新教材适用2023-2024学年高中生物第2章细胞工程第2节动物细胞工程第3课时动物体细胞核移植技术和克炉物学案新人教版选择性必修3

第3课时动物体细胞核移植技术和克隆动物知识点动物细胞核移植技术基础知识·双基夯实一、动物细胞核移植技术的概述二、体细胞核移植的过程三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题1．应用前景(1)畜牧生产方面：加速家畜_遗传改良__进程，促进优良畜群繁育。(2)医药卫生领域①转基因克隆动物作为_生物反应器__，生产珍贵的_医用蛋白__。②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为_异种移植__的供体。③人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的细胞、组织、器官后，可用于_组织器官__的移植。(3)了解胚胎发育及衰老过程。(4)用克隆动物做_疾病模型__，使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。(5)保护濒危物种方面：保护_濒危物种__，增加濒危动物的存活数量。2．存在问题(1)体细胞核移植技术的_成功率__非常低。(2)克隆动物存在健康问题，表现出遗传和_生理__缺陷等。活|学|巧|练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．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．克隆动物技术成功率很高。(×)合|作|探|究1.通过体细胞核移植产生的克隆动物是有性生殖还是无性生殖？提示：通过体细胞核移植产生的克隆动物没有经过减数分裂和有性生殖细胞的结合，属于无性生殖。2．为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？提示：①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但其核外线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。3．选用处于MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞的原因。提示：①卵母细胞体积大，易于操作。②卵母细胞细胞质内促使细胞核体现全能性的物质含量最高。③卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。课内探究·名师点睛一、动物体细胞核移植技术1．原理：动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，用体细胞核移植技术能够得到克隆动物。说明动物体细胞的细胞核具有全能性。2．供体：一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。3．受体(1)材料选择：选择处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞作为受体细胞。其原因是：①卵母细胞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)去核的原因：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞。二、细胞工程的各种技术手段及其原理总结技术名称目的原理植物组织培养获得植株植物细胞的全能性植物体细胞杂交获得杂种植株细胞膜的流动性和植物细胞的全能性动物细胞培养获得大量细胞或细胞产物细胞增殖动物体细胞核移植获得克隆动物动物体细胞细胞核的全能性动物细胞融合获得杂交细胞细胞膜的流动性单克隆抗体的制备获得单克隆抗体细胞膜的流动性和细胞增殖典例1(2023·海安中学月考)如图为克隆羊“多莉”的培育过程示意图。下列各项有关表述不正确的是(B)A．此项技术可以用于繁殖家畜中的优秀个体B．由于细胞核基因完全来自甲羊，所以“多莉”的性状与甲羊完全一致C．此项技术可以有选择地繁殖某一性别的家畜D．此过程说明高度分化的动物细胞核具有全能性解析：克隆属于无性繁殖，产生的个体绝大多数性状与供核亲本一致，可用于繁殖家畜中的优秀个体，A正确；“多莉”由细胞质基因控制的性状与甲羊不同，B错误；克隆动物的性别与供核个体一致，可以有选择地繁殖某一性别的家畜，C正确；克隆羊“多莉”的培育利用了动物体细胞核移植技术，该过程说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，D正确。变式训练❶世界首批疾病克隆猴——5只生物节律紊乱的体细胞克隆猕猴在中国诞生，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基因(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猕猴模型。下列相关叙述错误的是(C)A．体细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性B．5只克隆猕猴的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、单胎数量少的不足解析：取自卵巢的卵母细胞需要培养到MⅡ(中)期时，才可进行核移植；体细胞核移植时供核的供体可不受年龄影响，且体细胞数量多，所以该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足。动物体细胞核移植的特点1．动物体细胞核移植依据的原理是动物细胞核的全能性，属于无性生殖。虽然细胞核内具有发育成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难体现细胞的全能性。卵母细胞体积大，易于操作，含有促使细胞核体现全能性的物质和营养条件。将体细胞核移入去核卵母细胞内，既保证了重组细胞的完整性，又能刺激体细胞核体现其全能性。2．动物体细胞核移植产生的新个体，其亲本有三个：体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因与体细胞核供体的完全一样，因此新个体的性状与体细胞核供体的基本相同。卵母细胞细胞质中也有少量的DNA，因此新个体的性状与卵母细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体的性状与代孕母体基本没有关系。典例2(2023·青云学府月考)下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是(B)A．目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体B．体细胞的细胞核移植到受体细胞之前，要先去掉受体卵母细胞的细胞核C．用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞D．用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100%的复制解析：目前在实验中，科学家还不可以直接把动物体细胞培养成完整的动物个体，A错误；体细胞核移植需要将体细胞核与去核的卵母细胞进行重组，B正确；用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，因为10代内的细胞能保持正常的二倍体核型，C错误；体细胞核移植方法生产的克隆动物，并没有对体细胞供体动物进行100%的复制，因为还有部分遗传物质来自受体卵母细胞的线粒体，D错误。学|霸|记|忆1.动物细胞核移植的技术是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。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。3．体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。4．在体细胞核移植中，从卵巢中采集的卵母细胞，要培养到MⅡ(中)期。5．克隆动物与核供体动物的遗传物质基本相同。1．利用体细胞核移植技术得到的胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织器官后，可用于组织器官的移植，操作流程如图所示。下列有关叙述错误的是(A)A．过程①所用的卵母细胞应培养至减数第二次分裂后期B．图中过程②表示用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成分裂和发育过程C．诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化，用于患者的组织器官移植D．完成过程⑤的根本原因是基因的选择性表达解析：过程①所用的卵母细胞应培养至减数第二次分裂中期，A错误。2．下列说法不属于克隆的是(C)A．利用PCR技术扩增目的基因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．利用胡萝卜茎尖组织经植物组织培养得到脱毒苗解析：克隆是指从一共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。利用PCR技术扩增目的基因属于分子水平的克隆；利用核移植技术培育出克隆绵羊属于个体水平的克隆；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，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。3．回答下列问题。(1)用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，有核的一半能分裂，无核的一半不能分裂。当有核的一半分裂到16～32个细胞时，科学家将其中一个细胞的细胞核挤到无核的一半，结果发现这一半也开始分裂，并且像有核的那一半一样，最终发育成正常的胚胎。科学家通过这个实验证明了_早期胚胎细胞的细胞核具有全能性__，从而为核移植技术的发展奠定了理论基础。(2)进行体细胞核移植前，从具有优良性状的动物体中取体细胞进行培养，培养条件除营养、温度和pH适宜外，还应保证_无菌、无毒、有适宜的气体环