生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物（共23张ppt)
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物（共23张ppt) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-08 07:52:41 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
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。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。
第2节 动物细胞工程
第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
动物体细胞核移植技术的概念及基本过程？
动物体细胞核移植技术的应用前景有哪些？
怎样理性看待体细胞核移植技术存在的问题？
一、动物体细胞核移植技术
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。
2.原理：
动物体细胞核的全能性
卵母细胞
动物细胞
去核
取核
移入
重组细胞
发育
新胚胎
发育
克隆动物
3.生殖方式：
无性生殖
用核移植方法得到的动物称为克隆动物
4.分类：
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
细胞分化程度高，恢复全能性十分困难
5.动物体细胞核移植的困难原因：
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；
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
一、动物体细胞核移植技术
“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．
我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了世界上首例体细胞克隆猴。
一、动物体细胞核移植技术
受体细胞：MⅡ中期的卵母细胞
为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？
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。
克隆技术：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
一、动物体细胞核移植技术
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？
一、动物体细胞核移植技术
认真阅读P53图2-18，思考下列问题：
一、动物体细胞核移植技术
1.供体细胞一般都选用传代几代以内的细胞，为什么？
2.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？
3.受体细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么“去核”？
5.诱导融合的方法？融合的结果？
6.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？
7.该过程用到哪些技术手段？
4.为什么核移植操作是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
1.供体细胞一般都选用传代几代以内的细胞，为什么？
一、动物体细胞核移植技术
一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。
2.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？
受体细胞：减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的卵母细胞
细胞体积比较大，易操作;卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。
此时具有受精能力，细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。
一、动物体细胞核移植技术
3.受体细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么“去核”？
①常用的是显微操作(去核)法。还有梯度离心、紫外光短时间照射和化学物质处理等。
②“去核”去的是实际上是去除纺锤体-染色体复合物，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。
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
③保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体。
4.为什么核移植操作是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。
一、动物体细胞核移植技术
5.诱导融合的方法？融合的结果？
电融合法；形成重构胚胎。
6.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？
用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活
重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。
使其完成细胞分裂和发育进程。
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
7.该过程用到哪些技术手段？
一、动物体细胞核移植技术
重构胚
早期胚胎
电融合法
用物理或 化学方法激活重构胚，使其完成 细胞分裂和发育
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
供体细胞注入去核的卵母细胞
显微操作去核
高产奶牛（供体）
取体细胞
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
早期胚胎培养
动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞核移植
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。
一、动物体细胞核移植技术
体细胞核移植方法生产的克隆动物，并不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，为什么？
出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛）
①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞；
②环境也会影响克隆动物的性状，其环境与供体不完全相同；
③可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（1）在畜牧生产中
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及保护濒危物种等其他领域有着广泛的应用前景。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（2）在医药卫生领域：
①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
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（2）在医药卫生领域：
②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。
③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。
治疗性克隆
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。
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。
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。
体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些。
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。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（3）在科研领域：
①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致
病基因；
③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相
应的药物提供帮助。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（4）在保护濒危动物领域：
该技术有望增加濒危物种的存活数量
黑草黄弄蝶
白鳍豚
金丝猴
三、动物体细胞核移植技术存在的问题
（1）该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。
（2）相对于技术研究，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学科更深层次的理论研究相结合。
（3）绝大多数克隆动物存在健康问题，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。
☆课堂小结
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。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。
第2节 动物细胞工程
第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
动物体细胞核移植技术的概念及基本过程？
动物体细胞核移植技术的应用前景有哪些？
怎样理性看待体细胞核移植技术存在的问题？
一、动物体细胞核移植技术
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。
2.原理：
动物体细胞核的全能性
卵母细胞
动物细胞
去核
取核
移入
重组细胞
发育
新胚胎
发育
克隆动物
3.生殖方式：
无性生殖
用核移植方法得到的动物称为克隆动物
4.分类：
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
细胞分化程度高，恢复全能性十分困难
5.动物体细胞核移植的困难原因：
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；
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
一、动物体细胞核移植技术
“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．
我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了世界上首例体细胞克隆猴。
一、动物体细胞核移植技术
受体细胞：MⅡ中期的卵母细胞
为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”？
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。
克隆技术：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
一、动物体细胞核移植技术
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？
一、动物体细胞核移植技术
认真阅读P53图2-18，思考下列问题：
一、动物体细胞核移植技术
1.供体细胞一般都选用传代几代以内的细胞，为什么？
2.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？
3.受体细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么“去核”？
5.诱导融合的方法？融合的结果？
6.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？
7.该过程用到哪些技术手段？
4.为什么核移植操作是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
1.供体细胞一般都选用传代几代以内的细胞，为什么？
一、动物体细胞核移植技术
一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。
2.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？
受体细胞：减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的卵母细胞
细胞体积比较大，易操作;卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。
此时具有受精能力，细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。
一、动物体细胞核移植技术
3.受体细胞去核的方法？“去核”去的是什么？为什么“去核”？
①常用的是显微操作(去核)法。还有梯度离心、紫外光短时间照射和化学物质处理等。
②“去核”去的是实际上是去除纺锤体-染色体复合物，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。
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
③保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体。
4.为什么核移植操作是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。
一、动物体细胞核移植技术
5.诱导融合的方法？融合的结果？
电融合法；形成重构胚胎。
6.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？
用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活
重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。
使其完成细胞分裂和发育进程。
将胚胎移入受体(代孕)母牛体内
7.该过程用到哪些技术手段？
一、动物体细胞核移植技术
重构胚
早期胚胎
电融合法
用物理或 化学方法激活重构胚，使其完成 细胞分裂和发育
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
供体细胞注入去核的卵母细胞
显微操作去核
高产奶牛（供体）
取体细胞
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
早期胚胎培养
动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞核移植
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。
一、动物体细胞核移植技术
体细胞核移植方法生产的克隆动物，并不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，为什么？
出生与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛）
①克隆动物绝大部分DNA来自供体动物的细胞核，但线粒体中的DNA（细胞质中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞；
②环境也会影响克隆动物的性状，其环境与供体不完全相同；
③可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（1）在畜牧生产中
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及保护濒危物种等其他领域有着广泛的应用前景。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（2）在医药卫生领域：
①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
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（2）在医药卫生领域：
②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。
③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。
治疗性克隆
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。
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。
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。
体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些。
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。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（3）在科研领域：
①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致
病基因；
③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相
应的药物提供帮助。
二、动物体细胞核移植技术的应用前景
（4）在保护濒危动物领域：
该技术有望增加濒危物种的存活数量
黑草黄弄蝶
白鳍豚
金丝猴
三、动物体细胞核移植技术存在的问题
（1）该技术的成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。
（2）相对于技术研究，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学科更深层次的理论研究相结合。
（3）绝大多数克隆动物存在健康问题，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。
☆课堂小结