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第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
课标内容要求
核心素养对接
阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中,并使重组细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的过程。
1.科学思维:以文字和图示表述体细胞核移植的过程。
2.社会责任:说明体细胞核移植的应用及存在的问题。
一、动物细胞核移植技术
1.概念
(1)供体:动物一个细胞的细胞核。
(2)受体:去掉细胞核的卵母细胞。
(3)结果:形成重组细胞并发育成新胚胎,最终发育成动物个体。
2.种类:胚胎细胞核移植和体细胞核移植。两者中难度较高的是体细胞核移植。
3.原理:动物细胞核具有全能性、细胞膜具有一定的流动性。
二、体细胞核移植的过程
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.应用前景
(1)畜牧生产方面:加速家畜遗传改良进程,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物反应器,生产珍贵的医用蛋白。
②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为异种移植的供体。
③人的核移植胚胎干细胞经诱导分化,形成相应的细胞、组织、器官后,可用于组织器官的移植。
(3)了解胚胎发育及衰老过程。
(4)用克隆动物做疾病模型,使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。
(5)保护濒危物种方面:保护濒危物种,增加濒危动物的存活数量。
2.存在问题
(1)体细胞核移植技术的成功率非常低。
(2)克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷等。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
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。 (×)
提示:经细胞核移植培育出的新个体应该含有两个亲本的遗传性状。
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。 (×)
提示:体细胞核移植技术的成功率非常低。
体细胞核移植和克隆动物
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。
2.供体和受体的选择
(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。
3.克隆动物的遗传特点
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。
合作探究:(1)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?
提示:通过体细胞核移植产生的克隆动物没有经过生殖细胞的结合,属于无性生殖。
(2)为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同?
提示:①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核,但其核外线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。
②性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同,其性状也不可能和供核动物完全相同。
③在个体发育过程中有可能发生基因突变,产生供核动物没有的性状。
1.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中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
D [克隆动物绝大部分遗传物质来自供体细胞核,但细胞质内的遗传物质来自受体卵母细胞,其次生物的性状还受环境的影响,因此,克隆动物并不是对提供体细胞的动物进行完全复制。]
2.2018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)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指____________。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___
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