專(zhuān)題25　細(xì)胞工程應(yīng)用篇【應(yīng)用集訓(xùn)】應(yīng)用　世界首例體細(xì)胞克隆猴——萌萌噠“中中”和“華華”在中國(guó)誕生啦!1.(2020山東青島實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)一輪摸底,20)(不定項(xiàng)選擇)“中中”和“華華”是兩只在我國(guó)出生的克隆獼猴,它們也是國(guó)際上首例利用體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得的非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。如圖表示培育“中中”和“華華”的流程。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.圖示過(guò)程中利用的技術(shù)有核移植和干細(xì)胞移植技術(shù)等B.這兩只克隆獼猴不是由同一受精卵發(fā)育而來(lái)的C.A猴體細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程需要無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)等條件D.利用A猴的胚胎干細(xì)胞核移植獲得克隆獼猴的難度要小些答案　CD　2.(2020山東青島一模,14分)中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所首席科學(xué)家、動(dòng)物克隆與受精生物學(xué)學(xué)科帶頭人陳大元,曾主持科研攻關(guān)項(xiàng)目——“攀登”,進(jìn)行大熊貓的異種克隆。他們將大熊貓的體細(xì)胞核放入兔子的去核卵母細(xì)胞中,并使其成功發(fā)育成囊胚,標(biāo)志著異種核質(zhì)相容的問(wèn)題得到解決,異種克隆大熊貓邁過(guò)了第一道“坎”;然后至關(guān)重要的是選擇一種合適的“代孕母體”。如圖是該研究的理論流程圖。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.步驟甲、乙分別是指大熊貓?bào)w細(xì)胞核移植、胚胎收集B.誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞C.該過(guò)程說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞具有全能性D.步驟甲和步驟乙中的供體和受體需要進(jìn)行同期發(fā)情處理答案　B　[教師專(zhuān)用題組]【應(yīng)用集訓(xùn)】應(yīng)用　世界首例體細(xì)胞克隆猴——萌萌噠“中中”和“華華”在中國(guó)誕生啦!1.(2020浙江金華十校一模,16)下列關(guān)于綿羊“多莉”克隆過(guò)程的敘述,正確的是(　　)A.產(chǎn)生的“多莉”羊與提供細(xì)胞核的芬蘭母羊性狀完全相同B.將代孕母羊經(jīng)同期發(fā)情并配種處理,可降低胚胎移植過(guò)程中的排斥反應(yīng) C.營(yíng)養(yǎng)限制性培養(yǎng)有利于細(xì)胞融合后基因表達(dá)的分子開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)D.2細(xì)胞胚時(shí),原乳腺細(xì)胞的調(diào)節(jié)蛋白全部被卵細(xì)胞中的蛋白因子替換答案　C　產(chǎn)生的“多莉”羊與提供細(xì)胞核的芬蘭母羊性狀基本一致,但細(xì)胞質(zhì)基因控制的性狀會(huì)有差異,A錯(cuò)誤;代孕母羊不能配種處理,B錯(cuò)誤;營(yíng)養(yǎng)限制性培養(yǎng)有利于細(xì)胞融合后基因表達(dá)的分子開(kāi)關(guān)的啟動(dòng),C正確;2細(xì)胞胚時(shí)意味著只進(jìn)行了一次分裂,原乳腺細(xì)胞的調(diào)節(jié)蛋白并沒(méi)有全部被卵細(xì)胞中的蛋白因子替換,D錯(cuò)誤。2.(2019北京海淀期中,26)中國(guó)科學(xué)家應(yīng)用體細(xì)胞核移植方法培育了克隆猴“中中”和“華華”。下列有關(guān)“中中”和“華華”的敘述,不正確的是(　　)A.與核供體相比,它們體細(xì)胞的染色體數(shù)目不變B.用體細(xì)胞核移植的技術(shù)難度大于胚胎細(xì)胞核移植C.并未對(duì)細(xì)胞核供體猴進(jìn)行完全的復(fù)制D.早期胚胎的培養(yǎng)液中含維生素和激素等能源物質(zhì)答案　D　維生素和激素不是能源物質(zhì),D選項(xiàng)錯(cuò)誤;染色體是核基因的載體,所以克隆猴與核供體相比,它們體細(xì)胞的染色體數(shù)目不變,但沒(méi)有得到核供體猴的細(xì)胞質(zhì)基因,并未對(duì)細(xì)胞核供體猴進(jìn)行完全的復(fù)制,A、C選項(xiàng)正確;由于體細(xì)胞分化程度高,不容易恢復(fù)其細(xì)胞核的全能性,因此利用體細(xì)胞進(jìn)行核移植技術(shù)的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,B選項(xiàng)正確。3.(2020山東威海一模)(10分)2019年1月24日,《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表了上海科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)重要成果,即先通過(guò)基因編輯技術(shù)切除獼猴受精卵中的生物節(jié)律核心基因BMAL1,再利用體細(xì)胞克隆技術(shù),獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,這是國(guó)際上首次成功構(gòu)建出的一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂的獼猴模型,同時(shí)也是世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”誕生后,體細(xì)胞克隆猴技術(shù)的首次應(yīng)用?；蚓庉嫾夹g(shù)是上述研究中的核心技術(shù),該技術(shù)中的基因編輯工具是經(jīng)改造的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。該系統(tǒng)由向?qū)NA和Cas9蛋白組成,由向?qū)NA引導(dǎo)Cas9蛋白在特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割來(lái)完成基因的編輯過(guò)程,其工作原理如圖所示。(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌體內(nèi),推測(cè)該系統(tǒng)在細(xì)菌體內(nèi)的作用是　。?(2)由于Cas9蛋白沒(méi)有特異性,用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1時(shí),向?qū)NA的識(shí)別序列應(yīng)具有的特點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)為了獲得更多的受精卵,可對(duì)母獼猴注射　　　　激素,使其超數(shù)排卵,判斷卵細(xì)胞受精成功的重要標(biāo)志是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在個(gè)體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是　　　　　　　　　　　　　。?(4)該團(tuán)隊(duì)利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細(xì)胞克隆出5只后代的實(shí)驗(yàn)中,體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(5)在人類(lèi)生物節(jié)律紊亂機(jī)理研究方面,獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動(dòng)物更加理想,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。基因編輯后通過(guò)體細(xì)胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(A組),與僅通過(guò)基因編輯受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(B組)比較,　　　　　　　　(填“A組”或“B組”)更適合作為疾病研究模型動(dòng)物,理由是　?　。?答案　(除注明外,每空1分)(1)切割外源DNA,保護(hù)自身　(2)能與BMAL1特定序列通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)方式結(jié)合　(3)促性腺　在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體　獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂　(4)體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難　(5)獼猴與人類(lèi)親緣關(guān)系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類(lèi)相近　A組　A 組生物節(jié)律紊亂程度一致,提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性[或B組可能存在遺傳背景(基因編輯成功率)差異,降低科學(xué)研究的可靠性和可比性](從遺傳背景的一致性角度考慮的其他合理表述也可)(2分)解析　(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌體內(nèi),推測(cè)該系統(tǒng)在細(xì)菌體內(nèi)的作用是切割外源DNA,保護(hù)自身。(2)由于Cas9蛋白沒(méi)有特異性,用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1時(shí),向?qū)NA的識(shí)別序列應(yīng)能與BMAL1特定序列通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)方式結(jié)合。(3)可對(duì)母獼猴注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵,以獲得更多的卵子進(jìn)行受精作用。判斷卵細(xì)胞受精成功的重要標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體。在個(gè)體水平上,獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂,說(shuō)明BMAL1基因敲除成功。(4)體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難,故體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(5)由于獼猴與人類(lèi)親緣關(guān)系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類(lèi)相近,故在人類(lèi)生物節(jié)律紊亂機(jī)理研究方面,獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動(dòng)物更加理想。基因編輯后通過(guò)體細(xì)胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(A組),與僅通過(guò)基因編輯受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(B組)比較,A組生物節(jié)律紊亂程度一致,提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性,故A組更適合作為疾病研究模型動(dòng)物。4.[2019浙江嘉興聯(lián)考,32(二)]回答與動(dòng)物克隆有關(guān)的問(wèn)題:(1)克隆培養(yǎng)法的基本要求是所建立的克隆必須來(lái)源于　　　　　,以下不屬于提高克隆成功率的是　　　　(A.添加血清　B.持續(xù)通入氧氣　C.使用CO2培養(yǎng)箱　D.胰島素刺激)。?(2)克隆綿羊的誕生證明　　　　　的細(xì)胞,還能恢復(fù)到類(lèi)似　　　　時(shí)期的功能,同時(shí)在胚胎和個(gè)體發(fā)育中　　　　具有調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的作用。?(3)人—鼠雜交細(xì)胞通常會(huì)丟失人的染色體,因此,　　　　(填“能”或“不能”)利用該細(xì)胞雜交技術(shù)對(duì)鼠的基因進(jìn)行定位。通過(guò)雜交瘤技術(shù)制備的單抗可以作為　　　　　　　與抗原發(fā)生反應(yīng),用以研究抗原蛋白的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞學(xué)分布及其功能。?答案　(1)單個(gè)細(xì)胞　B　(2)高度分化　受精卵　細(xì)胞質(zhì)　(3)不能　特異性探針解析　(1)克隆培養(yǎng)法的基本要求是必須來(lái)自單個(gè)細(xì)胞,添加血清、用胰島素刺激、使用CO2培養(yǎng)箱等都能提高克隆成功率,但持續(xù)通入氧氣不能提高克隆成功率。(2)克隆羊的誕生證明動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞核具有全能性,高度分化的細(xì)胞,也能恢復(fù)到類(lèi)似受精卵時(shí)期的功能,同時(shí)在胚胎和個(gè)體發(fā)育中細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的作用。(3)人—鼠雜交細(xì)胞通常會(huì)丟失人的染色體,因此無(wú)法利用該技術(shù)對(duì)鼠的基因進(jìn)行定位。通過(guò)雜交瘤技術(shù)制備的單抗可以作為特異性探針與抗原發(fā)生反應(yīng),用以研究抗原蛋白的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞學(xué)分布及其功能。