2.2.3 动物细胞工程课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

2023-05-24 第2章 细胞工程 选择性必修3 生物技术与工程 新课导入 “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？　　　　　 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。 新课讲解 多莉的培育视频 多莉的诞生 多莉(Dolly)是一只通过现代工程创造出来的绵羊，也是世界之初第一个成功克隆的哺乳动物。按照官方的说法，名字是按照美国乡村音乐天后多莉·帕顿(Dolly Parton)来命名，因为多莉·帕顿拥有一对丰满的豪乳，而多莉是由乳腺细胞发育而来的。 多莉是用将哺乳动物的成年体细胞培细胞核移植技术育出来的新个体，它是由苏格兰罗斯林研究所和PPL Therapeutics生物技术公司的伊恩·威尔穆特和基思·坎贝尔领导的小组培育的。它被英国广播公司和科学美国人杂志等媒体称为世界上最著名的动物。 多莉的诞生为“克隆”这项生物技术奠基了进一步的发展，并且因此引发了公众对于克隆人的想象，所以她在受到赞誉的同时也引起了争议。 克隆羊“多利”的培育过程 新课讲解 一、动物体细胞核移植和克隆动物 (一)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。用动物体细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物。 (二)原理：动物细胞核的全能性。 (三)类型： 1.胚胎细胞核移植：胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易。 2.体细胞核移植：体细胞分化程度高，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。 ▼特别提示：高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制。但是，它的细胞核仍然具有全能性，这是因为细胞核内含有保持该物种遗传特性的全套遗传物质。 克隆羊多利的诞生，说明了高度分化的动物体细胞核仍具有全能性。 新课讲解 (四)体细胞核移植的过程： (以克隆高产奶牛为例) 新课讲解 ▼克隆高产奶牛的过程： 讲解：克隆高产奶牛：直接将供体细胞注入到去核外卵母细胞的透明带内，然后用病毒介导或电脉冲等方式使两个细胞融合，这种方法操作简便，对卵母细胞损伤较小，现在较为常用。 最初是用玻璃微型吸管将供体细胞的细胞核吸出，再注入去核卵母细胞内。 6 知识归纳 1.采集的卵母细胞应培养至MⅡ中期(减数分裂Ⅱ中期)。 选择MⅡ中期卵母细胞的原因：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条件。 2.卵母细胞去核的方法：显微操作(去核)法。通常是显微操作去除纺锤体-染色体复合物。 3.将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因：保证供核不被破坏，操作也更方便，对卵母细胞损伤较小，现在较为常用。 4.诱导供体细胞和卵母细胞融合的方法：电融合法，形成重构胚。 5.激活重构胚的方法：物理（电刺激）或化学（Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）方法。 重构胚，有时也叫重组细胞。 7 思考讨论 1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的细胞核？ 提示：为使核移植的胚胎或动物的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细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。 2.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？ 提示：克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其细胞核外的DNA即线粒体中的DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。 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，所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行100%的复制。 3.克隆属于有性生殖，还是无性生殖？在克隆过程中是否涉及到基因重组？ 提示：克隆属于无性生殖。在克隆过程中，没有发生减数分裂，因此不涉及到基因重组现象。 新课讲解 4.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。 提示：(1)过程完全不同： ①利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞； ②诱导iPS细胞需要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。 (2)技术要求不同： ①体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下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； ②可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。