2.2 动物细胞工程（第四课时）-【精讲课堂】2024-2025学年高二生物同步教学实用课件（人教版2019选择必修3）

第2节：动物细胞工程 （第四课时） 以信息技术为支撑；以现代教育教学理论为指导；强调新型教学模式的构建；教学内容具有更强的时代性和丰富性；教学更适合学生的学习需要和特点。信息化教学不仅仅是在传统教学的基础上对教学媒体 和手段的改变,而且是以现代信息技术为基础的整体的教学体系的一系列的改革和变化。 授课人：大道至简 微信：a533722113333 第二章 细胞工程 1 核心素养 1.生命观念：运用稳态与平衡观，分析动物细胞培养的条件。 2.科学探究：用归纳与概括、演绎与推理等方法，用文字和图示说明动物细胞培养的过程。 2．社会责任：对干细胞培养用于人类疾病治疗等社会热点问题进行科学评价。 2 材料一 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。 一、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： 3.生殖方式： 动物细胞核的全能性 无性生殖 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 4.种类： 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 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。 为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？ （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、动物体细胞核移植技术 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 取体细胞 供体细胞 （1）选择MⅡ期卵母细胞的原因 ①含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件。 ②细胞体积大，易于操作。 ③卵母细胞营养物质丰富。 去核：显微操作 去核的卵母细胞 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 去核：显微操作 取体细胞 去核的卵母细胞 供体细胞 （3）“去核”去的是什么？ 去除的为纺锤体-染色体复合物。 *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。 （4）去核的原因： 使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物。 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 高产奶牛(供体) 去核：显微操作 取体细胞 去核的卵母细胞 供体细胞 （2）卵母细胞去核方法：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。也可以采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法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。 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 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 电融合法 重构胚 （5）供体细胞注入卵母细胞的优点： 对卵母细胞损伤较小，保证供核不被破坏，操作也更方便。 *直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内。 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 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 电融合法 重构胚 早期胚胎 （6）重构胚概念： 人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。 （7）激活重构胚的方法: ①物理方法:电刺激 ②化学方法:Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制 (8)以上方法处理重构胚的目的 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程。 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 (代孕)母牛体内 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 克隆动物 早期胚胎 （9）实验结论： 证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。 （10）克隆动物的培养 并非全在体外， 还需在代孕个体 子宫内孕育。 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 从遗传物质的角度来分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？ （1）克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA （细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞。 （2）性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体 细胞生活的环境不会完全相同。 （3）克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 重构胚 早期胚胎 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核的卵母细胞 供体细胞培养 高产奶牛（供体） 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 通过显微操作去核 从供体身体某一部位上取体细胞 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞 用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 动物细胞核移植 动物细胞培养 动物细胞融合 早期胚胎培养 胚胎移植 二、体细胞核移植的过程 以克隆高产奶牛为例 1.在畜牧生产中 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （一）应用前景 加速家畜遗传改良进程、促进改良畜群繁育 2.在医药卫生领域： （一）应用前景 医药卫生：通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白。 乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （一）应用前景 治疗人类疾病：①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体； ②以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免免疫排斥反应。 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 2.在医药卫生领域： （一）应用前景 （1）研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程； （2）克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因； （3）克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助。 持续组蛋白甲基化阻碍体细胞核移植后的胚胎发育 异常基因表达 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 3.科学研究： 4.在保护濒危物种方面： 该技术有望增加濒危物种的存活数量 （一）应用前景 种间克隆白肢野牛 黑足雪貂基因 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （二）存在的问题 （1）成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进； （2）核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合； （3）一些研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。 二、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 课堂练习： C 1.研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊，其操作流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.X不能直接发育为个体的原因是细胞中的遗传物质不能表达 B.重组细胞要进行分裂和发育需经振荡 或用灭活的病毒、PEG等激活 C.早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为 胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系 D.经培育得到的丁羊，其细胞内的遗传物 质与甲完全相同 2. 2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育"三亲婴儿"的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是（ ） C A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作 B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 C. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给 "三亲婴儿" D. "三亲婴儿"同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因 课堂练习： 3.2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请，其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是( ) A.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作 B.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿” D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因 C 课堂练习： Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS $$