新教材高中生物选择性必修3课件：2 2 3 动物体细胞核移植技术和克隆动物(人教版)

第3课时动物体细胞核移植技术和克隆动物知识点1知识点2课时作业随堂检测///////1245/////////////////////网络构建·晨读必背3///////体细胞核移植的过程1联想质疑自主梳理1.动物细胞核移植技术

(1)概念：是将动物的一个细胞的________移入

的

中，并使重组细胞发育成________，继而发育成__________的技术细胞核新胚胎动物个体其实是纺锤体—染色体复合物去核是指减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的卵母细胞卵母细胞(2)类型：①胚胎细胞核移植：动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易。②体细胞核移植：动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。(3)原理：动物体细胞核的全能性。2.体细胞核移植的过程去核供体核提醒：(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。(1)动物胚胎细胞分化程度低、表现全能性相对容易。()(2)需要用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。()(3)采集的卵母细胞需要在体外培养到MⅠ中期。()(4)利用显微操作技术，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。()提示：利用显微操作技术，将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带下，需要用电融合等方法诱导细胞融合以形成重构胚。√√××[典型例题]

(2020·天津等级考，1)在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的(

)

A.卵原细胞

B.初级卵母细胞

C.次级卵母细胞

D.卵细胞

解析克隆哺乳动物时，一般将动物的一个体细胞的细胞核移入一个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，这个新的胚胎最终发育为动物个体。通常作为核移植受体细胞的是去核的次级卵母细胞，C正确。C[变式训练]

(2021·山东潍坊期末)下列关于高产奶牛克隆过程的叙述，错误的是(

) A.供体牛体细胞在进行体外培养时，会发生细胞贴壁和接触抑制的现象 B.培养至MⅡ中期的卵母细胞的细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质 C.通过电融合法促进供体与去核受体细胞两两融合，供体核进入卵母细胞 D.胚胎移植时，应将重组细胞直接移入代孕母牛的子宫

解析体细胞在进行体外培养时，会发生贴壁生长和接触抑制的现象，A正确；MⅡ中期的卵母细胞细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质，B正确；通过电融合法可以使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，C正确；胚胎移植时，应先将重组细胞培养成早期胚胎，再把早期胚胎移入代孕母牛的子宫，D错误。D★2017年11月，体细胞克隆猴“中中”和“华华”在中国诞生，这是世界上首例采用体细胞克隆技术诞生的灵长类动物。(1)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。(2)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进行去核，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。

(1)核移植技术中的供体是提供细胞核的动物个体；受体是代孕的雌性动物个体，而非提供去核卵母细胞的动物个体。(2)动物体细胞核移植过程中，涉及的技术手段不仅有核移植技术，还有动物细胞融合技术、动物细胞培养技术，以及早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。

1.克隆动物的产生过程属于有性生殖还是无性生殖？为什么？

提示：无性生殖；因为克隆动物既非受精卵发育形成，又非卵细胞或精子直接发育形成。2.克隆牛的繁育过程，会涉及3头牛，即提供卵母细胞的牛A、提供体细胞的牛B，以及代孕母牛C。克隆牛的表型与上述哪些牛有关？为什么？

提示：都有关；因为克隆牛细胞质中的基因有一部分来自牛A，细胞核中的基因和细胞质中的另一部分基因来自牛B，牛C提供了克隆牛早期发育的环境，所以克隆牛的表型与A、B、C3头牛都有关。体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题2联想质疑自主梳理1.体细胞核移植技术的应用前景遗传改良生物反应器异种免疫排斥反应胚胎发育及衰老遗传背景疾病模型2.体细胞核移植技术存在的问题滞后过大失调(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、组织或器官可以作为异种移植的供体治疗人类疾病，而且可以避免免疫排斥反应。()提示：转基因克隆动物的细胞、组织或器官，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)目前，体细胞克隆技术的成功率虽然比较高，但是各个技术环节还有待进一步改进。()提示：目前体细胞克隆技术成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。√×√×[典型例题]

(2021·武昌区期末)下列有关体细胞核移植技术的说法，错误的是(

) A.体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高 B.克隆技术的各个环节有待于进一步改进 C.大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题 D.克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议

解析尽管体细胞核移植技术已经在许多种动物中获得成功，但其成功率仍然非常低。A★克隆人的“悲剧”动物细胞核移植技术在器官移植方面有何应用前景？提示：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治疗人类疾病；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。网络构建·晨读必背3思维导图胚胎晨读必背1.动物细胞核移植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.由于胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。3.重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成为完整个体的能力。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。4.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治疗人类疾病；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。随堂检测41.(2021·河北衡水金卷)2018年1月25日，在生物学顶尖学术期刊“细胞”(Cell)以封面文章的形式在线发表一项猕猴繁殖的新技术，该繁殖技术的过程如下图所示，请问该技术属于生物技术中的哪种技术手段(

)BA.胚胎细胞核移植技术

B.体细胞核移植技术C.单倍体育种技术

D.杂交育种技术2.(2021·江苏苏州期末)我国首只克隆猫“大蒜”的诞生，标志着我国在克隆领域迈进了一大步。此克隆猫的成功诞生说明了(

) A.动物的体细胞核具有全能性 B.动物的体细胞具有不死性 C.动物的体细胞核可以单独存活 D.动物的体细胞具有全能性

解析克隆猫是经过核移植获得的，该过程只体现了动物的体细胞核的全能性。A3.生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是(

) A.将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体 B.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体 C.取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体 D.将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体C解析由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞通过细胞培养或通过动物细胞融合技术还不能培养成动物个体，A、B错误；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成的是带有野驴基因的家驴，D错误；野驴的体细胞核中具有发育成野驴的全部基因，因此通过动物体细胞核移植技术，可使野驴“复生”，C正确。4.(2021·西安高新一中调研)科学家培育克隆羊时，使用了三种细胞核的供体细胞，分别将这些细胞核移入去核卵母细胞的细胞质中，形成重组细胞，发育成重组胚胎，这些重组胚胎的发育情况如下表所示。据此分析不正确的是(

)B细胞核供体细胞的类型妊娠数/受体母羊数乳腺上皮细胞1/13胚胎成纤维细胞4/10早期胚胎细胞14/27A.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高B.克隆羊的遗传信息与细胞核的供体细胞完全相同C.体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植D.重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关解析分析表格数据可知，早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高，A正确；克隆羊的培育用到了核移植、胚胎移植技术，克隆羊细胞核的遗传信息来自细胞核的供体，细胞质的遗传信息大部分来自去核卵母细胞，B错误；对比表格中的数据可知，体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植，C正确；核移植中作受体细胞的都是卵母细胞，可见重组细胞发育与去核卵母细胞的细胞质有关，D正确。5.(2018·全国Ⅲ，38)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题： (1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指______________ ________________________________________________________________。

通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。 (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体。通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。答案(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中使其重组并发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术不变(2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易(3)相同不同解析(1)动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，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，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，与核供体相比，其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克隆动物体细胞的常染色体数目相同，但其性染色体组合不同。课时作业5知识点1动物体细胞的核移植1.(2021·河北张家口期中)下列有关核移植的说法错误的是(

)A.通过核移植得到的细胞称为重组细胞B.哺乳动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植C.核移植得到克隆动物的过程属于无性生殖D.动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度无关解析动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度有关，如分化程度低，表现全能性相对容易。DC2.(2020·山东潍坊期末)研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊，其操作流程如图所示。下列叙述正确的是(

)A.X不能直接发育为个体的原因是细胞中的遗传物质不能表达B.重组细胞要进行分裂和发育需经振荡或用灭活的病毒、PEG等激活C.早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系D.经培育得到的丁羊，其细胞内的遗传物质与甲完全相同解析X不能直接发育为个体的原因是动物体细胞表现全能性十分困难，A错误；重组细胞要进行分裂和发育需用物理或化学方法(如电刺激、Ca2＋载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活，B错误；经培育得到的丁羊，其细胞核遗传物质来自甲，而细胞质遗传物质大部分来自乙，因此其细胞内的遗传物质与甲不完全相同，D错误。3.(2020·江苏常州高级中学高一期中)科学家将黑鼠卵丘细胞(卵巢内卵细胞周围的体细胞)的核物质注入去核的棕鼠卵母细胞内，激活以后，移入白鼠的子宫，白鼠最终产下一只克隆鼠，这只克隆鼠的体色和性别(

) A.黑色雌鼠

B.白色雌鼠 C.棕色雄鼠

D.灰色雌鼠

解析生物的性别由细胞核中的性染色体决定，根据题干将黑鼠卵丘细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，发育的小鼠是黑色雌鼠。A4.(2021·江西九江调研)下列叙述不属于克隆的是(

)A.利用DNA半保留复制原理在体外复制DNAB.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DNA半保留复制原理在体外复制DNA属于分子水平的克隆，A不符合题意；利用核移植技术培育出克隆绵羊属于个体水平的克隆，B不符合题意；利用植物体细胞杂交技术培育出的杂种植株与亲代遗传特性并不相同，不属于克隆，C符合题意；利用植物组织培养获得脱毒苗，属于个体水平的克隆，D不符合题意。CB5.(2021·河北省张家口期中)据英国《卫报》披露，纽卡斯尔大学研究人员不久前成功实现一项生殖医学技术，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卵子中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述错误的是(

) 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“多利”完全相同 C.健康妇女捐献的卵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夫妇以及捐献健康卵细胞的妇女三方的遗传特征

解析动物克隆技术的基础是动物细胞培养，A正确；此项技术用的受精卵的细胞核，而克隆羊用的是高度分化的乳腺细胞，分化程度不同，B错误；细胞质影响细胞核全能性的表达，C正确；婴儿出生后具有患病夫妇以及捐献健康卵细胞的妇女三方的遗传特征，D正确。6.(2021·山西运城调研)以性染色体为XY的牛体细胞核取代卵细胞核，经过多次卵裂后，植入母牛子宫孕育所生牛犊(

) A.为雄性

B.为雌性 C.性别不能确定

D.雌、雄性比例为1︰1

解析克隆动物的细胞核遗传物质来自提供细胞核的个体，而细胞质遗传物质来自提供细胞质的个体，因此克隆动物的性状与提供细胞核的个体相似。根据题干信息可知提供细胞核的个体的性染色体为XY，因此克隆动物的性别为雄性，A正确。AC7.(2021·北京四中期末)下列对动物核移植技术的描述正确的是(

)A.提供细胞核和去核卵母细胞的动物都应为雌性B.去除卵母细胞细胞核的操作必须在电子显微镜下进行C.成熟体细胞核移植比胚胎细胞核移植成功的难度大D.通过核移植方法培育的克隆动物遗传物质全部来自供体细胞核解析提供细胞核的动物不一定为雌性，A错误；体细胞核移植时通常用去核的卵母细胞做受体细胞，去除卵母细胞核时，可采用显微操作法，不需要电子显微镜，B错误；体细胞的全能性低于胚胎细胞，所以哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，C正确；克隆动物的核基因完全来自供体动物，而细胞质基因来自受体细胞，因此克隆动物遗传物质来自供体细胞核和受体细胞的细胞质，D错误。知识点2体细胞核移植技术的应用8.(2021·海南中学期末)新快报记者与“多利羊之父”面对面，他认为克隆生物和供体会像双胞胎一样相似但并不完全一样。下列有关克隆的叙述，正确的是(

) A.植物组织培养的过程不属于克隆技术范畴 B.克隆动物的诞生涉及多种细胞工程技术，绝大多数克隆动物还存在健康问题 C.克隆生物和供体不完全相同是因为细胞内遗传物质的改变引起的 D.克隆过程中发生了细胞的增殖和分化，未发生细胞的衰老B9.(2021·北京市第二十二中学开学考试)“三亲婴儿”技术是指取出患病母亲卵细胞的核，导入女性捐赠者的去核卵母细胞中，再将重构卵母细胞和父亲的精子结合。下列有关“三亲婴儿”的叙述，不正确的是(

) A.该技术可以有效降低生下线粒体遗传疾病婴儿的概率 B.女性捐赠者提供的遗传物质不遵循孟德尔遗传规律 C.“三亲婴儿”与正常的“双亲婴儿”相比，核DNA增加 D.该技术对DNA的修改能够遗传，涉及伦理争议

解析由题干可知，卵母细胞的细胞质主要来自捐献者，可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代，A正确；捐献者只是提供了卵母细胞的细胞质，所以其提供的遗传物质不遵循孟德尔遗传规律，B正确；“三亲婴儿”与正常的“双亲婴儿”的核DNA一样多，均是来自母亲和父亲提供的细胞核，C错误；“三亲婴儿”的遗传物质来自一个父亲、两个母亲，存在伦理争议，D正确。C10.(2021·山东师大附中调研)有部分人体内缺乏乳糖酶，饮用鲜牛奶后会导致肠胃不适、消化不良。“低乳糖奶牛”的诞生，有望给乳糖不耐受症患者提供“放心奶”。如图是“低乳糖奶牛”的培育过程，相关叙述正确的是(

)DA.犊牛的性状和黑白花奶牛的性状完全一致B.去核的卵母细胞可用去核的乳腺细胞代替C.犊牛的出生体现了动物细胞的全能性D.体细胞核移植技术可用于提供人类器官移植所需的供体和保护濒危动物解析犊牛的细胞质基因来自卵母细胞，且其细胞核基因经过重组，因此其性状与黑白花奶牛的性状不完全一致，A错误；卵母细胞细胞质中有促进细胞核表现全能性的物质，因此去核的卵母细胞不可用去核的乳腺细胞代替，B错误；犊牛的出生体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，C错误；体细胞核移植技术可用于提供人类器官移植所需的供体和保护濒危动物，D正确。11.(2021·辽宁锦州模拟)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扩大濒危动物种群数量，有效提高生物多样性②提高某些良种家畜自然繁殖率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.①②④⑤ B.①②③

C.②③④⑤ D.③④⑤D解析利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高生物多样性，①错误；核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率是生物的基因决定的，②错误；可以利用核移植克隆人体的组织、器官，以解决人体器官移植供体来源短缺的问题，③正确；通过体细胞核移植克隆一批遗传背景相同的动物，为科学研究提供帮助，④正确；可将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，⑤正确。12.(2021·江苏扬州期末)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BMALl(生物节律基因)敲除猴的体细胞，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(

) A.体细胞核移植技术的原理是动物体细胞核的全能性 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C解析动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物体细胞核的全能性，A正确；5只克隆猕猴是通过体细胞核移植技术获得的，其细胞核基因型与核供体细胞完全一致，B正确；取自卵巢的卵母细胞需要培养到MⅡ期，才可进行核移植，且需要去核，C错误；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，D正确。13.(2021·江苏苏州期中)2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。身患线粒体遗传疾病的女性将因此获得更多生育选择和机会。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。(1)人体中，线粒体存在于除________外的人体细胞中；可釆用________法从细胞中分离出线粒体。(2)图中细胞M是处于________________(写出具体分裂时期)的卵母细胞。(3)广义上的线粒体病的发病机制非常复杂，可呈现常染色体显性遗传、隐性遗传或伴性遗传，也可呈现母系遗传等特点。由此分析，引起线粒体病的基因突变可发生于____________的DNA。(4)临床上，当一位患者的基因变异不能被确定时，完整的生化检查(代谢产物分析、酶测定、肌肉活检)可以辅助诊断。其中，乳酸和丙酮酸水平在一定程度上反映了线粒体功能。进行最小运动量测试，患者运动后10分钟血乳酸和丙酮酸仍不能恢复正常，且乳酸∶丙酮酸的值会________(填“高于”或“低于”)健康人。答案(1)成熟的红细胞差速离心(2)减数第二次分裂中期(3)细胞核、线粒体(4)高于解析(1)人成熟的红细胞无细胞核和细胞器，用差速离心法可分离细胞的各种细胞器。(2)图中细胞M是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞。(3)根据“广义上的线粒体病的发病机制非常复