動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物課件 高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第二章

細(xì)胞工程第2節(jié)

動(dòng)物細(xì)胞工程三

動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物“（孫悟空）拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空噴去，叫一聲：‘變’！即變做三二百個(gè)小猴。”中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長(zhǎng)類研究平臺(tái)主任孫強(qiáng)及其團(tuán)隊(duì)的最新成果實(shí)現(xiàn)了這個(gè)場(chǎng)景。2018年1月25日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》以封面文章在線發(fā)表了他們的成果：成功培育全球首個(gè)體細(xì)胞克隆猴。世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”和她的妹妹“華華”在中國(guó)誕生近兩個(gè)月了，這意味著中國(guó)科學(xué)家成功突破了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法克隆靈長(zhǎng)類動(dòng)物的世界難題。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(lái)，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?（1）定義：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)。動(dòng)物細(xì)胞核移植胚胎細(xì)胞核移植體細(xì)胞核移植動(dòng)物細(xì)胞核的全能性（3）分類：動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)如：“中中”“華華”（2）原理：胚胎細(xì)胞核移植體細(xì)胞核移植（3）分類：動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)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)胞群體指無(wú)性繁殖得到的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：克隆是無(wú)性繁殖，具體地說(shuō)，是指一個(gè)共同的祖先，通過(guò)無(wú)性繁殖的方法產(chǎn)生出來(lái)的一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個(gè)體。（4）拓展（克?。簞?dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期此時(shí)期卵母細(xì)胞已發(fā)育成熟，具有受精能力卵細(xì)胞的發(fā)育在卵泡中進(jìn)行，當(dāng)?shù)谝粚勇雅菁?xì)胞層完全包被住卵細(xì)胞后，在卵細(xì)胞的外方開(kāi)始形成非細(xì)胞的膜，稱為透明帶。動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期①卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。②卵母細(xì)胞體積大，便于操作。③卵母細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。1、選擇MⅡ期卵母細(xì)胞的原因此時(shí)期卵母細(xì)胞已發(fā)育成熟，具有受精能力動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)通過(guò)顯微操作去核得到去核的卵母細(xì)胞2、卵母細(xì)胞去核的原因P54保證克隆動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物所提供的體細(xì)胞（供體細(xì)胞）。3、卵母細(xì)胞還有細(xì)胞核嗎？P52相關(guān)信息紡錘體-染色體復(fù)合物動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)通過(guò)顯微操作去核得到去核的卵母細(xì)胞4、卵母細(xì)胞去核的方法①顯微操作法（最常用）顯微操作去核動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)通過(guò)顯微操作去核得到去核的卵母細(xì)胞4、卵母細(xì)胞去核的方法①顯微操作法（最常用）②其他方法：P54梯度離心、紫外線短時(shí)間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。原理：去核或使卵母細(xì)胞的DNA變性。優(yōu)點(diǎn)：在沒(méi)有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核。動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)通過(guò)顯微操作去核得到去核的卵母細(xì)胞5、卵母細(xì)胞去核的原因P54保證克隆動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物所提供的（供體）體細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)通過(guò)顯微操作去核得到去核的卵母細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞6、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(lái)源。

后來(lái)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(jiǎn)單，對(duì)卵母細(xì)胞損傷較小，提高了移植成功率。將供體細(xì)胞注入去核卵細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)通過(guò)顯微操作去核得到去核的卵母細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞用電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。P53相關(guān)信息7、融合后的細(xì)胞可以直接發(fā)育成胚胎嗎？不可以，還需要利用胚胎工程中的胚胎移植等技術(shù)。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。動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)通過(guò)顯微操作去核得到去核的卵母細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞用電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。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(guò)程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（5）過(guò)程P53：體細(xì)胞核移植-克隆高產(chǎn)奶牛生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛8、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？P54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)完全相同克隆動(dòng)物遺傳物質(zhì)細(xì)胞核的DNA來(lái)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：在體細(xì)胞核移植中，非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的體細(xì)胞核移植非常困難。主要原因P52：①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(zhǎng)類動(dòng)物胚胎操作的技術(shù)尚不完善。體細(xì)胞克隆猴-技術(shù)難點(diǎn)①我國(guó)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特殊配方，極大地促進(jìn)了體細(xì)胞核表現(xiàn)出全能性。②我國(guó)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，這一熟練的操作技術(shù)正是實(shí)驗(yàn)成功的最重要基礎(chǔ)之一。我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)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。體細(xì)胞克隆猴-技術(shù)攻關(guān)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)9、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的原理是什么？該過(guò)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)胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（6）應(yīng)用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。動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)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。（6）應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)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、組織或器官可以用于異種移植C.以患者作為供體培育相應(yīng)細(xì)胞、組織或器官進(jìn)行移植，避免免疫排斥（6）應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)③科學(xué)研究：A.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(guò)程B.克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可以通過(guò)它們之間的對(duì)比來(lái)分析致病基因C.克隆特定疾病模型的動(dòng)物，為研究該疾病的致病機(jī)理和開(kāi)發(fā)相應(yīng)藥物提供（6）應(yīng)用④保護(hù)瀕危物種：增加瀕危物種的存活數(shù)量動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)（6）存在的問(wèn)題①體細(xì)胞核移植技術(shù)成功率非常低②核移植的理論研究較為滯后③絕大多數(shù)克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題，許多克隆動(dòng)物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷存在問(wèn)題練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)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)培育岀新個(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