2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物导学案高二下学期生物人教版选择性必修3

第二章第2节动物细胞工程动物体细胞核移植技术和克隆动物[目标导航]1.阐明动物细胞培养的条件和过程。2.举例说明干细胞在生物医学工程中的应用。3.说出动物细胞融合的方法。4.简述单克隆抗体的制备和应用。5.描述动物体细胞核移植的过程及存在的问题。[重难点]重点:1.动物细胞培养的条件和过程。2.单克隆抗体的制备和应用。3.动物体细胞核移植的过程。难点:1.单克隆抗体的制备和应用。2.动物体细胞核移植的过程。课前案一、动物细胞核移植技术 1．概念动物核移植是将动物一个细胞的移入中，使这个重新组合的细胞发育成,继而发育成技术。核移植得到的动物称为动物。2．种类：和。由于动物胚胎细胞分化程度，表现全能性，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明显胚胎细胞核移植。二、体细胞核移植的过程教材中的隐性知识源于选择性必修3P54“相关信息”：目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是法。也可采用梯度离心、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。三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题前景畜牧业加速家畜进程，促进优良畜群繁育保护濒危物种医药卫生①作为生产医用蛋白；②的细胞、组织和器官可作为异种移植的供体；③人核移植经过诱导分化形成相应的组织、器官，可用于器官移植问题成功率克隆动物存在问题，表现出遗传和生理缺陷易错易混辨析：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。 ()6.克隆动物的制备属于有性繁殖。()7.动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。()课中案【情景探究】下列为克隆羊“多莉”的培育过程示意图。请思考回答下列相关问题：重构胚重构胚核移植时受体应选择什么细胞？为什么？2.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，什么时期去核？为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？3.通过什么方法去核？通过什么方法使两细胞融合？通过什么手段激活重组胚？4.你认为用上述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了100%的复制吗？为什么？5.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？6.克隆羊的诞生是否证明了动物细胞具有全能性？【归纳总结】1.细胞核移植的原理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，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。(1)克隆是指遗传组成完全相同的分子、细胞或个体，即克隆应包含三个层次的内容：①分子水平：如DNA复制；②细胞水平：如动物细胞培养；③个体水平：如克隆动物。(2)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵母细胞的受体和代孕个体只需为同一物种的健康雌性个体即可。（3）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。（4）核移植时，一般先通过电刺激使供体细胞和受体细胞融合，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。（5）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。(1)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。(2)受体：选择MⅡ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。克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、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，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。课堂小练1.下列叙述不属于克隆的是（）2下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述错误的是()A．该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植B．通常采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞C．可通过显微操作法除去卵母细胞核D．克隆动物是对提供体细胞的动物进行了完全复制3.核移植技术在畜牧业、医药卫生等领域有广泛的应用前景。下列叙述不正确的是()A．利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程B．转基因克隆动物的组织和器官可以作为移植治疗的供C．转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白D．动物细胞核移植技术体现了动物细胞的全能性32018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)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”)。思维导图核心语句背诵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。2.2动物体细胞核移植技术和克隆动物课后案姓名_______________班级_________________一、选择题1.将一黑色公绵羊的体细胞核移入一白色母绵羊去除细胞核的卵母细胞中,再将此细胞植入一黑色母绵羊的子宫内发育,生出的小绵羊即是“克隆绵羊”。那么此“克隆绵羊”为 ()A.黑色公绵羊B.黑色母绵羊C.白色公绵羊D.白色母绵羊2.用体细胞核移植技术克隆高产奶牛时,下列操作步骤与目的对应错误的是 ()选项操作步骤目的A取高产奶牛耳部的细胞作为核遗传物质的供体B去除卵母细胞的细胞核使卵母细胞具备受精能力C电刺激处理重构胚激活重构胚D将胚胎移入黄牛体内繁殖高产克隆奶牛3.下列有关动物细胞核移植的叙述,错误的是 ()A.动物细胞核移植技术是指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动物个体的技术B.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植C.非人灵长类动物体细胞核移植非常困难D.核移植得到的克隆动物属于有性繁殖4.通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中,未涉及的操作是 ()A.用显微操作技术处理次级卵母细胞,去除细胞核B.将精子放入适宜的培养液中培养,使其获能C.用物理或化学方法激活重组细胞,使其完成发育进程D.选择合适时期的胚胎植入代孕母牛体内,使其发育成完整个体5.用甲母羊的乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质组成一个细胞,成功培育了“多莉”羊,下列说法不正确的是 ()A.高度分化的动物细胞也具有全能性B.这个乳腺细胞核内含有该物种生长发育所需要的全套遗传物质C.该过程需要将胚胎移入代孕母羊体内D.“多莉”羊的特征与甲母羊几乎相同6.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细胞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7.1978年,我国著名生物学家童第周将黑斑蛙的成体细胞核移植到某受体细胞中,并使该重组细胞发育成了正常的蝌蚪,下列有关克隆蝌蚪的叙述中,错误的是 ()A.童第周所取黑斑蛙的成体细胞核不能来自红细胞B.题干中涉及的受体细胞,一般是指去核的未受精卵细胞C.该重组细胞发育成克隆蝌蚪不需要再进行胚胎移植D.上述过程需要借助精密的显微操作仪和细胞融合法8.克隆技术有多种用途,下列应用错误的是 ()A.使生物多样性大大增加B.用于保存濒危物种C.繁殖某一性别的家畜D.繁殖家畜中的优良品种9.下列关于体细胞克隆的叙述中,错误的是 ()A.供体为体细胞的细胞核B.受体为去核卵母细胞的细胞质C.细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤D.克隆出的后代与供体的遗传物质和表型完全一致10.（B级题）(多选)DNA甲基化指生物体在DNA甲基转移酶的作用下,将甲基基团加到DNA模板链的胞嘧啶上的过程。多数情况下可抑制基因的表达。中国科学家首次成功培育出体细胞克隆猴“中中”和“华华”,体细胞克隆技术的难点在于将体细胞的细胞核转移到去核的卵细胞后,由于DNA甲基化修饰,某些生长因子基因无法正常表达,从而使重组细胞无法正常发育。下列相关叙述正确的是 ()A.克隆猴体细胞的细胞核中的染色体数目与受精卵的细胞核中的相同B.与DNA未甲基化相比,DNA甲基化后,基因表达情况可能不同,导致性状有所差异甲基化使某些生长因子基因无法正常表达的根本原因是基因突变D.克隆猴的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性11．动物体细胞核移植技术的应用前景包括()①复活已灭绝的但仍保持完整细胞的动物②加速家畜遗传改良进程③培养可用于移植的组织、器官④作为疾病模型，研究疾病的发展和治疗疾病A．①②③B．①②④C．①③④ D．②③④12．下图为某哺乳动物的生殖过程图，下列叙述正确的是()A．动物个体2为克隆动物，c为已分化的细胞B．动物个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同C．产生动物个体2的生殖方式为有性生殖D．e细胞为已完成减数分裂的卵母细胞13．从母羊甲的体细胞中取出细胞核，移植入母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入另一只母羊丙的子宫内，下列有关说法正确的是()A．生出小羊的性状与甲羊完全相同B．一般来说生出小羊的核基因型与甲羊完全相同C．生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，所以该过程为有性生殖D．生出小羊的性状由甲、乙、丙3个亲本的基因型与环境共同决定二、非选择题14.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,激活发育后将该胚胎移入代孕母牛的中,通过培育可达到目的。

(2)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,细胞质主要来自性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成(填“相同”或“不同”)。

15.如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题:(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为。过程①表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用的方法。

(2)经过多次传代后,供体细胞中的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。

(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是_______________________________________________________。

16．2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答问题：(1)“中中”“华华”的性状与________(填“核供体”“卵母细胞供体”或“代孕”)动物的性状基本无关。(2)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用________________酶处理动物组织块。过程①表示去除卵母细胞的细胞核，该过程一般要将卵母细胞培养至________________期再进行。将卵母细胞作为受体细胞的原因是_____________。(3)与克隆羊多莉培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功证明了___________________________。17(B级题).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。核移植课后案答案15ABDBA610DAADABD1113DAB14.答案:(1)细胞核去核重构胚子宫(2)动物体细胞核A两雌不同15.答案:(1)XX或XY显微操作(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响16.[答案](1)代孕(2)胰蛋白酶或胶原蛋白减数第二次分裂中①此类细胞体积大，易于操作；②可为重组细胞早期发育提供较充足的营养；③卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性表达的物质(3)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性17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)高于核移植课后案答案15ABDBA610DAADABD1113DAB14.答案:(1)细胞核去核重构胚子宫 (2)动物体细胞核A两雌不同15.答案:(1)XX或XY显微操作(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性16.[答案](1)代孕(2)胰蛋白酶或胶原蛋白减数第二次分裂中显微操作去核法①此类细胞体积大，易于操作；②可为重组细胞早期发育提供较充足的营养；③卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞