2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程2.3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克爐物作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE7-動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物(20分鐘·70分) 一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.下列關(guān)于體細(xì)胞克隆的敘述中,錯(cuò)誤的是 ()A.供體為體細(xì)胞的細(xì)胞核B.受體為去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)C.細(xì)胞核移植是體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵步驟D.克隆出的后代與供體的遺傳物質(zhì)和表型完全一樣【解析】選D?？寺〕龅暮蟠c供體的遺傳物質(zhì)和表型不完全一樣,因?yàn)楣w只供應(yīng)了核基因,而細(xì)胞質(zhì)基因來(lái)源于另一個(gè)生物,同時(shí)表型除受基因限制外,還受外界環(huán)境因素的影響,D錯(cuò)誤。2.將一只羊的體細(xì)胞核移植到另一只羊去核的卵母細(xì)胞中,這個(gè)卵母細(xì)胞經(jīng)過(guò)多次分裂,再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育,結(jié)果產(chǎn)下了一只羊羔,這種克隆技術(shù)具有多種用途,但是不能 ()A.有選擇地繁殖某一性別的家畜B.繁殖家畜中的優(yōu)秀個(gè)體C.用于保存物種D.變更動(dòng)物的基因型【解析】選D。目前的克隆技術(shù)是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核植入一個(gè)去核的卵母細(xì)胞,經(jīng)過(guò)體外培育一段時(shí)間后,再移入另一個(gè)體的子宮內(nèi)發(fā)育、分娩的技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)能夠保持親本的優(yōu)良性狀,保持性別不變,也能夠用于保存物種,但不能變更動(dòng)物的基因型。3.將一黑色公綿羊的體細(xì)胞核移入一白色母綿羊去除細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中,再將此細(xì)胞植入一黑色母綿羊的子宮內(nèi)發(fā)育,生出的小綿羊即是“克隆綿羊”。那么此“克隆綿羊”為 ()A.黑色公綿羊 B.黑色母綿羊C.白色公綿羊 D.白色母綿羊【解析】選A。生物的性狀主要受細(xì)胞核基因限制,少數(shù)性狀受細(xì)胞質(zhì)基因限制,而這頭“克隆綿羊”的細(xì)胞核基因來(lái)自供應(yīng)細(xì)胞核的黑色公綿羊,細(xì)胞質(zhì)基因來(lái)自供應(yīng)細(xì)胞質(zhì)的白色母綿羊,因此其性別與性狀主要與供應(yīng)細(xì)胞核的黑色公綿羊相同。4.綿羊的乳腺細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞,但用乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核與卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)融合成一個(gè)細(xì)胞后,這個(gè)細(xì)胞核仍舊保持著全能性,這主要是因?yàn)?()A.細(xì)胞核內(nèi)含有保持物種發(fā)育所須要的全套遺傳物質(zhì)B.卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有物種發(fā)育所須要的全套遺傳物質(zhì)C.卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)為細(xì)胞核供應(yīng)養(yǎng)分物質(zhì)D.細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)是相互依存的關(guān)系【解析】選A。由于細(xì)胞分化,動(dòng)物細(xì)胞的全能性受到限制,但是動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)含有保持物種發(fā)育所須要的全套遺傳物質(zhì),因此細(xì)胞核仍舊具有全能性,仍舊可以發(fā)育成完整的個(gè)體,故選A。5.通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)培育克隆牛的過(guò)程中,未涉及的操作是 ()A.用顯微操作技術(shù)處理次級(jí)卵母細(xì)胞,去除細(xì)胞核B.將精子放入相宜的培育液中培育,使其獲能C.用物理或化學(xué)方法激活重組細(xì)胞,使其完成發(fā)育進(jìn)程D.選擇合適時(shí)期的胚胎進(jìn)行移植,使其發(fā)育成完整個(gè)體【解析】選B。依據(jù)以上分析可知,對(duì)于受體卵母細(xì)胞須要培育到MⅡ期,然后利用顯微操作技術(shù)去除其細(xì)胞核,A正確;該技術(shù)須要的是供體細(xì)胞核和受體卵母細(xì)胞,不須要精子的參加,B錯(cuò)誤;須要用物理或化學(xué)方法激活核移植產(chǎn)生的重組細(xì)胞,使其完成發(fā)育進(jìn)程,C正確;選擇合適時(shí)期的胚胎進(jìn)行移植,使其發(fā)育成完整個(gè)體,D正確。6.探討人員將猴胚胎細(xì)胞(a)中的細(xì)胞核取出,移植入一雌猴的去核卵母細(xì)胞(b)中,得到重組細(xì)胞(c),經(jīng)培育獲得胚胎并移植到另一雌猴(d)體內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育,獲得克隆猴(e),下列敘述正確的是 ()A.e的細(xì)胞內(nèi)的全部基因都來(lái)自aB.c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過(guò)程中,細(xì)胞核起限制作用C.d為胚胎發(fā)育供應(yīng)遺傳物質(zhì)和其他相宜條件D.e的形成過(guò)程中沒(méi)經(jīng)過(guò)受精作用,其體細(xì)胞中無(wú)同源染色體【解析】選B。依據(jù)題意可知,e的細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞核基因來(lái)自a,細(xì)胞質(zhì)基因來(lái)自b,A錯(cuò)誤;遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核,重組細(xì)胞c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過(guò)程中,細(xì)胞核起限制作用,B正確;d為胚胎發(fā)育供應(yīng)相宜條件,不供應(yīng)遺傳物質(zhì),C錯(cuò)誤;e的細(xì)胞核來(lái)源于猴胚胎細(xì)胞(a),胚胎細(xì)胞含有同源染色體,D錯(cuò)誤。7.下圖為獼猴繁殖的新技術(shù)。請(qǐng)問(wèn)該技術(shù)屬于生物技術(shù)中的哪種技術(shù)手段 ()A.發(fā)酵工程 B.有性生殖C.單克隆抗體制備 D.克隆技術(shù)【解析】選D。如圖所示,用人工的方法將體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞培育成早期胚胎,再將胚胎移植到受體動(dòng)物中,從而孕育出新的個(gè)體,這是克隆技術(shù)的應(yīng)用,屬于無(wú)性生殖,利用的原理是已經(jīng)分化的動(dòng)物體細(xì)胞核依舊具有全能性。二、非選擇題(共2小題,共35分)8.(17分)如圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病的過(guò)程圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)圖中①所示的結(jié)構(gòu)名稱是________。

(2)圖中③④所示的生物技術(shù)名稱分別是____________、____________。

(3)過(guò)程③通常用去核的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的緣由除了它體積大、易操作、養(yǎng)分物質(zhì)豐富外,還因?yàn)樗黖_______________。

(4)圖示方法與一般的異體核移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是________,該種基因治療所屬類型為____________。

【解析】(1)①是從供體(患者)體細(xì)胞分別出的細(xì)胞核。(2)③表示核移植技術(shù),④表示轉(zhuǎn)基因技術(shù)。(3)核移植的受體細(xì)胞一般是卵母細(xì)胞,緣由是它體積大、易操作,含有供胚胎發(fā)育的養(yǎng)分物質(zhì),還含有促使細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(4)圖示培育出的細(xì)胞(胰島B細(xì)胞)核遺傳物質(zhì)來(lái)自患者本人,所以移植后不發(fā)生免疫排斥反應(yīng);圖中所示基因治療應(yīng)用了體外轉(zhuǎn)基因技術(shù),故所屬類型為體外基因治療。答案:(1)細(xì)胞核(2)核移植技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或基因工程、DNA重組技術(shù)、基因拼接技術(shù))(3)含有促使細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)(4)不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)體外基因治療9.(18分)現(xiàn)有A和B兩個(gè)肉牛品種,A品種牛的細(xì)胞組成可表示為A細(xì)胞核、A細(xì)胞質(zhì);B品種牛則為B細(xì)胞核、B細(xì)胞質(zhì)。(1)假如要獲得一頭克隆牛,使其細(xì)胞由A細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成,基本步驟是:從A品種牛體內(nèi)取出體細(xì)胞,進(jìn)行體外培育。然后再?gòu)呐嘤?xì)胞中取出____________注入B品種牛的__________卵母細(xì)胞,經(jīng)過(guò)某種刺激和培育后,可形成胚胎,該胚胎被稱為______________,將該胚胎移入代孕母牛的______中,通過(guò)培育可達(dá)到目的。

(2)克隆牛的產(chǎn)生說(shuō)明__________________具有全能性。克隆牛的性狀主要表現(xiàn)______________品種牛的特征。由A、B兩品種雜交得到的牛與克隆牛相比,雜交牛細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來(lái)自______個(gè)親本,細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自________________性親本,克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成________(填“相同”或“不同”)。

【解析】(1)依據(jù)題意可知要獲得由A細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成的重組細(xì)胞,須要提取A細(xì)胞核,然后與去掉B細(xì)胞核的B細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行重組,得到重組細(xì)胞,進(jìn)一步培育得到重組胚胎,再進(jìn)行胚胎移植,移植到代孕母牛的子宮里進(jìn)行培育。(2)克隆動(dòng)物利用動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞核的全能性,得到的新個(gè)體的性狀主要由細(xì)胞核確定,與供核母牛的性狀基本一樣,雜交牛是由精子和卵細(xì)胞融合得到的受精卵發(fā)育來(lái)的,細(xì)胞核來(lái)自兩個(gè)親本,由于精子含有很少的細(xì)胞質(zhì),受精卵的細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自卵細(xì)胞,所以雜交牛和克隆牛的遺傳物質(zhì)不同。答案:(1)細(xì)胞核去核重組胚胎子宮(2)動(dòng)物體細(xì)胞核A兩雌不同【互動(dòng)探究】(1)上題中的雜交牛和克隆牛的生殖方式分別是什么?它們的遺傳物質(zhì)分別來(lái)自幾個(gè)親本?提示:①雜交牛:有性生殖,遺傳物質(zhì)來(lái)自兩個(gè)親本,分別繼承父本和母本一半的核基因。②克隆牛:無(wú)性生殖,遺傳物質(zhì)來(lái)自兩個(gè)親本,供核親本供應(yīng)全部的核基因,供應(yīng)細(xì)胞質(zhì)的親本供應(yīng)質(zhì)基因。(2)已知公?；蛐蜑锳A,母?；蛐蜑锳a,則二者雜交后代(即雜交牛)基因型和性別分別是什么?母牛體細(xì)胞作為供體(核)細(xì)胞,則克隆牛的基因型和性別又分別是什么?提示:①雜交牛:AA或Aa,公?；蚰概?②克隆牛:Aa,母牛。(10分鐘·30分)1.(6分)英國(guó)國(guó)會(huì)表決同意允許醫(yī)學(xué)界利用3個(gè)人的基因共同育子,成為全世界第一個(gè)準(zhǔn)許“三親育子”的國(guó)家。“三親育子”技術(shù)是將父母細(xì)胞核基因與一位婦女捐贈(zèng)者的健康線粒體結(jié)合在一起,引入的基因只占嬰兒總基因的0.1%。這項(xiàng)技術(shù)旨在防止因線粒體基因缺陷引起的嚴(yán)峻遺傳疾病。下列相關(guān)描述正確的是 ()A.線粒體基因缺陷引起的遺傳病是母系遺傳病,傳女不傳男B.“三親育子”肯定會(huì)用到人工授精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等C.通過(guò)“三親育子”技術(shù)得到的“三親嬰兒”的健康線粒體基因不肯定能傳給其后代D.若父親患有線粒體基因缺陷病,須要通過(guò)“三親育子”技術(shù)避開將有缺陷的基因傳給下一代【解析】選C。線粒體基因缺陷引起的遺傳病是母系遺傳病,是由母親的卵細(xì)胞傳給子代的,表現(xiàn)為母親患病子女都患病,A項(xiàng)錯(cuò)誤;“三親育子”技術(shù)主要利用的是胚胎工程技術(shù),目前在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較多的是體外受精、早期胚胎培育、胚胎移植,B項(xiàng)錯(cuò)誤;通過(guò)“三親育子”技術(shù)得到的“三親嬰兒”假如是個(gè)女孩,其健康線粒體基因可以通過(guò)卵細(xì)胞傳給其后代,假如是個(gè)男孩,其健康線粒體基因一般不能通過(guò)精子傳給子代,C項(xiàng)正確;精子的線粒體都集中在尾部,且受精時(shí)只有精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞,故男子的線粒體基因一般不能通過(guò)精子傳給子代,若父親患有線粒體基因缺陷病,母親正常,子代一般不會(huì)患病,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(6分)(不定項(xiàng))治療性克隆有望最終解決供體器官的短缺和器官移植出現(xiàn)的排異反應(yīng)。如圖表示治療性克隆的過(guò)程,下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.上述過(guò)程利用了動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合等技術(shù)B.上述過(guò)程充分說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞具有全能性C.①過(guò)程的完成離不開胚胎干細(xì)胞的增殖和分化潛能D.①、②過(guò)程都發(fā)生DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成【解析】選C、D。圖中治療性克隆的過(guò)程利用了核移植、動(dòng)物細(xì)胞培育、胚胎培育等技術(shù),沒(méi)有動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù),A錯(cuò)誤;上述過(guò)程僅獲得了臟器組織細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等,沒(méi)有得到完整個(gè)體或其他各種細(xì)胞,因而沒(méi)有體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的全能性,B錯(cuò)誤;①過(guò)程依靠于胚胎干細(xì)胞的增殖使細(xì)胞數(shù)量增多,依靠于細(xì)胞分化得到臟器組織干細(xì)胞和神經(jīng)組織干細(xì)胞,C正確;①、②過(guò)程都有細(xì)胞增殖,間期發(fā)生DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成,D正確?！驹囼?yàn)·探究】3.(18分)回答下列問(wèn)題。(1)用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無(wú)核的兩半,有核的一半能分裂,無(wú)核的一半不能分裂。當(dāng)有核的一半分裂到16～32個(gè)細(xì)胞時(shí),科學(xué)家將其中一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核擠到無(wú)核的一半,結(jié)果發(fā)覺(jué)這一半也起先分裂,并且像有核的那一半一樣,最終發(fā)育成正常的胚胎?？茖W(xué)家通過(guò)這個(gè)試驗(yàn)證明白__________________________________________,從而為核移植技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

(2)進(jìn)行體細(xì)胞核移植前,從具有優(yōu)良性狀的動(dòng)物體中取體細(xì)胞進(jìn)行培育,培育條件除養(yǎng)分、溫度和pH相宜外,還應(yīng)保證___________________________________________________________________________________(答出3點(diǎn))。

(3)核移植前還需對(duì)受體卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作,其目的是______________________________________________________。

(4)體細(xì)胞的細(xì)胞核必需被移植到去核卵母細(xì)胞后才能表現(xiàn)出全能性,緣由主要是____________________。依據(jù)這一啟示,請(qǐng)?zhí)岢鲆环N復(fù)原體細(xì)胞分裂分化實(shí)力的新思路:____________________________。

【解析】(1)用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無(wú)核的兩半,有核的一半能分裂,無(wú)核的一半不能分裂。當(dāng)有核的一半分裂到16～32個(gè)細(xì)胞時(shí),科學(xué)家將其中一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核擠到無(wú)核的一半,結(jié)果發(fā)覺(jué)這一半也起先分裂,并且像有核的那一半一樣,最終發(fā)育成正常的胚胎?？茖W(xué)家通過(guò)這個(gè)試驗(yàn)證明白早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性,從而為核移植技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。(2)進(jìn)行體細(xì)胞核移植前,從具有優(yōu)良性狀的動(dòng)物體中取體細(xì)胞進(jìn)行培育,培育條件除養(yǎng)分、溫度和pH相宜外,還應(yīng)保證無(wú)菌、無(wú)毒、相宜氣體環(huán)境。(3)核移植前還需對(duì)受體卵母細(xì)胞進(jìn)