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1、2.2 动物细胞工程（第4课时）本节聚焦 动物细胞培养需要哪些基本条件?动物细胞培养的基本操作过程是什么?怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险?西游记中孙悟空拔毫毛变小猴视频从社会中来两只克隆猴在中国诞生2017 年我国科学家培育世界上首例体细胞克隆猴。1997 年美国科学家从胚胎细胞“克隆了”两只猴子。从社会中来核移植1.克隆猴用到了什么技术？动物细胞核具有全能性2.为什么用供体猴的一个细胞核进行移植就可以培育出与它几乎一模一样的克隆猴？动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植3.胚
2、胎细胞克隆猴与体细胞克隆猴有什么不同？为什么体细胞克隆猴的诞生能够轰动世界？从社会中来1.哺乳动物核移植的类型及特点2.非人灵长类动物体细胞核移植非常困难的两个原因种类 难易程度 原因胚胎细胞核移植体细胞核移植较容易较难分化程度低，全能性易表现分化程度高，全能性难表现(1)供体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)非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。从社会中来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。3.克隆动物(1)供体：(2)受体：(3)结果：4.动物细胞核移植的概念理解动物的一个细胞的细胞核去掉核的卵母细胞形成重新组合
3、的细胞并发育成新胚胎，继而发育成动物个体。从社会中来01动物体细胞核移植技术一 动物体细胞核移植技术任务:同学们自主文字构建克隆高产奶牛的流程一 动物体细胞核移植技术采集牛卵巢中的卵母细胞，在体外培养到M期从供体高产奶牛取体细胞 显微操作去核（实际上是去除纺锤体-染色体复合物）动物细胞培养将供体细胞注入去核卵母细胞（1）选择卵母细胞作为核移植受体细胞的原因：卵母细胞体积大，易操作含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件（2）将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因：保证供核不被破坏，操作也更方便。电融合法使两细胞融合供体核进入卵母细胞形成重构胚激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程早期胚胎用物理或
4、化学方法：（电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂）将胚胎移入（受体）代孕母牛生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛（克隆牛）（3）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【分析与探讨】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，需要对卵母细胞进行什么操作？为什么？卵母细胞从屠宰场收集牛卵巢体细胞来自于供体高产奶牛身体的某部位（如耳）上取M期去核保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞一 动物体细胞核移植技术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
5、核的卵母细胞，你知道这是为什么吗？这种方法操作简便，对卵母细胞损伤较小，伴随着两细胞融合，体现出细胞膜具有一定的流动性的结构特点。5.融合后的细胞可以直接发育成胚胎吗？不可以，还需要利用胚胎工程中的胚胎移植等技术。【分析与探讨】一 动物体细胞核移植技术6.克隆出的小牛是对体细胞供体奶牛进行了100%的复制吗？动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供体动物生活的环境不会完全相同克隆动物遗传物质细胞核的DNA来自于供体动物的细胞核线粒体中的DNA供体细胞和受体卵母细胞生活环境：【分析与探讨】一 动物体细胞核移植技术从屠宰场收集牛卵巢，在体外培养到M期从供体高
6、产奶牛身体某一部位取体细胞，进行培养通过显微操作去核将供体细胞注入去核的卵母细胞通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞形成重构胚将胚胎移入受体（代孕）母牛体内生出犊牛（如电刺激、Ca2 载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）用物理或化学方法激活重构胚一 动物体细胞核移植技术二 体细胞核移植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。1.应用前景：二 体细胞核移植的应用前景及存在的问题（2）在医药卫生领域：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；在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器
7、官可以作为异种移植的供体；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.应用前景：二 体细胞核移植的应用前景及存在的问题1.应用前景：（3）在科研领域：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；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；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：该技术有望增加濒危物种的存货数量。二 体细胞核移植的应用前景及存在的问题应用前景畜牧生产医药卫生科研保护濒危物种加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群
8、繁育 作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白 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体移植 以患者作为供体培育相应细胞、组织或器官进行移植，避免免疫排斥 使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程 分析致病基因 研究致病机制，开发药物增加濒危物种存活数量 体细胞核移植技术成功率非常低 核移植的理论研究较为滞后 绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷存在问题二 体细胞核移植的应用前景及存在的问题2.存在问题：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，
9、利用组织培养培育岀新个体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即时练习D据图分析下列叙述错误的是（）A.该技术涉及物细胞培养、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C2.2017 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。即时练习二、拓展应用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？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。即时练习