2.2.2动物体细胞核移植技术和克隆动物课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选修3(共21张PPT)

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名称 2.2.2动物体细胞核移植技术和克隆动物课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选修3(共21张PPT)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2022-07-24 14:53:16

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文档简介

(共21张PPT)
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
早期胚胎
卵裂……
胚胎移植
C母绵羊子宫
多莉羊
妊娠分娩
卵细胞
A母绵羊
细胞质
B母绵羊
乳腺细胞
细胞核
重组细胞
C代孕母羊
到社会中去
照片中两只可爱的小猴,分别叫"中中"和
"华华",它们诞生于2017年,一出生就轰
动了全世界,这是我国科学家的研究成果。
1996年
你知道它们是如何培育出来的吗 在这之前,科学家培育了胚胎细胞克隆猴,你知道两者有什么不同吗
其实,自1996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
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
问题
我们能否利用类似植物组织培养获得完整植物体的方法培养动物细胞,使其发育成一个完整的个体?
不能,高度分化的植物细胞仍保持着全能性,而动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受到限制,分化潜能逐渐变弱。目前,用动物体细胞克隆的动物,实际是通过核移植来实现的。
导学
动物细胞核移植的概念、类型、特点
2.结合图2-21,梳理动物细胞核移植的过程
3.找出动物细胞核移植的应用前景

前思:(7min)结合以下问题请学生阅读课本第47-49页,并注意勾、
圈、画、点、记 。
后思:(8min)请学生快速的关注导学案上的学习目标与重难点,准确、快速答题并认真记录疑惑。
动物细胞核移植的概念、类型、特点
2.结合图2-21,梳理动物细胞核移植的过程
3.找出动物细胞核移植的应用前景

1.用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,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10~50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10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代10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(MⅡ中期) 

1)本技术的结果是得到什么?可得出该技术的原理是什么?
动物细胞核的全能性
2)分类
如:多莉羊
动物细胞核移植
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
动物胚胎细胞分化程度____,表现全能性______________
动物体细胞分化程度____,表现全能性________________

相对容易

十分困难
因此,动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
卵母细胞
C母猴子宫
B母猴
A母猴
成纤维细胞
细胞质
细胞核
早期胚胎
“中中”“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,一小部分来自于B,与C无关。
3)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 discussed——Cloning technology
00
问题探讨——克隆技术
为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”?
克隆(Clone)技术:
在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次,即分子克隆、细胞克隆、个体克隆。
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“克隆”。
单克隆抗体技术、
PCR技术
动物细胞培养技术
植物细胞培养技术
植物组织培养技术
核移植技术
动物细胞核移植技术过程:
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
高产奶牛(供体)
通过显微操作去核
从供体身体的某一部位上取体细胞
采集牛卵巢中的卵母细胞,在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶牛取体细胞
动物细胞培养
将供体细胞注入去核卵母细胞
电融合法使两细胞融合
供体核进入卵母细胞
形成重组胚胎
激活重组胚胎使其完成细胞分裂和发育进程
早期胚胎
用物理或化学方法:
(电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂)
将胚胎移入(受体)代孕母牛
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛(克隆牛)
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)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
高产奶牛(供体)
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
通过显微操作去核
从供体身体的某一部位上取体细胞
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)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
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MⅡ期卵母细胞的原因
①_____________________
_________________________
②_________________________
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MⅡ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。
注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核
最初是"细胞核",也是"核移植"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透明带内,再用病毒介导或电脉冲等方法使其融合。
使DNA变性失活,达到去核的目的。
没有刺破卵母细胞膜,对卵母细胞伤害小。
梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理
7.刺激手段:
A. 电融合法使供受体细胞融合, 形成重组胚胎。
B. 物理或化学方法激活重组胚胎, 使其完成细胞
分裂和发育进程。
如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑
制剂等
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)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
高产奶牛(供体)
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
通过显微操作去核
从供体身体的某一部位上取体细胞
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、卵母细胞细胞质供体、代孕母体
克隆动物遗传物质
细胞核的DNA
来自于供体动物的细胞核
线粒体中的DNA
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?
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
高产奶牛(供体)
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
通过显微操作去核
从供体身体的某一部位上取体细胞
不是对核供体动物进行100%的复制
③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。
①克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物,但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞。
②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传代10代以内的细胞,想一想,这是为什么?
培养的动物细胞一般当传代至10~50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10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代10代以内的细胞。
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
高产奶牛(供体)
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
通过显微操作去核
从供体身体的某一部位上取体细胞
⑨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卵细胞,而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核卵母细胞;多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞,而高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。
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,将供体细胞注入受体细胞,使克隆动物更像供体动物,操作也方便。
4. 动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
(4)过程:
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
高产奶牛(供体)
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
通过显微操作去核
从供体身体的某一部位上取体细胞
(5)体细胞核移植技术的应用前景
①畜牧业:加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育。
4. 动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
②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为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。
乳腺生物反应器
(5)体细胞核移植技术的应用前景
4.动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
4. 动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
② 医药卫生领域:
B. 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。
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;
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;
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开发相
应的药物提供帮助。
(5) 体细胞核移植技术的应用前景
4. 动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
③ 保护濒危物种:有望增加濒危物种的存活数量
中华眼镜蛇
大型东乌桑巴拉叶片角变色龙
黑草黄弄蝶
(5) 体细胞核移植技术的应用前景
4. 动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程
① 成功率低,各技术环节有待改进。
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。
③ 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。
(6) 体细胞核移植技术存在的问题
4. 动物细胞核移植技术
一.动物细胞工程