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(共52张PPT)
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
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学习目标
1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。
2.概述体细胞核移植的过程。
3.认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。
1.动物细胞核移植技术
(1)概念：将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成动物个体的技术。
(2)原理： 的全能性。
(3)哺乳动物核移植分类
种类 难易程度 原因
核移植 相对容易 分化程度 ，表现全能性相对容易
体细胞核移植 十分困难 分化程度 ，表现全能性十分困难
细胞核
梳理　教材新知
卵母细胞
新胚胎
动物细胞核
胚胎细胞
低
高
(4)非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中_____________________________
。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术 。
不能完全恢复其分化前的功能
状态
尚不完善
2.体细胞核移植过程
MⅡ
细胞融合
受体
供体
3.体细胞核移植技术的应用前景
(1)畜牧生产方面：加速家畜 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 ，生产珍贵的 。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于 。
③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 反应。
遗传改良
生物反应器
医用蛋白
异种移植
免疫排斥
(3)科学研究
①了解胚胎发育及 。
②分析 ，研究疾病的 ，开发相应药物。
(4)保护濒危物种方面：保护 ，增加濒危物种的存活数量。
衰老过程
致病基因
致病机制
濒危物种
4.体细胞核移植技术存在的问题
(1)成功率非常 ，各个技术环节也有待进一步改进。
(2)相对于技术研究，核移植的 较为滞后，需要与发育生物学、
和 等学科更深层次的理论研究相结合。
(3)绝大多数克隆动物存在 问题，表现出遗传和生理缺陷，如体形过大、异常肥胖、 、脏器缺陷和 等。
低
理论研究
细胞生物学
分子遗传学
健康
发育困难
免疫失调
(1)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞(　　)
提示　克隆动物的细胞核遗传物质全部来自供体细胞，细胞质遗传物质来自供体细胞和去核卵母细胞。
(2)重构胚具有发育成完整个体的能力(　　)
(3)激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等(　　)
×
√
√
任务：探究动物体细胞核移植相关问题
1.为什么要选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞？
探究　核心知识
提示　MⅡ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.在将体细胞的细胞核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作，目的是_________________________________________________
。目前普遍使用的去核方法是 ，也可采用 等方法去核。
3.在进行动物细胞核移植操作时，注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核？为什么？
提示　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。
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
显微操作法
梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理
5.动物细胞核移植属于有性生殖还是无性生殖？并分析原因。
提示　无性生殖；动物细胞核移植最终得到的个体的细胞核中的遗传物质完全来自同一个个体，不是精卵受精得到的，因此属于无性生殖。
4.克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？
提示　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.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.从供体取出组织用动物细胞培养技术培养
B.用灭活的病毒促进体细胞核与MⅡ期的去核卵母细胞融合
C.用物理或化学方法激活重构胚，使其完成发育进程
D.选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体
√
将体细胞核与MⅡ期的去核卵母细胞融合使用的是电融合法，没有用灭活的病毒促融，B符合题意。
落实　思维方法
2.华南虎是原产中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现的报告，一些专家认为野生华南虎已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究，如图是其培育过程。请据图回答下列问题：
由克隆华南虎的过程可知，华南虎A提供细胞核，普通虎B提供细胞质，所以克隆虎D的遗传性状与供核的华南虎A更接近。
(1)克隆华南虎的遗传性状与虎_____(填字母)基本一致。
A
(2)A、B、C 3只虎没有提供遗传物质的是______。
虎C
老虎C只提供胚胎发育的场所，没有提供遗传物质给虎D。
核移植过程没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖，没有减数分裂过程，不遵循孟德尔遗传定律。
(3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律？________。为什么？______________________________________________________________________。
不遵循
克隆属于无性生殖，而孟德尔的遗传定律仅在有性生殖的减数分裂过程中适用
(4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以获得新物种“虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望？_______。原因是_________________________________________________________
_________________________________。
不能
高度分化的动物细胞全能性受到限制，虎和牛体细胞杂交后得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体
高度分化的动物细胞全能性受到限制，因此无论是高度分化的动物体细胞，还是不同种动物体细胞融合后的杂交细胞，经细胞培养只会发生细胞增殖，无法形成个体，动物体细胞的全能性无法体现。
网络构建
课时对点练
题组一　体细胞核移植及其过程
1.下列对动物细胞核移植技术的描述中，错误的是
A.哺乳动物细胞核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植
B.体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核
C.体细胞核移植过程中通常采用减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞作为受体细胞
D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100%的复制
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通过体细胞核移植方法生产的重构胚中，核遗传物质是供体细胞提供的，但细胞质是卵母细胞和供体细胞共同提供的，所以不是对供核动物进行了100%的复制。
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2.(2024·拉萨高二期中)在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，我国科学家攻克了这一障碍，成功获得了体细胞克隆猴。下列关于体细胞克隆猴相关技术及意义的叙述，错误的是
A.非人灵长类供体细胞核在去核卵母细胞中能够完全恢复其分化前的状态
B.体细胞克隆猴为探索建立更接近人类的医学动物模型提供了新途径
C.可用梯度离心、紫外线短时间照射等方法在没有穿透卵母细胞透明带
的情况下实现去核或使其中DNA变性
D.形成重构胚后可加入化学药物将其激活，且需要在体外培养一段时间
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非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善，A错误。
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3.核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞，下列有关说法错误的是
A.MⅡ期卵母细胞的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
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克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体细胞核，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。
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动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度有关，分化程度越低，表现全能性越容易，D错误。
4.(2023·张家口高二期中)下列有关动物细胞核移植的说法错误的是
A.哺乳动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植
B.对MⅡ期的卵母细胞去核操作实质上是去除纺锤体—染色体复合物
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
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5.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，再植入母羊丙的子宫内。下列相关叙述正确的是
A.生出小羊的性状与甲羊完全相同
B.一般来说生出的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
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核移植获得克隆动物的生殖方式是无性生殖，生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，主要性状与甲羊相同，核基因型一般与甲羊完全相同，B正确。
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题组二　体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
6.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有效提高濒危动物的遗传多样性
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，大规模生产珍贵医用蛋白
A.①②③④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.③④⑤
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利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高遗传多样性，①错误；
核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率是由生物的基因决定的，并受环境的影响，②错误。
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7.(2024·黄山高二期中)动物细胞核移植技术可以用来研究胚胎发育过程中细胞核和细胞质的功能及二者之间的相互关系，也可以用来探讨遗传、发育和细胞分化等方面的一些问题。下列相关叙述错误的是
A.将该技术用于优良动物的克隆，可使某种性状的个体数量增加
B.通过体细胞核移植技术获得克隆动物技术的成功率已经非常高
C.克隆遗传背景相同的动物，可通过它们之间的对比来分析致病基因
D.克隆特定疾病模型的动物，利于研究致病机理以及开发合适的药物
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尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物，但该技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待进一步改进，B错误。
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8.下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是
A.目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动
物个体
B.核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题
C.利用动物细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体
D.核移植过程中的受体细胞最好是受精卵
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高度分化的动物细胞的全能性受到限制，所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，A错误；
克隆技术并没有完全成熟，绝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，B错误；
细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞，D错误。
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9.常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法两种。前者是用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出注入去核卵母细胞的细胞质内；后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，然后促使两个细胞融合，从而具有发育的全能性。我国科学家培育出的体细胞克隆猴“中中”和“华华”采用的就是后者。下列有关叙述正确的是
A.供体细胞注入卵母细胞透明带内后，就可自行进入卵母细胞
B.“中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定，属于有性生殖
C.相比之下，透明带下注射法对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小
D.“中中”和“华华”核DNA均来自供体细胞，质DNA均来自去核卵母细胞
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供体细胞注入卵母细胞透明带内后，需要电融合法诱导才能使供体细胞进入卵母细胞形成重构胚，A错误；
体细胞克隆猴“中中”和“华华”的形成属于无性生殖，B错误；
用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出可能会破坏细胞核，而透明带下注射法是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小，C正确；
“中中”和“华华”是由透明带下注射法形成的，核DNA均来自供体细胞，但质DNA来自去核卵母细胞和供体细胞，D错误。
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10.中国科学家首次利用基因编辑方法，并通过体细胞克隆技术，获得5只生物节律核心基因BMAL1敲除的克隆猴，这5只小猴的生物节律紊乱。下列说法错误的是
A.体细胞克隆猴的成功培育对于医学研究具有重要意义
B.该过程运用了细胞核移植技术，接受供体细胞核的是发育到MⅡ期的次级卵
母细胞
C.培育生物节律紊乱的小猴过程中，需要对重构胚进行培养并进行胚胎移植
D.培育生物节律紊乱的小猴过程中，不可以用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚
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体细胞核移植过程中，用物理或化学方法(如电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，D错误。
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11.(2024·湛江高二期中)培育克隆猴的流程如图所示，下列相关叙述错误的是
A.体细胞克隆猴的线粒
体DNA都来自去核的
卵母细胞
B.体细胞克隆猴的培育
成功体现了动物体细胞核的全能性
C.去除卵母细胞的细胞核时，可通过显微操作技术去除细胞核
D.组蛋白的甲基化水平降低和乙酰化水平升高可提高重构胚的发育率
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图中注入卵母细胞的是供体细胞，克隆猴的线粒体DNA来自胎猴的体细胞和去核的卵母细胞，A错误。
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12.某研究人员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的卵母细胞中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述不正确的是
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“多莉”完全相同
C.健康妇女捐献的卵母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妇女及其丈夫以及捐献健康卵母细胞的妇女三方
的遗传特征
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此项技术用的是受精卵的细胞核，而克隆羊“多莉”用的是高度分化的体细胞的细胞核，分化程度不同，B错误；
该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供，细胞质基因由提供去核的卵母细胞的妇女提供，D正确。
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(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。
代孕
13.2017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，据图回答下列问题：
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(2)图示过程运用了______________(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术难度______，原因是__________________________
_______________。
(3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用___________________酶处理动物组织。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。
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体细胞核移植
更高
动物体细胞分化程度高，表现
全能性十分困难
胰蛋白酶或胶原蛋白
MⅡ
代孕动物只是为通过核移植技术得到的胚胎的发育提供营养物质和发育场所，因此克隆猴的性状与代孕动物的性状无遗传关系。
(4)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______________________________________。
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动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
14.(2024·天水高二期中)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题：
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(1)通过以上过程获得奶牛的方式属于_____(填“无性”或“有性”)生殖，除基因工程技术外，所用到的细胞工程技术包括_____________________
__________。
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无性
动物细胞培养和动物细
胞核移植
(2)将供体细胞核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行_________去核﹐其目的是_________________________________________________
___________________________。
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显微操作
使核移植后得到的胚胎或动物的核遗传物质全部来自
有重要利用价值的供体细胞核
(3)获得的克隆动物与体细胞供体动物性状________(填“完全”或“不完全”)相同，从遗传物质的角度分析，其原因是______________________
_____________________________________。
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不完全
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)在现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是_____。
A.卵母细胞大，便于操作
B.卵母细胞含有的营养物质多
C.卵母细胞的细胞质可使体
细胞核全能性得到表达
D.重组细胞才具有全能性
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C第3课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物
[学习目标]　1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。2.概述体细胞核移植的过程。3.认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。
1．动物细胞核移植技术
(1)概念：将动物一个细胞的________移入去核的__________中，使这个重新组合的细胞发育成________，继而发育成动物个体的技术。
(2)原理：____________的全能性。
(3)哺乳动物核移植分类
种类 难易程度 原因
__________核移植 相对容易 分化程度____，表现全能性相对容易
体细胞核移植 十分困难 分化程度____，表现全能性十分困难
(4)非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中________________________________。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术__________。
2．体细胞核移植过程
3．体细胞核移植技术的应用前景
(1)畜牧生产方面：加速家畜____________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____________，生产珍贵的__________。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于__________。
③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__________反应。
(3)科学研究
①了解胚胎发育及__________。
②分析__________，研究疾病的________，开发相应药物。
(4)保护濒危物种方面：保护____________，增加濒危物种的存活数量。
4．体细胞核移植技术存在的问题
(1)成功率非常____，各个技术环节也有待进一步改进。
(2)相对于技术研究，核移植的__________较为滞后，需要与发育生物学、__________和____________等学科更深层次的理论研究相结合。
(3)绝大多数克隆动物存在______问题，表现出遗传和生理缺陷，如体形过大、异常肥胖、__________、脏器缺陷和__________等。
判断正误
(1)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞(　　)
(2)重构胚具有发育成完整个体的能力(　　)
(3)激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等(　　)
任务：探究动物体细胞核移植相关问题
1．为什么要选择M Ⅱ期卵母细胞作为受体细胞？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．在将体细胞的细胞核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作，目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
目前普遍使用的去核方法是____________，也可采用___________________________
_____________________________________________________________________等方法去核。
3．在进行动物细胞核移植操作时，注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4．克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5．动物细胞核移植属于有性生殖还是无性生殖？并分析原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．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．从供体取出组织用动物细胞培养技术培养
B．用灭活的病毒促进体细胞核与MⅡ期的去核卵母细胞融合
C．用物理或化学方法激活重构胚，使其完成发育进程
D．选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体
2．华南虎是原产中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现的报告，一些专家认为野生华南虎已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究，如图是其培育过程。请据图回答下列问题：
(1)克隆华南虎的遗传性状与虎________(填字母)基本一致。
(2)A、B、C 3只虎没有提供遗传物质的是________________________________________
______。
(3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律？________。为什么？___________
________________________________________________________________________。
(4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以获得新物种“虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望？__________。原因是___________________________
_______________________________________________________________________________。
答案精析
梳理教材新知
1．(1)细胞核　卵母细胞　新胚胎　(2)动物细胞核　(3)胚胎细胞　低　高　(4)①不能完全恢复其分化前的功能状态　②尚不完善
2．MⅡ　细胞融合　受体　供体
3．(1)遗传改良　(2)①生物反应器　医用蛋白　②异种移植
③免疫排斥　(3)①衰老过程　②致病基因　致病机制　(4)濒危物种
4．(1)低　(2)理论研究　细胞生物学　分子遗传学　(3)健康　发育困难　免疫失调
判断正误
(1)×　(2)√　(3)√
提示　(1)克隆动物的细胞核遗传物质全部来自供体细胞，细胞质遗传物质来自供体细胞和去核卵母细胞。
探究核心知识
任务
1．M Ⅱ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．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　显微操作法　梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理
3．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。
4．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。
5．无性生殖；动物细胞核移植最终得到的个体的细胞核中的遗传物质完全来自同一个个体，不是精卵受精得到的，因此属于无性生殖。
落实思维方法
1．B　[将体细胞核与MⅡ期的去核卵母细胞融合使用的是电融合法，没有用灭活的病毒促融，B符合题意。]
2．(1)A　(2)虎C　(3)不遵循　克隆属于无性生殖，而孟德尔的遗传定律仅在有性生殖的减数分裂过程中适用　(4)不能　高度分化的动物细胞全能性受到限制，虎和牛体细胞杂交后得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体
解析　(1)由克隆华南虎的过程可知，华南虎A提供细胞核，普通虎B提供细胞质，所以克隆虎D的遗传性状与供核的华南虎A更接近。(2)老虎C只提供胚胎发育的场所，没有提供遗传物质给虎D。(3)核移植过程没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖，没有减数分裂过程，不遵循孟德尔遗传定律。(4)高度分化的动物细胞全能性受到限制，因此无论是高度分化的动物体细胞，还是不同种动物体细胞融合后的杂交细胞，经细胞培养只会发生细胞增殖，无法形成个体，动物体细胞的全能性无法体现。

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