2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3-2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物课件（28张ppt）

(共28张PPT)
动物体细胞核移植技术和克隆动物
“(悟空)拔一把毫毛，丢在口里嚼碎，望空喷去，叫一声变！即变作三二百个小猴，周围攒簇。”
毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？
动物细胞核移植技术
1.定义
3.分类
4.过程
2.原理
5.应用前景
6.存在问题
中华先贤的奇思妙想：
1、概念：
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
3、种类：
胚胎细胞核移植：
体细胞核移植：
细胞分化程度低，恢复全能性容易
受体细胞：MⅡ中期的卵母细胞
细胞分化程度高，恢复全能性十分困难
体细胞核移植（难度高）
胚胎细胞核移植（难度低）
“多莉” 是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物。这一巨大进展证明了分化了的动物细胞核具有全能性。
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
早期胚胎
卵裂……
胚胎移植
C母绵羊子宫
多莉羊
分娩
妊娠
Ｂ母绵羊
乳腺细胞
细胞核
卵细胞
Ａ母绵羊
细胞质
融合后的卵细胞
一般指DNA分子扩增。
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。
分子水平：
细胞水平：
个体水平：
克隆是无性繁殖，具体地说，是指一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。
拓展：克隆与无性繁殖
1997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，年产奶量为30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。
能否依据“多莉”的培育过程，进行优质奶牛的快速繁育？
①卵母细胞选择
②供体细胞的选择和培养
③卵母细胞去核
④供体核移植到去核卵母细胞
⑤重构胚胎的激活、胚胎移植
注入
融合
⑥分娩获得克隆动物
移入
取供体细胞
供体细胞
细胞培养
采集卵母细胞
培养
MⅡ中期卵母细胞
去核卵母细胞
去核
注入
细胞融合
重构胚胎
早期胚胎
激活
发育
受体(代孕母体)
移入
分娩
克隆动物
1、整个过程用了哪些技术？
2、新生牛的性别、基因？
3、繁殖方式？
4、原理？
思考：
动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养、胚胎移植
与供体相同
无性繁殖
动物细胞核的全能性
思考讨论
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胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？
为使核移植动物的核遗传物质全部来自供体的细胞；并防止细胞染色体的数量发生变化
不是，克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞
3.受体细胞为什么选用卵母细胞？
思考讨论
卵细胞
次级卵母细胞
第一极体
MⅡ期：减数第二次分裂中期
卵母细胞作受体细胞的原因：
体积大，易操作；
含有激发细胞核全能性的物质。
思考讨论
3、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？请你预测它们应用前景的差异。
——各抒己见
利用体细胞核移植技术和诱导 iPS 细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。
①通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导 iPS 细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。
②体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；可诱导成为 iPS 细胞的细胞来源相对广一些，研究表明成纤维细胞、 B 淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为 iPS 细胞。
③体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导 iPS 细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、 DNA 甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。
例1. 我国科学家利用基因编辑技术获得一只彻底敲除BMAL1基因(控制生物节律的核心基因之一)的猕猴甲,发现其出现睡眠紊乱的症状。将该猕猴的体细胞核植入去核的卵母细胞中得到重组细胞,然后培育重组细胞得到了五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴。相关叙述不正确的是 (　　)
A.猕猴甲体内各种细胞表达的基因完全相同
B.克隆猴的胚胎发育过程中会发生细胞凋亡
C.五只克隆猴的获得能够证明动物体细胞核具有全能性
D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足
任 务 活 动
A
能 力 提 升
1.如图所示为哺乳动物(羊)的生殖过程,下列叙述不正确的是 (　　)
A.个体2为克隆动物,c为高度分化的体细胞
B.个体2的遗传性状与提供c细胞的羊不完全相同
C.产生动物个体1与动物个体2的生殖方式是不同的
D.e细胞为完成减数分裂的卵细胞
D
2.图为科研人员培育克隆猴“中中”的流程图。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.e的性状表现不受来源于b中的基因控制
B.图中涉及的技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植等
C.d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件
D.e的诞生体现了a细胞的全能性
B
能 力 提 升
1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
2、培育的转基因克隆动物可作为生物反应器，生产医用蛋白
3、克隆动物细胞、组织、器官可作为移植的供体；更深入了解胚胎发育及
衰老过程、克隆特定疾病模型动物等
4、保护濒危物种。
体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域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
种间克隆白肢野牛
种间克隆摩弗伦野羊
利用核移植繁殖优良、濒危动物
治疗性克隆与iPS细胞治疗
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
诱导
移植
治疗性克隆
iPS细胞治疗
细胞发生转化
首先用高分子化学材料——聚羟基乙酸制成所需人体器官的形状，然后植入人的细胞（这只展出的老鼠身上植入的是它自己的细胞），缝合在裸鼠背上。经过细胞快速生长，人造模子会自己降解消失，器官与老鼠成为一体，最后可移植到人体上。这种全身无毛的老鼠叫裸鼠，没有免疫力，这样才不会对那只“人耳”产生排异反应。这项技术能应用于人体组织、器官的再造。这项科研技术成熟后，人身上缺少或损坏的组织器官都可以修补上。
人造耳朵有望用于器官移植
一只在背上长出了“人耳”的活老鼠
2）克隆动物存在健康问题
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，脏器缺陷，免疫失调等。＋易出现早衰（多利羊猜想）
3）克隆动物食品的安全性问题存在争议
胚胎移植－动物幼体产出 概率＜10％
1）成功率低
一、概念检测
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
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
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
练习与应用
3.华南虎是原产中国的老虎品种,已有近30年没有野生华南虎出现的报告,野生华南虎也被一些专家认为已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎的体细胞完成克隆华南虎的研究,如图所示是其培育过程,请回答下列问题:
(1)克隆华南虎的遗传性状与　 　(填字母)虎基本一致。
(2)A、B、C 3只虎哪一只没有提供遗传物质 　 　。
(3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律 为什么
　 　。
(4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合,以获得新物种“虎—牛”,你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望 　 　。原因是　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
_______________ ____________ _________________。
老虎C
A
不遵循。克隆属于无性生殖,而孟德尔的遗传定律仅在有性生殖的减数分裂过程中起作用
不能
高度分化的动物细胞全能性受到限制,
虎和牛的体细胞融合后得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体
谢谢观看!