“（悟空）拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空噴去，叫一聲‘變！’，即變作三二百個(gè)小猴，周圍攢簇（cù）?！边@是《西游記》中的一段描述，展示了中華先賢的想象力。
毫毛來自體細(xì)胞，我們能用體細(xì)胞“變”出一群猴嗎？
克隆猴的誕生與傳統(tǒng)繁殖方式有什么不同？技術(shù)？
思考：1.克隆猴的過程中最大的困難是什么？
最大的困難是如何才能激發(fā)動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)其全能性。
2.植物細(xì)胞具有全能性，所以可以直接利用其體細(xì)胞培育出克隆植物?？梢灾苯永脛?dòng)物細(xì)胞培育出克隆動(dòng)物嗎？
不能。因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞的全能性受到限制，不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個(gè)體，所以動(dòng)物通過體細(xì)胞核移植技術(shù)得到克隆動(dòng)物。
一、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)
將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。
動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。
--細(xì)胞分化程度低，全能性容易表現(xiàn)
--細(xì)胞分化程度高，全能性難以表現(xiàn)
動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植
問題1:為什么非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體細(xì)胞核移植非常困難？
原因一：供體的細(xì)胞核在去核卵母細(xì)胞中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低。原因二：非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物胚胎進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。
問題2：為何不稱為“克隆技術(shù)”而是“核移植技術(shù)”？
是一很廣的概念，凡指新形成的事、物與親本一致的現(xiàn)象均可稱為“克隆”。
在生物學(xué)上，克隆是無性繁殖，具體地說，是指一個(gè)共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的分子、細(xì)胞或個(gè)體。
一般指DNA分子擴(kuò)增，還包括單克隆抗體技術(shù)。
由一個(gè)細(xì)胞分裂所形成的細(xì)胞群體。
指基因型完全相同的個(gè)體或群體。
二、體細(xì)胞核移植的過程
1997年，美國(guó)的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭名叫盧辛達(dá)的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國(guó)高產(chǎn)奶牛場(chǎng)奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國(guó)奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4t。
能否依據(jù)“多莉羊”的培育過程，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)奶牛的快速繁育？
合作探究：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P52，小組合作思考討論完成問題。
1.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)的概念？2.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)的原理？生殖方式？3.卵母細(xì)胞去核的方法？“去核”去的是什么？4.注入去核的卵母細(xì)胞的是整個(gè)供體細(xì)胞還是供體細(xì)胞的細(xì)胞核？為什么？5.誘導(dǎo)融合的方法？融合的結(jié)果？6.什么是重構(gòu)胚？激活重構(gòu)胚的方法？用這些方法處理重構(gòu)胚的目的？
采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期
2）為何選MⅡ期的卵母細(xì)胞？
原因：①其細(xì)胞質(zhì)中含有激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)； ②卵母細(xì)胞體積大，易操作；③卵母細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。
1）什么是供體和受體？
供體：提供細(xì)胞核的個(gè)體
受體：MⅡ期（減數(shù)分裂Ⅱ中期）的卵母細(xì)胞
3）卵母細(xì)胞為什么要“去核”？
原因：保證核移植的胚胎或動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞。
4）“核”的實(shí)質(zhì)是什么？（P52頁）
5）“去核”的方法是什么？
目前動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法。
將整個(gè)供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞
6）將整個(gè)供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞中有何優(yōu)點(diǎn)？
優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)卵母細(xì)胞損傷較??；②保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。
實(shí)質(zhì)是直接將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞的透明帶內(nèi)
7）如何使兩個(gè)細(xì)胞發(fā)生融合？
通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。
9）激活重構(gòu)胚目的是？
激活重構(gòu)胚胎，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。
是指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完成個(gè)體的能力。
用物理或化學(xué)方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活重構(gòu)胚胎。
生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛
10）動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)證明了？（原理）
該技術(shù)證明了：已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。
11）從遺傳物質(zhì)的角度分析，克隆動(dòng)物是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？
② 生物性狀還受環(huán)境因素的影響。
① 克隆動(dòng)物遺傳物質(zhì)來源
全部來自 。
一部分來自 細(xì)胞，另一部分來自 。
③ 克隆動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。
表現(xiàn)型 = 基因型 + 環(huán)境
1.體細(xì)胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細(xì)胞相比，有什么相似或不同之處？請(qǐng)你預(yù)測(cè)它們應(yīng)用前景的差異。
利用體細(xì)胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細(xì)胞都能生成干細(xì)胞，但它們的過程是完全不同的。通過體細(xì)胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個(gè)關(guān)鍵基因，將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。體細(xì)胞核移植技術(shù)對(duì)核供體細(xì)胞有較高要求；可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來源相對(duì)廣些。體細(xì)胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細(xì)胞、去核、融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對(duì)簡(jiǎn)單，可能更適合用于生產(chǎn)實(shí)踐。
培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代左右時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。
2.用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，這是為什么？
1.如圖是某克隆羊培育過程模式圖，試分析獲得該克隆羊的生殖方式、該克隆羊的基因型以及該克隆羊發(fā)育成熟時(shí)所分泌的性激素依次是
A.無性生殖、Aa、雌激素 B.無性生殖、aa、雄激素 C.有性生殖、aa、雄激素 D.有性生殖、AA、雌激素
2.圖為科研人員培育克隆猴“中中”的流程圖。下列有關(guān)敘述正確的是 A.e的性狀表現(xiàn)不受來源于b中的基因控制 B.圖中涉及的技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、胚胎移植等 C.d為胚胎發(fā)育提供遺傳物質(zhì)和其他適宜條件 D.e的誕生體現(xiàn)了a細(xì)胞的全能性
將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞
將胚胎移入受體(代孕) 母牛體內(nèi)
體細(xì)胞核移植用到的技術(shù)
激活重構(gòu) 胚使其完成 細(xì)胞分裂和 發(fā)育過程
三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題
加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育
A. 建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，再利用此技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。
B. 在治療人類疾病時(shí)，轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；
C. 以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，將它們一直給患者時(shí)可以避免免疫排斥反應(yīng)。
A. 研究克隆動(dòng)物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程
B. 克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可通過對(duì)比來分析致病基因
C.克隆特定疾病模型的動(dòng)物，為研究該疾病的致病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助
（4）保護(hù)瀕危物種：有望增加瀕危物種的存活數(shù)量
相關(guān)資料：培育克隆羊多莉時(shí)，共獲得了277個(gè)融合的細(xì)胞，早期發(fā)育成功的胚胎卻只有29個(gè)，移植后成功懷孕的母羊僅有1只，成功率只有0.36%。培育體細(xì)胞克隆猴時(shí)，用了127個(gè)卵母細(xì)胞，獲得109個(gè)核移植胚胎，移植給21只代孕母猴，只有6只成功懷孕，最后只誕生了2 只健康的小猴，成功率為1.57%。 多莉在2003年2月15日，因肺部感染而死亡，壽命只有7歲，而普通羊的平均壽命是12歲。
①體細(xì)胞核移植技術(shù)成功率非常低
②核移植的理論研究較為滯后
③絕大多數(shù)克隆動(dòng)物存在健康問題，許多克隆動(dòng)物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷
2017年，克隆猴姐妹“中中”和“華華”的萌照登上了國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》的封面后，不少聞之者不由得歡呼起來——猴子都能克隆，下一步是不是就能……看來長(zhǎng)命百歲不是夢(mèng)了！中國(guó)科學(xué)家堅(jiān)守科學(xué)倫理底線的回答鏗鏘有力：“不！克隆非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的唯一目的是服務(wù)人類健康，但科研人員不考慮對(duì)人類進(jìn)行相關(guān)研究”。自綿羊“多利”誕生之日起，圍繞克隆技術(shù)的倫理爭(zhēng)論就從未停止過。2003 年1月，歐盟制定法案，制止克隆人；2003 年 12月，我國(guó)發(fā)布《人類胚胎干細(xì)胞研究倫理指導(dǎo)原則》，規(guī)定禁止生殖性克隆人研究，允許開展胚胎干細(xì)胞和治療性克隆研究。
中國(guó)政府反對(duì)生殖性克隆 支持治療性克隆
克隆人，會(huì)帶來哪些倫理和道德問題？
用物理或 化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成 細(xì)胞分裂和發(fā)育
將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)
動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物
1. 假設(shè)世界上最后一頭野驢剛死亡，以下使它"復(fù)生"的方案中可行的是（ ）A. 將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育出新個(gè)體B. 將野驢的體細(xì)胞取出，利用組織培養(yǎng)培育出新個(gè)體C. 將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育出新個(gè)體D. 將野驢的體細(xì)胞核移植到家驢的去核卵母細(xì)胞中, 經(jīng)孕育培育出新個(gè)體
2. 2017年，某國(guó)批準(zhǔn)了首例使用細(xì)胞核移植技術(shù)培育"三親嬰兒"的申請(qǐng)。其培育過程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A. 該技術(shù)涉及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞核移植等操作B. 該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代C. 卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給"三親嬰兒"D. "三親嬰兒"同時(shí)擁有自己父親、母親及卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者的部分基因
1. 大熊貓是我國(guó)的國(guó)寶。盡管我國(guó)政府采取了許多保護(hù)措施，但由于大熊貓的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的數(shù)量仍然非常少。有科學(xué)家嘗試采用體細(xì)胞核移植技術(shù)來克隆大熊貓。請(qǐng)你結(jié)合本節(jié)所學(xué)內(nèi)容并搜集相關(guān)資料了解這方面的研究進(jìn)展。也有人不贊成進(jìn)行克隆大熊貓的研究，認(rèn)為保護(hù)大熊貓的最好措施就是保護(hù)現(xiàn)有大熊貓及其生存環(huán)境, 對(duì)此你有什么看法?
是否贊成克隆大熊貓，學(xué)生的回答只要言之有理，就應(yīng)該予以支持，并且還應(yīng)該讓他們認(rèn)識(shí)到無論贊成還是反對(duì)克隆大熊貓的研究，都應(yīng)該保護(hù)好大熊貓的生存環(huán)境，否則即使成功克隆了大熊貓，它們沒有適宜的生存環(huán)境，也可能走向滅絕。

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三 動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修3

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