2.2.3体细胞核移植技术应用前景课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物 “拔一把毫毛，丢在口里嚼碎，望空喷去，叫一声变！即变作三二百个小猴，周围攒簇。” 毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？ 中华先贤的奇思妙想 新课导入 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”。最大的困难是如何才能激发动物细胞表达其全能性。 克隆是无性繁殖，是指一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体 什么是克隆？ 在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次，即分子克隆、细胞克隆、个体克隆。 植物组织培养技术 核移植技术 动物细胞培养技术 植物细胞培养技术 单克隆抗体技术、 PCR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。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 2、原理： 动物体细胞核的全能性 3、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 受体细胞：MⅡ中期的卵母细胞 细胞分化程度高，恢复全能性十分困难 动物细胞核移植技术 动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 1、为什么非人灵长类动物的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分化前的状态，导致胚胎发育率低。 ②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 思考讨论 2、非人灵长类动物：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.体细胞和卵母细胞从哪里来？ 2.卵母细胞需要在体外培养到什么时期？ 3.在将供体细胞的细胞核移入卵母细胞前，需要先对卵母细胞进行什么操作？为什么？ 4.实际在克隆高产奶牛时，科学家并没有从供体细胞中取出细胞核，而是直接将供体细胞注入去核的卵母细胞，你知道这是为什么吗？ 5.融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？ 6.克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？ 阅读教材P52-53，思考下列问题： 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 从高产奶牛（供体）取体细胞 通过显微操作去核 动物细胞培养 将供体细胞注入去核卵母细胞 1.将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的优点： 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。 体细胞核移植的过程 保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。 （去除纺锤体-染色体复合物） 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。 激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程 早期胚胎 用物理或化学方法： （电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等） 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（克隆牛） 体细胞核移植的过程 1.激活重构胚目的是？ 目的：激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程。 思考： 1、整个过程用了哪些技术？ 2、新生牛的性别、基因？ 3、繁殖方式？ 4、原理？ 动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养、胚胎移植 与供体相同 无性繁殖 动物细胞核的全能性 体细胞核移植的过程 思考讨论 1、在将体细胞的细胞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？ 2、你认为用上述体细胞核移植技术培养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？ 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 不是，克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞 ②环境也会影响克隆动物的性状，其环境与供体不会完全相同。 思考讨论 1.体积大，易操作； 2. 其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质 3、为何选MⅡ期的卵母细胞？ 3.卵母细胞营养物质丰富。 4、为何供体细胞一般选用传代10代以内的细胞 10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 1 畜牧业 器官移植，利用生物反应器进行药物生产 2 医疗卫生 研究生物的发育、衰老、疾病致病机理等 3 科学研究 该技术有望增加濒危物种的存货数量 4 其它领域 体细胞核移植技术的应用前景 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。 体细胞核移植技术应用前景 （1）在畜牧生产中 （2）在医药卫生领域： ①通过建立