2.2.3 动物细胞核移植技术课件-2025-2026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（1） 动物细胞核移植技术 情景:“（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。”这是《西游记》中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。 情景导入 毫毛来自体细胞，用体细胞“变”出猴 是否可以实现 2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功培育出两只克隆猴“中中”和“华华” 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? 动物细胞核移植技术 【自主学习】阅读教材P52-53，思考下列问题： 1.动物体细胞核移植技术的概念、原理、生殖方式和种类？ 2.试分析非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因是什么？ 3.描述动物细胞核移植技术的过程。 4.体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题是？ 1.概念： 2.原理： 3.生殖方式： 动物细胞核移植技术是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。 纺锤体——染色体复合物 减数第二次分裂中期的卵母细胞 卵母细胞 动物细胞 去核 取核 移入 重组细胞 新胚胎 克隆动物 发育 发育 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 动物细胞核的全能性 无性生殖 动物细胞核移植技术 为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？ 克隆（ Clone）技术： 单克隆抗体技术、PCR技术 【思考】 克隆(clone)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”。 克隆层次： 分子 细胞 个体 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：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 4.分类： 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 核移植相对容易 原因：分化程度低，全能性容易表现 核移植十分困难 原因：分化程度高，全能性表现十分困难 5.非人灵长类动物体细胞核移植非常困难的原因： （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。 结合课本内容、小组合作建构体细胞核移植（克隆牛）的流程图 生出小牛 问：体细胞和卵母细胞分别从哪里来?卵母细胞要培养到什么时期? 从供体高产奶牛身体上取体细胞 采集卵母细胞，再体外培养到MⅡ期 将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带下 通过电融合法使两细胞融合，形成重构胚 将胚胎移植到受体(代孕)母牛体内 问：为什么不是将体细胞的核取出，而是直接将整个体细胞注入去核卵母细胞? 问：卵母细胞去核常用的方法是? 问：这样生出的小牛，是对体细胞供体奶牛进行了100%吗?为什么? 问：激活重构胚的方法？激活重构胚的目的？ 问：动物细胞核移植运用到了哪些技术？ 高产奶牛( ) 取 细胞, 进行培养 显微操作 去核 将 注射入去核的卵母细胞 犊牛 ①从屠宰场收集牛卵巢， 采集 ； ②在体外培养到 ； 初级卵母(减I) ①细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质； ②细胞体积大，易操作； ③营养丰富,能提供充足营养 ①原因: 保证核移植的动物的核遗传物质全部来自供体 ②实质: 去除“纺锤体—染色体复合物” MⅡ期(次级卵母细胞) 供体 体 供体细胞 核DNA来自供体；质DNA来自供体与屠宰牛 通过 法使两细胞融合， 进入卵母细胞，形成 。 电融合 重构胚 供体核 使其完成细胞分裂和发育进程 激活重构胚 ①物理方法: 电刺激 ②化学方法: Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂 胚胎移植 母牛 母牛 受体 代孕 遗传物质与供体基本相同 遗传物质与屠宰牛少量相同 遗传物质与受体无关 体细胞核移植的过程 【注意】 1.卵母细胞去核为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞(供体)。 2.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。去核方法有显微操作去核法、梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理。 3.将供体细胞整个注入去核卵母细胞中对卵母细胞损伤较小，其次保证供体细胞的细胞核不被破坏， 操作方便。 4.克隆动物的形状与和供体生物的性状基本相同，但不是完全相同是因为：a.克隆动物的线粒体遗传物质部分来自于卵母细胞。 b.生物的性状不完全由基因决定，环境也有重要影响。 c.可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞核移植 重构胚 早期胚胎 电融合法 用物理或化学方法激活重构胚， 使其完成细胞分裂和发育 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 供体细胞注入去核的卵母细胞 显微操作去核 高产奶牛（供体） 取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 动物细胞核移植技术 该技术证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性 体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。 体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。 【思考 讨论】 相似: 都能生成干细胞; 不同: ①前者生成胚胎干细胞；涉及采集卵母细胞、去核、体细胞核移植、融合等多种操作。 ②后者将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态；后者直接诱导成纤维细胞(或B细胞)逆转。 体细胞核移植技术的应用前景 1.在畜牧生产中：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 2.在医药卫生领域：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。 3.治疗人类疾病方面： 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。 4.在科研领域： 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，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。 ① 成功率非常低，各技术环节有待改进。 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 和分子遗传学等更深层次的理论研究相结合。 ③ 绝大多数克隆动物存在健康问题，许多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。 体细胞核移植技术研究仍在继续深入， 人类对克隆技术的应用许多问题需要解决。 体细胞核移植技术存在的问题 1、判断下列叙述是否正确： （1)利用动物体细胞核移植技术生产的克隆动物属于有性生殖( ) （2)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植( ) （3)采集的卵母细胞需要在体外培养到MⅠ中期( ) （4)体细胞核移植技术中，卵母细胞去核去除的是纺锤体-染色体复合物( ) （5)使去核卵母细胞与供体细胞融合的方法只有电融合法( ) （6)克隆动物技术成功率很低( ) × √ × √ × √ 课 堂 检 测 2. 假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它"复生"的方案中可行的是（ ） A. 将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育出新个体 B. 将野驴的体细胞取出，利用组织培养培育出新个体 C. 将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育出新个体 D. 将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中, 经孕育培育出新个体 D 课 堂 检 测 3.为治疗胰岛B细胞受损的Ⅰ型糖尿病，科研人员构建了治疗性克隆方案，以获得无免疫排斥的胰岛组织用于移植修复。下列叙述正确的是（　　） A．核移植时，常选用去核的MⅠ期卵母细胞作为受体细胞 B．可用电刺激、乙醇等激活重构胚，以启动其分裂、发育 C．分离囊胚期的滋养层细胞进行培养，以获取胚胎干细胞 D．得到的胚胎干细胞可直接移植到患者体内分化为胰岛B细胞 B 课 堂 检 测 4.不定项（2024·江苏·高考真题）从牛卵巢采集卵母细胞进行体外成熟培养，探究高温对卵母细胞成熟的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的有（     ） A．选取发育状态一致的卵母细胞进行培养 B．体外培养卵母细胞时通常加入湿热灭菌 后的血清 C．对采集的卵母细胞传代培养以产生大量 卵细胞 D．体外培养时高温提高了卵母细胞发育的成熟率 BCD 课 堂 检 测 $