资源简介

(共20张PPT)
教学目标：
1、阐明动物细胞培养的条件和过程。
2、简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
3、阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克隆抗体在临床上有重要的应用价值。
4、阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景。
教学重点：
1、动物细胞培养的条件和过程。
2、干细胞在生物医学工程中的应用。
3、单克隆抗体的应用和制备。
4、用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程
教学难点：单克隆抗体的制备过程；用动物细胞体细胞核移植技术克隆动物的过程。
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
三、动物体细胞核移植技术核克隆动物
情境探究
“中中”和“华华”的产生是有性生殖还是无性生殖？
追根溯源找“克隆”
克隆 是英文clone的音译，而英文clone则起源于希腊文Klone，原意是用“嫩枝”或“插条”繁殖
是指一个细胞或个体以无性繁殖方式产生遗传物质完全相同的一群细胞或一群个体
在动物繁殖学中，克隆是指不通过精子和卵子的受精过程而产生遗传物质完全相同新个体的一门胚胎生物技术
拓宽思路
1
植物组织
培养
？
2
思考
动物细胞
培养
理论基础
植物细胞的全能性
1.为什么在动物体细胞培养中不能表现出细胞的全能性？
理论基础
细胞的增殖
2.让动物细胞的全能性得以体现的关键是？
处于MⅡ期的卵母细胞中含有的激活分裂分化的因子，是动物细胞核全能性表现的物质基础
这些因子会于受精作用后在发育过程中逐渐降解或灭活
故 将体细胞的细胞质换成处于MⅡ期的卵母细胞的细胞质有利于动物细胞核全能性的表现
（一）动物细胞核移植技术
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。
2、分类：
胚胎细胞核移植和体细胞核移植
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
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
对高产奶牛克隆过程的质疑
疑惑
为什么要克隆供体奶牛？
为了规避取核操作中细胞核受损的风险，科学家在操作时通常采用将整个供体细胞注入去核卵母细胞的方法。
说好的“移核”为何变成“移细胞”？
加速家畜遗传性状改良进程，促进优良种群繁育。
3、过程：
选择供体的标准是什么？
供体和卵母细胞提供者分别为克隆动物提供什么？
如何去除卵母细胞的核？
诱导融合的方法？什么叫重构胚？
激活重构胚的方法？
如何将胚胎发育成个体？
培养出克隆动物的理论基础是什么？
涉及到哪些生物技术？
思考并讨论
重构胚克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？问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出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛思考并讨论思考并讨论
① 供体：具有优良性状的个体
② 受体细胞为卵母细胞的原因：
体积大，易操作；营养物质丰富；
具有激发细胞核全能性表达的物质
③ 去核原因：
使克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞
④ 去核方法：
目前普遍使用显微操作法。梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法，不穿透透明带的情况下去核或使DNA变性。
⑤ 促融方法：
电融合法，形成重构胚
⑥ 重构胚激活方法：
电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等
⑦ 克隆动物的遗传物质：
核——供体细胞；质——供体细胞、卵母细胞
4、原理：
（一）动物细胞核移植技术
动物细胞核的全能性
5、应用的技术：
动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植
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
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
解决实际问题
应用：拯救濒危物种，增加濒危物种的存活数量。
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
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
解决实际问题
应用：研究致病机理，为优生优育提供技术保障。
加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
1
畜牧业
器官移植，利用生物反应器进行药物生产
2
医疗卫生
研究生物的发育、衰老、疾病致病机理等
3
科学研究
该技术有望增加濒危物种的存活数量
4
保护濒危物种
（二）体细胞核移植技术的应用前景
2
利用生物反应器进行药物生产
通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白
医疗卫生领域
医疗卫生领域
异种移植
在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体
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
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发生免疫排斥反应
胚胎干细胞的应用
医疗卫生领域
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
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
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
01
02
03
科学研究领域
B
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。
C
绝大多数克隆动物存在健康问题，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。
A
该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。
（三）体细胞核移植技术存在的问题

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