高考新教材（中）生物选择性必修三同步作业第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物含答案及解析

第3课时动物体细胞核移植技术和克隆动物

课程内容标准核心素养对接

1.概述动物细胞核移植技术的含

义及类型。1科.学思维——归纳动物细胞核移植的原理、

2.简述动物体细胞核移植的基本操作过程。

过程。2社.会责任——基于实例分析，认同动物细胞

3说.出体细胞核移植技术的应用核移植的应用前景及存在的问题。

刖景©

I课前"自主预习自主梳理夯基础

知识点1体细胞核移植的过程

1.动物细胞核移植技术

二、颂）一动物一个细胞的细胞核

去掉细胞核的卵母细胞

府如一形成录组细胞并发育成新胚胎,纳

而发行成动物个体

行丸胚胎细胞核移植和体细胞核移植内者中

此夕尸难度较岛的丛体细胞核移植、

分化短皮鬲:由融对

迪〉动物细胞核具。全能性，细胞膜具仃流动性

2.体细胞核移植的过程（以克隆高产奶牛为例）

采集牛卵巢中的高产奶牛（供体）］

卵母细胞,在体/砥印温芦丽牛

外培养到MII期体的某一部位

」通过显澈:?（如耳）上取体细

操作去核::胞.进行培养

去核的卵母细嘱供体细胞培养

将供体细胞注入去核的卵叩细胞

通过电融合法使两细胞融合,供

体核进入卵母细胞，形成市构胚

:用物理或化学方法（如电划激、

；Ca?•载体、乙醇和蛋门的合成

、抑制剂等）激活重构胚.使K

:完成细胞分裂和发育进程

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应的犊牛|

知识点2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,生产珍贵的医用蛋臼。

②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诱导分化，形成相应的细胞、组

织、器官后，移植给患者可避免发生免疫排斥反应。

(3)使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程

(4)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。

(5)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。

(6)保护濒危物种方面：有望增加濒危物种的存活数量。

2.存在问题

(1)体细胞核移植技术的成功率非常低。

(2)绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。

(3)相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与其他学科更深层次的

理论研究相结合。

►•自查自绍

(1)克隆动物的性状与供体动物完全相同(X)

(2)哺乳动物的核移植分为生殖细胞核移植和体细胞核移植(X)

(3)采集的卵母细胞在体外培养至M【中期后，进行显微操作去核(X)

(4)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(J)

(5)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植(J)

(6)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞(X)

(7用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(J)

〉教材边角

教材P53”图2—18”拓展

1.观察体细胞核移植流程图，回答下列问题。

牛遗传物质基受体(代孕)

本相同的犊牛母牛体内

(1)图中A采柒到的细胞应在体外培养到Ml［期。

(2)图中C和D代表的操作过程分别是通过显微操作去咳、将供体细胞注入去核

的卵母细胞。

(3)图中分别代表体细胞培养和形成重构胚的过程是风工(填字母)。

教材P54“相关信息”

2.目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微摸隹法。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。

教材P52“相关信息”拓展

3.细胞核移植的受体是“去核”的卵母细胞，为什么“去核”要加上引号？

提示减数分裂H中期细胞核解体，该时期无细胞核，“去核”的实质是去除卵

母细胞的纺锤体一染色体复合物。

课中・合作探究任务岖动重思维

探究点体细胞核移植的过程

＞情境拱疑

2017年II月27日，世界上首个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。

⑴通过.上述方式产生克隆猴属于无性(填“有性”或“无性”)繁殖。

(2)重组细胞中的体细胞核能够表现出全能性，是因为卵母细胞中含有大量的营

养物质，并含有诱导(激发)体细胞核表现仝能性的物质,

(3)克隆猴的成功培育在人类医学实践中具有重要意义，由于猴与人在进化上亲

缘关系很近,因而比模型小鼠更适合作为研究人类疾病的模型动物。由于同一个

体的体细胞克隆出的后代遗传物质(性状)基本相同,因而用于药物对照实验能够

更准确地评估药效。

(4)克隆猴的遗传物质是对候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供体，因此克隆猴的核遗传物质是对供体核

遗传物质的100%复制，而其细胞质中的遗传物质来自猴A。

(5)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。

名师批注

1.细胞核移植的原理

动物体细胞核移植的原理是动物细胞核具有全能性，而不是动物细胞具有全能

性。因为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，所以

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.供体和受体的选择

(1)供体：一般选用原代培养的细胞，保证了供体细胞正常的遗传基础。

(2)受体：选择MH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。

3.克隆动物的遗传特点

克隆动物的亲本有三个，印体细胞核供体、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，克隆动物的性扶与卵母细胞细

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。

［例1］动物克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是()

卵母细胞同种

动物子代

代孕动物

A.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性

B.甲细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是重构胚

C.子代动物与提供甲细胞的动物性状完全相同

D.动物难以进行体细胞克轻的原因之一是分化后的体细胞的细胞核的基因组成

缺乏完整性

答案B

解析此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；细胞核移

植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，所以甲细胞可乂是胚胎细胞也可以是体

细胞，乙细胞是重构胚，B正确；子代动物的细胞核遗传物质来自甲细胞，而细

胞质遗传物质来自卵母细胞，且子代动物的表型还受环境因素的影响，因此子代

动物与提供甲细胞的动物性状不完全相同，C错误；动物的体细胞均由受精卵发

育而来，因此体细胞的细胞核中的基因组成是完整的，D错误。

［例2］核移植的受体细胞是MH期卵母细胞，下列有关说法错误的是()

A.MII期卵母细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质

B.MII期卵母细胞体积比较大，操作起来相对容易

C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中

D.MII期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响

答案D

解析通常用处于MII期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，还因为它的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物

质，A、B正确；将进行培养的供体细胞（体细胞）注入去核的卵母细胞中，C正

确；克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体核，细胞质中的遗传物质主要来自

MII期卵母细胞，因此卵母细胞对克隆动物的性状也会产生影响，D错误。

［例3］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.重构胚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

答案C

解析X不能直接发育为个体的原因是动物体细胞分化程度高，表现全能性十分

困难，A错误；重构胚要进行分裂和发育需用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+

载体、乙薛和蛋白酶合成羽制剂等）激活，B错误；经若育得到的丁羊，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，

I课堂小结

思维导图晨读必背

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。

动2.哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核

物原理：动物体细胞核具行全能性

体—

体

细

血

一

I一

细

克移植和体细胞核移植。

胚

代

金

组

核

胞

胞

隆

胎

孕

胚

为

核-

一

过程一

核

移

母

动

雨n

去

胎.动物体细胞核移植的难度高于胚胎细

移3

植

在

胚

物

细

胞

一

植

母

一

一

一

技.胞核移植，动物体细胞分化程度高，表

术

一应用：畜牧业、医药卫生等领项］一

现其全能性十分困难。

4.动物体细胞核移植的受体细胞是已经

去核的MH期卵母细胞。

随堂检测

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

答案C

解析克隆哺乳动物时，一般将动物的一个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。

2.下列々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构胚

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

答案D

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。

3.如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

（）

激活并

重代

组移孕

胚一丙

胎牛

构植

，

'R幼以

代心

决定

共同

物质

遗传

丙的

甲和

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传性

的遗

代丁

A.后

体

混合气

02的

5%C

空气和

95%

提供

需要

程①

B.过

行处理

精卵进

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微操作

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程②常

C.过

植

后移

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构胚

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将激

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D.过

B

答案

I中

分裂I

减数

处于

乙牛

胞，对

体细

甲牛

程，取

植过

咳移

细胞

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过程

图示

解析

到早期

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激活后

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核移

细胞

进行

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卵母

期的

自甲,

物质来

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丁的细

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