2.3动物细胞工程及其应用（第1课时）课件-2025-2026学年高二下学期生物苏教版选择性必修3

第三节 动物细胞工程及其应用 第二章 细胞工程 动物细胞工程发展历程 1975年，米尔斯坦和科勒，创立单克隆抗体技术 1890年，希普，世界上首例胚胎移植成功 1907年，哈里森， 首创了动物组织体外培养法 1951年，张明觉， 发现哺乳动物精子获能现象 1958年，格登，体细胞核移植成功 1959年，试管家兔诞生 1978年，胚胎分割移植工程 1981年，埃文斯， 分离和培养小鼠胚胎干细胞 1996年，克隆羊诞生 2006年，山中伸弥，获得诱导多能干细胞 2014年，单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生 2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴 动物细胞工程 动物细胞工程 常用的技术手段 动物细胞培养 动物细胞融合 单克隆抗体 动物细胞核移植 是其他动物细胞工程技术的基础 应用 应用 克隆动物 学习目标 1.阐明动物细胞核移植的概念和原理 2.概述体细胞核移植的过程 3.认同体细胞核移植技术的应用前景客观分析技术存在的问题 积极思维：为什么克隆羊多莉会轰动全世界？ 1996年7月，英国科学家韦尔穆特等人采用成年绵羊的乳腺细胞（动物体细胞）进行核移植，成功培育出世界上首例体细胞核移植克隆羊多莉，由此翻开了动物克隆史上崭新的一页 积极思维：为什么克隆羊多莉会轰动全世界？ 积极思维：为什么克隆羊多莉会轰动全世界？ 克隆羊多莉是人类首次采用成年动物的体细胞获得的后代，这证明哺乳动物体细胞核在卵母细胞细胞质的支持下，也和植物细胞一样具有全能性。目前，利用动物细胞核移植技术进行动物克隆已经进入广泛应用的阶段。 目录 1.动物细胞核移植技术 2.动物细胞核移植过程 3.动物细胞核移植技术的应用 动物细胞核移植技术 1.动物细胞核移植技术 把一个动物细胞的细胞核移植到一个已经去除细胞核的成熟卵母细胞中，并使重组细胞发育为一个新的胚胎，继而发育为动物新个体的技术 2.原理 3.分类 动物细胞核具有全能性 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 ：细胞分化程度低，表现全能性相对容易 ：细胞分化程度高，表现全能性十分困难 动物细胞核移植技术 在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。 原因主要有以下两点： （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 我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴。 动物细胞核移植技术 【注意】 1.用核移植方法得到的动物称为克隆动物 2.生殖方式：无性生殖 3.动物细胞核移植的概念理解 供体：动物的一个细胞的细胞核 供体：去掉核的卵母细胞 结果：形成重新组合的细胞并发育成新胚胎，继而发育成动物个体 动物细胞核移植技术 动物细胞核移植技术是一种克隆技术。克隆不仅是指无性繁殖，还包括遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。 分子水平：一般指DNA分子扩增，如PCR技术，还包括单克隆抗体技术 细胞水平：由一个细胞分裂所形成的细胞群体，如动物细胞培养技术、植物细胞培养技术 个体水平：指基因型完全相同的个体或群体，植物组织培养、核移植克隆动物 动物细胞核移植过程 2.体细胞核移植的过程（克隆高产奶牛） 从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，在体外培养到 MⅡ期 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 显微操作去核 去核卵母细胞 供体细胞 动物细胞核移植过程 去核卵母细胞 供体细胞 将供体细胞注入去核的卵母细胞 电融合法 重构胚 物理或 化学法 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（克隆动物） 动物细胞核移植过程 【思考】 1.选择MⅡ期卵母细胞的原因？ （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）卵母细胞卵黄多，营养物质丰富 2.卵母细胞为什么要“去核”？ 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 动物细胞核移植过程 【思考】 3.卵母细胞去核的方法，“去核”去的是什么？ 显微操作（去核）法 去除的为纺锤体-染色体复合物 4.将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？ （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 直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内 动物细胞核移植过程 【思考】 5.诱导融合的方法？融合的结果？ 电融合法 供体核进入卵母细胞，形成重构胚 6.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？ 重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力 电刺激或Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程 动物细胞核移植过程 【思考】 7.新生牛的性别、基因？ 与供体相同 8.该过程用到哪些技术手段？ 动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养、动物细胞融合、胚胎移植 9.该技术证明了什么？ 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 动物细胞核移植技术的应用 1.畜牧生产 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 动物细胞核移植技术的应用 2.医药卫生领域 （1）通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的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 （2）在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植 （3）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发生免疫排斥反应 动物细胞核移植技术的应用 诱导 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 移植 治疗性克隆 iPS细胞治疗 细胞发生转化 动物细胞核移植技术的应用 3.科研领域 （1）研究克隆动物可以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，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助 动物细胞核移植技术的应用 4.保护濒危物种 该技术有望增加濒危物种的存活数量（不能提高生物多样性） 黑草黄弄蝶 白鳍豚 金丝猴 动物细胞核移植技术的应用 存在的问题 （1）该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进 （2）相对于技术研究，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）绝大多数克隆动物存在健康问题，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 课堂小结 随堂小测 1.中国科学院动物研究所和福州大熊猫研究中心合作，通过体细胞核移植和克隆技术在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列相关叙述错误的是( ) A.去核与注入供体细胞的显微操作越快，卵母细胞受损就会越小 B.选用去核卵母细胞作为受体细胞的原因之一是卵细胞体积较大，易于进行显微操作去核 C.获得的克隆大熊猫染色体组成与核供体大熊猫的染色体组成相同 D.体细胞核移植技术的难度低于胚胎细胞核移植 解析：染色体存在于细胞核中，故获得的克隆大熊猫染色体组成与核供体大熊猫的染色体组成相同，C正确；动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，表现全能性困难，因此动物体细胞核移植技术的难度高于胚胎细胞核移植，D错误。 D 随堂小测 2.如图为克隆猴的部分培养过程。下列叙述正确的是( ) A.克隆猴的获得说明动物细胞具有全能性 B.刚采集的A猴卵母细胞可直接使用显微操作法 去除细胞核 C.用蛋白酶合成促进剂激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 D.重构胚是指经人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力 解析：克隆猴的获得说明动物细胞核具有全能性，A错误；采集的A猴卵母细胞需培养至MⅡ期时，才能使用显微操作法去除细胞核，B错误；激活重构胚的方法有电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等，C错误。 A 随堂小测 3.核移植技术除了用于研究生物学的基本问题外，在药物生产、优良种畜的培育和繁殖、拯救濒危动物、治疗性克隆等方面，具有重要的实际应用价值。下列关于动物细胞核移植技术应用的叙述，错误的是( ) A.细胞核移植技术可用于优良种畜的培育 B.细胞核移植技术的原理是动物细胞具有全能性 C.核移植技术与干细胞诱导技术结合，可用于修复人体损伤的器官 D.核移植技术可用于转基因动物的克隆，以保持转基因动物的性状 解析：A、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，因此利用细胞核移植技术可培育优良种畜，A正确；B、利用细胞核移植技术可用于人的治疗性克隆，禁止用于生殖性克隆，B错误；C、核移植技术与干细胞诱导技术结合，可克隆出人体相应的器官，用于修补人体损伤的器官，C正确；D、利用核移植技术克隆转基因动物，获得的克隆动物遗传物质主要来自细胞核供体，可以保持转基因动物的性状，D正确。故选B。 B THANKS 谢谢观看 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $