动物细胞核的全能性和克隆
2020届人教版高中生物必修一学案：6.2 细胞的分化含答案
第2节 细胞的分化学习目标1．说出细胞分化的概念及特点(重点)。
2.阐述细胞分化的实质(难点)。
3.举例说明细胞的全能性。
|基础知识|一、细胞分化 1．概念2．特征：具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。
3．原因：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。
4．意义：(1)生物个体发育的基础。
(2)有利于提高各种生理功能的效率。
二、细胞的全能性 1．概念(1)前提：已经分化的细胞。
(2)本质：具有发育成完整个体的潜能。
2．基础细胞中含有发育成完整个体所需要的全部遗传信息。
3．植物细胞的全能性 (1)实验过程： 胡萝卜韧皮部细胞 ＋含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液――→培养发育完整的植株 (2)实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
4．动物细胞核的全能性 (1)实验过程：乳腺细胞的细胞核＋去核的卵细胞――→培养发育克隆动物 (2)结论：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
5．干细胞(1)概念：是指动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
(2)举例：如人骨髓中的造血干细胞。
|自查自纠|1．细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率。
( )2．不同分化细胞的遗传信息相同。
( )3．玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。
( )4．骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同。
( ) 5．同一植物体的叶肉细胞和贮藏细胞来自一群彼此相似的早期胚胎细胞。
( ) 6．细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
( )答案 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.√|图解图说|★细胞分化形成不同形态、结构和功能的细胞。
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________★细胞具有全能性与细胞全能性的表达不是一个概念，全能性表达的终点是形成新个体。
动物体细胞核移植和克隆动物
三、体细胞核移植技术的应用前景
1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。 2、保护濒危物种，增加动物的存活数量。
3、可作为生物反应器，生产医用蛋白质。
4、克隆动物细胞、组织、器官可作为移植的供体。
5、了解胚胎发育及衰老过程、做疾病模型等。
四、体细胞核移植技术存在的问题
1、体细胞核移植技术成功率非常低，产下的活克隆动 物占移植克隆胚胎的比率平均不到10%。克隆技术的各 个环节也有待进一步改进。 2、此外，一些人士指出，绝大多数克隆动物还存在健 康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。 3、对克隆动物食品的安全性问题也存在争议。
白面绵羊乳腺细胞核 供体
细胞？
细胞核移植 重组细胞 电刺激 培养 早期重组胚胎 特别注意：克隆动物 胚胎移植 性状与供体动物完全一 代孕 黑面绵羊 样吗？ 受体 的子宫内 妊娠、分娩 克隆羊多莉 多莉羊属于什 么生殖方式？
核移植流程
⑴供体细胞的采集与培养。
⑵受体卵母细胞的采集与体外培养。
⑶显微操作去除卵母细胞中的核。
2、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。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野 驴的方法是 ) C ( A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化， 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细胞中，经孕育培 养成新个体 D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
4、下列哪项不属于体细胞核移植技术的应用( A.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 B.大量产生紫杉醇 C.获得组织器官异体移植的供体 D.保护濒危物种
新高考一轮复习人教版动物细胞工程及应用教案
考点2 动物细胞工程及应用1．动物细胞培养(1)地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。
其中动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。
(2)培养过程(3)培养条件 ①无菌、无毒环境⎩⎪⎨⎪⎧培养液和培养用具进行无菌处理培养过程加抗生素定期更换培养液，清除代谢产物②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。
③适宜的温度：36.5 ℃±0.5 ℃；适宜的pH ：7.2～7.4。
④气体环境⎩⎪⎨⎪⎧ 95%的空气：其中O 2为细胞代谢必需5%的CO 2：维持培养液的pH2．动物体细胞克隆技术(核移植技术)(1)原理：动物细胞核具有全能性。
(2)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
(3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例)(4)应用①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
②保护濒危物种。
③生产医用蛋白。
④作为异种移植的供体。
⑤用于组织器官的移植。
3．动物细胞融合和单克隆抗体的制备(1)动物细胞融合①原理：细胞膜的流动性。
②融合方法：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。
③意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。
(2)单克隆抗体①制备过程②优点：特异性强、灵敏度高，并可以大量制备。
③用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。
提醒单克隆抗体制备过程B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
(析图建模)下图为单克隆抗体制备流程(顺序已被打乱)，请据图分析：(1)图中B注射的物质是什么？其目的是什么？(2)在获取C细胞的过程中，筛选淘汰了哪些细胞？(3)C细胞有什么特点？(4)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。
答案(1)注射特定抗原；目的是刺激机体发生免疫应答，从而产生浆细胞(效应B细胞)。
高中生物新教材选择性必修三教案讲义：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[学习目标] 1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。
2.概述体细胞核移植的过程。
3.认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。
1．动物细胞核移植技术(1)概念：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)原理：动物细胞核的全能性。
(3)哺乳动物核移植分类种类难易程度原因胚胎细胞核移植相对容易分化程度低，表现全能性相对容易体细胞核移植十分困难分化程度高，表现全能性十分困难(4)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。
2．体细胞核移植过程3．体细胞核移植技术的应用前景(1)畜牧生产方面：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
(2)医药卫生领域①转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植。
③人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官后，将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应。
(3)科学研究①了解胚胎发育及衰老过程。
②分析致病基因，研究疾病的致病机制，开发相应药物。
(4)保护濒危物种方面：保护濒危物种，增加濒危物种的存活数量。
4．体细胞核移植技术存在的问题(1)成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进。
(2)绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体形过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
(3)相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。
判断正误(1)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞()(2)重构胚具有发育成完整个体的能力()(3)激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等()答案(1)×(2)√(3)√解析(1)克隆动物的细胞核遗传物质全部来自供体细胞，细胞质遗传物质来自供体细胞和去核卵母细胞。
动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-高二生物人教版选择性必修3
①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程； ②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病 基因； ③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应 的药物提供帮助。
该技术有望增加濒危物种的存活数量
体细胞核移植存在问题
（1）成功率低： 克隆胚胎移植成功率平均不到10% （2）理论研究较为滞后：需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传
C 了克隆鼠，培育过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞A为培育到MⅡ期的卵母细胞 B.克隆鼠的遗传物质主要来自鼠成纤维细胞 C.利用胚胎干细胞作为核供体更难培育克隆鼠 D.在培养瓶中培养成纤维细胞时会出现细胞贴壁和接触抑制现象
D 5.核移植中常用卵母细胞作为受体细胞的原因不包括( )
A.卵母细胞体积大，易操作 B.细胞质较多，营养物质丰富 C.含有促进全能性表达的物质 D.细胞核中遗传物质少
CC.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高
D.培养动物细胞的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
12.(2022·福建福州高二阶段练习)某研究人员欲利用核移植技术来治疗糖
D 尿病，提出了如图所示的方案。下列相关叙述错误的是( )
A.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 B.图中所用的①一般选择传代培养10代以内的细胞 C.图中所用的去核卵母细胞一般处于减数分裂Ⅱ中期 D.图中“定向诱导”的目的是使重组细胞B发生基因突变
A 14.如图为某哺乳动物的生殖过程图，下列叙述正确的是( )
A.个体2为克隆动物，c可以为高度分化的体细胞 B.个体2的遗传性状与提供b细胞的母本完全不同 C.产生个体1的生殖方式为无性生殖 D.e细胞为MⅠ中期的卵母细胞
浅论动物克隆技术的发展及应用前景
浅论动物克隆技术的发展及应⽤前景浅论动物克隆技术的发展及应⽤前景姓名:李凯杰学号:110404011031 专业:机械电⼦⼯程学院:机械与车辆学校:北京理⼯⼤学珠海学院摘要：克隆就是指由⼀个细胞或个体以⽆性⽅式重复分裂或繁殖体所形成的⼀群个体，该技术在医药、⽣物学和农业等⽅⾯有着⼴泛的应⽤前程。
对动物克隆的原理、应⽤和前景进⾏了论述。
关键词：克隆；应⽤；前景所谓克隆就是指由⼀个细胞或个体以⽆性⽅式重复分裂或繁殖体所形成的⼀群个体。
克隆动物即动物的⽆性繁殖。
就是供体细胞核移⼊去核的卵母细胞中，使后者不经精⼦穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育成个体，使得核供体的基因得到完全复制。
诺贝尔奖获得者、德国胚胎学家1938年提出了动物克隆的最早设想。
经过近百年的发展，动物克隆技术现已实现并取得了许多突破性的成果。
本⽂就动物克隆的基本原理及应⽤前景作⼀简单的探讨。
⼀、动物克隆的原理1、动物克隆的理论动物克隆技术所依靠的理论基础是细胞潜在全能性。
细胞所说的全能性是指细胞包含个体的全套遗传信息，在特定环境因素的调节下，可回到受精卵⼀样的状态，从头开始发育成⼀个完整的⽣物个体，只有具备全能性的动物组织细胞，才可⽤于克隆动物。
2、动物克隆的技术核⼼⽬前动物克隧的技术的核⼼就是核移植，根据供体的来源不同，可以分为胚胎细胞克隆和体细胞克隆。
2.1胚胎细胞克隆胚胎⼲细胞是从初期胚胎内细胞团和附植后原始⽣殖细胞分离出来的⼀种细胞，它具有全能性或多能性，可以发育为任何⼀种组织或器官的前体细胞，再由该前体细胞发育成功能细胞。
胚胎⼲细胞同正常的体细胞⼀样可以在体外进⾏增殖、克隆、冷冻、保存⽽保持不分化。
这样就可以为⼈们提供⼤量的可利⽤的胚胎⼲细胞。
1980年，Willadsen将从绵⽺⼋细胞胚胎中分出的胚胎细胞，移⼊已经去核的同种绵⽺卵细胞中，经培养获得胚胎，再将胚胎植⼊代理母⽺⼦宫中，⾸次获得了胚胎细胞克隆⽺。
现在⼈们能将胚胎⼲细胞体外培殖传40—60代⽽不分化，⽽这样⼤量的细胞就为我们利⽤它奠定了基础。
《动物细胞核移植与体细胞克隆》 知识清单
《动物细胞核移植与体细胞克隆》知识清单一、动物细胞核移植（一）概念动物细胞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。
（二）原理细胞核的全能性，即细胞核包含了个体发育所需的全部遗传信息。
（三）分类1、胚胎细胞核移植用胚胎细胞的细胞核进行移植。
由于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易。
2、体细胞核移植以体细胞的细胞核进行移植。
体细胞分化程度高，恢复其全能性更具挑战性。
（四）过程1、供体细胞的准备选取供体动物特定细胞，通常是功能良好、分裂旺盛的细胞，如皮肤细胞等。
对这些细胞进行培养，使其处于良好的生理状态。
2、受体细胞的准备选择处于减数第二次分裂中期（MⅡ期）的卵母细胞作为受体细胞。
通过显微操作去除其细胞核。
3、细胞核移植使用显微操作技术，将供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，形成重组细胞。
4、激活通过物理或化学方法激活重组细胞，使其像受精卵一样开始发育。
5、胚胎培养将重组胚胎在合适的培养液中培养，观察其发育情况。
6、胚胎移植选择发育良好的胚胎，移植到受体动物的子宫内，使其继续发育。
（五）应用1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
2、保护濒危物种，增加其种群数量。
3、生产医用蛋白，利用转基因克隆动物的乳腺等生物反应器来生产珍贵的医用蛋白。
二、体细胞克隆（一）概念体细胞克隆是指利用体细胞（而非生殖细胞）进行细胞核移植，从而产生与供体遗传物质完全相同的个体的技术。
（二）发展历程1、早期探索科学家们对细胞全能性的理论进行了长期的研究和探讨。
2、关键突破随着技术的不断进步，成功实现了哺乳动物体细胞克隆，如克隆羊“多莉”的诞生。
（三）成功案例1、克隆羊“多莉”“多莉”是世界上第一只成功克隆的哺乳动物，它的诞生证明了高度分化的体细胞的细胞核仍具有全能性。
2、其他克隆动物此后，科学家们还成功克隆了猪、牛、马等多种动物。
动物细胞工程(第三课时)高二生物(人教版2019选择性必修3)
人教版 选择性必修3
第2章 第2节
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“（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼
碎，望空喷去，叫一声‘变！’即变
作三二百个小猴，周围攒簇。”
现实
原来大圣早 就会这一招
神话
照片中两只可爱的小猴，分别叫 “中中”和“华华”，它们诞生于 2017年，一出生就轰动了全世界， 这是我国科学家的研究成果。 你知道它们是如何培育出来的吗？ 在这之前，科学家培育了胚胎细胞 克隆猴，你知道两者有什么不同吗？
3）将整个供体细胞注入卵 母细胞中有何优点？ 优点： ①对卵母细胞损伤较小； ②保证供体细胞的细胞核 不被破坏，操作方便。
将供体细胞注入 去核的卵母细胞。
供体细胞
通过电融合法使两细胞 融合， 供体核进入卵母 细胞，形成重构胚。
优点： ①对卵母细胞损伤较小； ②保证供体细胞的细胞核 不被破坏，操作方便。
③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾 病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。
（4）在保护濒危物种方面：
该技术有望增加濒危物种的存货数量。
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：
加速家畜遗传改良进程， 促进优良畜群繁育
克隆动物作为生物反 应器，生产医用蛋白
乳腺生物反应器
克隆动物乳汁中含有 人抗胰蛋白酶
牛的卵巢采集卵母细胞），
在体外培养到 MⅡ期
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小结：
3、机理： 不同细胞中遗传信息的执行情况不同
二、细胞的全能性 1、概念：指已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。 2、应用：植物组织培养繁殖花卉和蔬菜、动物克隆技术 3、条件：离体、适宜条件 4、干细胞的概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化
能力的细胞。
5、细胞的全能性大小：受精卵>生殖细胞>体细胞
动物细胞核全能性的应用：
用克隆技术拯救濒危动物
长江女神 白鳍豚（水中大熊猫）
丹顶鹤
三、干细胞
概念：一类具有多向分化潜能和自我
复制能力的原始的未分化细胞，是形 成哺乳类动物的各组织器官的原始细 胞。
动物和人体内仍保留的少数 具有分裂和分化能力的细胞。
分类：
按发育时期
分为胚胎干细胞和体干细胞
按全能性大小 （1）全能干细胞：是从哺乳动物的早期胚胎中分离 出来的，可分化成人体的各种细胞，构成人体的各种 组织和器官，最终发育成一个完整的个体，如胚胎干 细胞。
动物细胞是否具有全能性？
克隆羊的全过程
白面羊乳腺细 黑面羊卵细 胞的细胞核 胞的细胞质 融合
新的细胞
体外培养 一段时间
代孕母羊 白面羊的克隆羊
“多利”的诞生证明:已分化的动物体细胞的 细胞核具有全能性。 为什么细胞核具有发育成完整个体的潜能？ 细胞核中有遗传物质。 但是目前为止,人们还没有成功地将单个已分化 的动物体细胞培养成新的个体。
血 小 板
骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞
干细胞的研究及应用
1、利用干细胞，人体组织器官将能再生
新闻背景英国足球名星----贝克汉姆储存来自他刚出生时留 下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以 接受干细胞移植手术治疗。
2、克隆人体器官，用于器官移植
心脏移植
肾脏移植
细胞全能性大小的比较：
4.取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组织培 养出月季幼苗，说明植物细胞（ A ）
A.具有全能性
C.畸形分化
B. 分化后恢复原状态
D. 具有再生能力
5.人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白， 据此 推测胰岛细胞中（ C ）
A.只有胰岛素基因
B .比人受精卵的基因要少
C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其它基因 D.有胰岛素基因和其它基因，但没有血红蛋白基因
（2）多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形 成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织 的潜能，但不能发育成完整的个体，如造血干细胞， 神经干细胞。
（3）专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能 干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如 肌肉中的成肌细胞。
红 细 胞 造 血 干 细 胞 白细胞
巩固练习
1.细胞分化不同于细胞增殖的主要特点( D )
A. 细胞的数量增多
B. 细胞的体积增大
C. 细胞的化学成分含量的变化
D. 能形成各种不同的细胞和组织
3. 细胞分化过程中,不会出现 ( D A. 细胞表面结构的改变
)
B. 细胞器种类和数量的改变
C. 蛋白质种类和数量的改变
D. 细胞核遗传物质的改变
6.生物体内细胞没有表现出全能性,原因是 ( B )
A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性
C.基因发生了变化
D.不同细胞基因不同
7.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是( C )
A. 从一粒菜豆种子长成一棵植株
B. 用植物激素培育无籽果实
C. 用一小块芹菜叶片,培养出一棵完整植株 D. 袁隆平杂交水稻培育成功
在①受精卵、②生殖细胞、③高度分化的 ① 最小 动物细胞中，全能性最大的是____, ③ 。 的是____
细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。 低 ；分化 细胞分化程度越高，全能性越____ 高。 程度越低，全能性越___
高于动物细胞！ 另外，植物细胞全能性____
比较细胞分裂与细胞分化：
小肠上 皮细胞
有丝分裂
受精卵
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞分化
血红 细胞 神经 细胞
细胞分裂
细胞分化
不 细胞 不变 增加 数量 同 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 遗传信息都不变 同 点 联 共同完成生物个体发育过程 系
一、细胞分化 1、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在
形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程 2、特点： 稳定性 不可逆性 持久性