【课件】2.2动物细胞工程(五)课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx
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1、选择性必修3第2章动物细胞工程(第5课时)世界首例体细胞克隆猴世界首例体细胞克隆猴“中中中中”“”“华华华华”在中国诞生在中国诞生克隆猴用了什么技术?克隆猴用了什么技术?动物体细胞核移植技术动物体细胞核移植技术 2017 2017年年1111月月2727日,世界上首个体日,世界上首个体细胞克隆猴细胞克隆猴“中中中中”在中国科学院神在中国科学院神经科学研究所经科学研究所(上海上海)、脑科学与智能、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生诞生(苏州苏州);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。细胞核移植技术细胞核移植技术1.1
2、.概念:概念:用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。克隆动物。将动物的一个细胞的,移入中,使这将动物的一个细胞的,移入中,使这个重新组合的细胞发育成,继而发育成的技术。个重新组合的细胞发育成,继而发育成的技术。细胞核细胞核去核的卵母细胞去核的卵母细胞新胚胎新胚胎动物个体动物个体细胞核移植技术细胞核移植技术1.1.概念:概念:将动物的一个细胞的细胞核细胞核,移入去核的卵母细胞去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎新胚胎,继而发育成动物个体动物个体的技术。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。克隆动物。2.2.原理:原理:动物细胞核动物细胞核具有具有全能性全能性4 4.种类种类:胚胎细
3、胞核移植:体细胞核移植:细胞分化程度低低,表现全能性容易受体细胞:减数第二次分裂中期(M期)的卵母细胞细胞分化程度高高,表现全能性十分困难3.3.生殖方式:生殖方式:无性生殖无性生殖如何得到单个如何得到单个的供体体细胞的供体体细胞?构建动物体细胞核移植的技术路线构建动物体细胞核移植的技术路线卵母细胞从哪里来卵母细胞从哪里来?需要在体外培养?需要在体外培养到什么时期?到什么时期?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期期在供体细胞的细胞核移入卵在供体细胞的细胞核移入卵母细胞前,需要先对卵母细母细胞前,需要先对卵母细胞进行什么操作?为什么?胞进行什么操作?为什
4、么?从什么性状牛的身从什么性状牛的身上取供体细胞?上取供体细胞?从高产奶牛从高产奶牛上上取体细胞取体细胞 动物细胞培养动物细胞培养做供体细胞做供体细胞 显微操作去核显微操作去核诱导融合的方法诱导融合的方法?融合的结果?融合的结果?将将供体细胞供体细胞注入去核卵母细胞(透明带注入去核卵母细胞(透明带内),内),电融合法电融合法使两细胞融合,使两细胞融合,供体核供体核进入卵母细胞,进入卵母细胞,形成形成重构胚重构胚。构建动物体细胞核移植的技术路线构建动物体细胞核移植的技术路线激活激活重构胚重构胚的方法是什么?的方法是什么?用这些方法处理重构胚的目的是什么?用这些方法处理重构胚的目的是什么?激活重构
5、胚的目的:激活重构胚的目的:使其完成细胞分裂使其完成细胞分裂和发育进程和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:(如电刺激、(如电刺激、CaCa2+2+载载体、乙醇、蛋白酶合体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂)成抑制剂)有了早期胚胎,有了早期胚胎,怎样才能发育怎样才能发育成为一头真正成为一头真正的小牛呢?的小牛呢?将胚胎移入(受将胚胎移入(受体)代孕母牛体)代孕母牛生出的小牛生出的小牛长得像那一长得像那一头牛呢?头牛呢?生出与生出与供体奶牛供体奶牛遗传遗传物质物质基本相同基本相同的犊牛的犊牛(克隆牛)克隆牛)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,供体核进
6、使两细胞融合,供体核进入卵母细胞。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MM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牛犊的牛犊通过通过显微操作显微操作去核。去核。从供体身体的某一部位上从供体身体的某一部位上取取体细
7、胞。体细胞。构建动物体细胞核移植的技术路线构建动物体细胞核移植的技术路线1.1.该过程中应用到的技术该过程中应用到的技术动物细胞培养、动物细胞核移植动物细胞培养、动物细胞核移植早期胚胎培养、胚胎移植。早期胚胎培养、胚胎移植。2.2.选择选择卵母细胞卵母细胞作为核移植受体作为核移植受体细胞的原因细胞的原因:卵母含有促使细胞核表达全卵母含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件能性的物质和营养条件3.3.将将供体细胞供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因:整个注入去核卵母细胞中的原因:对卵母细胞损伤较小;对卵母细胞损伤较小;保证保证供体细胞的细胞核供体细胞的细胞核不被破坏,操作方便。不被破坏,操作方便
8、。直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内。直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内。卵母细胞体积大,易操作卵母细胞体积大,易操作细胞细胞培养培养动物细胞核移植动物细胞核移植早期胚胎培养早期胚胎培养胚胎移植胚胎移植1.1.畜牧业畜牧业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加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育。加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育。2.2.医药卫生医药卫生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
9、以成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者时可以避免发生免避免发生免疫排斥反应疫排斥反应。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基因克隆动物可以作为生物反应器生物反应器,生产许多珍贵的,生产许多珍贵的医用蛋白医用蛋白;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用于异种移植异种移植;3.3.基础理论基础理论研研究究研究克隆动物可以使人类更深入地了解研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育胚胎发育及衰老过程及衰老过程;克隆一批克隆一批遗
10、传背景相同遗传背景相同的动物,可以通过它们之的动物,可以通过它们之间的对比来分析间的对比来分析致病基因致病基因;克隆特定克隆特定疾病模型疾病模型的动物,还能为研究该疾病的的动物,还能为研究该疾病的致病机制致病机制和和开发相应开发相应的药物的药物提供帮助。提供帮助。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4.4.保护濒危物种保护濒危物种增加濒危物种的存增加濒危物种的存活活数量数量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1.1.成功率非常低成功率非常低,各个技术环节也有待进一步改进;,各个技术环节也有待进一步改进;2.2.核移植的核移植的理论研究较为滞后理论研究较为滞后,需
11、要与发育生物学、细胞生物学和,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;分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合;3.3.一些研究者指出,一些研究者指出,绝大多数克隆动物存在健康问题绝大多数克隆动物存在健康问题,许多克隆动,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏物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。器缺陷和免疫失调等。体细胞核移植技术存在的问题世界首例体细胞克隆猴“中中”“华华”在中国诞生1.1.为什么要进行克隆猴的研究?为什么要进行克隆猴的研究?研究人类疾病发病机制、研发新药时进行药物的筛选。
12、研究人类疾病发病机制、研发新药时进行药物的筛选。2.2.克隆猴用到哪些技术?克隆猴用到哪些技术?3.3.为什么用供体猴的一个细胞核进行移植就可为什么用供体猴的一个细胞核进行移植就可以培育出与它一模一样的克隆猴?以培育出与它一模一样的克隆猴?体细胞核移植、体细胞核移植、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。动物细胞核具有全能性。动物细胞核具有全能性。4.4.胚胎细胞克隆猴与体细胞克隆猴有什么不同?为什么体细胞克隆猴的诞生能够轰动世界?胚胎细胞克隆猴与体细胞克隆猴有什么不同?为什么体细胞克隆猴的诞生能够轰动世界?胚胎细胞分化程度低,全能性容易实现;体细胞分化程
13、度高,全能性不容易实现。胚胎细胞分化程度低,全能性容易实现;体细胞分化程度高,全能性不容易实现。特别是非人灵长类动物的去核卵母细胞很难恢复到分化前的功能状态;另一方面非人灵特别是非人灵长类动物的去核卵母细胞很难恢复到分化前的功能状态;另一方面非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。我们已经了解了动物体核细胞移植技术,现在来思考我们已经了解了动物体核细胞移植技术,现在来思考本节内容小结本节内容小结1.1.动物细胞核移植的概念及类型(动物细胞核移植的概念及类型(胚胎细胞核移植、体细胞核移植)2.2.动物体细胞核移植技术动物体细胞核移植技术3.3.动物体细胞核移
14、植技术应用前景动物体细胞核移植技术应用前景:畜牧业、医药、基础研究、濒危动物。畜牧业、医药、基础研究、濒危动物。4.4.动物体细胞核移植技术存在问题动物体细胞核移植技术存在问题受体细胞、供受体细胞、供体细胞的选择体细胞的选择和处理和处理重构胚的形重构胚的形成和激活成和激活早期胚胎的培早期胚胎的培养和胚胎移植养和胚胎移植克隆动物出生克隆动物出生1 1生生物物技技术术的的发发展展速速度度很很快快,已已灭灭绝绝生生物物的的“复复生生”将将不不再再是是神神话话。如如果果世世界界上上最最后后一一头头野野驴驴刚刚死死亡亡,以以下下提提供供的的“复复生生”野野驴驴个个体体的的方方法法中能够成功的是中能够成功
15、的是()A A将野驴的体细胞取出,利用细胞培养技术,可培育成新个体将野驴的体细胞取出,利用细胞培养技术,可培育成新个体B B将野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体将野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体C C取取出出野野驴驴的的体体细细胞胞核核移移植植到到母母家家驴驴的的去去核核卵卵母母细细胞胞中中,经经孕孕育育培培养养成新个体成新个体D D将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体巩固与应用巩固与应用目前实现不了。目前实现不了。目前实现不了。目前实现不了。含有野驴的全部基因,可以含有野驴的全部基因,可以“复生复生”野驴野
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