【课件】2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物-（人教版2019选择性必修3）

2.2动物细胞工程动物体细胞核移植技术和克隆动物新教材•人教版•选择性必修三【教学过程】TeachingProcess1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教

学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结克隆动物建立模型核移植技术细胞核移植早期胚胎卵裂……胚胎移植C母绵羊子宫多莉羊妊娠分娩卵细胞Ａ母绵羊细胞质Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞核重组细胞C代孕母羊

到社会中去照片中两只可爱的小猴，分别叫"中中"和"华华"，它们诞生于2017年，一出生就轰动了全世界，这是我国科学家的研究成果。你知道它们是如何培育出来的吗?在这之前，科学家培育了胚胎细胞克隆猴，你知道两者有什么不同吗?其实，自1996年首个体细胞克隆动物多莉羊（Dolly）诞生以来，人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜，但为什么体细胞克隆猴的诞生能轰动世界呢?1996年如：多莉羊（1）动物细胞核移植技术：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。动物细胞核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植（2）原理：动物细胞核的全能性（3）分类：4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程动物胚胎细胞分化程度____，表现全能性______________动物体细胞分化程度____，表现全能性________________低相对容易高十分困难因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植在体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。主要原因：①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；②对非人灵长类动物胚胎操作的技术尚不完善。我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（3）分类：4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞一般指DNA分子扩增由一个细胞分裂所形成的细胞群体指基因型完全相同的个体或群体分子水平：细胞水平：个体水平：①克隆是无性繁殖，具体地说，是指一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞：有关体细胞核移植的问题4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞②受体细胞：体外培养到MⅡ中期

(减数第二次分裂中期)选材原因：

A.卵母细胞体积大，易操作。

B.细胞质中存在激活重构需要的因子。如促成熟因子（MPF）-其水平高低可影响供体染色质的状态和复制。注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核?

最初是"细胞核"，也是"核移植"这一名词的含义和来源。

后来直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内，再用病毒介导或电脉冲等方法使其融合。

优点∶操作简单，对卵母细胞损伤较小。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞④刺激手段：A.电融合法使供受体细胞融合，形成重构胚。B.物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等③在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，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞⑤你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？

克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体（核供体）动物的细胞核，但其细胞核外的DNA，即线粒体中的DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆动物不是对核供体动物进行完全相同的复制。

此外，即便动物的遗传基础完全相同，但由于动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同，所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行100%的复制。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞⑥体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处?请你预测它们应用前景的差异。都能生成干细胞，但过程完全不同。A.通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。B.体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广一些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。C.体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。⑦动物体细胞核移植技术的原理是什么？

该过程用到哪些技术手段？

动物细胞核的全能性动物体细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞⑧用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞⑨对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？

多莉克隆过程的受体细胞是去核卵细胞，而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母细胞；多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。

卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体更容易成功，将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程（4）过程：重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞高产奶牛（供体）生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛通过显微操作去核从供体身体的某一部位上取体细胞(5)体细胞核移植技术的应用前景①畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程②医药卫生领域：A.建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。乳腺生物反应器(5)体细胞核移植技术的应用前景4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程(5)体细胞核移植技术的应用前景4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程②医药卫生领域：B.治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体。C.患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。D.研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；E.克隆一批遗传背景相同的动物，可通过对比来分析致病基因；F.克隆特定疾病模型的动物，能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。(5)体细胞核移植技术的应用前景4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程③保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量中华眼镜蛇大型东乌桑巴拉叶片角变色龙黑草黄弄蝶(5)体细胞核移植技术的应用前景4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程①成功率低，各技术环节有待改进。②核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等更深层次的理论研究相结合。③克隆动物存在健康问题，许多表现出遗传和生理缺陷。研究仍在继续深入，许多问题需要解决。(6)体细胞核移植技术存在的问题4.动物细胞核移植技术一.动物细胞工程一.概念检测1.假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它"复生"的方案中可行的是（

）A.将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育出新个体B.将野驴的体细胞取出，利用组织培养培育出新个体C.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育出新个体D.将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中，经孕育培育出新个体D练习与应用（P55）一.概念检测2.2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育"三亲婴儿"的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是（

）CA.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作B.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给"三亲婴儿"D."三亲婴儿"同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因练习与应用（P55）二.拓展应用1.大熊猫是我国的国宝。尽管我国政府采取了许多保护措施，但由于大熊猫的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的