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

该高中生物学课件聚焦动物体细胞核移植技术和克隆动物，通过《西游记》毫毛变猴的社会情境导入，从体细胞“变”猴的问题出发，搭建生活与科学的学习支架，系统涵盖技术概念、原理、流程、应用及社会议题分析。 其亮点在于以问题驱动探究实践，结合思考讨论（如克隆是否100%复制）培养科学思维，通过生殖性克隆人等议题渗透态度责任。采用流程图示、关键问题解答等教学方法，课堂小结系统梳理知识，助力学生构建生命观念，教师可提升教学效率与学生参与度。

第2章 第2节 （三）动物体细胞核移植技术和克隆动物 学习目标 01 阐明动物细胞核移植技术的概念和原理 02 以文字和图示表述体细胞核移植的过程 03 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 01 问题探讨 01 从社会中来 西游记中的这段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞。 过渡 毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？ 02 动物体细胞核移植技术 概念： 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 细胞核 去核的卵母细胞 新胚胎 动物个体 供体细胞 受体细胞 卵母细胞 动物细胞 去核 取核 移入 重组细胞 新胚胎 克隆动物 发育 发育 将动物一个细胞的 ，移入 中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成 的技术。 02 动物体细胞核移植技术 思考：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。 单克隆抗体技 PCR 技术 动物细胞培养技术 植物细胞培养技术 植物组织培养技术 核移植技术 原理： 动物细胞核的全能性 种类： 生殖方式： 无性生殖 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 细胞分化程度 ， 表现全能性 ； 细胞分化程度 ， 表现全能性 。 相对容易 高 十分困难 低 整个细胞随分化程度的提高，分化潜能逐渐减弱，全能性受到限制 因此动物体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植 02 动物体细胞核移植技术 非人灵长类动物的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。 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。 02 动物体细胞核移植技术 03 体细胞核移植的过程 结合P53图2-18，理清“体细胞核移植”的基本过程是什么？ 科学家通过体细胞核移植技术获得了类似卢辛达的高产奶牛，如果要加速高产奶牛的繁育，可以对此高产奶牛进行克隆(如图所示) 高产奶牛体细胞 03 体细胞核移植的过程 屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 “去核”的卵母细胞 供体细胞培养 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 ①细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质； ②细胞体积大，便于操作； ③卵黄多，营养物质丰富。 卵母细胞的特点： 卵母细胞为什么要“去核”？ 保证核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细胞。 为什么要培养到MⅡ期？ 正常排出的卵子即处于MⅡ期，此时卵母细胞已发育成熟，细胞质中具有激活重构胚以及早期胚胎发育的必需因子。 03 体细胞核移植的过程 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 形成重构胚 为什么将整个供体细胞注入卵母细胞中？ 激活重构胚目的是什么？ 用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。 早期胚胎 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 03 体细胞核移植的过程 早期胚胎 (代孕)母牛体内 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 克隆牛 问题1 整个过程用了哪些技术？ 问题2 新生牛的性别？性状表现与三个亲本都相关吗？ 问题3 繁殖方式？ 动物细胞培养、动物体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植 与供体相同，性状与代孕母牛无关 无性繁殖 03 体细胞核移植的过程 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？ 为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来供体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。 2.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，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； 思考•讨论 03 体细胞核移植的过程 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。 04 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 克隆牛在生命早期面临较大的危险，有42%的犊牛在分娩后150日龄期间死亡，常见疾病包括脐带膨大、呼吸问题和精神沉郁等。1999年克隆羊“多莉”出现早衰现象后，克隆牛也被发现存在早亡现象，这引发了对克隆动物前景的担忧；克隆牛研究中出现了高流产率和胎儿死亡率，以及胎儿过重和胎盘异常等问题。 安乐死后的克隆羊多利 请同学们阅读教材第54页最后两段，了解体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题。 04 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 1.畜牧生产 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 04 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 2.医药卫生领域 （1）通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的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 （2）在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植 （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发生免疫排斥反应 04 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 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 04 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 3.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 04 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 4.保护濒危物种 该技术有望增加濒危物种的存活数量（不能提高生物多样性） 黑草黄弄蝶 白鳍豚 金丝猴 04 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 存在的问题 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)成功率非常低 (2)核移植的理论研究较为滞后 (3)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。 05 课堂小结 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 06 课堂小测 1.下列关于体细胞核移植技术的叙述，正确的是( ) A.核移植得到的动物称为克隆动物 B.克隆动物的遗传性状与供核亲本完全一致 C.体细胞核移植的成功率高于胚胎细胞核移植 D.核移植时通常将供体细胞注入去核的卵母细胞中 A 解析：体细胞核移植技术是将动物的一个体细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体，核移植得到的动物称为克隆动物，A正确；克隆动物的核遗传物质与供核亲本一致，但细胞质遗传物质来自卵母细胞供体，且生物性状还受环境影响，因此遗传性状与供核亲本不完全一致，B错误；胚胎细胞分化程度低，全能性高，胚胎细胞核移植的成功率高于体细胞核移植，C错误；核移植时通常将供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，而非直接注入整个供体细胞，D错误。 06 课堂小测 2.下列有关动物细胞核移植技术和克隆动物的说法，错误的是( ) A.克隆动物的个体发育过程发生了细胞的增殖、分化、衰老和凋亡 B.体细胞核移植技术发展到今天已相当成熟，成功率较高 C.利用动物细胞核移植技术可以有选择地繁殖某一性别的动物个体 D.绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷等 B 解析：克隆动物的个体发育过程中，细胞会发生增殖、分化、衰老和凋亡，这是细胞正常的生命历程，A正确；体细胞核移植技术目前成功率较低，存在克隆动物成活率低、发育异常等问题，技术尚未成熟，B错误；动物细胞核移植的供核细胞决定克隆动物的性别，因此可选择特定性别的供体细胞，有选择地繁殖某一性别的动物，C正确；绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷、免疫异常等，这是核移植技术的常见问题，D正确。 06 课堂小测 3.我国科学家利用体细胞克隆技术成功培育出克隆猴“中中”和“华华”，流程为：将猕猴的体细胞直接注入去核卵母细胞，构建重组细胞，经体外培养获得早期胚胎，再移植到代孕母猴体内发育。下列叙述正确的是( ) A.卵母细胞“去核”是指通过显微操作去掉MⅡ期的染色体 B.“中中”“华华”与猕猴长得最像，性别为一雌一雄有利于繁衍后代 C.代孕母猴为胚胎发育提供遗传物质和适宜的生理环境 D.可用Ca2+载体等激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 D 解析：卵母细胞“去核”是去除处于MⅡ期卵母细胞的第一极体和纺锤体－染色体复合物，A错误；“中中”“华华”的核遗传物质全部来自供核的体细胞，因此仅与供核猕猴相似度最高，且二者核遗传物质完全相同，性别一致，并非一雌一雄，B错误；代孕母猴仅为胚胎发育提供适宜的生理环境和营养，不提供遗传物质，胚胎的遗传物质主要来自供核体细胞，少量来自去核卵母细胞的细胞质，C错误；重构胚构建后需通过物理或化学方法激活才能启动发育，Ca2+载体是常用的化学激活剂，可促使重构胚完成细胞分裂和发育进程，D正确。 感谢指正 Thanks To Correct Me Lavf58.20.100 $