专题25 细胞工程应用篇【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!1.(2020山东青岛实验高级中学一轮摸底,20)(不定项选择)“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴,它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正确的是( )A.图示过程中利用的技术有核移植和干细胞移植技术等B.这两只克隆猕猴不是由同一受精卵发育而来的C.A猴体细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件D.利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要小些答案 CD 2.(2020山东青岛一模,14分)中国科学院动物研究所首席科学家、动物克隆与受精生物学学科带头人陈大元,曾主持科研攻关项目——“攀登”,进行大熊猫的异种克隆。他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞中,并使其成功发育成囊胚,标志着异种核质相容的问题得到解决,异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”;然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母体”。如图是该研究的理论流程图。下列说法正确的是( )A.步骤甲、乙分别是指大熊猫体细胞核移植、胚胎收集B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.该过程说明动物细胞具有全能性D.步骤甲和步骤乙中的供体和受体需要进行同期发情处理答案 B [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.(2020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,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,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。
