1、第第 3 3 课时课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物动物体细胞核移植技术和克隆动物 体细胞核移植的过程 自主梳理 1.动物细胞核移植技术 2.体细胞核移植的过程 提醒：(1)诱导动物细胞融合常用的方法有 PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法； 激活重构胚的常用方法有电刺激、 Ca2载体、 乙醇和蛋白酶合成抑制剂等。 (2)克隆动物技术属于无性繁殖技术。 (3)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。 (1)动物细胞核移植技术就是指将一个细胞的细胞核转移到另一个去核的动物细胞中。() 提示：动物细胞核移植技术是指将动物的细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发
2、育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 (2)从动物卵巢内采集的卵母细胞，要在体外培养到 M中期，再进行显微操作去核。() (3)利用显微操作技术，将供体细胞注入卵母细胞的细胞质后，需要用电融合等方法诱导细胞核融合以形成重构胚。() 提示：利用显微操作技术，将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带下，需要用电融合等方法诱导细胞核融合以形成重构胚。 (4)在将重构胚移植入受体母牛体内之前，需要用电刺激、Ca2载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚。() 典型例题 (2020 天津等级考，1)在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的( ) A.卵原细胞 B.初级卵母细胞 C.次级卵母
3、细胞 D.卵细胞 解析 克隆哺乳动物时，一般将动物的一个体细胞的细胞核移入一个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，这个新的胚胎最终发育为动物个体。通常作为核移植受体细胞的是去核的次级卵母细胞，C 正确。 答案 C 变式训练 (2020 山东高二期末)下列关于高产奶牛克隆过程的叙述，错误的是( ) A.供体牛体细胞在进行体外培养时，会发生细胞贴壁和接触抑制的现象 B.培养至 M 中期的卵母细胞的细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质 C.通过电刺激促进供体与去核受体细胞两两融合，供体核进入卵母细胞 D.胚胎移植时，应将重组细胞直接移入代孕母牛的子宫 解析 体细胞在进行体外培养
4、时，会发生贴壁生长和接触抑制的现象，A 正确；M中期的卵母细胞细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质，B 正确；通过电刺激可以使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，C 正确；胚胎移植时，应先将重组细胞培养成早期胚胎，再把早期胚胎移入代孕母牛的子宫，D 错误。 答案 D 联想质疑 2017 年 11 月，体细胞克隆猴“中中”和“华华”在中国诞生，这是世界上首例采用体细胞克隆技术诞生的灵长类动物。 (1)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。 (2)也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法进行去核，这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的 DNA 变
5、性。 (1)核移植技术中的供体是提供细胞核的动物个体；受体是代孕的雌性动物个体，而非提供去核卵母细胞的动物个体。 (2)动物体细胞核移植过程中，涉及的技术手段不仅有核移植技术，还有动物细胞融合技术、动物细胞培养技术，以及早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。 克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体，细胞质基因来自卵母细胞，代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质。 1.克隆动物的产生过程属于有性生殖还是无性生殖？为什么？ 提示：无性生殖；因为克隆动物既非受精卵发育形成，又非卵细胞或精子直接发育形成。 2.克隆牛的繁育过程，会涉及 3 头牛，即提供卵母细胞的牛 A、提供体细胞的牛B，以及代孕母牛 C。克隆牛的
6、表型与上述哪些牛有关？为什么？ 提示：与牛 A 有关，因为克隆牛细胞质中的基因有一部分来自牛 A，细胞核中的基因和细胞质中的另一部分基因来自牛 B，牛 C 提供了克隆牛早期发育的环境，所以克隆牛的表型与 A、B、C 3 头牛都有关。 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 自主梳理 1.体细胞核移植技术的应用前景 2.体细胞核移植技术存在的问题 (1)体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。() (2)克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体治疗人类疾病，而且可以避免免疫排斥反应。() 提示：转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可以避免免疫排斥反应。 (3)一些研究者指
7、出，绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。() (4)目前，体细胞克隆技术的成功率虽然比较高，但是各个技术环节还有待进一步改进。() 提示：目前体细胞克隆技术成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。 典型例题 (2020 浙江省杭州第二中学高三)中国科学院孙强团队对一流产雌性猕猴进行克隆，成功获得“中中”和“华华”两姐妹，突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题，为建立人类疾病的动物模型，研究疾病机理，研发诊治药物带来光明前景。如图为“中中”和“华华”培育的流程，相关叙述正确的是( ) A.过程将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，体现细胞膜的选择透过性
8、B.过程在培养基中加入动物血清，可为成纤维细胞核全能性的激发提供物质 C.“中中”和“华华”的诞生，标志着体细胞核移植技术在非人灵长类动物的辅助有性生殖领域取得了重大突破 D.与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物 解析 过程将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，未体现细胞膜的选择透过性，A 错误；在培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核的全能性的是卵细胞的细胞质中的物质，B 错误；体细胞核移植技术属于无性生殖技术，C 错误；猴子与人类的亲缘关系比小鼠近，与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病
9、机理、研发诊治药物，D 正确。 答案 D 变式训练 (2020 武昌区一中高二期末)下列有关体细胞核移植技术的说法，错误的是( ) A.体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，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在争议 解析 尽管体细胞核移植技术已经在许多种动物中获得成功，但其成功率仍然非常低，产下的活克隆动物占移植克隆胚胎的比率平均不到 10%。 答案 A 联想质疑 克隆人的“悲剧” 动物细胞核移植技术在器官移植方面有何应用前景？ 提示：转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植
10、的供体治疗人类疾病；以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时，可以避免免疫排斥反应。 思维导图 晨读必背 1.动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 2.由于胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。 3.重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成为完整个体的能力。激活重构胚的常用方法有电刺激、Ca2载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等。 4.转基因克隆动物的细胞、组织
11、或器官可以作为异种移植的供体治疗人类疾病；以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时，可以避免免疫排斥反应。 随堂检测 1.(2020 上海高二期末)2018 年 1 月 25 日，在生物学顶尖学术期刊“细胞”(Cell)以封面文章的形式在线发表一项猕猴繁殖的新技术，该繁殖技术的过程如下图所示，请问该技术属于生物技术中的哪种技术手段( ) A.胚胎细胞核移植技术 B.体细胞核移植技术 C.单倍体育种技术 D.杂交育种技术 答案 B 2.(2020 如皋中学高二期末)韩国某生物技术公司帮助宠物爱好者“复活”死去的爱犬，他们从狗的遗体细胞
12、中获取核 DNA 移植入去核的卵细胞中，再将进一步分化成的胚胎移植入母狗体内。该“复活”技术的生物学原理是( ) A.细胞核的全能性 B.细胞具有全能性 C.有性生殖 D.受精作用 解析 根据题干信息分析可知，该项技术是核移植，依据的生物学原理是动物细胞核的全能性。 答案 A 3.生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是( ) A.将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体 B.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体 C.取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成
13、新个体 D.将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体 解析 由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞通过细胞培养或通过动物细胞融合技术还不能培养成动物个体；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成的是带有野驴基因的家驴； 野驴的体细胞核中具有发育成野驴的全部基因，因此通过动物体细胞核移植技术，可使野驴“复生”。 答案 C 4.科学家培育克隆羊时，使用了三种细胞核的供体细胞，分别将这些细胞核移入去核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所示。据此分析不正确的是( ) 细胞核供体细胞的类型 妊娠数/受体母羊数 乳腺上皮细胞 1/13 胚胎成纤维细
14、胞 4/10 早期胚胎细胞 14/27 A.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高 B.克隆羊的遗传信息与细胞核的供体细胞完全相同 C.体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植 D.重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关 解析 分析表格数据可知， 早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高，A 正确；克隆羊的培育用到了核移植、胚胎移植技术，克隆羊细胞核的遗传信息来自细胞核的供体，细胞质的遗传信息来自去核卵母细胞，B 错误；对比表格中的数据可知，体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植，C 正确；核移植中作受体细胞的都是卵母细胞， 可见重组细胞发育与去核卵母细胞的细胞质有关， D 正确。 答案
15、 B 5.(2018 全国，38)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_。 (3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染
16、色体数目_(填“相同”或“不同”)，性染色体组合_(填“相同”或“不同”)。 解析 (1)动物核移植是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，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，与核供体相比，其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克隆动物体细胞的常染色体数目相同，但其性染色体组合不同。 答案 (1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中 不变 (2)小于 胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易 (3)相同 不同