资源简介

(共21张PPT)
2.2动物细胞工程
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
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）
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）
学习目标
情境视频一
“（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。”这是《西游记》中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。
毫毛变猴（视频）
毫毛
来自悟空的体细胞
是否可以实现
2017年我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”。
问题1:克隆猴用到了什么技术？为什么用供体猴的一个细胞核进行移植就可以培育出与它几乎一模一样的克隆猴？
情境视频一
一、动物体细胞核移植技术
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。
卵母细胞
动物细胞
去核
取核
移入
重组细胞
新胚胎
克隆动物
发育
发育
2.原理：
3.生殖方式：
动物细胞核的全能性
无性生殖
供体
受体
克隆动物
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
一、动物体细胞核移植技术
4.类型及特点：
问题2:为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？
原因一：供体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。
原因二：非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
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（分子水平）
细胞水平
个体水平
单克隆抗体技术、PCR技术
动物细胞培养技术、植物细胞培养技术
植物组织培养技术、核移植技术
12.下列属于克隆技术的是 (　　)A.将番茄体细胞的原生质体与马铃薯体细胞的原生质体融合在一起B.体外培养基底层干细胞来培植皮肤用于植皮手术C.将小鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞结合成杂交瘤细胞D.将人工授精的受精卵体外培养形成胚胎
B
合作探究一：联系克隆高产奶牛的流程，请分析、讨论以下问题串，并完善流程。
一、动物体细胞核移植技术
1.请用箭头和文字画出体细胞核移植的过程。
2.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因？采集的卵母细胞应培养至 ；卵母细胞为什么要“去核”？卵母细胞去核的方法？
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.该过程用到了哪些动物细胞工程的技术手段？
7. 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？
这时期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体。
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
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
去核原因：保证克隆动物的核遗传物质全部来自优良供体。
动物细胞培养技术
一般选用传代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
供体细胞注入卵母细胞的优点 _________________________
________________________
02
体细胞核移植的过程
保证供体细胞的细胞核不被破坏；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
证明了动物细胞核具有全能性。
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
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
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
细胞核移植
动物细胞培养
细胞融合
体细胞核移植用到的技术
早期胚胎培养
胚胎移植
二、体细胞核移植的过程
体细胞核移植知识归纳
激活重构胚使其完成 细胞分裂和发育过程
体细胞核移植
二、体细胞核移植的过程
体细胞核移植知识小结
1.采集的卵母细胞应培养至_____________________
2.选择MⅡ期卵母细胞的原因
①____________________________________
②_________________________
③_________________________
3.卵母细胞去核的方法_________________
4.“去核”去的是什么？________________________
5.去核的原因________________________________________________________
MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）
含有促进细胞核表现全能性的物质
细胞体积大，易于操作
显微操作（去核）法
纺锤体-染色体复合物
卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富
使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物
二、体细胞核移植的过程
体细胞核移植知识小结
6.供体细胞注入卵母细胞的优点 _____________________________
7.诱导融合的方法____________________
8.融合的结果______________________________
9.重构胚概念_________________________________________
10.激活重构胚的方法:
①物理方法_______________________
②化学方法___________________________________
11.以上方法处理重构胚的目的_ _______________________________
12.实验结论_ ____________________________
对卵母细胞损伤较小
注意：实质是直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内
电融合法
供体核进入卵母细胞，形成重构胚
人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力
电刺激
Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
二、体细胞核移植的过程
问题9:体细胞核移植方法生产的克隆动物，并不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，为什么？
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。
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
供体细胞和受体卵母细胞
生活环境：
不是对核供体动物进行100%的复制。
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
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
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
乳腺生物反应器
（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、组织或器官可以作为异种移植的供体；
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
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
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
存在的问题
　练习与应用
　
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（ ）
A. 该技术涉及物细胞培养、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

展开更多......

收起↑