3.2.3动物细胞核移植技术和克隆动物-中中华华的诞生（情境课件）生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件围绕动物体细胞核移植技术及克隆动物展开，以《西游记》悟空毫毛变猴的想象情境引入，结合2017年克隆猴“中中”“华华”的现实案例，引导学生从概念原理、操作流程到应用前景及伦理问题逐步深入，通过任务驱动构建知识支架。 其亮点在于情境化导入激发学习兴趣，任务驱动（如绘制核移植流程图、分析关键步骤）培养科学思维，结合克隆猴案例及伦理讨论强化生命观念与态度责任。学生能深化对细胞核全能性的理解，教师可借助案例与问题提升教学互动性和知识传递效率。

人教版选择性必修3 第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 三 动物体细胞移植技术和克隆动物 “中中”“华华”的诞生 目录 生命观念 1.阐明动物细胞核移植技术的概念和原理。 科学思维 1.以文字和图示表述体细胞核移植的过程。 社会责任 1.说明体细胞核移植的应用及对生殖性克隆人等社会议题进行理性判断。 素 养 目 标 情境导入 中中”“华华”的诞生 “（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。”这是《西游记》中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。 毫毛 来自悟空的体细胞 是否可以实现 照片中两只可爱的小猴，分别叫"中中"和"华华"，它们诞生于2017年，一出生就轰动了全世界，这是我国科学家的研究成果。 你知道它们是如何培育出来的吗?在这之前，科学家培育了胚胎细胞克隆猴，你知道两者有什么不同吗? 其实，自1996年首个体细胞克隆动物多莉羊（Dolly）诞生以来，人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜，但为什么体细胞克隆猴的诞生能轰动世界呢? 2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实。 情境导入 中中”“华华”的诞生 情境串讲 一、动物细胞核移植技术 【任务一】阅读课本52页第1-3段，思考回答下列问题： 1.动物体细胞核移植技术的概念、原理、生殖方式和种类；2.试分析非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因是什么？ 1.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。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 2.原理： 动物细胞核的全能性 4.种类： 3.生殖方式： 无性生殖 受体细胞：MⅡ期（减Ⅱ中期）的卵母细胞 情境串讲 一、动物细胞核移植技术 种类 难易程度 原因 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 较容易 较难 分化程度低，全能性易表现 分化程度高，全能性难表现 5.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因： 情境串讲 一、动物细胞核移植技术 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操作的技术尚不完善。 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。 我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了世界上首例体细胞克隆猴。 情境串讲 一、动物细胞核移植技术 [思考]该技术为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？ 克隆技术是一个很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的现象均可称为“克隆”。 在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次，即分子克隆、细胞克隆、个体克隆。 [思考]下列克隆分别用什么技术？ 动物细胞克隆—— 动物克隆—— 植物克隆—— DNA克隆—— 动物细胞培养 核移植 植物组织培养 PCR技术 即学即练 动物细胞核移植技术 1.下图为体细胞克隆猴“中中”和“华华”的培育流程，为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景。下列叙述正确的是(　　) A．过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，体现细胞膜的选择透过性 B．过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质 C．“中中”“华华”的诞生证明了动物细胞具有全能性 D．与模型小鼠相比，模型猴更适用于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物 未体现细胞膜的选择透过性 是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核的全能性的是卵母细胞的细胞质中的物质 说明动物细胞的细胞核具有全能性 情境串讲 二、动物细胞核移植的过程 【任务二】阅读课本53页图2-18，绘制体细胞核移植流程图，详细分析每个实验步骤，思考回答下列问题： 1.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？采集的卵母细胞应培养至？卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？ 2.注入去核的卵母细胞的是整个供体细胞还是供体细胞的细胞核？为什么？ 3.诱导融合的方法？融合的结果？ 4.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？ 5.动物体细胞核移植技术证明了？（原理） 6.该过程中应用到的技术? 7.新生牛的性别、基因与谁相同？繁殖方式和原理是什么？ 情境串讲 二、动物细胞核移植的过程 核移植流程: 供体细胞的采集与培养 受体卵母细胞的采集与体外培养 供体细胞 显微操作去除卵母细胞中的核 将供体细胞注入去核卵母细胞 电刺激促融使供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎 用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程 胚胎移植入代孕母牛体内 妊娠分娩与供体遗传物质基本相同的犊牛 以克隆高产奶牛为例 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 去核：显微操作 取体细胞 去核的卵母细胞 供体细胞 1.选择卵母细胞作为受体细胞的原因？ ①卵母细胞体积大，易操作 ②含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件 情境串讲 二、动物细胞核移植的过程 2.采集的卵母细胞应培养至 ； MⅡ期 3.卵母细胞去核的方法？ 显微操作法（最常用） 纺锤体-染色体复合物 4.卵细胞“去核”去的是什么？ 去核的卵母细胞 供体细胞 将供体细胞注入去核的卵母细胞 整个供体细胞 ①对卵母细胞损伤较小； ②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。 电融合法 激活方法：①物理方法；②化学方法 重构胚 早期胚胎 4.注入去核的卵母细胞的是整个供体细胞还是供体细胞的细胞核？为什么？ 以克隆高产奶牛为例 情境串讲 二、动物细胞核移植的过程 5.诱导融合的方法？融合的结果？ 通常用电融合法 供体核进入卵母细胞，形成重构胚 (代孕)母牛体内 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 克隆动物 早期胚胎 7.动物体细胞核移植技术证明了？（原理） 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。 以克隆高产奶牛为例 情境串讲 二、动物细胞核移植的过程 重构胚 6.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？ 电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力 有关体细胞核移植的问题 思考•讨论 1.体细胞核移植到受体卵母细胞前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？ 结合图2—18及前面所学知识，思考并讨论以下问题： 为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。 2.你认为用上述体细胞核移植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？ 不是对核供体动物进行100%的复制。 ①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但细胞质中的DNA（线粒体中的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； 有关体细胞核移植的问题 思考•讨论 3.体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。 利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物 质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。 有关体细胞核移植的问题 思考•讨论 培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。 4.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，这是为什么？ 与供体相同 无性繁殖 动物细胞核的全能性 8.体细胞核移植过程用了哪些技术？ 9.新生牛的性别、基因与谁相同？繁殖方式和原理是什么？ 动物细胞培养 核移植 早期胚胎培养、胚胎移植 情境串讲 二、动物细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 从供体高产奶牛身上取体细胞 显微操作去核 对体细胞进行培养 去核的卵母细胞 供体细胞 电融合法 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 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 动物细胞核移植技术 细胞核移植 动物细胞培养 细胞融合 体细胞核移植用到的技术 早期胚胎培养 胚胎移植 激活重构 胚使其完成 细胞分裂和 发育过程 归纳总结 体细胞核移植知识归纳 (1)诱导动物细胞融合常用的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法；激活重构胚的常用方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等。 (2)克隆动物技术属于无性繁殖技术。 (3)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。 易错提醒 有关细胞核移植的问题 即学即练 动物细胞核移植过程 1.如图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(　　) A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B．过程①需要提供95%空气和5% CO2的混合气体 C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D．过程③常用电刺激、Ca2＋载体、聚乙二醇等方法 激活重组细胞 丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定 对卵母细胞进行处理 是促进细胞融合的促融剂，不能用于激活重组细胞 情境串讲 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 【任务三】阅读课本54页的第1-2段，明确体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题有哪些？ 克隆羊多利和它的创造者 安乐死后的克隆羊多利 情境串讲 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 1.在畜牧生产中 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 （一）应用前景 情境串讲 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 2.在医药卫生领域： （一）应用前景 通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白。 3.治疗人类疾病方面： ①转基因克隆动物的细胞、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； 治疗性克隆 情境串讲 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （一）应用前景 3.治疗人类疾病方面： 首先用高分子化学材料——聚羟基乙酸制成所需人体器官的形状，然后植入人的细胞（这只展出的老鼠身上植入的是它自己的细胞），缝合在裸鼠背上。经过细胞快速生长，人造模子会自己降解消失，器官与老鼠成为一体，最后可移植到人体上。这种全身无毛的老鼠叫裸鼠，没有免疫力，这样才不会对那只“人耳”产生排异反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研技术成熟后，人身上缺少或损坏的组织器官都可以修补上。 人造耳朵有望用于器官移植 一只在背上长出了“人耳”的活老鼠 情境串讲 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 (4)在科研领域： 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； 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。 （一）应用前景 情境串讲 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （一）应用前景 (4)在保护濒危物种方面： 该技术有望增加濒危物种的存活数量 中华眼镜蛇 黑草黄弄蝶 白鳍豚 情境串讲 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （二）存在问题 许多克隆动物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，免疫失调等。易出现早衰（多利羊猜想）。 胚胎移植—动物幼体产出概率＜10％ (1)成功率低 (2)克隆动物存在健康问题 (3)克隆动物食品的安全性问题存在争议 拓展延伸 生殖性克隆和治疗性克隆 2017年，克隆猴姐妹“中中”和“华华”的萌照登上了国际权威学术期刊《细胞》的封面后，不少闻之者不由得欢呼起来——猴子都能克隆，下一步是不是就能……看来长命百岁不是梦了！ 中国科学家坚守科学伦理底线的回答铿锵有力：“不！克隆非人灵长类动物的唯一目的是服务人类健康，但科研人员不考虑对人类进行相关研究”。 自绵羊“多利”诞生之日起，围绕克隆技术的伦理争论就从未停止过。 2003 年1月，欧盟制定法案，制止克隆人；2003 年 12月，我国发布《人类胚胎干细胞研究伦理指导原则》，规定禁止生殖性克隆人研究，允许开展胚胎干细胞和治疗性克隆研究。 中国政府反对生殖性克隆 支持治疗性克隆 克隆人，会带来哪些伦理和道德问题？ 拓展延伸 生殖性克隆和治疗性克隆 1.为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗，科研人员利用人帕金森病模型鼠进行下图实验，相关叙述错误的是(　　) 即学即练 动物细胞核移植过程 A．过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复 B．过程②重组细胞培养依次经历了卵裂、桑葚胚、原肠胚和囊胚等过程 C．过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达 D．过程④无需对受体小鼠注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能 依次经历了卵裂、桑葚胚、囊胚和原肠胚等过程 理论基础 动物体细胞核的全能性 胚胎细胞核移植 原理： 类型： 体细胞核移植 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 从供体高产奶牛身上取体细胞 显微操作去核 对体细胞进行培养 去核的卵母细胞 供体细胞 电融合法 将供体细胞注入去核的卵母细胞 重构胚 用物理或 化学方法激活重构胚，使其完成 细胞分裂和发育 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 动物体细胞核移植技术和克隆动物 理论基础 应用前景 畜牧业 保护濒危物种 医药卫生 课堂小结 动物体细胞核移植技术和克隆动物 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，利用组织培养培育岀新个体 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 课堂练习 能力提升 2.如图是某克隆羊培育过程模式图，试分析获得该克隆羊的生殖方式、该克隆羊的基因型以及该克隆羊发育成熟时所分泌的性激素依次是 A.无性生殖、Aa、雌激素 B.无性生殖、aa、雄激素 C.有性生殖、aa、雄激素 D.有性生殖、AA、雌激素 课堂练习 能力提升 3.我国科学家利用基因编辑技术获得一只彻底敲除BMAL1基因(控制生物节律的核心基因之一)的猕猴甲,发现其出现睡眠紊乱的症状。将该猕猴的体细胞核植入去核的卵母细胞中得到重组细胞,然后培育重组细胞得到了五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴。相关叙述不正确的是 (　　) A.猕猴甲体内各种细胞表达的基因完全相同 B.克隆猴的胚胎发育过程中会发生细胞凋亡 C.五只克隆猴的获得能够证明动物体细胞核具有全能性 D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足 课堂练习 能力提升 4.如图所示为哺乳动物(羊)的生殖过程,下列叙述不正确的是 (　　) A.个体2为克隆动物,c为高度分化的体细胞 B.个体2的遗传性状与提供c细胞的羊不完全相同 C.产生动物个体1与动物个体2的生殖方式是不同的 D.e细胞为完成减数分裂的卵细胞 课堂练习 能力提升 5.下列关于脊椎动物体细胞核移植技术的叙述,正确的是 (　　) A.去核的各个时期的卵母细胞都可作为核受体 B.绵羊的乳腺细胞可作为核供体,其成熟的红细胞不可 C.细胞质可调控同源细胞核的发育,不可调控异源细胞核的发育 D.核移植会用到显微注射技术,不会用到电融合技术 课堂练习 能力提升 6.图为科研人员培育克隆猴“中中”的流程图。下列有关叙述正确的是(　) A.e的性状表现不受来源于b中的基因控制 B.图中涉及的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植等 C.d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件 D.e的诞生体现了a细胞的全能性 课堂练习 能力提升 7.2019年1月24日，我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴——5只生物节律紊乱的体细胞克隆猴在中国诞生，开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMAL1(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞，通过体细胞核移植技术，获得了5只克隆猴——这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型。下列相关叙述错误的是 A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性 B.5只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致 C.体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞 D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足 课堂练习 能力提升 8.某研究人员将患有线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐献的去核的卵母细胞中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述不正确的是 A.此项技术的基础是动物细胞培养 B.此项技术的原理与克隆羊“多莉”完全相同 C.健康妇女捐献的卵母细胞的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用 D.婴儿出生后具有患病妇女及其丈夫以及捐献健康卵母细胞的妇女三方 的遗传特征 课堂练习 能力提升 9.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 课堂练习 能力提升 据图分析下列叙述错误的是 （ ） A. 该技术涉及物细胞培养、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 10.2017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。 课堂练习 能力提升 人教版选择性必修3 感谢观看！ 孙悟空拔毛 jasmine Lavf58.33.100 $