2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物（教学课件）高中生物学人教版（2019）选择性必修三（共25张PPT）
文档属性
| 名称 | 2.2.3动物体细胞核移植技术和克隆动物（教学课件）高中生物学人教版（2019）选择性必修三（共25张PPT） |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 14.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-29 15:22:09 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
人教版（2019）选择性必修三
动物体细胞核移植技术和克隆动物
第2章 细胞工程
1.阐明动物细胞核移植技术的概念和原理
2.以文字和图示表述体细胞核移植的过程
3.说明体细胞核移植的应用及对生殖性克隆人等社会议题进行理性判断
学习目标
从社会中来
“（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，中国的科学家利用“动物体细胞核移植技术”将这一幕变成了现实。
目录
01
体细胞核移植的过程
02
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
体细胞核移植技术的概述
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.原理
3.分类
因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
动物细胞核具有全能性
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
：细胞分化程度低，表现全能性相对容易
：细胞分化程度高，表现全能性十分困难
体细胞核移植技术的概述
在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。
原因主要有以下两点：
（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
我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴。
体细胞核移植技术的概述
相关概念
（1）克隆动物
用动物细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物，是一种无性生殖
（2）动物细胞核移植的概念理解
供体：动物的一个细胞的细胞核
供体：去掉核的卵母细胞
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
体细胞核移植的过程
1.（克隆高产奶牛）体细胞核移植过程
从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，在体外培养到 MII期
从供体高产奶牛身体的某一部位（如耳）上取体细胞，进行培养
显微操作去核
去核卵母细胞
供体细胞
体细胞核移植的过程
去核卵母细胞
供体细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞
电融合法
重构胚
物理或
化学法
早期胚胎
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（克隆动物）
体细胞核移植的过程
【讨论】
1.材料的选择
（1）供体：一般选优良动物的传代10代以内的细胞
（2）受体：一般为减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的次级卵母细胞
2.选择MⅡ期卵母细胞的原因
（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）卵母细胞卵黄多，营养物质丰富
体细胞核移植的过程
【讨论】
3.卵母细胞去核的方法，“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
4.将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？
（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
直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内
体细胞核移植的过程
【讨论】
5.诱导融合的方法？融合的结果？
电融合法
供体核进入卵母细胞，形成重构胚
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？
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。
电刺激或Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
体细胞核移植的过程
【讨论】
7.新生牛的性别、基因？
与供体相同
8.该过程用到哪些技术手段？
动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养、动物细胞融合、胚胎移植
9.该技术证明了什么？
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.畜牧生产
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
2.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
（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
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
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
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
3.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
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
4.保护濒危物种
该技术有望增加濒危物种的存活数量（不能提高生物多样性）
黑草黄弄蝶
白鳍豚
金丝猴
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
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
随堂练习
1.中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法用体细胞克隆非人灵长类动物的难题。如图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述错误的是( )
A.去除卵子的“核”，实质是去除纺锤体一染色体复合物
B.②过程是动物胚胎的体外培养过程，需无菌、无毒环境
C. “中中”“华华”的线粒体DNA完全来自提供卵子的母猴
D.“中中”“华华”的性别由成纤维细胞的遗传物质决定
解析：去除卵子的“核”,实质是去除纺锤体一染色体复合物,A正确;②过程是动物胚胎的体外培养过程,需无菌无毒环境,B正确;由图可知,“中中”和“华华”是由去核卵子和体外培养的成纤维细胞融合后发育而成,故“中中”和“华华”的线粒体DNA来自卵子和成纤维细胞,C错误; “中中”和“华华”的细胞核来自成纤维细胞,因此它们的性别由成纤维细胞的遗传物质决定,D正确。
C
随堂练习
2.大熊猫是我国的国宝，尽管采取了许多保护措施，但由于其繁殖能力及幼仔成活率均较低，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。下列相关叙述错误的是( )
A.在体细胞核移植过程中，普遍使用的去核方法是显微操作法
B.用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物细胞具有全能性
C.由于体细胞分化程度高，因而体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植
D.在保护濒危物种方面，体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量
解析：A、在体细胞核移植过程中，采集的卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期时，用显微操作去核法去除卵母细胞的核，A正确；B、用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物细胞的细胞核具有全能性，不能体现细胞具有全能性，B错误；C、相对于胚胎细胞，体细胞分化程度高，全能性不容易恢复，因此利用体细胞进行核移植的难度明显大于胚胎细胞的核移植，C正确；D、动物体细胞核移植技术的应用前景包括加速家畜遗传改良进程；培养可用于移植的组织、器官；体细胞核移植技术还可以保护濒危物种，增加动物存活数量，D正确。
B
随堂练习
3.某科研团队利用一只生物节律核心基因缺失的猕猴的成纤维细胞,成功克隆出5只生物节律异常的猕猴用于科学研究。下列叙述错误的是( )
A.克隆过程涉及核移植、胚胎体外培养和胚胎移植等技术
B.成纤维细胞的核注入去核的卵中形成的重组细胞类似于受精卵
C.5只克隆猕猴的遗传物质组成与供体猕猴的完全相同
D.克隆技术可在短时间内为科学研究提供大量遗传背景相同的模型动物
解析：克隆猕猴是将成纤维细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中融合成重组细胞,再经胚胎体外培养和胚胎移植等技术获得,所以克隆猕猴的遗传物质既有供体猕猴的核DNA,也有卵细胞的细胞质DNA,A正确、C错误;成纤维细胞的核注入去核的卵中形成的重组细胞和受精卵一样都能发育成完整的个体,B正确;由题干可知,利用细胞核移植等技术可在短时间内克隆出大量遗传背景相同的模型动物,D正确。
C
感谢各位的聆听
人教版（2019）选择性必修三
人教版（2019）选择性必修三
动物体细胞核移植技术和克隆动物
第2章 细胞工程
1.阐明动物细胞核移植技术的概念和原理
2.以文字和图示表述体细胞核移植的过程
3.说明体细胞核移植的应用及对生殖性克隆人等社会议题进行理性判断
学习目标
从社会中来
“（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，中国的科学家利用“动物体细胞核移植技术”将这一幕变成了现实。
目录
01
体细胞核移植的过程
02
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
体细胞核移植技术的概述
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.原理
3.分类
因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
动物细胞核具有全能性
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
：细胞分化程度低，表现全能性相对容易
：细胞分化程度高，表现全能性十分困难
体细胞核移植技术的概述
在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。
原因主要有以下两点：
（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
我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了体细胞克隆猴。
体细胞核移植技术的概述
相关概念
（1）克隆动物
用动物细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物，是一种无性生殖
（2）动物细胞核移植的概念理解
供体：动物的一个细胞的细胞核
供体：去掉核的卵母细胞
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
体细胞核移植的过程
1.（克隆高产奶牛）体细胞核移植过程
从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，在体外培养到 MII期
从供体高产奶牛身体的某一部位（如耳）上取体细胞，进行培养
显微操作去核
去核卵母细胞
供体细胞
体细胞核移植的过程
去核卵母细胞
供体细胞
将供体细胞注入去核的卵母细胞
电融合法
重构胚
物理或
化学法
早期胚胎
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（克隆动物）
体细胞核移植的过程
【讨论】
1.材料的选择
（1）供体：一般选优良动物的传代10代以内的细胞
（2）受体：一般为减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的次级卵母细胞
2.选择MⅡ期卵母细胞的原因
（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）卵母细胞卵黄多，营养物质丰富
体细胞核移植的过程
【讨论】
3.卵母细胞去核的方法，“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
4.将整个供体细胞注入卵母细胞中有何优点？
（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
直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内
体细胞核移植的过程
【讨论】
5.诱导融合的方法？融合的结果？
电融合法
供体核进入卵母细胞，形成重构胚
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？
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。
电刺激或Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
体细胞核移植的过程
【讨论】
7.新生牛的性别、基因？
与供体相同
8.该过程用到哪些技术手段？
动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养、动物细胞融合、胚胎移植
9.该技术证明了什么？
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.畜牧生产
加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
2.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
（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
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
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
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
3.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
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
4.保护濒危物种
该技术有望增加濒危物种的存活数量（不能提高生物多样性）
黑草黄弄蝶
白鳍豚
金丝猴
体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
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
随堂练习
1.中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法用体细胞克隆非人灵长类动物的难题。如图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述错误的是( )
A.去除卵子的“核”，实质是去除纺锤体一染色体复合物
B.②过程是动物胚胎的体外培养过程，需无菌、无毒环境
C. “中中”“华华”的线粒体DNA完全来自提供卵子的母猴
D.“中中”“华华”的性别由成纤维细胞的遗传物质决定
解析：去除卵子的“核”,实质是去除纺锤体一染色体复合物,A正确;②过程是动物胚胎的体外培养过程,需无菌无毒环境,B正确;由图可知,“中中”和“华华”是由去核卵子和体外培养的成纤维细胞融合后发育而成,故“中中”和“华华”的线粒体DNA来自卵子和成纤维细胞,C错误; “中中”和“华华”的细胞核来自成纤维细胞,因此它们的性别由成纤维细胞的遗传物质决定,D正确。
C
随堂练习
2.大熊猫是我国的国宝，尽管采取了许多保护措施，但由于其繁殖能力及幼仔成活率均较低，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。下列相关叙述错误的是( )
A.在体细胞核移植过程中，普遍使用的去核方法是显微操作法
B.用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物细胞具有全能性
C.由于体细胞分化程度高，因而体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植
D.在保护濒危物种方面，体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量
解析：A、在体细胞核移植过程中，采集的卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期时，用显微操作去核法去除卵母细胞的核，A正确；B、用体细胞核移植技术克隆大熊猫，体现了动物细胞的细胞核具有全能性，不能体现细胞具有全能性，B错误；C、相对于胚胎细胞，体细胞分化程度高，全能性不容易恢复，因此利用体细胞进行核移植的难度明显大于胚胎细胞的核移植，C正确；D、动物体细胞核移植技术的应用前景包括加速家畜遗传改良进程；培养可用于移植的组织、器官；体细胞核移植技术还可以保护濒危物种，增加动物存活数量，D正确。
B
随堂练习
3.某科研团队利用一只生物节律核心基因缺失的猕猴的成纤维细胞,成功克隆出5只生物节律异常的猕猴用于科学研究。下列叙述错误的是( )
A.克隆过程涉及核移植、胚胎体外培养和胚胎移植等技术
B.成纤维细胞的核注入去核的卵中形成的重组细胞类似于受精卵
C.5只克隆猕猴的遗传物质组成与供体猕猴的完全相同
D.克隆技术可在短时间内为科学研究提供大量遗传背景相同的模型动物
解析：克隆猕猴是将成纤维细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中融合成重组细胞,再经胚胎体外培养和胚胎移植等技术获得,所以克隆猕猴的遗传物质既有供体猕猴的核DNA,也有卵细胞的细胞质DNA,A正确、C错误;成纤维细胞的核注入去核的卵中形成的重组细胞和受精卵一样都能发育成完整的个体,B正确;由题干可知,利用细胞核移植等技术可在短时间内克隆出大量遗传背景相同的模型动物,D正确。
C
感谢各位的聆听
人教版（2019）选择性必修三