2.2动物细胞工程 第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物 “（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”出猴来吗？ 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”（如下图)。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。 核移植相当于孙悟空的“魔法”。 1、概念： 将动物一个细胞的细胞核， 移入去“核”的卵母细胞中（MⅡ期卵母细胞）， 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。 “核”：纺锤体-染色体复合物 一、动物细胞核移植 减数第二次分裂中期 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”。 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。 单克隆抗体技术、 PCR技术 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 一、动物细胞核移植 2、原理： 动物细胞核具有全能性 3、生殖方式： 无性生殖 4、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 一、动物细胞核移植 5、动物体细胞核移植困难的原因 ①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低； ②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 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。 一、动物细胞核移植 从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞（研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞），在体外培养到MⅡ期 通过显微 操作去核 高产奶牛（供体） 从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行细胞培养 将供体细胞注射入去核的卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 二、体细胞核移植的过程 ——供体细胞的选择和培养 高产奶牛(供体) 从供体高产奶牛身体的某一部位（如耳）上取体细胞，进行细胞培养。 1、一般选用传代10代以内的细胞，为什么？ 因为10代以内的细胞一般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。 二、体细胞核移植的过程 ——受体细胞选择 从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞（研究人员正在使用设备从牛的卵巢采集卵母细胞），在体外培养到MⅡ期。 正常排出的卵子即处于MⅡ期 2、为何选用MⅡ期（减数第二次分裂中期）卵母细胞？ ①卵母细胞体积大，易操作； ②含有激发和促使细胞核全能性表达的物质和营养条件。 如促成熟因子（MPF）—其水平高低可影响供体染色体的状态和复制。 二、体细胞核移植的过程 通过显微操作去核 ---卵母细胞去核 3、卵母细胞去核的原因是什么？ 保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体。 4、卵母细胞去核的方法？ 实际上是去除纺锤体-染色体复合物 显微操作去核法 优点：使DNA变性失活，达到去核的目的。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。 *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 二、体细胞核移植的过程 将供体细胞注射入去核的卵母细胞 直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 ——供体核移植到去核卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎。 人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。 6、将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因？ 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。 5、注入卵母细胞中的是供体细胞还是细胞核？ 供体细胞，注入去核卵母细胞透明带内 二、体细胞核移植的过程 ——重构胚胎的激活、胚胎移植 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。 将胚胎移入受体 (代孕)母牛体内 二、体细胞核移植的过程 ——结果 7、克隆动物的形状与和供体生物的性状基本相同，但不是完全相同。 原因： 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。 二、体细胞核移植