2.2 动物细胞工程 动物体细胞核移植技术和克隆动物 课件15张--2020-2021学年人教版（2019）高中生物选择性必修三

问题探讨
“（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
一、动物细胞核移植技术概述
1.概念
将动物一个细胞的______移入_____________中，使这个_____________发育成______，继而发育成________的技术；
2.结果
形成______________并发育成______，继而发育成________；
3.原理：________________
4.生殖方式：________
细胞核
去核的卵母细胞
重新组合的细胞
新胚胎
动物个体
*用核移植的方法得到的动物称为克隆动物；
重新组合的细胞
新胚胎
动物个体
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”
无性生殖
5.哺乳动物核移植分类
①胚胎细胞核移植
动物胚胎细胞分化程度____，表现全能性________
②体细胞核移植
动物体细胞分化程度____，表现全能性_________
6.非人灵长类动物体细胞核移植的困难原因
①____细胞的______在___________中___________其_______________，这导致了___________；
②对非人灵长类动物_____进行操作的技术尚不完善；
供体
细胞核
去核卵母细胞
不能完全恢复
分化前的功能状态
胚胎发育率低
胚胎
低
相对容易
高
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
二、体细胞核移植的过程
（以体细胞克隆牛为例）
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
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
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.采集的卵母细胞应培养至
______________________
3.选择MⅡ期卵母细胞的原因
①_________________________
_________________________
②_________________________
4.卵母细胞去核的方法
_________________
5.“去核”去的是什么？
__________________________
MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）
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
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
6.去核的原因
__________________________
__________________________
7.供体细胞注入卵母细胞的优点
_________________________
8.诱导融合的方法
________________
9.融合的结果
__________________________
10.重构胚概念
__________________________
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
电融合法
供体核进入卵母细胞，形成重构胚
人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力
11.激活重构胚的方法
①物理方法
_______________________
②化学方法
_______________________
12.以上方法处理重构胚的目的
_________________________
_________________________
13.实验结论
__________________________
__________________________
电刺激
Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
思考：
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；
相关信息
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。这些方法时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。
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
有望增加濒危物种的存活数量
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
①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；
②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免疫排斥反应；
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，还能为研究该疾病机制和开发相应的药物提供帮助
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
概述
过程
动物细胞核移植
结果
生殖方式
原理
分类
动物细胞核移植
动物细胞培养
动物细胞融合
胚胎移植
早期胚胎培养
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