《2.2 动物体细胞核移植技术与克隆动物》教学课件2

动物体细胞核移植与克隆动物“（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。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出一群猴吗？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”。核移植相当于孙悟空的“魔法”。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。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。动物细胞核的全能性无性生殖2.原理：3.生殖方式：动物体细胞核移植技术用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？克隆（Clone）技术：

是一个很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的现象均可称为“克隆”（实为复制）分子克隆:细胞克隆:个体克隆:动物细胞培养技术，植物细胞培养技术植物组织培养技术，核移植技术单克隆抗体技术、PCR技术

“中中”、“华华”是世上第一例经体细胞核移植出生的非人灵长动物。具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物。4.哺乳动物核移植分类胚胎细胞核移植：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因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。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分化前的功能状态，导致胚胎发育率低②对非人灵长类动物胚胎操作的技术尚不完善★说出与克隆“多莉”的不同之处。★为什么要进行动物细胞培养？★为什么没有取出细胞核？★为什么要去掉卵母细胞的核？动物体细胞核移植的过程采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期。（使用设备从卵巢采集卵母细胞）细胞体积比较大，易操作。卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。此时卵母细胞已发育成熟，细胞质中具有激活重构胚以及早期胚胎发育的必需因子。为什么要选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞？正常排出的卵子即处于MⅡ期。供体细胞的选择和培养一般选用传代10代以内的细胞，为什么？

因10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证供体细胞正常的遗传基础。

提供细胞核的个体要有重要利用价值的动物的体细胞。原因：保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体方法：显微操作去核法卵母细胞去核实质：去除纺锤体-染色体复合物目前动物细胞核移植技术中也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。供体细胞植到卵母细胞将供体细胞注入去核卵母细胞中的原因？直接将供体细胞，注入去核卵母细胞透明带。

通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎。重构胚胎将胚胎移入受体（代孕）母牛内早期胚胎

用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。

生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛）。思考：用上述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克隆动物的线粒体遗传物质一般来自于受体卵母细胞。②生物的性状不完全由基因决定，环境也有重要影响。③可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。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。

两者都能生成干细胞，但各过程是完全不同的。

前者可生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；后者需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。前者对核供体细胞有较高要求，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；可后者的细胞来源相对广些，如纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可诱导成为iPS细胞。前者涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；后者的技术流程相对简单，可更适合用于生产实践。采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期高产奶牛（供体）去核的卵母细胞供体细胞培养重构胚将供体细胞注入去核的卵母细胞电融合法使两细胞核融合激活重构胚使其完成细胞分裂和发育过程早期胚胎将胚胎移入受体（代孕）母牛体内生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛从供体身上取体细胞通过显微操作去核用到的技术：细胞核移植、细胞培养细胞融合、早期胚胎培养、胚胎移植体细胞核移植知识归纳（2）治疗人类疾病，治疗性克隆作为供体1.加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育（1）克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白（3）核移植胚胎干细胞，诱导分化成相应的细胞、组织或器官后移植给患者2.在医药卫生领域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。1.该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。2.相对于技术研究，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.绝大多数克隆动物存在健康问题，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。体细胞核移植技术存在的问题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课堂练习2.如图是克隆羊的培育流程图，相关说法错误的是（）A.卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到减Ⅱ中期B.从供体羊中取上皮细胞需要用胰蛋白酶进行处理C.在显微镜下用微型吸管将卵母细胞中的染色体-纺锤体复合物吸出D.上皮细胞细胞核进入卵母细胞后即可自行发育成胚胎D3.

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、母及卵母细胞捐献者的部分基因4.下列关于体细胞核移植技术应用的叙述，不正确的是（）A.转基因克隆动物的组织、器官可作为异种移植的供体B.研究克隆动物和动物细胞有利于了解胚胎发育过程C.有望用体细胞核移植技术增加濒危动物的存活数量D.用克隆动物作疾病模型可用于治疗人类的各种疾病D5.2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：（1）“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_______________________________________________________________________________________________________________。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。

将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中使其重组并发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术不变（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度______（填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是______________________________________________。（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体。通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_______（填“相同”或“不同”），性染色体组合______（填“相同”或“不同”

）。小于

胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易相同不同（1）图中的甲为苏格兰绵羊，乙为多莉羊。那么，a和b是通过_______分裂形成的，其DNA含量是体细胞的_______；c肯定是___细胞，乙的遗传性状与提供_______的绵羊一致。（2）产生甲和乙的过程分别是_________和______。减数一半体细胞核有性生殖克隆6.世界上第一只克隆羊“多莉”的培育过程如图所示，请据图回答：（3）在形成乙的过程中，需要将d的细胞核取出，将c细胞核移入d细胞内，此技术叫