2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物 课件(共23张PPT) 高二下学期生物人教版选择性必修3

(共23张PPT)
第2章 第2节 动物细胞工程
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
《西游记》中的一段描述“悟空”拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声“变”，即变作三二百个小猴，周围攒簇。”
问题：
西游记中的这段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞变出猴来吗？
课堂导入：
2017年，中国的科学家将这一幕变成了现实，他们利用体细胞核移植技术成功克隆出两只猕猴“中中”和“华华”（如下图)。
毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？
克隆是无性繁殖，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
什么是克隆？
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。
植物组织培养技术
核移植技术
动物细胞培养技术
植物细胞培养技术
单克隆抗体技术、
PCR技术
1.概念：
将动物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。
用核移植技术得到的动物称为克隆动物
2.原理：
动物细胞核的全能性
4.种类：
3.生殖方式：
无性生殖
01
动物细胞核移植技术
温故而知新：
供体：_______________________________；受体：_______________________。
提供一个细胞的细胞核的动物
去核的卵母细胞
4.种类：
胚胎细胞核移植：
体细胞核移植：
分化程度低，表现全能性相对容易
分化程度高，表现全能性十分困难
动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
01
动物细胞核移植技术
注意：
1、动物细胞核移植的原理：动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因为动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。
2、动物体细胞的全能性会随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。但动物体细胞的细胞核内仍含有该种动物的全套遗传物质，具有发育成完整个体的潜能，即动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
5.非人灵长类动物体细胞核移植困难的原因
②对非人灵长类动物_____进行操作的技术尚不完善
胚胎
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其____前的功能状态，这导致了_____________。
胚胎发育率低
分化
非人灵长类动物：具有许多与人类相似的生物学特征的灵长类动物。
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。
01
动物细胞核移植技术
1.体细胞和卵母细胞从哪里来？
2.卵母细胞需要在体外培养到什么时期？
3.在将供体细胞的细胞核移入卵母细胞前，需要先对卵母细胞进行什么操作？为什么？
4.实际在克隆高产奶牛时，科学家并没有从供体细胞中取出细胞核，而是直接将供体细胞注入去核的卵母细胞，你知道这是为什么吗？
5.融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？
6.克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？
阅读教材P52-53，思考下列问题：
（1）材料：
①供体细胞一般选优良动物的传代10代以内的细胞。
②受体细胞一般为减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的次级卵母细胞。
①其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质；
②卵母细胞体积大，易操作；
③卵母细胞营养物质丰富。
选择MⅡ期卵母细胞的原因：
02
体细胞核移植的过程
受体细胞为什么选用卵母细胞？
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；去核时同时吸走第一极体
含有促进细胞核全能性的物质。
采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
高产奶牛(供体)
去核：显微操作
取体细胞
（2）卵母细胞为什么要“去核”？（P54页）
原因：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞。
去核的卵母细胞
供体细胞
02
体细胞核移植的过程
去核的卵母细胞
供体细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞
3）将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？
优点：①对卵母细胞损伤较小；②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。
电融合法
4）激活重构胚目的是？
目的：激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程。
激活方法：①物理方法；②化学方法
重构胚
早期胚胎
02
体细胞核移植的过程
(代孕)母牛体内
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
5）动物体细胞核移植技术证明了？（原理）
该技术证明了：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
克隆动物
6）从遗传物质的角度来分析，克隆动物是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？
①克隆动物细胞核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环境也会影响克隆动物的性状，其环境与供体不会完全相同。
早期胚胎
02
体细胞核移植的过程
该过程用到哪些技术手段？
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。
02
体细胞核移植的过程
（1）在畜牧生产中：
可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
03
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
（2）在医药卫生领域：
①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生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白。
03
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
乳腺生物反应器
②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异种移植。
③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以避免发生免疫排斥反应。
03
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
（2）在医药卫生领域：
（3）在科研领域：
①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。
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。
（4）在保护濒危物种方面：
03
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
白鳍豚
该技术有望增加濒危物种的存活数量
03
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
① 成功率低，各技术环节有待改进。
体细胞核移植技术存在的问题：
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。
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。
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
练习与应用
拓展应用
1.提示：是否赞成克隆大熊猫,学生的回答只要言之有理,就应该予以支持,并且还应该让他们认识到无论赞成还是反对克隆大熊猫的研究,都应该保护好大熊猫的生存环境,否则即使成功克隆了大熊猫,它们没有适宜的生存环境,也可能走向灭绝。
2.提示：在学生搜集证据的过程中，要提示他们注意证据的来源及其真实性和可靠性，进一步引导学生认识到虽然目前对克隆动物的早衰问题存在争论，但这样的争论有利于人类进一步了解生命现象，也有利于克隆技术更好地应用于医疗、农牧业等领域。