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

PAGE7-動物體細胞核移植技術和克隆動物(20分鐘·70分) 一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.下列關于體細胞克隆的敘述中,錯誤的是 ()A.供體為體細胞的細胞核B.受體為去核卵母細胞的細胞質(zhì)C.細胞核移植是體細胞克隆的關鍵步驟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,因為供體只供應了核基因,而細胞質(zhì)基因來源于另一個生物,同時表型除受基因限制外,還受外界環(huán)境因素的影響,D錯誤。2.將一只羊的體細胞核移植到另一只羊去核的卵母細胞中,這個卵母細胞經(jīng)過多次分裂,再植入第三只羊的子宮內(nèi)發(fā)育,結果產(chǎn)下了一只羊羔,這種克隆技術具有多種用途,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)秀個體C.用于保存物種D.變更動物的基因型【解析】選D。目前的克隆技術是將動物的一個細胞的細胞核植入一個去核的卵母細胞,經(jīng)過體外培育一段時間后,再移入另一個體的子宮內(nèi)發(fā)育、分娩的技術。通過該技術能夠保持親本的優(yōu)良性狀,保持性別不變,也能夠用于保存物種,但不能變更動物的基因型。3.將一黑色公綿羊的體細胞核移入一白色母綿羊去除細胞核的卵母細胞中,再將此細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胞核基因限制,少數(shù)性狀受細胞質(zhì)基因限制,而這頭“克隆綿羊”的細胞核基因來自供應細胞核的黑色公綿羊,細胞質(zhì)基因來自供應細胞質(zhì)的白色母綿羊,因此其性別與性狀主要與供應細胞核的黑色公綿羊相同。4.綿羊的乳腺細胞是高度分化的細胞,但用乳腺細胞的細胞核與卵母細胞的細胞質(zhì)融合成一個細胞后,這個細胞核仍舊保持著全能性,這主要是因為 ()A.細胞核內(nèi)含有保持物種發(fā)育所須要的全套遺傳物質(zhì)B.卵母細胞的細胞質(zhì)內(nèi)含有物種發(fā)育所須要的全套遺傳物質(zhì)C.卵母細胞細胞質(zhì)為細胞核供應養(yǎng)分物質(zhì)D.細胞核與細胞質(zhì)是相互依存的關系【解析】選A。由于細胞分化,動物細胞的全能性受到限制,但是動物細胞的細胞核內(nèi)含有保持物種發(fā)育所須要的全套遺傳物質(zhì),因此細胞核仍舊具有全能性,仍舊可以發(fā)育成完整的個體,故選A。5.通過體細胞核移植技術培育克隆牛的過程中,未涉及的操作是 ()A.用顯微操作技術處理次級卵母細胞,去除細胞核B.將精子放入相宜的培育液中培育,使其獲能C.用物理或化學方法激活重組細胞,使其完成發(fā)育進程D.選擇合適時期的胚胎進行移植,使其發(fā)育成完整個體【解析】選B。依據(jù)以上分析可知,對于受體卵母細胞須要培育到MⅡ期,然后利用顯微操作技術去除其細胞核,A正確;該技術須要的是供體細胞核和受體卵母細胞,不須要精子的參加,B錯誤;須要用物理或化學方法激活核移植產(chǎn)生的重組細胞,使其完成發(fā)育進程,C正確;選擇合適時期的胚胎進行移植,使其發(fā)育成完整個體,D正確。6.探討人員將猴胚胎細胞(a)中的細胞核取出,移植入一雌猴的去核卵母細胞(b)中,得到重組細胞(c),經(jīng)培育獲得胚胎并移植到另一雌猴(d)體內(nèi)進一步發(fā)育,獲得克隆猴(e),下列敘述正確的是 ()A.e的細胞內(nèi)的全部基因都來自aB.c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中,細胞核起限制作用C.d為胚胎發(fā)育供應遺傳物質(zhì)和其他相宜條件D.e的形成過程中沒經(jīng)過受精作用,其體細胞中無同源染色體【解析】選B。依據(jù)題意可知,e的細胞內(nèi)的細胞核基因來自a,細胞質(zhì)基因來自b,A錯誤;遺傳物質(zhì)主要存在于細胞核,重組細胞c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中,細胞核起限制作用,B正確;d為胚胎發(fā)育供應相宜條件,不供應遺傳物質(zhì),C錯誤;e的細胞核來源于猴胚胎細胞(a),胚胎細胞含有同源染色體,D錯誤。7.下圖為獼猴繁殖的新技術。請問該技術屬于生物技術中的哪種技術手段 ()A.發(fā)酵工程 B.有性生殖C.單克隆抗體制備 D.克隆技術【解析】選D。如圖所示,用人工的方法將體細胞注入去核的卵母細胞培育成早期胚胎,再將胚胎移植到受體動物中,從而孕育出新的個體,這是克隆技術的應用,屬于無性生殖,利用的原理是已經(jīng)分化的動物體細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)代生物工程技術治療遺傳性糖尿病的過程圖解。請據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中①所示的結構名稱是________。

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

(3)過程③通常用去核的卵母細胞作為受體細胞的緣由除了它體積大、易操作、養(yǎng)分物質(zhì)豐富外,還因為它________________。

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

【解析】(1)①是從供體(患者)體細胞分別出的細胞核。(2)③表示核移植技術,④表示轉基因技術。(3)核移植的受體細胞一般是卵母細胞,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),還含有促使細胞核全能性表達的物質(zhì)。(4)圖示培育出的細胞(胰島B細胞)核遺傳物質(zhì)來自患者本人,所以移植后不發(fā)生免疫排斥反應;圖中所示基因治療應用了體外轉基因技術,故所屬類型為體外基因治療。答案:(1)細胞核(2)核移植技術轉基因技術(或基因工程、DNA重組技術、基因拼接技術)(3)含有促使細胞核全能性表達的物質(zhì)(4)不發(fā)生免疫排斥反應體外基因治療9.(18分)現(xiàn)有A和B兩個肉牛品種,A品種牛的細胞組成可表示為A細胞核、A細胞質(zhì);B品種牛則為B細胞核、B細胞質(zhì)。(1)假如要獲得一頭克隆牛,使其細胞由A細胞核和B細胞質(zhì)組成,基本步驟是:從A品種牛體內(nèi)取出體細胞,進行體外培育。然后再從培育細胞中取出____________注入B品種牛的__________卵母細胞,經(jīng)過某種刺激和培育后,可形成胚胎,該胚胎被稱為______________,將該胚胎移入代孕母牛的______中,通過培育可達到目的。

(2)克隆牛的產(chǎn)生說明__________________具有全能性?？寺∨５男誀钪饕憩F(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,雜交牛細胞核的遺傳物質(zhì)來自______個親本,細胞質(zhì)主要來自________________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細胞核和B細胞質(zhì)組成的重組細胞,須要提取A細胞核,然后與去掉B細胞核的B細胞質(zhì)進行重組,得到重組細胞,進一步培育得到重組胚胎,再進行胚胎移植,移植到代孕母牛的子宮里進行培育。(2)克隆動物利用動物細胞細胞核的全能性,得到的新個體的性狀主要由細胞核確定,與供核母牛的性狀基本一樣,雜交牛是由精子和卵細胞融合得到的受精卵發(fā)育來的,細胞核來自兩個親本,由于精子含有很少的細胞質(zhì),受精卵的細胞質(zhì)主要來自卵細胞,所以雜交牛和克隆牛的遺傳物質(zhì)不同。答案:(1)細胞核去核重組胚胎子宮(2)動物體細胞核A兩雌不同【互動探究】(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)分別來自幾個親本?提示:①雜交牛:有性生殖,遺傳物質(zhì)來自兩個親本,分別繼承父本和母本一半的核基因。②克隆牛:無性生殖,遺傳物質(zhì)來自兩個親本,供核親本供應全部的核基因,供應細胞質(zhì)的親本供應質(zhì)基因。(2)已知公牛基因型為AA,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?母牛體細胞作為供體(核)細胞,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)英國國會表決同意允許醫(yī)學界利用3個人的基因共同育子,成為全世界第一個準許“三親育子”的國家?！叭H育子”技術是將父母細胞核基因與一位婦女捐贈者的健康線粒體結合在一起,引入的基因只占嬰兒總基因的0.1%。這項技術旨在防止因線粒體基因缺陷引起的嚴峻遺傳疾病。下列相關描述正確的是 ()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”肯定會用到人工授精技術、胚胎移植技術等C.通過“三親育子”技術得到的“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“三親育子”技術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,是由母親的卵細胞傳給子代的,表現(xiàn)為母親患病子女都患病,A項錯誤;“三親育子”技術主要利用的是胚胎工程技術,目前在生產(chǎn)實踐中應用較多的是體外受精、早期胚胎培育、胚胎移植,B項錯誤;通過“三親育子”技術得到的“三親嬰兒”假如是個女孩,其健康線粒體基因可以通過卵細胞傳給其后代,假如是個男孩,其健康線粒體基因一般不能通過精子傳給子代,C項正確;精子的線粒體都集中在尾部,且受精時只有精子的頭部進入卵細胞,故男子的線粒體基因一般不能通過精子傳給子代,若父親患有線粒體基因缺陷病,母親正常,子代一般不會患病,D項錯誤。2.(6分)(不定項)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。如圖表示治療性克隆的過程,下列有關敘述正確的是 ()A.上述過程利用了動物細胞核移植、動物細胞融合等技術B.上述過程充分說明動物細胞具有全能性C.①過程的完成離不開胚胎干細胞的增殖和分化潛能D.①、②過程都發(fā)生DNA復制和蛋白質(zhì)合成【解析】選C、D。圖中治療性克隆的過程利用了核移植、動物細胞培育、胚胎培育等技術,沒有動物細胞融合技術,A錯誤;上述過程僅獲得了臟器組織細胞、神經(jīng)細胞等,沒有得到完整個體或其他各種細胞,因而沒有體現(xiàn)動物細胞的全能性,B錯誤;①過程依靠于胚胎干細胞的增殖使細胞數(shù)量增多,依靠于細胞分化得到臟器組織干細胞和神經(jīng)組織干細胞,C正確;①、②過程都有細胞增殖,間期發(fā)生DNA復制和蛋白質(zhì)合成,D正確。【試驗·探究】3.(18分)回答下列問題。(1)用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半,有核的一半能分裂,無核的一半不能分裂。當有核的一半分裂到16～32個細胞時,科學家將其中一個細胞的細胞核擠到無核的一半,結果發(fā)覺這一半也起先分裂,并且像有核的那一半一樣,最終發(fā)育成正常的胚胎?？茖W家通過這個試驗證明白__________________________________________,從而為核移植技術的發(fā)展奠定了理論基礎。

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

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

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

【解析】(1)用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半,有核的一半能分裂,無核的一半不能分裂。當有核的一半分裂到16～32個細胞時,科學家將其中一個細胞的細胞核擠到無核的一半,結果發(fā)覺這一半也起先分裂,并且像有核的那一半一樣,最終發(fā)育成正常的胚胎?？茖W家通過這個試驗證明白早期胚胎細胞的細胞核具有全能性,從而為核移植技術的發(fā)展奠定了理論基礎。(2)進行體細胞核移植前,從具有優(yōu)良性狀的動物體中取體細胞進行培育,培育條件除養(yǎng)分、溫度和pH相宜外,還應保證無菌、無毒、相宜氣體環(huán)境。(3)核移植前還需對受體卵母細胞進