動物細胞核移植 課件 2023-2024學年高二下學期生物人教版選擇性必修3

第2節(jié)動物細胞工程（第3課時）第2章三動物體細胞核移植技術和克隆動物學習目標1、掌握動物細胞核移植技術的定義2、理解體細胞核移植的過程【情景導入】“（悟空）拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空噴去，叫一聲‘變！’，即變作三二百個小猴，周圍攢簇（cù）?！边@是《西游記》中的一段描述，展示了中華先賢的想象力。毫毛來自體細胞，我們能用體細胞“變”出一群猴嗎？自學指導1：閱讀P52，回答下列問題，限時2分鐘1、動物細胞核移植定義？劃出關鍵詞、原理是？2、哺乳動物核移植的類型有？哪一個難度更高？原因是？3、為什么在動物體細胞核移植中，非人靈長類動物的體細胞核移植非常困難？一、動物體細胞核移植技術1.概念：將動物的一個細胞的細胞核，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。2.原理：動物體細胞核的全能性卵母細胞動物細胞去核取核移入重組細胞發(fā)育新胚胎發(fā)育克隆動物3.生殖方式：無性生殖用核移植方法得到的動物稱為克隆動物4.分類：胚胎細胞核移植：體細胞核移植：細胞分化程度低，恢復全能性容易細胞分化程度高，恢復全能性十分困難5.動物體細胞核移植的困難原因：①供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復其分化前的功能狀態(tài)，這導致了胚胎發(fā)育率低；②對非人靈長類動物胚胎進行操作的技術尚不完善。一、動物體細胞核移植技術為何不稱為“克隆技術”而是“核移植技術”？

克隆技術：是一個很廣的概念，從一個共同的祖先，通過無性繁殖產生出來的遺傳特性相同的DNA分子、細胞或個體。一、動物體細胞核移植技術分子水平:細胞水平:器官水平:個體水平：DNA復制動物細胞培養(yǎng)細胞培育出新器官克隆動物“多莉”是世界上第一例經體細胞核移植出生的動物。這一巨大進展證明了分化了的動物細胞核具有全能性．我國科學家經過多年努力，攻克了這些障礙，終于成功獲得了世界上首例體細胞克隆猴。一、動物體細胞核移植技術受體細胞：MⅡ中期的卵母細胞自學指導2：認真閱讀P53-54頁，思考下列問題，限時4分鐘：1.供體細胞一般都選用什么時期的細胞，為什么？2.核移植的受體細胞是什么？處在什么時期？有什么好處？3.受體細胞去核的方法？除此之外還有哪些方法？“去核”去的是什么？為什么“去核”？5.誘導融合的方法？融合的結果？6.什么是重構胚？激活重構胚的方法？用這些方法處理重構胚的目的？7.該過程用到哪些技術手段？

8、體細胞核移植技術應用于哪些方面？存在的問題？

4.為什么核移植操作是將供體細胞整個注入去核卵母細胞中？01體細胞核移植技術過程：將胚胎移入受體(代孕)母牛體內※體細胞核移植的過程采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期高產奶牛(供體)去核：顯微操作取體細胞去核的卵母細胞供體細胞為什么選用MⅡ期卵母細胞?問體積大，便于操作，去核時同時吸走第一極體卵黃多，營養(yǎng)物質豐富其細胞質內存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質（主要原因）為什么要去核?問保證克隆動物的核基因全部來自供體細胞紡錘體—染色體復合物一般選用10代以內的細胞，且不選生殖細胞注意：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；去核時同時吸走第一極體含有促進細胞核全能性的物質。去核的卵母細胞供體細胞將供體細胞注入去核的卵母細胞的透明帶將供體細胞整個注入去核卵母細胞中的原因？問①對卵母細胞損傷較??；②保證供體細胞的細胞核不被破壞，

操作方便。去核的卵母細胞供體細胞將供體細胞注入去核的卵母細胞的透明帶電融合法激活方法：①物理方法；②化學方法重構胚早期胚胎（電刺激、Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑）誘導融合的方法？融合的結果？問什么是重構胚？激活重構胚的方法？用這些方法處理重構胚的目的？問重構胚是指人工重新構建的胚胎，具有發(fā)育成完整個體的能力電融合法；形成重構胚胎。用物理或化學方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑)激活目的：使其完成細胞分裂和發(fā)育進程。(代孕)母牛體內生出與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛克隆動物早期胚胎（發(fā)情處理）動物體細胞核移植技術證明了？（原理）問已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性從遺傳物質的角度來分析，克隆動物是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎？問克隆動物遺傳物質細胞核的DNA來自于供體動物的細胞核線粒體中DNA供體細胞和卵母細胞生活環(huán)境性狀可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異早期胚胎培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)胚胎移植動物細胞融合重構胚早期胚胎通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞用物理或化學方法激活重構胚，使其完成細胞分裂和發(fā)育過程將胚胎移入受體（代孕）母牛體內采集牛卵巢中的卵母細胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細胞供體細胞培養(yǎng)將供體細胞注入去核的卵母細胞通過顯微操作去核高產奶牛（供體）從供體身體的某一部位（如耳）上取體細胞生出與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛此過程用到了哪些技術？問動物細胞核移植動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植體細胞核移植技術與誘導iPS細胞相比，有什么相似或不同之處？問都能生成干細胞，過程完全不同

利用體細胞核移植技術和誘導iPS細胞都能生成干細胞，但它們的過程是完全不同的。

體細胞核移植技術與誘導iPS細胞相比，有什么相似或不同之處？請你預測它們應用前景的差異。

通過體細胞核移植技術可以生成帶有核供體細胞遺傳物質的胚胎干細胞；誘導iPS細胞需要在細胞中表達幾個關鍵基因，將細胞逆轉到類似胚胎干細胞的狀態(tài)。

體細胞核移植技術對核供體細胞有較高要求；可誘導成為iPS細胞的細胞來源相對廣些。

體細胞核移植技術涉及采集卵母細胞、去核、融合等復雜的操作；誘導iPS細胞的技術流程相對簡單，可能更適合用于生產實踐。二、動物體細胞核移植技術的應用前景（1）在畜牧生產中加速家畜遺傳改良進程、促進優(yōu)良畜群繁育

體細胞核移植技術在畜牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生以及保護瀕危物種等其他領域有著廣泛的應用前景。二、動物體細胞核移植技術的應用前景（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領域：①建立轉基因體細胞系，再利用此技術培育的轉基因克隆動物可作為生物反應器，生產珍貴的醫(yī)用蛋白。乳腺生物反應器二、動物體細胞核移植技術的應用前景（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領域：②治療人類疾病時，轉基因克隆動物的細胞、組織或器官，可作為異種移植的供體。③患者的核移植胚胎干細胞經過誘導分化，能形成相應的細胞、組織或器官可用于移植以避免免疫排斥反應。治療性克隆二、動物體細胞核移植技術的應用前景（3）在科研領域：①研究克隆動物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；②克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因；③克隆特定疾病模型的動物，還能為研究該疾病的致病機制和開發(fā)相應的藥物提供幫助。二、動物體細胞核移植技術的應用前景（4）在保護瀕危動物領域：該技術有望增加瀕危物種的存活數量（不能提高生物多樣性）黑草黃弄蝶白鰭豚金絲猴三、動物體細胞核移植技術存在的問題（1）該技術的成功率非常低，各個技術環(huán)節(jié)有待進一步改進。（2）相對于技術研究，核移植的理論研究較為滯后，需要與發(fā)育生物

學、細胞生物學和分子遺傳學等學科更深層次的理論研究相結合。（3）絕大多數克隆動物存在健康問題，表現出遺傳和生理缺陷，如體

型過大、異常肥胖、發(fā)育困難、臟器缺陷和免疫失調等。

體細胞核移植技術存在的問題：☆課堂小結整理知識，背誦記憶1、動物細胞核移植定義、原理2、哺乳動物核移植的類型3、在動物體細胞核移植中，非人靈長類動物的體細胞核移植困難的原因4、動物細胞核移植技術中的去核原因5、體細胞核移植技術應用方面1.

假設世界上最后一頭野驢剛死亡，以下使它"復生"的方案中可行的是（

）A.

將野驢的基因導入家驢的受精卵中，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,經孕育培育出新個體D練習與應用

一、概念檢測2.

2017年，某國批準了首例使用細胞核移植技術培育"三親嬰兒"的申請。其培育過程可選用如下技術路線。據圖分析下列敘述錯誤的是（

）CA.該技術涉及動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植等操作B.

該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代C.卵母細胞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用

一、概念檢測(1)克隆動物的制備體現了動物細胞的全能性(

)(2)克隆動物的遺傳物質全部來自供體細胞(

)(3)減數分裂Ⅱ中期卵母細胞中的“核”其實是紡錘體—染色體復合物(

)(4)重構胚具有發(fā)育成完整個體的能力(

)×√判斷正誤×√5.核移植中常用卵母細胞作為受體細胞的原因不包括()A.卵母細胞體積大，易操作B.細胞質較多，營養(yǎng)物質豐富C.含有促進全能性表達的物質D.細胞核中遺傳物質少D6.美國某州的一個奶牛場有一頭奶牛，年產奶量達30.8t，我國奶牛產奶量年平均水平僅為3～4t。某人用該高產奶牛的耳朵細胞，采用核移植技術獲得高產奶牛(如圖所示)。請據圖分析回答下列問題：(1)完成①過程可用_________法。(2)③過程中選擇去核卵母細胞作為受體細胞的原因是_______________________________________________________________________________。顯微操作卵母細胞體積大，易操作，營養(yǎng)物質豐富，且細胞質中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(3)該實驗的成功說明已分化的耳朵細胞的細胞核中含有與________一樣的全套基因，這種繁殖方式屬于_________。(4)若研究發(fā)現該高產奶牛線粒體發(fā)達，故它的產奶量高，則小牛d成年后具有這一優(yōu)良性狀嗎？_________。你的依據是_____________________________________________________。受精卵無性繁殖不具有線粒體中的基因一般通過細胞質傳遞給后代，而小牛d的細胞質主要來自牛a7.2017年11月27日，世界上首例體細胞克隆猴“中中”誕生；12月5日，第二例克隆猴“華華”誕生。我國科學家攻克了與人類相近的靈長類動物獼猴的體細胞克隆的難題。獲得克隆猴的流程如圖所示，據圖回答下列問題：(1)“中中”“華華”的性狀與______(填“核供體”“卵母細胞供體”或“代孕”)動物的性狀基本無關。代孕(2)圖示過程運用了_______________(填“胚胎細胞核移植”或“體細胞核移植”)技術，該技術難度_____，原因是_________________________