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“（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，周围攒簇。”
原来大圣早就会这一招
神话
现实
照片中两只可爱的小猴，分别叫“中中”和“华华”，它们诞生于2017年，一出生就轰动了全世界，这是我国科学家的研究成果。
你知道它们是如何培育出来的吗？在这之前，科学家培育了胚胎细胞克隆猴，你知道两者有什么不同吗？
第2节 第3课时
第2章 细胞工程
动物体细胞核移植技术和克隆动物
学习目标
目标
01
02
03
以文字和图示表述体细胞核移植的过程。（科学探究、科学思维）
阐明动物细胞核移植技术的概念和原理。（生命观念）
说明体细胞核移植的应用及对生殖性克隆人等社会议题进行理性判断。（社会责任）
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。
2.原理：
动物细胞核的全能性
为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？
无性生殖
3.生殖方式：
4.种类：
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
难度小
难度大
克隆是指由一个共同的祖先，通过无性繁殖产生一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。
拓展：
克隆
1.定义：
2.三个层次：
DNA（分子）、细胞、个体
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
克隆就是无性繁殖
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
5.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因
具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物
2017年我国培育世界上
首例体细胞克隆猴
1997年，美国的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4t。
问题:能否依据“多莉”的培育过程，进行优质奶牛的快速繁育？
【思考 讨论】
体积大、营养多、容易操作；
营养物质丰富，为发育提供充足营养
含有促使细胞核表达全能性的物质
因为10代以内的细胞遗传物质未改变
保证了供体细胞正常的遗传基础。
为何选用MⅡ卵母细胞
问
供体细胞一般选用10代以内的细胞，为什么？
问
采集卵母细胞，体外培养至MⅡ中期
采集MⅡ卵母细胞的方法
问
直接采集法：从屠宰场的卵巢获取
活体采集法：用促性腺激素进行超数排卵
梯度离心
紫外光短时间照射
化学物质处理
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。
纺锤体——染色体复合物
卵母细胞去核的原因是什么？方法是什么？
问
为使核移植动物的核遗传物质全部来自供体的细胞；
并防止细胞染色体的数量发生变化
方法：显微操作法
将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因？
问
对卵母细胞损伤较小；
保证供体细胞的细胞核不被破坏， 操作方便。
重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完成个体的能力。
什么是重构胚？处理重构胚的目的是什么？
问
用物理或化学方法（电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
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
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
早期胚胎培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞融合重构胚早期胚胎通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期去核的卵母细胞供体细胞培养将供体细胞注入去核的卵母细胞通过显微操作去核高产奶牛（供体）从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛该过程中应用到了哪些技术？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动物体细胞的细胞核具有全能性问该技术证明了什么？问加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
1997年，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。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。
1.应用前景
（1）在畜牧生产中
A.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。
乳腺生物反应器
1.应用前景
（2）医药卫生领域：
（2）医药卫生领域：
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。
治疗性克隆
1.应用前景
首先用高分子化学材料——聚羟基乙酸制成所需人体器官的形状，然后植入人的细胞（这只展出的老鼠身上植入的是它自己的细胞），缝合在裸鼠背上。经过细胞快速生长，人造模子会自己降解消失，器官与老鼠成为一体，最后可移植到人体上。这种全身无毛的老鼠叫裸鼠，没有免疫力，这样才不会对那只“人耳”产生排异反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研技术成熟后，人身上缺少或损坏的组织器官都可以修补上。
人造耳朵有望用于器官移植
一只在背上长出了“人耳”的活老鼠
1.应用前景
（2）医药卫生领域：
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。
1.应用前景
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。
（3）在科研领域：
（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
1.应用前景
黑草黄弄蝶
2、存在的问题
（1）成功率低：
克隆胚胎移植成功率平均不到10%
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、免疫缺陷等。
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）健康问题：
（2）理论研究较为滞后：
理论基础
动物体细胞核的全能性
胚胎细胞核移植
原理：
类型：
体细胞核移植
采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶牛身上取体细胞
显微操作去核
对体细胞进行培养
去核的卵母细胞
供体细胞
电融合法
将供体细胞注入去核的卵母细胞
重构胚
用物理或 化学方法激活重构胚，使其完成 细胞分裂和发育
早期胚胎
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
动物体细胞核移植技术和克隆动物
理论基础
应用前景
畜牧业
保护濒危物种
医药卫生
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
一、概念检测
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
一、概念检测
2．治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是（　　）
A．细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞
B．动物细胞的培养需提供95%空气和5%CO2的混合气体
C．胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果
D．该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术
1. 大熊猫是我国的国宝。尽管我国政府采取了许多保护措施，但由于大熊猫的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。请你结合本节所学内容并搜集相关资料了解这方面的研究进展。也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究，认为保护大熊猫的最好措施就是保护现有大熊猫及其生存环境, 对此你有什么看法
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。
二.拓展应用
2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物——多莉，因患有严重的肺部疾病被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多莉的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的;或者克隆动物在发育过程中出现了变异，早衰只是偶然现象。【拓展应用】P55

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