2.2.3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動(dòng)物課件-高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

第二章細(xì)胞工程第2節(jié)

動(dòng)物細(xì)胞工程人教版·選擇性必修3（第三課時(shí)）動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動(dòng)物問題探究：“（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（cù）。”這是《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？

照片中兩只可愛的小猴，分別叫"中中"和"華華"，它們誕生于2017年，一出生就轟動(dòng)了全世界，這是我國科學(xué)家的研究成果。

你知道它們是如何培育出來的嗎？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(shí)，自1996年首個(gè)體細(xì)胞克隆動(dòng)物多莉羊（Dolly）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(dòng)世界呢?2017年，中國的科學(xué)家將這一幕變成了現(xiàn)實(shí)。問題探究：克隆猴“中中”和“華華”誕生過程示意圖問題探究：思考·討論：1.克隆猴用到了什么技術(shù)？2.為什么用供體猴的一個(gè)細(xì)胞核進(jìn)行移植，就可以培育出與它幾乎一模一樣的克隆猴？

動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)。

動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。1.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一、體細(xì)胞核移植的過程①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)育為動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。胚胎細(xì)胞核移植③分類：體細(xì)胞核移植較容易較難②原理：動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。分化程度低，全能性易表現(xiàn)分化程度高，全能性難表現(xiàn)非人靈長類動(dòng)物體細(xì)胞核移植非常困難的兩個(gè)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非人靈長類動(dòng)物胚胎進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。一、體細(xì)胞核移植的過程相關(guān)概念：動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核去掉核的卵母細(xì)胞形成重新組合的細(xì)胞并發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。用動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物，是一種無性生殖。供體：受體：結(jié)果：克隆動(dòng)物動(dòng)物細(xì)胞核移植的概念理解02體細(xì)胞核移植的過程二體細(xì)胞核移植的過程自主學(xué)習(xí)：閱讀P53圖2-18，思考下列問題1.選擇卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因？采集的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至

；

卵母細(xì)胞去核的方法？“去核”去的是什么？2.注入去核的卵母細(xì)胞的是整個(gè)供體細(xì)胞還是供體細(xì)胞的細(xì)胞核？為什么？3.誘導(dǎo)融合的方法？融合的結(jié)果？4.什么是重構(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？5.該過程用到哪些技術(shù)手段？

二體細(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期去核：顯微操作法實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細(xì)胞核和第一極體一并吸出1）為何選MⅡ期的卵母細(xì)胞？原因：①其細(xì)胞質(zhì)中含有激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)；②卵母細(xì)胞體積大，易操作；③卵母細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)豐富。2）卵母細(xì)胞為什么要“去核”？原因：保證核移植的胚胎或動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞。二體細(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期去核：顯微操作法實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細(xì)胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細(xì)胞,進(jìn)行培養(yǎng)供體細(xì)胞2）卵母細(xì)胞為什么要“去核”？原因：保證核移植的胚胎或動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞。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期去核：顯微操作法實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細(xì)胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細(xì)胞,進(jìn)行培養(yǎng)供體細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞。3）將整個(gè)供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞中有何優(yōu)點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)卵母細(xì)胞損傷較小；②保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。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期去核：顯微操作法實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細(xì)胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細(xì)胞,進(jìn)行培養(yǎng)供體細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞。3）將整個(gè)供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞中有何優(yōu)點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)卵母細(xì)胞損傷較?。虎诒ＷC供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。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期去核：顯微操作法實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細(xì)胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細(xì)胞,進(jìn)行培養(yǎng)供體細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞。3）將整個(gè)供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞中有何優(yōu)點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)卵母細(xì)胞損傷較??；②保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。早期胚胎用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+

載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)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期去核：顯微操作法實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細(xì)胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細(xì)胞,進(jìn)行培養(yǎng)供體細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞。3）將整個(gè)供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞中有何優(yōu)點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)卵母細(xì)胞損傷較小；②保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。早期胚胎用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+

載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程胚胎移植（第3節(jié)講）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4）從遺傳物質(zhì)的角度來分析，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？克隆動(dòng)物細(xì)胞核的遺傳物質(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；克隆牛一、體細(xì)胞核移植的過程思考·討論：有關(guān)體細(xì)胞核移植的問題6、克隆牛的性別與哪頭牛相同？為什么？

性別與供體牛相同，因?yàn)椴溉閯?dòng)物的性別是由性染色體組成決定，克隆牛的染色體全都來自供體牛。7、你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的克隆小牛，是對(duì)體細(xì)胞供體奶牛進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？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：不是對(duì)核供體動(dòng)物進(jìn)行100%的復(fù)制。代孕母牛？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期去核：顯微操作法實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細(xì)胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細(xì)胞,進(jìn)行培養(yǎng)供體細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞。3）將整個(gè)供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞中有何優(yōu)點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)卵母細(xì)胞損傷較??；②保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚。早期胚胎用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+

載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程胚胎移植（第3節(jié)講）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?？寺∨?）從遺傳物質(zhì)的角度來分析，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？克隆動(dòng)物細(xì)胞核的遺傳物質(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；采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期從供體高產(chǎn)奶牛身上取體細(xì)胞顯微操作去核對(duì)體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞電融合法將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞重構(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)基本相同的犢牛早期胚胎培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)一、體細(xì)胞核移植的過程思考·討論：有關(guān)體細(xì)胞核移植的問題8、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(qǐng)你預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。

利用體細(xì)胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細(xì)胞都能生成干細(xì)胞，但它們的過程是完全不同的。

通過體細(xì)胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個(gè)關(guān)鍵基因，將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。體細(xì)胞核移植技術(shù)對(duì)核供體細(xì)胞有較高要求，一般情況下體細(xì)胞的分化程度越高，它重編程為干細(xì)胞的成功率就越低；可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來源相對(duì)廣些，研究表明成纖維細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞。體細(xì)胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細(xì)胞、去核、融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對(duì)簡單，可能更適合用于生產(chǎn)實(shí)踐。

目前科學(xué)家還在研究由這兩種技術(shù)生成的干細(xì)胞在基因表達(dá)、DNA甲基化等方面的差異，這些研究成果也將直接影響它們今后的應(yīng)用。二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期從供體高產(chǎn)奶牛身上取體細(xì)胞顯微操作

去核對(duì)體細(xì)胞

進(jìn)行培養(yǎng)去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞電融合法將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞重構(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)基本相同的犢牛早期胚胎培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)課堂小結(jié)用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚（如電刺激、Ca2＋載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題由一個(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。

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。一般指DNA分子擴(kuò)增。①

動(dòng)物細(xì)胞克?、?/p>

動(dòng)物克?、?/p>

植物克隆④

DNA克隆動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)核移植植物組織培養(yǎng)PCR技術(shù)知識(shí)擴(kuò)展：克隆與無性繁殖分子水平：細(xì)胞水平：個(gè)體水平：思考·討論：下列克隆分別用什么技術(shù)？（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。三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.

應(yīng)用前景①通過建立轉(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。乳腺生物反應(yīng)器（2）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域換成核移植過程相關(guān)細(xì)胞三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.

應(yīng)用前景②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，可作為異種移植。（2）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.

應(yīng)用前景豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人的極為相似在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，然后再結(jié)合克隆技術(shù)培育出不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，將它們移植給患者時(shí)可以避免免疫排斥反應(yīng)。（2）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.

應(yīng)用前景①研究克隆動(dòng)物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程。（3）在科研領(lǐng)域三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.

應(yīng)用前景②克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可以通過它們之間的對(duì)比來分析致病基因。③克隆特定疾病模型的動(dòng)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。三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題1.

應(yīng)用前景（3）在科研領(lǐng)域生物節(jié)律紊亂模型體細(xì)胞克隆猴2019年1月23日，中國科學(xué)家正式宣布世界首批由體細(xì)胞克隆而來的疾病模型猴的誕生。

克隆猴的來源是一只節(jié)律基因BMAL1被敲出的獼猴，以它為體細(xì)胞來源克隆出了5只遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂獼猴。（4）在保護(hù)瀕危動(dòng)物領(lǐng)域：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量。黑草黃弄蝶白鰭豚金絲猴三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（1）該技術(shù)的成功率非常低，各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)。（2）相對(duì)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(dòng)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。三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題2.存在的問題胚胎移植→動(dòng)物幼體產(chǎn)出概率＜10％01

2003年，世界上第一只用體細(xì)胞克隆的動(dòng)物——多莉，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。多莉的死亡引發(fā)了關(guān)于克隆動(dòng)物是否早衰的爭論。知識(shí)·拓展（P55）

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，早衰是一種必然現(xiàn)象。另一些研究者則認(rèn)為，克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)是正常的，目前發(fā)現(xiàn)的早衰跡象是在克隆過程中的一些技術(shù)問題造成的；或者克隆動(dòng)物在發(fā)育過程中出現(xiàn)了變異，早衰只是偶然現(xiàn)象?！靖拍顧z測】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)體練習(xí)與應(yīng)用教材P55D二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題【概念檢測】2.

2017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(qǐng)。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（

）練習(xí)與應(yīng)用教材P55C二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題

A.該技術(shù)涉及物細(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.卵母細(xì)胞捐獻(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【擴(kuò)展應(yīng)用】1.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