【公開課課件】2.2.3動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物課件2021-2022學年高二下學期生物人教版選擇性必修3

第2節(jié)：動物細胞工程動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物什么是動物細胞核移植技術(shù)？動物體細胞核移植的基本過程是什么？體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景有哪些？怎樣理性看到體細胞核移植技術(shù)存在的問題？新舊教材變化：1.本節(jié)內(nèi)容屬于舊教材選修3第2章第2節(jié)的內(nèi)容。2.卵母細胞中的“核”其實是紡錘體-染色體復合物。3.過程圖中“重組胚胎”改為“重構(gòu)胚”。4.過程圖變簡潔。1.概念：將動物的一個細胞的細胞核，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.2.原理：動物(體)細胞核的全能性3.種類：胚胎細胞核移植：體細胞核移植：細胞分化程度低，恢復全能性容易受體細胞：MⅡ中期的卵母細胞細胞分化程度高，恢復全能性十分困難（一）理論基礎(chǔ)：生殖方式：無性生殖動物體細胞核移植技術(shù)一克隆是指由一個共同的祖先，通過無性繁殖產(chǎn)生一群遺傳特性相同的DNA分子、細胞或個體。拓展：克隆1.定義：2.三個層次：DNA（分子）、細胞、個體思考：下列克隆分別用什么技術(shù)：

動物細胞克隆——

動物克隆——

植物克隆——DNA克隆——動物細胞培養(yǎng)核移植植物組織培養(yǎng)PCR技術(shù)4.非人靈長類動物體細胞核移植的困難原因①供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復其____前的功能狀態(tài)，這導致了_____________；胚胎發(fā)育率低②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動物：具有許多與人類相似的生物學特征的靈長類動物動物體細胞核移植技術(shù)一2017年我國培育世界上首例體細胞克隆猴1997年美國從胚胎細胞“克隆了”兩只猴子2017年11月27日，世界上首個體細胞克隆猴“中中”在中國科學院神經(jīng)科學研究所(上海)、腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長類平臺誕生(蘇州)；12月5日第二個克隆猴“華華”誕生。世界首例體細胞克隆猴“中中”“華華”在中國誕生思考1、為什么要進行克隆猴的研究？2、用克隆鼠、兔等不能進行藥物篩選嗎？3、用自然界的猴進行藥物篩選不可以嗎？為什么一定要克隆猴進行藥物篩選？2017年11月27日，世界上首個體細胞克隆猴“中中”在中國科學院神經(jīng)科學研究所(上海)、腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長類平臺誕生(蘇州)；12月5日第二個克隆猴“華華”誕生。世界首例體細胞克隆猴“中中”“華華”在中國誕生思考1、為什么要進行克隆猴的研究？研究人類疾病發(fā)病機制、研發(fā)新藥時進行藥物的篩選。2、用克隆鼠、兔等不能進行藥物篩選嗎？鼠和兔等哺乳動物與人類的親緣關(guān)系較遠，用它們篩選出來的藥物對人類的效果不好甚至沒有作用。3、用自然界的猴進行藥物篩選不可以嗎？為什么一定要克隆猴進行藥物篩選？①自然界的猴繁殖慢，后代數(shù)目少②自然界的猴基因型不同（遺傳背景不同），會干擾實驗結(jié)果。③有時用轉(zhuǎn)基因猴進行藥物篩選效果更好我國科研工作者能在10秒內(nèi)對卵母細胞進行細胞去核操作，在15秒之內(nèi)將體細胞注入到卵母細胞。因為操作越快，卵細胞受損就越小，這一神速正是實驗成功的最重要基礎(chǔ)之一。克隆猴“中中”“華華”在成功的秘訣我國科研工作者研制出一種抑制劑和一種酶在理想濃度的搭配下形成的“神秘”配方，可以大大提升體細胞全能性。1.神秘的配方2.神奇的速度動物體細胞核具有全能性整個細胞隨分化程度的提高，分化潛能逐漸減弱，全能性受到限制。思考、動物體細胞克隆猴的成功說明了什么？認真閱讀P53圖2-18，思考下列問題：1.選擇卵母細胞作為核移植受體細胞的原因？采集的卵母細胞應(yīng)培養(yǎng)至

；

卵母細胞去核的方法？“去核”去的是什么？2.注入去核的卵母細胞的是整個供體細胞還是供體細胞的細胞核？為什么？3.誘導融合的方法？融合的結(jié)果？4.什么是重構(gòu)胚？激活重構(gòu)胚的方法？用這些方法處理重構(gòu)胚的目的？5.該實驗可以證明？6.該過程用到哪些技術(shù)手段？

（以體細胞克隆牛為例）動物體細胞核移植技術(shù)一（二）體細胞核移植過程：重構(gòu)胚P53早期胚胎通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞用物理或化學方法激活重構(gòu)胚，使其完成細胞分裂和發(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胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細胞供體細胞培養(yǎng)將供體細胞注入去核的卵母細胞高產(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胞1.該過程中應(yīng)用到的技術(shù)動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植胚胎移植2.選擇卵母細胞作為核移植受體細胞的原因:②含有促使細胞核表達全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件3.將供體細胞整個注入去核卵母細胞中的原因：對卵母細胞損傷較??；保證供體細胞的細胞核不被破壞，操作方便。直接將供體細胞注入去核卵母細胞的透明帶內(nèi)①卵母細胞體積大，易操作（二）體細胞核移植過程：4.卵母細胞去核的方法：

。顯微操作（去核）法紡錘體-染色體復合物由于MⅡ期卵母細胞核的位置靠近第一極體，用微型吸管一般一并吸出第一極體次級卵母細胞第一極體

6、卵母細胞去核的原因是什么？保證克隆動物的遺傳物質(zhì)最大限度來自優(yōu)良供體。使DNA變性失活，達到去核的目的。沒有刺破卵母細胞膜，對卵母細胞傷害小。梯度離心、紫外光短時間照射、化學物質(zhì)處理5.“去核”去的是什么？7、克隆出的小牛是對體細胞供體奶牛進行了100%的復制嗎？克隆動物遺傳物質(zhì)細胞核的DNA來自于供體動物的細胞核線粒體中的DNA供體細胞和受體卵母細胞生活環(huán)境：（二）體細胞核移植過程：①畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。（三）體細胞核移植的應(yīng)用前景動物體細胞核移植技術(shù)一②醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：A.建立轉(zhuǎn)基因體細胞系，再利用此技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。乳腺生物反應(yīng)器（三）體細胞核移植的應(yīng)用前景動物體細胞核移植技術(shù)一②

醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：B.治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、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胞經(jīng)過誘導分化，能形成相應(yīng)的細胞、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物，可通過對比來分析致病基因；F.克隆特定疾病模型的動物，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。（三）體細胞核移植的應(yīng)用前景動物體細胞核移植技術(shù)一治療性克?、?/p>

保護瀕危物種：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（三）體細胞核移植的應(yīng)用前景動物體細胞核移植技術(shù)一一體細胞核移植技術(shù)存在的問題1、成功率低：2、健康問題：3、研究較為滯后?？寺∨咛ヒ浦渤晒β势骄坏?0%許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大、異常肥胖、發(fā)育困難、臟器缺陷、免疫缺陷等。2.

2003年，世界上第一只用體細胞克隆的動物——多莉，因患有嚴重的肺部疾病被實施了安樂死。它只活了7歲，而普通綿羊的平均壽命在12歲左右。多莉的死亡引發(fā)了關(guān)于克隆動物是否早衰的爭論。一些研究者認為，克隆動物的端粒比較短，基因表達不正常，早衰是一種必然現(xiàn)象。另一些研究者則認為，克隆動物的遺傳物質(zhì)是正常的，目前發(fā)現(xiàn)的早衰跡象是在克隆過程中的一些技術(shù)問題造成的;或者克隆動物在發(fā)育過程中出現(xiàn)了變異，早衰只是偶然現(xiàn)象。請你搜集資料，尋找支持各方觀點的研究證據(jù)。你也可以調(diào)查克隆動物存在的其他問題，并說明科學家是如何解決這些問題的?！就卣箲?yīng)用】P55動物體細胞核移植技術(shù)一1.

假設(shè)世界上最后一頭野驢剛死亡，以下使它"復生"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練習與應(yīng)用P55一、概念檢測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。其培育過程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是（

）A.該技術(shù)涉及動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植等操作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.卵母細胞捐獻者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給"三親嬰兒"D.

"三親嬰兒"同時擁有自己父親、母親及卵母細胞捐獻者的部分基因C

1.

大熊貓是我國的國寶。盡管我國政府采取了許多保護措施，但由于大熊貓的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的數(shù)量仍然非常少。有科學家嘗試采用體細胞核移植技術(shù)來克隆大熊貓。請你結(jié)合本節(jié)所學內(nèi)容并搜集相關(guān)資料了解這方面的研究進展。也有人不贊成進行克隆大熊貓的研究，認為保護大熊貓的最好措施就是保護現(xiàn)有大熊貓及其生存環(huán)境,對此你有什么看法?是否贊成克隆大熊貓，學生的回答只要言之有理，就應(yīng)該予以支持，并且還應(yīng)該讓他們認識到無論贊成還是反對克隆大熊貓的研究，都應(yīng)該保護好大熊貓的生存環(huán)境，