2.2動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第2章第2節(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)(第3課時)三動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物第3課時動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的概念及基本過程動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景有哪些怎樣理性看待體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題“(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(xì)胞，我們能用體細(xì)胞“變”出一群猴嗎?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，自1996年首個體細(xì)胞克隆動物多莉羊誕生以來，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世界呢2017年，中國的科學(xué)家將這一幕變成了現(xiàn)實，他們利用體細(xì)

胞核移植技術(shù)成功克隆出兩只獼

猴“中中”和“華華”。1.概念：將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個重

新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。2.原理：動物體細(xì)胞核的全能性

用核移植方法得到的動物稱為克隆動物3.生殖方式：無性生殖重組細(xì)胞○

發(fā)

育

新胚胎發(fā)育

克隆動物移入一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)去核取核動物細(xì)胞卵母細(xì)胞○●一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)

4.分類：胚胎細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性容易體細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難5.動物體細(xì)胞核移植的困難原因：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對非人靈長類動物胚胎進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善?！岸嗬颉笔鞘澜缟系谝焕?jīng)體細(xì)胞核移植出生的動物。這一巨大進(jìn)展證明了分

化了的動物細(xì)胞核具有全能性.受體細(xì)胞：MII中期的卵母細(xì)胞核移植

丙子宮

克隆羊“多莉”發(fā)育重構(gòu)胚我國科學(xué)家經(jīng)過多年努力，攻克了這些障礙，終于成功獲得了世界上首例體細(xì)胞克隆猴。卵母細(xì)胞回顧克隆羊“多莉”的誕生過程一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)

甲O乙O取核去核一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)為何不稱為“克隆技術(shù)”而是“核移植技術(shù)”克隆技術(shù)：是一個很廣的概念，凡指新形成的事、物與親本一致的現(xiàn)象均可稱為“克隆”。在生物學(xué)上包含分子、細(xì)胞、個體3個層次，即分子克隆、細(xì)胞克隆、個體克隆。植物組織培養(yǎng)技術(shù)核移植技術(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)單克隆抗體技術(shù)、PCR技術(shù)1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達(dá)的奶牛，年產(chǎn)奶量

為30.8

t,

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)奶牛的快速繁育一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)

一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)認(rèn)真閱讀P53圖2-18,思考下列問題：1.供體細(xì)胞一般都選用傳代幾代以內(nèi)的細(xì)胞，為什么2.核移植的受體細(xì)胞是什么處在什么時期有什么好處3.受體細(xì)胞去核的方法“去核”去的是什么為什么“去核”4.為什么核移植操作是將供體細(xì)胞整個注入去核卵母細(xì)胞中5.誘導(dǎo)融合的方法融合的結(jié)果6.什么是重構(gòu)胚激活重構(gòu)胚的方法用這些方法處理重構(gòu)胚的目的7.該過程用到哪些技術(shù)手段一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)1.供體細(xì)胞一般都選用傳代幾代以內(nèi)的細(xì)胞，為什么一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因為10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。2.核移植的受體細(xì)胞是什么處在什么時期有什么好處細(xì)胞體積比較大，易操作；卵黃多，營養(yǎng)豐富；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期受體細(xì)胞：減數(shù)分裂Ⅱ中期(

MⅡ期)

的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛(供體)從高產(chǎn)供體奶牛身體的

某一部位(如耳)上取

體細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)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)。學(xué)物質(zhì)處理等。②“去核”去的是實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物，由于MIⅡ期卵母細(xì)胞核的位置靠近第一極體，用微型吸管一般一并吸出第一極體。③保證克隆動物的遺傳物質(zhì)最大限度來自優(yōu)良供體。4.為什么核移植操作是將供體細(xì)胞整個注入去核卵母細(xì)胞中對卵母細(xì)胞損傷較??；保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)3.受體細(xì)胞去核的方法“去核”去的是什么為①常用的是顯微操作(去核)法。還有梯度離心

、紫外光短時間照射和化使DNA變性失活，達(dá)到去核的目的。沒有刺破卵母細(xì)胞膜，

對卵母細(xì)胞傷害小將供體細(xì)胞注入去

核的卵母細(xì)胞通過顯微操作去核HBsndfieamsGO-kr6.什么是重構(gòu)胚激活重構(gòu)胚的方法用這些方法處理重構(gòu)胚的目的重構(gòu)胚是指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個體的能力。用物理或化學(xué)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(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)

將胚胎移入受體

(代孕)母牛體內(nèi)5.誘導(dǎo)融合的方法?融合的結(jié)果通過電融合法使

兩細(xì)胞融合，供

體核進(jìn)入卵母細(xì)電融合法；形成重構(gòu)胚胎。

胞，形成重構(gòu)胚。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)育早期胚胎將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合、動物細(xì)胞培養(yǎng)——基

礎(chǔ)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。采集牛卵巢中的

卵母細(xì)胞，在體

外培養(yǎng)到MⅡ

期顯微操作

去核高產(chǎn)奶牛(

供體)取體細(xì)胞去核的卵母細(xì)胞電融合法供體細(xì)胞培養(yǎng)供體細(xì)胞注入去

核的卵母細(xì)胞一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)7.該過程用到哪些技術(shù)手段動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞核移植早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植①克隆動物絕大部分DNA來自供體動物的細(xì)胞核，但線粒體中的DNA

(細(xì)胞質(zhì)

中

的DNA

)同時來自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞；②環(huán)境也會影響克隆動物的性狀，其性狀與供體不完全相同；③可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。一、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，并不是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行了100%的復(fù)制，為什么出生與供體奶牛遺傳物

質(zhì)基本相同的犢牛(克隆牛)體細(xì)胞核移植技術(shù)在畜牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生以及保護(hù)瀕危物種等其他領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。(1)在畜牧生產(chǎn)中加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育二

、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景①建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，再利用此技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。藥用蛋白基因啟動子①將DNA注入②綿羊受精卵(2)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：分離

純化含藥用蛋白的乳汁二、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景④代孕母羊乳腺生物反應(yīng)器藥用

蛋白②治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)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(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化，能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官可用于移植以避免免疫排斥反應(yīng)。治療性克隆核移植

重構(gòu)胚胎胚胎干細(xì)胞各種細(xì)胞組織或器官(2)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：二、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景體細(xì)胞去核卵母細(xì)胞取核成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子iPS細(xì)胞治療

治療性克隆細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化iPS細(xì)胞(

誘導(dǎo)各種細(xì)胞組織或器官取出

誘導(dǎo)取出病人取出移植移植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(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。(3)在科研領(lǐng)域：二

、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景二

、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景(4)在保護(hù)瀕危動物領(lǐng)域：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量(不能提高生物多樣性)黑草黃弄蝶金絲猴白鰭豚三

、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題

(1)該技術(shù)的成功率非常低，各個技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)。(2)相對于技術(shù)研究，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。(3)絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，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、臟器缺陷和免疫失調(diào)等。畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育生產(chǎn)醫(yī)用蛋白醫(yī)藥衛(wèi)生用于異種移植研究胚胎發(fā)育及衰老的