《动物细胞核移植 课件 2023—2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动物细胞核移植 课件 2023—2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx（33页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第2节 动物细胞工程（第3课时）第2章 学习目标1、掌握动物细胞核移植技术的定义2、理解体细胞核移植的过程【情景导入情景导入】“（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声（悟空）拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声变！变！，即变作三二百个小猴，周围攒簇（，即变作三二百个小猴，周围攒簇（cc）。）。”这是西游记这是西游记中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。中的一段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细毫毛来自体细胞，我们能用胞，我们能用体细胞体细胞“变变”出一群猴吗出一群猴吗？自学指导自学指导1 1：阅读：阅读P52P52，回答下列问题，限时，回答下列问题，限时2 2分钟分钟
2、1 1、动物细胞核移植定义？划出关键词、原理是？、动物细胞核移植定义？划出关键词、原理是？2 2、哺乳动物核移植的类型有？哪一个难度更高？原因是？、哺乳动物核移植的类型有？哪一个难度更高？原因是？3 3、为什么在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移、为什么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？植非常困难？一、动物体细胞核移植技术一、动物体细胞核移植技术1.概念：将动物的一个细胞的将动物的一个细胞的细胞核细胞核，移入，移入去核的卵母细胞去核的卵母细胞中，使这个重中，使这个重新组合的细胞发育成新组合的细胞发育成新胚胎新胚胎，继而发育成，继而发育成动物个体动物个体的技
3、术。的技术。2.原理：动物体细胞核的全能性卵母细胞卵母细胞动物细胞动物细胞去核去核取核取核移入移入重组细胞重组细胞发育发育新胚胎新胚胎发育发育克隆动物克隆动物3.生殖方式：无性生殖用核移植方法得到的动物称为用核移植方法得到的动物称为克隆动物克隆动物4.分类：胚胎细胞核移植：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度细胞分化程度高高，恢复全能性，恢复全能性十分困难十分困难5.动物体细胞核移植的困难原因：供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复不能完全恢复其其分化分化前的功前的功能状态，这
4、导致了能状态，这导致了胚胎发育率低胚胎发育率低；对非人灵长类动物对非人灵长类动物胚胎胚胎进行操作的技术尚不完善。进行操作的技术尚不完善。一、动物体细胞核移植技术一、动物体细胞核移植技术为何不称为为何不称为“克隆技术克隆技术”而是而是“核移植技术核移植技术”？克隆技术：是一个很广的概念，克隆技术：是一个很广的概念，从一个共同的祖先，通过从一个共同的祖先，通过无性繁殖无性繁殖产生出来的遗传特性相同的产生出来的遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体分子、细胞或个体。一、动物体细胞核移植技术一、动物体细胞核移植技术分子水平:细胞水平:器官水平:个体水平：DNA复制复制动物细胞培养动物细胞培养细胞培育出新
5、器官细胞培育出新器官克隆动物克隆动物 “多莉多莉”是世界上是世界上第一例第一例经体细胞核经体细胞核移植出生的动物。这一巨大进展证明了分移植出生的动物。这一巨大进展证明了分化了的化了的动物细胞核动物细胞核具有全能性具有全能性我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了世界上获得了世界上首例体细胞克隆猴首例体细胞克隆猴。一、动物体细胞核移植技术一、动物体细胞核移植技术受体细胞：受体细胞：MM中中期的卵母细胞期的卵母细胞自学指导自学指导2 2：认真阅读：认真阅读P53-54P53-54页，思考下列页，思考下列问题，限时问题，限时4 4分钟分钟
6、：1.1.供体细胞一般都选用什么时期的细胞，为什么？供体细胞一般都选用什么时期的细胞，为什么？2.2.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？有什么好处？3.3.受体细胞去核的方法？除此之外还有哪些方法？受体细胞去核的方法？除此之外还有哪些方法？“去核去核”去的是什么？为什么去的是什么？为什么“去核去核”？5.5.诱导融合的方法？融合的结果？诱导融合的方法？融合的结果？6.6.什么是重构胚？激活重构胚的方法？用这些方法处理重构胚的目的？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？7.7.该过程用到哪些技术手段？该过程用到哪些技术手
7、段？8 8、体细胞核移植技术应用于哪些方面？存在的问题？、体细胞核移植技术应用于哪些方面？存在的问题？4 4.为什么核移植操作是将为什么核移植操作是将供体细胞供体细胞整个注入去核卵母细胞中？整个注入去核卵母细胞中？01体细胞核移植技术过程：将胚胎移入受体将胚胎移入受体(代孕代孕)母牛体内母牛体内体细胞核移植的过程采集卵母细胞，在体外培养到M期高产奶牛(供体)去核：去核：显微操作显微操作取体细胞取体细胞去核的卵母细胞供体细胞为什么为什么选用选用M期期卵母细胞卵母细胞?问问体积大，便于操作，体积大，便于操作，去核时同时吸去核时同时吸走第一极体走第一极体卵黄多，营养物质丰富卵黄多，营养物质丰富其细胞
8、质内其细胞质内存在激发存在激发细胞核全能性细胞核全能性表达的物质表达的物质（主要原因）（主要原因）为什么要去核为什么要去核?问问保证克隆动物的核基因全部来自供体保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞细胞纺锤体纺锤体染色体复合物染色体复合物一般选用一般选用10代代以内的细胞，以内的细胞，且且不选不选生殖细胞生殖细胞注注意：意：受体细胞为什么选用卵母细胞？受体细胞为什么选用卵母细胞？卵卵细细胞胞次级卵母细胞第一极体M期：减数第二次分裂中期卵母细胞作受体细胞的原因：l体积大，易操作；去核时同时吸走第一极体l含有促进细胞核全能性的物质。去核的卵母细胞供体细胞将将供体细胞供体细胞注入注入去核的卵母细胞去核
9、的卵母细胞的透明带的透明带将供体细胞整个注入去核卵母细将供体细胞整个注入去核卵母细胞中的原因？胞中的原因？问问对卵母细胞损伤较小；对卵母细胞损伤较小；保证供体细胞的细胞核不被破坏，保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。操作方便。去核的卵母细胞供体细胞将将供体细胞供体细胞注入注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞的透明带的透明带电融合法电融合法激活方法：激活方法：物理方法；物理方法；化学方法化学方法重构胚早期胚胎（电刺激、（电刺激、CaCa2+2+载体、乙醇和蛋白酶合载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂）成抑制剂）诱导融合的方法？融合的结果？诱导融合的方法？融合的结果？问问什么是重构胚？激活重构胚的方法什么
10、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？用这些方法处理重构胚的目的？问问重构胚重构胚是指是指人工人工重新构建的胚胎，重新构建的胚胎，具有发育成具有发育成完整个体完整个体的能力的能力电融合法电融合法；形成重构胚胎。；形成重构胚胎。用用物理物理或或化学化学方法方法(如电刺激、如电刺激、CaCa2+2+载载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂)激活激活目的：目的：使其完成细胞分裂和发育进程。使其完成细胞分裂和发育进程。(代孕代孕)母牛体内母牛体内生出与生出与供体供体奶牛奶牛遗传遗传物质基本相同物质基本相同的犊的犊牛克隆动物早期胚胎（发情处理）（发情处理）动物体细胞核移
11、植技术证明了？动物体细胞核移植技术证明了？（原理）（原理）问问已分化的动物体细胞的已分化的动物体细胞的细胞核细胞核具有全能性具有全能性从遗传物质的角度来分析，克隆动物从遗传物质的角度来分析，克隆动物是对体细胞是对体细胞供体供体动物进行了动物进行了100%100%的复的复制吗？制吗？问问克隆克隆动物动物遗传遗传物质物质细胞核细胞核的的DNADNA来自于来自于供体供体动物动物的细胞核的细胞核线粒体中线粒体中DNADNA供体供体细胞细胞和和卵卵母母细胞细胞生活环境生活环境性状可能发生基因突变、染色体变异可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异等可遗传变异早早期期胚胚胎胎培培养养动动物物细细胞胞培培养
12、养胚胚胎胎移移植植动动物物细细胞胞融融合合重构胚重构胚早期胚胎早期胚胎通过通过电融合法电融合法使两细胞融使两细胞融合，供体核进入卵母细胞合，供体核进入卵母细胞用用物理或化学方法激物理或化学方法激活重构胚活重构胚，使其完成，使其完成细胞分裂和发育细胞分裂和发育过程过程将将胚胎移入受体胚胎移入受体（代孕）母牛体内（代孕）母牛体内采集牛卵巢中的采集牛卵巢中的卵母细胞，在体卵母细胞，在体外培养到外培养到MM期期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞培养供体细胞培养将将供体细胞注入供体细胞注入去核的卵母细胞去核的卵母细胞通过通过显微显微操作操作去核去核高产奶牛高产奶牛（供体供体）从供体身体的某从供体身体的
13、某一部位（如耳）一部位（如耳）上取上取体细胞体细胞生出生出与供体奶牛遗传与供体奶牛遗传物质基本相同物质基本相同的犊牛的犊牛此过程用到了哪些技术？此过程用到了哪些技术？问问动物细胞核移植动物细胞核移植动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合早期胚胎培养早期胚胎培养胚胎移植胚胎移植体细胞核移植技术与诱导体细胞核移植技术与诱导iPSiPS细胞相细胞相比，有什么相似或不同之处？比，有什么相似或不同之处？问问都能生成干细胞，都能生成干细胞，过程完全不同过程完全不同 利用体细胞核移植技术和诱导利用体细胞核移植技术和诱导iPSiPS细胞细胞都能生成干细胞都能生成干细胞，但它们，但它们的过程是的过程是
14、完全不同完全不同的。的。体细胞核移植技术与诱导体细胞核移植技术与诱导iPSiPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。测它们应用前景的差异。通过体细胞核移植技术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可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞细胞；诱导；诱导iPSiPS细胞需要在细胞中细胞需要在细胞中表达几个关键基因表达几个关键基因，将细胞，将细胞逆转逆转到类到类似胚胎干细胞的状态。似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求对核供体细胞有较高要求；可诱导成为；可诱导成为iPSiPS细胞
15、的细胞的细胞细胞来源相对广些来源相对广些。体细胞核移植技术涉及体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导诱导iPSiPS细胞的技术流程相对简单，细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。可能更适合用于生产实践。二、动物体细胞核移植技术的应用前景二、动物体细胞核移植技术的应用前景（1）在畜牧生产中）在畜牧生产中加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育 体细胞核移植技术体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生在畜牧业、医药卫生以及以及保护濒危物种等其他保护濒危物种等其他领域领域有着广泛的应用前景。有着广泛的
16、应用前景。二、动物体细胞核移植技术的应用前景二、动物体细胞核移植技术的应用前景（2 2）在医药卫生领域：）在医药卫生领域：建立转基因体细胞系，再利用此技术培育的转基因克隆动物可作为生生 物反应器物反应器，生产珍贵的医用蛋白。乳腺生物反应器乳腺生物反应器二、动物体细胞核移植技术的应用前景二、动物体细胞核移植技术的应用前景（2 2）在医药卫生领域：）在医药卫生领域：治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官，可作为异种移植的供体异种移植的供体。患者的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官可用于移植以避免免疫排斥反应避免免疫排斥反应。治疗性克隆二、动物体细胞核移植技术的应用
17、前景二、动物体细胞核移植技术的应用前景（3 3）在科研领域：）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。二、动物体细胞核移植技术的应用前景二、动物体细胞核移植技术的应用前景（4 4）在保护濒危动物领域：）在保护濒危动物领域：该技术有望增加濒危物种的存活数量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）（不能提高生物多样性）黑草黄弄蝶白鳍豚金丝猴三、动物体细胞核移植技术三、动物体细胞核移植技术存在的问题（1 1）该技术的
18、）该技术的成功率非常低成功率非常低，各个技术环节有待进一步改进。各个技术环节有待进一步改进。（2 2）相对于技术研究，核移植的）相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后理论研究较为滞后，需要与发育生物，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。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 3）绝大多数克隆动物）绝大多数克隆动物存在健康问题存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体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。型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术
19、存在的问题：课堂小结整理知识，背诵记忆整理知识，背诵记忆1、动物细胞核移植定义、原理2、哺乳动物核移植的类型3、在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因4、动物细胞核移植技术中的去核原因5、体细胞核移植技术应用方面1.假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它复生复生的方案中的方案中可行的是可行的是（）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将野驴
20、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经孕育培育出新个体D2.2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育三亲婴儿三亲婴儿的申请。的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是（）CA.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作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
21、者携带的红绿色盲基因能够遗传给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三亲婴儿D.三亲婴儿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同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因(1)克隆动物的制备体现了动物细胞的全能性()(2)克隆动物的遗传物质全部来自供体细胞()(3)减数分裂中期卵母细胞中的“核”其实是纺锤体染色体复合物()(4)重构胚具有发育成完整个体的能力()判断正误判断正误5.核移植中常用卵母细胞作为受体细胞的原因不包括()A.卵母细胞体积大，易操作B.细胞质较多，营养物质丰富C.含有促进全能性表达的物质D.细胞核中遗传物质少D D6.美国某州的一个奶牛场
22、有一头奶牛，年产奶量达30.8 t，我国奶牛产奶量年平均水平仅为34 t。某人用该高产奶牛的耳朵细胞，采用核移植技术获得高产奶牛(如图所示)。请据图分析回答下列问题：(1)完成过程可用_法。(2)过程中选择去核卵母细胞作为受体细胞的原因是_。显微操作卵母细胞体积大，易操作，营养物质丰富，且细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质(3)该实验的成功说明已分化的耳朵细胞的细胞核中含有与_一样的全套基因，这种繁殖方式属于_。(4)若研究发现该高产奶牛线粒体发达，故它的产奶量高，则小牛d成年后具有这一优良性状吗？_。你的依据是_。受精卵无性繁殖不具有线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代，而小牛d的细胞
23、质主要来自牛a7.2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答下列问题：(1)“中中”“”“华华”的性状与_(填“核供体”“”“卵母细胞供体”或“代孕”)动物的性状基本无关。代孕(2)图示过程运用了_(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术难度_，原因是_。(3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用_酶处理动物组织。过程表示去除卵母细胞的细胞核，该过程一般要将卵母细胞培养至_期再进行。(4)与克隆羊多莉培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功证明了_。体细胞核移植更高动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难胰蛋白酶或胶原蛋白M动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性