7114～5細(xì)胞全能性和克隆

1、7.47.45 5 細(xì)胞分化、植物細(xì)胞的全能性、細(xì)胞分化、植物細(xì)胞的全能性、 克隆技術(shù)克隆技術(shù)1.1.知道：知道：的概念和意義；的概念和意義； 的概念及其應(yīng)用；的概念及其應(yīng)用； 的概念；的概念； 克隆技術(shù)的應(yīng)用及其可能帶來的社會(huì)倫理問題克隆技術(shù)的應(yīng)用及其可能帶來的社會(huì)倫理問題2.2.比較：比較：細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化；細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化； 植物細(xì)胞全能性與動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。植物細(xì)胞全能性與動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。3.3.結(jié)合實(shí)例，結(jié)合實(shí)例，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)克隆技術(shù)的一般操作過程和應(yīng)用領(lǐng)域。克隆技術(shù)的一般操作過程和應(yīng)用領(lǐng)域。4.4.感悟感悟植物組織培養(yǎng)技術(shù)的價(jià)值和作用；植物組織培養(yǎng)技術(shù)的價(jià)值和作用；體會(huì)體會(huì)克

2、隆等高新克隆等高新科技的雙刃劍；科技的雙刃劍；增強(qiáng)增強(qiáng)科學(xué)研究以造福人類的使命感。科學(xué)研究以造福人類的使命感。細(xì)細(xì)胞胞分分裂裂細(xì)胞分化細(xì)胞分化受精卵是如何發(fā)育成一個(gè)個(gè)體的？多細(xì)胞生物的多細(xì)胞生物的發(fā)育發(fā)育通過通過細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂和和細(xì)胞分化細(xì)胞分化實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。受精卵受精卵分裂分裂分化分化一、細(xì)胞分化一、細(xì)胞分化各種體細(xì)胞各種體細(xì)胞意義：【意義：【p.90“小金魚小金魚”】 通過細(xì)胞分化產(chǎn)生通過細(xì)胞分化產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞不同結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞， 表現(xiàn)為表現(xiàn)為細(xì)胞的多樣性細(xì)胞的多樣性，并由此進(jìn)一步，并由此進(jìn)一步形成組形成組 織、器官和系統(tǒng)織、器官和系統(tǒng)，完成各種生理活動(dòng)和個(gè)體完成各種生理活動(dòng)和

3、個(gè)體 發(fā)育。發(fā)育。 細(xì)胞分化是生物正常發(fā)育的基礎(chǔ)，也是形成細(xì)胞分化是生物正常發(fā)育的基礎(chǔ)，也是形成 各種各種組織組織的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。1.細(xì)胞分化的意義細(xì)胞分化的意義2.細(xì)胞分化的定義：細(xì)胞分化的定義： 逐漸逐漸發(fā)生發(fā)生上的上的差異差異。4.細(xì)胞分化的特點(diǎn)：細(xì)胞分化的特點(diǎn)：（1 1）全程性：）全程性：貫穿于個(gè)體發(fā)育全過程，胚胎時(shí)期最為明顯。貫穿于個(gè)體發(fā)育全過程，胚胎時(shí)期最為明顯。（2 2）穩(wěn)定、不可逆性：）穩(wěn)定、不可逆性：分化終端細(xì)胞不再分裂分化終端細(xì)胞不再分裂。（。（p.90）3.細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)細(xì)胞分化的分子基礎(chǔ)(關(guān)鍵關(guān)鍵)：蛋白質(zhì)合成上的差異蛋白質(zhì)合成上的差異。 【當(dāng)細(xì)胞合成特異蛋白質(zhì)時(shí)，

4、就出現(xiàn)分化?！井?dāng)細(xì)胞合成特異蛋白質(zhì)時(shí)，就出現(xiàn)分化?！?思考：你的神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞在思考：你的神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞在dna、mrna、 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)上是否相同？上是否相同？ 如何用如何用核酸分子雜交核酸分子雜交實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論？實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論？思考：不同細(xì)胞具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的直接原因是什么？思考：不同細(xì)胞具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的直接原因是什么？核酸分子雜交技術(shù)檢測(cè)基因及其表達(dá)核酸分子雜交技術(shù)檢測(cè)基因及其表達(dá)制作特定的基因探針（帶標(biāo)記的制作特定的基因探針（帶標(biāo)記的dnadna單鏈），對(duì)人的單鏈），對(duì)人的3 3種細(xì)胞中提取的總種細(xì)胞中提取的總dnadna的限制酶切割片段、總的限制酶切割片段、總r

5、narna進(jìn)行進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)。結(jié)果如下：堿基互補(bǔ)配對(duì)。結(jié)果如下：探針細(xì)胞總dna細(xì)胞總rna輸卵管細(xì)胞成紅細(xì)胞胰島細(xì)胞輸卵管細(xì)胞成紅細(xì)胞胰島細(xì)胞卵清蛋白基因+_血紅蛋白基因+_+_胰島素基因+_+實(shí)驗(yàn)方法探針與dna 片段單鏈雜交探針與rna 雜交結(jié)論：結(jié)論：不同類型的細(xì)胞在發(fā)育過程中表達(dá)一套特有的基因，其產(chǎn)不同類型的細(xì)胞在發(fā)育過程中表達(dá)一套特有的基因，其產(chǎn)物影響細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能。物影響細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能。分化過程中基因組不變，基分化過程中基因組不變，基因選擇性表達(dá)。因選擇性表達(dá)。再再分分化化脫脫分分化化植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)愈傷組織愈傷組織19581958年年 美國

6、斯蒂瓦特（美國斯蒂瓦特（f.stewardf.steward）韌皮部細(xì)胞韌皮部細(xì)胞(分化后的細(xì)胞分化后的細(xì)胞)思考思考 這種生殖方式應(yīng)該屬于何種生殖方式？這種生殖方式應(yīng)該屬于何種生殖方式？ 為什么一個(gè)體細(xì)胞可以發(fā)育成一棵完整為什么一個(gè)體細(xì)胞可以發(fā)育成一棵完整的植株？的植株？無性生殖無性生殖同一生物體所有體細(xì)胞含有相同的遺傳物同一生物體所有體細(xì)胞含有相同的遺傳物質(zhì)，包含生物生長發(fā)育所需要的全部遺傳質(zhì)，包含生物生長發(fā)育所需要的全部遺傳信息（全套基因）。信息（全套基因）。二、細(xì)胞全能性：二、細(xì)胞全能性：2.植物細(xì)胞具有全能性。植物細(xì)胞具有全能性。即植物體中的即植物體中的每個(gè)活細(xì)每個(gè)活細(xì)胞胞，不僅具有

7、親本的全部遺傳信息，而且還有，不僅具有親本的全部遺傳信息，而且還有發(fā)發(fā)育成完整植株育成完整植株的能力。的能力。1.定義：定義：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂和分化單個(gè)細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂和分化后后仍具有仍具有 形成完整生物體的潛能。形成完整生物體的潛能。即：細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能。即：細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能。 受精卵發(fā)育的全能性最高。受精卵發(fā)育的全能性最高。全能性全能性不僅強(qiáng)調(diào)具有全部的遺傳信息（物質(zhì)基礎(chǔ)），不僅強(qiáng)調(diào)具有全部的遺傳信息（物質(zhì)基礎(chǔ)）， 還強(qiáng)調(diào)有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。還強(qiáng)調(diào)有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性是是植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)和和克隆技術(shù)克隆技術(shù)的理

8、論基礎(chǔ)的理論基礎(chǔ)。3 3、植物細(xì)胞全能性的應(yīng)用：、植物細(xì)胞全能性的應(yīng)用：條件條件過程：過程：意義：意義：a.a.離體狀態(tài)離體狀態(tài)b.b.無菌條件無菌條件c.c.適宜環(huán)境：適宜環(huán)境：控制溫度、控制溫度、phph值、光照值、光照 糖類、無機(jī)鹽、維生素、糖類、無機(jī)鹽、維生素、 植物激素等物質(zhì)基礎(chǔ)植物激素等物質(zhì)基礎(chǔ)思考思考：什么叫愈傷組織？脫分化？再分化？：什么叫愈傷組織？脫分化？再分化？植物植物組織細(xì)胞組織細(xì)胞愈傷組織愈傷組織根和芽根和芽脫分化脫分化再分化再分化完整完整植株植株快速繁殖經(jīng)濟(jì)植物；快速繁殖經(jīng)濟(jì)植物；保留雜種優(yōu)勢(shì)；保留雜種優(yōu)勢(shì)；保存種質(zhì)資源；保存種質(zhì)資源；培育轉(zhuǎn)基因植物培育轉(zhuǎn)基因植物非洲

9、爪蟾腸上皮的實(shí)驗(yàn)證明上述屬于何種生殖方式？實(shí)驗(yàn)結(jié)論？核移植的兩種方法：顯微注射；電融合三、克隆技術(shù)三、克隆技術(shù)卵細(xì)胞卵細(xì)胞母綿羊母綿羊去核卵去核卵母綿羊母綿羊乳腺細(xì)胞乳腺細(xì)胞電融合電融合胚胎移植胚胎移植早期胚胎早期胚胎多利羊多利羊分娩分娩分裂分化分裂分化融合細(xì)胞融合細(xì)胞c c母綿羊子宮母綿羊子宮妊娠妊娠（p.100）誰是誰是“多利多利” 的的“母親母親”？“多利多利”性別？性別？實(shí)驗(yàn)結(jié)論？實(shí)驗(yàn)結(jié)論？1.1.概念：概念：3.3.動(dòng)物克隆技術(shù)過程動(dòng)物克隆技術(shù)過程 不用雌、雄兩性生殖細(xì)胞，僅用不用雌、雄兩性生殖細(xì)胞，僅用的的部分組織或部分組織或，通過，通過細(xì)胞分裂和分化細(xì)胞分裂和分化而產(chǎn)而產(chǎn)生生的新

10、個(gè)體的過程。的新個(gè)體的過程。去核去核卵卵體體細(xì)胞核細(xì)胞核融合細(xì)胞融合細(xì)胞（移核卵）（移核卵）動(dòng)物動(dòng)物個(gè)體個(gè)體n成功培育成功培育“多利多利”羊的實(shí)驗(yàn)可以得出怎樣的結(jié)論？羊的實(shí)驗(yàn)可以得出怎樣的結(jié)論？哺乳動(dòng)物中哺乳動(dòng)物中高度分化的高度分化的體細(xì)胞核體細(xì)胞核仍保持著全能性仍保持著全能性；卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞核的脫分化。卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞核的脫分化。注入注入 / 電融合等電融合等分裂分裂分化分化2.2.證明全能性的技術(shù)：證明全能性的技術(shù)：植物組織培養(yǎng)；植物組織培養(yǎng)； 動(dòng)物細(xì)胞核移植。動(dòng)物細(xì)胞核移植。1.a羊的卵細(xì)胞核被羊的卵細(xì)胞核被b羊的體細(xì)胞核置換后，這個(gè)卵細(xì)胞經(jīng)過多次羊的體細(xì)胞核置換后

11、，這個(gè)卵細(xì)胞經(jīng)過多次分裂，再植入分裂，再植入c羊的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一只羊羔。這種克隆技羊的子宮內(nèi)發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下一只羊羔。這種克隆技術(shù)具有多種用途，但是術(shù)具有多種用途，但是 a 有選擇地繁殖某一性別的家畜有選擇地繁殖某一性別的家畜 b 繁殖家畜中的優(yōu)秀個(gè)體繁殖家畜中的優(yōu)秀個(gè)體 c 用于保存物種用于保存物種 d 改變動(dòng)物的基因型改變動(dòng)物的基因型2.科學(xué)家將科學(xué)家將雌黑鼠乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核雌黑鼠乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核移入移入白鼠去核的卵細(xì)胞白鼠去核的卵細(xì)胞內(nèi)，內(nèi)，待發(fā)育成早期胚胎后移植入待發(fā)育成早期胚胎后移植入褐鼠的子宮褐鼠的子宮，該褐鼠產(chǎn)下小鼠的體色和，該褐鼠產(chǎn)下小鼠的體色和性別是性別是 a 黑、雌黑

12、、雌 b 褐、雌褐、雌 c 白、雄白、雄 d 黑、雄黑、雄3.為了解決不孕癥，為了解決不孕癥，1978年誕生了世界上第一例年誕生了世界上第一例“試管嬰兒試管嬰兒”。為了證明高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然保持有全能性，為了證明高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然保持有全能性，1997年第一只年第一只問世。問世?！霸嚬軏雰涸嚬軏雰骸焙涂寺?dòng)物的生殖和克隆動(dòng)物的生殖方式是方式是a.都屬于有性生殖都屬于有性生殖 b.前者屬于有性生殖，后者屬于無性生殖前者屬于有性生殖，后者屬于無性生殖c.都屬于無性生殖都屬于無性生殖 d.前者屬于無性生殖，后者屬于有性生殖前者屬于無性生殖，后者屬于有性生殖dab4.4.動(dòng)

13、物克隆技術(shù)應(yīng)用動(dòng)物克隆技術(shù)應(yīng)用【p.96p.96】克隆技術(shù)是園藝業(yè)和畜牧業(yè)中克隆技術(shù)是園藝業(yè)和畜牧業(yè)中繁育遺傳性狀穩(wěn)繁育遺傳性狀穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)品種和良種家畜定的優(yōu)質(zhì)品種和良種家畜的理想手段。的理想手段。挽救挽救珍稀物種珍稀物種。結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)和克隆技術(shù)，培育結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)和克隆技術(shù)，培育“轉(zhuǎn)基因克轉(zhuǎn)基因克隆生物隆生物”（雜合子），（雜合子），以保留優(yōu)良性狀，為人類提以保留優(yōu)良性狀，為人類提供大量的優(yōu)質(zhì)動(dòng)物、器官和相關(guān)的藥物等。供大量的優(yōu)質(zhì)動(dòng)物、器官和相關(guān)的藥物等。 【若有性生殖，則部分后代丟失目的基因【若有性生殖，則部分后代丟失目的基因】醫(yī)學(xué)上：醫(yī)學(xué)上：克隆克隆自身自身器官器官，替換自己病變的器官

14、。，替換自己病變的器官?！炯葷M足了器官來源，又避免的異體移植的免疫排斥反應(yīng)?！炯葷M足了器官來源，又避免的異體移植的免疫排斥反應(yīng)?！楷F(xiàn)在已經(jīng)能夠?qū)ΜF(xiàn)在已經(jīng)能夠?qū)ε咛ジ杉?xì)胞胚胎干細(xì)胞進(jìn)行進(jìn)行體外定向誘導(dǎo)體外定向誘導(dǎo)，直接形成特定的直接形成特定的組織細(xì)胞，無需組織細(xì)胞，無需經(jīng)過胚胎發(fā)育階經(jīng)過胚胎發(fā)育階段，減少了倫理段，減少了倫理上的負(fù)擔(dān)。上的負(fù)擔(dān)。5 5、動(dòng)物克隆技術(shù)與社會(huì)倫理、動(dòng)物克隆技術(shù)與社會(huì)倫理克隆技術(shù)還不夠成熟，成功率低，克隆胚胎經(jīng)克隆技術(shù)還不夠成熟，成功率低，克隆胚胎經(jīng)常出現(xiàn)遺傳發(fā)育問題，存在一定的隱患。常出現(xiàn)遺傳發(fā)育問題，存在一定的隱患?？寺〖夹g(shù)引發(fā)的社會(huì)問題克隆技術(shù)引發(fā)的社會(huì)問題(倫理

15、、道德、法律倫理、道德、法律)：人口數(shù)量將難以控制；影響人類進(jìn)化。人口數(shù)量將難以控制；影響人類進(jìn)化。父母、子女的世代觀念及相關(guān)的道德、法律、倫理規(guī)父母、子女的世代觀念及相關(guān)的道德、法律、倫理規(guī) 范受到挑戰(zhàn)。范受到挑戰(zhàn)。利用克隆人進(jìn)行非法活動(dòng)，非法對(duì)待克隆人等；利用克隆人進(jìn)行非法活動(dòng)，非法對(duì)待克隆人等； 甚至危及人類整體的利益。甚至危及人類整體的利益。集中表現(xiàn)在它與現(xiàn)有的集中表現(xiàn)在它與現(xiàn)有的社會(huì)觀念社會(huì)觀念的沖突上。的沖突上。我國的態(tài)度？四不原則？我國的態(tài)度？四不原則？對(duì)待克隆人的態(tài)度：對(duì)待克隆人的態(tài)度：生存能力不佳，反證有性生殖的優(yōu)越性）生存能力不佳，反證有性生殖的優(yōu)越性）“多利羊多利羊”的性

16、別是什么？的性別是什么？ （細(xì)胞核移植，細(xì)胞培養(yǎng)，胚胎移植等）（卵細(xì)胞大，便于操作；能通過發(fā)育直接表現(xiàn)出性狀來） 如何獲得卵細(xì)胞如何獲得卵細(xì)胞？（使用促性腺激素） 遺傳上：全面比較、分析細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)。遺傳上：全面比較、分析細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)。 生理上：線粒體的來源。生理上：線粒體的來源。 【提示：從細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)分別分析【提示：從細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)分別分析】高度分化的哺乳動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然保持全能性。高度分化的哺乳動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍然保持全能性。卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)能調(diào)節(jié)細(xì)胞核的脫分化和分裂。卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)能調(diào)節(jié)細(xì)胞核的脫分化和分裂。與鯉鯽核質(zhì)雜交魚相比，培育多利羊的與鯉鯽核

17、質(zhì)雜交魚相比，培育多利羊的突破之處突破之處何在？何在？【供核細(xì)胞是高度分化的體細(xì)胞，而不是胚胎細(xì)胞?！俊咎崾荆哼z傳上、生理上、心理上】治療性克隆治療性克隆特定器官，用于疾病治療，特定器官，用于疾病治療， 其過程僅部分基因得到表達(dá)。其過程僅部分基因得到表達(dá)。生殖性克隆生殖性克隆完整個(gè)體，用于人類輔助生育，完整個(gè)體，用于人類輔助生育， 其過程為基因組的全面表達(dá)。其過程為基因組的全面表達(dá)。人口數(shù)量的控制，人口數(shù)量的控制，影響人類的進(jìn)化，影響人類的進(jìn)化， （有性生殖的優(yōu)越性（有性生殖的優(yōu)越性?）世代觀念及相關(guān)的家庭和道德、法律、倫理規(guī)范受到挑戰(zhàn)。世代觀念及相關(guān)的家庭和道德、法律、倫理規(guī)范受到挑戰(zhàn)。技術(shù)

18、不成熟，成功率低，克隆胚胎常出現(xiàn)遺傳發(fā)育問題，存在技術(shù)不成熟，成功率低，克隆胚胎常出現(xiàn)遺傳發(fā)育問題，存在 一定隱患。一定隱患。利用克隆人進(jìn)行非法活動(dòng)，非法對(duì)待克隆人；甚至危及人類利用克隆人進(jìn)行非法活動(dòng)，非法對(duì)待克隆人；甚至危及人類 整體的利益。整體的利益。【技術(shù)具有通用性【技術(shù)具有通用性】培育生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物；培育生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物；改良并快速繁殖家畜品種（如核質(zhì)雜交魚）；改良并快速繁殖家畜品種（如核質(zhì)雜交魚）；園藝業(yè)和畜牧業(yè)中繁育遺傳性狀穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)品種和良種家畜園藝業(yè)和畜牧業(yè)中繁育遺傳性狀穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)品種和良種家畜治療人體疾病：克隆自身器官，替換自己病變的器官。治療人體疾?。嚎寺∽陨砥鞴伲鎿Q自己病變的器官?！炯葷M足了器官來源，又避免的異體移植的免疫排斥反應(yīng)?！炯葷M足了器官來源，又避免的異體移植的免疫排斥反應(yīng)。】（如干細(xì)胞克隆特定器官，用于器官移植；克隆體細(xì)胞，用于篩選藥物等）（如干細(xì)胞克隆特定器官，用于器官移植；克隆體細(xì)胞，用于篩選藥物等）挽救瀕危動(dòng)物（如白暨豚等），以保護(hù)生物多樣性。挽救瀕危動(dòng)物（如白暨豚等），以保護(hù)生物多樣性。結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)和克隆技術(shù)，培育結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)和克隆技術(shù)