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2.2动物细胞工程（三）动物体细胞核移植技术和克隆动物学案学习目标1.以文字和图示表述体细胞核移植的过程。2．说明体细胞核移植的应用及存在的问题。一、体细胞核移植的过程1.动物细胞核移植的概念：动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的移入中，使这个重新组合的细胞发育成，继而发育成的技术2.哺乳动物核移植的类型及特点：（1）胚胎细胞核移植：动物胚胎细胞分化程度，表现全能性相对（2）体细胞核移植：动物体细胞分化程度，表现全能性3.动物体细胞核移植困难的两个原因：（1）供体细胞的细胞核在中不能完全恢复期分化前的功能状态，这导致了胚胎（2）对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术4.选用处于MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞的原因：（1）卵母细胞体积，易于操作（2）卵母细胞细胞质内含有的促使细胞核体现全能性的物质含量最（3）卵母细胞内多，营养物质丰富5.去核的方法：6.体细胞核移植的过程：①②③④⑤①：②：③：④：⑤：二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题1.体细胞核移植技术的应用前景及存在问题应用前景畜牧生产加速家畜进程、促进繁育医药卫生①生产许多珍贵的②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的治疗人类疾病③以患者作为培育相应细胞、组织或器官进行移植，避免免疫排斥反应科研①使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程②分析③研究，开发相应的保护濒危物种增加濒危物种存活数量存在问题①体细胞核移植技术成功率非常②克隆技术的各个环节有待进一步改进③绝大多数克隆动物存在，许多克隆动物表现出遗传和课堂检测一、单选题1.为加速我国奶牛的遗传改良进程，研究人员利用核移植得到高产奶牛。下列相关叙述错误的是()A.可从供体奶牛身体的多个部位取体细胞进行培养B.动物细胞培养和核移植技术所利用的原理是相同的C.细胞培养过程中通常要在细胞培养液中添加一定量的抗生素D.去除卵母细胞的细胞核时可将细胞核和第一极体一并吸出2.疾病克隆猴的诞生开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只睡眠紊乱最明显的BMAL1（生物节律基因）敲除猴的体细胞，通过体细胞核移植技术，获得了5只克隆猴——这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述错误的是()A.体细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性B.5只克隆猕猴细胞核基因与核供体细胞完全一致C.体细胞核移植时可用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作为受体细胞D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足3.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.次级卵母细胞D.卵细胞4.人体移植器官数量短缺是一个世界性难题。随着生物技术的发展，科学家将病人的体细胞核放入去核的卵母细胞中，让重组细胞发育为早期胚胎，利用胚胎干细胞诱导分化为特定的器官，解决了这一难题。下列叙述正确的是()A.重组细胞体外培养和微生物培养都加入CO2的作用是维持培养液的pH稳定B.加入分化诱导因子可以诱导胚胎干细胞进行定向分化C.诱导分化时加入激素使特定器官移植时不会发生免疫排斥反应D.特定器官细胞中的遗传物质与病人体细胞遗传物质相同5.下列关于哺乳动物胚胎细胞核移植的过程，叙述错误的是()A.胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显B.目前核移植中普遍使用的去核方法是显微操作去核法C.重组胚胎移入的受体母牛需要使用孕激素进行发情处理D.生产克隆动物的重组细胞质基因来源于去核卵母细胞二、多选题6.科学家培育克隆羊时，使用了三种细胞核供体细胞，分别将这些细胞的核移入另一母羊的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胚胎成纤维细胞4/10早期胚胎细胞14/27A.胚胎成纤维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.该结果可说明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三、填空题7.动物细胞工程在生产上有多种应用。回答下列问题：(1)培养动物细胞常用幼龄组织或胚胎细胞，其原因是________。用酶解法分散动物细胞时常用________酶。(2)我国科学家用体细胞克隆技术培育克隆猴“中中”和“华华”。此项技术中的核移植是将动物细胞核移植到________中，构建重组细胞并发育成新胚胎。克隆技术属于无性生殖，原因是________。(3)诱导动物细胞融合时常用的诱导因素有电激、聚乙二醇和________。动物细胞能够融合与细胞膜具有________有关。(4)幽门螺旋杆菌可导致胃炎，甚至是胃癌。为制备抗幽门螺旋杆菌的单克隆抗体，操作中需要将骨髓瘤细胞与________进行融合，然后选择出特定杂交瘤细胞并进行培养。8.克隆猴“中中”、“华华”的诞生，标志着我国克隆技术走在了世界的最前列。根据所学知识回答下列问题：（1）“中中”和“华华”细胞核中储存遗传信息的载体是___________（用名称填写），与RNA相比其所特有的碱基是___________（用名称填写）。（2）“中中”和“华华”细胞代谢的主要场所是____________，它处于不断流动状态，这对于活细胞完成生命活动的意义是_________________。（3）在核物质的“指令”下，重组细胞基质中的酶等物质通过_____（结构）进人细胞核参与相关的生命活动，该结构除上述功能外，还具有的功能是_____________。（4）综上所述，细胞核的功能是_____________________________。（5）体细胞克隆猴成功了，克隆人是否离我们不远了？科学家认为克隆人会带来严重的社会和伦理问题。对此，我国政府的态度非常明确，即___________________。参考答案1.答案：B解析：2.答案：C解析：动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞核具有全能性，A正确；5只克隆猕猴是通过体细胞核移植技术获得的，其细胞核基因与核供体细胞完全一致，B正确；取自卵巢的卵母细胞需要培养到MⅡ期，才可作为核移植时的受体细胞，C错误；体细胞核移植技术可快速获得大量遗传背景相同的个体，该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足，D正确。3.答案：C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。4.答案：B解析：微生物培养加入CO2的作用是提供碳源，动物细胞培养加入CO2的目的是维持培养液的pH稳定；体外进行胚胎干细胞培养时，加入分化诱导因子可以诱导胚胎干细胞定向分化；诱导分化时加入激素的目的是为了促进细胞生长；据题干信息，重组细胞是将病人的细胞核放入去核的卵母细胞中构成，因此诱导分化产生的器官细胞中只有核遗传物质与病人体细胞核遗传物质相同，细胞质中遗传物质不同。5.答案：D解析：胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法；目前发情处理一般是两个途径，一个是用孕激素进行发情处理，另一个是用前列腺素或其类似物；核移植过程中，是将供体细胞注入去核卵母细胞中，所以质基因二者细胞都有。6.答案：AB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错误；克隆羊的培育用到了核移植技术，克隆羊的细胞核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；重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关，D正确。7.答案：(1)这些细胞分化程度低，分裂增殖能力强，更容易培养；胰蛋白（或胶原蛋白）(2)去核的卵母细胞；培育过程中没有精子与卵子的结合(3)灭活的病毒；一定的流动性(4)用幽门螺旋杆菌免疫小鼠后获取的B淋巴细胞解析：(1)培养动物细胞常用幼龄组织或胚胎细胞，其原因是这些细胞分化程度低，分裂增殖能力强，更容易培养。常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，以分散成单个动物细胞。(2)核移植是将动物细胞核移植到去核的卵母细胞中，构建重组细胞并发育成新胚胎。克隆技术属于无性生殖，原因是培育过程中没有精子与卵子的结合。(3)诱导动物细胞融合时常用的诱导因素有电激、聚乙二醇和灭活的病毒。动物细胞能够融合与细胞膜具有一定的流动性有关。(4)为制备抗幽门螺旋杆菌的单克隆抗体，操作中需要将骨髓瘤细胞与用幽门螺旋杆菌免疫小鼠后获取的B淋巴细胞进行融合，然后选择出特定杂交瘤细胞并进行培养。8.答案：(1)脱氧核糖核酸胸腺嘧啶(2)细胞质（或细胞质基质）为细胞内物质运输提供了条件，保证了细胞生命活动的正常进行(3)核孔信息交流(4)遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心(5)禁止克隆人解析：(1)细胞核中遗传信息的载体是DNA，名称为脱氧核糖核酸，与RNA相比较，DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)。(2)细胞代谢的主要场所是细胞质（或细胞质基质），细胞质处于不断流动状态，这对于活细胞完成生命活动的意义是为细胞内物质运输提供了条件，保证了细胞生命活动的正常进行。(3)重组细胞基质中的酶等物质通过核孔进入细胞核参与相关的生命活动，这体现了核孔实现核质间物质交换的的功能，除此外，核孔还具有信息交流的功能。(4)综合上述题目，体现了细胞核的功能是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。(5)对于克隆人的态度，中国政府明确禁止克隆人。