2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物导学案-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物 【学习目标】 【生命观念】1.阐明动物细胞培养的条件和过程。2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 【科学思维】阐明利用动物体细胞核移 植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景。 【社会责任】阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的 应用价值。 【学习重点】 1.动物细胞培养的条件和过程。2.干细胞在生物医学工程中的应用。 3.单克隆抗体的制备和应用。4.用动物体细胞核移植 技术克隆动物的过程。 【学习难点】1.单克隆抗体的制备过程。 2.用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 【知识导航】 1.动物细胞核移植技术概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 2.克隆动物：用核移植的方法得到的动物。 3.动物细胞核移植技术原理：动物细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性。 培育多利羊的原理：动物体细胞核的全能性、细胞膜具有一定的流动性。 4.动物细胞核移植技术生殖方式：无性生殖。 5．哺乳动物核移植分类：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。 6.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植；为什么？ 动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。 7.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因 （1）供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低； （2）对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 （一）体细胞核移植的过程 1.采集的卵母细胞应培养至MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期） 2.选择MⅡ期卵母细胞的原因 （1）含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件。 （2）细胞体积大，易于操作。 3.卵母细胞去核 （1）卵母细胞去核的方法：显微操作（去核）法。 除此之外，还有梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。 （2）“去核”去的是什么？去除的为纺锤体-染色体复合物。 注意：去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，一般用微型吸管一并吸出细胞核和第一极体。 （3）去核的原因：使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物。 （4）与直接注入核相比，将供体细胞注入卵母细胞的优点：对卵母细胞损伤较小。 注入位置：将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内（卵细胞膜和透明带之间）。 7.重组细胞 （1）诱导供体细胞和去核卵母细胞融合的方法：电融合法。 （2）融合的结果：供体核进入卵母细胞，形成重构胚。 8.重构胚 （1）重构胚概念：人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。 （2）激活重构胚的方法 ①物理方法：电刺激。 ②化学方法：Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制。 （3）激活重构胚的目的：激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程。 9.实验结论：证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。 10.实验结果：生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 11.新生犊牛的细胞核遗传物质来自供体奶牛。 新生犊牛的细胞质遗传物质来自去核卵母细胞。新生牛的性别与供体奶牛一致。 12.通过动物细胞核移植获得奶牛的过程中涉及的技术： （1）动物细胞核移植。 （2）动物细胞培养。 （3）动物细胞融合。 （4）早期胚胎培养。 （5）胚胎移植。 注意：操作为“将供体细胞注入去核卵母细胞”时，才涉及该技术。 13.用上述技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？不是。 14.为什么克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100%的复制？ （1）克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞。 （2）性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同。 （3）克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。 （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、组织和器官可作为异种移植的供体。 ③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。 (3)保护濒危物种方面：保护濒危物种，增加濒危动物的存活数量。 (4)科研 ①研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。 ②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因。 ③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助。 2．存在问题 (1)体细胞核移植技术的成功率非常低。 (2)各个技术环节有待进一步改进。 (3)克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。 习题巩固 1．下列对动物核移植技术的描述，不正确的是(　　) A．哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核 C．体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞 D．通过体细胞核移植生产的克隆动物是对提供体细胞核的动物进行了100%的复制 2．下列有关核移植的说法错误的是(　　) A．通过核移植得到的细胞称为重组细胞 B．哺乳动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植 C．核移植得到的克隆动物属于无性生殖 D．克隆动物与供核动物的遗传信息完全相同 题组二　体细胞核移植技术的过程 3．(2024·甘肃白银期中)野生动物郊狼的物种数量近年来不断减少、濒临灭绝。科研人员利用种间体细胞核移植技术(iSCNT)培育小郊狼的流程如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．卵母细胞去核不需要在显微镜下操作 B．iSCNT技术比胚胎细胞核移植技术难度要大 C．郊狼的耳郭组织培养时只需提供营养即可 D．小郊狼与郊狼遗传物质完全相同 4．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是(　　) A．将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体 B．取出野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体 C．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体 D．将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体 5．(2024·吉林期末)克隆技术又称生物放大技术。为探究克隆技术能否用于人帕金森病的治疗，科研人员利用帕金森病模型鼠进行了如图所示实验。下列叙述正确的是(　　) A．去除卵母细胞的“核”，实质是去除纺锤体—染色体复合物 B．采集的卵母细胞应该立即通过显微操作去核用于核移植 C．过程②培养时要保证无菌、无毒的环境，不必定期更换培养液 D．过程⑤必须对模型鼠甲注射免疫抑制剂以避免发生免疫排斥反应 6.(2024 山东莱芜四中高二月考)在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，我国科学家攻克了这一障碍，成功获得了体细胞克隆猴。下列关于体细胞克隆猴相关技术及意义的叙述，不正确的是( ) A.体细胞核移植难度大于胚胎细胞核移植的原因是细胞分化程度低 B.非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难原因是重构胚的细胞核不能完全恢复其分化前的功能状态 C.体细胞克隆猴为探索建立更接近人类的医学动物模型提供了新途径 D.重组细胞融合后可加入化学药物将其激活，且需要在体外培养一段时间 7.(2024 河北衡水二中高二期中改编)下列关于动物细胞核移植技术的叙述，错误的是（) A.在体细胞核移植过程中，普遍使用的去核方法是显微操作法 B.体细胞核移植过程中通常用减数分裂Ⅱ后期的卵母细胞作为受体细胞 C.核移植技术与干细胞诱导技术结合，可用于修补人体损伤的器官 D.在保护濒危物种方面，体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量 8.(2024 河北石家庄元氏一中高二月考)乙马的卵母细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个重组细胞经过多次分裂发育成重构胚，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一只小马。下列叙述正确的是 A.直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎 B.小马的性状完全与甲马相同 C.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 9.如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是 A.将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体 B.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体 C.取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体 D.将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体 10.(2024 江苏苏州高新区一中高二月考)下列关于动物体细胞核移植技术及其应用的叙述，错误的是( ) A.利用体细胞核移植技术克隆动物依据的原理是动物体细胞核的全能性 B.体细胞核移植主要在同种动物的同种组织之间进行 C.体细胞核移植技术获得的动物与核供体遗传性状不完全相同 D.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程 答案 DDBBA ABCCD 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$