2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物课件-2026-2027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 Part3 动物体细胞核移植技术和克隆动物 1 发酵工程 教学目标 01 02 体细胞核移植技术 应用前景及存在的问题 2 《西游记》中的一段描述“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。” 问题： 西游记中的这段描述，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？ 课堂导入： 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克隆出两只猕猴“中中”和“华华”（如下图)。 毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？ 4 克隆是指由一个共同的祖先，通过无性繁殖产生一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。 拓展： 克隆 1.定义： 2.三个层次： DNA（分子）、细胞、个体 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 动物细胞核移植 植物组织培养 PCR技术 克隆就是无性繁殖 克隆（Clone）技术：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”。 6 01 体细胞核移植技术 4.种类： 胚胎细胞核移植： 体细胞核移植： 细胞分化程度低，表现全能性容易 细胞分化程度高，表现全能性十分困难 3.生殖方式： 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。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 2.原理： 动物细胞核的全能性 无性生殖 难度小 难度大 细胞工程 7 01 体细胞核移植技术 ①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其 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_____进行操作的技术尚不完善。 胚胎 分化 5.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因 具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物 2017年我国培育世界上 首例体细胞克隆猴 细胞工程 ※体细胞核移植的过程 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 为什么选用MⅡ卵母细胞? 问 体积大，便于操作 卵黄多，营养物质丰富 其细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质（主要原因） 为什么要去核? 问 保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞 纺锤体—染色体复合物 一般选用10代以内的细胞，且 不选生殖细胞 注意： 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 激活方法：①物理方法；②化学方法 重构胚 早期胚胎 （电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂） 将供体细胞整个注入去核卵母细胞 中的原因？ 问 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。 什么是重构胚？处理重构胚的目的是什么？ 问 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 (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 （发情处理） 动物体细胞核移植技术证明了？ （原理） 问 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 从遗传物质的角度来分析，克隆动物是对供体动物体细胞进行了100%的复制吗？ 问 供体细胞核DNA 受体卵母细胞的细胞质DNA 生活环境也会影响性状的表现 供体细胞质DNA 11 早期胚胎培养 动物细胞培养 胚胎移植 动物细胞融合 重构胚 早期胚胎 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 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 将供体细胞注入去核的卵母细胞 通过显微操作去核 高产奶牛（供体） 从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 此过程用到了哪些技术？ 问 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 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？ 问 都能生成干细胞， 过程完全不同 （1）在畜牧生产中： 可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 01 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 02 （2）在医药卫生领域： 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。 乳腺生物反应器 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 02 13 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。 （2）在医药卫生领域： 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 02 （3）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，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。 （4）在保护濒危物种方面： 白鳍豚 该技术有望增加濒危物种的存活数量 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 02 ① 成功率低，各技术环节有待改进。 体细胞核移植技术存在的问题： 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。 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。 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 02 1. 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 练习与应用 一、概念检测 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 练习与应用 一、概念检测 $