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1、第2节 第3课时动物体细胞核移植技术和克隆动物第2章细胞工程人教版高中生物 选择性必修3阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景(重、难点)。这是西游记中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？“（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空中喷去，叫一声变！，即变做三二百个小猴，周围攒簇。”u2017年，我国科学家通过动物细胞核移植技术首次培育了体细胞克隆猴动物体细胞核移植技术和克隆动物1.1 动物细胞核移植技术的概念、原理将动物的一个细胞的细胞核，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。动物细胞
2、核具有全能性无性生殖1概念：2原理：3生殖方式：用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。1.2 哺乳动物核移植分类胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，全能性容易表现细胞分化程度高，全能性难以表现供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其 前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；对非人灵长类动物 进行操作的技术尚不完善。胚胎分化4哺乳动物核移植分类5非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因1.3 动物体细胞核移植技术的流程收集牛卵巢，采集卵母细胞，在体外培养到M期。从供体高产奶牛身体的某一部位（如耳）上取体细胞，进行培养。显微操作去核。将供体细胞注入去核的卵母细胞。通过电融合法使两细胞融合，
3、供体核进入卵母细胞，形成重构胚。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同的犊牛供体高产奶牛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一边阅读，一边完成学案上的表格活动1分析动物体细胞核移植技术1为什么要选择M期卵母细胞作为受体细胞？M期卵母细胞具备受精能力，细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。2在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。一边阅读，一边完成学案上的表格活动1分析动物体细胞核移植技术3在进行动物细胞核移植操作时，注入卵母细胞的是供体
4、细胞还是其细胞核？为什么？注入卵母细胞的是供体细胞。这种方法操作简便，对卵母细胞损伤较小。一边阅读，一边完成学案上的表格活动1分析动物体细胞核移植技术4.克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？不是克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞；此外，生物性状还受环境因素的影响。1.4 体细胞核移植技术的应用前景加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。在在畜牧生产畜牧生产中中（1）1.4 体细胞核移植技术的应用前景通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；在医药卫生在医药
5、卫生领域领域（2）乳腺生物反应器乳腺生物反应器1.4 体细胞核移植技术的应用前景通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；在治疗人类疾病时，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；在医药卫生在医药卫生领域领域（2）1.4 体细胞核移植技术的应用前景通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；在治疗人类疾病时，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；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
6、它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。在医药卫生在医药卫生领域领域（2）1.4 体细胞核移植技术的应用前景研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；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；克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。在科研在科研领域领域（3）1.4 体细胞核移植技术的应用前景该技术有望增加濒危物种的存活数量。在保护濒危物种在保护濒危物种方面方面（4）1.5 体细胞核移植技术存在的问题韦尔穆特与克隆羊多利克隆羊多利真身标本（1）成功率低：克隆胚胎移植成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。许多克隆动物表现出遗
7、传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫缺陷等。需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合；（3）健康问题：（2）理论研究较为滞后：新冠导致肺移植需求激增，据美国NPR引用的器官共享联合网络（UNOS）的数据，新冠肺炎患者现在约占美国肺移植的十分之一。美国新冠肺炎患者的肺移植手术从2019年新冠大爆发到2021年间增长了十倍。请结合动物体细胞核移植技术提出解决供体短缺和免疫排斥问题的措施。提示：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发生免疫排斥反应。反馈评价反馈评价1.科学家利
8、用核移植技术克隆出了多种动物。下列关于动物核移植技术的叙述，正确的是 A.细胞核移植的受体细胞最好是受精卵B.核移植过程中可通过紫外线短时间照射等方法去除卵母细胞中的细胞核C.核移植时，提供细胞核和去核卵细胞的动物都应为雌性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细胞核移植的受体细胞最好是去核的卵母细胞，A错误；核移植技术中，提供细胞核的一方可以是雄性也可以是雌性，C错误；克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质来自供体细胞和卵母细胞，D错误。2.(2022辽宁大连高二期末)两只克隆小猴“中中”和“华华”是世界首例非人灵长类动物的体细胞克隆猴，这是我国
9、的研究成果。一年后5只世界首例生物节律紊乱的体细胞克隆猴诞生。如图为培育克隆猴的流程，回答下列问题：(1)在“中中”“华华”之前，科学家已培育了胚胎细胞克隆猴，胚胎细胞核移植难度明显低于体细胞核移植的原因是_ _。胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易(2)科学家首先将采集的卵母细胞培养至 期，然后去核，这里的“去核”实际上是指去除 。核移植过程中用灭活的仙台病毒进行了短暂处理，其目的是 。形成的重构胚具有 的能力。体外培养重构胚时，需提供适宜的营养及环境条件，推测环境条件包括_ (答出两点)。M纺锤体染色体复合物诱导细胞融合发育成完整个体无菌、无毒的环境，温度、pH、渗透压，气体环境(3)我国科研团队采集一只睡眠紊乱最明显的BMAL1基因敲除的猕猴的体细胞，通过核移植技术获得了5只克隆猴，理论上这5只克隆猴之间的细胞核基因型 (填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。为验证上述5只基因敲除猕猴存在昼夜节律紊乱问题，科学家用检测设备监测实验猴，通过行为学分析检测其是否明显表现出睡眠紊乱的症状，对照组的设置应为_ 。在研究人类疾病致病机制、研发人类新药时，选用“模型猴”更优于“模型鼠”的原因是 。相同与克隆猴生理状态相同的正常个体(或不存在BMAL1缺失个体)猴与人的亲缘关系更近网络构建