(教用word)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-【提分教练】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程(人教版2019)

第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物 学习任务目标 1．采用归纳与概括等方法，说明动物体细胞核移植技术过程。 2．遵循正确的伦理道德，认同禁止生殖性克隆人。 一、动物体细胞核移植技术 1．概念 (1)供体：动物一个细胞的细胞核。 (2)受体：去掉细胞核的卵母细胞。 (3)结果：形成重组细胞并发育成新胚胎，最终发育成动物个体。 2．种类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。两者中难度较高的是体细胞核移植。 3．原理：动物细胞核具有全能性、细胞膜具有一定的流动性。 4．过程 (1)过程A为采集卵母细胞，该细胞体外需要培养到MⅡ期。 (2)过程B为显微操作去核的过程，过程C将供体细胞注入去核的卵母细胞。 (3)过程D选取供体高产奶牛的体细胞培养。 (4)过程E通过电融合法，形成重构胚的过程，用物理或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育进程。 (5)过程F产生的犊牛与供体奶牛遗传物质基本相同。 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 1．应用前景 (1)畜牧生产方面：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。 (2)医药卫生领域 ①转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白。 ②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可作为异种移植。 ③人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的细胞、组织或器官后，可用于组织器官的移植，避免发生免疫排斥反应。 (3)用于了解胚胎发育及衰老过程。 (4)用克隆动物做疾病模型，使人们更好地追踪研究疾病的致病机制和开发药物。 (5)保护濒危物种方面：保护濒危物种，增加濒危物种的存活数量。 2．存在的问题 (1)体细胞核移植技术的成功率非常低。 (2)绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。 动物体细胞核移植技术 下图为克隆羊培育过程示意图，据图探究下列问题： 探究1．进行核移植时，为何选用去核的卵母细胞？ 提示：卵母细胞比较大，容易操作；卵母细胞细胞质多，营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质。 探究2．体细胞核移植技术的过程中电融合法和电刺激法的作用分别是什么？ 提示：电融合法是让供体细胞和去核卵母细胞融合，电刺激法用来激活重构胚。 探究3．通过体细胞核移植产生的丁羊是有性生殖还是无性生殖？ 提示：通过体细胞核移植产生的丁羊没有经过生殖细胞的结合，属于无性生殖。 探究4．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：①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但其核外线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。②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物完全相同。③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。 我国科学家经过多年的反复试验，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍，最终培育出了克隆猴“中中”和“华华”。下图为克隆猴的流程图，请结合图示回答问题。 (1)下列关于克隆猴的技术的说法中，不正确的是(　　) A．从母猴体内取出的卵母细胞要培养到MⅡ才可以进行去核操作 B．可以采用物理或化学的方法处理融合后的重构胚 C．克隆猴“中中”和“华华”的性别是雄性 D．“中中”和“华华”的性状与甲猴相同，与乙和丙猴无关 (2)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____________________________。 (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。在重构胚激活的过程中通常注入KDM4d的mRNA。由此推测，KDM4d的mRNA翻译产生的酶的作用是__________________________________________。 解析：(1)从母猴体内取出的卵母细胞要培养到MⅡ期才可以进行去核操作，A正确；重构胚需要用物理(电刺激)或化学(Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)的方法进行激活，B正确；克隆猴的性别与提供细胞核的公猴乙相同，C正确；克隆猴的遗传物质主要来自乙猴，少数遗传物质来自甲猴，因此其遗传性状主要与乙猴相同，D错误。(2)动物细胞与植物细胞不同，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，而动物细胞的核还具有全能性，因此核移植技术的生物学原理是动物细胞核具有全能性。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，原因是动物胚胎细胞的分化程度低而成纤维细胞的分化程度高，要恢复成纤维细胞核的全能性相对困难。(3)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，因此KDM4d的mRNA翻译产生的酶的作用很可能是催化组蛋白的