2.2.3 动物体细胞核移植和克隆动物-2025-2026学年高二生物优质备课课件（人教版选择性必修3）

该高中生物学课件聚焦动物体细胞核移植技术，涵盖概念、原理、过程、应用及问题。通过世界首例体细胞克隆猴情境导入，结合复习回顾动物细胞融合与单克隆抗体制备，搭建新旧知识支架，助力学生构建完整知识脉络。 其亮点在于以克隆猴“中中”“华华”等实例为载体，通过思考问题（如MⅡ期卵母细胞选择原因）培养科学思维与探究实践，分析应用前景（如克隆奶牛“妞妞”）和问题（如成功率低）渗透态度责任。学生能提升科学素养，教师可依托结构化资源高效教学。

复习回顾： 1、动物细胞融合技术的意义？ 2、单克隆抗体制备 （1）该过程中应用到的技术？原理？ （2）注射特定抗原的目的？ （3）诱导融合的方法？ 动物细胞特有的诱导融合方法为？ （4）第一次筛选的目的？ 第一次如何筛选？ （5）杂交瘤细胞的特点？ （6）第二次筛选的目的? 如何筛选? （7）单克隆抗体的优点? 情境导入 第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程 学习目标： 1.概述动物细胞核移植技术的概念和原理。 2.阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。 3.认同体细胞核移植技术具有广泛的应用前景，客观分析该技术存在的问题。 4 预习自测 (1)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞(　　) (2)动物细胞核移植时去核是指去掉卵母细胞中被核膜包被起来的细胞核(　　) (3)激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等(　　) × × 细胞质遗传物质来自供体细胞和去核卵母细胞 减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物 √ 探究一.动物体细胞核移植技术 1.概念： 将动物一个细胞的细胞核，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 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 卵母细胞 动物细胞 去核 取核 移入 重组细胞 新胚胎 动物个体 发育 发育 克隆动物 受体细胞：接受细胞核的细胞（即去核的卵母细胞） 供体细胞：提供细胞核的细胞 3.生殖方式：： 无性生殖 探究一.动物体细胞核移植技术 4.种类： 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 细胞分化程度 ，表现全能性 。 低 相对容易 高 十分困难 细胞分化程度 ，表现全能性 ； 思考1.克隆猴“中中”和“华华”的诞生震惊了全世界，非灵长类动物的体细胞核移植非常困难，原因是什么？ 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，导致胚胎发育率低。 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。 探究一.动物体细胞核移植技术 单克隆抗体技术、PCR技术（一般指DNA分子扩增） 分子克隆： 细胞克隆： 个体克隆： 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 思考3. 为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？ 克隆是一个很广的概念，凡是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： 思考2：为什么要进行克隆猴的研究？ 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。 ①自然界的猴繁殖慢； ②自然界的猴基因型不同，会干扰实验结果； ③有时用转基因猴进行药物筛选效果更好 探究一.动物体细胞核移植技术 5、体细胞核移植的过程 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核：显微操作 去核的卵母细胞 减数分裂Ⅱ中期（正常排出的卵子一般处于MⅡ期） 思考： （1）为什么选MⅡ期卵母细胞作为核移植的受体细胞？ （2）卵母细胞去核的原因是什么?“去核”去的是什么？ ①体积大，易操作； ②细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质； ③卵黄多，营养物质丰富。 保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞； “核”是纺锤体-染色体复合物。 第一极体 次级卵母细胞 其他方法：梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等。 优点：在没有穿透卵母细胞透明的情况下去核或使其中的DNA变性，对卵母细胞伤害小。 探究一.动物体细胞核移植技术 采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到MⅡ期 去核：显微操作 去核的卵母细胞 高产奶牛(供体) 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）将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因： 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； ③操作方便。 直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 探究一.动物体细胞核移植技术 形成重构胚 电融合法使两细胞融合 激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程 早期胚胎 （4）什么是重构胚？ （5）激活重构胚的方法和目的是？ （6）重构胚激活后是否直接进行移植？ 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 将胚胎移入受体（代孕）母牛体内 对代孕母体要求：繁殖能力强 克隆犊牛 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。 方法: 物理法（如电刺激等） 化学法（如Ca2+载体、乙醇、 蛋白酶合成抑制剂等) 目的: 使其完成细胞分裂和发育进程。 激活的重构胚必须完成细胞分裂和发育进程,形成早期胚胎才能进行胚胎移植。 探究一.动物体细胞核移植技术 （7）动物体细胞核移植技术证明了？（原理） （8）从遗传物质的角度分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？ （9）该过程中应用到的技术 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。 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 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 激活重构 胚使其完成 细胞分裂和 发育过程 克隆动物细胞核的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞；生物性状还受环境因素的影响。 探究二.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 1.应用前景 体细胞核移植在畜牧业、医药卫生及其他领域有着广泛的应用前景。 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 (1)畜牧业： 2018年，中国西北农林科技大学成功克隆荷斯坦奶牛“妞妞”，其核供体为年产奶量超10吨的精英母牛。后续批量克隆的奶牛群体乳蛋白含量提升12%，繁殖效率提高30%。 探究二.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （2）医药卫生领域 A. 建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物可作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。 乳腺生物反应器 换成核移植过程相关细胞 探究二.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 B. 在治疗人类疾病时，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； C. 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，将它们一直给患者时可以避免免疫排斥反应。 （2）医药卫生领域 探究二.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （3）科学研究领域 A. 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 B. 克隆一批遗传背景相同的动物，可通过对比来分析致病基因 C.克隆特定疾病模型的动物，为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助 裸鼠肿瘤动物模型 探究二.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 （4）保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量 中华眼镜蛇 大型东乌桑巴拉叶片角变色龙 黑草黄弄蝶 白鳍豚 金丝猴 北方白犀牛 探究二.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 2.存在的问题 （1）成功率低： 克隆胚胎移植成功率平均不到10% 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、免疫缺陷等。 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）健康问题： （2）理论研究较为滞后： 韦尔穆特与克隆羊多莉 克隆羊多莉真身标本 “多莉”存活不足7年，远低于平均寿命 探究二.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 成纤维细胞 取出 转入相关因子 iPS细胞 各种细胞组织或器官 胚胎干细胞 取出 诱导 移植 治疗性克隆 iPS细胞治疗 细胞发生转化 治疗性克隆与iPS细胞治疗 网络构建 理论基础 动物体细胞核的全能性 胚胎细胞核移植 原理： 类型： 体细胞核移植 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 动物体细胞核移植技术和克隆动物 理论基础 应用前景 畜牧业 保护濒危物种 医药卫生 $