动物体细胞核移植技术和克隆动物课件【备课精讲精研+能力拓展提升】高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

第第2章章 第第2节节 动物细胞工程三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 西游记中的一段描述“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，周围攒簇问题：西游记中的这段描述，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猴来吗？课堂导入：2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细体细胞核移植技术胞核移植技术成功克隆出两只猕猴成功克隆出两只猕猴“中中中中”和和“华华华华”（如下图（如下图)毫毛来自体细胞，我们能用体细胞毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变变”出猴来吗？出猴来吗？克隆是无性繁殖，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、细胞或个体什么是克隆？在生物学上包含分子、细胞、个体在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次，即个层次，即分子克隆分子克隆、细胞克隆细胞克隆、个体个体克隆克隆植物组织培养技术植物组织培养技术核移植技术核移植技术动物细胞培养技术动物细胞培养技术植物细胞培养技术植物细胞培养技术单克隆抗体技术、单克隆抗体技术、PCR技术技术1.概念：将动物将动物一个细胞一个细胞的的细胞核细胞核移入移入去核的卵母细胞去核的卵母细胞中，使这中，使这个个重新组合的细胞重新组合的细胞发育成发育成新胚胎新胚胎，继而发育成，继而发育成动物个体动物个体的技术。

的技术用核移植技术得到的动物称为用核移植技术得到的动物称为克隆动物克隆动物2.原理：动物细胞核的全能性动物细胞核的全能性4.种类：3.生殖方式：无性生殖无性生殖 01动物细胞核移植技术温故而知新：供体：_；受体：_提供一个细胞的细胞核的动物去核的卵母细胞4.种类：胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植：体细胞核移植体细胞核移植：分化程度分化程度低低，表现全能性相对容易，表现全能性相对容易分化程度分化程度高高，表现全能性十分困难，表现全能性十分困难动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植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注意：注意：1 1、动物细胞核移植的原理：动物细胞核的全能性，而不是动物细动物细胞核移植的原理：动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性胞的全能性因为动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接因为动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说发育成完整个体，所以用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性明动物体细胞的细胞核具有全能性2 2、动物体细胞的全能性会随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限动物体细胞的全能性会随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。

制，分化潜能逐渐变弱但动物体细胞的细胞核内仍含有该种动物但动物体细胞的细胞核内仍含有该种动物的全套遗传物质，具有发育成完整个体的潜能，即动物体细胞的细的全套遗传物质，具有发育成完整个体的潜能，即动物体细胞的细胞核仍具有全能性胞核仍具有全能性5.非人灵长类动物体细胞核移植困难的原因对非人灵长类动物对非人灵长类动物_进行操作的进行操作的技术尚不完善技术尚不完善胚胎胚胎供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其_前的前的功能状态功能状态，这导致了，这导致了_胚胎发育率低胚胎发育率低分化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我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，力，攻克了这些障碍，终于成功获得了世界上终于成功获得了世界上首例体细胞克隆猴首例体细胞克隆猴01动物细胞核移植技术1.1.体细胞和卵母细胞从哪里来？体细胞和卵母细胞从哪里来？2.2.卵母细胞需要在体外培养到什么时期？卵母细胞需要在体外培养到什么时期？3.3.在将供体细胞的细胞核移入卵母细胞前，需要先对卵母在将供体细胞的细胞核移入卵母细胞前，需要先对卵母细胞进行什么操作？为什么？细胞进行什么操作？为什么？4.4.实际在克隆高产奶牛时，科学家并没有从供体细胞中取实际在克隆高产奶牛时，科学家并没有从供体细胞中取出细胞核，而是直接将供体细胞注入去核的卵母细胞，你出细胞核，而是直接将供体细胞注入去核的卵母细胞，你知道这是为什么吗？知道这是为什么吗？5.5.融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？6.6.克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%100%的复制吗的复制吗？阅读教材阅读教材P52-53P52-53，思考下列问题：，思考下列问题：（1）材料：供体细胞一般选优良动物的传代10代以内代以内的细胞。

受体细胞一般为减数分裂减数分裂中期中期（M期期）的次级卵母细胞次级卵母细胞其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质；卵母细胞体积大，易操作；卵母细胞营养物质丰富选择M期卵母细胞的原因：02体细胞核移植的过程受体细胞为什么选用卵母细胞？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M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；去核时同时吸走第一极体含有促进细胞核全能性的物质采集卵母细胞，在体外培养到M期高产奶牛(供体)去核：显微操作取体细胞（2）卵母细胞卵母细胞为什么要为什么要“去核去核”？（P54P54页）页）原因：原因：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞去核的卵母细胞供体细胞 02体细胞核移植的过程去核的卵母细胞供体细胞将供体细胞注入去核的卵母细胞3）将将整个整个供体细胞供体细胞注入卵母细胞中注入卵母细胞中有何有何优点？优点？优点：优点：对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便电融合法4）激活重构胚目的是？激活重构胚目的是？目的：目的：激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程激活方法：物理方法；化学方法重构胚早期胚胎 02体细胞核移植的过程(代孕)母牛体内生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛5）动物体细胞核移植技术证明了？动物体细胞核移植技术证明了？（原理）（原理）该技术证明了：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。

克隆动物克隆动物6）从遗传物质的角度来分析，克隆动物是克隆动物是对体细胞对体细胞供体供体动物进行了动物进行了100%100%的复制吗的复制吗？克隆动物细胞核的遗传物质来自供体动物，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；环境也会影响克隆动物的性状，其环境与供体不会完全相同早期胚胎 02体细胞核移植的过程该过程用到哪些技术手段？该过程用到哪些技术手段？重构胚重构胚早期胚胎早期胚胎电融合法电融合法用物理或用物理或 化学方法激活重构胚，化学方法激活重构胚，使其完成使其完成 细胞分裂和发育细胞分裂和发育将将胚胎移入受体胚胎移入受体（代孕）母牛体内（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的采集牛卵巢中的卵母细胞，在体卵母细胞，在体外培养到外培养到M期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养供体细胞注入去供体细胞注入去核的卵母细胞核的卵母细胞显微操作显微操作去核去核高产奶牛高产奶牛（供体供体）取体细胞取体细胞生出与供体奶牛遗传生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛物质基本相同的犊牛早期胚胎培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞核移植动动物物细细胞核移植、胞核移植、动动物物细细胞培养、胞培养、动动物物细细胞融合、胞融合、早期胚胎培养、早期胚胎培养、胚胎移植。

胚胎移植02体细胞核移植的过程（1）在）在畜牧生产畜牧生产中：中：可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育可以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）在医药卫生医药卫生领域：领域：通过建立通过建立转基因体细胞系转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物育的转基因克隆动物可以作为生物反应器可以作为生物反应器，生产许多珍贵，生产许多珍贵的的医用蛋白医用蛋白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乳腺生物反应器在在治疗人类疾病时治疗人类疾病时，转基因，转基因克隆动物的细胞、组织或器官克隆动物的细胞、组织或器官可以用于可以用于异种移植异种移植以患者作为供体以患者作为供体培育的培育的人核人核移植胚胎干细胞移植胚胎干细胞，经过诱导分，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时器官，将它们移植给患者时可可以避免发生免疫排斥反应以避免发生免疫排斥反应03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题（2）在）在医药卫生医药卫生领域：领域：（3）在科研领域：）在科研领域：研究克隆动物可使人类更深入地研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎了解胚胎发育及衰老过程发育及衰老过程。

克隆一批克隆一批遗传背景相同遗传背景相同的动物的动物，可以通过，可以通过它们之间的对比来它们之间的对比来分析致病基因分析致病基因克隆克隆特定疾病模型特定疾病模型的动物，还能为研究该的动物，还能为研究该疾病的疾病的致病机制致病机制和和开发相应的药物开发相应的药物提供帮助提供帮助4）在）在保护濒危物种方面：保护濒危物种方面：03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题白鳍豚白鳍豚该技术有望该技术有望增加濒危物种的存活数量增加濒危物种的存活数量 03体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 成功率低成功率低，各技术环节有待改进各技术环节有待改进体细胞核移植技术存在的问题：绝大多数克隆动物存在健康问题绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，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如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等核移植的理论研究较为滞后核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等更深层次的理论研究相结合物学和分子遗传学等更深层次的理论研究相结合一、概念检测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.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()C练习与应用练习与应用拓展应用 1.提示：是否赞成克隆大熊猫,学生的回答只要言之有理,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2.提示：在学生搜集证据的过程中，要提示他们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。