【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（2019）選擇性必修3

2.2.3動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物“悟空”拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空而去，叫一聲‘變！’即變作三二百個小猴，周圍攢簇?！奔毎艘浦布夹g(shù)的概念這段《西游記》中的一段描述充分展現(xiàn)了我國先賢們的想象力，在很早的時期，人們已經(jīng)有了對個體克隆的渴望。毫毛來自體細胞，我們能用體細胞“變”出猴來嗎？核移植相當于孫悟空施的“魔法”，科學家通過核移植技術(shù)成功培育了克隆猴等動物。概念：將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體。分類：胚胎細胞核移植和體細胞核移植細胞核移植技術(shù)的概念克隆動物：用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。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)。結(jié)果：形成重新組合的細胞并發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體；原理：動物細胞核的全能性若為體細胞核移植，則原理為“動物體細胞核的全能性”生殖方式：無性生殖細胞核移植技術(shù)的概念難度：動物體細胞核移植難度高于胚胎細胞核移植原因：①動物胚胎細胞分化程度______，表現(xiàn)全能性_________②動物體細胞分化程度________，表現(xiàn)全能性_________非人靈長類動物的體細胞核移植非常困難的原因：一方面供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)，導致胚胎發(fā)育率低；另一方面是對非人靈長類動物胚胎進行操作的技術(shù)尚不完善。細胞核移植技術(shù)的概念低相對容易高十分困難我國自主培育的體細胞克隆牛我們在初中生物的學習中就已經(jīng)簡單了解過“多莉羊”的克隆過程：體細胞核移植的過程移植去細胞核新細胞黑色母羊C代孕多利白色母羊A黑色母羊B提取細胞核體細胞核移植的過程從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左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MⅡ期用物理或化學方法（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)育進程減數(shù)分裂Ⅱ中期卵母細胞體積大，易操作，含有促使細胞核表達全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件胚胎移植思考：受體細胞為什么選用卵母細胞？卵細胞次級卵母細胞第一極體MⅡ期：減數(shù)第二次分裂中期卵母細胞作受體細胞的原因：體積大，易操作；含有激發(fā)細胞核全能性的物質(zhì)。供體細胞去核卵母細胞

重組胚胎克隆動物

克隆過程

克隆就是無性繁殖，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。克隆過程分子水平：一般指DNA分子擴增。細胞水平：由一個細胞分裂所形成的細胞群體。個體水平：指基因型完全相同的個體或群體。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？為使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來供體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐?。思考·討論你認為用上述體細胞核移植技術(shù)培育的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100%的復(fù)制嗎？為什么？絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細胞。此外，即便動物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動物的一些行為、習性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供體動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其形成的行為、習性也不可能和核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物100%的復(fù)制。思考·討論體細胞核移植技術(shù)與誘導ips細胞相比，有什么相似或不同之處？請你預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。相同之處：體細胞核移植技術(shù)獲得的重構(gòu)胚和iPS細胞都具有發(fā)育的全能性；不同之處：體細胞核移植技術(shù)需對卵母細胞進行去核操作，誘導iPS細胞需要借助載體將特定基因?qū)爰毎?。前景：體細胞核移植技術(shù)主要應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)獲得克隆動物、醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域治療人類疾??；iPS細胞除用于治療人類疾病外，也可用于對體細胞編程機理、細胞再生機理等的研究。思考·討論體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景畜牧業(yè)領(lǐng)域：高產(chǎn)奶牛體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：與基因工程的綜合應(yīng)用①克隆動物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)大量醫(yī)用蛋白②克隆動物（也經(jīng)過轉(zhuǎn)基因操作）的細胞、組織、器官可作為異種移植的供體體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景體細胞核移植技術(shù)存在的問題體細胞核移植技術(shù)存在的問題：成功率低：胚胎移植——動物幼體產(chǎn)出概率＜10％克隆動物存在健康問題：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，免疫失調(diào)等；易出現(xiàn)早衰（多利羊猜想）。克隆動物食品的安全性問題存在爭議―、概念檢測假設(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)孕育培育出新個體練習與應(yīng)用D2017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.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練習與應(yīng)用B二、拓展應(yīng)用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?練習與應(yīng)用2003年，世界上第一只用體細胞克隆的動物——多利，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。多利的死亡引發(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