关于“体细胞核移植过程示意图”中几个问题的探讨

关于“体细胞核移植过程示意图”中几个问题的探讨

武汉市第十五中学--------龚卫平普通高中课程标准教科书高中生物选修3中专题2“细胞工程”部分，对‘动物体细胞核移植技术和克隆动物’的叙述，图文很简练。这部分内容是重难点。这就需要教师在与学生一起探讨这部分教材内容的过程中，给予补充、提示与之相关的知识，学生对这部教材内容才能有一定程度的了解。

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这是教材中P48图2—21体细胞核移植过程流程图。该图的素

材取之诞生于我国的高产克隆奶牛。（2007年7月，河北诞生我国第一例双胞胎体细胞克隆高产奶牛）。

为了教学的方便，我对其中的图像进行了编号，就其中的相关内容，查询了有关资料。解决了教学中学生遇到的问题。

图中（1）高产奶牛为供体，提供的是体细胞核。据有关资料介绍“供体核可以是早期胚胎细胞、胚胎干细胞或体细胞。细胞核移植技术早期都采用合子核到64细胞期的胚胎细胞核质体分裂球作供体细胞核，80年代开始，建立胚胎干细胞，并对其进行深入的研究。但ES建系太困难，仅在小鼠上获得成功。美国科学家利用ES系克隆小鼠，结果有29％的重构胚在体外能发育到囊胚阶段，移植给假孕小鼠有8％胚胎附植并产下小鼠。1997年多利羊的出现，开始了体细胞的核移植，并发展很快。”解决了学生的疑惑:该供体核能否是其它的细胞核。

关于干细胞；干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能的细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞、成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞、多功能干细胞和单能干细胞。干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万能细胞”。

如造血干细胞：造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。现代研究发现肌肉细胞中具有造血潜能的干细胞。（见图）

简单地说干细胞就是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞。干细胞的一个显著特点是进行不对称分裂，即干细胞经过一次分裂所产生的两个细胞中，一个仍然是干细胞，另一个则经过多次分裂后，会变成许多各式各样的体细胞。

图中（5）需要解释清楚。作为细胞核移植的受体细胞主要有三类：去核的卵母细胞、受精卵和2-细胞胚胎，其中卵母细胞应用最为广泛。早期核移植技术中常用受精卵作为受体细胞，后来基本上用MⅡ期卵母细胞取而代之。主要是因为细胞质的环境：①重组需要的因子存在于MⅠ期卵母细胞和MⅡ期卵母细胞的细胞质中，而在原核形成时这些因子已被降解或用光，因此，原核扩张后受精卵去核可引起细胞质中重组因子缺乏。②MⅠ期卵母细胞和 MⅡ期卵母细胞中成熟促进因子（MPF）活性高。该物质活性的高低可影响共体细胞核染色质的状态和复制。③MⅡ期卵母细胞的细胞核、细胞质已成熟，

能支持胚胎的全程发育。尽管MⅠ期卵母细胞中MPF的活性也高，但它的细胞质、细胞核尚未成熟，不能支持胚胎的全程发育。

图中（7）、（8）、（10）将供体细胞注入去核卵母细胞。需要说明的是注入的是供体细胞，而不是单一个核。体细胞核移植技术最初是用玻璃微型吸管将供体细胞的细胞核吸出，再注人去核卵母细胞内。后来发展出了另外一种方法，即直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明质内，然后用病毒介导或者电脉冲等方式使两个细胞融合。这种方法操作简便，对卵母细胞损伤较小，现在较为常用，多莉羊的产生就是用的这种方法。

图中（13）代孕母牛。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。

图中（14）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛。这时的思维告诉学生，该犊牛体内有供体和受体两者的遗传物质。即供体者的细胞核中的遗传物质和受体者的细胞质中的遗传物质。该犊牛的性状表现主要与供体者相同（细胞核遗传）。因为供体细胞的细胞核拥有完整的遗传信息，对后代的性状表达起决定性的作用。该犊牛细胞核基因型与供体的体细胞核基因型完全一样，因此该犊牛性状与体细胞核供体者基本相同。但是，不排除该犊牛的性状表现与受体者有相同之处（细胞质遗传）。供体者卵母细胞的细胞质中也有少量的DNA，该犊牛性状与卵母细胞细胞质供体有一些地方相同。（我国生物学家童第周的“核质关系理论”，作品——单尾金鱼。）甚至，还有可能该犊牛的性状表现既不像供体者、也不像受体者（基因突变）。