资源简介 (共28张PPT)第三课时第2节 动物细胞工程第二章细胞工程动物体细胞核移植技术与克隆动物-HOH2O2-HO人教版选择性必修3学习目标阐明动物细胞核移植技术概念和原理。以文字和图示表述体细胞核移植过程。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。生命观念科学思维社会责任情景探究这是《西游记》中的一段描述，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？2017年，我国科学家通过动物细胞核移植技术首次培育了体细胞克隆猴。克隆猴1/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。2.原理动物细胞核的全能性3.生殖方式无性生殖卵母细胞动物细胞去核取核移入重组细胞发育新胚胎发育克隆动物1/动物体细胞核移植技术克隆动物用核移植的方法得到的动物克隆羊“多莉”Sheep Dolly克隆（clone）是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群，即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。克隆其实就是复制，可以发生在不同的水平，不同的层次。1996-2003 雌性细胞核移植1/动物体细胞核移植技术“多莉” 是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物。这一巨大进展证明了分化了的动物细胞核具有全能性。多莉羊的培育过程A 母绵羊B 母绵羊细胞质卵细胞细胞核乳腺细胞融合后的卵细胞早期胚胎卵裂…胚胎移植C 母绵羊子宫妊娠分娩多莉羊1/动物体细胞核移植技术4.种类胚胎细胞核移植体细胞核移植细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度高，恢复全能性十分困难为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？① 供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其______前的功能状态，这导致了_____________；胚胎发育率低分化② 对非人灵长类动物_____进行操作的技术尚不完善。胚胎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1/动物体细胞核移植技术采集牛卵巢中卵母细胞，在体外培养到MⅡ期次级卵母细胞显微操作去核法（实际上是去除纺锤体-染色体复合物）从供体高产奶牛取体细胞,动物细胞培养将供体细胞注入去核卵母细胞去核时，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管一般一并吸出第一极体第一极体次级卵母细胞电融合法使两细胞融合供体核进入卵母细胞形成重构胚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。早期胚胎激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程【用物理或化学方法】（如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂）将胚胎移入（受体）代孕母牛生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛）1/动物体细胞核移植技术5.动物体细胞核移植过程【1】供体细胞一般都选用传代几代以内的细胞，为什么？供体细胞：一般选用传代10代以内的细胞。因为当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。供体体细胞细胞培养供体细胞________期卵母细胞________的卵母细胞注入去核细胞融合_________细胞发育_________胚胎移植代孕动物子代个体MⅡ去核重组重组胚胎1/动物体细胞核移植技术5.动物体细胞核移植过程【2】核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？受体细胞减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的卵母细胞好 处① 细胞体积比较大，易操作② 卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。③此时具有受精能力，细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。1/动物体细胞核移植技术5.动物体细胞核移植过程【3】去核的方法目前动物细胞核移植技术中普遍使用显微操作法这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。没有刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。1/动物体细胞核移植技术采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期高产奶牛（供体）取体细胞显微操作去核去核卵母细胞供体细胞培养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电融合法供体细胞注入去核的卵母细胞用物理化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育动物细胞培养动物细胞核移植早期胚胎培养胚胎移植1/动物体细胞核移植技术5.动物体细胞核移植过程【4】将供体细胞整个注入去核卵母细胞的原因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。直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内【5】 “去核”去的是什么？纺锤体-染色体复合物【6】为什么去核？为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自于有重要利用价值的动物提供的体细胞。1/动物体细胞核移植技术5.动物体细胞核移植过程【7】该过程中应用到的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【8】克隆动物的遗传特点①克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。②细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。③细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞细胞质供体部分相同。④克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。1/动物体细胞核移植技术5.动物体细胞核移植过程【9】 用上述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？①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同。③克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。2/体细胞核移植技术的应用前景1.畜牧业领域加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。2.保护濒危物种有望增加濒危物种的存活数量。2/体细胞核移植技术的应用前景3.医药卫生领域A建立转基因体细胞系，再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。乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊B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。2/体细胞核移植技术的应用前景治疗人类疾病时，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。3.医药卫生领域C2/体细胞核移植技术的应用前景4.在科研领域A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。B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。C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。裸鼠肿瘤动物模型2/体细胞核移植技术的应用前景3/体细胞核移植技术存在问题体细胞核移植技术存在问题① 成功率低② 存在健康问题③ 食品安全性问题胚胎移植－动物幼体产出概率＜10％许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。易出现早衰（多利羊猜想）克隆动物食品的安全性问题存在争议体型过大异常肥胖发育困难脏器缺陷免疫失调课堂总结运动细胞核移植课堂总结概述过程前景和问题summary结果原理生殖方式分类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畜牧生产、保护濒危物种、医药卫生、治疗人类疾病、科研成功率低、环节有待改进、健康问题课堂检测【1】下图是利用体细胞核移植技术获得克隆奶牛的流程图。下列叙述错误的是 ( )。A[2022·黄冈期中]采集牛卵母细胞牛MII期卵母细胞去核卵母细胞重构胚早期胚胎代孕母牛克隆奶牛①③④⑤供体细胞注入高产奶牛的体细胞②过程①除去的是卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物过程②需要对供体细胞进行离体培养BCD过程③可用电刺激技术处理过程⑤要求代孕母牛具有较多的优良性状D【解析】过程①可用显微操作去核法除去卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物，从而确保为重组细胞提供的只是细胞质的部分，A正确；过程⑤是胚胎移植，并不要求代孕母牛具有较多的优良性状，因为该个体的性状并不影响子代的性状，D错误。课堂检测【2】下图是核移植与克隆动物的相关图解，下列叙述错误的是 ( )。A图示过程说明高度分化的动物细胞核仍具有全能性用于核移植的供体细胞一般选自优良个体BCD采集的卵母细胞培养到②时期表示减数分裂Ⅱ后期选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质有利于体细胞核的全能性表达C【解析】克隆动物的成功说明动物体细胞核具有全能性，A正确；用于核移植的供体细胞一般选自优良个体，B正确；采集的卵母细胞通常培养到减数分裂Ⅱ中期，C错误；去核卵母细胞的细胞质中含有利于细胞核全能性表达的物质，D正确。供体细胞①采集卵母细胞细胞培养供体细胞去核培养至②期去核的卵母细胞注入分裂、发育电刺激融合重组胚胎代孕母体克隆动物③版权声明课件版权归属“一起课件”，仅可自用，不可传播，不得用作商业性使用，不得上传至百度文库、等盈利网站。任何侵权行为将被视为版权侵害，侵权者将承担一定的法律责任。版权声明2.2 动物细胞工程（同步检测）一、选择题(本题有14小题，每小题5分，共70分)1.用a表示骨髓瘤细胞,b表示已免疫的B淋巴细胞,则细胞融合过程中两次筛选的目的是( )A.a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→abB.a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→abC.a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的abD.a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa2.下列有关单克隆抗体制备的叙述,错误的是( )A.给小动物注射特定抗原以获取所需的B淋巴细胞B.单克隆抗体制备的过程要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术C.在单克隆抗体制备的过程中必须经过至少两次细胞筛选D.只有用物理或化学方法诱导,才能促使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞3.乙马的卵母细胞的细胞核被甲马的体细胞核置换后,这个细胞经过多次分裂发育成重构胚,再将重构胚植入丙马的子宫内发育,结果产下一匹小马。下列叙述正确的是( )A.小马的性状与甲马完全相同 B.直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎C.此项技术可用于保护濒危物种 D.该过程可以很好地证明动物细胞具有全能性4.下列有关动物细胞融合的叙述,错误的是( )A.使远缘杂交成为可能 B.杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息C.其基本原理是细胞膜的选择透过性 D.为制造单克隆抗体开辟了新途径5.一般来说,动物细胞体外培养需要满足的条件是( )①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基中需加入血清 ④适宜的温度 ⑤需要O2,也需要CO2 ⑥适宜的pHA.①②③④⑤⑥ B.①②③④ C.①②④⑤⑥ D.①②③④⑥6.下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述,正确的是( )A.目前在实验中,科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体B.动物体细胞核移植中所用的卵母细胞需在体外培养至减数分裂Ⅱ中期C.动物体细胞分化程度高,表现全能性相对容易D.用体细胞核移植技术培育的克隆动物,其核基因发生改变7.用动物细胞融合技术获得单克隆抗体,下列操作步骤错误的是( )A.将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞B.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C.用聚乙二醇作诱导剂,诱导能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D.筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后获取单克隆抗体8.在动物细胞培养过程中,下列处理不恰当的是( )A.培养液和培养用具要进行灭菌处理 B.提供种类齐全的营养物质C.提供纯氧以保证细胞的呼吸作用 D.提供适宜的温度和pH9.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是( )实验小鼠皮肤组织皮肤细胞悬液细胞群体1细胞群体2A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒B.乙过程需要用胰蛋白酶等处理皮肤组织,使细胞分散开C.丙过程表示原代培养,该过程中会出现接触抑制现象D.丁过程表示传代培养,传代培养的正常动物细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞10.下列对动物体细胞核移植技术的叙述,错误的是( )A.哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植B.体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核C.体细胞核移植过程中通常需将卵母细胞在体外培养到MⅡ期D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物对供核动物进行了100%的复制11.下列不属于动物细胞培养的条件是( )A.无毒、无菌的环境 B.合成培养基通常需加血清、血浆C.pH＝7的中性环境 D.提供细胞代谢所需的O212.动物细胞体外培养需要满足一定的条件，下列说法错误的是( )A.细胞培养液通常会添加一定量的抗生素，以防止杂菌污染B.O2是细胞代谢所必需的，CO2有利于维持培养液pH的稳定C.使用合成培养基时，通常要加入血清、血浆等一些天然的成分D.多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，适宜温度为25±0.5 ℃13.利用细胞工程方法，以H1N1病毒核衣壳蛋白为抗原，采用细胞工程制备单克隆抗体，下列叙述正确的是( )A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清中均为单克隆抗体B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对H1N1病毒的单克隆抗体C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D.利用该单克隆抗体与H1N1病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可以诊断该病毒感染者14.甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如下图。下列相关叙述正确的是( )A.过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细胞甲B.过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的全能性C.过程③④的筛选方法相同，细胞丙、丁的遗传物质相同D.过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖二、非选择题(本题有2小题，共30分)15.（16分）世界上首例体细胞克隆猴“中中”、第二例克隆猴“华华”先后在我国诞生。获得克隆猴的流程如下图所示,据图回答下列问题。(1)“中中”和“华华”的性状与 (填“核供体”“卵母细胞供体”或“代孕”)动物基本无关。 (2)图示过程运用了 (填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术,该技术难度更 ,原因是 。 (3)欲获得单个雌猕猴体细胞,可用 酶处理雌猕猴组织块。过程①表示去除卵母细胞的细胞核,该过程一般要将卵母细胞培养至 期再进行,目前常用的去核方法是 。核移植时选择卵母细胞的原因是 (答出两点即可)。 16.（14分）某研究者用抗原(A)分别免疫三只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫五次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。请据图回答下列问题。(1)备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠和血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过________次免疫后才能符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这三只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是________小鼠，理由：__________________________________ ____________________。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有____________________，体系中出现多种类型细胞的原因是_______________________________ ________________。(3)利用细胞融合技术生产单克隆抗体的过程中，需经过两次筛选才能得到所需细胞，第一次筛选的目的是选出________细胞，而未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后，都不能存活，其原因是________________；第二次筛选的目的是选出________________细胞。参考答案及解析：一、选择题1.C 解析:单克隆抗体制备过程中,需要经过两次筛选,第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,即ab;第二次筛选的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。2.D3.C 解析:克隆小马的细胞质遗传物质来自乙马的去核卵母细胞,而细胞核遗传物质来自甲马的体细胞,所以小马的性状与甲马不完全一致。该过程只能说明动物细胞核具有全能性,而不能证明动物细胞具有全能性。4.C 解析:动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性,C项错误。5.A6.B 解析:与植物细胞相比,动物细胞的全能性受到限制,目前,还不能用类似植物组织培养的方法获得克隆动物。动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,用体细胞核移植技术培育的动物,其核基因未发生改变。7.B 8.C 9.D 10.D11.C 解析：动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，A正确；动物细胞培养需要在合成培养基中添加血清、血浆，B正确；动物细胞培养需要的适宜的pH一般为7.2～7.4，呈弱碱性，C错误；动物细胞培养需要提供细胞代谢所需的O2，D正确。12.D13.D 解析：用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，血清中的抗体不是单一抗体，还含有体内已存在的其他抗原的抗体，A错误；单克隆抗体是相应的杂交瘤细胞产生的，单个B淋巴细胞的培养不能获得单克隆抗体，B错误；等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，若只考虑细胞两两融合，可以形成三种融合细胞，但只有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的细胞称为杂交瘤细胞，C错误；H1N1病毒感染者体内有病毒核衣壳蛋白，用相应的单克隆抗体与之发生特异性结合的方法可加以诊断，D正确。14.D二、非选择题15.答案:(1)代孕(2)体细胞核移植 高 动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难(3)胰蛋白酶或胶原蛋白 减数分裂Ⅱ中(MⅡ) 显微操作法 ①此类细胞体积大,易于操作;②可为重组细胞早期发育提供较充足的营养;③卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性表达的物质解析:(1)代孕动物只是为胚胎的发育提供营养物质和发育场所,因此克隆猴的性状与代孕动物无关。(2)动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此哺乳动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(3)欲获得单个雌猕猴体细胞,可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理雌猕猴组织块。过程①表示去除细胞核,该过程一般要将卵母细胞培养至MⅡ期再进行,目前常用的去核方法是显微操作法。核移植时选择卵母细胞的原因:①此类细胞体积大,易于操作;②可为重组细胞早期发育提供较充足的营养;③卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性表达的物质。16.答案：(1)四 Y Y小鼠的血清抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)杂交瘤 不能无限增殖 能分泌单一抗体的杂交瘤解析：(1)据图分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价都达到16 000以上，Y小鼠的血清抗体效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B淋巴细胞的自身融合细胞。细胞的融合是随机的，并且不可能所有细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的B淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，而是经多次传代培养后逐渐衰老死亡。（北京）股份有限公司 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2.2动物细胞工程(第三课时）（课件）.pptx 2.2动物细胞工程同步练习.docx 视频素材1.mp4 视频素材2.mp4 视频素材3.mp4
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