2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2节 动物细胞工程 第三课时：动物体细胞核移植技术和克隆动物 一、体细胞核移植的过程（以体细胞克隆牛为例） 阅读教材P53，思考以下问题： 1.为什么选择MⅡ期卵母细胞作为体细胞核移植的受体细胞？ 2.在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进 行去核操作？ 3.为什么将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？而不是取供体细胞核 进行核移植？ 4.诱导融合的方法有哪些？融合的结果？ 5.激活重构胚的方法？ 6.本实验可以得出什么样的结论？ 1、为什么选择MⅡ期卵母细胞作为体细胞核移植的受体细胞？ ①含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件 ②体积大，易于操作 3.为什么将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？ 而不是取供体细胞核进行核移植？ 操作方便，供体细胞核不易受到破坏。 2.在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？ 使核移植后的细胞中细胞核内遗传物质全部来自供体（优良品种） *直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 ③卵黄多，营养物质丰富 4、诱导融合的方法？ 5、融合的结果？ 6、激活重构胚的方法？ 7、本实验可以得出什么样的结论？ 动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性 电融合法 供体核进入卵母细胞，形成重构胚 ①物理方法：电刺激 ②化学方法：Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制 4 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 重构胚 早期胚胎 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 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 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 思考1：动物细体胞核移植 过程中应用到的技术 ①______________ ②______________ ③______________ ④______________ 动物细胞培养 动物细胞融合 早期胚胎培养 胚胎移植 思考2：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？为什么？ 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细胞； ②性状是基因与环境共同作用的结果； ③过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异； 思考3：动物体细胞核移植技术的原理是什么？ 动物体细胞核的全能性。 思考4：克隆动物的亲本有几个？其性状与哪个亲本最相似呢？ 三个。供体、受体、代孕母体。 克隆动物的性别、绝大多数性状与核供体相同。 克隆（复制、拷贝）的不同层次的理解 (1)个体水平的克隆：利用体细胞核移植技术获得克隆动物；利 用植物组织培养技术获得新植株。 (2)器官水平的克隆：利用干细胞培育出新器官。 (3)细胞水平的克隆：利用动物细胞培养技术获得大量的动物细胞。 (4)分子水平的克隆：利用DNA复制的原理获得大量的DNA。 例、下列说法不属于克隆的 (　　) A．利用胡萝卜茎尖组织经植物组织培养得到脱毒苗 B．利用核移植技术培育出克隆绵羊 C．利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株 D．通过动物细胞培养得到相应的细胞 C 【解析】通过动物细胞培养得到相应的细胞属于细胞水平的克隆，A属于克隆；利用核移植技术培育出克隆绵羊属于个体水平的克隆，B属于克隆；利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株产生的不是复制品，C不属于克隆；利用植物组织培养获得脱毒苗，属于个体水平的克隆，D属于克隆。 错因分析：此题错误的原因主要是对克隆的含义理解不到位，克隆的含义就是对亲代的复制或拷贝；其次没有掌握不同层次的克隆。 7 动物细胞培养与动物体细胞核移植 原理：细胞增殖 原理：动物体细胞核的全能性 第2章　细胞工程 生物学　选择性必修3　配人教版 课前·新知导学 课堂·素养初培 课堂·延伸提分 小练·素养达成 课后提能集训 例1．下图是克隆羊的培育流程图，请根据所学知识回答下列问题。          (1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到_________。 (2)从供体羊中取上皮细胞，用_____处理，然后进行分散培养。培养过程一般在____________中进行，整个过程必须保证细胞处于____________的环境中，所需营养物质要与体内基本相同。 (3)通过___________法吸出卵母细胞中的细胞核 (4)去核的卵母细胞与供体细胞通过电刺激后融合，________进入受体卵母细胞，构建成重组细胞，融合后的重组细胞，需要用物理或化学的方法进行激活，使其完成______________进程。 MⅡ期 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) CO2培养箱 无菌、无毒 显微操作 供体核 细胞分裂和发育 例2．美国威斯康星州的一个奶牛场有一头奶牛，年产奶量达30.8 t，我国奶牛产量年平均水平仅为3～4 t。某人用该高产奶牛的耳朵细胞，采用核移植技术获得高产奶牛(如图)。请据图回答下列问题。 (1)目前完成①的方法有________、梯度离心法、紫外线短时间照射法及化学物质处理法等。 (2)③过程中选择去核卵母细胞作为受体细胞的原因是______________________。 (3)该实验的成功说明已分化的耳朵细胞的细胞核中含有与________一样的全套基因，这种繁殖方式属于____________________。 (4)若研究发现该高产奶牛线粒体发达，故而它的产奶量高，则小牛d成年后具有这一优良性状吗？________，你的依据是______________________。 显微操作法 卵母细胞体积大，易操作；营养物质丰富；细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质 受精卵 无性生殖 不会 线粒体中的基因一般通过细胞质遗传给后代，而小牛d的细胞质主要来自a 1.概念：将动物的__ ____移入一个___ _________中，并使________发育成______，继而发育成________的技术； 2.原理：_______________ _； 3.生殖方式：________。 细胞核 去核的卵母细胞 重组细胞 新胚胎 动物个体 *用核移植的方法得到的动物称为克隆动物； 动物细胞核的全能性 *若为体细胞核移植，则原理为“动物体细胞核的全能性” 无性生殖 二、动物细胞核移植技术概述 4.动物核移植可以分为哪两种类型？ 哪一种比较容易实现？为什么？ 11 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 阅读教材P53，思考以下问题： 1.体细胞核移植技术在畜牧业生产上有哪些应用？ 2.体细胞核移植技术在医药卫生领域有哪些应用？ 3.体细胞核移植技术在治疗人类疾病方面有哪些应用？ 4.体细胞核移植技术还存在哪些问题要解决？ 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在问题 1．应用前景 (1)畜牧生产中：加速家畜____________进程，促进优良畜群繁育。 (2)医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的_____________。 (3)治疗疾病时：转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为__________的供体。 (4)保护濒危动物方面：增加濒危动物的______________。 (5)用于科学研究。 遗传改良　 医用蛋白　 异种移植　 存活数量　 第2章　细胞工程 生物学　选择性必修3　配人教版 课前·新知导学 课堂·素养初培 课堂·延伸提分 小练·素养达成 课后提能集训 2．存在问题 (1)体细胞核移植技术__________非常低。 (2)克隆技术的各个环节有待进一步__________。 (3)绝大多数克隆动物存在____________，许多克隆动物表现出____________、______________等。 (4)对克隆动物食品的安全性存在着争议。 成功率　 改进　 健康问题　 遗传缺陷　 生理缺陷　 第2章　细胞工程 生物学　选择性必修3　配人教版 课前·新知导学 课堂·素养初培 课堂·延伸提分 小练·素养达成 课后提能集训 概述 过程 动物细胞核移植 结果 生殖方式 原理 分类 动物细胞核移植 动物细胞培养 动物细胞融合 胚胎移植 早期胚胎培养 前景和问题 畜牧生产、保护濒危物种、医药卫生、治疗人类疾病、科研 成功率低、环节有待改进、健康问题 小结 1.下列有关核移植的说法错误的是(　　) A.用核移植得到的动物称为克隆动物 B.核移植的受体细胞最好是受精卵 C.核移植可以充分说明动物细胞核具有全能性 D.核移植得到的克隆动物属于无性生殖 B 课堂练习 2.如图是克隆羊的培育流程图，相关说法错误的是（ ） A.卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到减Ⅱ中期 B.从供体羊中取上皮细胞需要用胰蛋白酶进行处理 C.在显微镜下用微型吸管将卵母细胞中的染色体-纺锤体复合物吸出 D.上皮细胞细胞核进入卵母细胞后即可自行发育成胚胎 D 3.2017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( ) 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 C 4．如图表示核移植与克隆动物的相关图解，有关叙述错误的是（ ） A．用于核移植的供体细胞①一般选用具有优良性状的动物体细胞 B．图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性 C．采集的卵母细胞培养到的②时期表示MⅡ期 D．动物细胞培养过程中添加5%CO2的目的是维持培养液的pH B 【解析】用于核移植的供体细胞一般选用具有优良性状的动物体细胞，原因是核移植产生的克隆动物的性状几乎和提供细胞核的动物个体完全相同，A正确；供体细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成克隆动物，这只能说明分化动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；采集的卵母细胞培养到的②时期表示MⅡ期，才能使融合细胞更容易表达其全能性，C正确；动物细胞培养过程中需要在95%空气＋5%CO2环境中培养，其中添加5%CO2的目的就是维持培养液的pH，D正确。 20 谢谢 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛（供体） 通过显微操作去核 从供体身体的某一部位上取体细胞 去核的卵母细胞 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 重构胚 早期胚胎 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 得到去核的卵母细胞 应 用 前 景 畜牧生产 保护濒危动物 医药卫生 治疗人类疾病 科研 存在的问题 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 有望增加濒危物种的存活数量 克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白 ①克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体； ②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； ①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 ①成功率非常低 ②各个技术环节有待进一步改进 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 2.采集的卵母细胞应培养至： ______________________ 3.选择MⅡ期卵母细胞的原因？ ①_________________________ _________________________ ②_________________________ 4.卵母细胞去核的方法 _________________ 5.为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？ 减数第二次分裂中期 含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件 细胞体积大，易于操作 显微操作（去核）法 保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。 6.在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？ __________________________ 7.供体细胞注入卵母细胞的优点 _________________________ 8.诱导融合的方法______________ 9.融合的结果： __________________________ 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 对卵母细胞损伤较小 *直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 电融合法 供体核进入卵母细胞，形成重构胚 10.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、蛋白酶合成抑制 _______________________ 11.以上方法处理重构胚的目的 _________________________ 12.实验结论 __________________________ 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性 重构胚 早期胚胎 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 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 供体细胞培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 项目 动物细胞培养 动物体细胞核移植 过程 $