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-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本讲义聚焦动物体细胞核移植技术和克隆动物核心知识点，系统梳理技术概念、基本过程（供体细胞选择、MⅡ期卵母细胞去核、重构胚形成等）、原理（细胞核全能性）及应用前景，构建从技术原理到实践应用的完整知识脉络，辅以思维导图整合要点。 该资料以克隆猴“中中”“华华”培育案例为探究载体，通过活动分析遗传物质来源等问题培养科学思维，结合自我诊断、针对练强化知识应用，体现生命观念与探究实践素养，课中助力教师高效授课，课后帮助学生查漏补缺，巩固重难点。

第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物 [学习目标]　1.概述动物细胞核移植技术的概念。　2.阐明动物体细胞核移植技术的基本过程。　3.举例说明动物体细胞核移植技术的应用前景。 任务一　体细胞核移植的过程 1.动物细胞核移植技术 2.体细胞核移植的过程 　　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。 　　(源于教材P54“相关信息”)动物细胞核移植技术中使用的去核方法有哪些？其原理是什么？目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法，也有人采用梯度离心、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。 【自我诊断】 1.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。 (√) 2.体细胞核移植过程中采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞。 (√) 3.经细胞核移植培育出的新个体只有一个亲本的遗传性状。 (×) 4.从动物卵巢内采集的卵母细胞，要在体外培养到MⅡ期，再通过显微操作去核。(√) 5.利用显微操作法，将供体细胞注入卵母细胞的细胞质后，需要用电融合等方法诱导细胞核融合以形成重构胚。 (×) [活动1]　深入理解体细胞核移植的过程 材料：2017年年底，世界上首批体细胞克隆猴在我国诞生，这是我国科学家历经五年取得的重大突破。这两只克隆猴名字叫“中中”“华华”，寓意为“中华”。克隆猴的诞生标志着我国的克隆技术走在了世界前列，如图表示克隆猴的培育流程。 学生用书⬇第60页 结合材料，回答下列问题： (1)通过上述方式产生克隆猴属于无性(填“有性”或“无性”)繁殖。 (2)为什么要选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞？ 提示：MⅡ期卵母细胞体积较大，其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。 (3)克隆猴的遗传物质是对猴B的100％复制吗？并分析原因。 提示：不是。克隆过程中细胞核来自猴B，因此克隆猴的核遗传物质是对猴B核遗传物质的100％复制，而其细胞质中有来自猴A的遗传物质。 (4)克隆猴的诞生是否证明了动物细胞具有全能性？原因是什么？ 提示：否。用体细胞核移植技术得到的克隆动物，仅仅说明动物体细胞的细胞核具有全能性，而不是动物细胞具有全能性。 【归纳总结】 1.核移植中供体和受体的选择 供体 一般选用原代培养的细胞，保证供体细胞正常的遗传基础 受体 选择MⅡ期的卵母细胞，其原因是： ①卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质； ②卵母细胞体积大，便于操作； ③卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富 2.克隆动物的遗传特点 克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。 (1)克隆动物的细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。 (2)克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞细胞质供体部分相同。 (3)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。 针对练1.(2025·汕头期中)传统医药实验常以小鼠为研究对象，但因其与人类遗传背景相差较远而存在诸多弊端。中国科研团队利用一只流产的雌性猕猴胚胎的成纤维细胞经克隆得到一对克隆猴“姐妹花”，她们的诞生具有重大意义。以下相关叙述错误的是(　　) A.去除纺锤体—染色体复合物可获得去核卵母细胞 B.这对“姐妹花”是经无性繁殖产生的，依据的原理有动物细胞核的全能性 C.克隆这对猕猴时利用的体细胞核移植技术比胚胎细胞核移植技术更容易成功 D.克隆猴与人类遗传背景更接近，以其为模型研发药物对治疗人类疾病具有一定的参考价值 答案：C 解析：这对“姐妹花”是科学家利用一只流产的雌性猕猴胚胎的成纤维细胞经克隆得到的，成纤维细胞是体细胞，故克隆这两只猕猴时利用了体细胞核移植技术，该技术比胚胎细胞核移植技术难度大，更不容易成功，C错误。 针对练2.(2025·重庆开学考试)我国研究人员经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，流程如图所示，①～⑥表示过程，该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。下列说法错误的是(　　) A.过程①用含血清的液体培养基，置于含有95％空气和5％CO2的培养箱中培养 B.过程②表示卵母细胞去核，实际去除的是纺锤体—染色体复合物 C.可用Ca2＋载体或乙醇激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 D.代孕母猴分娩的食蟹猴性状表现与提供卵母细胞的雌性食蟹猴无关 答案：D 解析：过程①用含血清的液体培养基，置于含有95％空气和5％CO2的培养箱中培养，这是常见的动物细胞培养条件，A正确；过程②表示卵母细胞去核，实际去除的是纺锤体—染色体复合物，常通过显微操作法去核，B正确；可用Ca2＋载体或乙醇激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，这是激活重构胚的常见方法，C正确；去核的卵母细胞含有细胞质基因，也会遗传给食蟹猴，因此食蟹猴性状表现和提供卵母细胞的雌性食蟹猴有关，D错误。 克隆动物遗传物质来源 (1)核内遗传物质：全部来自供体细胞。 (2)细胞质中的遗传物质：将供体细胞注入去核的卵母细胞以完成核移植时，一部分来自核供体细胞，另一部分来自受体卵母细胞。 学生用书⬇第61页 任务二　体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 1.体细胞核移植技术的应用前景 2.体细胞核移植技术存在的问题 　　(源于教材P55“概念检测”)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。“三亲”的含义是什么？“三亲婴儿”的基因来源有哪些？“三亲”是指婴儿的父亲、母亲及卵母细胞捐献者。“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。 【自我诊断】 1.体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。 (√) 2.克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植，而且可以避免免疫排斥反应。 (×) 3.一些研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。 (√) 4.克隆特定疾病模型的动物可用于疾病的研究和药物开发。 (√) 5.克隆动物的技术成功率很高。 (×) [活动2]　详解体细胞核移植技术的应用 材料：下面是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解，请据图回答下列问题： (1)图中①所示的结构名称是细胞核，③所示的生物技术名称是体细胞核移植技术。 (2)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为什么？ 提示：因为它含有促进细胞核全能性表达的物质。 (3)过程④通常用②作为受体细胞的原因是什么？ 提示：这些细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞。 (4)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是什么？ 提示：可以避免免疫排斥反应。 (5)若用图中③④所示技术得到能产生人生长激素的高产奶牛，则该奶牛从生殖方式上看属于“有性生殖”还是“无性生殖”？ 提示：该生殖方式属于无性生殖。 学生用书⬇第62页 【归纳总结】 细胞工程的各种技术手段及其原理总结 针对练3.(2025·辽宁抚顺月考)治疗性克隆有望解决供体器官的短缺和器官移植出现的免疫排斥反应等问题。如图表示治疗性克隆的过程，下列有关叙述不正确的是(　　) A.上述过程利用了动物体细胞核移植和动物细胞培养等技术 B.上述过程充分说明体细胞核移植技术已完全成熟 C.①过程的完成离不开胚胎干细胞的增殖和分化 D.①②过程都发生了DNA分子的复制和蛋白质的合成 答案：B 解析：尽管通过体细胞核移植技术已经获得多种克隆动物，但体细胞核移植技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待进一步改进，B错误。 针对练4.(2025·山东济宁期中)根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以用来(　　) ①有效提高濒危动物的遗传多样性　②提高某些良种家畜的自然繁殖率　③解决人体器官移植供体来源短缺的问题　④为科学研究提供实验动物　⑤构建转基因克隆动物，作为生物反应器，大规模生产珍贵的医用蛋白 A.①②③④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.③④⑤ 答案：D 解析：利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高遗传多样性，①错误；体细胞核移植技术不能提高良种家畜的自然繁殖率，②错误；可以利用体细胞核移植技术克隆人体器官，以解决人体器官移植供体来源短缺的问题，③正确；通过体细胞核移植技术克隆动物，可以为科学研究提供实验动物，④正确；在医药卫生领域，转基因克隆动物可以作为生物反应器，大规模生产珍贵的医用蛋白，⑤正确。 思维导图 要语必背 1.动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性，属于无性繁殖。 2.哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。 3.动物体细胞核移植的受体细胞是已经去核的MⅡ期卵母细胞。 4.体细胞核移植技术可用于畜牧生产、医药卫生、保护濒危物种等方面。 1.(2024·云南昆明高二期末)动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植。下列叙述错误的是(　　) A.动物细胞培养是动物细胞工程的基础 B.动物细胞培养需要将细胞分散成单个细胞才能进行 C.动物细胞融合技术就是将两个细胞融合成一个细胞的技术 D.哺乳动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植 答案：C 解析：动物细胞培养是动物细胞工程的基础，A正确；在进行动物细胞培养时，首先要将动物组织剪碎，然后用机械的方法也可以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理，以使其分散成单个细胞，制备成细胞悬液，因此动物细胞培养需要将细胞分散成单个细胞才能进行，B正确；动物细胞融合技术是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术，C错误；哺乳动物细胞核移植可分为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，D正确。 2.(2025·浙江金华模拟)由于肝脏器官的短缺，肝细胞移植被作为肝移植的替代策略。 学生用书⬇第63页 用海藻酸盐微胶囊包裹可增殖人肝细胞获得类器官(eLO)，并用于移植是治疗肝衰竭的一种有前途的策略。下列叙述错误的是(　　) A.供体肝组织需先用胰蛋白酶将其分散，再进行原代培养 B.开放式培养肝细胞，有利于细胞代谢产生的CO2及时逸出 C.异体移植细胞会发生免疫排斥，用海藻酸盐包裹有利于形成免疫保护屏障 D.若eLO与空微囊治疗组的效果相当，可证明微胶囊包裹不影响肝细胞功能 答案：D 解析：供体肝组织要用机械法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，再进行原代培养，A正确；开放式培养肝细胞，有利于细胞代谢吸收O2以及产生的CO2及时逸出，防止CO2积累在培养液中，改变培养液pH，B正确；异体移植细胞会发生免疫排斥，用海藻酸盐包裹能够防止免疫系统识别，C正确；若海藻酸盐微胶囊包裹可增殖人肝细胞获得类器官(eLO)与空微囊治疗组的效果相当，说明空微囊也可以治疗肝衰竭，但不能证明微胶囊包裹不影响肝细胞功能，D错误。 3.(2024·福建南平高二期末)下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.过程①需要提供95％空气和5％ CO2的混合气体 B.过程②常使用显微操作法对受精卵进行处理 C.为避免代孕丙牛对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂 D.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 答案：A 解析：过程①动物细胞培养中需要提供95％空气(保证细胞的有氧呼吸)和5％ CO2(维持培养液的pH)的混合气体，A正确；过程②(去核)常使用显微操作法对卵母细胞进行处理，B错误；受体子宫一般不会对植入胚胎产生排斥反应，因此不需要给代孕牛注射免疫抑制剂，C错误；结合题图可知，后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自乙和甲，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，D错误。 4.(2024·四川遂宁高二期末)下列是体细胞核移植技术的相关叙述，正确的是(　　) A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性 B.现在的克隆技术已经相当成熟了，可以向临床推广 C.体细胞核移植时可用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞 D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100％的复制 答案：A 解析：动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，A正确；尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物，但该技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待进一步改进，B错误；为使核移植的胚胎或动物的遗传物质几乎全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将培养至MⅡ期的受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏，C错误；克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA来自于受体卵母细胞，用体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行100％的复制，D错误。 5.(2025·四川成都高三期末)“细胞培养肉”是利用体外培养动物细胞的方式来获得构成肌肉组织的细胞，再经收集、塑形、食品化加工等过程制备可供食用的肉类制品。下列叙述错误的是(　　) A.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织可获得分散肌肉母细胞 B.往生物反应器中充入CO2的主要作用是维持培养液的pH C.生物反应器中的支架可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间 D.肌肉母细胞的原代培养是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖 答案：D 解析：用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理可将组织分散成单个细胞，A正确；动物细胞培养的气体环境：95％空气(空气中的氧气是细胞代谢所必需的)和5％CO2，CO2的主要作用是维持培养液的pH，B正确；生物反应器中的支架提供了更多的细胞附着面积，有利于细胞贴壁生长，即可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间，C正确；人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，不是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖，D错误。 6.(创新情境)科学家培育转乳糖分解酶基因奶牛的过程如图所示。请回答下列问题： (1)图中细胞培养的培养基成分需按种类和所需量严格配制，属于　　　　　　(填“天然培养基”或“合成培养基”)。在进行细胞原代培养时会出现　　　　和　　 　　现象。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的　　　　。此外还需要定期　　　　　　　　，防止细胞代谢物积累过多危害动物细胞持续生长和存活。 (2)重组细胞2在培养液中培养成的重构胚需激活才能移入受体母牛体内，常用的物理激活方法是　　　　。 (3)图中受体母牛会生出与黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛，原因可能有　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(至少答出两点)。 重组细胞2能够成功发育成犊牛，说明　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)合成培养基　细胞贴壁生长　细胞接触抑制　抗生素　更换培养液　(2)电刺激　(3)生物的性状受细胞核和细胞质中的遗传物质共同控制；生物的性状还受环境因素的影响；胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一半来自配种的公牛等　动物细胞的细胞核具有全能性 解析：(1)图中细胞培养的培养基成分需按种类和所需量严格配制，属于合成培养基。在进行细胞原代培养时会出现细胞贴壁生长和细胞接触抑制现象。向培养液中加入适量的抗生素，可以防止细胞培养过程中细菌的污染。细胞培养过程中，为了防止细胞代谢物积累过多危害动物细胞持续生长和存活，需要定期更换培养液。(2)重组细胞2在培养液中培养成的重构胚需激活才能移入受体母牛体内，常用的物理激活方法是电刺激。(3)生物的性状由遗传物质和环境因素共同控制，生物的遗传物质主要存在于细胞核中，少数分布在细胞质中，胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一半来自配种的公牛等，因此图中受体母牛会生出与黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛。将供体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，形成重组细胞2，重组细胞2培养成重构胚并最终发育成个体，说明动物细胞的细胞核具有全能性。 学科网（北京）股份有限公司 $