2.2.3 动物体细胞核移植技术和克隆动物ppt课件-（新教材）2019新人教版高中生物选择性必修三.pptx

1、抢救烧伤病人 “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。 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？ 中华先贤的奇思妙想：20172017年年1111月月2727日，世界上首个日，世界上首个体细胞克隆猴体细胞克隆猴“中中中中”在中国科学院神经科学研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）；州）；1212月月5 5日第二个克隆猴日第二个克隆猴“华华华华”诞生。诞生。三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1

2、、概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，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。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：动物体细胞核的全能性动物体细胞核的全能性3、种类：胚胎细胞核移植：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：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低，恢复全能性容易受体细胞：M中期的卵母细胞细胞分化程度细胞分化程度高高，恢复全能性，恢复全能性十分困难十分困难体细胞核移植（体细胞核移植（难度高难度高）胚胎细胞核移植（胚胎细胞

3、核移植（难度低难度低） 动物体细胞分化程度动物体细胞分化程度高高，表现其全能性十分，表现其全能性十分困难，困难，因此动物因此动物体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植。体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植。在体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植在体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。非常困难。 主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母主要原因一方面是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；另一方面是对非人灵长类动物胚胎操胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎操作的技术尚

4、不完善。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。 “多莉多莉” 是世界上是世界上第一例第一例经体细胞核移植出经体细胞核移植出生的动物。这一巨大进展生的动物。这一巨大进展证明了分化了的动物证明了分化了的动物细胞核具有全能性具有全能性去核留核重组甲乙丙“多莉”羊的三个母亲小羊长得像谁？细胞核移植细胞核移植早期胚胎卵裂卵裂胚胎移植胚胎移植C母绵羊子宫多莉羊分娩分娩妊娠妊娠多莉羊的培育过程多莉羊的培育过程母绵羊乳腺细胞细胞核卵细胞母绵羊细胞质融合后的卵细胞动物体细胞核移植属于无性生殖（1）供体：一般选用传代10代以内的细胞。特别提醒：细胞质内存在激发细胞

5、核全能性表达的物质细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。细胞体积大细胞体积大，便于操作。便于操作。卵黄多卵黄多，营养物质丰富。营养物质丰富。（3 3）卵母细胞的特点：）卵母细胞的特点：（2）受体：去核的减中期的卵母细胞（去核是保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞）一般指一般指DNADNA分子扩增。分子扩增。由一个细胞分裂所形成的细胞群体。由一个细胞分裂所形成的细胞群体。指基因型完全相同的个体或群体。指基因型完全相同的个体或群体。分子水平：分子水平：细胞水平：细胞水平：个体水平：个体水平： 克隆是克隆是无性繁殖无性繁殖，具体地说，是指一个共同的祖，具体地说，是指一个共同的祖先，通过无性繁殖的方

6、法产生出来的一群遗传特性相同先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的的DNADNA分子分子、细胞或个体细胞或个体。补充：补充：克隆克隆与无性繁殖与无性繁殖 1997年，美国威斯康星州的一年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为平均水平仅为34 t。能否依据“多莉”的培育过程，进行优质奶牛

7、的快速繁育？将供体细胞注入去核卵母细胞收集牛卵巢，采集卵母细胞收集牛卵巢，采集卵母细胞高产奶牛（供体）显微操作去核取供体奶牛耳部细胞培养将胚胎植入受体生出与供体遗传物质基本相同的犊牛高产奶牛的克隆过程高产奶牛的克隆过程通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚思考：思考：卵细胞次级卵母细胞第一极体M期：减数第二次分裂中期卵母细胞作受体细胞的原因：l体积大，易操作；去核时同时吸走第一极体l含有激发细胞核全能性的物质。思考：思考：2.2.为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？细胞整个注入去核卵母细胞

8、中？（一）体细胞核移植的过程（一）体细胞核移植的过程1 1、整个、整个过程用了哪些技术？过程用了哪些技术？2 2、新生、新生牛的性别、基因？牛的性别、基因？3 3、繁殖、繁殖方式？方式？4 4、原理？、原理？思考：动物细胞培养、核移植、动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养、胚胎移植早期胚胎培养、胚胎移植与供体相同与供体相同无性繁殖无性繁殖动物细胞动物细胞核核的全能性的全能性核移植流程:1、供体细胞的采集与培养5、电刺激促融使供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎6、用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成减数分裂进程4、将供体细胞注入去核卵母细胞3、显微操作去除卵母细胞中的核2、受体卵母细胞的采集与

9、体外培养7、胚胎移植入代孕母牛体内8、妊娠分娩与供体遗传物质基本相同的犊牛。（ M期期 ，受精时才完成，受精时才完成）补充资料：核移植技术中普遍使用的去核方法目前核移植技术中普遍使用的去核方法是目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作显微操作去核法。去核法。还有人采用其他方法还有人采用其他方法如如梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下， 去除去除细胞核或使卵细胞核细胞核或使卵细胞核DNADNA变性，从而达到去核目的变性，从而达到去核目的。思考-讨

10、论1、在将体细胞的细胞核移植到卵母细胞之前，为什么必须先、在将体细胞的细胞核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？对卵母细胞进行去核操作？2、你认为用上述体细胞核移植技术培养的克隆动物是对体细、你认为用上述体细胞核移植技术培养的克隆动物是对体细胞供体动物进行了胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？为为使核移植动物的遗传物质全部来自有利用价值的动物提使核移植动物的遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。并防止细胞染色体的数量发生变化供的细胞。并防止细胞染色体的数量发生变化不是不是，克隆动物绝大部分，克隆动物绝大部分DNADNA来自供体细胞核，但核外还来

11、自供体细胞核，但核外还有少部分有少部分DNADNA（如线粒体（如线粒体DNADNA）来自受体卵母细胞）来自受体卵母细胞3、对比多莉羊对比多莉羊和高产和高产奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？多多莉克隆过程的受体细胞是莉克隆过程的受体细胞是去核去核卵卵细胞细胞，而高产奶牛的克隆，而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是过程的受体细胞是去核去核次级卵母次级卵母细胞细胞；多莉克隆过程是将供体多莉克隆过程是将供体细胞核细胞核注入受体细胞，而高产奶牛注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是将供体的克隆过程是将供体细胞细胞注入受体细胞。注入受体细胞。求同存异卵母细胞当中的细胞周

12、期蛋白含量、活性比卵细胞高，卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比卵细胞高，用它作受体更容易成功用它作受体更容易成功4、多莉羊和高产奶牛的克隆过程、多莉羊和高产奶牛的克隆过程,哪一种更科学且易操作？哪一种更科学且易操作？将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物。将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物。高产奶牛的克隆过程高产奶牛的克隆过程操作简便。操作简便。5、体细胞核移植技术与诱导、体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。同之处？请你预测它们应用前景的差异。各抒己见：1 1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群

13、繁育、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育2 2、培育的转基因克隆动物可、培育的转基因克隆动物可作为生物反应器，生产医用蛋白作为生物反应器，生产医用蛋白3 3、克隆动物细胞、组织、器官可作为移植的克隆动物细胞、组织、器官可作为移植的供体；更深入了供体；更深入了 解胚胎发育解胚胎发育及衰老过程及衰老过程、克隆特定疾病模型动物等、克隆特定疾病模型动物等4 4、保护濒危物种，增加动物的存活数量、保护濒危物种，增加动物的存活数量（二）体细胞（二）体细胞核移植技术的应用核移植技术的应用前景及存在的问题前景及存在的问题 体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及

14、其他领域有着广泛的应用前景。有着广泛的应用前景。人的核移植胚胎干细胞经诱导分化可用于自身的器官移植（1 1）畜牧业领域）畜牧业领域：高产奶牛：高产奶牛伊利挤奶站的奶牛乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊（2 2）医药卫生领域：）医药卫生领域：-与基因工程的综合应用与基因工程的综合应用种间克隆白肢野牛种间克隆白肢野牛种间克隆摩弗伦野羊种间克隆摩弗伦野羊利用核移植繁殖优良、濒危动物 首先首先用用高分子高分子化学材料化学材料聚羟基聚羟基乙酸乙酸制成制成所需人体所需人体器官的形状器官的形状，然后，然后植入植入人的细胞人的细胞（这只展出的老鼠身上植入的是（这只展出的老鼠身上植

15、入的是它自己的细胞），它自己的细胞），缝合缝合在裸鼠在裸鼠背上背上。经过。经过细胞细胞快速快速生长生长，人造模子人造模子会自己降解会自己降解消失消失，器官与老鼠成为一体器官与老鼠成为一体，最后可，最后可移植到人体移植到人体上上。这种全身无毛的。这种全身无毛的老鼠老鼠叫裸鼠，叫裸鼠，没有免没有免疫力疫力，这样才，这样才不会不会对那只对那只“人耳人耳”产生排产生排异异反应。这项技术能应用于人体组织、器反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研官的再造。这项科研技术成熟后技术成熟后，人身上，人身上缺少或损坏的组织缺少或损坏的组织器官器官都可以都可以修补修补上。上。 人造耳朵有望用于器官移植

16、人造耳朵有望用于器官移植 一只在背上长出了一只在背上长出了“人耳人耳”的活老鼠。的活老鼠。体细胞体细胞核移植技术存在的核移植技术存在的问题问题：许多克隆动物表现出许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷遗传和生理缺陷。如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。易出现早衰（多利羊猜想）调等。易出现早衰（多利羊猜想）3 3）克隆动物）克隆动物食品的安全性问题食品的安全性问题存在争议存在争议胚胎移植动物幼体产出胚胎移植动物幼体产出 概率概率1010为什么为什么是直接将是直接将供体细胞注入供体细胞注入去核卵母细胞，而去核卵母细胞，而不不是是只注入细胞

17、核只注入细胞核？提示：核移植技术最初确实是用微型吸管将供体提示：核移植技术最初确实是用微型吸管将供体细胞的细胞的细胞核细胞核吸出，再注入到去核卵母细胞内，吸出，再注入到去核卵母细胞内，后来才发展出后来才发展出直接将直接将供体细胞供体细胞注入到去核注入到去核卵母细卵母细胞透明质胞透明质内，再诱导（电刺激等）两个细胞融合内，再诱导（电刺激等）两个细胞融合的方法。这种方法操作简单，对卵母细胞损伤较的方法。这种方法操作简单，对卵母细胞损伤较小，所以现在较为常用。小，所以现在较为常用。 你还在为身体有残疾而苦恼吗？你还在为器官移植找不到合适的供体而焦虑吗？不能在这样下去了，看看我们的体细胞核移植技术吧，只需要从你身上取一个小小的体细胞，通过核移植培养出胚胎干细胞，再用胚胎干细胞诱导分化出各种组织器官，这样的器官的组织相容性抗原跟你的一摸一样，用这样的器官进行器官移植，根本就不会发生免疫排斥。不夸张的说，如果这项技术研究成熟了，以后大家换条胳膊换条腿就跟给汽车换个轮胎一样。你听明白了吗？这不是天方夜谭，巨大的前景就在眼前，你还在等什么？现在，对，就是现在，赶紧加入到生命科学的研究中来吧！广而告之：