【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（2019）選擇性必修3

2.2.3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)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(gè)小猴，周圍攢簇。”細(xì)胞核移植技術(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(shí)期，人們已經(jīng)有了對(duì)個(gè)體克隆的渴望。毫毛來自體細(xì)胞，我們能用體細(xì)胞“變”出猴來嗎？核移植相當(dāng)于孫悟空施的“魔法”，科學(xué)家通過核移植技術(shù)成功培育了克隆猴等動(dòng)物。概念：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，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。分類：胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植細(xì)胞核移植技術(shù)的概念克隆動(dòng)物：用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。概念：將動(dòng)物一個(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)。結(jié)果：形成重新組合的細(xì)胞并發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體；原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性若為體細(xì)胞核移植，則原理為“動(dòng)物體細(xì)胞核的全能性”生殖方式：無性生殖細(xì)胞核移植技術(shù)的概念難度：動(dòng)物體細(xì)胞核移植難度高于胚胎細(xì)胞核移植原因：①動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度______，表現(xiàn)全能性_________②動(dòng)物體細(xì)胞分化程度________，表現(xiàn)全能性_________非人靈長類動(dòng)物的體細(xì)胞核移植非常困難的原因：一方面供體細(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)，導(dǎo)致胚胎發(fā)育率低；另一方面是對(duì)非人靈長類動(dòng)物胚胎進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。細(xì)胞核移植技術(shù)的概念低相對(duì)容易高十分困難我國自主培育的體細(xì)胞克隆牛我們在初中生物的學(xué)習(xí)中就已經(jīng)簡單了解過“多莉羊”的克隆過程：體細(xì)胞核移植的過程移植去細(xì)胞核新細(xì)胞黑色母羊C代孕多利白色母羊A黑色母羊B提取細(xì)胞核體細(xì)胞核移植的過程從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細(xì)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(xì)胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期用物理或化學(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(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程減數(shù)分裂Ⅱ中期卵母細(xì)胞體積大，易操作，含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件胚胎移植思考：受體細(xì)胞為什么選用卵母細(xì)胞？卵細(xì)胞次級(jí)卵母細(xì)胞第一極體MⅡ期：減數(shù)第二次分裂中期卵母細(xì)胞作受體細(xì)胞的原因：體積大，易操作；含有激發(fā)細(xì)胞核全能性的物質(zhì)。供體細(xì)胞去核卵母細(xì)胞

重組胚胎克隆動(dòng)物

克隆過程

克隆就是無性繁殖，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。克隆過程分子水平：一般指DNA分子擴(kuò)增。細(xì)胞水平：由一個(gè)細(xì)胞分裂所形成的細(xì)胞群體。個(gè)體水平：指基因型完全相同的個(gè)體或群體。在將體細(xì)胞的核移植到卵母細(xì)胞之前，為什么必須先對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作？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?。思考·討論你認(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？絕大部分DNA來自于供體細(xì)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(xì)胞。此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物不會(huì)是核供體動(dòng)物100%的復(fù)制。思考·討論體細(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？請你預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。相同之處：體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得的重構(gòu)胚和iPS細(xì)胞都具有發(fā)育的全能性；不同之處：體細(xì)胞核移植技術(shù)需對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作，誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要借助載體將特定基因?qū)爰?xì)胞。前景：體細(xì)胞核移植技術(shù)主要應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)獲得克隆動(dòng)物、醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域治療人類疾??；iPS細(xì)胞除用于治療人類疾病外，也可用于對(duì)體細(xì)胞編程機(jī)理、細(xì)胞再生機(jī)理等的研究。思考·討論體細(xì)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(xì)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(dòng)物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)大量醫(yī)用蛋白②克隆動(dòng)物（也經(jīng)過轉(zhuǎn)基因操作）的細(xì)胞、組織、器官可作為異種移植的供體體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：成功率低：胚胎移植——?jiǎng)游镉左w產(chǎn)出概率＜10％克隆動(dòng)物存在健康問題：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，免疫失調(diào)等；易出現(xiàn)早衰（多利羊猜想）?？寺?dòng)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(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)體練習(xí)與應(yīng)用D2017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。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.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(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?練習(xí)與應(yīng)用2003年，世界上第一只用體細(xì)胞克隆的動(dòng)物——多利，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。多利的死亡引發(fā)了關(guān)于克隆動(dòng)物是否早衰的爭論。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