2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-高二下学期生物人教版选择性必修32

2.2动物细胞工程三、动物体细胞核移植技术和克隆动物什么是动物细胞核移植技术？动物体细胞核移植的基本过程是什么?本节聚焦123体细胞核移植技术的应用前景有哪些?4怎样理性看待体细胞核移植技术存在的问题？

“（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声‘变！’，即变作三二百个小猴，周围攒簇（cù）。”这是《西游记》中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。视频西游记片段

2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”（如下图)。克隆猴的过程当然不会像孙悟空吹口气那么简单，最大的困难是如何才能激发动物细胞表达其全能性。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？1.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。克隆动物2.原理：动物细胞核的全能性4.种类：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，表现全能性容易细胞分化程度高，表现全能性十分困难3.生殖方式：无性生殖因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植01动物细胞核移植技术克隆是指由一个共同的祖先，通过无性繁殖产生一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。拓展：克隆1.定义：2.三个层次：DNA（分子）细胞个体单克隆抗体技术、PCR技术动物细胞培养技术植物细胞培养技术植物组织培养技术核移植技术5.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其____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_____进行操作的技术尚不完善。胚胎分化非人灵长类动物：具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物。我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了世界上首例体细胞克隆猴。01动物细胞核移植技术02体细胞核移植的过程1、选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？要对卵母细胞作何处理？2、卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么要去核？3、注入去核的卵母细胞的是整个供体细胞还是供体细胞的细胞核？为什么？4、诱导融合的方法？融合的结果？5、什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？6、克隆动物有哪几个亲本？克隆动物的性状表现与这些亲本的关系如何？克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？7、该实验可以证明？8、该过程用到哪些技术手段？

（以体细胞克隆牛为例）认真阅读P53图2-18，思考下列问题并完成《金版》P59体细胞核移植过程：③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。02体细胞核移植的过程②卵母细胞卵黄多，营养物质丰富。①卵母细胞体积大，易于操作（纺锤体——染色体复合物）使DNA变性失活，达到去核的目的。没有刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理去核原因：保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体。动物细胞培养技术一般选用10以内的细胞，是因为___________________________________10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型*去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管一般一并吸出第一极体供体细胞注入卵母细胞的优点_________________________________________________02体细胞核移植的过程保证供体细胞的细胞核不被破坏；操作方便。人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力将胚胎移入受体(代孕)母牛体内发育到桑葚胚或囊胚，不宜到原肠胚克隆产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、受体卵母细胞、代孕母体。①克隆动物遗传物质细胞核的DNA来自于供体动物的细胞核线粒体中的DNA供体细胞和受体卵母细胞提示：生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制；生物的性状还受环境因素的影响②环境也会影响克隆动物的性状，其环境与供体不完全相同；③可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。证明了动物细胞核具有全能性。将胚胎移入受体(代孕)母牛体内2.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？①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞②环境也会影响克隆动物的性状，其环境与供体不完全相同；③可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。思考·讨论有关体细胞核移植的问题提示：生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制生物的性状还受环境因素的影响将胚胎移入受体(代孕)母牛体内02体细胞核移植的过程取供体体细胞（供核）动物细胞培养供体细胞采集卵巢卵母细胞（供质）去核去核卵母细胞动物细胞核移植动物细胞融合重构胚重组胚胎胚胎移植代孕母体生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（显微操作法）（电刺激）物理或化学方法4、体细胞核移植的过程培养到MⅡ中期激活（克隆动物）注入无性生殖早期胚胎培养《金》P61例1、例2、P6313；P637、8、14、113.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。

利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。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。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些。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。思考·讨论有关体细胞核移植的问题应用前景体细胞核移植在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。（1）在畜牧生产中加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题（2）在医药卫生领域：①通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题乳腺生物反应器（2）在医药卫生领域：②在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植；③以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们一直给患者时可以避免免疫排斥反应。03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题（3）在科研领域：①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因；③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。（4）在保护濒危物种方面：该技术有望增加濒危物种的存货数量03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题应用前景畜牧业医药卫生转基因克隆动物用作生物反应器转基因克隆动物作为异种移植供体自体核移植→胚胎干细胞→诱导分化→供体基础理论研究保护濒危物种转入可在动物体特定部位高效表达的目的基因敲除控制特定分子（可被人体免疫系统识别为抗原）合成的基因03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题应用前景畜牧生产医药卫生科研保护濒危物种加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育①作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白②治疗人类疾病时转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异体移植③以患者作为供体培育相应细胞、组织或器官进行移植，避免免疫排斥①使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程②分析致病基因③研究致病机制，开发药物增加濒危物种存活数量①成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进；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学科更深层次的理论研究相结合；③一些研究者指出，绝大多数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、脏器缺陷和免疫失调等。03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题存在的问题【课堂小结】用物理或化学方法激活重构胚通过显微操作去核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

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

一、概念检测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?

提示：是否赞成克隆大熊猫，只要言之有理，无论赞成还是反对克隆大熊猫的研究，都应该保护好大熊猫的生存环境，否则即使成功克隆了大熊猫，它们没有适宜的生存环境，也可能走向灭绝。练习与应用

二、拓展应用

2.

2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物——多莉，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。多莉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，早衰是一种必然现象。另一些研