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2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物
“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。
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？
中华先贤的奇思妙想：
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”。
1.克隆猴用到了什么技术？
2.动物细胞核移植技术分为？
3.动物胚胎细胞核移植和体细胞核移植有什么区别？
动物细胞核移植技术
胚胎细胞核移植 和 体细胞核移植
胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；
体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。
阅读教材P52，回答下列问题：
因此体细胞核移植难度明显高。
一、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.概念：
将动物的一个细胞的细胞核，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.
2.原理：
动物体细胞核的全能性
3.种类：
胚胎细胞核移植：
体细胞核移植：
细胞分化程度低，恢复全能性容易
受体细胞：MⅡ中期的卵母细胞
细胞分化程度高，恢复全能性十分困难
从1996年“多莉羊”成功诞生后，短短20年，人们已成功获得多种克隆动物。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
[思考]为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？
克隆：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。
a.分子水平上：
b.细胞水平上：
c.个体水平上：
一般指DNA克隆。
指一个单一的细胞分裂所形成的细胞群体。
指基因型完全相同的两个或一个群体。
[思考]下列克隆分别用什么技术
动物细胞克隆——
动物克隆——
植物克隆——
DNA克隆——
动物细胞培养
核移植
植物组织培养
PCR技术
非人灵长类动物体细胞核移植的非常困难
①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；
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
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。
药物实验模型动物
思考：核移植技术20年历史，克隆动物也很常见，为什么体细胞克隆猴的诞生能够轰动世界？
美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。
而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。
能否依据“克隆猴”的培育过程，进行高产奶牛的克隆繁育？
从社会中来
讨论：
阅读教材P53图，回答下列问题：
1.找出图中的供体细胞和受体细胞？采集的卵母细胞应培养至什么时期？
2.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？
3.卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？
4.体细胞核移植前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
5.注入“去核卵母细胞”的是“整个供体细胞”还是“供体细胞的细胞核”？为什么？
6.诱导融合的方法？融合的结果？
7.什么是重构胚？ 激活重构胚的方法？激活重构胚的目的？
8.克隆牛的遗传物质和供体还是受体相同？
4.过程：
1.找出图中的供体细胞和受体细胞？
采集的卵母细胞应培养至什么时期？
①其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质；
②卵母细胞体积大，易操作；
③卵母细胞卵黄多，营养物质丰富。
供体：高产奶牛的体细胞
受体：卵母细胞
供体
受体
2.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？
MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期)
传代10代以内
3.卵母细胞去核的方法？“去核”去的是什么？
4.体细胞核移植前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？
5.注入“去核卵母细胞”的是“整个供体细胞”还是“供体细胞的细胞核”？为什么？
①对卵母细胞损伤较小；
②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。
注入整个供体细胞
显微操作法，纺锤体-染色体复合物
显微
注射法
保证克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞
6.诱导融合的方法？融合的结果？
7.什么是重构胚？激活重构胚的方法？
激活重构胚的目的？
8.克隆牛的遗传物质和供体还是受体相同？
9.通过动物细胞核移植技术可得到完整个体说明什么？
遗传物质与供体基本相同
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
电融合法供体核进入卵细胞，形成重构胚
人工重新构建的胚胎 物理或化学方法
使其完成细胞分裂和发育进程
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.克隆动物的核DNA来自于供体，但细胞质/线粒体DNA来自供体和受体；
2.性状是基因和环境共同作用的结果，克隆动物所处环境和供体动物不会完全相同。
思考 讨论
提供细胞核的个体
有重要利用价值的动物的体细胞。
降低去核操作可能导致的破坏，提高成功率，且操作简便。
（非供体细胞核）
P53【相关信息】
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。
显微操作去核
细胞培养
电融合法
用物理或化学方法激活重构胚，
使其完成细胞分裂和发育进程
生出与 遗传物质 的犊牛
早期胚胎培养
动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞融合
动物细胞核移植技术
的卵母细胞
供体细胞
采集 细胞，在体外培养到 期
从供体身上
取 细胞
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
基础技术
核心技术
卵母
MⅡ
体
去核
重构胚
供体奶牛
早期胚胎
注入
显微注射法
基本相同
4.过程：
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；
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。
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
5.应用前景及不足
2）在医药卫生领域：
①作为生物反应器，生产医用蛋白；
乳腺生物反应器
5.应用前景及不足
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
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；
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免疫排斥反应。
2）在医药卫生领域：
5.应用前景及不足
②治疗性克隆
3）在科研领域
了解胚胎发育及衰老过程、克隆特定疾病模型动物等
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。
5.应用前景及不足
4）在保护濒危物种方面
该技术有望增加濒危物种的存活数量
黑草黄弄蝶
白鳍豚
金丝猴
5.应用前景及不足
存在问题
①体细胞核移植技术成功率非常低
②核移植的理论研究较为滞后
③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
体细胞核移植技术存在的问题
2017年，克隆猴姐妹“中中”和“华华”的萌照登上了国际权威学术期刊《细胞》的封面后，不少闻之者不由得欢呼起来——猴子都能克隆，下一步是不是就能……看来长命百岁不是梦了！
中国科学家坚守科学伦理底线的回答铿锵有力：“不！克隆非人灵长类动物的唯一目的是服务人类健康，但科研人员不考虑对人类进行相关研究”。
自绵羊“多利”诞生之日起，围绕克隆技术的伦理争论就从未停止过。
2003 年1月，欧盟制定法案，制止克隆人；2003 年 12月，我国发布《人类胚胎干细胞研究伦理指导原则》，规定禁止生殖性克隆人研究，允许开展胚胎干细胞和治疗性克隆研究。
中国政府反对生殖性克隆 支持治疗性克隆
克隆人，会带来哪些伦理和道德问题？
【到社会中去】

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