2.2.3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物課件-【知識精研+拓展延伸】高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

問題探討

“（悟空）拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空噴去，叫一聲‘變！’，即變作三二百個(gè)小猴，周圍攢簇?！边@是《西游記》中的一段描述，展示了中華先賢的想象力。毫毛來自體細(xì)胞，我們能用體細(xì)胞“變”出猴來嗎？2017年，我國科學(xué)家通過動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)首次培育了體細(xì)胞克隆猴第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)物第2章細(xì)胞工程2023/11/1三、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1、概念：將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的______移入去核的__________中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成______，繼而發(fā)育成________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)全能性容易細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難細(xì)胞核卵母細(xì)胞新胚胎動(dòng)物個(gè)體供體受體VS胚胎細(xì)胞核的移植成功率遠(yuǎn)高于成體細(xì)胞體細(xì)胞核移植（難度高）胚胎細(xì)胞核移植（難度低）“多莉”是世界上第一例經(jīng)體細(xì)胞核移植出生的動(dòng)物。這一巨大進(jìn)展證明了分化了的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性．在體細(xì)胞核移植中，非人靈長類動(dòng)物的體細(xì)胞核移植非常困難。

主要原因一方面是供體細(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；另一方面是對非人靈長類動(dòng)物胚胎操作的技術(shù)尚不完善。

我國科學(xué)家經(jīng)過多年努力，攻克了這些障礙，終于成功獲得了體細(xì)胞克隆猴。細(xì)胞核移植早期胚胎卵裂……胚胎移植C母綿羊子宮多莉羊分娩妊娠多莉羊的培育過程Ｂ母綿羊乳腺細(xì)胞細(xì)胞核卵細(xì)胞Ａ母綿羊細(xì)胞質(zhì)融合后的卵細(xì)胞小羊長得像誰？

1997年，美國威斯康星州的一個(gè)奶牛場有一頭名叫盧辛達(dá)的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國高產(chǎn)奶牛場奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4t。能否依據(jù)“多莉”的培育過程，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)奶牛的快速繁育？4.體細(xì)胞核移植過程

從高產(chǎn)奶牛（供體）取體細(xì)胞

從卵巢中采集卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)到MⅡ中期(減數(shù)第二次分裂中期)

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

顯微操作去核去“核”，通常是顯微操作去除紡錘體-染色體復(fù)合物，也可以用梯度離心、紫外線、化學(xué)物質(zhì)處理使DNA變性。

將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞有重要利用價(jià)值的動(dòng)物的體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。①卵母細(xì)胞體積大，易操作，營養(yǎng)物質(zhì)豐富；②細(xì)胞質(zhì)中含有促使細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。去核原因：保證克隆動(dòng)物的核基因全部來自有利用價(jià)值的動(dòng)物提供的細(xì)胞。保持正常的二倍體核型重構(gòu)胚：人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力

將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞電融合法使兩細(xì)胞融合供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚電刺激早期胚胎Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑激活重構(gòu)胚使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程4.體細(xì)胞核移植過程保證供核不被破壞，使克隆動(dòng)物更像供體動(dòng)物，操作也方便，對卵母細(xì)胞損傷較小。

為什么不是取供體細(xì)胞核進(jìn)行核移植操作，而是將供體細(xì)胞整個(gè)注入去核卵母細(xì)胞中？將胚胎移入（受體）代孕母牛生出與供體遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛（克隆牛）大部分DNA來自供體細(xì)胞核，但核外還有少部分DNA（線粒體DNA）來自受體卵母細(xì)胞。早期胚胎4.體細(xì)胞核移植過程早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植

克隆動(dòng)物不是對供體動(dòng)物的100％的復(fù)制①克隆動(dòng)物細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)來自供體動(dòng)物，但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)同時(shí)來自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞。②生物性狀還受環(huán)境因素的影響。③克隆動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。1、整個(gè)過程用了哪些技術(shù)？2、新生牛的性別？性狀表現(xiàn)與三個(gè)親本都相關(guān)嗎？3、繁殖方式？思考：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物體細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植與供體相同，性狀與代孕母牛無關(guān)無性繁殖4.體細(xì)胞核移植過程一般指DNA分子復(fù)制。由一個(gè)細(xì)胞分裂所形成的細(xì)胞群體。指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。補(bǔ)充：克隆與無性繁殖例：克隆動(dòng)物、植物組織培養(yǎng)保護(hù)瀕危物種，增加存活數(shù)量克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白畜牧生產(chǎn)醫(yī)藥衛(wèi)生治療疾病保護(hù)物種加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育以患者作為供體培育人核移植胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為異種移植的供體治療性克?。ǘw細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題科研方面：使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程，分析致病基因，研究疾病的致病機(jī)制，開發(fā)相應(yīng)藥物。治療性克隆治療性克隆主要解決什么問題呢？供體器官不足免疫排斥問題病人取體細(xì)胞去核的受體卵母細(xì)胞核移植胚胎干細(xì)胞胰島細(xì)胞血細(xì)胞心肌細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞肝細(xì)胞免疫匹配的移植4、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景（1）畜牧業(yè)領(lǐng)域：高產(chǎn)奶牛伊利擠奶站的奶?？寺?dòng)物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)大量醫(yī)用蛋白克隆動(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乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊（2）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：---與基因工程的綜合應(yīng)用種間克隆白肢野牛種間克隆摩弗倫野羊利用核移植繁殖優(yōu)良、瀕危動(dòng)物

首先用高分子化學(xué)材料——聚羥基乙酸制成所需人體器官的形狀，然后植入人的細(xì)胞（這只展出的老鼠身上植入的是它自己的細(xì)胞），縫合在裸鼠背上。經(jīng)過細(xì)胞快速生長，人造模子會自己降解消失，器官與老鼠成為一體，最后可移植到人體上。這種全身無毛的老鼠叫裸鼠，沒有免疫力，這樣才不會對那只“人耳”產(chǎn)生排異反應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)能應(yīng)用于人體組織、器官的再造。這項(xiàng)科研技術(shù)成熟后，人身上缺少或損壞的組織器官都可以修補(bǔ)上。人造耳朵有望用于器官移植一只在背上長出了“人耳”的活老鼠。體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：2）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）3）核移植的理論研究較為滯后，需要與發(fā)育生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等學(xué)科更深層次的理論研究相結(jié)合。胚胎移植－動(dòng)物幼體產(chǎn)出概率＜10％1）成功率低(1)克隆動(dòng)物的制備體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞的全能性(

)(2)克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞(

)(3)減數(shù)分裂Ⅱ中期卵母細(xì)胞中的“核”其實(shí)是紡錘體—染色體復(fù)合物(

)(4)重構(gòu)胚具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力(

)判斷正誤××√√1.生物技術(shù)的發(fā)展速度很快，已滅絕生物的“復(fù)生”將不再是神話。如果世界上最后一頭野驢剛死亡，以下提供的“復(fù)生”野驢個(gè)體的方法中能夠成功的是A.將野驢的體細(xì)胞取出，利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可培育成新個(gè)體B.將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個(gè)體C.取出野驢的體細(xì)胞核移植到母家驢的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成

新個(gè)體D.將野驢的一個(gè)基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個(gè)體典題應(yīng)用及時(shí)反饋知識落實(shí)√2.科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如圖所示)。請結(jié)合圖示回答下列相關(guān)問題：(1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)之前，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分散處理，形成單個(gè)細(xì)胞，這個(gè)過程中需要利用__________________酶處理。胰蛋白(或膠原蛋白)解析常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動(dòng)物組織細(xì)胞使其分散開來。(2)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞增殖的方式是_________。有絲分裂(3)將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中，去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核的目的是_________________________________________________。使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞(4)將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重構(gòu)胚移入受體母牛后，該母牛就會生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛，但也不是100%的復(fù)制，原因最可能是___________________________________________________________________________。生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；生物的性狀還受環(huán)境因素的影響解析生物的性狀是細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用的結(jié)果，同時(shí)，生物的性狀還受環(huán)境的影響，因此，