内容正文:
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
第二章
人教版 选择性必修3
“(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?
照片中两只可爱的小猴,分别叫"中中"和"华华",它们诞生于2017年,一出生就轰动了全世界,这是我国科学家的研究成果。
你知道它们是如何培育出来的吗?在这之前,科学家培育了胚胎细胞克隆猴,你知道两者有什么不同吗?
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?
2017年,中国的科学家将这一幕变成了现实。
情景导入
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
4.种类:
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
受体细胞:减数第二次分裂中期(MⅡ期)的卵母细胞
细胞分化程度高,表现全能性十分困难
3.生殖方式:
无性生殖
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
一
动物体细胞核移植技术
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,这导致了__________________;
胚胎发育率低
②对非人灵长类动物_____进行操作的技术尚不完善。
胚胎
分化
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。
从1996年“多莉羊”成功诞生后,短短20年,人们已成功获得多种克隆动物。
一
动物体细胞核移植技术
[思考]为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”?
是一很广的概念,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。
[思考]下列克隆分别用什么技术
动物细胞克隆——
动物克隆——
植物克隆——
DNA克隆——
动物细胞培养
核移植
植物组织培养
PCR技术
克隆技术
一
动物体细胞核移植技术
自主学习:阅读P53图2-18,思考下列问题
1.选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因?采集的卵母细胞应培养至 ;
卵母细胞去核的方法?“去核”去的是什么?
2.注入去核的卵母细胞的是整个供体细胞还是供体细胞的细胞核?为什么?
3.诱导融合的方法?融合的结果?
4.什么是重构胚?激活重构胚的方法?用这些方法处理重构胚的目的?
5.该过程用到哪些技术手段?
(以体细胞克隆牛为例)
二
体细胞核移植的过程
动物体细胞核移植技术的原理是什么?动物体细胞核移植的原理是细胞核的全能性,而不是动物细胞的全能性。
采集卵母细胞,在体外培养到MⅡ期
高产奶牛(供体)
1)为何选MⅡ期的卵母细胞?
原因:
①其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质;
②卵母细胞体积大,易操作;
③卵母细胞营养物质丰富。
去核:显微操作
取体细胞
去核的卵母细胞
供体细胞
(2)(克隆高产奶牛)体细胞核移植过程:
2)卵母细胞为什么要“去核”?(P54页)
原因:保证核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细胞。
一
动物体细胞核移植技术
目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法,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。这些方法时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。
相关信息
3)“去核”去的是什么?
纺锤体-染色体复合物
二
体细胞核移植的过程
*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
去核的卵母细胞
供体细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带
4)将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点?
优点:
①对卵母细胞损伤较小;
②保证供体细胞的细胞核不被破坏,操作方便。
电融合法
5)什么是重构胚?
重构胚是指人工重新构建的胚胎,具有发育成完成个体的能力。
激活方法:①物理方法;②化学方法
重构胚
早期胚胎
(2)(克隆高产奶牛)体细胞核移植过程:
一
动物体细胞核移植技术
去核的卵母细胞
供体细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带
6)激活重构胚方法?
用物理或化学方法(电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育过程
电融合法
7)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。
激活方法:①物理方