【課件】2.2.3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物-（人教版2019選擇性必修3）

2.2動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物新教材?人教版?選擇性必修三【教學(xué)過程】TeachingProcess1.概念圖3.教學(xué)總結(jié)、綜合2.課堂教

學(xué)內(nèi)容4.課堂練習(xí)鞏固典型習(xí)題規(guī)律總結(jié)克隆動(dòng)物建立模型核移植技術(shù)細(xì)胞核移植早期胚胎卵裂……胚胎移植C母綿羊子宮多莉羊妊娠分娩卵細(xì)胞Ａ母綿羊細(xì)胞質(zhì)Ｂ母綿羊乳腺細(xì)胞細(xì)胞核重組細(xì)胞C代孕母羊

到社會(huì)中去照片中兩只可愛的小猴，分別叫"中中"和"華華"，它們誕生于2017年，一出生就轟動(dòng)了全世界，這是我國科學(xué)家的研究成果。你知道它們是如何培育出來的嗎?在這之前，科學(xué)家培育了胚胎細(xì)胞克隆猴，你知道兩者有什么不同嗎?其實(shí)，自1996年首個(gè)體細(xì)胞克隆動(dòng)物多莉羊（Dolly）誕生以來，人類已經(jīng)成功克隆了馬、牛和豬等大型家畜，但為什么體細(xì)胞克隆猴的誕生能轟動(dòng)世界呢?1996年如：多莉羊（1）動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)：將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。動(dòng)物細(xì)胞核移植胚胎細(xì)胞核移植體細(xì)胞核移植（2）原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性（3）分類：4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度____，表現(xiàn)全能性______________動(dòng)物體細(xì)胞分化程度____，表現(xiàn)全能性________________低相對(duì)容易高十分困難因此，動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植在體細(xì)胞核移植中，非人靈長類動(dòng)物的體細(xì)胞核移植非常困難。主要原因：①供體細(xì)胞的細(xì)胞核在去核卵母細(xì)胞中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低；②對(duì)非人靈長類動(dòng)物胚胎操作的技術(shù)尚不完善。我國科學(xué)家經(jīng)過多年努力，攻克了這些障礙，終于成功獲得了體細(xì)胞克隆猴。4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（3）分類：4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚是指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞一般指DNA分子擴(kuò)增由一個(gè)細(xì)胞分裂所形成的細(xì)胞群體指基因型完全相同的個(gè)體或群體分子水平：細(xì)胞水平：個(gè)體水平：①克隆是無性繁殖，具體地說，是指一個(gè)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(xì)胞或個(gè)體。4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞：有關(guān)體細(xì)胞核移植的問題4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞②受體細(xì)胞：體外培養(yǎng)到MⅡ中期

(減數(shù)第二次分裂中期)選材原因：

A.卵母細(xì)胞體積大，易操作。

B.細(xì)胞質(zhì)中存在激活重構(gòu)需要的因子。如促成熟因子（MPF）-其水平高低可影響供體染色質(zhì)的狀態(tài)和復(fù)制。注入卵母細(xì)胞的是供體細(xì)胞還是其細(xì)胞核?

最初是"細(xì)胞核"，也是"核移植"這一名詞的含義和來源。

后來直接將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞的透明帶內(nèi)，再用病毒介導(dǎo)或電脈沖等方法使其融合。

優(yōu)點(diǎn)∶操作簡單，對(duì)卵母細(xì)胞損傷較小。4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞④刺激手段：A.電融合法使供受體細(xì)胞融合，形成重構(gòu)胚。B.物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。如電刺激、Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑等③在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核？為使核移植的胚胎或動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來供體細(xì)胞，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前，必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐摹?.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞⑤你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的克隆動(dòng)物，是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？

克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自體細(xì)胞供體（核供體）動(dòng)物的細(xì)胞核，但其細(xì)胞核外的DNA，即線粒體中的DNA同時(shí)來自核供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆動(dòng)物不是對(duì)核供體動(dòng)物進(jìn)行完全相同的復(fù)制。

此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但由于動(dòng)物的發(fā)育及一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境與核供體動(dòng)物生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，所以從這一角度看，克隆動(dòng)物也不是對(duì)核供體動(dòng)物進(jìn)行100%的復(fù)制。4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞⑥體細(xì)胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細(xì)胞相比，有什么相似或不同之處?請(qǐng)你預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。都能生成干細(xì)胞，但過程完全不同。A.通過體細(xì)胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個(gè)關(guān)鍵基因，將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。B.體細(xì)胞核移植技術(shù)對(duì)核供體細(xì)胞有較高要求，一般情況下體細(xì)胞的分化程度越高，它重編程為干細(xì)胞的成功率就越低；可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來源相對(duì)廣一些，研究表明成纖維細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞。C.體細(xì)胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細(xì)胞、去核、融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對(duì)簡單，可能更適合用于生產(chǎn)實(shí)踐。目前科學(xué)家還在研究由這兩種技術(shù)生成的干細(xì)胞在基因表達(dá)、DNA甲基化等方面的差異，這些研究成果也將直接影響它們今后的應(yīng)用。⑦動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的原理是什么？

該過程用到哪些技術(shù)手段？

動(dòng)物細(xì)胞核的全能性動(dòng)物體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞⑧用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，想一想，這是為什么？培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代左右時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞⑨對(duì)比多莉羊和課本高產(chǎn)奶牛的克隆過程，找出操作過程的不同點(diǎn)？討論分析上述哪一種措施更科學(xué)？并說明理由？

多莉克隆過程的受體細(xì)胞是去核卵細(xì)胞，而高產(chǎn)奶牛的克隆過程的受體細(xì)胞是去核卵母細(xì)胞；多莉克隆過程是將供體細(xì)胞核注入受體細(xì)胞，而高產(chǎn)奶牛的克隆過程是將供體細(xì)胞注入受體細(xì)胞。

卵母細(xì)胞當(dāng)中的細(xì)胞周期蛋白含量、活性比卵細(xì)胞高，用它作受體更容易成功，將供體細(xì)胞注入受體細(xì)胞，使克隆動(dòng)物更像供體動(dòng)物，操作也方便。4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程（4）過程：重構(gòu)胚早期胚胎通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核從供體身體的某一部位上取體細(xì)胞(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景①畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程②醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：A.建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，再利用此技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。乳腺生物反應(yīng)器(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程②醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：B.治療人類疾病時(shí)，轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器官，可作為異種移植的供體。C.患者的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化，能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官可用于移植以避免免疫排斥反應(yīng)。D.研究克隆動(dòng)物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；E.克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可通過對(duì)比來分析致病基因；F.克隆特定疾病模型的動(dòng)物，能為研究該疾病的致病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程③保護(hù)瀕危物種：有望增加瀕危物種的存活數(shù)量中華眼鏡蛇大型東烏桑巴拉葉片角變色龍黑草黃弄蝶(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程①成功率低，各技術(shù)環(huán)節(jié)有待改進(jìn)。②核移植的理論研究較為滯后，需要與發(fā)育生物學(xué)、細(xì)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。③克隆動(dòng)物存在健康問題，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。(6)體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題4.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一.動(dòng)物細(xì)胞工程一.概念檢測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(gè)體B.將野驢的體細(xì)胞取出，利用組織培養(yǎng)培育出新個(gè)體C.將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育出新個(gè)體D.將野驢的體細(xì)胞核移植到家驢的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)孕育培育出新個(gè)體D練習(xí)與應(yīng)用（P55）一.概念檢測2.2017年，某國批準(zhǔn)了首例使用細(xì)胞核移植技術(shù)培育"三親嬰兒"的申請(qǐng)。其培育過程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是（

）CA.該技術(shù)涉及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞核移植等操作B.該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代C.卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給"三親嬰兒"D."三親嬰兒"同時(shí)擁有自己父親、母親及卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者的部分基因練習(xí)與應(yīng)用（P55）二.拓展應(yīng)用1.大熊貓是我國的國寶。盡管我國政府采取了許多保護(hù)措施，但由于大熊貓的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的