增殖和分化形成e的过程中,细胞核起控制作用,B正确;d为胚胎发育提供适宜条件,不提供遗传物
6、质,C错误;e的细胞核来源于猴胚胎细胞(a),胚胎细胞含有同源染色体,D错误。7.下图为猕猴繁殖的新技术。请问该技术属于生物技术中的哪种技术手段() A.发酵工程B.有性生殖C.单克隆抗体制备D.克隆技术【解析】选D。如图所示,用人工的方法将体细胞注入去核的卵母细胞培养成早期胚胎,再将胚胎移植到受体动物中,从而孕育出新的个体,这是克隆技术的应用,属于无性生殖,利用的原理是已经分化的动物体细胞核依然具有全能性。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(17分)如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题。 (1)图中所示的结构名称是_。(2)图中所示的生物技术名称分别是
7、_、_。(3)过程通常用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,还因为它_。(4)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是_,该种基因治疗所属类型为_。【解析】(1)是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核。(2)表示核移植技术,表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞,原因是它体积大、易操作,含有供胚胎发育的营养物质,还含有促使细胞核全能性表达的物质。(4)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核遗传物质来自患者本人,所以移植后不发生免疫排斥反应;图中所示基因治疗应用了体外转基因技术,故所属类型为体外基因治疗。答案:(1)细胞核(2)核移植技术转基因技术(或基
8、因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)(3)含有促使细胞核全能性表达的物质(4)不发生免疫排斥反应体外基因治疗9.(18分)现有A和B两个肉牛品种,A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质;B品种牛则为B细胞核、B细胞质。(1)如果要获得一头克隆牛,使其细胞由A细胞核和B细胞质组成,基本步骤是:从A品种牛体内取出体细胞,进行体外培养。然后再从培养细胞中取出_注入B品种牛的_卵母细胞,经过某种刺激和培养后,可形成胚胎,该胚胎被称为_,将该胚胎移入代孕母牛的_中,通过培育可达到目的。(2)克隆牛的产生说明_具有全能性。克隆牛的性状主要表现_品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比,
9、杂交牛细胞核的遗传物质来自_个亲本,细胞质主要来自_性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成_(填“相同”或“不同”)。【解析】(1)依据题意可知要获得由A细胞核和B细胞质组成的重组细胞,需要提取A细胞核,然后与去掉B细胞核的B细胞质进行重组,得到重组细胞,进一步培养得到重组胚胎,再进行胚胎移植,移植到代孕母牛的子宫里进行培育。(2)克隆动物利用动物细胞细胞核的全能性,得到的新个体的性状主要由细胞核决定,与供核母牛的性状基本一致,杂交牛是由精子和卵细胞融合得到的受精卵发育来的,细胞核来自两个亲本,由于精子含有很少的细胞质,受精卵的细胞质主要来自卵细胞,所以杂交牛和克隆牛的遗传物质不同。 答案:(1
10、)细胞核去核重组胚胎子宫(2)动物体细胞核A两雌不同【互动探究】(1)上题中的杂交牛和克隆牛的生殖方式分别是什么?它们的遗传物质分别来自几个亲本?提示:杂交牛:有性生殖,遗传物质来自两个亲本,分别继承父本和母本一半的核基因。克隆牛:无性生殖,遗传物质来自两个亲本,供核亲本提供全部的核基因,提供细胞质的亲本提供质基因。(2)已知公牛基因型为AA,母牛基因型为Aa,则二者杂交后代(即杂交牛)基因型和性别分别是什么?母牛体细胞作为供体(核)细胞,则克隆牛的基因型和性别又分别是什么?提示:杂交牛:AA或Aa,公牛或母牛;克隆牛:Aa,母牛。 (10分钟30分)1.(6分)英国国会表决同意允许医学界利用
11、3个人的基因共同育子,成为全世界第一个准许“三亲育子”的国家。“三亲育子”技术是将父母细胞核基因与一位妇女捐赠者的健康线粒体结合在一起,引入的基因只占婴儿总基因的0.1%。这项技术旨在防止因线粒体基因缺陷引起的严重遗传疾病。下列相关描述正确的是()A.线粒体基因缺陷引起的遗传病是母系遗传病,传女不传男B.“三亲育子”一定会用到人工授精技术、胚胎移植技术等C.通过“三亲育子”技术得到的“三亲婴儿”的健康线粒体基因不一定能传给其后代D.若父亲患有线粒体基因缺陷病,需要通过“三亲育子”技术避免将有缺陷的基因传给下一代【解析】选C。线粒体基因缺陷引起的遗传病是母系遗传病,是由母亲的卵细胞传给子代的,表
12、现为母亲患病子女都患病,A项错误;“三亲育子”技术主要利用的是胚胎工程技术,目前在生产实践中应用较多的是体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,B项错误;通过“三亲育子”技术得到的“三亲婴儿”如果是个女孩,其健康线粒体基因可以通过卵细胞传给其后代,如果是个男孩,其健康线粒体基因一般不能通过精子传给子代,C项正确;精子的线粒体都集中在尾部,且受精时只有精子的头部进入卵细胞,故男子的线粒体基因一般不能通过精子传给子代,若父亲患有线粒体基因缺陷病,母亲正常,子代一般不会患病,D项错误。2.(6分)(不定项)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异反应。如图表示治疗性克隆的过程,下列有关叙述
13、正确的是() A.上述过程利用了动物细胞核移植、动物细胞融合等技术B.上述过程充分说明动物细胞具有全能性C.过程的完成离不开胚胎干细胞的增殖和分化潜能D.、过程都发生DNA复制和蛋白质合成【解析】选C、D。图中治疗性克隆的过程利用了核移植、动物细胞培养、胚胎培养等技术,没有动物细胞融合技术,A错误;上述过程仅获得了脏器组织细胞、神经细胞等,没有得到完整个体或其他各种细胞,因而没有体现动物细胞的全能性,B错误;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;、过程都有细胞增殖,间期发生DNA复制和蛋白质合成,D正确。【实验探究】3.(18分)回
14、答下列问题。(1)用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,有核的一半能分裂,无核的一半不能分裂。当有核的一半分裂到1632个细胞时,科学家将其中一个细胞的细胞核挤到无核的一半,结果发现这一半也开始分裂,并且像有核的那一半一样,最终发育成正常的胚胎。科学家通过这个实验证明了_,从而为核移植技术的发展奠定了理论基础。(2)进行体细胞核移植前,从具有优良性状的动物体中取体细胞进行培养,培养条件除营养、温度和pH适宜外,还应保证_(答出3点)。(3)核移植前还需对受体卵母细胞进行去核操作,其目的是_。(4)体细胞的细胞核必须被移植到去核卵母细胞后才能表现出全能性,原因主要是_。根据这一启示,请提出
15、一种恢复体细胞分裂分化能力的新思路:_。【解析】(1)用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,有核的一半能分裂,无核的一半不能分裂。当有核的一半分裂到1632个细胞时,科学家将其中一个细胞的细胞核挤到无核的一半,结果发现这一半也开始分裂,并且像有核的那一半一样,最终发育成正常的胚胎。科学家通过这个实验证明了早期胚胎细胞的细胞核具有全能性,从而为核移植技术的发展奠定了理论基础。(2)进行体细胞核移植前,从具有优良性状的动物体中取体细胞进行培养,培养条件除营养、温度和pH适宜外,还应保证无菌、无毒、适宜气体环境。(3)核移植前还需对受体卵母细胞进行去核操作,其目的是保证核移植的胚胎或动物的遗传物质主要来自供体。(4)由于卵母细胞的细胞质含有促进细胞核全能性表达的物质,体细胞的细胞核必须被移植到去核卵母细胞后才能表现出全能性。根据这一启示,可从卵母细胞中分离出促进细胞核全能性表达的物质,将其导入细胞中,从而恢复体细胞分裂分化能力。答案:(1)早期胚胎细胞的细胞核具有全能性(2)无菌、无毒、适宜气体环境(3)保证核移植的胚胎或动物的遗传物质主要来自供体(4)卵母细胞的细胞质含有促进细胞核全能性表达的物质从卵母细胞中分离出促进细胞核全能性表达的物质,将其导入细胞中
