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课时3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
第2节 动 物 细 胞 工 程
本节聚焦
动物体细胞核移植的过程
应用前景及存在的问题
1.概念：将动物一个细胞的 ，移入 中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成 的技术。
一、动物体细胞核移植
细胞核
去核的卵母细胞
新胚胎
动物个体
2.哺乳动物核移植分类
种类 难易程度 原因
核移植 分化程度 ，全能性容易表现
核移植 分化程度 ，全能性较难表现
低
高
相对容易
十分困难
3.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因
(1) 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
胚胎细胞
体细胞
供体细胞的细胞核
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。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
一、动物体细胞核移植
(1)原理：
动物细胞核的全能性
(2)生殖方式：
无性生殖
【思考】
下列克隆分别用什么技术
①动物细胞克隆
②动物克隆
③植物克隆
④DNA克隆
动物细胞培养
核移植
植物组织培养
PCR技术
去除纺锤体-染色体复合物
减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)
4.过程
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
动物细胞培养
动物体细胞
核移植
动物细胞融合
早期胚胎培养、胚胎移植
动物细胞培养
(1)选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？
①细胞体积比较大，易操作；
②卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；
③此时具有受精能力，细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。
4.过程
动物细胞培养
(2)去核的方式是？
常用的是显微操作(去核)法；
还有梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。
(3)去核的实质是：
去除纺锤体-染色体复合物或者使其中的DNA变性
会破坏透明带
不会破坏透明带
4.过程
动物细胞培养
(4)去核的原因？
4.过程
为使核移植的胚胎或动物的遗传物质几乎全部来自于有重要利用价值的动物提供的体细胞。
供体
动物体细胞
核移植
(5)注入供体细胞而非供体细胞核的原因？
降低去核操作可能导致的破坏，提高成功率，且操作简便。
(6)注入方法？
显微注射法
4.过程
动物细胞融合
4.过程
(7)融合方法：电融合法
(8)重构胚
是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力
注意：不要答杂交细胞
4.过程
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
早期胚胎培养、胚胎移植
(9)激活重构胚的方法：物理法或化学法
早期胚胎
eg电刺激、电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等
4.过程
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
早期胚胎培养、胚胎移植
(10)为什么生出犊牛与供体奶牛遗传物质基本相同？
早期胚胎
克隆动物的遗传物质
细胞核
全部来自供体细胞的细胞核
细胞质
一部分来自供体细胞
一部分来自受体卵母细胞
思考·讨论
有关体细胞核移植的问题
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？
不是
①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体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，即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
3.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。
都能生成干细胞，但过程完全不同。
(1)体细胞核移植：可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；对核供体细胞有较高要求；涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；
(2)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；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些；技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。
二、应用前景及存在的问题
(1)畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
1.应用前景
(2)医药卫生领域：
A. 建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。
B. 治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体。
C. 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。
二、应用前景及存在的问题
1.应用前景
A.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；
B.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；
C.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。
(3)在科研领域：
二、应用前景及存在的问题
1.应用前景
(4)保护濒危物种：
有望增加濒危物种的存活数量
黑草黄弄蝶
白鳍豚
金丝猴
二、应用前景及存在的问题
2.存在问题
(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，eg体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。
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