生物选择性必修3三 动物体细胞核移植技术和克隆动物第3课时学案设计

这是一份生物选择性必修3三 动物体细胞核移植技术和克隆动物第3课时学案设计，共8页。学案主要包含了动物细胞核移植技术，体细胞核移植的过程等内容，欢迎下载使用。


一、动物细胞核移植技术
1．概念
(1)供体：动物的一个细胞的细胞核。
(2)受体：去掉细胞核的卵母细胞。
(3)结果：形成重组细胞并发育成新胚胎，继而发育成动物个体。
2．分类
二、体细胞核移植的过程
基于体细胞核移植的过程，完成下列问题：
(1)过程A为采集卵母细胞，该细胞在体外需要培养到MⅡ期。
(2)过程B为显微操作去核的过程，过程C为将供体细胞注入去核的卵母细胞。
(3)过程D为选取供体高产奶牛的体细胞培养。
(4)过程E为通过电融合法，形成重构胚的过程。
(5)过程F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。
(6)G产生的犊牛与供体奶牛遗传物质基本相同。
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、组织和器官可以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。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
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。(×)
提示：经细胞核移植培育出的新个体应该含有两个亲本的遗传性状。
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。(×)
提示：体细胞核移植技术的成功率非常低。
动物体细胞核移植和克隆动物
1．核移植操作过程解读
(1)原理：动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因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)受体细胞：MⅡ期的卵母细胞。选用该细胞的原因：
①卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表现的物质。
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)注入去核的卵母细胞：
①细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核，而是整个细胞，伴随着两细胞融合，体现出细胞膜具有一定的流动性的结构特点。
②核移植时，一般先用电融合法使供体和受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)涉及的生物技术：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术、胚胎移植技术等。其中，核移植是核心技术。
2．克隆动物的遗传特点
克隆动物的亲本有3个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。
(1)体细胞核供体：克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。
(2)卵母细胞细胞质供体：克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，克隆动物的性状与卵母细胞供体部分相同。
(3)代孕母体：没有为克隆动物提供遗传物质，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。
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。
1．(2020·山东滕州一中高二月考)下列有关体细胞核移植过程的叙述，不正确的是( )
A．在体外将从卵巢采集到的卵母细胞培养到MⅡ中期
B．通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体
C．使用电刺激等方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育
D.动物胚胎细胞核移植的难度高于体细胞核移植
D [由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植。]
2．2018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”)。
[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。
[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，形成重组细胞并发育成新胚胎，继而发育成动物个体 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
科学家培育克隆羊时，使用了3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表所示。
本案例考查学生演绎与推理的科学思维能力和对实验结果的交流讨论的能力。
据此实验结果，得出什么结论？(科学探究)
提示：动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞的核移植；早期胚胎细胞作为核移植的供体细胞妊娠成功率最高。
[课堂小结]
1．(2020·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
A [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。]
2．(2020·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
D [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．(2020·天津高考)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
C [在克隆哺乳动物过程中，通常选择MⅡ期的去核卵母细胞作为受体细胞，即次级卵母细胞。]
4．从同一头牛中取多个供体细胞培养出多头克隆牛，这些牛在性状上却并不完全相同，下列有关原因叙述错误的是( )
A．基因可能发生变异
B．核基因发生基因重组
C．受体细胞的细胞质基因不同
D．性状变异可由环境条件引起
B [题述克隆牛在性状上不完全相同的原因是基因可能发生变异，受体细胞的细胞质基因不同，性状变异可由环境条件引起，A、C、D正确；克隆属于无性生殖，该过程中核基因不会发生基因重组，B错误。]
5．现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出________注入B品种牛的________卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为________，将该胚胎移入代孕母牛的________中，通过培育可达到目的。
(2)一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量________，为解决这一问题，可以用________激素处理B品种母牛。
(3)克隆牛的产生说明____________具有全能性。克隆牛的性状主要表现________品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自________个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成________(填“相同”或“不同”)。
[答案] (1)细胞核 去核 重构胚 子宫 (2)不足 促性腺 (3)动物体细胞核 A 两 雌 不同
课标内容要求
核心素养对接
阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。
1．科学思维：以文字和图示表述体细胞核移植的过程。
2．社会责任：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。
种类
难易程度
原因
胚胎细胞核移植
较容易
分化程度低，全能性容易表现
体细胞核移植
较难
分化程度高，全能性难表现
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
14/27
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 背 诵
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期。
5.克隆动物与核供体动物的遗传物质基本相同。