2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦动物体细胞核移植技术及克隆动物，以《西游记》“毫毛变猴”文学素材导入，结合中国体细胞克隆猴、多莉羊实例，从概念原理、技术过程到应用前景与问题，构建完整知识脉络，为学生提供从基础到拓展的学习支架。 其亮点在于融合生命观念（如细胞核全能性、结构与功能观）、科学思维（对比胚胎与体细胞核移植难度，分析克隆步骤逻辑），通过高产奶牛克隆步骤分解、克隆猴过程图示等实例，以问题驱动（如卵母细胞选择原因）引导探究，助力学生建立生命观念与科学思维，教师使用可提升教学直观性与学生参与度。

动物体细胞核移植技术和克隆动物 “（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声‘变！’，即变作三二百个小猴，周围攒簇（cù）。”这是《西游记》中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出一群猴吗？ 中华先贤的想象力 1996年，体细胞克隆动物：多莉羊（Dolly） 2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实：体细胞克隆猴 1、概念：将动物的一个细胞的细胞核，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、原理：动物细胞核的全能性 卵母细胞 动物细胞 去核 取核 移入 重新组合的细胞 发育 新胚胎 发育 克隆动物 用核移植方法得到的动物称为克隆动物 一、动物细胞核移植技术 受精卵 囊胚 胎儿 成人 3、种类： ②体细胞核移植：体细胞分化程度高，表现全能性十分困难 ①胚胎细胞核移植：胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易 因为体细胞分化程度高，所以体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植 体细胞核移植（难度高） 胚胎细胞核移植（难度低） 4、非人灵长类动物体细胞核移植困难的原因 （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 我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴 非人灵长类动物：具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物 二、体细胞核移植的过程 应用体细胞核移植技术，我国已成功地克隆了牛、羊、猪和猴等多种哺乳动物，以克隆高产奶牛为例，说明体细胞核移植的过程。 将供体细胞注入去核卵母细胞 收集牛卵巢， 采集卵母细胞 高产奶牛（供体） 显微操作去核 取供体奶牛耳部细胞培养 将胚胎植入受体 生出与供体遗传物质基本相同的犊牛 高产奶牛的克隆过程 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚 将供体细胞注入去核卵母细胞 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞核移植 早期胚胎 激活重构胚 重构胚 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核的卵母细胞 通过显微操作 去核 供体细胞培养 高产奶牛（供体） 从供体身体上取体细胞 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 体细胞核移植流程 核移植过程: 供体细胞 去核卵母细胞 （MII期=减数第二次分裂中期） 重构胚 将胚胎移入受体子宫 生出与供体遗传物质基本相同的幼体 电融合法促融 （去核：显微操作法，去除纺锤体-染色体复合物） 物理或化学法 激活重构胚（使其完成细胞分裂和发育进程） 操作简单，对卵母细胞损伤小 早期胚胎 克隆动物：动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养、胚胎移植 克隆动物性别与供体相同 体积大易操作 营养丰富 含有促进细胞核全能性表达的物质 思考： 1、选择卵母细胞的原因？ 2、卵母细胞去核的原因？ 保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞 3、克隆动物与供体性状有差异的原因？ 性状受核基因和质基因共同控制 性状还受环境影响 甲猴 丙猴 乙猴 克隆猴：“中中”和“华华” 克隆猴的过程 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 三、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： 例如利用克隆高产奶牛越来越多，不高产的被淘汰了，加速育种改良进程。 ①通过建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物，可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。 乳腺生物反应器 （2）医药卫生： ②治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体 猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似 ③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经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。 治疗性克隆 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 成纤维细胞 取出 转入相关因子 iPS细胞 各种细胞组织或器官 胚胎干细胞 取出 诱导 移植 治疗性克隆 iPS细胞治疗 细胞发生转化 ①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程 （3）在科研领域 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，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。 （3）在科研领域 该技术有望增加濒危物种的存活数量 黑草黄弄蝶 白鳍豚 金丝猴 （4）保护濒危物种： （1）该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。 （2）相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。 （3）绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。 2、存在的问题 胚胎移植 → 动物幼体产出概率＜10％ 01 2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物——多莉，因患有严重的肺部疾病被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多莉的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论。 知识 · 拓展（P55） 一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的；或者克隆动物在发育过程中出现了变异，早衰只是偶然现象。 1. 假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它"复生"的方案中可行的是（ ） A. 将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育出新个体 B. 将野驴的体细胞取出，利用组织培养培育出新个体 C. 将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育出新个体 D. 将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中, 经孕育培育出新个体 D 一、概念检测 练习与应用（P55） 2. 2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育"三亲婴儿"的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是（ ） 一、概念检测 练习与应用（P55） 2. 2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育"三亲婴儿"的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是（ ） C A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作 B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 C. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给"三亲婴儿" D. "三亲婴儿"同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因 一、概念检测 练习与应用（P55） 1. 大熊猫是我国的国宝。尽管我国政府采取了许多保护措施，但由于大熊猫的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。请你结合本节所学内容并搜集相关资料了解这方面的研究进展。也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究，认为保护大熊猫的最好措施就是保护现有大熊猫及其生存环境, 对此你有什么看法？ 提示：是否赞成克隆大熊猫，只要言之有理，无论赞成还是反对克隆大熊猫的研究，都应该保护好大熊猫的生存环境，否则即使成功克隆了大熊猫，它们没有适宜的生存环境，也可能走向灭绝。 练习与应用（P55） 二、拓展应用 $