阅读下面的材料,完成(1)~(5)题。
“中中”和“华华”——世界首例体细胞克隆猴诞生记
在《西游记》中,孙悟空拔下一根汗毛,吹口气,随即变出上百只一模一样的小孙悟空。如今,这看似遥不可及的神话正在成为现实——2017年11月27日,世界上首个体细胞克隆猴“中中”在我国诞生;同年12月5日,第二个体细胞克隆猴“华华”又“横空出世”。1月25日,它们的故事登上国际权威学术期刊《细胞》封面,这意味着中国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。
在此之前,体细胞克隆技术一度风光无限。1997 年,首个体细胞克隆动物“多莉”羊出生;随后,利用体细胞克隆技术不仅诞生出包括马、牛、羊、猪和骆驼等在内的大型家畜,还诞生了包括小鼠、大鼠、兔、猫和狗在内的多种实验动物。然而,与人类最为相近的非人灵长类动物体细胞克隆难题,却一直没有攻克。
“中中”、“华华”这两只备受瞩目的小猴子是对可爱的“姐妹花”,她们的基因都来自同一个流产的雌性猕猴胎儿。相关科研人员从胎儿猴的成纤维细胞中提取出细胞核,并将之插入移除细胞核后的卵细胞中。他们将 21 个这样处理的卵细胞放入代孕母猴体内,其中有6只母猴成功受孕,2只最终生产出活的克隆猴。
传统医药实验大量采用小鼠,但药物研发通常使用的小鼠模型和人类相差甚远,在小鼠模型上花费巨大资源筛选到的候选药物用于人类患者后,很多无效或有不可接受的副作用。猴的生理器官跟人更为相近,所以各种免疫缺陷、肿瘤、代谢紊乱等疾病如果都是因为基因的缺陷,就可以用克隆猴制作模型。体细胞克隆猴的成功将推动中国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,促进针对阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病,以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。
(1)请写出“中中”、“华华”产生过程中涉及的三个生物学术语:_____。
(2)我国克隆猴利用的猴胎儿成纤维细胞,是已分化的体细胞,从理论上分析,它的细胞核具有全能性的原因是_____。
(3)下图能正确表示这一动物克隆技术原理的是_____(选填选项前的符号)。
(4)用体细胞核移植技术生产的克隆猴——“中中”和“华华”与核供体动物的性状是否完全相同?为什么?_____。
(5)与小鼠模型相比,克隆猴作为人类疾病及药物研发模型生物的优点是_____。
高二生物综合题中等难度题
阅读下面的材料,完成(1)~(5)题。
“中中”和“华华”——世界首例体细胞克隆猴诞生记
在《西游记》中,孙悟空拔下一根汗毛,吹口气,随即变出上百只一模一样的小孙悟空。如今,这看似遥不可及的神话正在成为现实——2017年11月27日,世界上首个体细胞克隆猴“中中”在我国诞生;同年12月5日,第二个体细胞克隆猴“华华”又“横空出世”。1月25日,它们的故事登上国际权威学术期刊《细胞》封面,这意味着中国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。
在此之前,体细胞克隆技术一度风光无限。1997 年,首个体细胞克隆动物“多莉”羊出生;随后,利用体细胞克隆技术不仅诞生出包括马、牛、羊、猪和骆驼等在内的大型家畜,还诞生了包括小鼠、大鼠、兔、猫和狗在内的多种实验动物。然而,与人类最为相近的非人灵长类动物体细胞克隆难题,却一直没有攻克。
“中中”、“华华”这两只备受瞩目的小猴子是对可爱的“姐妹花”,她们的基因都来自同一个流产的雌性猕猴胎儿。相关科研人员从胎儿猴的成纤维细胞中提取出细胞核,并将之插入移除细胞核后的卵细胞中。他们将 21 个这样处理的卵细胞放入代孕母猴体内,其中有6只母猴成功受孕,2只最终生产出活的克隆猴。
传统医药实验大量采用小鼠,但药物研发通常使用的小鼠模型和人类相差甚远,在小鼠模型上花费巨大资源筛选到的候选药物用于人类患者后,很多无效或有不可接受的副作用。猴的生理器官跟人更为相近,所以各种免疫缺陷、肿瘤、代谢紊乱等疾病如果都是因为基因的缺陷,就可以用克隆猴制作模型。体细胞克隆猴的成功将推动中国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,促进针对阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病,以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。
(1)请写出“中中”、“华华”产生过程中涉及的三个生物学术语:_____。
(2)我国克隆猴利用的猴胎儿成纤维细胞,是已分化的体细胞,从理论上分析,它的细胞核具有全能性的原因是_____。
(3)下图能正确表示这一动物克隆技术原理的是_____(选填选项前的符号)。
(4)用体细胞核移植技术生产的克隆猴——“中中”和“华华”与核供体动物的性状是否完全相同?为什么?_____。
(5)与小鼠模型相比,克隆猴作为人类疾病及药物研发模型生物的优点是_____。
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2018年1月,两只克隆小猴“中中”和“华华”登上国际期刊《细胞》,成了举世瞩目的大明星。这是世界首例非人灵长类动物的体细胞克隆。它们的诞生意味着以体细胞克隆猴为实验动物模型的时代就此开启。下图是该项技术的流程图,请据图回答问题:
(1)图中选择A猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养,其原因是________________。放入培养瓶中的细胞沉降底部后首先会出现______________现象。每一次进行传代培养,应用_________酶处理获得细胞悬液。
(2)对B猴使用_________处理,使其超数排卵,收集并选取处于_________时期的卵母细胞用于核移植。
(3)为获得更多的“中中”“华华”,可在胚胎移植前对胚胎进行_________。
(4)“中中”“华华”的诞生意味着以体细胞克隆猴为实验动物模型的时代就此开启,优势之一是同一批克隆猴的遗传背景相同,“中中”“华华”的遗传物质来自于_________。
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中国科学家成功克隆出两只食蟹猴——中中和华华,这是世界上出现的首例体细胞克隆猴。克隆猴的培育流程如下图所示,请回答下列问题:
(1)图中的细胞B需培养至___________期,常用___________去除细胞核,再与成纤维细胞重组激活形成胚胎。
(2)母猴C必须用激素进行___________处理。过程③的工序称为____________。
(3)核移植技术的生物学原理是___________。用成纤维细胞进行核移植培育克隆猴的难度明显高于采用胚胎细胞核移植技术的,原因是______________________。
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2017年11月27日世界上首只体细胞克隆猴“中中”诞生,12月25日“华华”诞生。这意味着中国将率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型。利用克隆技术,未来可在一年时间内,培育大批遗传背景相同的模型猴。这既能满足脑疾病和脑高级认知功能研究的迫切需要,又可广泛应用于新药测试。下图为克隆称猴的培育流程。请回答:
(1)为了获得较多的卵母细胞需要对供体注射__________,卵母细胞要培养至__________期再进行核移植。
(2)胚胎成纤维细胞在培养过程中需要一定的气体环境,其中C02的主要作用是__________。
(3)克隆称猴的获得本质上是一种__________繁殖,该培育过程中用到的细胞工程技术主要有________、_________、__________等。
(4)克隆称猴的成功为解决人类器宫移植来源不足和免疫徘斥迈出了重大一步。构建重组细胞后,经培养形成胚胎干细胞,胚胎干细胞在功能上的特性是具有__________,可以在体外进行__________,培育出人造组织器官,也可以培育在__________细胞上,使其维持不分化状态,作为研究体外细胞分化的材料。
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2017年引起世界轰动的克隆猴在中国诞生。科研人员提取了一个流产的雌性猕猴胎儿的部分体细胞,将其细胞核“植入”若干个“摘除”了细胞核的卵母细胞,经过一系列技术操作,先后得到了“华华”和“中中”两只长得几乎一模一样的猕猴。请回答下列问题:
(1)供体体细胞来自猕猴胎儿,从胎儿体内取出的组织用____________酶处理一段时间,就会分散成单个体细胞,之后进行的初次培养称为____________。为保证培养的细胞处于无菌无毒的环境中,通常采取的措施是____________________________ 。用于核移植的供体细胞一般选用10代以内的细胞作为供体细胞,原因是 __________________________。
(2)供体细胞注入去核卵母细胞后,通过_____________方法使两细胞融合,构建重组胚胎。重组胚胎移植到__________ 、_____________的其他雌性猕猴体内,使之继续发育为体细胞克隆猴。重组胚胎在代孕母猴体内存活,其生理学基础是 _____________________。
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中国科学院孙强团队对一流产雌性猕猴进行克隆,成功获得 “中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题,为建立人类疾病的动物模型,研究疾病机理,研发诊治药物带来光明前景。下图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述正确的是( )
A.过程①将成纤维细胞注射在放射冠和透明带间,可降低对卵细胞的损伤
B.过程②在培养基中加入动物血清,可为激发成纤维细胞核的全能性提供物质条件
C.过程③进行同步发情处理,可降低代孕母猴对“中中”、“华华”的免疫排斥反应
D.与模型小鼠相比,模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物
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2018年中国科学院神经科学研究所宜布,攻克了克隆灵长类动物这一世界难题,首次成功以体细胞克隆出了两只猕猴——“中中”和“华华”,流程如下图。对于该过程的分析错误的是( )
A. 过程①表示胚胎移植
B. 克隆猴的性状与核供体性状不完全相同
C. 克隆猴的成功说明动物体细胞的细胞核具有全能性
D. 与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目减半
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中国科学院孙强团队对一流产雌性猕猴进行克隆,成功获得 “中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题,为建立人类疾病的动物模型,研究疾病机理,研发诊治药物带来光明前景。下图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述正确的是( )
A.过程①将成纤维细胞注射在放射冠和透明带间,可降低对卵细胞的损伤
B.过程②在培养基中加入动物血清,可为激发成纤维细胞核的全能性提供物质条件
C.过程③进行同步发情处理,可降低代孕母猴对“中中”、“华华”的免疫排斥反应
D.与模型小鼠相比,模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物
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2018年国际生物学顶级学术期刊《细胞》报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人类灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。请回答下列问题:
(1) “中中”和“华华”的获得涉及动物的核移植技术。哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞咳移植和体细胞核移植。其中难度相对小一些的是__________.其原因是 __________。
(2)获得 “中中”和“华华”两只克隆猴的核移植方式是__________。
(3)与细胞核供体相比,两只克隆猴体细胞的染色体数目__________ (选填减半或加倍或不变)。
(4)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雄性个体和雌性个体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目__________ (选填相同或不同),性染色体组合__________ (选填相同或不同)
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2018年1月25日,中科院神经科学研究所团队利用类似克隆羊多莉的体细胞克隆技术克隆的猕猴“中中”和“华华”,登上了全球顶尖学术期刊《细胞》的封面,该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。下图是体细胞克隆猴的技术流程图,请据图回答下列问题:
(1)图中选择猕猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养,其原因是______,刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现______现象。每一次传代培养时,常常利用______(填写仪器名)对酶消化得到的细胞悬浮液进行浓度测定,然后稀释到适宜浓度后接种到新的培养瓶中。
(2)图中步骤①是克隆猴技术难点之一,需要将卵母细胞培养到______后进行去核操作,步骤①中使用了特殊的显微镜对卵母细胞内的纺锤体以及透明带结构进行非侵入性观察和分析,去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体和______结构,这种去核方法的优点是______。
(3)体细胞克隆猴的另外一个难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差,科学家发现胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。由此推测,图中KDM4d mRNA翻译产生的酶的作用是______。
(4)以体细胞克隆猴作为实验动物模型显著优势之一是同一批克隆猴群的遗传背景相同,图中克隆猴的遗传物质来自于______。
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