2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物 (备课件）-【上好课】2021-2022学年高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第二章 细胞工程 第2.3节 动物体细胞核移植技术和克隆动物 学习目标 结合高产奶牛的克隆过程，掌握动物细胞核移植技术 （科学探究、生命观念） “（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。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？ 新课讲授 1 一、动物细胞核移植技术 概念： 动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的 移入 ，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育成 的技术。 细胞核 去核的卵母细胞中 新胚胎 动物个体 哺乳动物核移植的分类 （1）胚胎细胞核移植： 动物胚胎细胞 ，表现全能性相对 。 （2）体细胞核移植： 动物体细胞 ，表现全能性十分 ，因此动物体细胞核移植的难度明显 胚胎细胞核移植 分化程度低 容易 分化程度高 困难 高于 原理： 克隆动物： 应用动物细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物 动物细胞核移植技术的原理是 ，而 。因为动物细胞的全能性会随着， 分化潜能逐渐 ，不能经培养直接发育成完整的动物个体。用动物细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物细胞的细胞核具有全能性。 动物细胞的细胞核具有全能性 不是动物细胞具有全能性 动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制 变弱 非人灵长类动物体细胞核移植困难的原因： 一方面：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； 另一方面：是人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善 我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴 新课讲授 2 二、体细胞核移植的过程 从屠宰场收集卵母细胞（左边照片为研究人员正使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞），在体外培养到M II期 高产奶牛（供体） 通过显微操作去核 从供体高产奶牛身体的某一部位（如耳）上取体细胞，进行培养 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚 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牛犊 用物理或化学方法（如电刺激、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 思考·讨论 有关体细胞核移植的问题 1. 在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？ 为使核移植后得到的胚胎或动物的主要遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体卵母细胞之前，必须将受体卵母细胞的核去掉 思考·讨论 有关体细胞核移植的问题 2. 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？ ①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但其核外还有少量的DNA,即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法生产的克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100%的复制。②即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，体细胞供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和体细胞供体动物的完全相同。③克隆动物在个体发育过程中可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状 思考·讨论 有关体细胞核移植的问题 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。 相似之处：二者都是对体细胞进行操作，且都需要结合动物细胞培养技术才能实现，体细胞核移植技术获得的重构胚和iPS细胞都具有发育的全能性，诱导分化形成的细胞、组织、器官移植给患者时都可以避免免疫排斥反应。 不同之处:在于体细胞核移植需要对体细胞进行去核操作，诱导iPS细胞需要借助载体将特定基因导入细胞。体细胞核移植技术主要应用于畜牧生产获得克隆动物、医药卫生领域治疗人类疾病；诱导iPS细胞除用于治疗人类疾病外，也可用于体细胞编程机理、细胞再生机理等的研究。 注意说明 ①选用卵母细胞作受体细胞是因为卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养。 ②目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。 ③动物细胞核移植过程中，只有动物的细胞核是不行的，必须提供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件，除此之外，还要保证细胞的完整性。 新课讲授 3 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在问题 应用前景 体细胞核移植在畜牧业