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-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）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？ 探讨神话与现实的克隆猴 2017年，中科院神经所蒲慕明所长、孙强研究员、博士后刘真等人将这神话变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出2只猕猴“中中、华华”。克隆猴过程当然不会像孙悟空吹口气那么简单，最大困难是如何才能激发动物细胞表达其全能性。 1 克隆猕猴“中中”和“华华”诞生过程示意图 动物细胞核移植技术：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。 原理：动物细胞核的全能性 细胞分化程度低，恢复全能性容易 细胞分化程度高，恢复全能性十分困难 克隆动物 供体 胚胎细胞/体细胞的细胞核 受体 去掉核的MⅡ中期的卵母细胞 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 （一）体细胞核移植的过程 【任务一】阅读教材52页第1-3段，明确动物体细胞核移植技术的概念、原理、生殖方式和种类；试分析非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因是什么？ 动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 生殖方式： 无性生殖 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 种类 克隆技术指新形成的事、物与亲本一致的现象，包含分子克隆（PCR技术克隆目的基因等）、细胞克隆（动物细胞培养、植物细胞培养等）、个体克隆（核移植技术、植物组织培养等）。 3 ①供体细胞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，导致胚胎发育率低； ②对非人灵长类动物胚胎操作的技术尚不完善。 胚胎细胞核移植难度低 2022年中国自主培育的体细胞克隆牛 体细胞核移植难度高 4 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 从供体高产奶牛取体细胞 显微操作去核 （实际上是去除纺锤体-染色体复合物） 动物细胞培养 将供体细胞注入去核卵母细胞 （一）体细胞核移植的过程（以体细胞克隆高产奶牛为例） 1997年，美国的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8t，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3～4t。 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。下面以克隆高产奶牛为例，来说明体细胞核移植的大致过程。 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： （如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂） 将胚胎移入（受体）代孕母牛 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛） （一）体细胞核移植的过程（以体细胞克隆牛为例） 【任务二】阅读课本53页图2-18，绘制体细胞核移植流程图： 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 从供体高产奶牛身上取体细胞 显微操作去核 对体细胞进行培养 去核的卵母细胞 供体细胞 电融合法 将供体细胞注入去核的卵母细胞 重构胚 用物理或 化学方法激活重构胚，使其完成 细胞分裂和发育 早期胚胎 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 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 动物细胞核移植技术 从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞（左边照片为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 去核： 显微操作法 实际上是去除纺锤体-染色体复合物 注意将细胞核和第一极体一并吸出 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 , 进行培养 供体细胞 将供体细胞注入去核的卵母细胞。 3）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。 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。 早期胚胎 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，使其完成细胞分裂和发育进程 胚胎移植 （第3节讲） 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 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 ，为什么？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？ ①卵母细胞体积大易操作；②含促使细胞核表达全能性的物质和营养条件；③卵黄多，营养物质丰富。 【任务二】阅读课本53页图2-18，绘制体细胞核移植流程图，小组讨论问题：