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

中国古代的奇思妙想

《西游记》中的孙悟空神通广大，他“拔一把毫毛望空喷去即变作三二百个小猴”，2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，克隆出两只猕猴“中中”和“华华”。克隆猴的诞生与传统繁殖方式有什么不同？技术？无雌雄配子结合，遗传信息来自于细胞核动物体细胞核移植技术无性生殖情境导入1.概念：2.原理：动物细胞核的全能性3.生殖方式：无性生殖受体细胞减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的卵母细胞体细胞或者胚胎细胞4.种类：这说明什么？整个细胞随分化程度的提高，分化潜能逐渐减弱，全能性受到限制。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5.原因：：一、动物细胞核移植技术思考1：为什么体细胞克隆猴的诞生能够轰动世界?有什么困难吗？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进行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，终于成功获得了世界上首例体细胞克隆猴。思考2：为什么要进行克隆猴的研究？研发新药时，进行药物的筛选。克隆鼠、兔等不能吗？

鼠和兔等哺乳动物与人类的亲缘关系比较远，用它们筛选出来的药物对人类的效果不好甚至没有作用。自然界的猴？①自然界的猴繁殖慢，②自然界的猴基因型不同，会干扰实验结果。③有时用转基因猴进行药物筛选效果更好1．下列有关核移植的说法，错误的是(

)A．通过核移植得到的细胞称为重构胚B．哺乳动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植C．核移植得到克隆动物的过程属于无性生殖D．动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度无关趁热打铁D1、选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？采集的卵母细胞应培养至什么时期？2、卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？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、该过程用到了哪些动物细胞工程的技术手段？

问题汇总，大家一起思考下列问题（以体细胞克隆牛为例）二、体细胞核移植的过程受体供体选择10代以内实质：纺锤体-染色体复合物正常排出的卵子即处于MⅡ期，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。一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。为什么？卵母细胞体积

大

，易操作；卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核

全能性表达的物质；卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。供体：提供细胞核的个体；有重要利用价值的动物的体细胞。去核原因：使克隆动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。去核方法：目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法，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。（P54相关信息）*去核位置？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目的：使DNA变性失活，达到去核的目的。没刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。将供体细胞整个直接注入去核卵母细胞能够（降低去核操作可能导致的破坏）提高成功率，且操作简便。动物细胞核移植操作方式:①将供体一个细胞核直接导入去核的卵母细胞。②直接把供体细胞导入去核的卵母细胞(常用)；优势：保证供体细胞核不被破坏；操作也方便。思考：注入“去核卵母细胞”的是“整个供体细胞”还是“供体细胞的细胞核”？为什么？原因/优点：①对卵母细胞损伤较小；②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。激活目的：思考：克隆动物遗传物质来源：①核遗传物质：全部来自

。供体动物的细胞核一部分来自

细胞，另一部分来自

。供体受体卵母细胞②质遗传物质：直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内激活方法：融合和激活的方法一样吗？思考：动物体细胞核移植技术证明了？（原理）思考2：从遗传物质的角度来分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？该技术证明了：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。②性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同。①克隆动物细胞核的遗传物质来自供体动物细胞核，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞；2．科学家利用小鼠的成纤维细胞成功培育了克隆鼠，培育过程如图所示。下列叙述错误的是(

)A．细胞A为培育到MⅡ期的卵母细胞B．克隆鼠的遗传物质主要来自小鼠的成纤维细胞C．利用胚胎干细胞作为核供体更难培育克隆鼠D．在培养瓶中培养成纤维细胞时会出现细胞贴壁和接触抑制现象趁热打铁C重构胚通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞早期胚胎用物理或化学方法激活重构胚采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞将供体细胞显微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供体细胞培养从供体身上取体细胞将胚胎移入受体（代孕）母牛体内早期胚胎培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞核移植使其完成细胞分裂和发育该过程用到哪些技术手段？

动物细胞融合二、体细胞核移植的过程体细胞核移植过程思维导图2、克隆技术：在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次，即分子克隆、细胞克隆、个体克隆。1、克隆动物：用核移植的方法得到的动物克隆是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群，即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。克隆其实就是复制，可以发生在不同的水平，不同的层次。分子克隆：单克隆抗体技术、PCR技术（一般指DNA分子扩增）细胞克隆：动物细胞培养技术、植物细胞培养技术（由一个细胞分裂所形、成的细胞群体）

个体克隆：植物组织培养技术、核移植技术（指基因型完全相同的个体或、群体）[思考]为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？[思考]分子克隆、细胞克隆、个体克隆分别用什么技术?二、体细胞核移植的过程1.为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。3.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。体细胞核移植技术VS诱导iPS细胞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。结果：细胞：较高要求，细胞分化程度越高，胞成功率越低细胞：来源广，成纤维、脂肪干细胞等都可诱导成iPS细胞技术：操作复杂技术：相对简单，更适合用于生产实践前景:研究生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异作用：诱导成纤维细胞转变成未分化的状态。【类似脱分化】不需注射免疫抑制剂诱导干细胞分化成不同类型的细胞也是一种克隆重组细胞——核移植杂种细胞——植物体细胞杂交技术杂交细胞——动物细胞融合①②1.2.③3.在科研领域4.在保护濒危物种方面：②③环尾狐猴问题：①②理论基础动物体细胞核的全能性胚胎细胞核移植原理：类型：体细胞核移植采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期从供体高产奶牛身上取体细胞显微操作去核对体细胞进行培养去核的卵母细胞供体细胞电融合法将供体细胞注入去核的卵母细胞重构胚用物理或化学方法激活重构胚，使其完成

细胞分裂和发育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动物体细胞核移植技术和克隆动物理论基础应用前景畜牧业保护濒危物种医药卫生本节小结1.研究中需要使用成熟卵母细胞作为移植核的受体。对2.受精卵经基因编辑后形成的胚胎可发育为克隆猴。

错

受精卵属于有性生殖；克隆猴是无性生殖。3.克隆动物所利用的细胞核可以是卵细胞或精子中的细胞核。错

细胞核是体细胞或胚胎细胞的细胞核4.去核的卵母细胞实际上是次级卵母细胞。对5.用克隆动物作疾病模型可用于治疗人类各种疾病。错6.激活重构胚的物理方法是电刺激和Ca2+载体。错

Ca2+载体属于化学方法7.选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞。错

高度分化细胞不能增殖是否涉及动物细胞融合？C“三亲婴儿”生殖方式：有性生殖还是无性生殖？染色体（细胞核）来自于捐献者、母亲还是父亲？

遗传物质（细胞核+细胞质）来自捐献者、母亲还是父亲？√√√

√√√

P55概念检测1，2；D位于X染色体上，由核基因控制2025/3/26①组蛋白去甲基化酶

Kdm4d的mRNA：可以表达组蛋白去甲基化酶，降低组蛋白的甲基化水平；②组蛋白脱乙酰酶抑制剂

TSA：抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白乙酰化水平，进而调节相关基因的表达。（1）灭活的仙台病毒所起的作用是_诱导体细胞与去核卵母细胞的融合_P663题

(3)评论者所说的培育过程中用到的“聪明的化学方法和操作技巧”，你认为具体体现在什么地方？“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注人了重构胚，这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率。“操作技巧”是指科学家经过大量的训练，能在10s内完成对卵母细胞的去核操作，能在15s内将体细胞注入去核的卵母细胞，这样迅速的操作大大减少了对卵母细胞的损伤。3.培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。(4)你认为体细胞克隆猴的成功培育有什么意义？由于猴与人的亲缘关系极近，培育大批具有相同遗传背景的克隆猴，对人类疾病致病机制的研究和新药的研发等具有重要意义。特别是在脑研究方面，克隆猴的培育将大大促进人类脑疾病的研究和治疗。克隆猴的成功培育标志着我国在非人灵长类疾病动物模型研究方面处于国际领先水平。3.培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。

是否赞成克隆大熊猫,只要言之有理,就应该予以支持,并且还应该让他们认识到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。

注意证据的来源及其真实性和可靠性，进一步引导学生认识到虽然目前对克隆动物的早衰问题存在争论，但这样的争论有利于人类进一步了解生命现象，也有利于克隆技术更好地应用于医疗、农牧业等领域。2．下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(

)B

课堂练习A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理D．体细胞核移植技术说明动物体细胞具有全能性甲和乙卵母细胞细胞核B

5．科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列相关问题。(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用____________________酶处理。(2)在进行