新教材適用2023-2024學(xué)年高中生物第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動物細(xì)胞工程第3課時動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克爐物學(xué)案新人教版選擇性必修3_第1頁
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第3課時動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物知識點動物細(xì)胞核移植技術(shù)基礎(chǔ)知識·雙基夯實一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)的概述二、體細(xì)胞核移植的過程三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.應(yīng)用前景(1)畜牧生產(chǎn)方面:加速家畜_遺傳改良__進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2)醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域①轉(zhuǎn)基因克隆動物作為_生物反應(yīng)器__,生產(chǎn)珍貴的_醫(yī)用蛋白__。②轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、組織和器官可作為_異種移植__的供體。③人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化,形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織、器官后,可用于_組織器官__的移植。(3)了解胚胎發(fā)育及衰老過程。(4)用克隆動物做_疾病模型__,使人們更好地追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病。(5)保護(hù)瀕危物種方面:保護(hù)_瀕危物種__,增加瀕危動物的存活數(shù)量。2.存在問題(1)體細(xì)胞核移植技術(shù)的_成功率__非常低。(2)克隆動物存在健康問題,表現(xiàn)出遺傳和_生理__缺陷等。活|學(xué)|巧|練1.動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(√)2.體細(xì)胞核移植過程中采用MⅡ期卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。(√)3.經(jīng)細(xì)胞核移植培育出的新個體只有一個親本的遺傳性狀。(×)4.克隆特定疾病模型的動物可用于疾病的研究和藥物開發(fā)。(√)5.克隆動物技術(shù)成功率很高。(×)合|作|探|究1.通過體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的克隆動物是有性生殖還是無性生殖?提示:通過體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的克隆動物沒有經(jīng)過減數(shù)分裂和有性生殖細(xì)胞的結(jié)合,屬于無性生殖。2.為什么核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不完全相同?提示:①克隆動物絕大部分DNA來自供體細(xì)胞核,但其核外線粒體中的DNA來自受體卵母細(xì)胞。②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同,其性狀也不可能和供核動物完全相同。③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變,產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。3.選用處于MⅡ期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因。提示:①卵母細(xì)胞體積大,易于操作。②卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)促使細(xì)胞核體現(xiàn)全能性的物質(zhì)含量最高。③卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多,營養(yǎng)物質(zhì)豐富。課內(nèi)探究·名師點睛一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)1.原理:動物細(xì)胞核的全能性,而不是動物細(xì)胞的全能性。動物體細(xì)胞的全能性受到限制,不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體,用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動物。說明動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。2.供體:一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞,因為10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型,保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。3.受體(1)材料選擇:選擇處于減數(shù)分裂Ⅱ中期的次級卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。其原因是:①卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì);②卵母細(xì)胞體積大,便于操作;③卵母細(xì)胞內(nèi)卵黃多,營養(yǎng)物質(zhì)豐富。(2)去核的原因:保證克隆動物的核基因全部來自供體細(xì)胞。二、細(xì)胞工程的各種技術(shù)手段及其原理總結(jié)技術(shù)名稱目的原理植物組織培養(yǎng)獲得植株植物細(xì)胞的全能性植物體細(xì)胞雜交獲得雜種植株細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性動物細(xì)胞培養(yǎng)獲得大量細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物細(xì)胞增殖動物體細(xì)胞核移植獲得克隆動物動物體細(xì)胞細(xì)胞核的全能性動物細(xì)胞融合獲得雜交細(xì)胞細(xì)胞膜的流動性單克隆抗體的制備獲得單克隆抗體細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞增殖典例1(2023·海安中學(xué)月考)如圖為克隆羊“多莉”的培育過程示意圖。下列各項有關(guān)表述不正確的是(B)A.此項技術(shù)可以用于繁殖家畜中的優(yōu)秀個體B.由于細(xì)胞核基因完全來自甲羊,所以“多莉”的性狀與甲羊完全一致C.此項技術(shù)可以有選擇地繁殖某一性別的家畜D.此過程說明高度分化的動物細(xì)胞核具有全能性解析:克隆屬于無性繁殖,產(chǎn)生的個體絕大多數(shù)性狀與供核親本一致,可用于繁殖家畜中的優(yōu)秀個體,A正確;“多莉”由細(xì)胞質(zhì)基因控制的性狀與甲羊不同,B錯誤;克隆動物的性別與供核個體一致,可以有選擇地繁殖某一性別的家畜,C正確;克隆羊“多莉”的培育利用了動物體細(xì)胞核移植技術(shù),該過程說明高度分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性,D正確。變式訓(xùn)練?世界首批疾病克隆猴——5只生物節(jié)律紊亂的體細(xì)胞克隆獼猴在中國誕生,開啟了克隆猴模型應(yīng)用于生命科學(xué)研究的“春天”。科學(xué)家采集了一只一歲半的、睡眠紊亂最明顯的BMAL1基因(生物節(jié)律基因)敲除猴A6的體細(xì)胞,通過體細(xì)胞核移植技術(shù),獲得了5只克隆猴——這是國際上首次成功構(gòu)建一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂獼猴模型。下列相關(guān)敘述錯誤的是(C)A.體細(xì)胞核移植技術(shù)的原理是動物細(xì)胞核的全能性B.5只克隆獼猴的細(xì)胞核基因型與核供體細(xì)胞完全一致C.體細(xì)胞核移植需用取自新鮮卵巢的卵母細(xì)胞直接作受體細(xì)胞D.該研究可彌補(bǔ)實驗獼猴繁殖周期長、單胎數(shù)量少的不足解析:取自卵巢的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到MⅡ(中)期時,才可進(jìn)行核移植;體細(xì)胞核移植時供核的供體可不受年齡影響,且體細(xì)胞數(shù)量多,所以該研究可彌補(bǔ)實驗獼猴繁殖周期長、單胎數(shù)量少的不足。動物體細(xì)胞核移植的特點1.動物體細(xì)胞核移植依據(jù)的原理是動物細(xì)胞核的全能性,屬于無性生殖。雖然細(xì)胞核內(nèi)具有發(fā)育成為一個完整個體所需的全套基因,但動物體細(xì)胞分化程度較高,因此很難體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。卵母細(xì)胞體積大,易于操作,含有促使細(xì)胞核體現(xiàn)全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。將體細(xì)胞核移入去核卵母細(xì)胞內(nèi),既保證了重組細(xì)胞的完整性,又能刺激體細(xì)胞核體現(xiàn)其全能性。2.動物體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的新個體,其親本有三個:體細(xì)胞核供體、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體、代孕母體。新個體細(xì)胞核基因與體細(xì)胞核供體的完全一樣,因此新個體的性狀與體細(xì)胞核供體的基本相同。卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中也有少量的DNA,因此新個體的性狀與卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體有一些地方相同。代孕母體沒有為新個體提供遺傳物質(zhì),新個體的性狀與代孕母體基本沒有關(guān)系。典例2(2023·青云學(xué)府月考)下列關(guān)于動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物的敘述,正確的是(B)A.目前在實驗中,科學(xué)家可以用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體B.體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體細(xì)胞之前,要先去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核C.用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代50代以內(nèi)的細(xì)胞D.用體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行100%的復(fù)制解析:目前在實驗中,科學(xué)家還不可以直接把動物體細(xì)胞培養(yǎng)成完整的動物個體,A錯誤;體細(xì)胞核移植需要將體細(xì)胞核與去核的卵母細(xì)胞進(jìn)行重組,B正確;用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞,因為10代內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型,C錯誤;體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物,并沒有對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行100%的復(fù)制,因為還有部分遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞的線粒體,D錯誤。學(xué)|霸|記|憶1.動物細(xì)胞核移植的技術(shù)是將動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中,使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。2.哺乳動物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。3.體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。4.在體細(xì)胞核移植中,從卵巢中采集的卵母細(xì)胞,要培養(yǎng)到MⅡ(中)期。5.克隆動物與核供體動物的遺傳物質(zhì)基本相同。1.利用體細(xì)胞核移植技術(shù)得到的胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)分化,形成相應(yīng)的組織器官后,可用于組織器官的移植,操作流程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(A)A.過程①所用的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂后期B.圖中過程②表示用物理或化學(xué)方法激活重組細(xì)胞,使其完成分裂和發(fā)育過程C.誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化,用于患者的組織器官移植D.完成過程⑤的根本原因是基因的選擇性表達(dá)解析:過程①所用的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期,A錯誤。2.下列說法不屬于克隆的是(C)A.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因B.利用核移植技術(shù)培育出克隆綿羊C.利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出雜種植株D.利用胡蘿卜莖尖組織經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到脫毒苗解析:克隆是指從一共同的祖先,通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個體。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?qū)儆诜肿铀降目寺。焕煤艘浦布夹g(shù)培育出克隆綿羊?qū)儆趥€體水平的克隆;利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出雜種植株產(chǎn)生的不是復(fù)制品,不屬于克?。焕弥参锝M織培養(yǎng)獲得脫毒苗,屬于個體水平的克隆。3.回答下列問題。(1)用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半,有核的一半能分裂,無核的一半不能分裂。當(dāng)有核的一半分裂到16~32個細(xì)胞時,科學(xué)家將其中一個細(xì)胞的細(xì)胞核擠到無核的一半,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這一半也開始分裂,并且像有核的那一半一樣,最終發(fā)育成正常的胚胎??茖W(xué)家通過這個實驗證明了_早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性__,從而為核移植技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。(2)進(jìn)行體細(xì)胞核移植前,從具有優(yōu)良性狀的動物體中取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)條件除營養(yǎng)、溫度和pH適宜外,還應(yīng)保證_無菌、無毒、有適宜的氣體環(huán)

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