2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-2026-2027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，涵盖概念、原理、过程及应用前景与问题。以《西游记》毫毛变猴情境导入，结合克隆猴“中中”“华华”实例，衔接动物细胞培养知识，搭建学习支架引导学生深入。 其特色在于通过问题链（如“为何选用MⅡ期卵母细胞”）和Q&A培养科学思维，结合多利羊、转基因羊等实例渗透态度责任，“趁热打铁”习题强化探究实践。学生能深化对技术原理的理解，教师可借助丰富案例提升教学效果。

第三课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物 第2节 动 物 细 胞 工 程 第二章 细胞工程 动物细胞培养 “（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？ 2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”。 核移植相当于孙悟空的“魔法” 思考：克隆猴用到了什么技术？为什么用供体猴的一个细胞核进行移植就可以培育出与它几乎一模一样的克隆猴？ 2 壹 动物体细胞核移植技术 动物细胞培养 图示法理解概念 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。 细胞核 去核的卵母细胞 新胚胎 动物个体 细胞核 去核的卵母细胞 动物个体 供体 受体 新胚胎 重组细胞 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 壹 动物体细胞核移植技术 动物细胞培养 一般指DNA分子扩增，如PCR技术，还包括单克隆抗体技术。 由一个细胞分裂所形成的细胞群体，如动物细胞培养技术、植物细胞培养技术。 分子水平： 细胞水平： 个体水平： 指基因型完全相同的个体或群体，如植物组织培养技术、核移植技术。 指一个细胞或个体以无性繁殖产生遗传物质完全相同的一群细胞或一群个体 [思考]为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？ 克隆是一很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的现象均可称为“克隆”。 壹 动物细胞培养 动物细胞核的全能性 体细胞核移植： 细胞分化程度高，表现全能性十分困难。 类型 细胞分化程度低，表现全能性容易。 胚胎细胞核移植： 原理 生殖方式 无性生殖 动物体细胞核移植技术 因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 壹 动物细胞培养 动物体细胞核移植技术 为什么“中中”和“华华”的诞生会震惊全世界? 非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，原因是什么？ 对非人灵长类动物胚胎操作的技术尚不完善。 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。 2017年，我国的科学家利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”。 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。 贰 体细胞核移植的过程 动物细胞培养 ①收集牛卵巢，采集卵母细胞，体外培养到MⅡ期 ③供体细胞的选择和培养 ②显微操作去核 ④将供体细胞注入去核卵母细胞 ⑤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 ⑦分娩获得克隆动物 高产奶牛（供体） ⑥将胚胎植入受体 从供体身体某部位取体细胞进行培养 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育 生出与供体遗传物质基本相同的犊牛 贰 体细胞核移植的过程 动物细胞培养 Q1:为何选用MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期)的卵母细胞? ①其细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质； ②卵母细胞体积大，易操作； ③卵母细胞营养物质丰富。 Q2: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。 Q3:去除的“核”是什么？ 染色体—纺锤体复合物。 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。 贰 体细胞核移植的过程 动物细胞培养 Q4:去核方法？ 第一极体 次级卵母细胞 去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管一般一并吸出第一极体 贰 体细胞核移植的过程 动物细胞培养 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。 Q6:将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？ 实质：将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 Q5:供体细胞一般都选用传代几代以内的细胞，为什么？ 一般选用传代10代以内的细胞。当传代10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。 贰 体细胞核移植的过程 动物细胞培养 Q8:激活重构胚的方法和目的是？ 方法:物理法（如电刺激等） 化学法（如Ca2+载体、乙醇、 蛋白酶合成抑制剂等) 目的:使其完成细胞分裂和发育进程。 Q7:重构胚是指？ 指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。 Q9:动物体细胞核移植技术证明了？ 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。 激活重构胚目的是？激活的本质，就是人为模拟受精作用的激活信号，解除重构胚的发育阻滞，启动细胞周期，让重构胚开始有丝分裂，逐步发育成早期胚胎。通过短暂的电场刺激，改变细胞膜的通透性，触发胞内钙离子浓度变化，模拟精子入卵的信号，从而激活重构胚。使用化学试剂进行处理，常见的有钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。这些物质同样可以诱导胞内信号变化，解除细胞周期阻滞，启动胚胎发育。 贰 体细胞核移植的过程 动物细胞培养 Q10:从遗传物质的角度分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？ 克隆动物细胞核的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞； 性状受基因和环境影响；可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。 Q11:体细胞核移植过程涉及的技术？ 动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、早期胚胎培养、胚胎移植 叁 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 动物细胞培养 2）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 01 体细胞核移植技术的应用前景 1）在畜牧生产方面：能加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 叁 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 动物细胞培养 3）在医药卫生领域 ①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； 乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊 叁 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 动物细胞培养 3）在医药卫生领域 ②在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体； 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，将它们一直给患者时可以避免免疫排斥反应。 胰岛细胞 病人 取细胞 器官移植 去核的卵母细胞 重组细胞 核移植 胚胎干细胞 取核 血细胞 心肌细胞 神经细胞 肝细胞 叁 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 动物细胞培养 4）在科研领域 ①可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程； ③克隆特定疾病模型的动物，能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。 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； 叁 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 动物细胞培养 02 体细胞核移植技术存在的问题 成功率低：从重构胚胎的发育到克隆动物的出生，各个环节都存在较高的失败率，这限制了该技术的大规模应用。 体细胞重编程不完全：在体细胞核移植过程中，体细胞的细胞核需要进行重编程，以恢复到胚胎细胞的状态。但目前的技术还难以实现完全的重编程，导致克隆动物可能存在基因表达异常等问题。 技术复杂成本高：动物体细胞核移植技术需要专业的设备和技术人员，操作过程复杂，且需要大量的卵母细胞等实验材料，导致成本高昂。 1）技术层面 叁 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 动物细胞培养 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）。这可能与体细胞重编程不完全、基因组印记异常等因素有关。 2）克隆动物存在健康问题 伦理争议：克隆动物技术引发了一系列伦理问题，如是否符合自然规律、对动物尊严的影响等。一些人认为克隆动物是对自然生殖方式的干预，可能会引发道德和伦理上的混乱。 法律监管难题：克隆动物技术的发展给法律监管带来了挑战。例如，如何规范克隆动物的研究和应用，如何保护克隆动物的知识产权，以及如何防止克隆技术被滥用等问题，都需要完善的法律法规来进行规范。 3）伦理和法律层面 1/3 完成 1.非人灵长类动物体细胞核移植技术的成功轰动了全世界，下列关于该技术过程中的方法、原理及原因等分析恰当的是（     ） A．卵母细胞去核的方法只能采用显微操作法 B．去核的“核”实质上是纺锤体——染色体复合物 C．激活重构胚的物理方法有电刺激和Ca2+载体等 D．去核目的是使克隆动物遗传物质全部来自供核动物 B 趁热打铁 19 2/3 完成 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 B 趁热打铁 20 3/3 完成 3.体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。下列关于体细胞核移植技术的应用前景及存在问题的叙述，错误的是（     ） A．利用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 B．利用体细胞核移植技术培育后代可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代 C．从“多莉”再到“中中”“华华”，体细胞核移植技术发展到今天已相当成熟，成功率较高 D．有研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷，免疫失调等 C 趁热打铁 21 动物细胞培养 动物体细胞核移植技术和克隆动物 原理 生殖方式 动物体细胞核的全能性 无性生殖 类型 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 将供体细胞注入去核的卵母细胞 激活重构胚 理论基础 过程 应用前景 畜牧业 保护濒危物种 医药卫生 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 去核的卵母细胞 供体细胞 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 孙悟空拔毛 jasmine Lavf58.33.100 Lavf58.46.101 $