2.2.3 动物细胞工程（第3课时）课件（23张ppt）-高二生物学（人教版2019选择性必修3）
文档属性
| 名称 | 2.2.3 动物细胞工程（第3课时）课件（23张ppt）-高二生物学（人教版2019选择性必修3） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-08 19:06:09 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞培养
三 动物体细胞核移植技术和克隆动物
体细胞克隆猴
“ (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。 ”这是《西游记》 中的一段描述，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？
2017年，我国科学家通过动物细胞核移植技术首次培育了体细胞克隆猴
情景探究
一 、动物细胞核移植技术
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。
2.结果： 形成 重新组合的细胞并发育成新___胚__胎_，继而发育成 动物个体 _；
胚胎细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易
体细胞核移植：细胞分化程度高，恢复全能性不容易
因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
4．原理： 动物细胞核的全能性
若为体细胞核移植，则原理为“动物体细胞核的全能性”
5.生殖方式: 无性生殖
用核移植的方法得到 的动物称为克隆动物；
3.分类：
思 为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？ 考
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 、动物细胞核移植技术
通过显微 操作去核
从供体身体的某 一部位上取体细 胞
通过电融合法使两细胞 融合，供体核进入卵母 细胞
采集牛卵巢 中的卵母细 胞，在体外 培养到MⅡ期
二、体细胞核移植的过程
将供体细胞注入 去核的卵母细胞
高产奶牛 (供体)
去核的卵母 细胞
供体细胞培 养
生出与供体 奶牛遗传物 质基本相同
的犊牛
重构胚
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
二、体细胞核移植的过程
早期胚胎
目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法，也有人采用
梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿 透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
相关信息(54页)
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
__ _ _ _ _ _ _
__ _ _ _ _____
将胚胎移入受体 (代孕)母牛体内
生出与供体奶牛遗传 物质基本相同的犊牛
采集牛卵巢中的 卵母细胞，在体 外培养到MⅡ期
二、体细胞核移植的过程
动 物 细 胞 核 移 植
去核的卵母细胞 供体细胞培养
动 物 细 胞 培 养
高产奶牛 (供体)
动 物 细 胞 融 合
考点汇总
早 期 胚 胎 培 养
胚 胎 移 植
早期胚胎
重构胚
二、体细胞核移植的过程 考点汇总
2.采集的卵母细胞应培养至__M_Ⅱ__ __(_ _ _ _ _Ⅱ__ _期)
3.选择MⅡ期卵母细胞的原因
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___________________
②_ 细胞体积大，_ 易于操作 ___
③ 卵母__细__胞__内__卵__黄__多，营__养__物_质丰富
4.卵母细胞去核的方法___显__微__操__作__(__去__核__) 法
5.“去核”去的是什么？ __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
二、体细胞核移植的过程
6.去核的原因 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
________________________________________________________
7.供体细胞注入卵母细胞的优点 _____________________________
注意：实质是直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内
电融合法
8.诱导融合的方法____________________ 9.融合的结果__供体_____核__进__入卵_____母__细__胞，____形___成__重_构胚 10.重构胚概念_ _工___重__新__ _ __的__胚__ __，_ __有__ _ _ __完__整__ _体的能力
对卵母细胞损伤较小
考点汇总
二、体细胞核移植的过程 考点汇总
11.激活重构胚的方法
电刺激
12.以上方法处理重构胚的目的
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
_____________________________________________________
13.实验结论
证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
__________________________________________________
①物理方法_______________________
②化学方法__ 载__体__ _乙___醇__和__蛋白_____酶__合__成__抑制____剂
_
、
1. 在将体细胞的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？
【答案】为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自 有重要利用价值的动物提供的体细胞。
有关体细胞核移植的问题
2.用上述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？
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性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与 核供体细胞生活的环境不会完全相同； 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；
有关体细胞核移植的问题
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。
【提示】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。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，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。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。日前科学家还在研究 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。
有关体细胞核移植的问题
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1．应用前景
(1)畜牧生产方面： 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1．应用前景
(2)医药卫生领域：
①建立转基因体细胞系，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，生产珍贵的医用 蛋白。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器 官可以作为异种移植的供体。
③以患者作为供体培育的人核移植胚 胎干细胞，经诱导分化能形成相应的 细胞、组织或器官，将它们移植给患
者时可以避免免疫排斥反应。
1．应用前景
(3)了解胚胎发育及衰老过程。 (4)克隆一批遗传背景相同的 动物，可对比分析致病基因。 (5)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。 (6)保护濒危物种方面： 保护 濒危物种，增加濒危物种的 存活数量。
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
2．存在问题
(1)成功率非常低。
(2)各个技术环节有待进一步改进
(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。
前景和问 题
畜牧生产、保护濒危物种、医药卫生、治 疗人类疾病、科研
成功率低、环节有待改进、健康问题
动物细胞核移植
胚胎移植
动物细胞核移植
早期胚胎培养
动物细胞融合
动物细胞培养
生殖方式
分类
原理
结果
概
过
程
述
一、概念检测(P55)
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 ( D )
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
据图分析下列叙述错误的是 (C )
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
一、概念检测(P55)
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。
1.大熊猫是我国的国宝。尽管我国政府采取了许多保护措施，但由于大熊猫的
繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核 移植技术来克隆大熊猫。 请你结合本节所学内容并搜集相关资料了解这方面的研究 进展。也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究， 认为保护大熊猫的最好措施就是保护 现有大熊猫及其生存环境， 对此你有什么看法
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。
二、拓展应用(P55)
2.2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物-- 多莉，因患有严重的肺部疾病 被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多莉的死亡 引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短， 基因表达不正常，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物 质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的;或者克隆 动物在发育过程中出现了变异，早衰只是偶然现象。 请你搜集资料， 寻找支持各方
观点的研究证据。你也可以调查克隆动物存在的其他问题，并说明科学家是如何解
决这些问题的。
提示 在学生搜集证据的过程中，要提示他们注意证据的来
源及其直实性和可靠性， 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。
二、拓展应用(P55)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞培养
三 动物体细胞核移植技术和克隆动物
体细胞克隆猴
“ (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。 ”这是《西游记》 中的一段描述，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？
2017年，我国科学家通过动物细胞核移植技术首次培育了体细胞克隆猴
情景探究
一 、动物细胞核移植技术
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。
2.结果： 形成 重新组合的细胞并发育成新___胚__胎_，继而发育成 动物个体 _；
胚胎细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易
体细胞核移植：细胞分化程度高，恢复全能性不容易
因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
4．原理： 动物细胞核的全能性
若为体细胞核移植，则原理为“动物体细胞核的全能性”
5.生殖方式: 无性生殖
用核移植的方法得到 的动物称为克隆动物；
3.分类：
思 为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？ 考
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 、动物细胞核移植技术
通过显微 操作去核
从供体身体的某 一部位上取体细 胞
通过电融合法使两细胞 融合，供体核进入卵母 细胞
采集牛卵巢 中的卵母细 胞，在体外 培养到MⅡ期
二、体细胞核移植的过程
将供体细胞注入 去核的卵母细胞
高产奶牛 (供体)
去核的卵母 细胞
供体细胞培 养
生出与供体 奶牛遗传物 质基本相同
的犊牛
重构胚
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
二、体细胞核移植的过程
早期胚胎
目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法，也有人采用
梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿 透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
相关信息(54页)
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
__ _ _ _ _ _ _
__ _ _ _ _____
将胚胎移入受体 (代孕)母牛体内
生出与供体奶牛遗传 物质基本相同的犊牛
采集牛卵巢中的 卵母细胞，在体 外培养到MⅡ期
二、体细胞核移植的过程
动 物 细 胞 核 移 植
去核的卵母细胞 供体细胞培养
动 物 细 胞 培 养
高产奶牛 (供体)
动 物 细 胞 融 合
考点汇总
早 期 胚 胎 培 养
胚 胎 移 植
早期胚胎
重构胚
二、体细胞核移植的过程 考点汇总
2.采集的卵母细胞应培养至__M_Ⅱ__ __(_ _ _ _ _Ⅱ__ _期)
3.选择MⅡ期卵母细胞的原因
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___________________
②_ 细胞体积大，_ 易于操作 ___
③ 卵母__细__胞__内__卵__黄__多，营__养__物_质丰富
4.卵母细胞去核的方法___显__微__操__作__(__去__核__) 法
5.“去核”去的是什么？ __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
二、体细胞核移植的过程
6.去核的原因 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
________________________________________________________
7.供体细胞注入卵母细胞的优点 _____________________________
注意：实质是直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内
电融合法
8.诱导融合的方法____________________ 9.融合的结果__供体_____核__进__入卵_____母__细__胞，____形___成__重_构胚 10.重构胚概念_ _工___重__新__ _ __的__胚__ __，_ __有__ _ _ __完__整__ _体的能力
对卵母细胞损伤较小
考点汇总
二、体细胞核移植的过程 考点汇总
11.激活重构胚的方法
电刺激
12.以上方法处理重构胚的目的
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
_____________________________________________________
13.实验结论
证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
__________________________________________________
①物理方法_______________________
②化学方法__ 载__体__ _乙___醇__和__蛋白_____酶__合__成__抑制____剂
_
、
1. 在将体细胞的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？
【答案】为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自 有重要利用价值的动物提供的体细胞。
有关体细胞核移植的问题
2.用上述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？
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性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与 核供体细胞生活的环境不会完全相同； 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；
有关体细胞核移植的问题
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。
【提示】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。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，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。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。日前科学家还在研究 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。
有关体细胞核移植的问题
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1．应用前景
(1)畜牧生产方面： 加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1．应用前景
(2)医药卫生领域：
①建立转基因体细胞系，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，生产珍贵的医用 蛋白。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器 官可以作为异种移植的供体。
③以患者作为供体培育的人核移植胚 胎干细胞，经诱导分化能形成相应的 细胞、组织或器官，将它们移植给患
者时可以避免免疫排斥反应。
1．应用前景
(3)了解胚胎发育及衰老过程。 (4)克隆一批遗传背景相同的 动物，可对比分析致病基因。 (5)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。 (6)保护濒危物种方面： 保护 濒危物种，增加濒危物种的 存活数量。
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
2．存在问题
(1)成功率非常低。
(2)各个技术环节有待进一步改进
(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。
前景和问 题
畜牧生产、保护濒危物种、医药卫生、治 疗人类疾病、科研
成功率低、环节有待改进、健康问题
动物细胞核移植
胚胎移植
动物细胞核移植
早期胚胎培养
动物细胞融合
动物细胞培养
生殖方式
分类
原理
结果
概
过
程
述
一、概念检测(P55)
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 ( D )
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
据图分析下列叙述错误的是 (C )
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
一、概念检测(P55)
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。
1.大熊猫是我国的国宝。尽管我国政府采取了许多保护措施，但由于大熊猫的
繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核 移植技术来克隆大熊猫。 请你结合本节所学内容并搜集相关资料了解这方面的研究 进展。也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究， 认为保护大熊猫的最好措施就是保护 现有大熊猫及其生存环境， 对此你有什么看法
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。
二、拓展应用(P55)
2.2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物-- 多莉，因患有严重的肺部疾病 被实施了安乐死。它只活了7岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多莉的死亡 引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认为，克隆动物的端粒比较短， 基因表达不正常，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物 质是正常的，目前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的;或者克隆 动物在发育过程中出现了变异，早衰只是偶然现象。 请你搜集资料， 寻找支持各方
观点的研究证据。你也可以调查克隆动物存在的其他问题，并说明科学家是如何解
决这些问题的。
提示 在学生搜集证据的过程中，要提示他们注意证据的来
源及其直实性和可靠性， 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。
二、拓展应用(P55)