2.2 动物体细胞核移植技术与克隆动物-【轻松学生物】2022-2023学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择必修3）

动物体细胞核 移植与克隆动物 “（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，周围攒簇（cù）。”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”出一群猴吗？ 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” 核移植相当于孙悟空的“魔法” 克隆猴的过程当然不会像孙悟空吹口气那么简单，最大的困难是如何才能激发动物细胞表达其全能性 动物体细胞核移植技术 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。 动物细胞核的全能性 无性生殖 2.原理： 3.生殖方式： 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？ 克隆（Clone）技术： 是一个很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的现象均可称为“克隆”(实为复制） 分子克隆: 细胞克隆: 个体克隆: 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 单克隆抗体技术、PCR技术 “中中”、 “华华” 是世上第一例经体细胞核移植出生的非人灵长动物。具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物 4.哺乳动物核移植分类 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 因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。 5.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因 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，导致胚胎发育率低 ②对非人灵长类动物 操作的技术尚不完善 胚胎 分化 阅读教材P53页体细胞核移植流程图，回答问题 ★说出与克隆“多莉”的不同之处。 ★为什么要进行动物细胞培养？ ★为什么没有取出细胞核？ ★为什么要去掉卵母细胞的核？ 动物体细胞核移植的过程 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 （使用设备从卵巢采集卵母细胞) 细胞体积比较大，易操作。 卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。 此时卵母细胞已发育成熟，细胞质中具有激活重构胚以及早期胚胎发育的必需因子 为什么要选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞？ 正常排出的卵子即处于MⅡ期 供体细胞的选择和培养 一般选用传代10代以内的细胞，为什么？ 因10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证供体细胞正常的遗传基础 提供细胞核的个体要有重要利用价值的动物的体细胞。 原因 保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体 显微操作去核法 卵母细胞去核 去除纺锤体-染色体复合物 实质 方法 目前动物细胞核移植技术中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。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。 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。 供体细胞植到卵母细胞 将供体细胞注入去核卵母细胞中的原因？ 直接将供体细胞，注入去核卵母细胞透明带 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎。 重构胚胎 将胚胎移入受体(代孕)母牛内 早期胚胎 用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛） 思考：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克隆动物的线粒体遗传物质一般来自于受体卵母细胞。 ②生物的性状不完全由基因决定，环境也有重要影响。 ③可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异 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 两者都能生成干细胞，但各过程是完全不同的 前者可生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；后者需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。前者对核供体细胞有较高要求，体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可后者的细胞来源相对广些，如纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可诱导成为iPS细胞。前者涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；后者的技术流程相对简单，可更适合用于生产实践。 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛（供体） 去核的卵母细胞 供体细胞培养 重构胚 将供体细胞注入去核的卵母细胞 电融合法使两细胞核融合 激活重构 胚使其完成 细胞分裂和 发育过程 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 从供体身上 取体细胞 通过显微 操作去核 体细胞核移植知识归纳 用到的技术：细胞核移植、细胞培养 细胞融合、早期胚胎培养、胚胎移植 体细胞核移植技术的应用