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

许昌实验中学万沛沛

一、教学目标：

1．简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。

2．培养理解分析、信息获取、归纳总结和交流合作能力。

3．体验科学发现、技术发明和社会发展之间的关系。

二、教学重点和难点：

用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。

三、教学方法：

讲解讲述、阅读指导、讨论引导、归纳总结等。

四、课时安排：1课时

五、教学过程：

Ⅰ、课前准备：

1、搜集相关电子图片（西游记的孙悟空）和克隆动物的图片，并制作成教学课件。

2．制定学生课前预习的学案，并及时检查，了解学生情况，制定上课计划。

Ⅱ、新课讲授：

（屏幕展示课前寄语）上课前先送给同学们5个词：博学，审问，明辨，慎思，笃行，希望同学们在学习过程中能广览知识，对问题多思，多问多辩，并切实力行，用我们的努力开启“成功基因”的表达。

好，言归正传，今天我们共同探究的课题是关于克隆动物的培育过程。【导入】

投影幻灯片1——西游记插图

我们每个同学几乎都看过《西游记》，其实唐僧师徒西天取经途中，最大的一个科学发现就是——无性繁殖。他们发现女儿国的女人生孩子不需要与男人结婚，只要喝一口子母河的水，就可以如愿以偿。同时也开了男人也可以怀孕生子的科学先河。

在西游记中，人们最崇拜的一位偶像，怕是要数孙悟空了。孙悟空不但有神出鬼没的七十二变，更神奇的是：他只要从自己身上拔出一根毫毛，放在嘴边一吹，就可以变出无数个跟自己一模一样的小猴子。复制自身，这不就是克隆技术吗？所以说孙悟空是当之无愧的克隆技术的鼻祖。

这个克隆猴的古代神话如今正逐渐变成现实：2000年，科学家第一次成

功地用猴的胚胎细胞克隆出了猴。2007年，又成功地用一只成年猴的体细胞克隆出了猴胚胎，离发育成猴只有一步之遥。你还知道哪些克隆动物？

提示：投影幻灯片2——（展示成果图片）

十几年来，克隆动物家族在不断壮大。在羊之后，已经出现了猴、猪、牛、猫、鼠、兔等13位成员。

大家知道，将离体的植物组织或细胞在适当的条件下培养，可获得完整植株，我们称之为植物组织培养。克隆动物能采用类似的方法吗？（学生阅读P47第三段后回答）

提示：细胞全能性的比较——高度分化的植物细胞的全能性动物细胞，因此不能用类似植物组织培养的方法直接将离体的植物组织器官或细胞培养成完整的动物个体。

【正课】

投影幻灯片3——克隆羊多利的培育过程

师：克隆羊多利使我们最熟悉的克隆动物，他是怎样培育出来的呢？

生：介绍克隆羊多利的培育过程。

由此导入课题——动物体细胞核移植技术和克隆动物。

投影幻灯片4——定义

师：什么是动物核移植和克隆动物

生：（总结）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。

师：（分析）我们可以把培育克隆动物成两大阶段：核移植和胚胎移植。

师：（讲述）用于核移植的核供体细胞既可以用分化程度较低的动物胚胎细胞，也可以用高度分化的成年动物的体细胞。胚胎细胞核移植和体细胞核移植的原理、方法基本相同，只是体细胞分化程度高，恢复其全能性比胚胎细胞困难得多。如何进行体细胞核移植呢？

（一）体细胞核移植技术过程

1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（Lucinda）的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。

投影幻灯片5——高产奶牛

（1）能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。

提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高，说明它有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代，从而加快奶牛改良进程。

投影幻灯片6——克隆高产奶牛的体细胞核移植过程流程图

（2）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？

提示：首先从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。

投影幻灯片7——讨论：

听完了过程介绍，可能一些同学已经发现了问题。

1、多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，有不同之处，找出操作过程的不同点？

多莉克隆过程的受体细胞是去核卵细胞，而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母细胞；多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。

2、上述哪一种措施更科学？并说明理由？

卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体更容易成功；将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。

投影幻灯片7（讨论题），组织学生进一步讨论分析：

3、为什么通过核移植的方法能够克隆出完整的动物个体？——原理

提示：其实是利用了动物体细胞核的全能性和卵细胞质的全能性。

4、用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞。这是为什么？

提示：培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。

5、在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么要对卵母细胞去核？卵母细胞起什么作用？（为什么选择卵母细胞作为核移植的受体细胞?）