动物体细胞核移植技术和克隆动物课件--高二下学期生物人教版选修3.pptx

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1、首个体细胞克隆动物克隆动物多莉羊体细胞克隆猴“中中”和“华华”动物体细胞核移植技术和克隆动物细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂胚胎移植胚胎移植C母绵羊子宫母绵羊子宫多莉羊多莉羊妊娠妊娠分娩分娩卵细胞卵细胞母绵羊母绵羊细胞质细胞质母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞核细胞核重组细胞重组细胞C代孕代孕母羊母羊 到社会中去到社会中去照片中两只可爱的小猴，分别叫照片中两只可爱的小猴，分别叫中中中中和和华华华华，它们诞生于，它们诞生于2017年，一出生就轰年，一出生就轰动了全世界，这是我国科学家的研究成果。动了全世界，这是我国科学家的研究成果。1996年年你知道它们是如何培育出来的吗你知道它们是如

2、何培育出来的吗?在这之前，在这之前，科学家培育了胚胎细胞克隆猴，你知道两者科学家培育了胚胎细胞克隆猴，你知道两者有什么不同吗有什么不同吗?其实，自其实，自1996年首个体细胞克隆动物多莉羊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）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隆猴的诞生能轰动世界呢?问题问题 我们能否利用我们能否利用类似类似植物植物组织培养组织培养获得完整获得完整植物体的方法植物体的方法培养动物细胞培养动物细胞，使其，使其发育发育成一成一个个完整的个体完整的个体？ 不能，

3、高度分化的不能，高度分化的植物细胞植物细胞仍仍保持着全能性保持着全能性，而，而动物动物细胞的全能性会随细胞的全能性会随细胞分化细胞分化程度的提高逐渐程度的提高逐渐受到限制受到限制，分，分化潜能逐渐变弱。目前，用化潜能逐渐变弱。目前，用动物体细胞克隆动物体细胞克隆的动物，实际的动物，实际是通过是通过核移植核移植来实现的。来实现的。导学1.1.动物细胞核移植的概念、类型、特点动物细胞核移植的概念、类型、特点2.2.结合图结合图2-212-21，梳理动物细胞核移植的过程，梳理动物细胞核移植的过程3.3.找出动物细胞核移植的应用前景找出动物细胞核移植的应用前景思思 前思前思:(:(7min7min)

4、)结合以下问题请学生阅读结合以下问题请学生阅读课本课本第第47-4947-49页，页，并注意并注意勾、勾、圈、画、点、记圈、画、点、记 。 后思后思:(:(8min8min) )请学生快速的关注导学案上的请学生快速的关注导学案上的学习目标与重难点学习目标与重难点，准确、快速，准确、快速答题并认真记录疑惑。答题并认真记录疑惑。1.1.动物细胞核移植的概念、类型、特点动物细胞核移植的概念、类型、特点2.2.结合图结合图2-212-21，梳理动物细胞核移植的过程，梳理动物细胞核移植的过程3.3.找出动物细胞核移植的应用前景找出动物细胞核移植的应用前景议1.用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的

5、细胞，为什么？ 2.在体细胞的细胞核移植到受精的卵母细胞之前，为什么必须先去掉卵母细胞的细胞核？培养的动物细胞一般当传代至培养的动物细胞一般当传代至1050代左右时，部分细胞核型可能会代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。代以内的细胞。使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利

6、用价值的动物动物细胞核移植概 念 将动物的一个细胞的细胞核（可以是 细胞，也可以是 细胞），移入一个去核的 中，使其重组发育成一个新的胚胎，最终成为动物个体（克隆动物）。胚胎卵母细胞（M中期）体动物细胞核的全能性如：多莉羊如：多莉羊动物细胞核移植动物细胞核移植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动物胚胎细胞分化程度动物胚胎细胞分化程度_，表现全能性，表现全能性_动物体细胞分化程度动物体细胞分化程度_，表现全能性，表现全能性_低低相对容易相对容易高高十分困难十分困难因此，动物体细胞核移植的难度明显因此，动物体细胞核移植的难度明显高于高于胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植卵母细胞C母猴子

7、宫B母猴A母猴成纤维细胞细胞质细胞核早期胚胎“中中中中”“”“华华华华”分娩发育重组细胞妊娠（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。注意：克隆动物属于无性繁殖，遗传物质主要来自于A A，一小部分来自于B B，与C C无关。非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因：（2）对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。证明了动物细胞核具有全能性，卵母细胞的细胞质有助于体细胞核的全能性表达。我国首例体细胞克隆猴 Problems discussedCloning technology00问题探讨问题探讨克隆技术克隆技术为何不称为为何不称为“克隆技术克隆技

8、术”而是而是“核移植技术核移植技术”？克隆（克隆（Clone）技术：）技术： 在生物学上包含在生物学上包含分子、细胞、个体分子、细胞、个体3个层次，即个层次，即分子克隆分子克隆、细胞克隆细胞克隆、个体个体克隆克隆。 是一个很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的是一个很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的现象均可称为现象均可称为“克隆克隆”。单克隆抗体技术、单克隆抗体技术、PCR技术技术动物细胞培养技术动物细胞培养技术植物细胞培养技术植物细胞培养技术植物组织培养技术植物组织培养技术核移植技术核移植技术动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术过程：过程：采集牛卵巢中的卵采集牛卵巢中的卵母细胞，

9、在体外培母细胞，在体外培养到养到M期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养将将供体细胞注入供体细胞注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞高产奶牛高产奶牛（供体供体）通过通过显微显微操作操作去核去核从供体身体从供体身体的某一部位的某一部位上取上取体细胞体细胞采集采集牛卵巢中的牛卵巢中的卵母细胞卵母细胞，在体，在体外培养到外培养到MM期期从供体高产奶从供体高产奶牛牛取体细胞取体细胞 动物细胞培养动物细胞培养将供体细胞注入去核卵母细胞将供体细胞注入去核卵母细胞电融合法电融合法使两细胞融合使两细胞融合供体核进入卵母细胞供体核进入卵母细胞形成重组胚胎形成重组胚胎激活激活重组胚重组胚胎胎使其完成

10、使其完成细胞分裂和细胞分裂和发育进程发育进程早期胚胎早期胚胎用物理或化学方法：用物理或化学方法：（电刺激、（电刺激、Ca2+Ca2+载体、乙载体、乙醇、蛋白酶合醇、蛋白酶合成抑制剂）成抑制剂）将胚胎移将胚胎移入（受体）入（受体）代孕母牛代孕母牛生出生出与供体奶牛与供体奶牛遗传物质基本相遗传物质基本相同同的犊牛的犊牛（克隆牛）克隆牛）重组重组胚胎胚胎早期胚胎早期胚胎通过通过电融合法电融合法使两细胞融合，使两细胞融合，供体核进入卵母细胞供体核进入卵母细胞用用物理或化学方法激活重组胚胎物理或化学方法激活重组胚胎，使其完成使其完成细胞分裂和发育细胞分裂和发育过程过程将将胚胎移入受体胚胎移入受体（代孕）

11、母牛体内（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到胞，在体外培养到M期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养将将供体细胞注入供体细胞注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞高产奶牛（高产奶牛（供体供体）生出生出与供体奶牛遗传物质基本相同与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛的犊牛通过通过显微操作显微操作去核去核从供体身体的某一从供体身体的某一部位上取部位上取体细胞体细胞动物细胞核移植早期胚胎培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞融合重组胚胎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组胚胎，使其完成细胞分裂和发育过程将胚胎移入受体（代孕）

12、母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到M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1.该过程中应用到的技术_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2.选择M期卵母细胞的原因_ _含有促进细胞核表现全能性的物质和营养条件细胞体积大，易于操作3.卵母细胞去核的方法_4.“去核”去的是什么？_显微操作（去核）法去除的为纺锤体-染色体复合物去核时，由于M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次级卵母细胞第一极体5.去核的原因_6.供体

13、细胞注入卵母细胞的优点 _;_使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物对卵母细胞损伤较小直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内保证供核不被破坏，操作也更方便。u注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核? 最初是最初是细胞核细胞核，也是，也是核移植核移植这一名词的含义和来源。这一名词的含义和来源。 后来直接将供体细胞注入去核卵母细胞的后来直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带透明带内，再内，再用用病毒介导病毒介导或或电脉冲电脉冲等方法使其融合。等方法使其融合。使使DNADNA变性失活，达到去核的目的。变性失活，达到去核的目的。没有刺破卵母

14、细胞膜，对卵母细胞伤害小。没有刺破卵母细胞膜，对卵母细胞伤害小。梯度离心、梯度离心、紫外光短时间照射紫外光短时间照射、化学物质处理化学物质处理7.刺激手段刺激手段：A. 电融合法电融合法使供受体细胞融合使供受体细胞融合, 形成重形成重组胚胎组胚胎。B. 物理或化学方法物理或化学方法激活重激活重组胚胎组胚胎, 使其完成细胞使其完成细胞 分裂和发育进程。分裂和发育进程。 如如电刺激、电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑载体、乙醇和蛋白酶合成抑 制剂制剂等等重组胚胎重组胚胎早期胚胎早期胚胎通过通过电融合法电融合法使两细胞融合，使两细胞融合，供体核进入卵母细胞供体核进入卵母细胞用用物理或化学方法激

15、活重组胚胎物理或化学方法激活重组胚胎，使其完成使其完成细胞分裂和发育细胞分裂和发育过程过程将将胚胎移入受体胚胎移入受体（代孕）母牛体内（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细胞，采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到在体外培养到M期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养将将供体细胞注入供体细胞注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞高产奶牛（高产奶牛（供体供体）生出生出与供体奶牛遗传物质基本相同与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛的犊牛通过通过显微操作显微操作去核去核从供体身体的某一从供体身体的某一部位上取部位上取体细胞体细胞8.动物体细胞核移植产生的新个体的亲本有几个？体细胞核供体、卵母细胞细

16、胞质供体、代孕母体克隆动克隆动物遗传物遗传物质物质细胞核细胞核的的DNADNA来自于供体动物的细胞核来自于供体动物的细胞核线粒体中的线粒体中的DNADNA 供体细胞和受体卵母细胞供体细胞和受体卵母细胞9.你认为用上述体细胞核移植技术培育你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了了100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？重组胚胎重组胚胎早期胚胎早期胚胎通过通过电融合法电融合法使两细胞融合，使两细胞融合，供体核进入卵母细胞供体核进入卵母细胞用用物理或化学方法激活重构胚物理或化学方法激活重构胚，使其完成使其完成细胞分裂和发育细胞分裂和发

17、育过程过程将将胚胎移入受体胚胎移入受体（代孕）母牛体内（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到胞，在体外培养到M期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养将将供体细胞注入供体细胞注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞高产奶牛（高产奶牛（供体供体）生出生出与供体奶牛遗传物质与供体奶牛遗传物质基本相同基本相同的犊牛的犊牛通过通过显微操作显微操作去核去核从供体身体的某一从供体身体的某一部位上取部位上取体细胞体细胞不是对核供体动物进行100%的复制克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但细胞质

18、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。10.用于核移植的供体细胞一般都选用于核移植的供体细胞一般都选用传代用传代10代以内的细胞，想一想，这代以内的细胞，想一想，这是为什么？是为什么？培养的动物细胞一般当传代至培养的动物细胞一般当传代至1050代代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型核型。因此，在体细胞核移植中，为了。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采保证供体

19、细胞正常的遗传基础，通常采用传代用传代10代以内的细胞。代以内的细胞。重构胚重构胚早期胚胎早期胚胎通过通过电融合法电融合法使两细胞融合，使两细胞融合，供体核进入卵母细胞供体核进入卵母细胞用用物理或化学方法激活重构胚物理或化学方法激活重构胚，使其完成使其完成细胞分裂和发育细胞分裂和发育过程过程将将胚胎移入受体胚胎移入受体（代孕）母牛体内（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到胞，在体外培养到M期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养将将供体细胞注入供体细胞注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞高产奶牛（高产奶牛（供体供体）生出生出与供体奶牛遗传物质基本相

20、同与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛的犊牛通过通过显微操作显微操作去核去核从供体身体的某一从供体身体的某一部位上取部位上取体细胞体细胞对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找出操作过程的不同点？讨论分析程，找出操作过程的不同点？讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？上述哪一种措施更科学？并说明理由？ 多莉克隆过程的受体细胞是去核多莉克隆过程的受体细胞是去核卵卵细胞细胞，而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母卵母细胞细胞；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注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是将细胞，

21、而高产奶牛的克隆过程是将供体供体细胞细胞注注入受体细胞。入受体细胞。 卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活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，将性比卵细胞高，用它作受体更容易成功，将供体细胞供体细胞注入受体细胞，注入受体细胞，使克隆动物更像供使克隆动物更像供体动物体动物，操作也方便，操作也方便。4. 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术一一.动物细胞工程动物细胞工程（4）过程：）过程：重构胚重构胚早期胚胎早期胚胎通过通过电融合法电融合法使两细胞融合，使两细胞融合，供体核进入卵母细胞供体核进入卵母细胞用用物理或化学方法激活重构胚物理或化学方法激活重构胚，使其完成使

22、其完成细胞分裂和发育细胞分裂和发育过程过程将将胚胎移入受体胚胎移入受体（代孕）母牛体内（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的卵母细采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到胞，在体外培养到M期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养将将供体细胞注入供体细胞注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞高产奶牛（高产奶牛（供体供体）生出生出与供体奶牛遗传物质基本相同与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛的犊牛通过通过显微操作显微操作去核去核从供体身体的某一从供体身体的某一部位上取部位上取体细胞体细胞(5)体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景畜牧业：畜牧业：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。加速

23、家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。4. 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术一一.动物细胞工程动物细胞工程医药卫生领域：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。为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。乳腺生物反应器乳腺生物反应器(5)体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景4.动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术一一.动物细胞工程动物细胞工程4. 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术一一.动物细胞工程动物细胞工程 医药卫生领域：医药卫生领域： B. 治疗人类疾病时，

24、转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体。作为异种移植的供体。 C. 患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应。D. 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；E. 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； F.克隆特定疾病模型的动物，能为研究该疾病的致病机制和

25、开发相克隆特定疾病模型的动物，能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。应的药物提供帮助。(5) 体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景4. 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术一一.动物细胞工程动物细胞工程 保护濒危物种保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量有望增加濒危物种的存活数量中华眼镜蛇中华眼镜蛇大型东乌桑巴拉叶片角变色龙大型东乌桑巴拉叶片角变色龙黑草黄弄蝶黑草黄弄蝶(5) 体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景4. 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术一一.动物细胞工程动物细胞工程 成功率低，各技术环节有待改进。成功率低，各技术环节有待改进。 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。子遗传学等更深层次的理论研究相结合。 克隆动物存在健康问题，许多表现出遗传和生理缺陷。克隆动物存在健康问题，许多表现出遗传和生理缺陷。 研究仍在继续深入，许多问题需要解决。研究仍在继续深入，许多问题需要解决。(6) 体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题4. 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术一一.动物细胞工程动物细胞工程