师：同学们，大家好，今天这节课我们共同学习现代生物技术的第二课时。本节课的学习目标有：一、简述克隆技术的基本操作过程，了解克隆技术是一种无性繁殖技术；二、尝试运用模型建构的方法分析克隆技术的操作过程；三、探讨转基因食品的安全性，培养理性思维和社会责任。请同学们准备好超轻黏土备用。
首先，请同学们看到这张图片，图片中的这只羊有什么不同呢？这可不是一只普通的羊，这是一只通过转基因技术培育的转基因奶山羊，其乳汁中带有能治疗人类疾病，如癌症、肿瘤、乙肝的药用蛋白，每只羊的价值高达千万美元。一只羊的价值为何如此之高呢？以乙肝疫苗为例，一只转基因奶山羊可以生产9000万只疫苗，10只转基因奶山羊就能生产9亿只疫苗，抵得上一座大型医药工厂，所以这只羊非常宝贵。像这样宝贵的羊，数量当然越多越好。可喜的是，科学家已经成功克隆出了400多只这样的转基因奶山羊。
那么，如何实现动物克隆呢？请同学们回忆一下，如果是一种珍贵的植物，怎样快速大量克隆植物体，你会想到什么技术？
生：植物组织培养技术。
师：对，植物体的每一个活细胞在适当的离体条件下，都具有重新形成一个完整植株的潜在能力。一个植物细胞为什么能培育成一个完整的植物个体呢？
生：因为这个细胞含有该植物体的全套遗传物质。
师：从理论上讲，具有生物全部遗传信息的一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，这也称为植物细胞的全能性。不仅一个植物细胞可以发育成一个完整的个体，而且由于这个细胞的遗传信息与原来植物体的遗传信息完全相同，它们的性状表现也完全相同，我们又把这叫做植物的克隆。植物组织培养技术就可以实现植物体的快速大量克隆。那植物体的一个细胞在适当的培养条件下可发育成完整植株，那么是否能利用类似的方法，使动物的细胞发育成一个完整的个体，实现动物的克隆呢？你会怎么操作？下面我们来看一看科学家是如何实现动物克隆的。1996年7月5日，英国科学家伊威尔穆特博士成功地克隆出了一只小羊，小羊与它的母亲一模一样。这只小羊叫多莉，多莉是如何产生的呢？下面我们通过视频来了解这个过程。
（视频播放结束）
师：克隆羊多莉的身世大家都清楚了。世界上第一只克隆出来的动物叫多莉，大家了解多莉是怎么产生的吗？今天我们就来详细了解克隆羊诞生的过程。首先，从第一只黑面母绵羊的卵巢中取出未受精的卵细胞，去除细胞核，留下一个无核的卵细胞。然后，从第二只白面母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将乳腺细胞的细胞核取出，移植到去核的卵细胞中，组成重组卵细胞。再用电脉冲刺激，电脉冲可以产生类似自然受精过程中的一系列反应，使得融合细胞像受精卵一样进行分裂分化，形成胚胎细胞。接着，将胚胎移植到第三只母绵羊的子宫中，最终由第三只羊分娩出克隆羊。纵观整个过程，我们可以看出这只克隆羊有三个母亲，第一只羊是提供卵细胞的借卵母亲，第二只羊是提供细胞核的基因母亲，第三只羊是代孕母亲。克隆羊的性状与提供细胞核的第二只羊一样，它们就像一对出生间隔了几年的双胞胎，有着完全相同的细胞核遗传物质。多莉没有父亲，所以克隆属于一种人工诱导的无性繁殖方式。
这就是克隆羊多利的培育过程。下面请同学们利用超轻黏土制作模型，模拟克隆羊多利的培育过程，并思考动物的克隆与植物组织培养技术最大的不同之处是什么？生物兴趣小组的同学也制作了模型，我们一起来看一看。
（展示生物兴趣小组模型）
师：取母羊a的卵细胞，去除细胞核；取母羊b的乳腺细胞，取出细胞核；将这两部分重组成一个新的细胞；将这个新细胞在体外培育成胚胎并植入母羊c子宫中，5个月后母羊c分娩产出多利羊。
动物的克隆与植物组织培养技术最大不同之处，大家发现了吗？植物组织培养是将一个植物细胞直接培育成一个完整的植物体，那动物的克隆是将一个动物的细胞直接培育成一个完整的动物体吗？
生：不是。
师：对，克隆羊多利产生的过程是先将一个乳腺细胞的细胞核取出，植入到一个去核的卵细胞中，形成一个重组细胞，再将这个重组细胞培育成一个完整个体。我们称这个技术为核移植。核移植是指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细胞中，使其重组并发育成一个动物个体。为什么动物体细胞克隆要进行核移植呢？
生：因为植物细胞高度分化，仍然保持着全能性，而动物细胞的全能性会随着分化程度的提高而逐渐受到限制，只有细胞核保持着全能性。
师：所以动物克隆就不能像植物组织培养技术那样，而是要通过核移植来实现。为什么选去核的卵细胞进行核移植呢？
生：动物的卵细胞中有刺激全能性表达的物质，另外，卵细胞内有丰富的营养物质，而且体积较大、便于操作。
师：动物克隆是一个十分复杂的过程，除了应用核移植技术，还有细胞培养以及胚胎移植等技术。关于克隆羊多莉的培育过程，下面请同学们继续思考以下几个问题：一、多莉有几个亲代？二、每个亲代的作用是什么？三、为什么说多莉是一只克隆羊？谁是多莉遗传意义上的母亲？多莉有父亲吗？多利的培育过程和普通羊的产生过程有什么不同？六、什么是克隆技术？下面我们依次来回答。第一个问题，多利有三个亲代母羊，母羊a提供去核卵细胞，母羊b提供细胞核，母羊c是代孕母羊，其子宫孕育了多莉羊。为什么说多莉是一只克隆羊呢？
生：因为重组卵细胞的细胞核来自母羊b的乳腺细胞，它们的核基因完全相同，因此多利与母羊b的性状表现相同。
师：所以说多利是母羊b的克隆羊。那谁是多莉遗传意义上的母亲？
生：母羊b。
师：多莉有父亲吗？
生：没有。
师：因此多利的培育过程是无性繁殖，这与普通绵羊的有性生殖不同。所以说克隆技术是一种无性繁殖技术。
我们认识到了动物的克隆技术，关于动物的克隆有什么意义呢？你会应用动物的克隆技术来做什么？
生：对于养宠物的人来说，最伤心的事情莫过于自己的宠物离世，通过动物克隆，可以对宠物进行克隆。
师：没错，这是世界第一只克隆宠物猫。2019年，国内首只商业化的克隆猫正式对外公布。还有其他意义吗？
生：通过动物的克隆，可以快速培育具有优良品质的家畜品种。
师：很好。由于野生动物的栖息地遭受破坏，导致很多珍贵的物种濒临灭绝。虽然人们在努力地改变这一现状，但是仍然有很多物种走向灭绝。如何保护和拯救濒危动物呢？
生：克隆技术将是拯救和保护濒危动物灭绝的有效办法。
师：目前国际上已有印度野牛、欧洲盘羊克隆取得成功。2011年4月，我国首只人乳铁蛋白转基因克隆奶山羊诞生，这标志着我国生物新品种培育又获得了重大突破，克隆转基因动物为制造基因工程药物方面提供了广阔的前景。2017年，世界首例克隆猴“中中”和“华华”在我国诞生。体细胞克隆猴的成功将推动中国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链，加速针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。通过克隆技术还可以来克隆可供人体移植的器官。
大家都知道，1996年，一只英国绵羊多利诞生了，科学家利用一只普通绵羊的乳腺细胞和另一只绵羊的卵细胞，通过克隆技术培养出了这只多利羊。克隆技术是一种无性繁殖技术，克隆技术为人的器官移植创出了一条新路。早在1954年人类第一次肾移植成功以来，器官移植技术逐渐成熟，但是器官移植中最头疼的是免疫排斥反应和器官供求短缺。如果用定向克隆，即细胞取自患者本人，使细胞定向发育，人们所需要的器官就成为可能。这样克隆技术就一箭双雕，既解决排斥问题，又解决了器官供应的不足。患者要做器官移植手术，只需提前向生物工程部门订购就行了，然后像更换零部件一样，换掉坏的，装上克隆出的器官。