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

第2節(jié)：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)物什么是動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)？動(dòng)物體細(xì)胞核移植的基本過程是什么？體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景有哪些？怎樣理性看到體細(xì)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(xì)胞中的“核”其實(shí)是紡錘體-染色體復(fù)合物。3.過程圖中“重組胚胎”改為“重構(gòu)胚”。4.過程圖變簡(jiǎn)潔。1.概念：將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物.2.原理：動(dòng)物(體)細(xì)胞核的全能性3.種類：胚胎細(xì)胞核移植：體細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性容易受體細(xì)胞：MⅡ中期的卵母細(xì)胞細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難（一）理論基礎(chǔ)：生殖方式：無性生殖動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)一克隆是指由一個(gè)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(xì)胞或個(gè)體。拓展：克隆1.定義：2.三個(gè)層次：DNA（分子）、細(xì)胞、個(gè)體思考：下列克隆分別用什么技術(shù)：

動(dòng)物細(xì)胞克隆——

動(dòng)物克隆——

植物克隆——DNA克隆——?jiǎng)游锛?xì)胞培養(yǎng)核移植植物組織培養(yǎng)PCR技術(shù)4.非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體細(xì)胞核移植的困難原因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____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(zhǎng)類動(dòng)物_____進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物：具有許多與人類相似的生物學(xué)特征的靈長(zhǎng)類動(dòng)物動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)一2017年我國培育世界上首例體細(xì)胞克隆猴1997年美國從胚胎細(xì)胞“克隆了”兩只猴子2017年11月27日，世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”在中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所(上海)、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長(zhǎng)類平臺(tái)誕生(蘇州)；12月5日第二個(gè)克隆猴“華華”誕生。世界首例體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”在中國誕生思考1、為什么要進(jìn)行克隆猴的研究？2、用克隆鼠、兔等不能進(jìn)行藥物篩選嗎？3、用自然界的猴進(jìn)行藥物篩選不可以嗎？為什么一定要克隆猴進(jìn)行藥物篩選？2017年11月27日，世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”在中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所(上海)、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長(zhǎng)類平臺(tái)誕生(蘇州)；12月5日第二個(gè)克隆猴“華華”誕生。世界首例體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”在中國誕生思考1、為什么要進(jìn)行克隆猴的研究？研究人類疾病發(fā)病機(jī)制、研發(fā)新藥時(shí)進(jìn)行藥物的篩選。2、用克隆鼠、兔等不能進(jìn)行藥物篩選嗎？鼠和兔等哺乳動(dòng)物與人類的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，用它們篩選出來的藥物對(duì)人類的效果不好甚至沒有作用。3、用自然界的猴進(jìn)行藥物篩選不可以嗎？為什么一定要克隆猴進(jìn)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(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。③有時(shí)用轉(zhuǎn)基因猴進(jìn)行藥物篩選效果更好我國科研工作者能在10秒內(nèi)對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞去核操作，在15秒之內(nèi)將體細(xì)胞注入到卵母細(xì)胞。因?yàn)椴僮髟娇?，卵?xì)胞受損就越小，這一神速正是實(shí)驗(yàn)成功的最重要基礎(chǔ)之一?？寺『铩爸兄小薄叭A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(xì)胞全能性。1.神秘的配方2.神奇的速度動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性整個(gè)細(xì)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(dòng)物體細(xì)胞克隆猴的成功說明了什么？認(rèn)真閱讀P53圖2-18，思考下列問題：1.選擇卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因？采集的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至

；

卵母細(xì)胞去核的方法？“去核”去的是什么？2.注入去核的卵母細(xì)胞的是整個(gè)供體細(xì)胞還是供體細(xì)胞的細(xì)胞核？為什么？3.誘導(dǎo)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(shí)驗(yàn)可以證明？6.該過程用到哪些技術(shù)手段？

（以體細(xì)胞克隆牛為例）動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)一（二）體細(xì)胞核移植過程：重構(gòu)胚P53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1.該過程中應(yīng)用到的技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞核移植胚胎移植2.選擇卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因:②含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件3.將供體細(xì)胞整個(gè)注入去核卵母細(xì)胞中的原因：對(duì)卵母細(xì)胞損傷較??；保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。直接將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞的透明帶內(nèi)①卵母細(xì)胞體積大，易操作（二）體細(xì)胞核移植過程：4.卵母細(xì)胞去核的方法：

。顯微操作（去核）法紡錘體-染色體復(fù)合物由于MⅡ期卵母細(xì)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(jí)卵母細(xì)胞第一極體

6、卵母細(xì)胞去核的原因是什么？保證克隆動(dòng)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(dá)到去核的目的。沒有刺破卵母細(xì)胞膜，對(duì)卵母細(xì)胞傷害小。梯度離心、紫外光短時(shí)間照射、化學(xué)物質(zhì)處理5.“去核”去的是什么？7、克隆出的小牛是對(duì)體細(xì)胞供體奶牛進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？克隆動(dòng)物遺傳物質(zhì)細(xì)胞核的DNA來自于供體動(dòng)物的細(xì)胞核線粒體中的DNA供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞生活環(huán)境：（二）體細(xì)胞核移植過程：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。（三）體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景動(dòng)物體細(xì)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(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（三）體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景動(dòng)物體細(xì)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(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。（三）體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)一治療性克?、?/p>

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（三）體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)一一體細(xì)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(dòng)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(xì)胞克隆的動(dòng)物——多莉，因患有嚴(yán)重的肺部疾病被實(shí)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(dòng)物是否早衰的爭(zhēng)論。一些研究者認(rèn)為，克隆動(dòng)物的端粒比較短，基因表達(dá)不正常，早衰是一種必然現(xiàn)象。另一些研究者則認(rèn)為，克隆動(dòng)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(dòng)物在發(fā)育過程中出現(xiàn)了變異，早衰只是偶然現(xiàn)象。請(qǐng)你搜集資料，尋找支持各方觀點(diǎn)的研究證據(jù)。你也可以調(diào)查克隆動(dòng)物存在的其他問題，并說明科學(xué)家是如何解決這些問題的?！就卣箲?yīng)用】P55動(dòng)物體細(xì)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(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(cè)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（

）A.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C

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，它的數(shù)量仍然非常少。有科學(xué)家嘗試采用體細(xì)胞核移植技術(shù)來克隆大熊貓。請(qǐng)你結(jié)合本節(jié)所學(xué)內(nèi)容并搜集相關(guān)資料了解這方面的研究進(jìn)展。也有人不贊成進(jìn)行克隆大熊貓的研究，認(rèn)為保護(hù)大熊貓的最好措施就是保護(hù)現(xiàn)有大熊貓及其生存環(huán)境,對(duì)此你有什么看法?是否贊成克隆大熊貓，學(xué)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(rèn)識(shí)到無論贊成還是反對(duì)克隆大熊貓的研究，都應(yīng)該保護(hù)好大熊貓的生存環(huán)境，