2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物 课件 2023—2024学年高二下学期生物人教版选择性必修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”出一群猴吗？ 中华先贤的想象力 2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所（上海）、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生（苏州）；12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。 2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实 其实，自1996年首个体细胞克隆动物多莉羊（Dolly）诞生以来，人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜，但为什么体细胞克隆猴的诞生能轰动世界呢？ 克隆多莉羊（Dolly） 问题 我们能否利用类似植物组织培养获得完整植物体的方法培养动物细胞，使其发育成一个完整的个体？ 不能，高度分化的植物细胞仍保持着全能性，而动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体。 实现方法：动物体细胞核移植技术 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。 2. 原理：动物细胞核的全能性 卵母细胞 动物细胞 去核 取核 移入 重组细胞 发育 新胚胎 发育 克隆动物 用核移植方法得到的动物称为克隆动物 一、动物细胞核移植技术 一、动物细胞核移植技术 3. 生殖方式：无性生殖 卵母细胞 动物细胞 取核 去核 移入 重组细胞 发育 新胚胎 发育 克隆动物 动物的一个细胞（胚胎细胞或体细胞）的细胞核 去核的减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的卵母细胞 （1）供体： （2）受体： 4. 动物细胞核移植的供体和受体 一、动物细胞核移植技术 卵母细胞 动物细胞 取核 去核 移入 重组细胞 发育 新胚胎 发育 克隆动物 卵母细胞 动物细胞 取核 去核 移入 重组细胞 发育 新胚胎 发育 克隆动物 （1）去核目的：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞，”核“指的是纺锤体-染色体复合物。 5. 去核的减Ⅱ中期（MⅡ期）卵母细胞 ①细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质； ②细胞体积大，便于操作； ③卵黄多，营养物质丰富。 一、动物细胞核移植技术 （2）作为受体的原因 受精卵 囊胚 胎儿 成人 6. 分类与比较 （1）分类 ②体细胞核移植：动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难 （2）比较：动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 一、动物细胞核移植技术 ①胚胎细胞核移植：动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易 非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，原因是什么？ 一、动物细胞核移植技术 “多莉” 是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物。这一巨大进展证明了分化了的动物细胞核具有全能性。 7. 非人灵长类动物体细胞核移植非常困难的主要原因 （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。 一、动物细胞核移植技术 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 一般指DNA分子扩增，如PCR技术，还包括单克隆抗体技术。 由一个细胞分裂所形成的细胞群体，如动物细胞培养技术、植物细胞培养技术。 分子水平： 细胞水平： 个体水平： 在生物学上，克隆是无性繁殖，具体地说，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分子、细胞或个体。 延伸拓展：克隆（Clone） 克隆技术：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”。 指基因型完全相同的个体或群体，如植物组织培养技术、核移植技术。 二、体细胞核移植的过程 应用体细胞核移植技术，我国已成功地克隆了牛、羊、猪和猴等多种哺乳动物，以克隆高产奶牛为例，说明体细胞核移植的过程。 甲猴 丙猴 乙猴 克隆猴：“中中”和“华华” 二、体细胞核移植的过程 细胞核移植 早期胚胎 卵裂…… 胚胎移植 C母猴子宫 中中、华华 分娩 妊娠 Ｂ母猴 乳腺细胞 细胞核 卵细胞 Ａ母猴 细胞质 融合后的卵细胞 克隆猴的培育过程 乙 甲 体细胞 卵母细胞 提取 提取 取核 去核 体外培养 早期胚胎 胚胎移植 丙 生产 克隆牛 重组细胞 二、体细胞核移植的过程（以克隆高产奶牛为例） 将胚胎移入受体 （代孕）母牛体内 二、体细胞核移植的过程（以克隆高产奶牛为例） 重构胚 早期胚胎 电融合法使两细胞融合 激活 卵巢采集 牛卵母细胞 去核的 卵母细胞 供体细胞 核移植 高产奶牛 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 显微操作去核 取体