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3

第2节动物细胞工程新人教版选择性必修3第2章细胞工程第3课时动物体细胞核移植技术和克隆动物学习目标

/LEARNINGTARGET体细胞核移植技术1.阐明动物细胞核移植技术的概念和原理。（生命观念）2.用文字和图示表述体细胞核移植的过程。（科学思维）3.认同体细胞核移植技术具有广阔的应用前景，客观分析该技术存在的问题。（社会责任）01动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术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。1952年，Robert

Briggs和ThomasJoseph

King在《美国科学院院刊》上报道的豹蛙胚胎细胞核移植研究与该实验模式图，两栖类动物中首次获得核移植成功。动物细胞核移植技术的发展历程动物细胞核移植技术的发展历程在脊椎动物核移植的研究中，我国科学家的工作一度处于世界先进水平。20世纪70年代，我国科学家童第周等人完成了鲤鱼和鲫鱼之间的细胞核移植，将鲤鱼囊胚细胞的核移植到去核的鲫鱼未受精的卵中。培育出具有正常生殖能力的鲤鲫移核鱼，肌肉蛋白含量比鲤鱼高，脂肪含量比鲤鱼低，生长速度比鲫鱼快。细胞核移植鲤鲫移核鱼卵细胞鲫鱼细胞质鲤鱼囊胚细胞细胞核重组细胞生物的性状受细胞核和细胞质中遗传物质的共同控制。动物细胞核移植技术的发展历程1962年，英国牛津大学英国发育生物学家约翰·格登（JohnBertrandGurdon）利用非洲爪蟾进行了一系列的核移植试验，用小肠上皮细胞作为核供体，通过连续核移植的办法成功获得少量蝌蚪，其中有几只成功发育成为成体爪蟾。动物细胞核移植技术的发展历程1996年7月5日，伊恩·维尔穆特（Wilmut）领导的科研小组，利用克隆技术，用已经分化的成熟的体细胞核（乳腺细胞）通过核移植技术克隆出一只母羊——多莉，并于1997年2月27日的英国《自然》杂志报道，这是世界上第一例经体细胞核移植出生的哺乳动物。动物细胞核移植技术的发展历程2017年中国科学院神经科学研究所孙强团队，突破了体细胞克隆猴的世界难题，成功培育出世界首个体细胞克隆猴，11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”诞生，12月5日第二个克隆猴“华华”诞生，体细胞核移植首次在非人灵长类动物中获得成功。该成果于2018年1月25日以封面文章在线发表在生物学顶尖学术期刊《细胞》上。动物细胞核移植技术胚胎细胞核移植体细胞核移植哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植Mammaliannucleartransfercanbedividedintoembryoniccellnucleartransferandsomaticcellnucleartransfer相对容易因为分化程度低，全能性容易表现因为分化程度高，全能性较难表现相对困难学生活动一：阅读教材P53图2-18内容，1、梳理高产奶牛的克隆过程；2、以文字和箭头的形式写出体细胞克隆猴的诞生过程。学生活动一：阅读教材P53图2-18内容，1、梳理高产奶牛的克隆过程；2、以文字和箭头的形式写出体细胞克隆猴的诞生过程。重构胚学生活动二：根据体细胞克隆猴的诞生过程，思考并回答以下问题，小组讨论交流展示。1、为何选用MⅡ卵母细胞?2、卵母细胞去核的原因、方法、实质是什么？3、将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因？4、什么是重构胚？处理重构胚的目的是什么？5、克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？6、该过程中应用到了哪些技术？卵细胞体积大,容易操作；营养物质丰富，为发育提供充足营养含有促使细胞核表达全能性的物质为何选用MⅡ卵母细胞?1存在激活重构胚需要的因子，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重构胚学生活动二：根据体细胞克隆猴的诞生过程，思考并回答以下问题，小组讨论交流展示。卵母细胞去核的原因、方法、实质是什么？2为使核移植动物的核遗传物质全部来自供体的细胞；并防止细胞染色体的数量发生变化。梯度离心紫外线短时间照射

化学物质处理

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。重构胚方法：通过显微操作去“核”纺锤体——染色体复合物学生活动二：根据体细胞克隆猴的诞生过程，思考并回答以下问题，小组讨论交流展示。将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因？3①保证供体细胞的细胞核不被破坏，

操作方便；重构胚②对卵母细胞损伤较小。学生活动二：根据体细胞克隆猴的诞生过程，思考并回答以下问题，小组讨论交流展示。什么是重构胚？激活重构胚的目的是什么？4重构胚促融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。激活用电刺激、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。学生活动二：根据体细胞克隆猴的诞生过程，思考并回答以下问题，小组讨论交流展示。克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？5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供体细胞和卵母细胞生活环境：性状可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异重构胚学生活动二：根据体细胞克隆猴的诞生过程，思考并回答以下问题，小组讨论交流展示。该过程中应用到了哪些技术？6动物细胞核移植动物细胞培养动物细胞融合早期胚胎培养胚胎移植重构胚学生活动二：根据体细胞克隆猴的诞生过程，思考并回答以下问题，小组讨论交流展示。动物体细胞核移植技术非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因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。对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。恭喜中国标志着我国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代02体细胞核移植技术的应用前景畜牧生产医药卫生科学研究保护物种加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育克隆特定疾病模型的动物，为该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。体细胞克隆猴的成功，将推动中国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链，加速针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病，以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。学生活动三：阅读教材P54内容，总结体细胞核移植技术的应用前景及存在问题。02体细胞核移植技术的应用前景保护濒危物种，增加存活数量克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白；畜牧生产医药卫生科学研究保护物种加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育研究克隆动物可深入了解胚胎发育及衰老过程;乳腺生物反应器克隆动物乳汁中含有人抗胰蛋白酶克隆遗传背景相同的动物，通过对比分析致病基因;克隆特定疾病模型的动物，为该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官用于异种移植；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。异种移植2022年1月10日，美国马里兰大学医学院发布声明称，其与马里兰大学医学中心的医生合作，把转基因猪的心脏移植到一名心脏病晚期患者体内，这是世界首例转基因异种心脏移植手术。胚胎干细胞的应用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，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。02体细胞核移植技术存在的问题“多莉”只存活7年，远低于平均寿命12年克隆动物健康问题克隆动物成功率低表现出遗传和生理缺陷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。课堂总结/CLASSROOMSUMMARY体细胞核移植技术动物细胞核的全能性理论基础动物细胞培养技术

动物细胞融合技术核移植技术

早期胚胎培养

胚胎移植技术涉及的生物技术手段克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同关于性状克隆动物的性状与卵母细胞供体部分相同克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系课堂重点/CLASSROOMFOCUS1.

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，