第2章 第2节 第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物 讲义-（新教材）2019新人教版高中生物选择性必修三.doc

1、1/7第第3课时课时动物体细胞核移植技术和克动物体细胞核移植技术和克隆动物隆动物课标内容要求课标内容要求核心素养对接核心素养对接阐明动物细胞核移植一般是将体细胞阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中核移入一个去核的卵母细胞中， 并使重并使重组细胞发育成新胚胎组细胞发育成新胚胎， 继而发育成动物继而发育成动物个体的过程。个体的过程。1.科学思维：以文字和图示表述体细胞科学思维：以文字和图示表述体细胞核移植的过程。核移植的过程。2社会责任：说明体细胞核移植的应社会责任：说明体细胞核移植的应用及存在的问题。用及存在的问题。一、动物细胞核移植技术一、动物细胞核移植技术1概念概念(1

2、)供体：动物一个细胞的供体：动物一个细胞的细胞核细胞核。(2)受体：去掉细胞核的受体：去掉细胞核的卵母细胞卵母细胞。(3)结果：形成结果：形成重组细胞重组细胞并发育成新胚胎，最终发育成并发育成新胚胎，最终发育成动物个体动物个体。2种类种类：胚胎细胞核移植和胚胎细胞核移植和体细胞核移植体细胞核移植。两者中难度较高的是两者中难度较高的是体细胞核体细胞核移植移植。3原理原理：动物细胞核具有：动物细胞核具有全能性全能性、细胞膜具有一定的、细胞膜具有一定的流动性流动性。二、体细胞核移植的过程二、体细胞核移植的过程三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题1应用前

3、景应用前景(1)畜牧生产方面：加速家畜畜牧生产方面：加速家畜遗传改良遗传改良进程，促进优良畜群繁育。进程，促进优良畜群繁育。2/7(2)医药卫生领域医药卫生领域转基因克隆动物作为转基因克隆动物作为生物反应器生物反应器，生产珍贵的，生产珍贵的医用蛋白医用蛋白。转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为异种移植异种移植的供体。的供体。人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的细胞、组织、器官后，人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的细胞、组织、器官后，可用于可用于组织器官组织器官的移植。的移植。(3)了解胚胎发育及衰老过程。了解胚胎发育及衰老过程。(4)用克隆

4、动物做用克隆动物做疾病模型疾病模型，使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗，使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。疾病。(5)保护濒危物种方面：保护保护濒危物种方面：保护濒危物种濒危物种，增加濒危动物的存活数量。，增加濒危动物的存活数量。2存在问题存在问题(1)体细胞核移植技术的体细胞核移植技术的成功率成功率非常低。非常低。(2)克隆动物存在健康问题，表现出遗传和克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理生理缺陷等。缺陷等。判断对错判断对错(正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”“”)1动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。

5、()2体细胞核移植过程中采用体细胞核移植过程中采用 M期卵母细胞作为受体细胞。期卵母细胞作为受体细胞。()3经细胞核移植培育出的新个体只有一个亲本的遗传性状。经细胞核移植培育出的新个体只有一个亲本的遗传性状。()提示提示：经细胞核移植培育出的新个体应该含有两个亲本的遗传性状。经细胞核移植培育出的新个体应该含有两个亲本的遗传性状。4克隆特定疾病模型的动物可用于疾病的研究和药物开发。克隆特定疾病模型的动物可用于疾病的研究和药物开发。()5克隆动物技术成功率很高。克隆动物技术成功率很高。()提示提示：体细胞核移植技术的成功率非常低。体细胞核移植技术的成功率非常低。体细胞核移植和克隆动物体细胞核移植和

6、克隆动物1细胞核移植的原理细胞核移植的原理动物体细胞核移植的原理是细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。动物体细胞核移植的原理是细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因为动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以用因为动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。2供体和受体的选择供体和受体的选择(1)供体：一般选用传代供体：一般选用传代 10 代以内的细胞，因为代以内的细胞，因为 10 代以内的细胞一般能保代以内的细

7、胞一般能保3/7持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(2)受体：选择受体：选择 M期的卵母细胞，其原因是：期的卵母细胞，其原因是：卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。卵母细胞体积大，便于操作。卵母细胞体积大，便于操作。卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。3克隆动物的遗传特点克隆动物的遗传特点克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。体。(1)克隆动物细

8、胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。胞核供体基本相同。(2)克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞供体部分相同。胞供体部分相同。(3)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此因此，克隆动物的性状与代克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。孕母体没有直接关系。合作探究：合作探究：(1)通过体细胞核移植产生的克隆动物是有性生殖还是无性生通过体细胞核移植产生的克隆动物是有性生殖还是无性生

9、殖？殖？提示提示：通过体细胞核移植产生的克隆动物没有经过生殖细胞的结合，属于通过体细胞核移植产生的克隆动物没有经过生殖细胞的结合，属于无性生殖。无性生殖。(2)为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？提示：提示：克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分 DNA 来自供体细胞核，但其核外线粒体中来自供体细胞核，但其核外线粒体中的的DNA 来自受体卵母细胞。来自受体卵母细胞。性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动

10、物完全相同。生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。1下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述错误的是下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述错误的是()A该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植B通常采用通常采用 M中期卵母细胞作为受体细胞中期卵母细胞作为受体细胞C可通过显微操作法除去卵母细胞核可通过显微操作法除去卵母细胞核4/7D克隆动物是对提供体细胞的动物进行了完全复制克隆动物是对提供体细胞的动物进行了完全复制D克隆动物绝大部分遗传

11、物质来自供体细胞核，但细胞质内的遗传物质克隆动物绝大部分遗传物质来自供体细胞核，但细胞质内的遗传物质来自受体卵母细胞，其次生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物并不是来自受体卵母细胞，其次生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物并不是对提供体细胞的动物进行完全复制。对提供体细胞的动物进行完全复制。22018 年年细胞细胞期刊报道期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆长类动物进行克隆，获得两只克隆猴获得两只克隆猴“中中中中”和和“华华华华”。回答下列问题回答下列问题：(1)“中中中中”和和“华华华华”的获得涉及核移植过程的获得涉及

12、核移植过程，核移植是指核移植是指_。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_(填填“减半减半”“”“加倍加倍”或或“不变不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度核移植获得克隆动物的难度_(填填“大于大于”或或“小于小于”)体细胞核移植，其体细胞核移植，其原因是原因是_。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和

13、雄性个体的体细胞作为核供体为核供体， 通常通常， 所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_(填填“相相同同”或或“不同不同”)，性染色体组合，性染色体组合_(填填“相同相同”或或“不同不同”)。解析解析(1)动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核， 移入一个已经去掉细移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，与核供体相比，其细为动物个体。用核移植的方法得到的动

14、物称为克隆动物，与核供体相比，其细胞的染色体数目不变。胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克隆动物体细胞的常染

15、色体数目相同，但其性染色体组合不同。隆动物体细胞的常染色体数目相同，但其性染色体组合不同。答案答案(1)将动物的一个细胞核将动物的一个细胞核， 移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中不不变变(2)小于小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易(3)相同相同不同不同课堂小结课堂小结知知 识识 网网 络络 构构 建建核核 心心 语语 句句 背背 诵诵5/71.动物细胞核移植的技术是将动动物细胞核移植的技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中的卵母细胞中，使这个重新组合使这个重新组合的细胞发育成新胚胎的

16、细胞发育成新胚胎，继而发育继而发育成动物个体的技术。成动物个体的技术。2.哺乳动物核移植可以分为胚胎哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。细胞核移植和体细胞核移植。3.体细胞核移植的难度明显高于体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。胚胎细胞核移植。4.在体细胞核移植中，从卵巢中在体细胞核移植中，从卵巢中采集的卵母细胞采集的卵母细胞， 要培养到要培养到 M期。期。5.克隆动物与核供体动物的遗传克隆动物与核供体动物的遗传物质基本相同。物质基本相同。1乙马的卵母细胞核被甲马的体细胞核置换后乙马的卵母细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂这个卵细胞经过多次分裂发育成重组

17、胚胎，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一匹小马。下列叙述正发育成重组胚胎，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一匹小马。下列叙述正确的是确的是()A直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎B小马的性状与甲马完全相同小马的性状与甲马完全相同C此项技术可用于保护濒危物种此项技术可用于保护濒危物种D该过程可以很好地证明动物细胞的全能性该过程可以很好地证明动物细胞的全能性C克隆过程中细胞质遗传物质来自一方，而细胞核中遗传物质来自另一克隆过程中细胞质遗传物质来自一方，而细胞核中遗传物质来自另一方，所以小马的性状与甲马不完全一致。该过程只能说明动物细胞核具有

18、全能方，所以小马的性状与甲马不完全一致。该过程只能说明动物细胞核具有全能性，而不能证明动物细胞的全能性。性，而不能证明动物细胞的全能性。2从同一头牛中取多个供体细胞培养出多头克隆牛从同一头牛中取多个供体细胞培养出多头克隆牛，这些牛在性状上却并这些牛在性状上却并不完全相同，下列有关原因叙述错误的是不完全相同，下列有关原因叙述错误的是()A基因可能发生变异基因可能发生变异B核基因发生基因重组核基因发生基因重组6/7C受体细胞的细胞质基因不同受体细胞的细胞质基因不同D性状变异可由环境条件引起性状变异可由环境条件引起B题述克隆牛在性状上不完全相同的原因是基因可能发生变异，受体细题述克隆牛在性状上不完全

19、相同的原因是基因可能发生变异，受体细胞的细胞质基因不同，性状变异可由环境条件引起，胞的细胞质基因不同，性状变异可由环境条件引起，A、C、D 正确；克隆属于正确；克隆属于无性生殖，该过程中核基因不会发生基因重组，无性生殖，该过程中核基因不会发生基因重组，B 错误。错误。3.下下图为哺乳动物图为哺乳动物(羊羊)的生殖过程，下列叙述不正确的是的生殖过程，下列叙述不正确的是()A个体个体 2 为克隆动物，为克隆动物，c 细胞为高度分化的体细胞细胞为高度分化的体细胞B个体个体 2 的遗传性状与提供的遗传性状与提供 c 细胞的羊不完全相同细胞的羊不完全相同C产生动物个体产生动物个体 1 与动物个体与动物个

20、体 2 的生殖方式是不同的的生殖方式是不同的De 细胞为完成减数分裂的卵细胞细胞为完成减数分裂的卵细胞D据题图可知据题图可知，个体个体 2 是通过细胞核移植技术形成的克隆动物是通过细胞核移植技术形成的克隆动物，c 细胞为细胞为高度分化的体细胞，选项高度分化的体细胞，选项 A 正确；个体正确；个体 2 的遗传物质主要来自的遗传物质主要来自 c 细胞提供的细细胞提供的细胞核，少部分来自胞核，少部分来自 b 细胞提供的细胞质，因此其遗传性状与提供细胞提供的细胞质，因此其遗传性状与提供 c 细胞的羊不细胞的羊不完全相同，选项完全相同，选项 B 正确；个体正确；个体 1 是通过有性生殖产生的，个体是通过

21、有性生殖产生的，个体 2 是通过克隆技是通过克隆技术产生的，属于无性生殖，选项术产生的，属于无性生殖，选项 C 正确；在核移植过程中，去核卵细胞一般选正确；在核移植过程中，去核卵细胞一般选用处于用处于 M中期的卵细胞，而不是完成减数分裂的卵细胞，选项中期的卵细胞，而不是完成减数分裂的卵细胞，选项 D 错误。错误。4现有现有 A 和和 B 两个肉牛品种两个肉牛品种，A 品种牛的细胞组成可表示为品种牛的细胞组成可表示为 A 细胞核细胞核、A细胞质，细胞质，B 品种牛则为品种牛则为 B 细胞核、细胞核、B 细胞质。细胞质。(1)如果要获得一头克隆牛如果要获得一头克隆牛，使其细胞由使其细胞由 A 细胞

22、核和细胞核和 B 细胞质组成细胞质组成，基本步基本步骤是从骤是从 A 品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出_注入注入 B 品种牛的品种牛的_卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎胚胎，该胚胎被称为该胚胎被称为_，将该胚胎移入代孕母牛的将该胚胎移入代孕母牛的_中中，通过培育通过培育可达到目的。可达到目的。(2)一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数7/7量量_，为解决这一问题，可以用，为解决

23、这一问题，可以用_激素处理激素处理 B 品种母牛。品种母牛。(3)克隆牛的产生说明克隆牛的产生说明_具有全能性。克隆牛的性状主要表现具有全能性。克隆牛的性状主要表现_品种牛的特征品种牛的特征。由由 A、B 两品种杂交得到的牛与克隆牛相比两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细杂交牛细胞核的遗传物质来自胞核的遗传物质来自_个亲本个亲本， 细胞质来自细胞质来自_性亲本性亲本， 克隆牛和杂克隆牛和杂交牛的遗传物质组成交牛的遗传物质组成_(填填“相同相同”或或“不同不同”)。答案答案(1)细胞核细胞核去核去核重构胚重构胚子宫子宫(2)不足不足促性腺促性腺(3)动物体细胞核动物体细胞核A两两雌雌不同不同