2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物(共23张PPT)-2023-2024学年高二生物同步说课课件（人教版2019选择性必修3）
文档属性
| 名称 | 2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物(共23张PPT)-2023-2024学年高二生物同步说课课件（人教版2019选择性必修3） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-08 19:51:40 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第2章 细胞工程
2.2 动物细胞工程
动物体细胞核移植技术和克隆动物
01
02
04
05
03
06
C
ONTENTS
教学设计思路
点击此处添加正文
教学目标
点击此处添加正文
教学重难点
点击此处添加正文
教学过程
点击此处添加正文
教学反思
点击此处添加正文
目 录
教材分析
点击此处添加正文
本章教材分析
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
说教与学
与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是：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。
结合教材内容，确定本节的教学目标如下。
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
教学目标
1.阐明动物细胞核移植技术的概念和原理。
2. 概述体细胞核移植的过程。
3. 认同体细胞核移植技术具有广阔的应用前景，客观分析该技术存在的问题。
重点
难点
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
（1）动物细胞核移植技术的概念和原理
（2）体细胞核移植的过程。
体细胞核移植的过程。
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
动物细胞核移植技术的概念、原理与分类
借助克隆猴的实例，认识动物细胞核移植技术的概念、原理与分类
体细胞核移植的过程
围绕“克隆高产奶牛”的任务，结合已学知识初步建构体细胞核移植的流程。
在分析、讨论与体细胞核移植技术有关的问题的基础上，完善流程。
体细胞核移植技术的应用前景及其存在的问题
通过教师讲解，了解体细胞核移植技术在生产医用蛋白，提供可供移植的细胞、组织或器官，保护濒危物种等方面的应用前景。
阅读教材，了解体细胞核移植技术存在的问题。
体细胞核移植技术的实际应用
通过调查活动，了解体细胞核移植技术在生产实践中的实际应用情况，发展工程思维。
教学设计思路
一．复习旧知，引入新知
创设情境
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
如：多莉羊
（1）动物细胞核移植技术：
将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。
动物细胞核移植
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
（2）原理：动物细胞核的全能性
（3）分类：
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
动物胚胎细胞分化程度____，表现全能性______________
动物体细胞分化程度____，表现全能性________________
低
相对容易
高
十分困难
因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
在体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。
主要原因：
①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；
②对非人灵长类动物胚胎操作的技术尚不完善。
我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴。
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
（3）分类：
（以体细胞克隆牛为例）
采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶牛取体细胞
显微操作去核
（实际上是去除纺锤体-染色体复合物）
动物细胞培养
将供体细胞注入去核卵母细胞
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
（4）过程：
电融合法使两细胞融合
供体核进入卵母细胞
形成重构胚
激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
早期胚胎
用物理或化学方法：
（电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂）
将胚胎移入（受体）代孕母牛
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛）
1.该过程中应用到的技术
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
早期胚胎培养
胚胎移植
2.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因
①卵母细胞体积大，易操作
②含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件
3.将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因：
保证供核不被破坏，操作也更方便。
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，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
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。
2.你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？
不是对核供体动物进行100%的复制
①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞
②性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同；
③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异；
3.体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。
利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。
通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。
目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。
(5)体细胞核移植技术的应用前景
①畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
②医药卫生领域：
A.建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。
乳腺生物反应器
(5)体细胞核移植技术的应用前景
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
(5)体细胞核移植技术的应用前景
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
②医药卫生领域：
B.治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体。
C.患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。
D.研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
E.克隆一批遗传背景相同的动物，可通过对比来分析致病基因；
F.克隆特定疾病模型的动物，能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。
(5)体细胞核移植技术的应用前景
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
③保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量
（1）该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。
（2）相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学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健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
(6)体细胞核移植技术存在的问题
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
本堂小结
一.动物细胞工程
巩固练习
03
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
四．巩固练习
本案例教学重点突出，通过让学生自主建构、完善流程等活动，较好地达成了教学目标，本案例还有如下特点。
1.注重引导学生运用生命观念
学生在之前的学习中已经形成了一些生命观念。在本案例中，教师在介绍体细胞核移植技术的原理时，引导学生回顾了细胞核的功能，让他们认识到由于细胞核几乎含有生物体所有的遗传信息，所以只将供体猴一个体细胞的细胞核进行移植就可以培育出与它几乎一模一样的克隆猴，这体现了结构与功能观、信息观的运用。运用生命观念阐释生物科学原理、探讨生命活动规律，是学生发展生命观念素养更高层次的要求，在教学中教师积极、有效的引导十分重要，本案例在这个方面的考虑值得借鉴。
反思
2. 促进思维的多元发展
高中阶段是学生思维发展的重要时期。本案例中教师积极探索，建立了多角度的思维培养体系。教师通过让学生建构、完善流程来提高他们分析、综合、判断、推理的能力；通过指出体细胞核秘植技术存在的问题，引导学生分析保护大熊猫的不同措施，让学生看到技术发展的两面性，从而发展他们的辩证思维；最后，还安排了让学生调查体细胞核移植技术在生产实践中实际应用情况的活动，使学生认识到工程实践活动受到多种因素的影响和制约。
反思
第2章 细胞工程
2.2 动物细胞工程
动物体细胞核移植技术和克隆动物
01
02
04
05
03
06
C
ONTENTS
教学设计思路
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教学目标
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教学重难点
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教学过程
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教学反思
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目 录
教材分析
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本章教材分析
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
说教与学
与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是：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。
结合教材内容，确定本节的教学目标如下。
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
教学目标
1.阐明动物细胞核移植技术的概念和原理。
2. 概述体细胞核移植的过程。
3. 认同体细胞核移植技术具有广阔的应用前景，客观分析该技术存在的问题。
重点
难点
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
（1）动物细胞核移植技术的概念和原理
（2）体细胞核移植的过程。
体细胞核移植的过程。
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
动物细胞核移植技术的概念、原理与分类
借助克隆猴的实例，认识动物细胞核移植技术的概念、原理与分类
体细胞核移植的过程
围绕“克隆高产奶牛”的任务，结合已学知识初步建构体细胞核移植的流程。
在分析、讨论与体细胞核移植技术有关的问题的基础上，完善流程。
体细胞核移植技术的应用前景及其存在的问题
通过教师讲解，了解体细胞核移植技术在生产医用蛋白，提供可供移植的细胞、组织或器官，保护濒危物种等方面的应用前景。
阅读教材，了解体细胞核移植技术存在的问题。
体细胞核移植技术的实际应用
通过调查活动，了解体细胞核移植技术在生产实践中的实际应用情况，发展工程思维。
教学设计思路
一．复习旧知，引入新知
创设情境
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
如：多莉羊
（1）动物细胞核移植技术：
将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。
动物细胞核移植
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
（2）原理：动物细胞核的全能性
（3）分类：
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
动物胚胎细胞分化程度____，表现全能性______________
动物体细胞分化程度____，表现全能性________________
低
相对容易
高
十分困难
因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
在体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。
主要原因：
①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；
②对非人灵长类动物胚胎操作的技术尚不完善。
我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴。
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
（3）分类：
（以体细胞克隆牛为例）
采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶牛取体细胞
显微操作去核
（实际上是去除纺锤体-染色体复合物）
动物细胞培养
将供体细胞注入去核卵母细胞
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
（4）过程：
电融合法使两细胞融合
供体核进入卵母细胞
形成重构胚
激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
早期胚胎
用物理或化学方法：
（电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂）
将胚胎移入（受体）代孕母牛
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛）
1.该过程中应用到的技术
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
早期胚胎培养
胚胎移植
2.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因
①卵母细胞体积大，易操作
②含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件
3.将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因：
保证供核不被破坏，操作也更方便。
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，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
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。
2.你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？
不是对核供体动物进行100%的复制
①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞
②性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同；
③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异；
3.体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。
利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。
通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。
目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。
(5)体细胞核移植技术的应用前景
①畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
②医药卫生领域：
A.建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。
乳腺生物反应器
(5)体细胞核移植技术的应用前景
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
(5)体细胞核移植技术的应用前景
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
②医药卫生领域：
B.治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体。
C.患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。
D.研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
E.克隆一批遗传背景相同的动物，可通过对比来分析致病基因；
F.克隆特定疾病模型的动物，能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。
(5)体细胞核移植技术的应用前景
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
③保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量
（1）该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。
（2）相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学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健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
(6)体细胞核移植技术存在的问题
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
本堂小结
一.动物细胞工程
巩固练习
03
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
四．巩固练习
本案例教学重点突出，通过让学生自主建构、完善流程等活动，较好地达成了教学目标，本案例还有如下特点。
1.注重引导学生运用生命观念
学生在之前的学习中已经形成了一些生命观念。在本案例中，教师在介绍体细胞核移植技术的原理时，引导学生回顾了细胞核的功能，让他们认识到由于细胞核几乎含有生物体所有的遗传信息，所以只将供体猴一个体细胞的细胞核进行移植就可以培育出与它几乎一模一样的克隆猴，这体现了结构与功能观、信息观的运用。运用生命观念阐释生物科学原理、探讨生命活动规律，是学生发展生命观念素养更高层次的要求，在教学中教师积极、有效的引导十分重要，本案例在这个方面的考虑值得借鉴。
反思
2. 促进思维的多元发展
高中阶段是学生思维发展的重要时期。本案例中教师积极探索，建立了多角度的思维培养体系。教师通过让学生建构、完善流程来提高他们分析、综合、判断、推理的能力；通过指出体细胞核秘植技术存在的问题，引导学生分析保护大熊猫的不同措施，让学生看到技术发展的两面性，从而发展他们的辩证思维；最后，还安排了让学生调查体细胞核移植技术在生产实践中实际应用情况的活动，使学生认识到工程实践活动受到多种因素的影响和制约。
反思