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动物克隆生物LGX一、教学目标知识目标：简述通过体细胞克隆动物的过程和应用。能力目标：运用动物细胞的基础知识，分析动物克隆的理论基础，搜集有关动物克隆研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流。情感目标：讨论动物克隆的社会意义，关注动物克隆的发展和应用前景。二、重点：动物克隆的过程和应用三、难点：动物克隆的过程四、教学过程导入新课同学们，前面我们学习了植物组织培养，离体的植物组织或细胞在适当的培养条件下,可以发育成完整的植株，那么是否用类似的方法，使动物的细胞发育成一个完整的个体呢？(展示高产奶牛的幻灯片)例如，能不能用高产奶牛的一个体细胞，培育出一头高产奶牛呢？学生讨论我们知道，高度分化的植物细胞仍然保持着全能性，而动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，若要将动物细胞培养发育成完整的个体，需要用到动物克隆技术。1、动物克隆概念、类型什么是动物克隆技术呢？我们来学习动物克隆的概念，请同学们翻开课本47页，找到动物克隆的概念。动物克隆,又叫动物核移植技术,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胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。简单说,就是用动物复制出一样的动物。用核移植的方法克隆得到的动物就称为克隆动物。动物克隆的研究很早就开始了。多莉羊出世之前，我国科学家在利用胚胎细胞作为细胞核供体克隆出了克隆牛、克隆羊和克隆猪等。但我国科学家没能够在体细胞克隆技术方面获得突破，所以一直默默无闻。1997年,世界上第一只体细胞克隆绵羊——“多莉”在英国诞生。开创了哺乳动物体细胞克隆的里程碑。根据提供细胞核的供体不同来区分，我们把动物克隆的核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植两类。这两种动物克隆难易程度不同，引起的社会反响也不一样。胚胎时期进行细胞核移植比体细胞核移植更容易成功，这是为什么呢？学生思考回答：这与细胞全能性有关，胚胎细胞分化程度低，恢复全能性容易，而体细胞分化程度高,恢复全能性困难。2、动物体细胞克隆过程在生活中我们可能会遇到这样的问题。例如美国威斯康星洲的一个奶牛场，有一头高产奶牛叫“卢新达”，年产奶量为30.8吨，而我国奶牛年平均产奶量仅为3～4吨。用什么方法可以获得大量的“卢新达”高产奶牛呢？（学生讨论思考回答）能不能利用刚才讲到的胚胎细胞克隆生产出高产奶牛？（学生：不行，本身自己已经过了胚胎期，如果让它杂交，用它的下一代的胚胎细胞，那么已经加入了另一只公牛的基因。所以要用到动物体细胞克隆。）下面我们通过我国科学家成功克隆高产奶牛的过程，来学习动物体细胞克隆的过程。请大家看课本，结合图片，思考如何一步步克隆出高产奶牛。培养高产奶牛去除核物理或化学方法激活卵裂普通奶牛代孕母牛丙（高产奶牛克隆过程流程图）牛耳体细胞体细胞MⅡ卵母细胞供体细胞移植重组细胞去核卵母细胞早期胚胎胚胎移植克隆高产牛讲解该流程图：对高产奶牛进行体细胞克隆，首先要获取它的体细胞，剪下它的部分耳朵，提取体细胞，使细胞单个分散开。再通过细胞培养可获得大量的高产奶牛体细胞。这些体细胞继续培养是不能发育成高产奶牛个体。为了能够使这些体细胞发育成个体，需要用到别的细胞来帮助。需要用到什么细胞呢？学生思考回答：科学家们想到了利用卵母细胞，用去核的卵母细胞做受体细胞来激发动物细胞表达全能性，使细胞发育成个体。如何才能获得大量的卵细胞呢？从高产奶牛体内提取卵细胞吗？学生讨论思考回答：没有那么多高产奶牛提供卵母细胞，可以用普通牛的卵母细胞。如何获取大量的普通牛的卵母细胞呢？学生：可以去屠宰场收集普通牛的卵巢，再从卵巢中提取出卵母细胞，并培养到减数第二次分裂中期。为什么使用减数第二次分裂中期的卵母细胞做受体细胞而不是通常所说的卵细胞呢？学生思考回答：卵母细胞的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体细胞更容易克隆动物成功。然后，对其做去核处理。在细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须去掉卵母细胞的细胞核？学生思考回答：目的是使克隆动物的遗传物质几乎全部来自有利用价值的动物细胞。进行细胞核移植，将高产奶牛的体细胞通过显微注射法注入去核卵母细胞中。移植的并不是细胞核，而是整个体细胞，有什么好处？学生思考回答：使克隆动物更像供体动物，也避免取核时对细胞核损伤，操作也更方便。构建重组细胞后，用化学方法或物理方法刺激促进两个细胞的融合并促使重组细胞分裂。在培养液中将重组细胞培养成重组胚胎，再将重组胚胎移入代孕的受体奶牛子宫内，重组胚胎在子宫中发育一段时间，最后分娩出与供体奶牛遗传物质基本相同的小牛。得到的克隆牛长到成年就与供体奶牛性状基本一样。体细胞克隆生产的高产奶牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？为什么？学生讨论回答：不是，克隆高产奶牛绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞。整个高产奶牛克隆过程涉及到的技术包括：核移植和胚胎移植。3、动物克隆应用前景除了刚才学习的克隆高产奶牛以外，动物克隆技术还有那些应用呢？下面请同学们看课本49页内容，并思考归纳有那些具体的应用。在畜牧业方面，加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。如：在大熊猫生育率和数量低的情况下，可采用“异种克隆”。异种克隆所需要的仅仅是大熊猫的体细胞。学生：在保护濒危物种方面，增加濒危物种存活数量。在医药卫生领域，制药品方面，转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白。在治疗疾病方面，学生说出图片意思，得出：人的核移植胚胎干细胞，可以用于组织器官的移植。在科研方面，可以利用克隆动物，研究胚胎发育、衰老过程和疾病问题。4、动物克隆存在的问题其实动物克隆还存在着许多的问题，请大家看课本50页，了解动物克隆存在什么问题。多莉羊克隆过程，科学家当时一共培育了277个胚胎，最后只有多莉1个成功出生，说明动物克隆存在什么问题？学生：动物克隆成功率低。多莉羊于1997年诞生，2003年研究人员检查发现多莉患有严重的进行性肺病，是不治之症，对它实施了安乐死。多莉羊的尸体被制成标本，存放在苏格兰国家博物馆。绵羊通常能活12年左右，而多莉只活了6岁，它的夭折引起了人们对克隆动物是否会早衰的担忧。学生：这说明克隆动物存在遗传缺陷等健康问题。据英国《每日邮报》2008年6月6日披露，有8只“克隆牛”在英国出生，它们的肉或奶将在数月内流向市场。调查显示，英国公众对此非常担心，大部分人不敢吃克隆动物的肉。学生：说明克隆动物食品可能存在安全性问题。对于克隆人，2001年美国科学家就宣布克隆出了人类胚胎，最近我国科学家也宣布克隆出了人的胚胎，但科学家都宣布他们克隆的目的不是克隆人，而是治疗人类疾病。对于克隆人，已不存在技术难题。有些家庭希望对车祸中身亡的孩子进行克隆，以便找回失去的孩子。有些罪犯希望克隆出个跟自己相似的人来替罪。动物克隆在争论中前行！许多问题也需要同学们努力学习去解决小结：动物克隆一、动物克隆概念、类型二、动物体细胞克隆过程三、动物克隆的应用前景四、动物克隆存在的问题布置作业：练习题板书：动物克隆一、动物克隆概念二、动物体细胞克隆过程三、动物克隆应用前景四、动物克隆存在的问题