2024-2025學(xué)年高二生物人教版選擇性必修3教學(xué)課件 第2章 第2節(jié) 第3課時 動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物

第2節(jié)第3課時動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物第2章細胞工程人教版高中生物

選擇性必修3闡明動物細胞核移植技術(shù)的概念和原理，概述體細胞核移植的過程，認同體細胞核移植技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，客觀分析該技術(shù)存在的問題。這是《西游記》中的一段描述，展示了中華先賢的想象力。毫毛來自體細胞，我們能用體細胞“變”出猴來嗎？“（悟空）拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空中噴去，叫一聲‘變！’，即變做三二百個小猴，周圍攢簇?！?017年，我國科學(xué)家通過動物細胞核移植技術(shù)首次培育了體細胞克隆猴><目標(biāo)一動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物1.1動物細胞核移植技術(shù)將動物的一個細胞的細胞核，移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。動物細胞核具有全能性無性生殖1概念：2原理：3生殖方式：用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。胚胎細胞核移植：體細胞核移植：細胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易細胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難①供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復(fù)其

前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低；②對非人靈長類動物

進行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化4哺乳動物核移植分類5非人靈長類動物體細胞核移植的困難原因1.1動物細胞核移植技術(shù)1.2動物體細胞核移植技術(shù)的流程收集牛卵巢，采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期。從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞，進行培養(yǎng)。顯微操作去核。將供體細胞注入去核的卵母細胞。通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞，形成重構(gòu)胚。將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛供體高產(chǎn)奶牛用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)分析動物體細胞核移植相關(guān)問題1．為什么要選擇MⅡ期卵母細胞作為受體細胞？MⅡ期卵母細胞具備受精能力，細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。2．在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，為什么必須先對卵母細胞進行去核操作？去核方法有哪些？為了使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞。目前普遍使用的去核方法是顯微操作法，也可采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法去核。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)分析動物體細胞核移植相關(guān)問題3．在進行動物細胞核移植操作時，注入卵母細胞的是供體細胞還是其細胞核？為什么？注入卵母細胞的是供體細胞。這種方法操作簡便，對卵母細胞損傷較小。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)分析動物體細胞核移植相關(guān)問題4.克隆動物是對體細胞供體動物100%的復(fù)制嗎？為什么？不是克隆動物細胞核中的遺傳物質(zhì)來自供體動物，但細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)同時來自供體細胞和受體卵母細胞；此外，生物性狀還受環(huán)境因素的影響。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格任務(wù)分析動物體細胞核移植相關(guān)問題5.動物細胞核移植屬于有性生殖還是無性生殖？并分析原因。無性生殖動物細胞核移植最終得到的個體的細胞核中的遺傳物質(zhì)完全來自同一個個體，不是精卵受精得到的，因此屬于無性生殖。1.3體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景加速家畜遺傳改良進程、促進優(yōu)良畜群繁育。在畜牧生產(chǎn)方面（1）1.3體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景①通過建立轉(zhuǎn)基因體細胞系，再利用體細胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域（2）乳腺生物反應(yīng)器1.3體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景②在治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域（2）①通過建立轉(zhuǎn)基因體細胞系，再利用體細胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；1.3體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細胞、組織或器官，將它們移植給患者時可以避免免疫排斥反應(yīng)。在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域（2）②在治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；①通過建立轉(zhuǎn)基因體細胞系，再利用體細胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；1.3體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景①研究克隆動物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；②克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因；③克隆特定疾病模型的動物，還能為研究該疾病的致病機制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。在科研領(lǐng)域（3）1.3體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景該技保護瀕危物種，增加瀕危物種的存活數(shù)量。在保護瀕危物種方面（4）1.4體細胞核移植技術(shù)存在的問題韋爾穆特與克隆羊多利克隆羊多利真身標(biāo)本（1）成功率低：克隆胚胎移植成功率非常低，各個技術(shù)環(huán)節(jié)有待進一步改進。許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體形過大、異常肥胖、發(fā)育困難、臟器缺陷、免疫缺陷等。需要與發(fā)育生物學(xué)、細胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等學(xué)科更深層次的理論研究相結(jié)合；（3）健康問題：（2）理論研究較為滯后：(1)克隆動物的遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞(

)克隆動物的細胞核遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞，細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自供體細胞和去核卵母細胞?！?2)重構(gòu)胚具有發(fā)育成完整個體的能力(

)(3)激活重構(gòu)胚常用的方法有電刺激、Ca2＋載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等(

)√√1.(2023·河北承德高二期中)“中中”和“華華”是兩只在我國出生的克隆猴，它們也是國際上首例利用體細胞克隆技術(shù)獲得的非人靈長類動物。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.重構(gòu)胚需要用滅活的病毒

誘導(dǎo)才能產(chǎn)生B.c猴為“中中”和“華華”

提供遺傳物質(zhì)C.該實例說明了已經(jīng)高度分化的動物體細胞具有發(fā)育的全能性D.該項技術(shù)可以用于拯救一些瀕危動物√可用物理或化學(xué)方法(如電刺激、Ca2＋載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活重構(gòu)胚，A錯誤；c猴屬于代孕動物，不為克隆動物提供遺傳物質(zhì)，B錯誤；該實例說明了已經(jīng)高度分化的動物體細胞核具有發(fā)育的全能性，C錯誤。2.(2023·四川成都高二檢測)華南虎是原產(chǎn)中國的老虎品種，將近30年沒有野生華南虎出現(xiàn)的報告，一些專家認為野生華南虎已經(jīng)瀕臨滅絕。科學(xué)工作者嘗試用普通老虎完成體細胞克隆華南虎的研究，如圖是其培育過程。請據(jù)圖回答下列問題：(1)克隆華南虎的遺傳性狀與虎___(填字母)基本一致。A由克隆華南虎的過程可知，華南虎A提供細胞核，普通虎B提供細胞質(zhì)，所以克隆華南虎的遺傳性狀與供核的華南虎A更接近。(2)A、B、C3只虎沒有提供遺傳物質(zhì)的是虎___。C老虎C只給虎D提供胚胎發(fā)育的場所，沒有提供遺傳物質(zhì)。(3)克隆華南虎的過程是否遵循孟德爾的遺傳定律？______。為什么？____________________________________________________________________。不遵循核移植過程沒有經(jīng)過兩性生殖細胞的結(jié)合，屬于無性生殖，沒有減數(shù)分裂過程，不遵循孟德爾遺傳定律。

克隆屬于無性生殖，而孟德爾的遺傳定律僅在有性生殖的減數(shù)分裂過程中適用(4)有人設(shè)想將虎的體細胞與牛的體細胞進行融合，以獲得新物種“虎—牛”，你認為依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論能否實現(xiàn)這一愿望？____。高度分化的動物細胞全能性受到限制，因此無論是高度分化的動物體細胞，還是不同種動物體細胞融合后的雜交細胞，經(jīng)細胞培養(yǎng)只會發(fā)生細胞增殖，無法形成個體。不能原因是________________________________________________________________________________________________。

高度分化的動物細胞全能性受到限制，虎體細胞和牛體細胞雜交后得到的雜交細胞不能正常發(fā)育成完整個體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建五分鐘查落實【要語必背】1.動物細胞核移植技術(shù)：將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。2.動物細胞核移植可分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。3.在動物體細胞核移植中，非人靈長類動物的體細胞核移植非常困難。主要原因一方面是供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低；另一方面是對非人靈長類動物胚胎進行操作的技術(shù)尚不完善?！鹃L句表達】1.與胚胎細胞核移植技術(shù)相比，體細胞核移植技術(shù)的成功率更低，原因是_____________________________________________________________

。2.動物細胞核移植技術(shù)中，選擇MⅡ期卵母細胞作為受體細胞的原因：_______________________________________________________________

。3.核移植技術(shù)中必須先去除受體卵母細胞的細胞核的原因是___________

。動物胚胎細胞分化程度低，表現(xiàn)全能性相對容易，動物體細胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難MⅡ期卵母細胞具備受精能力，細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)和營養(yǎng)條件保證核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞4.激活重構(gòu)胚常用的方法有

等。5.通過體細胞核移植技術(shù)培育的克隆動物，不是對體細胞供體動物進行100%的復(fù)制，原因是____________