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第2章
第2节　动物细胞工程
细胞工程
第2课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物
学习目标 素养目标
1．用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程(重难点)； 2．阐明利用动物体细胞核移植技术的应用前景及存在问题 生命观念：细胞核移植技术中将猴体细胞的细胞核进行移植就可以培育出克隆猴，强化结构与功能观、信息观；
社会责任：动物细胞工程有广阔的发展前景，同时也可能带来一些伦理问题，进而培养社会责任意识
核心概念
1．动物核移植技术
(1)原理：动物细胞核具有__________、细胞膜具有一定的__________。
(2)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
全能性
流动性
胚胎细胞
低
高
(3)体细胞核移植的过程(以克隆高产奶牛为例)：
MⅡ
显微
物理或化学
遗传物质
2．[连线]体细胞核移植技术的应用前景
　　　　　　　　　　　　
①畜牧生产
②医药卫生领域
③治疗人类疾病
④保护濒危物种
Ⅰ．加速家畜遗传改良进程
Ⅱ．作为生物反应器
Ⅲ．促进优良畜群繁育
Ⅳ．生产医用蛋白
Ⅴ．增加濒危物种存活数量
Ⅵ．器官移植
3．体细胞核移植技术存在的问题：成功率______；理论研究较滞后；绝大多数克隆动物存在________问题。
低
健康
[概 念 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)核移植过程中的受体细胞最好是受精卵。 (　　)
提示：由于卵母细胞体积大、易操作，营养物质丰富，具有激发细胞核全能性表达的物质等特点，因此是核移植过程中的常用受体细胞。
(3)选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率。 (　　)
(4)克隆植物和克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性。 (　　)
提示：克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体细胞，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。
√
×
√
×
(5)克隆动物的制备属于有性繁殖。 (　　)
提示：克隆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。
(6)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。 (　　)
(7)利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体。 (　　)
×
√
√
目标导学
什么是核移植技术，其基本过程是什么
1
目标
1．教材P53“图2－18”——动物体细胞核移植过程分析
(1)图中A采集到的细胞应在体外培养到________期。
(2)图中C和D代表的操作过程分别是___________________________________　___________________。
(3)图中分别代表体细胞培养和形成重构胚的过程是_________(填字母)。激活重构胚的方法有：__________(电刺激)、__________(Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)。激活的目的是______________________________，完成早期胚胎培养后才可进行移植。
MⅡ
　通过显微操作去核、将供体细胞注入去核的卵母细胞
B、E
物理法
化学法
使其完成细胞分裂和发育进程
特别提醒
(1)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵母细胞的个体和代孕受体只需为同一物种的健康雌性个体即可。
(2)动物细胞核移植可以有两种操作方式：一是用微型注射针吸出供体细胞核后，直接将供体细胞核导入去核的卵母细胞；二是把供体细胞导入去核的卵母细胞透明带下，该过程需要用电融合的方法促进细胞融合，因对卵母细胞损伤较小且操作简便，现较为常用。
(3)体细胞核移植体现了动物细胞核的全能性，而非动物细胞的全能性。
(4)减数分裂Ⅱ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—染色体复合物。
2．教材P54“思考·讨论”——有关体细胞核移植的问题
(1)在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作，去核方法有哪些？
提示：目前普遍使用的去核方法是显微操作法，也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法去核。
(2)为什么采用去核卵母细胞作为受体细胞？
提示：卵母细胞体积大、易操作；营养物质丰富；具有激发细胞核全能性表达的物质。
(3)教材“图2－18”中核移植得到的克隆牛与________________的遗传物质基本相同。
(4)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。
供核高产奶牛
　　　(滁州期末)中国科学院动物所利用大熊猫细胞和兔卵母细胞克隆出世界上第一批大熊猫早期胚胎，下列有关叙述正确的是 (　　)
1
C
A．可用性激素对兔进行超数排卵来获取更多的卵母细胞
B．去核的实质是去除兔卵母细胞中核膜包被的细胞核
C．可用电刺激的方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育进程
D．该过程涉及动物细胞培养、动物细胞融合等技术
解析：应使用促性腺激素对兔进行超数排卵，获取更多的卵母细胞，A错误；卵母细胞为减数分裂Ⅱ的细胞，此时无成形的细胞核，因此，去核的实质是去除兔卵母细胞中纺锤体—染色体复合物，B错误；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，C正确；该过程涉及动物细胞培养等技术，但未涉及动物细胞融合，D错误。
　　　为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗，科研人员利用人帕金森病模型鼠进行下图实验，下列叙述正确的是 (　　)
B
2
A．过程①中选择MⅠ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B．过程②的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
C．过程③需对受体小鼠注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能
D．图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性
解析：过程①为核移植，细胞核移植中选取MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞，有利于细胞核全能性恢复，A错误；过程②的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达，使之分化形成神经元，B正确；该过程属于自体移植，不会发生免疫排斥反应，因此过程③无需对受体小鼠注射免疫抑制剂，C错误；供体细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成克隆动物，这说明分化的动物细胞的细胞核具有全能性，D错误。
随堂内化
一、 知识自主构建
全能性
具有一定的流动性
无性繁殖
二、 学情随堂评价
1．(亳州联考)核移植是动物细胞工程技术的常用技术手段。科研人员利用蛙的肠上皮细胞通过核移植方法获得了克隆蛙。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．对卵母细胞去核常用显微操作法
B．克隆蛙与肠上皮细胞供体蛙的遗传物质相似，但有所差异
C．核移植时，提供细胞核和去核卵母细胞的动物性别应相同
D．制备克隆蛙时，将肠上皮细胞换成胚胎细胞，核移植难度明显降低
C
解析：动物细胞核移植技术中，常通过显微操作法去核，A正确；克隆蛙的核遗传物质与供体蛙的相同，但细胞质基因由去核卵母细胞提供，故克隆蛙与核供体蛙的遗传物质有所差异，B正确；核移植时，提供细胞核的动物可以是雌性和雄性，但提供去核卵细胞的只能是雌性，C错误；胚胎细胞的分化程度比肠上皮细胞低，全能性更高，所以将肠上皮细胞换成胚胎细胞进行核移植，难度会明显降低，D正确。
2．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
C
解析：高度分化的动物细胞的全能性受到限制，目前科学家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。
3．(安庆期末)我国科学家培育克隆小猴的简要流程如下图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A
A．重构胚需用梯度离心或化学物质处理等方法激活
B．采集到的母猴卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期
C．克隆小猴的培育应用了动物体细胞核移植技术
D．克隆小猴的线粒体DNA不可能来自代孕母猴
解析：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，A错误；采集到的卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期，此时才具备受精能力，也适合用于核移植，B正确；从图中流程看，将胎猴体细胞的核移入去核卵母细胞，应用了动物体细胞核移植技术，C正确；克隆小猴的线粒体DNA来自去核的卵母细胞和供体体细胞，不可能来自代孕母猴，代孕母猴只是提供孕育环境，D正确。
4．我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如图所示。回答下列问题：
(1)过程①除图示方法外，还可以借助载体将特定基因导入细胞中，或直接将___________导入细胞中。iPS细胞还可由_____________________细胞诱导形成。
(2)过程②需将卵母细胞培养至________________期，再采用____________法进行去“核”，其实质是去除________________________。
(3)重构胚可用____________________________________等化学方法激活，完成细胞分裂和发育进程。图示克隆鼠是通过________(填“有性”或“无性”)生殖获得的。
特定蛋白
T淋巴细胞、B淋巴
减数分裂Ⅱ中
显微操作
纺锤体—染色体复合物
Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂
无性第2课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物
1．对动物核移植技术的描述，错误的是(　　)
A．哺乳动物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细胞核
C．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
D．体细胞核移植过程中通常采用MⅡ中期的卵母细胞作为受体细胞
2．将鱼的体细胞核植入去核的卵细胞中，所得重组细胞可培育为克隆鱼。图中能正确表示动物克隆技术原理的是(　　)
A B
C D
3．(皖中名校联盟期中)我国科学家利用体细胞核移植技术成功克隆了濒临灭绝的某地方牛种。下列叙述正确的是(　　)
A．若改为胚胎细胞核移植难度将减小
B．从牛卵巢中采集的卵母细胞可以直接进行受精作用
C．“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除以核膜为界限的细胞核
D．克隆牛培育成功体现了动物细胞具有全能性
4．科学家培育克隆羊时，使用了三种供体细胞的细胞核，分别将这些细胞核移入去核卵母细胞中，形成重组细胞，发育成重构胚，这些重构胚的发育情况如下表。下列分析不正确的是(　　)
供体细胞类型 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
A．早期胚胎细胞作为供体细胞时，妊娠成功率最高
B．克隆羊的遗传信息与供体细胞完全相同
C．体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植
D．重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
5．(马鞍山期中)研究人员将猴胚胎细胞(a)中的细胞核取出，移植入一雌猴的去核卵母细胞(b)中，得到重构胚(c)，经培养获得胚胎并移植到另一雌猴(d)体内进一步发育，获得克隆猴(e)。下列叙述正确的是(　　)
A．e的细胞内的全部基因都来自a，b不提供基因
B．c经一系列增殖和分化形成e的过程中，细胞核起控制作用
C．d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件
D．e的形成过程中没经过受精作用，其体细胞中无同源染色体
6．培育克隆蛙的基本过程如下图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．①过程可以用紫外线破坏细胞核
B．若把皮肤细胞换成胚胎细胞，可以提高成功率
C．体细胞核移植技术的基础是动物细胞培养
D．该过程可说明生物体性状的遗传只由细胞核控制
7．(皖中期中)1978年，被誉为“中国克隆之父”的童第周院士将黑斑蛙的体细胞核移植到去核未受精的卵中，使重组细胞发育成正常的蝌蚪。下列叙述正确的是(　　)
A．黑斑蛙的成熟红细胞不能作为该实验的细胞核供体
B．去核未受精的卵中不存在控制细胞代谢的遗传物质
C．重组细胞的细胞核是该细胞代谢和遗传的控制中心
D．重组细胞发育成蝌蚪体现了动物细胞的全能性
8．(六安月考)科研人员用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细胞与另一只羊的去核卵母细胞融合，然后将重构胚移植到代孕母羊体内，最终培育出了克隆羊多莉。下表是科学家获得的部分实验数据。下列叙述错误的是(　　)
实验组别序号 ① ②
核供体细胞 6岁母羊的乳腺上皮细胞 发育到第9 d的早期胚胎细胞
融合成功细胞数 277 385
早期发育成功胚胎数 29 90
移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数 1/13 14/27
出生并成活羔羊数 1(多莉) 4
A．得到重构胚后可用乙醇、蛋白酶合成抑制剂等进行激活
B．②组比①组成功率高，可能是因为胚胎细胞分化程度低
C．多莉羊早衰一定是因为端粒较短，基因表达不正常造成的
D．克隆技术可以看作是动物无性繁殖的方法
9．2024年2月，我国科研人员首次采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存，并用于良种藏羊高效繁育，选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊，顺利培育了“克隆藏羊”，基本过程如图所示。相关分析正确的是(　　)
A．甲羊为湖羊母羊，采集其卵母细胞在体外培养到MⅡ期后去核
B．③过程通常采用的诱导方法是PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等
C．④过程只能采用化学方法激活重构胚
D．丁羊为克隆藏羊，其遗传物质全部来自乙羊，性状与乙羊一致
10．随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状。下图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，据图回答下列问题：
(1)图解中涉及的细胞工程手段有________________________________________________________________________________________________。
(2)细胞培养所需气体主要有O2和________，前者是________所必需的，后者的主要作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)提供细胞质的卵母细胞要在体外培养至________期，并通常采用_______操作去除卵母细胞的核。
(4)⑦是⑥的后代，那么⑦的遗传性状和____________(填“荷斯坦奶牛”或“普通奶牛”)最相似，原因是________________________________________________________________________________________________。
11．(安徽A10联盟期中)我国科学家成功培育了体细胞克隆猴。在处理重构胚时，将组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA、组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，促进囊胚的发育，提高代孕母猴的妊娠率。下列叙述错误的是(　　)
A．除显微操作去核外，还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下使其中的DNA变性
B．TSA能够抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，从而降低组蛋白的乙酰化水平
C．组蛋白去甲基化酶Kdm4d能够降低组蛋白的甲基化水平
D．培育克隆猴对研究人类疾病致病机制和研发新药有重要意义
12．与自然受精胚胎相比，体细胞核移植(SCNT)囊胚发育率偏低。研究发现，SCNT胚胎中METTL3表达不足，导致相关mRNA降解，干扰了囊胚的正常发育。METTL3过表达可提高囊胚发育率，具体机制如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
注：m6A是细胞中常见的RNA甲基化修饰形式。
A．m6A修饰不会改变AURKB蛋白mRNA的核苷酸序列
B．m6A修饰可能提高了AURKB蛋白mRNA的稳定性，避免其被蛋白酶水解
C．体细胞核移植技术中的去核是去除卵母细胞中由核膜包被的细胞核
D．培养重构胚时，为减轻代谢物积累对细胞的伤害，可在培养液中加入抗生素
第2课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12
答案 C C A B B D C C A B A
1．C　解析：通过体细胞核移植方法生产的克隆动物不是对供体细胞动物的完全复制，因为克隆动物还有一部分遗传物质来自受体细胞的细胞质。
2．C
3．A　解析：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，体细胞核移植比胚胎细胞核移植难度大，A正确；从牛卵巢中采集的卵母细胞要培养到MⅡ期，不可以直接进行受精作用，B错误；在卵母细胞去核之前核膜已经消失，细胞中没有完整的细胞核，“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除纺锤体—染色体复合物，C错误；克隆牛培育需要进行核移植，培育成功体现了动物细胞的细胞核具有全能性，D错误。
4．B　解析：克隆羊的绝大部分DNA来自供体细胞核，但去核卵母细胞的细胞质中也有少量DNA，故克隆羊的遗传信息并非与供体细胞完全相同，B错误。
5．B　解析：克隆猴e的细胞核基因来自猴胚胎细胞a，细胞质基因来自去核卵母细胞b，A错误；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，故在重构胚c经一系列增殖和分化形成克隆猴e的过程中，细胞核中的遗传物质起控制作用，B正确；雌猴d为受体猴，为胚胎发育提供适宜的环境条件(如营养、温度等)，但不提供遗传物质，C错误；e通过核移植技术获得，没有经过受精作用，属于无性生殖，但它的体细胞染色体组成与供核的猴胚胎细胞a相同，含有同源染色体，D错误。
6．D　解析：紫外线可以破坏细胞核，A正确；胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，因此胚胎细胞核移植会比皮肤细胞核移植的成功率高，B正确；动物细胞培养是动物细胞工程的基础，C正确；生物体性状的遗传由细胞核和细胞质中的遗传物质共同控制，同时还受环境的影响，D错误。
7．C　解析：哺乳动物成熟红细胞无细胞核，但黑斑蛙是两栖动物，其成熟红细胞含细胞核，能作为细胞核供体，A错误；去核未受精的卵中存在细胞质基因，也可控制细胞代谢，B错误；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，C正确；重组细胞发育成蝌蚪体现了动物细胞核的全能性，D错误。
8．C　解析：在将重构胚移植入受体母牛体内之前，需要用电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚，A正确。动物胚胎细胞分化程度低、易恢复全能性，故②组比①组成功率高，B正确。多莉的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论，一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是一种必然现象；另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的，C错误。克隆技术不需要雌雄交配，不需要精子和卵细胞的结合，从生殖的方式看，用克隆的方法进行动物的繁殖属于无性生殖，D正确。
9．A　解析：甲提供卵细胞细胞质，因此为湖羊母羊，采集其卵母细胞在体外培养到MⅡ期后去核，A正确；③过程为细胞核与细胞质融合，通常采用电融合法，灭活病毒诱导法等方法诱导动物细胞融合，B错误；④过程可以采用物理或化学方法激活重构胚，C错误；丁羊为“克隆藏羊”，其核遗传物质来自乙羊，质遗传物质来自甲羊，D错误。
10．(1)动物细胞培养、动物细胞核移植　(2)CO2　细胞代谢(或有氧呼吸)　维持培养液的pH　(3)MⅡ(中)　显微　(4)荷斯坦奶牛　⑦的遗传物质主要来自荷斯坦奶牛
11．B　解析：在动物细胞核移植中，普遍使用的去核方法为显微操作去核，但还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理等方法，这些方法是在不穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性，A正确；TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，通过抑制组蛋白脱乙酰酶来抑制组蛋白脱乙酰，进而提高组蛋白的乙酰化水平，B错误；组蛋白去甲基化酶Kdm4d可促进组蛋白去甲基化，降低组蛋白的甲基化水平，C正确；猴属于灵长类动物，与人类亲缘关系更接近，培育遗传背景相同的克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有重要的意义，D正确。
12．A　解析：m6A修饰导致的AURKB蛋白mRNA的甲基化不会改变自身核苷酸序列，但可能会影响翻译过程，从而改变生物的表型，A正确；据图可知，通过AURKB蛋白mRNA与m6A特异性结合，可维持AURKB蛋白mRNA的稳定性，防止RNA酶水解mRNA，B错误；体细胞核移植技术中的去核操作中选择的卵母细胞处于MⅡ中期，此时的卵母细胞的核其实是纺锤体—染色体复合物，没有核膜，C错误；为了防止动物细胞培养过程中被细菌污染，可在培养液中加入一定量的抗生素，而为减轻代谢物积累对细胞的伤害，可以更换培养基，D错误。第2课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物
学习目标 素养目标
1．用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程(重难点)； 2．阐明利用动物体细胞核移植技术的应用前景及存在问题 生命观念：细胞核移植技术中将猴体细胞的细胞核进行移植就可以培育出克隆猴，强化结构与功能观、信息观； 社会责任：动物细胞工程有广阔的发展前景，同时也可能带来一些伦理问题，进而培养社会责任意识
1．动物核移植技术
(1)原理：动物细胞核具有_____________、细胞膜具有一定的____________。
(2)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
(3)体细胞核移植的过程(以克隆高产奶牛为例)：
2．[连线]体细胞核移植技术的应用前景
　　　　　　　　
3．体细胞核移植技术存在的问题：成功率__ __；理论研究较滞后；绝大多数克隆动物存在____问题。
[概 念 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)核移植过程中的受体细胞最好是受精卵。(　　)
(3)选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率。(　　)
(4)克隆植物和克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性。(　　)
(5)克隆动物的制备属于有性繁殖。(　　)
(6)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。(　　)
(7)利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体。(　　)
什么是核移植技术，其基本过程是什么
1．教材P53“图2－18”——动物体细胞核移植过程分析
(1)图中A采集到的细胞应在体外培养到_____________期。
(2)图中C和D代表的操作过程分别是________________________________。
(3)图中分别代表体细胞培养和形成重构胚的过程是_____________ (填字母)。激活重构胚的方法有：____________ (电刺激)、______________(Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)。激活的目的是__________________________，完成早期胚胎培养后才可进行移植。
特别提醒
(1)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵母细胞的个体和代孕受体只需为同一物种的健康雌性个体即可。
(2)动物细胞核移植可以有两种操作方式：一是用微型注射针吸出供体细胞核后，直接将供体细胞核导入去核的卵母细胞；二是把供体细胞导入去核的卵母细胞透明带下，该过程需要用电融合的方法促进细胞融合，因对卵母细胞损伤较小且操作简便，现较为常用。
(3)体细胞核移植体现了动物细胞核的全能性，而非动物细胞的全能性。
(4)减数分裂Ⅱ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—染色体复合物。
2．教材P54“思考·讨论”——有关体细胞核移植的问题
(1)在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作，去核方法有哪些？
(2)为什么采用去核卵母细胞作为受体细胞？
(3)教材“图2－18”中核移植得到的克隆牛与______________的遗传物质基本相同。
(4)动物细胞核移植属于有性生殖还是无性生殖？并分析原因。
(滁州期末)中国科学院动物所利用大熊猫细胞和兔卵母细胞克隆出世界上第一批大熊猫早期胚胎，下列有关叙述正确的是(　　)
A．可用性激素对兔进行超数排卵来获取更多的卵母细胞
B．去核的实质是去除兔卵母细胞中核膜包被的细胞核
C．可用电刺激的方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育进程
D．该过程涉及动物细胞培养、动物细胞融合等技术
为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗，科研人员利用人帕金森病模型鼠进行下图实验，下列叙述正确的是(　　)
A．过程①中选择MⅠ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B．过程②的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
C．过程③需对受体小鼠注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能
D．图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性
一、 知识自主构建
二、 学情随堂评价
1．(亳州联考)核移植是动物细胞工程技术的常用技术手段。科研人员利用蛙的肠上皮细胞通过核移植方法获得了克隆蛙。下列相关叙述错误的是(　　)
A．对卵母细胞去核常用显微操作法
B．克隆蛙与肠上皮细胞供体蛙的遗传物质相似，但有所差异
C．核移植时，提供细胞核和去核卵母细胞的动物性别应相同
D．制备克隆蛙时，将肠上皮细胞换成胚胎细胞，核移植难度明显降低
2．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
3．(安庆期末)我国科学家培育克隆小猴的简要流程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．重构胚需用梯度离心或化学物质处理等方法激活
B．采集到的母猴卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期
C．克隆小猴的培育应用了动物体细胞核移植技术
D．克隆小猴的线粒体DNA不可能来自代孕母猴
4．我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如图所示。回答下列问题：
(1)过程①除图示方法外，还可以借助载体将特定基因导入细胞中，或直接将____导入细胞中。iPS细胞还可由__、__细胞诱导形成。
(2)过程②需将卵母细胞培养至_ __期，再采用__ __法进行去“核”，其实质是去除__ __。
(3)重构胚可用__ __等化学方法激活，完成细胞分裂和发育进程。图示克隆鼠是通过____(填“有性”或“无性”)生殖获得的。
第2课时　动物体细胞核移植技术和克隆动物
学习目标 素养目标
1．用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程(重难点)； 2．阐明利用动物体细胞核移植技术的应用前景及存在问题 生命观念：细胞核移植技术中将猴体细胞的细胞核进行移植就可以培育出克隆猴，强化结构与功能观、信息观； 社会责任：动物细胞工程有广阔的发展前景，同时也可能带来一些伦理问题，进而培养社会责任意识
1．动物核移植技术
(1)原理：动物细胞核具有__全能性__、细胞膜具有一定的__流动性__。
(2)哺乳动物核移植分类：
种类 难易程度 原因
__胚胎细胞__核移植 相对容易 分化程度__低__，表现全能性相对容易
体细胞核移植 十分困难 分化程度__高__，表现全能性十分困难
(3)体细胞核移植的过程(以克隆高产奶牛为例)：
2．[连线]体细胞核移植技术的应用前景
　　　　　　　　
3．体细胞核移植技术存在的问题：成功率__低__；理论研究较滞后；绝大多数克隆动物存在__健康__问题。
[概 念 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)核移植过程中的受体细胞最好是受精卵。(　×　)
提示：由于卵母细胞体积大、易操作，营养物质丰富，具有激发细胞核全能性表达的物质等特点，因此是核移植过程中的常用受体细胞。
(3)选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率。(　√　)
(4)克隆植物和克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性。(　×　)
提示：克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体细胞，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。
(5)克隆动物的制备属于有性繁殖。(　×　)
提示：克隆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。
(6)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。(　√　)
(7)利用动物体细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体。(　√　)
什么是核移植技术，其基本过程是什么
1．教材P53“图2－18”——动物体细胞核移植过程分析
(1)图中A采集到的细胞应在体外培养到__MⅡ__期。
(2)图中C和D代表的操作过程分别是__通过显微操作去核、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__B、E__(填字母)。激活重构胚的方法有：__物理法__(电刺激)、__化学法__(Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)。激活的目的是__使其完成细胞分裂和发育进程__，完成早期胚胎培养后才可进行移植。
特别提醒
(1)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵母细胞的个体和代孕受体只需为同一物种的健康雌性个体即可。
(2)动物细胞核移植可以有两种操作方式：一是用微型注射针吸出供体细胞核后，直接将供体细胞核导入去核的卵母细胞；二是把供体细胞导入去核的卵母细胞透明带下，该过程需要用电融合的方法促进细胞融合，因对卵母细胞损伤较小且操作简便，现较为常用。
(3)体细胞核移植体现了动物细胞核的全能性，而非动物细胞的全能性。
(4)减数分裂Ⅱ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—染色体复合物。
2．教材P54“思考·讨论”——有关体细胞核移植的问题
(1)在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作，去核方法有哪些？
提示：目前普遍使用的去核方法是显微操作法，也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法去核。
(2)为什么采用去核卵母细胞作为受体细胞？
提示：卵母细胞体积大、易操作；营养物质丰富；具有激发细胞核全能性表达的物质。
(3)教材“图2－18”中核移植得到的克隆牛与__供核高产奶牛__的遗传物质基本相同。
(4)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。
(滁州期末)中国科学院动物所利用大熊猫细胞和兔卵母细胞克隆出世界上第一批大熊猫早期胚胎，下列有关叙述正确的是(　C　)
A．可用性激素对兔进行超数排卵来获取更多的卵母细胞
B．去核的实质是去除兔卵母细胞中核膜包被的细胞核
C．可用电刺激的方法激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育进程
D．该过程涉及动物细胞培养、动物细胞融合等技术
解析：应使用促性腺激素对兔进行超数排卵，获取更多的卵母细胞，A错误；卵母细胞为减数分裂Ⅱ的细胞，此时无成形的细胞核，因此，去核的实质是去除兔卵母细胞中纺锤体—染色体复合物，B错误；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，C正确；该过程涉及动物细胞培养等技术，但未涉及动物细胞融合，D错误。
为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗，科研人员利用人帕金森病模型鼠进行下图实验，下列叙述正确的是(　B　)
A．过程①中选择MⅠ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B．过程②的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
C．过程③需对受体小鼠注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能
D．图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性
解析：过程①为核移植，细胞核移植中选取MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞，有利于细胞核全能性恢复，A错误；过程②的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达，使之分化形成神经元，B正确；该过程属于自体移植，不会发生免疫排斥反应，因此过程③无需对受体小鼠注射免疫抑制剂，C错误；供体细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成克隆动物，这说明分化的动物细胞的细胞核具有全能性，D错误。
一、 知识自主构建
二、 学情随堂评价
1．(亳州联考)核移植是动物细胞工程技术的常用技术手段。科研人员利用蛙的肠上皮细胞通过核移植方法获得了克隆蛙。下列相关叙述错误的是(　C　)
A．对卵母细胞去核常用显微操作法
B．克隆蛙与肠上皮细胞供体蛙的遗传物质相似，但有所差异
C．核移植时，提供细胞核和去核卵母细胞的动物性别应相同
D．制备克隆蛙时，将肠上皮细胞换成胚胎细胞，核移植难度明显降低
解析：动物细胞核移植技术中，常通过显微操作法去核，A正确；克隆蛙的核遗传物质与供体蛙的相同，但细胞质基因由去核卵母细胞提供，故克隆蛙与核供体蛙的遗传物质有所差异，B正确；核移植时，提供细胞核的动物可以是雌性和雄性，但提供去核卵细胞的只能是雌性，C错误；胚胎细胞的分化程度比肠上皮细胞低，全能性更高，所以将肠上皮细胞换成胚胎细胞进行核移植，难度会明显降低，D正确。
2．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(　C　)
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
解析：高度分化的动物细胞的全能性受到限制，目前科学家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。
3．(安庆期末)我国科学家培育克隆小猴的简要流程如下图所示。下列叙述错误的是(　A　)
A．重构胚需用梯度离心或化学物质处理等方法激活
B．采集到的母猴卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期
C．克隆小猴的培育应用了动物体细胞核移植技术
D．克隆小猴的线粒体DNA不可能来自代孕母猴
解析：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，A错误；采集到的卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期，此时才具备受精能力，也适合用于核移植，B正确；从图中流程看，将胎猴体细胞的核移入去核卵母细胞，应用了动物体细胞核移植技术，C正确；克隆小猴的线粒体DNA来自去核的卵母细胞和供体体细胞，不可能来自代孕母猴，代孕母猴只是提供孕育环境，D正确。
4．我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如图所示。回答下列问题：
(1)过程①除图示方法外，还可以借助载体将特定基因导入细胞中，或直接将__特定蛋白__导入细胞中。iPS细胞还可由__T淋巴细胞、B淋巴__细胞诱导形成。
(2)过程②需将卵母细胞培养至__减数分裂Ⅱ中__期，再采用__显微操作__法进行去“核”，其实质是去除__纺锤体—染色体复合物__。
(3)重构胚可用__Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂__等化学方法激活，完成细胞分裂和发育进程。图示克隆鼠是通过__无性__(填“有性”或“无性”)生殖获得的。

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