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(共25张PPT)
2.2.3 动物细胞工程
三、动物体细胞核移植技术
和克隆动物
导入
动物细胞工程
动物细胞培养（基础）
动物细胞融合技术和单克隆抗体
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞融合
2.单克隆抗体及其应用
1.动物细胞培养的条件
2.动物细胞培养的过程
3.干细胞培养及应用
1.动物体细胞核移植
2.体细胞核移植技术的应用前景及问题
1.概念
2.原理
将动物一个细胞的______移入______________中，使这个______________发育成_______，继而发育成_________的技术，称为动物体细胞核移植技术。
用动物体细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物。
细胞核
去核的卵母细胞
重新组合的细胞
新胚胎
动物个体
动物细胞核的全能性。
3.生殖方式
无性生殖
4.类型
①胚胎细胞核移植：
胚胎细胞分化程度__，表现全能性________。
低
相对容易
②体细胞核移植：
动物体细胞分化程度__，表现全能性________。
高
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
一、体细胞核移植的过程 P52
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___ _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
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。
一、体细胞核移植的过程 P52
①采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
②通过显微操作去核
③从供体高产奶牛身体取体细胞
④将（整个）供体细胞注入去核的卵母细胞
一、体细胞核移植的过程 P53
（实际上是去除纺锤体-染色体复合物）
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卵母细胞体积大，易操作
②含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件
①采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
②通过显微操作去核
③从供体高产奶牛身体取体细胞
④将（整个）供体细胞注入去核的卵母细胞
一、体细胞核移植的过程 P53
（实际上是去除纺锤体-染色体复合物）
动物细胞培养
（1）将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因：
对卵母细胞损伤较小保证供核不被破坏，操作也更方便。
一、体细胞核移植的过程 P54
有关体细胞核移植的问题
思考·讨论
讨论1.将体细胞的细胞核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
为使核移植动物的遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。并防止细胞染色体的数量发生变化。
为什么要选用处于MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞？
①细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。
②细胞体积大，便于操作。
③卵黄多，营养物质丰富。
①采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
②通过显微操作去核
③从供体高产奶牛身体取体细胞
④将（整个）供体细胞注入去核的卵母细胞
一、体细胞核移植的过程 P53
（实际上是去除纺锤体-染色体复合物）
动物细胞培养
（3）去核原因：
为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来供体细胞
⑥将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
⑦生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛
一、体细胞核移植的过程 P53
⑤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
激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程。
用物理或化学方法：
（电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂）
（2）该过程中应用到的技术
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
一、体细胞核移植的过程 P54
有关体细胞核移植的问题
思考·讨论
讨论2.你认为用上述体细胞核移植技术培养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？
不是对核供体动物进行100%的复制。
①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞
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；
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。
①收集牛卵巢，采集卵母细胞
②通过显微操作去核
③从供体高产奶牛身体的某一部分取体细胞，进行培养
④将供体细胞注入去核的卵母细胞
⑤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
⑥将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
⑦生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛
一、体细胞核移植的过程 P53
一、体细胞核移植的过程 P53
一、体细胞核移植的过程 P53
动物体细胞核移植属于无性生殖
二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 P54
畜牧业
加速家畜遗传改良进程、促进改良畜群繁育
二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 P54
畜牧业
医药卫生
乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊
①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。
二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 P54
克隆动物（也经过转基因操作）的细胞、组织、器官可作为异种移植的供体
①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。
畜牧业
医药卫生
②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。
二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 P54
①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。
畜牧业
医药卫生
②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。
③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、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 P54
畜牧业
医药卫生
科研
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。
裸鼠肿瘤动物模型
畜牧业
医药卫生
二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 P54
科研
畜牧业
医药卫生
保护濒危物种
该技术有望增加濒危物种的存活数量
白鳍豚
金丝猴
二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 P54
问题
①成功率低
胚胎移植－动物幼体产出 概率＜10％ 各技术环节有待改进
③克隆动物存在健康问题
许多克隆动物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，免疫失调等。易出现早衰（多利羊猜想）。
②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更深层次的理论研究相结合。
课堂小结
概述
过程
动物细胞核移植
分类
生殖方式
原理
结果
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
胚胎移植
早期胚胎培养
前景和问题
畜牧生产、保护濒危物种、医药卫生、治疗人类疾病、科研
成功率低、环节有待改进、健康问题
练一练
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
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 （ ）
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
练一练
C
练一练
3.在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的(　　)
A.卵原细胞 B.初级卵母细胞 C.次级卵母细胞 D.卵细胞
C
4.下列关于高产奶牛克隆过程的叙述，错误的是(　　)
A.供体牛体细胞在进行体外培养时，会发生细胞贴壁和接触抑制的现象
B.培养至M Ⅱ中期的卵母细胞的细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质
C.通过电融合法促进供体与去核受体细胞两两融合，供体核进入卵母细胞
D.胚胎移植时，应将重组细胞直接移入代孕母牛的子宫
D
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