【課件】動物細胞工程（第3課時）課件-2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

1、2.2 動物細胞工程（課時3）教學(xué)目標1. 闡明利用動物體細胞核移植技術(shù)克隆動物的過程和該技術(shù)的應(yīng)用前景。細胞工程新課導(dǎo)入1.概念：將動物一個細胞的細胞核，移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。動物細胞核的全能性無性生殖2.原理？3.生殖方式？動物細胞核移植技術(shù)動物細胞核移植技術(shù)4.哺乳動物核移植分類種類難易程度原因胚胎細胞核移植 分化程度 ，全能性容易表現(xiàn)體細胞核移植分化程度 ，全能性較難表現(xiàn)低高相對容易5.非人靈長類動物體細胞核移植的困難原因供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復(fù)其 前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致

2、了胚胎發(fā)育率低；對非人靈長類動物 進行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化非人靈長類具有許多與人類相似的生物學(xué)特征，研究工作中，使用量最多的是舊大陸猴, 其中獼猴屬最為重要。我國首例體細胞克隆猴十分困難從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（右邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到M期。從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞，進行培養(yǎng)。通過顯微操作去核。將供體細胞注入去核的卵母細胞。體細胞核移植的過程通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞，形成重構(gòu)胚。用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程。重構(gòu)胚是

3、指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個體的能力。將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛體細胞核移植的過程一般指DNA分子擴增。由一個細胞分裂所形成的細胞群體。指基因型完全相同的個體或群體。分子水平：細胞水平：個體水平：克隆是無性繁殖，具體地說，是指一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細胞或個體。動物細胞核移植技術(shù)動物細胞核移植技術(shù)該過程中應(yīng)用到的技術(shù)？動物細胞培養(yǎng)動物細胞核移植早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植該過程的原理？動物細胞核的全能性動物細胞融合克隆動物的性別？供體1.動物體細胞核移植的過程動物細胞核移植技術(shù)2.動物體細胞核移植過程分

4、析：（1）為什么要選擇M期卵母細胞作為受體細胞？卵母細胞體積 ，易操作；卵母細胞的細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核 表達的物質(zhì)；卵母細胞內(nèi)卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。大全能性（2）在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，為什么必須先對卵母細胞進行去核操作？為了使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞。3.體細胞核移植結(jié)果克隆動物的性狀與核供體生物的性狀基本相同，但不是完全相同?？寺游锏木€粒體遺傳物質(zhì)一般來自于受體卵母細胞。生物的性狀不完全由基因決定，環(huán)境也有重要影響。動物細胞核移植技術(shù)3.體細胞核移植結(jié)果體細胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細胞相比，有什么相似或不同之處?請你預(yù)測它們應(yīng)用前

5、景的差異。提示：都能生成干細胞，但過程完全不同。通過體細胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細胞；誘導(dǎo)iPS細胞需要在細胞中表達幾個關(guān)鍵基因，將細胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細胞的狀態(tài)。體細胞核移植技術(shù)對核供體細胞有較高要求，一般情況下體細胞的分化程度越高，它重編程為干細胞的成功率就越低；可誘導(dǎo)成為iPS細胞的細胞來源相對廣一些，研究表明成纖維細胞、B淋巴細胞、脂肪干細胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細胞。體細胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細胞、去核、融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)iPS細胞的技術(shù)流程相對簡單，可能更適合用于生產(chǎn)實踐。目前科學(xué)家還在研究由這兩種技術(shù)生成的干細胞在基因表達、DNA甲基化等方面的差異

6、，這些研究成果也將直接影響它們今后的應(yīng)用。動物細胞核移植技術(shù)體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景體細胞核移植在畜牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生以及其他領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。（1）在畜牧生產(chǎn)中加速家畜遺傳改良進程、促進優(yōu)良畜群繁育。體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：通過建立轉(zhuǎn)基因體細胞系，再利用體細胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；在治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細胞、組織或器官，將它們移植給患者時可以避免免疫排斥反應(yīng)。體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景（3）在科研領(lǐng)

7、域：研究克隆動物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因；克隆特定疾病模型的動物，還能為研究該疾病的致病機制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。（4）在保護瀕危物種方面：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存貨數(shù)量。成功率低，各技術(shù)環(huán)節(jié)有待改進。核移植的理論研究較為滯后，需要與發(fā)育生物學(xué)、細胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等更深層次的理論研究相結(jié)合?？寺游锎嬖诮】祮栴}，許多表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷。研究仍在繼續(xù)深入，許多問題需要解決。體細胞核移植技術(shù)存在的問題課堂小結(jié)1.細胞核移植的原理動物體細胞核移植的原理是細胞核的全能性，而不是動物細胞的全能性。因為動物體細胞

8、的全能性受到限制，不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體，所以用體細胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動物，說明動物體細胞的細胞核具有全能性。課堂小結(jié)2.對核移植與克隆的理解（1）克隆是指遺傳組成完全相同的分子、細胞或個體，即克隆應(yīng)包含三個層次的內(nèi)容：分子水平克?。喝鏒NA復(fù)制；（2）核移植技術(shù)中選用的核供體應(yīng)為具有優(yōu)良性狀的個體，提供卵母細胞的受體和代孕個體只需為同一物種的健康雌性個體即可。細胞水平克?。喝鐒游锛毎囵B(yǎng)；個體水平克?。喝缈寺游?。課堂小結(jié)（3）細胞核移植技術(shù)中注入去核卵母細胞中的不是供體細胞核，而是整個細胞。伴隨著兩細胞融合，體現(xiàn)出細胞膜具有一定的流動性的結(jié)構(gòu)特點。（4）核移植時，一般先通過電刺激使供體細胞和受體細胞融合，再用物理或化學(xué)方法激活受體細胞，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程。（5）細胞核移植涉及的生物技術(shù)：動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、動物細胞融合技術(shù)、核移植技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等。其中，核移植是核心技術(shù)。1.假設(shè)世界上最后一頭野驢剛死亡，以下使它復(fù)生的方案中可行的是（ ）A.將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育出新個體B.將野驢的體細胞取出，利用組織培養(yǎng)培育出新個體C.將野驢的體細胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育出新個體D.將野驢的體細胞核移植到家驢的去核卵母細胞中，經(jīng)孕育培育出新個體D課后練習(xí)2.2017年，某國批準了首例使用細胞核移植技術(shù)培育三親嬰兒的申請