通过细胞核移植克隆动物课件-高二下学期生物浙科版选择性必修3

第二节

通过细胞核移植克隆动物第三章动物细胞过程

毫毛来自体细胞，科学技术发展到现在，我们能用体细胞“变”出猴来吗？

动物细胞受精卵与动物的体细胞相比，差异主要表现在哪里？

如何促使体细胞核基因的完全表达？

阅读书本69-70页，回答：我国科学家童第周的克隆鱼是如何实现的？你能得到什么结论？细胞核移植的发展(1)1938年，德国胚胎学家斯佩曼提出将胚胎细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中构建新胚胎的设想。(2)1952年，美国的布里格斯和金将两栖类动物豹蛙囊胚细胞的核移植到去核的卵中，使重组细胞发育成能摄食的蝌蚪，这说明早期的胚胎细胞核具有发育的全能性。(3)1962年，我国实验胚胎学主要创始人童第周首次将核移植的技术应用于鱼类.

胚胎细胞核具有发育的全能性

如何实现核移植？动物细胞核移植:指将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中,并使其发育成动物个体的过程。利用该技术培育出的动物称为克隆动物。

原理：动物细胞核的全能性

高度分化的动物细胞还能像植物细胞一样脱分化、再分化为个体吗？阅读书本70-71页，回答问题：

如何去核？

如何实现成熟体细胞的核的全能性？

核供体全能性的大小如何比较？全能细胞：可发育成完整个体，例如：受精卵及其第一次

卵裂所得的2个分裂球（子细胞），每个细胞可发育成完整个体，形成同卵孪生个体多能细胞：只具有分化出多种组织细胞的潜能，例如：

多能造血干细胞（可分化为红、白细胞、血小板），小鼠囊胚期原始

外胚层细胞也是多能细胞，可分化为生殖细胞等多种细胞、组织。单能细胞：有的只能分化为一种细胞，例如：单能造血干细胞无分化能力的细胞：已经分化，不再分化为其他细胞，甚至终生不再分裂，如高度分化的神经细胞。随着胚胎发育的继续，细胞在形态和功能上高度特化，不再具有发育成为完整个体的能力

动物发育过程中，

随着动物细胞分化程度的提高，全能性逐渐降低。动物核移植技术分类种类难易程度原因胚胎细胞核移植相对容易分化程度低，全能性容易表现体细胞核移植十分困难分化程度高，全能性难表现不同的动物细胞，全能性的表现程度相同吗？低等动物细胞的全能性一般比高等动物容易体现。如：水螅的消化细胞不经过细胞分裂即可转变为上皮细胞、肌肉细胞。克隆羊多莉的成功引起广泛的关注和轰动，阅读书本71-72页，回答问题：克隆羊的难度有哪些？基本过程是什么？涉及到了哪些技术？操作时是如何促进核与卵的融合的？克隆羊成功证明了什么？利用核移植技术克隆人可能成功吗？绵羊“多莉”克隆过程：

营养限制性培养:

将这些乳腺细胞先保持在含有10%牛血清的培养基中，在与卵细胞融合前，将牛血清的浓度降到0.5%，这种牛血清饥饿处理使乳腺细胞处于细胞周期的G0阶段。由于培养过程中通过降低血清浓度限制了细胞增殖所必需的某些营养，称为营养限制性培养。营养限制性培养的目的是通过减少细胞中基因的表达利于供体细胞核的一系列变化和细胞融合后基因表达的分子开关的启动，提高克隆的成功率。G0阶段是细胞停止分裂但仍保持代谢活性的休眠阶段，此时，细胞核内会发生一系列化学变化，导致其中基因启动程序重新编排，有利于细胞融合后卵细胞质中的蛋白因子能够再次启动乳腺细胞核的分子开关，进而对胚的发育进行调控。1、重组卵细胞最初分裂时，虽然复制了DNA，但基因的转录并未开始。2、供体核DNA（乳腺细胞的核DNA）开始丢失了源于乳腺细胞的调节蛋白，正是这些调节蛋白最初阻止了核基因的表达。3、经过三次分裂后，原乳腺细胞的调节蛋白便全部被卵细胞的细胞质中的蛋白因子替换了，因此核DNA被重新编排，胚细胞开始表达自己的基因，进而调控胚在代孕母亲子宫中的进一步发育。克隆羊成功的分子细胞生物学机理：1、证明了高度分化的细胞经过一定技术处理，也可以回复到类似受精卵时期的功能，表现出全能性；（高度分化的细胞，其细胞核具有全能性）2、证明了在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核（包括异源的细胞核）发育的作用体细胞克隆成功的意义：小思考：在供体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？

为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。核移植时，核供体可以是体细胞核也可以是胚胎细胞核，为什么要用卵细胞作为核受体？克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么1、卵细胞的体积相对大，易操作；营养丰富2、卵细胞中含有促使细胞核表达出全能性所需的物质条件(体细胞质有抑制物质)

不是。克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体细胞，但细胞质中的遗传物质基本来自受体卵细胞。此外生物性状还受环境因素的影响。

（2）过程去核卵细胞体细胞核细胞核移植重组细胞电脉冲刺激早期胚胎(或重组胚胎）胚胎移植母体子宫（同步孕）妊娠、出生

个体（3）原理动物体细胞核具有全能性归纳动物的克隆繁殖过程：（1）概念：将核移植而成的重组细胞培养成为动物个体的过程卵裂3次动物细胞培养体细胞核移植技术、动物细胞培养技术、动物细胞融合技术，早期胚胎培养技术、胚胎移植技术等。其中核心技术是体细胞核移植技术。（4）涉及技术

首先用高分子化学材料——聚羟基乙酸制成所需人体器官的形状，然后植入人的细胞（这只展出的老鼠身上植入的是它自己的细胞），缝合在裸鼠背上。经过细胞快速生长，人造模子会自己降解消失，器官与老鼠成为一体，最后可移植到人体上。这种全身无毛的老鼠叫裸鼠，没有免疫力，这样才不会对那只“人耳”产生排异反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研技术成熟后，人身上缺少或损坏的组织器官都可以修补上。一只在背上长出了“人耳”的活老鼠。体细胞核移植技术的应用前景及存在问题1.应用前景器官移植（1）畜牧业领域：高产奶牛体细胞核移植技术的应用前景及存在问题1.应用前景（2）繁殖优良、濒危动物种间克隆白肢野牛伊利挤奶站的奶牛克隆动物作为生物反应器，生产大量医用蛋白克隆动物（也经过转基因操作）的细胞、组织、器官可作为异种移植的供体乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊（3）医药卫生领域：---与基因工程的综合应用体细胞核移植技术的应用前景及存在问题(1)原理：动物细胞核的全能性。(2)供体：有重要利用价值的动物的体细胞。(3)受体：卵母细胞

①选择原因：a.体积大，易操作；b.卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。②去核原因：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞。③去核方法：常用显微操作去核；也可采用紫外线短时间照射和化学物质处理等方法去核或使其中的DNA变性。(4)克隆动物遗传物质来源①核内遗传物质：全部来自供体细胞。②细胞质中的遗