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(共20张PPT)
2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物
2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”（如下图)。克隆猴的过程当然不会像孙悟空吹口气那么简单，最大的困难是如何才能激发动物细胞表达其全能性。
毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？
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。
克隆动物4
2.原理：
动物细胞核的全能性（体现动物细胞全能性吗？）
4.分类：
胚胎细胞核移植：
体细胞核移植：
细胞分化程度低，表现全能性容易
细胞分化程度高，表现全能性十分困难
3.生殖方式：
（有减数分裂或精、卵细胞受精吗？）
无性生殖
因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
01
（一）动物细胞核移植技术
供体（雌、雄？）
受体1（雌？）
某些动物，要移入代孕母体，受体2（雌？）
5. 非人灵长类动物体细胞核移植非常困难。其原因是？
哪种容易实现？
不
资料１　美西螈核移植实验
胚胎细胞
卵母细胞
重组细胞
去核
取核
黑美西螈
白美西螈
白美西螈
黑美西螈
黑美西螈
结论？
结论：美西螈的肤色是由_________控制的. 生物性状的遗传主要是_________控制.为什么？
细胞核
细胞核
核移植
新胚胎
新个体（克隆动物）
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（中、华）。
01
（一）动物细胞核移植技术
5. 非人灵长类动物体细胞核移植非常困难的原因？
下面以克隆高产奶牛为例，来学习体细胞核移植的大致过程。
（二）体细胞核移植的过程
02
（二）体细胞核移植的过程
1、选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？要对卵母细胞作何处理？
2、卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么要去核？
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、克隆动物有哪几个亲本？克隆动物的性状表现与这些亲本的关系如何？
克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？
7、该实验可以证明？
8、该过程用到哪些技术手段？
（以体细胞克隆牛为例）
认真阅读P53 图2-18，思考下列问题
(二)体细胞核移植的过程
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
(1)采集卵母细胞，体外培养到减数分裂Ⅱ中期(次级卵母细胞)
(3)取供体细胞，体外培养
(2)
(4)
(5)融合，形成重构胚
(6)
(7)
③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。
02
(二)体细胞核移植的过程
②卵母细胞卵黄多，营养物质丰富。
①卵母细胞体积大，易于操作
(去核：去除“纺锤体—染色体”复合物）
使DNA变性失活，达到去核的目的。
没有刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。
梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理
动物细胞培养技术
一般选用10代以内的细胞，是因为
_________________________________
10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型
1、选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？要对卵母细胞作何处理？
2.卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么要去核？(P54讨论1)
去核原因：保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体的体细胞。
“供体”要求？
遗传性状优良(雌雄都可)
02
(二)体细胞核移植的过程
①保证供体细胞的细胞核不被破坏②操作方便。
人工重新构建的胚胎,具有发育成完整个体的能力。
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
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？
供体细胞注入卵母细胞的优点(好处）
克隆产生的新个体的亲本有三个：
体细胞核供体、受体1卵母细胞、受体2代孕母体。
细胞核的DNA
来自于供体动物的细胞核
线粒体中的DNA
来自受体卵母细胞
提示：生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制；生物的性状还受环境因素的影响
②环境也会影响克隆动物的性状，其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。
证明动物细胞核具有全能性(不证明动物细胞全能性)
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
6、克隆动物有哪几个亲本？克隆动物的性状表现与这些亲本的关系如何？克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？(P54讨论2)
7、该实验可以证明动物细胞有全能性吗？
①克隆动物遗传物质
8、该过程用到哪些技术手段？
所用技术：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养、胚胎移植技术。核移植技术
取供体体细胞
（供核）
动物细胞培养
供体细胞
采集卵巢卵母细胞
（供质）
去核
去核卵母细胞
动物细胞核移植
动物细胞融合
重构胚
重组胚胎
胚胎移植
代孕
母体
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
（显微操作法）
（电刺激）
物理或化学方法
小结：体细胞核移植的过程
培养到MⅡ中期
激活
（克隆动物）
注入
无性生殖
早期胚胎培养
8、该过程用到哪些技术手段？
动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养、胚胎移植技术。核移植技术
1.应用前景
体细胞核移植在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。
（1）在畜牧生产中
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
03
(三)体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
（2）在医药卫生领域：
①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；
03
乳腺生物反应器
(三)体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
（2）在医药卫生领域：
②在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植；
③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，将它们一直给患者时可以避免免疫排斥反应。
03
(三)体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
（3）在科研领域：
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。
（4）在保护濒危物种方面：该技术有望增加濒危物种的存货数量
03
(三)体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
①成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进；
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学科更深层次的理论研究相结合；
③一些研究者指出，绝大多数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、脏器缺陷和免疫失调等。
03
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
2.存在的问题
1. 答案：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。
2. 提示：克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体(核供体)动物的细胞核，但其细胞核外的DNA，即线粒体中的DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆动物不是对核供体动物进行完全相同的复制。
此外，即便动物的遗传基础完全相同，但由于动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同，所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行100%的复制。
思考·讨论
有关体细胞核移植的问题P 54
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。
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。
思考·讨论
有关体细胞核移植的问题P 54
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
C
二、拓展应用 P551.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。

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