【课件】2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物“悟空”拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空而去，叫一声‘变！’即变作三二百个小猴，周围攒簇。”细胞核移植技术的概念这段《西游记》中的一段描述充分展现了我国先贤们的想象力，在很早的时期，人们已经有了对个体克隆的渴望。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？核移植相当于孙悟空施的“魔法”，科学家通过核移植技术成功培育了克隆猴等动物。概念：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，这个新的胚胎最终发育成动物个体。分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植细胞核移植技术的概念克隆动物：用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。结果：形成重新组合的细胞并发育成新胚胎，继而发育成动物个体；原理：动物细胞核的全能性若为体细胞核移植，则原理为“动物体细胞核的全能性”生殖方式：无性生殖细胞核移植技术的概念难度：动物体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植原因：①动物胚胎细胞分化程度______，表现全能性_________②动物体细胞分化程度________，表现全能性_________非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难的原因：一方面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，导致胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。细胞核移植技术的概念低相对容易高十分困难我国自主培育的体细胞克隆牛我们在初中生物的学习中就已经简单了解过“多莉羊”的克隆过程：体细胞核移植的过程移植去细胞核新细胞黑色母羊C代孕多利白色母羊A黑色母羊B提取细胞核体细胞核移植的过程从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞（左边照片为研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞），在体外培养到MⅡ期用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程减数分裂Ⅱ中期卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件胚胎移植思考：受体细胞为什么选用卵母细胞？卵细胞次级卵母细胞第一极体MⅡ期：减数第二次分裂中期卵母细胞作受体细胞的原因：体积大，易操作；含有激发细胞核全能性的物质。供体细胞去核卵母细胞

重组胚胎克隆动物

克隆过程

克隆就是无性繁殖，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。克隆过程分子水平：一般指DNA分子扩增。细胞水平：由一个细胞分裂所形成的细胞群体。个体水平：指基因型完全相同的个体或群体。在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？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。思考·讨论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？绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物100%的复制。思考·讨论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。相同之处：体细胞核移植技术获得的重构胚和iPS细胞都具有发育的全能性；不同之处：体细胞核移植技术需对卵母细胞进行去核操作，诱导iPS细胞需要借助载体将特定基因导入细胞。前景：体细胞核移植技术主要应用于畜牧生产获得克隆动物、医药卫生领域治疗人类疾病；iPS细胞除用于治疗人类疾病外，也可用于对体细胞编程机理、细胞再生机理等的研究。思考·讨论体细胞核移植技术的应用前景畜牧业领域：高产奶牛体细胞核移植技术的应用前景医药卫生领域：与基因工程的综合应用①克隆动物作为生物反应器，生产大量医用蛋白②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体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题：成功率低：胚胎移植——动物幼体产出概率＜10％克隆动物存在健康问题：许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷：如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等；易出现早衰（多利羊猜想）。克隆动物食品的安全性问题存在争议―、概念检测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练习与应用D2017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(

)A.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.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B二、拓展应用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，它的数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。请你结合本节所学内容并搜集相关资料了解这方面的研究进展。也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究，认为保护大熊猫的最好措施就是保护现有大熊猫及其生存环境，对此你有什么看法?练习与应用2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物——多利，因患有严重的肺部疾病被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多利的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是一种必然