動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第2章細(xì)胞工程第2節(jié)動物細(xì)胞工程第3課時動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物文化·傳承毫毛來自體細(xì)胞，我們能用體細(xì)胞“變”出猴來嗎？灰綠色新課導(dǎo)入一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)1.概念：將動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。卵母細(xì)胞動物細(xì)胞取核去核移入重組細(xì)胞發(fā)育新胚胎發(fā)育克隆動物用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物2.原理：動物細(xì)胞核的全能性3.種類：胚胎細(xì)胞核移植：體細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度

，表現(xiàn)全能性

；細(xì)胞分化程度

，表現(xiàn)全能性

。

低相對容易高十分困難這說明什么？整個細(xì)胞隨分化程度的提高，分化潛能逐漸減弱，全能性受到限制。一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)思考1：為什么體細(xì)胞克隆猴的誕生能夠轟動世界?有什么困難嗎？原因：①供體細(xì)胞的細(xì)胞核在去核卵母細(xì)胞中不能完全恢復(fù)其分化前的

功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低；②對非人靈長類動物胚胎進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。我國科學(xué)家經(jīng)過多年努力，攻克了這些障礙，終于成功獲得了世界上首例體細(xì)胞克隆猴。思考2：為什么要進(jìn)行克隆猴的研究？研發(fā)新藥時，進(jìn)行藥物的篩選?？寺∈蟆⑼玫炔荒軉?？

鼠和兔等哺乳動物與人類的親緣關(guān)系比較遠(yuǎn)，用它們篩選出來的藥物對人類的效果不好甚至沒有作用。自然界的猴？①自然界的猴繁殖慢，②自然界的猴基因型不同，會干擾實驗結(jié)果。③有時用轉(zhuǎn)基因猴進(jìn)行藥物篩選效果更好細(xì)胞核移植早期胚胎卵裂……胚胎移植C母綿羊子宮多莉羊分娩妊娠Ｂ母綿羊乳腺細(xì)胞細(xì)胞核卵細(xì)胞Ａ母綿羊細(xì)胞質(zhì)融合后的卵細(xì)胞從1996年“多莉羊”成功誕生后，短短20年，人們已成功應(yīng)用體細(xì)胞核移植技術(shù)，克隆了牛、羊、豬和猴等多種哺乳動物。普通奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4t，現(xiàn)有一頭名叫盧辛達(dá)的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8t，能否依據(jù)“多莉”的培育過程，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)奶牛的快速繁育？請同學(xué)們設(shè)計出相應(yīng)的體細(xì)胞核移植的過程流程圖。二、體細(xì)胞核移植的過程二、體細(xì)胞核移植的過程思考：觀看視頻，與你設(shè)計的體細(xì)胞核移植過程圖對比，有什么不同呢？你認(rèn)為其中最困難的是什么？1、選擇卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因？采集的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至什么時期？2、卵母細(xì)胞去核的方法？“去核”去的是什么？3、注入去核的卵母細(xì)胞的是整個供體細(xì)胞還是供體細(xì)胞的細(xì)胞核？為什么？4、誘導(dǎo)融合的方法？融合的結(jié)果？5、什么是重構(gòu)胚？激活重構(gòu)胚的方法？用這些方法處理重構(gòu)胚的目的？6、該過程用到了哪些動物細(xì)胞工程的技術(shù)手段？

問題匯總，大家一起思考下列問題（以體細(xì)胞克隆牛為例）二、體細(xì)胞核移植的過程（1）找出圖中的供體細(xì)胞和受體細(xì)胞？供體受體選擇10代以內(nèi)當(dāng)傳代至10-50代左右時，部分細(xì)胞核型可能會老化或DNA損傷，存在失去分裂能力或癌變風(fēng)險，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。供體細(xì)胞和受體提供了什么？有什么要求？供體一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，為什么？供體：_______________________________；受體：____________________。提供一個細(xì)胞的細(xì)胞核的動物去核的卵母細(xì)胞二、體細(xì)胞核移植的過程二、體細(xì)胞核移植的過程（2）為何選用MⅡ期卵母細(xì)胞？在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法次級卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞體積大，易操作②含有激發(fā)和促使細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。③卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。去核位置？去核時，由于MⅡ期卵母細(xì)胞核的位置靠近第一極體，用微型吸管一般一并吸出第一極體正常排出的卵子即處于MⅡ期實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物“去核”去的是什么？（3）卵母細(xì)胞為什么要“去核”？保證克隆動物的核基因全部來自供體細(xì)胞。補充：核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法目前核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作去核法。還有人采用梯度離心、紫外光短時間照射、化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法時在沒有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。使DNA變性失活，達(dá)到去核的目的。沒有刺破卵母細(xì)胞膜，對卵母細(xì)胞傷害小。梯度離心、紫外光短時間照射、化學(xué)物質(zhì)處理二、體細(xì)胞核移植的過程目的？指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完成個體的能力。（4）注入“去核卵母細(xì)胞”的是“整個供體細(xì)胞”還是“供體細(xì)胞的細(xì)胞核”？為什么？原因：①對卵母細(xì)胞損傷較小；

②保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。直接將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞的透明帶內(nèi)√顯微注射法二、體細(xì)胞核移植的過程（5）誘導(dǎo)融合的方法？？

融合的結(jié)果？電融合法供體核進(jìn)入卵細(xì)胞，形成重構(gòu)胚（6）什么是重構(gòu)胚？

激活重構(gòu)胚的方法？

激活重構(gòu)胚的目的？物理或化學(xué)方法使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程（如電刺激、Ca2＋載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）2025/4/22二、體細(xì)胞核移植的過程（7）為了早期胚胎移植能成功，對受體（代孕）動物有何要求？移植到同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物子宮中。（8）動物體細(xì)胞核移植技術(shù)證明了？（原理）該技術(shù)證明了：已分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛（9）從遺傳物質(zhì)的角度來分析，克隆動物是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？③克隆動物在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果，克隆動物所處的環(huán)境與核供體細(xì)胞生活的環(huán)境不會完全相同。①克隆動物細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來自供體動物細(xì)胞核，但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)同時來自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞；重構(gòu)胚通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞早期胚胎用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞將供體細(xì)胞顯微注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核供體細(xì)胞培養(yǎng)從供體身上取體細(xì)胞將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育思考：請根據(jù)以下關(guān)鍵詞，構(gòu)建體細(xì)胞核移植過程思維導(dǎo)圖二、體細(xì)胞核移植的過程重構(gòu)胚通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞早期胚胎用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核的卵母細(xì)胞將供體細(xì)胞顯微注入去核的卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過顯微操作去核供體細(xì)胞培養(yǎng)從供體身上取體細(xì)胞將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)早期胚胎培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)胚胎移植動物細(xì)胞核移植使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育該過程用到哪些技術(shù)手段？

動物細(xì)胞融合二、體細(xì)胞核移植的過程體細(xì)胞核移植過程思維導(dǎo)圖2、克隆技術(shù)：在生物學(xué)上包含分子、細(xì)胞、個體3個層次，即分子克隆、細(xì)胞克隆、個體克隆。1、克隆動物：用核移植的方法得到的動物克隆是指通過無性生殖而產(chǎn)生的遺傳上均一的生物群，即具有完全相同的遺傳組成的一群細(xì)胞或者生物的個體。克隆其實就是復(fù)制，可以發(fā)生在不同的水平，不同的層次。分子克?。簡慰寺】贵w技術(shù)、PCR技術(shù)（一般指DNA分子擴增）細(xì)胞克隆：動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（由一個細(xì)胞分裂所形、成的細(xì)胞群體）

個體克?。褐参锝M織培養(yǎng)技術(shù)、核移植技術(shù)（指基因型完全相同的個體或、群體）[思考]為何不稱為“克隆技術(shù)”而是“核移植技術(shù)”？[思考]分子克隆、細(xì)胞克隆、個體克隆分別用什么技術(shù)?二、體細(xì)胞核移植的過程1.應(yīng)用前景體細(xì)胞核移植在畜牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生以及其他領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題(1)畜牧業(yè)：（2）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域A.建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，再利用此技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。乳腺生物反應(yīng)器換成核移植過程相關(guān)細(xì)胞三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題B.在治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；C.以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，將它們一直給患者時可以避免免疫排斥反應(yīng)。（2）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（3）科學(xué)研究領(lǐng)域A.研究克隆動物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程B.克隆一批遺傳背景相同的動物，可通過對比來分析致病基因C.克隆特定疾病模型的動物，為研究該疾病的致病機制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助（4）保護瀕危物種：有望增加瀕危物種的存活數(shù)量中華眼鏡蛇大型東烏桑巴拉葉片角變色龍黑草黃弄蝶三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題思考：多利羊視頻說明了體細(xì)胞核移植技術(shù)存在什么問題？2.存在的問題(1)該技術(shù)的成功率非常低。(3)相對于技術(shù)研究，核移植的理論研究較為滯后，需要與發(fā)育生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等學(xué)科更深層次的理論研究相結(jié)合。(2)絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大、異常肥胖、發(fā)育困難、臟器缺陷和免疫失調(diào)等。思考

：體細(xì)胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細(xì)胞作為當(dāng)下動物細(xì)胞工程研究的熱點，相比之下二者有什么相似或不同之處？請預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。三、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題體細(xì)胞核移植技術(shù)VS誘導(dǎo)iPS細(xì)胞體細(xì)胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細(xì)胞都能生成干細(xì)胞，但它們的過程是完全不同的。結(jié)果：細(xì)胞：較高要求，細(xì)胞分化程度越高，胞成功率越低細(xì)胞：來源廣，成纖維、脂肪干細(xì)胞等都可誘導(dǎo)成iPS細(xì)胞技術(shù)：操作復(fù)雜技術(shù)：相對簡單，更適合用于生產(chǎn)實踐前景:研究生成的干細(xì)胞在基因表達(dá)、DNA甲基化等方面的差異3.(2022·河南許昌高二期中)根據(jù)體細(xì)胞核移植技術(shù)的特點進(jìn)行推斷，體細(xì)胞核移植技術(shù)可以用來(

)①有效提高瀕危動物的遺傳多樣性②提高某些良種家畜自然繁殖率③解決人體器官移植供體來源短缺的問題④為科學(xué)研究提供實驗動物⑤

構(gòu)建轉(zhuǎn)基因克隆動物，作為生物反應(yīng)器，大規(guī)模生產(chǎn)珍貴醫(yī)用蛋白A.①②③④⑤B.①②③④C.②③④⑤D.③④⑤趁熱打鐵D理論基礎(chǔ)動物體細(xì)胞核的全能性胚胎細(xì)胞核移植原理：類型：體細(xì)胞核移植采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期從供體高產(chǎn)奶牛身上取體細(xì)胞顯微操作去核對體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞電融合法將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞重構(gòu)胚用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，使其完成

細(xì)胞分裂和發(fā)育早期胚胎將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物理論基礎(chǔ)應(yīng)用前景畜牧業(yè)保護瀕危物種醫(yī)藥衛(wèi)生本節(jié)小結(jié)1.

假設(shè)世界上最后一頭野驢剛死亡，以下使它"復(fù)生"的方案中可行的是（

）A.

將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育出新個體B.

將野驢的體細(xì)胞取出，利用組織培養(yǎng)培育出新個體C.

將野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育出新個體D.

將野驢的體細(xì)胞核移植到家驢的去核卵母細(xì)胞中,經(jīng)孕育培育出新個體D一.概念檢測練習(xí)與應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用解析：用體細(xì)胞進(jìn)行動物克隆，目前只能通過體細(xì)胞核移植技術(shù)實現(xiàn)，該技術(shù)需要將待克隆動物體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞中，形成重構(gòu)胚，再經(jīng)過動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植，最終培育出新個體。2.

2017年，某國批準(zhǔn)了首例使用細(xì)胞核移植技術(shù)培育"三親嬰兒"的申請。其培育過程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是（

）CA.該技術(shù)涉及動物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞核移植等操作B.

該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代C.卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給"三親嬰兒"D.

"三親嬰兒"同時擁有自己父親、母親及卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者的部分基因一.概念檢測練習(xí)與應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用解析：A、母親為“三親嬰兒”提供的是卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，后代的線粒體基因來自捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞，故該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，A正確；B、由題圖可知，該技術(shù)涉及動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、體外受精等操作，B正確

C、捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因位于其細(xì)胞核內(nèi)，而捐獻(xiàn)者給三親嬰兒提供的是卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，故捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給“三親嬰兒”，C錯誤；；D、“三親嬰兒”的細(xì)胞核基因一半來自母親，一半來自父親，線粒體基因來自于卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者，D正確。故選C。1.

大熊貓是我國的國寶。盡管我國政府采取了許多保護措施