新教材適用2023-2024學(xué)年高中生物第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程第3課時(shí)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克爐物學(xué)案新人教版選擇性必修3

第3課時(shí)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物知識(shí)點(diǎn)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)·雙基夯實(shí)一、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)的概述二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題1．應(yīng)用前景(1)畜牧生產(chǎn)方面：加速家畜_遺傳改良__進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2)醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域①轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物作為_(kāi)生物反應(yīng)器__，生產(chǎn)珍貴的_醫(yī)用蛋白__。②轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織和器官可作為_(kāi)異種移植__的供體。③人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織、器官后，可用于_組織器官__的移植。(3)了解胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程。(4)用克隆動(dòng)物做_疾病模型__，使人們更好地追蹤研究疾病的發(fā)展過(guò)程和治療疾病。(5)保護(hù)瀕危物種方面：保護(hù)_瀕危物種__，增加瀕危動(dòng)物的存活數(shù)量。2．存在問(wèn)題(1)體細(xì)胞核移植技術(shù)的_成功率__非常低。(2)克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題，表現(xiàn)出遺傳和_生理__缺陷等。活|學(xué)|巧|練1.動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(√)2．體細(xì)胞核移植過(guò)程中采用MⅡ期卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。(√)3．經(jīng)細(xì)胞核移植培育出的新個(gè)體只有一個(gè)親本的遺傳性狀。(×)4．克隆特定疾病模型的動(dòng)物可用于疾病的研究和藥物開(kāi)發(fā)。(√)5．克隆動(dòng)物技術(shù)成功率很高。(×)合|作|探|究1.通過(guò)體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的克隆動(dòng)物是有性生殖還是無(wú)性生殖？提示：通過(guò)體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的克隆動(dòng)物沒(méi)有經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂和有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，屬于無(wú)性生殖。2．為什么核移植技術(shù)獲得的動(dòng)物與供核動(dòng)物性狀不完全相同？提示：①克隆動(dòng)物絕大部分DNA來(lái)自供體細(xì)胞核，但其核外線粒體中的DNA來(lái)自受體卵母細(xì)胞。②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。供核動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，其性狀也不可能和供核動(dòng)物完全相同。③在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動(dòng)物沒(méi)有的性狀。3．選用處于MⅡ期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因。提示：①卵母細(xì)胞體積大，易于操作。②卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)促使細(xì)胞核體現(xiàn)全能性的物質(zhì)含量最高。③卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛一、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)1．原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性，而不是動(dòng)物細(xì)胞的全能性。動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個(gè)體，用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動(dòng)物。說(shuō)明動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。2．供體：一般選用傳代10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以?xún)?nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。3．受體(1)材料選擇：選擇處于減數(shù)分裂Ⅱ中期的次級(jí)卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。其原因是：①卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)；②卵母細(xì)胞體積大，便于操作；③卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。(2)去核的原因：保證克隆動(dòng)物的核基因全部來(lái)自供體細(xì)胞。二、細(xì)胞工程的各種技術(shù)手段及其原理總結(jié)技術(shù)名稱(chēng)目的原理植物組織培養(yǎng)獲得植株植物細(xì)胞的全能性植物體細(xì)胞雜交獲得雜種植株細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)獲得大量細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物細(xì)胞增殖動(dòng)物體細(xì)胞核移植獲得克隆動(dòng)物動(dòng)物體細(xì)胞細(xì)胞核的全能性動(dòng)物細(xì)胞融合獲得雜交細(xì)胞細(xì)胞膜的流動(dòng)性單克隆抗體的制備獲得單克隆抗體細(xì)胞膜的流動(dòng)性和細(xì)胞增殖典例1(2023·海安中學(xué)月考)如圖為克隆羊“多莉”的培育過(guò)程示意圖。下列各項(xiàng)有關(guān)表述不正確的是(B)A．此項(xiàng)技術(shù)可以用于繁殖家畜中的優(yōu)秀個(gè)體B．由于細(xì)胞核基因完全來(lái)自甲羊，所以“多莉”的性狀與甲羊完全一致C．此項(xiàng)技術(shù)可以有選擇地繁殖某一性別的家畜D．此過(guò)程說(shuō)明高度分化的動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性解析：克隆屬于無(wú)性繁殖，產(chǎn)生的個(gè)體絕大多數(shù)性狀與供核親本一致，可用于繁殖家畜中的優(yōu)秀個(gè)體，A正確；“多莉”由細(xì)胞質(zhì)基因控制的性狀與甲羊不同，B錯(cuò)誤；克隆動(dòng)物的性別與供核個(gè)體一致，可以有選擇地繁殖某一性別的家畜，C正確；克隆羊“多莉”的培育利用了動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)，該過(guò)程說(shuō)明高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，D正確。變式訓(xùn)練?世界首批疾病克隆猴——5只生物節(jié)律紊亂的體細(xì)胞克隆獼猴在中國(guó)誕生，開(kāi)啟了克隆猴模型應(yīng)用于生命科學(xué)研究的“春天”?？茖W(xué)家采集了一只一歲半的、睡眠紊亂最明顯的BMAL1基因(生物節(jié)律基因)敲除猴A6的體細(xì)胞，通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)，獲得了5只克隆猴——這是國(guó)際上首次成功構(gòu)建一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂獼猴模型。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A．體細(xì)胞核移植技術(shù)的原理是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性B．5只克隆獼猴的細(xì)胞核基因型與核供體細(xì)胞完全一致C．體細(xì)胞核移植需用取自新鮮卵巢的卵母細(xì)胞直接作受體細(xì)胞D．該研究可彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)獼猴繁殖周期長(zhǎng)、單胎數(shù)量少的不足解析：取自卵巢的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到MⅡ(中)期時(shí)，才可進(jìn)行核移植；體細(xì)胞核移植時(shí)供核的供體可不受年齡影響，且體細(xì)胞數(shù)量多，所以該研究可彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)獼猴繁殖周期長(zhǎng)、單胎數(shù)量少的不足。動(dòng)物體細(xì)胞核移植的特點(diǎn)1．動(dòng)物體細(xì)胞核移植依據(jù)的原理是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性，屬于無(wú)性生殖。雖然細(xì)胞核內(nèi)具有發(fā)育成為一個(gè)完整個(gè)體所需的全套基因，但動(dòng)物體細(xì)胞分化程度較高，因此很難體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。卵母細(xì)胞體積大，易于操作，含有促使細(xì)胞核體現(xiàn)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件。將體細(xì)胞核移入去核卵母細(xì)胞內(nèi)，既保證了重組細(xì)胞的完整性，又能刺激體細(xì)胞核體現(xiàn)其全能性。2．動(dòng)物體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的新個(gè)體，其親本有三個(gè)：體細(xì)胞核供體、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體、代孕母體。新個(gè)體細(xì)胞核基因與體細(xì)胞核供體的完全一樣，因此新個(gè)體的性狀與體細(xì)胞核供體的基本相同。卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中也有少量的DNA，因此新個(gè)體的性狀與卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體有一些地方相同。代孕母體沒(méi)有為新個(gè)體提供遺傳物質(zhì)，新個(gè)體的性狀與代孕母體基本沒(méi)有關(guān)系。典例2(2023·青云學(xué)府月考)下列關(guān)于動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物的敘述，正確的是(B)A．目前在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家可以用類(lèi)似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動(dòng)物個(gè)體B．體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體細(xì)胞之前，要先去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核C．用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代50代以?xún)?nèi)的細(xì)胞D．用體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行100%的復(fù)制解析：目前在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家還不可以直接把動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成完整的動(dòng)物個(gè)體，A錯(cuò)誤；體細(xì)胞核移植需要將體細(xì)胞核與去核的卵母細(xì)胞進(jìn)行重組，B正確；用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型，C錯(cuò)誤；體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物，并沒(méi)有對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行100%的復(fù)制，因?yàn)檫€有部分遺傳物質(zhì)來(lái)自受體卵母細(xì)胞的線粒體，D錯(cuò)誤。學(xué)|霸|記|憶1.動(dòng)物細(xì)胞核移植的技術(shù)是將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。2．哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。3．體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。4．在體細(xì)胞核移植中，從卵巢中采集的卵母細(xì)胞，要培養(yǎng)到MⅡ(中)期。5．克隆動(dòng)物與核供體動(dòng)物的遺傳物質(zhì)基本相同。1．利用體細(xì)胞核移植技術(shù)得到的胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織器官后，可用于組織器官的移植，操作流程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(A)A．過(guò)程①所用的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂后期B．圖中過(guò)程②表示用物理或化學(xué)方法激活重組細(xì)胞，使其完成分裂和發(fā)育過(guò)程C．誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向不同類(lèi)型的組織細(xì)胞分化，用于患者的組織器官移植D．完成過(guò)程⑤的根本原因是基因的選擇性表達(dá)解析：過(guò)程①所用的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期，A錯(cuò)誤。2．下列說(shuō)法不屬于克隆的是(C)A．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因B．利用核移植技術(shù)培育出克隆綿羊C．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出雜種植株D．利用胡蘿卜莖尖組織經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到脫毒苗解析：克隆是指從一共同的祖先，通過(guò)無(wú)性繁殖的方法產(chǎn)生出來(lái)的遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個(gè)體。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?qū)儆诜肿铀降目寺?；利用核移植技術(shù)培育出克隆綿羊?qū)儆趥€(gè)體水平的克隆；利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出雜種植株產(chǎn)生的不是復(fù)制品，不屬于克?。焕弥参锝M織培養(yǎng)獲得脫毒苗，屬于個(gè)體水平的克隆。3．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)現(xiàn)這一半也開(kāi)始分裂，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)實(shí)驗(yàn)證明了_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)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件除營(yíng)養(yǎng)、溫度和pH適宜外，還應(yīng)保證_無(wú)菌、無(wú)毒、有適宜的氣體環(huán)