1、-1-三动物体细胞核移植技术和克隆动物三动物体细胞核移植技术和克隆动物学习目标1.说出动物细胞核移植技术的概念及分类。2.简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。3.简述体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题。一、动物细胞核移植技术1.概念(1)供体:动物的一个细胞:其作用是提供细胞核。(2)受体:去掉细胞核的卵母细胞。(3)结果:形成重组细胞,最终发育成动物个体。2.分类哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。3.非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因(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。(2)对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。二、体
2、细胞核移植的过程 预习反馈1.判断正误。(1)经动物细胞核移植技术培育出的新个体只有一个亲本的遗传性状。( )(2)动物细胞核移植技术的原理是动物细胞的全能性。( )(3)选择卵母细胞作为核移植的受体细胞的主要原因是该细胞大,显微操作方便。( )2.从母羊甲的体细胞中取出细胞核,移植入母羊乙的去核卵母细胞中,融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎,再植入另一只母羊丙的子宫内。下列有关说法正确的是()A.生出小羊的性状与甲羊完全相同B.一般来说生出小羊的核基因型与甲羊完全相同C.生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定,所以该过程为有性生殖D.生出小羊的性状由甲、乙、丙3个亲本的基因型与环境共同决定答案B
3、解析核移植获得克隆动物的生殖方式是无性生殖,其遗传物质中甲羊和乙羊的都有,因此认为生出的小羊性状与甲羊完全相同是不正确的,应是主要性状与甲羊相同,核基因型一般与甲羊完全相同,因此B项正确。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:加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。(2)医药卫生:建立转基因体细胞系,利用转基因克隆动物作为生物反应器,生产医用蛋白。(3)治疗人类疾病:转基因克隆动物细胞、组织和器官作为异种移植的供体等。(4)使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。(5)保护濒危物种:增加濒危物种的存活数量。2.存在问题(1)成功率非常低。(2)理论研究较为滞后。(
4、3)克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生理缺陷。预习反馈1.下列有关体细胞核移植技术的说法不正确的是()A.体细胞核移植技术应用的成功率非常高B.克隆技术的各个环节有待于进一步改进C.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D.克隆动物食品的安全性问题仍然存有争议答案A解析尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物,但该技术的成功率仍然非常低,各个环节的技术也有待进一步改进。2.下列不属于体细胞核移植技术的应用是()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、促进优良畜群繁育答案B解析在保护濒危物种方面,体细胞核移植技术有望增加濒危物
5、种的存活数量,A项正确;大量生产紫杉醇利用的是植物组织培养技术,B项错误;在治疗人类疾病时,转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异体移植的供体,C项正确;利用体细胞核移植技术,可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育,D项正确。探究点动物体细胞核移植技术动物体细胞核移植技术情境导引体细胞核移植的基本技术流程是什么?体细胞核移植过程中应注意的问题有哪些?下图为体细胞核移植过程图,请据图思考并回答下列问题。探究点1.体细胞核移植技术为什么要选择M期的卵母细胞作为受体细胞?提示因为M期的卵母细胞体积大,易操作,细胞质中含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件。2.移植前,为什么要去除卵母细胞的
6、细胞核?提示为使核移植后的动物的遗传物质尽可能多地来自供体动物细胞提供的细胞核。3.将供体细胞注入无核的卵母细胞后,要用物理或化学方法处理,其目的是什么?提示核移植时,一般先通过电融合法使两细胞融合,再用物理或化学方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。探究点4.克隆动物的性状与供核个体的性状完全相同吗?为什么?提示克隆动物的性状与供核个体的性状基本相同,而不是完全相同。原因:(1)克隆动物的细胞质遗传物质主要来自受体卵母细胞;(2)生物的性状还受环境的影响;(3)可能发生变异。5.体细胞核移植技术在畜牧生产上有什么样的应用前景?提示体细胞核移植技术在畜牧生产方面可以加快家畜遗传改良进程、
7、促进优良畜群的繁育。探究点归纳提升动物体细胞核移植技术探究点(1)原理:动物细胞核的全能性,而不是动物细胞的全能性。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,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: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。(3)受体材料选择:选择处于减数分裂中期的次级卵母细胞作为受体细胞。其原因是:a.卵母细胞细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;b.卵母细胞体积大,便于操作;c.卵母细胞内卵黄多,营养物质丰富。去核的原因:保证克隆动物的核基因全部来自
8、供体细胞。探究点易错提醒(1)为了确保核移植形成的克隆动物的核遗传物质全部来自具有优良性状的动物提供的细胞核,在供体细胞的细胞核移植到受体细胞内之前,必须将受体细胞的核遗传物质去掉。(2)细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性,而克隆动物的形成则利用了动物细胞核的全能性。(3)涉及的生物技术:动物细胞培养技术、核移植技术等。其中,核移植是核心技术。(4)动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,因为胚胎细胞的全能性比体细胞大,所以胚胎细胞核移植更容易实现。(5)克隆属于无性生殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。探究点典例剖析1.(多选)2015年2月3日,英国议会院通过
9、一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。“三亲婴儿”的培育过程可选用如下技术路线。据图分析,下列叙述错误的是()A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代B.捐献者携带的红绿色盲基因会遗传给“三亲婴儿”C.“三亲婴儿”的染色体全部来自母亲提供的细胞核D.“三亲婴儿”的培育需要核移植技术、动物细胞培养等技术探究点答案BC解析母亲提供细胞核,捐献者提供去核卵母细胞,这样就可避免母亲的线粒体遗传物质(线粒体中的致病基因)传递给子代,A项正确;红绿色盲属于核基因控制的遗传病,而由图示可知,捐献者提供的是去核的卵母细胞,因此不会把其携带的红绿色盲基因传递给“三亲婴儿”,B项错误;由图示可知
10、,“三亲婴儿”的染色体来自母亲和父亲,C项错误;由图示可知“三亲婴儿”的获得运用了动物细胞培养、核移植技术等技术,D项正确。探究点2.治疗性克隆有望解决供体器官短缺和器官移植出现的排异反应,下图表示治疗性克隆的部分过程。据图判断,下列说法正确的是()A.过程表示细胞核移植B.细胞A常用受精卵C.过程表示脱分化过程D.胚胎干细胞不再增殖探究点答案A解析图中过程表示细胞核移植,A项正确;图中治疗性克隆的过程利用了核移植技术,核移植过程中的受体细胞通常为去核的卵母细胞,B项错误;过程表示胚胎干细胞的分裂和分化过程,C项错误;胚胎干细胞具有增殖和分化的能力,D项错误。探究点活学活练1.下列关于体细胞克
11、隆的叙述,错误的是()A.供体提供细胞核B.受体为去核卵母细胞C.细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤D.克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致答案D解析供体提供细胞核,A项正确;受体是去掉细胞核的卵母细胞,B项正确;体细胞克隆的关键步骤是细胞核移植,C项正确;克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型不完全一致,因为供体只提供了核基因,而细胞质基因来自受体,同时表现型除了受基因控制外,还受外界环境因素的影响,D项错误。探究点2.下列关于体细胞核移植技术应用的叙述,不正确的是()A.克隆动物组织、器官可作为异种移植的供体B.研究克隆动物和动物细胞有利于了解胚胎发育过程C.有望用体细胞核移植技术增加濒危物种的存活数量D.用克隆动物做疾病模型可用于治疗人类的各种疾病答案D解析克隆动物组织、器官可作为异种移植的供体,解决人体器官移植供体来源短缺的问题,A项正确;研究克隆动物和动物细胞有利于了解胚胎发育过程,B项正确; 体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量,C项正确;用克隆动物做疾病模型能为研究的疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助,但不能用于治疗人类的各种疾病,D项错误。
