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4. 细胞核移植

细胞工程 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 将动物体细胞核移入去核卵母细胞中,重构并发育成新个体的技术。

从哪来 本知识点建立在4. 扩大培养的基础之上。 *注:虽然图谱中列出的前置知识点(培养基、灭菌、扩大培养)通常属于微生物或植物组织培养范畴,但在本教学语境下,我们将其逻辑关联为:细胞核移植前的供体细胞(体细胞)往往需要经过扩大培养以获取足够数量且处于合适生理状态(如G0期或G1期)的细胞,这是核移植操作前的必要准备步骤。*

为什么 核移植的核心原理是细胞核的全能性。 1. 去核目的:卵母细胞体积大、易操作,且细胞质中含有丰富的营养物质和激发细胞核表达全能性的因子(如mRNA、蛋白质)。去核是为了排除卵母细胞自身遗传物质的干扰,确保新个体的核DNA完全来自供体。 2. 重编程机制:体细胞是高度分化的,其基因表达模式已固定。卵母细胞的细胞质含有特殊的重编程因子,能“重置”体细胞核的表观遗传标记,使其恢复到类似受精卵的状态,从而启动胚胎发育程序。 3. 为何选卵母细胞:相比其他细胞,卵母细胞具有独特的细胞质环境,是目前已知唯一能支持体细胞核重编程并发育成完整个体的细胞类型。

类比法:电脑系统重装** * **适合学生
逻辑思维强、对计算机或科技产品感兴趣的学生。 * 讲解:把卵母细胞比作一台高性能的“主板+电源+内存”(细胞质),把体细胞核比作存有特定数据的“硬盘”(细胞核)。 * 去核 = 拔掉旧硬盘。 * 核移植 = 插入新硬盘。 * 重编程 = 主板BIOS自动识别新硬盘并加载操作系统。 * 结果 = 电脑启动,运行的是新硬盘里的程序(供体遗传信息),但硬件性能(发育能力)由主板(卵母细胞质)提供。 * *关键点*:强调“主板”(卵母细胞质)决定了系统能否启动,而“硬盘”(供体核)决定了运行什么程序。
故事法:克隆羊多利的诞生** * **适合学生
形象思维强、喜欢故事和案例的学生。 * 讲解: * 主角:芬兰多塞特黑面羊(供体,提供脸/毛色);苏格兰黑脸羊(受体,提供子宫/早期发育环境);另一只黑脸羊(代孕)。 * 过程:从A羊乳腺细胞取核(扩大培养后),放入B羊去核卵母细胞,电刺激融合,C羊代孕。 * 结果:生出的小羊长得像A羊。 * *关键点*:通过“谁提供脸”、“谁提供房子”、“谁提供启动钥匙”的角色分配,让学生理解遗传物质来源与发育环境来源的区别。
图解流程法:步骤拆解** * **适合学生
空间想象力好、偏好结构化知识的学生。 * 讲解: 1. 取材:从供体动物身上取体细胞(如乳腺细胞)→ 扩大培养至G0期(静止期,易重编程)。 2. 去核:取MII期卵母细胞,显微操作去核(保留部分细胞质)。 3. 融合:将供体核注入去核卵母细胞,电刺激融合。 4. 激活:模拟受精信号,启动分裂。 5. 移植:早期胚胎移入代孕母体。 * *关键点*:用箭头流程图展示,强调“G0期”和“MII期”这两个关键时间点,以及“电刺激”的双重作用(融合+激活)。
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练一道
基础题
在克隆羊多利的培育过程中,供体细胞核来自一只芬兰多塞特黑面羊的乳腺细胞,受体卵母细胞来自一只苏格兰黑脸羊。请问:多利羊的毛色和面部特征主要与哪只羊相似?为什么?
变式
若将一只白色小鼠的体细胞核移植到一只黑色小鼠的去核卵母细胞中,最终发育成的小鼠毛色是什么?如果该小鼠的线粒体DNA发生突变,这种突变能否遗传给后代?
试试手自己判
检测题
科学家利用体细胞核移植技术克隆大熊猫。已知供体细胞取自一只雄性大熊猫的耳部皮肤细胞,受体卵母细胞取自一只雌性大熊猫。请问: 1. 克隆出的大熊猫性别是什么? 2. 克隆大熊猫的线粒体DNA主要来自哪只大熊猫? 3. 为什么选择耳部皮肤细胞而不是神经细胞作为供体?(提示:考虑细胞状态和取材难度)
看答案和判分标准
答案:1. 雄性。 2. 雌性大熊猫(受体)。 3. 耳部皮肤细胞:取材方便、易获取、处于G0期或易诱导至G0期,且分化程度相对较低,重编程成功率较高;神经细胞:高度分化,取材困难(需破坏中枢神经系统),且重编程难度极大,成功率极低。
判对标准:
第1问答“雄性”得1分。
* 第2问答“雌性”或“受体”得1分。
* 第3问需答出“取材方便/易获取”和“分化程度低/易重编程”两点,每点1分,共2分。若只答“神经细胞难取”得1分。
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