高中生物苏教版（2019）选择性必修3 生物技术与工程 第二章 第三节　第1课时　动物细胞核移植技术及其应用（51张PPT）

(共51张PPT)
第1课时　动物细胞核移植
技术及其应用
学习目标
素养要求
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.科学思维：构建核移植过程的模型。
2.社会责任：辩证分析核移植技术的应用前景和存在问题。
动物细胞核移植技术及其应用
内容索引
网络构建
课时对点练
动物细胞核移植技术及其应用
1.积极思维——克隆羊多莉的培育
(1)培育过程
教材梳理
预习新知　夯实基础
细胞核
重组
细胞
(2)结论：哺乳动物 在卵母细胞 的支持下，也和植物细胞一样具有 。
体细胞核
细胞质
全能性
2.动物细胞核移植技术
(1)动物细胞工程的技术：包括动物细胞核移植技术、 、动物细胞融合、 技术。
(2)动物细胞核移植技术
①概念：指把一个动物细胞的 移植到一个已经去除细胞核的成熟_________中，并使重组细胞发育为一个新的胚胎，继而发育为动物____
的技术。
动物细胞培养
干细胞应用
细胞核
卵母细胞
新
个体
②分类
种类 难易程度 原因
胚胎细胞核移植 _________ 分化程度 ，全能性容易表现
体细胞核移植 十分困难 分化程度___，全能性难表现
相对容易
低
高
(3)克隆：不仅仅是指无性繁殖，还包括遗传上 的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的 群体。
完全相同
无性繁殖
(4)体细胞克隆
①概念：用体细胞核移植技术进行的克隆。
②过程：利用 的方法，将供体的 注入受体的______
中，重组细胞经过培养后生长发育成胚胎。
3.动物细胞核移植技术的应用
(1)在畜牧业生产中，利用体细胞核移植技术可以加速 的进程，促进 。
(2)在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术 动物数量的工作也已经初见成效。
显微操作
体细胞核
去核卵
母细胞
家畜遗传改良
优良畜群的繁育
增加
(1)克隆动物的制备体现了动物细胞的全能性(　　)
(2)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞(　　)
(3)克隆就是指的无性繁殖(　　)
(4)核移植技术中重组细胞具有发育成完整个体的能力(　　)
判断正误
×
×
×
√
核心探讨
1.为什么要选择成熟的卵母细胞作为受体细胞？
突破重难　强化素养
提示　卵母细胞的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？
提示　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。
3.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。
动物体细胞核移植
核心归纳
(1)原理：动物细胞核的全能性。
(2)供体：有重要利用价值的动物的体细胞。
(3)受体：成熟卵母细胞
①选择原因：a.体积大，易操作；b.成熟卵母细胞的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去核原因：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞。
③去核方法：常用显微操作去核；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或使其中的DNA变性。
(4)克隆动物遗传物质来源
①核内遗传物质：全部来自供体细胞。
②细胞质中的遗传物质：一部分来自核供体细胞，另一部分来自受体卵母细胞。
1.(2021·江苏省如皋中学高二月考)从公羊甲的体细胞中取出细胞核，注入母羊乙去核的卵母细胞中，重组的细胞经卵裂形成早期胚胎，再移入另一只母羊丙的子宫中，生出的小羊，其性别和性状是
A.公羊、像甲 B.公羊、像乙
C.母羊、像丙 D.母羊、像甲
√
典题应用
及时反馈　知识落实
解析　由于生物的遗传物质主要存在于细胞核中，细胞核控制着生物的发育和遗传，根据题干信息可知：从公羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙去掉核的卵母细胞中，重组的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫内，最终克隆的小羊的性别应与甲相同，即为公羊；其性状应该是最像提供细胞核的公羊甲，A正确。
解析　哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，A错误。
2.下列对动物核移植技术的描述，错误的是
A.胚胎细胞核移植的难度明显高于体细胞
B.体细胞核移植的过程中可通过显微操作去核法去除卵母细胞中的核
C.用于体细胞核移植的卵母细胞通常要在体外培养到减数第二次分裂中期
D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物与核供体性状并不完全相同
√
网络构建
课时对点练
题组一　动物细胞核移植技术
1.核移植中常用成熟卵母细胞作为受体细胞的原因不包括
A.卵母细胞体积大，易操作
B.细胞质较多，营养物质丰富
C.含有促进全能性表达的物质
D.细胞核中遗传物质少
√
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对点训练
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2.(2021·吉林白城一中高二月考)人工种子和克隆动物均属于生物工程的成果，下列叙述正确的是
A.二者都属于无性繁殖范畴
B.二者都是在体外环境中完成的
C.二者都用到了相同的细胞工程技术
D.二者都完全保持了亲本的遗传特性
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解析　人工种子属于植物组织培养技术的应用，植物组织培养和克隆动物都没有经过精卵细胞结合的过程，属于无性繁殖范畴，A正确；
核移植技术前期是在体外环境中完成的，但后期要移植到受体子宫中发育，B错误；
人工种子用到植物组织培养技术、克隆动物用到核移植等技术，所以二者用到了不同的细胞工程技术，C错误；
克隆动物的遗传物质中细胞核和细胞质遗传物质来自两个供体，D错误。
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3.下列叙述不属于克隆的是
A.利用DNA半保留复制原理在体外复制DNA
B.利用核移植技术培育出克隆绵羊
C.利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株
D.利用胡萝卜茎尖组织经植物组织培养得到脱毒苗
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解析　利用DNA半保留复制原理在体外复制DNA属于分子水平的克隆，A不符合题意；
利用核移植技术培育出克隆绵羊属于个体水平的克隆，B不符合题意；
利用植物体细胞杂交技术培育出的杂种植株具有双亲的遗传特性，不属于克隆，C符合题意；
利用植物组织培养获得脱毒苗，属于个体水平的克隆，D不符合题意。
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4.如果用动物的细胞进行克隆实验，应该选择的细胞核不能来源于
A.乳腺细胞 B.卵细胞
C.胃腺细胞 D.囊胚时期的胚胎细胞
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解析　因为卵细胞中染色体数目只有正常体细胞染色体数目的一半，所以不能作为供核细胞。
5.下图是某克隆羊的培育过程模式图，与获得该克隆羊接近的繁殖方式和其发育成熟时所分泌的主要性激素分别是
A.无性繁殖；雄激素
B.无性繁殖；雌激素
C.有性繁殖；雄激素
D.有性繁殖；雌激素
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解析　克隆羊的产生属于无性繁殖；由于此过程是雄性羊供核，故得到的克隆羊为雄性，其分泌的性激素主要是雄激素。
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的细胞质，C错误。
6.(2021·安徽宿州市高二期中)下列对动物核移植技术的描述中，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成熟的卵母细胞作为受体细胞
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7.从同一头牛中取多个供体细胞培养出多头克隆牛，这些牛在性状上却并不完全相同，下列有关其原因的叙述错误的是
A.基因可能发生变异
B.核基因发生基因重组
C.受体细胞的细胞质基因不同
D.性状变异可由环境条件引起
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8.(2021·河南洛阳市高二月考)中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵母细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫胚胎，表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走到世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中不正确的是
A.胚胎细胞核的移植成功率高于成体细胞核的移植
B.兔子卵母细胞的细胞质的作用之一是激发大熊猫细胞核的全能性
C.重组细胞最初分裂时，DNA复制后不再进行转录
D.大熊猫的克隆成功证明细胞质具有调控细胞核发育的作用
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解析　胚胎细胞分化程度低，分裂能力强，胚胎细胞核移植的成功率高于成体细胞核的移植，A正确；
卵母细胞的细胞质中含有促使细胞核的全能性表达的物质，B正确；
重组细胞最初分裂时，DNA复制完成后，可以进行转录形成RNA，C错误；
克隆成功能证明细胞质具有调控细胞核发育的作用，D正确。
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题组二　动物细胞核移植技术的应用
9.动物体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生等领域有广泛的应用前景。下列有关叙述不正确的是
A.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
B.转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为移植治疗的供体
C.在保护濒危物种方面，利用体细胞核移植技术可增加动物数量
D.动物体细胞核移植技术体现了动物细胞的全能性
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解析　动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞核具有全能性，D错误。
10.下列不属于体细胞核移植技术的应用的一项是
A.保护濒危物种
B.大量生产紫杉醇
C.获得组织器官异体移植的供体
D.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
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解析　大量生产紫杉醇利用的是植物细胞培养技术，B错误。
选择题11～12题为单选题，13～15题为多选题。
11.(2021·辽宁葫芦岛市高二月考)科学家培育克隆羊时，使用了同一个体的三种细胞核的供体细胞，分别将这些细胞核移入去核成熟卵母细胞的细胞质中，形成重组细胞，发育成重组胚胎，这些重组胚胎的发育情况如下表。据此分析正确的是
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综合强化
细胞核供体 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.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
B.重组细胞的发育与去核成熟卵母细胞的细胞质无关
C.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高
D.成功率不同是因为这三种细胞核所含有的基因不同
√
解析　细胞核移植主要在同种动物胚胎细胞或体细胞与去核成熟卵母细胞之间进行，不是同种组织，A错误；
去核成熟卵母细胞的细胞质才能让重组细胞的发育表达出全能性，B错误；
早期胚胎细胞分化程度低，作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高，C正确；
同一个体的不同细胞的细胞核所含有的基因相同，D错误。
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12.2019年1月24日，我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴——5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生，开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMAL1
(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞，通过体细胞核移植技术，获得了5只克隆猴——这是国际上首次成功构建的一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述不正确的是
A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性
B.5只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致
C.体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接做受体细胞
D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足
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解析　动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞核具有全能性，A正确；
5只克隆猕猴是通过体细胞核移植技术获得的，其细胞核基因型与核供体细胞完全一致，B正确；
取自卵巢的卵母细胞需要培养到成熟，才可进行核移植，C错误；
体细胞核移植时供核的供体可不受年龄影响，且体细胞数量多，所以该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足，D正确。
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13.下图为克隆羊“多莉”的培育过程示意图，下列有关表述正确的是
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A.克隆羊“多莉”的主要性状与甲羊一致，因为其细胞核基因来自甲羊
B.克隆羊“多莉”的培育过程中采用了核移植技术
C.乙羊的去核卵母细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件
D.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性
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√
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解析　由于细胞核基因完全来自甲羊，所以“多莉”的绝大多数性状与甲羊一致，少数由细胞质基因控制的性状与甲羊不同，A正确；
据图可知：克隆羊“多莉”的培育过程中用到了核移植技术，B正确；
卵母细胞的细胞质中含有促进核基因表达的物质，能调控细胞核基因的表达，因此通常将细胞核移植到去核的卵母细胞中，C正确；
此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，D错误。
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14.“三亲婴儿”的培育过程可选用如图技术路线。据图分析，下列叙述正确的是
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A.该技术会将母亲的所有核基因传递给后代
B.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
C.捐献者携带的细胞核中致病基因都不能遗传给三亲婴儿
D.三亲婴儿的培育需将获得的早期胚胎移植到雌性子宫内继续发育
√
√
解析　母亲的核基因的一半会传递给后代，A错误；
三亲婴儿的染色体一半来自母亲，一半来自父亲(精子)，B错误；
捐献者提供细胞质，因此捐献者携带的细胞核中致病基因都不能遗传给三亲婴儿，C正确；
受精卵还需进行培养，获得早期胚胎移植到雌性子宫内继续发育，D正确。
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15.如图为某哺乳动物生殖过程示意图(b为卵母细胞，c为体细胞)，下列相关叙述中不正确的是
A.动物个体1、2的产生分别属于有性繁殖和
无性繁殖
B.动物个体2的产生表明，高度分化的动物细
胞也具有发育成完整个体的潜在能力
C.按照动物个体2的产生方式，后代性别比例仍然是1∶1，但对于动物的
进化则是不利的
D.产生图a、b、c三种细胞的方式仅c为有丝分裂
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解析　动物个体1是由受精卵发育而来的，属于有性繁殖；动物个体2是通过细胞核移植技术产生的，属于无性繁殖，A正确；
动物个体2是通过细胞核移植技术产生的，表明高度分化的动物细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力，B错误；
按照动物个体2的产生方式，后代的性别由供体的细胞核决定，C错误；
a、b细胞是通过减数分裂产生的，c细胞是通过有丝分裂产生的，D正确。
16.(2021·湖北武汉质检)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，据图回答问题：
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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
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解析　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。
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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____________________________
____________________________________________________________。
体细胞核移植
更高
动物胚胎细胞分化程度低，表
现全能性相对容易；动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难
(3)将卵母细胞作为受体细胞的原因：______________________________
___________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。
此类细胞体积大，易于操作；可
为重组细胞早期发育提供较充足的营养；卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性表达的物质
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(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 。
动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
17.1996年7月，英国科学家Wilmut等人通过克隆方式获得的克隆羊——“多莉”问世。克隆绵羊“多莉”的培育程序如下图所示。据图回答：
(1)图中①所指的细胞工程名称：______
__ 。
(2)“多莉”面部的毛色是 ，请根据遗传学原理说明判断的根据：______
_______________ 。
(3)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明了动物细胞核也具有
。
细胞核
移植技术
白色
“多莉”
基因主要来自白面绵羊
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(4)请举一例，说明克隆绵羊培育成功的实际意义：________________________
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(5)实际上，“克隆”在植物界很普遍，请举一个“克隆”植物的例子：______
__ 。
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保护濒危物种，加速家畜遗传改良的进程，繁育优良品种
植物
组织培养等
(6)“多莉”与白面绵羊的基因有何关系？说明理由：________________________
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因为“多莉”的细胞核基因来自白面绵羊，而基因主要位于细胞核内，排除基因突变和细胞质基因等因素，二者的基因是相同的，若考虑这些因素则稍有不同
(7)试推测“多莉”长大后的表型与白面绵羊的表型之间的关系，说明理由：
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(8)此克隆过程是否符合孟德尔遗传规律？为什么？ __________________________
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二者的表型可能很相似，但难以完全一样，相似的原因是二者的核基因都相同，二者表型有差异的原因是细胞质遗传、基因突变、生活环境的影响等
不符合；克隆是无性繁殖，
______________________________________________________________________。
而孟德尔遗传规律在有性繁殖过程进行减数分裂，形成精子或卵细胞时才适用
本课结束