動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物課件【高效備課精研+知識精講提升】高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

2.2.2動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物資料：1997年，美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭名叫盧辛達(dá)的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國高產(chǎn)奶牛場奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4t。思考：如何將這種優(yōu)質(zhì)?？焖俚胤敝?？動物（體）細(xì)胞核移植技術(shù)。類似于西游記故事中“悟空”拔一把毫毛，丟在口中嚼碎，望空噴去，叫一聲“變”，即變作三二百個小猴”。繁殖形成的動物稱為克隆動物。一般指DNA分子擴(kuò)增。由一個細(xì)胞分裂所形成的細(xì)胞群體。指基因型完全相同的個體或群體。分子水平：細(xì)胞水平：個體水平：克隆是無性繁殖，具體地說，是指一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個體。補充：克隆與無性繁殖動物細(xì)胞培養(yǎng)動物體細(xì)胞核移植2017年11月27日，世界上首個體細(xì)胞克隆猴“中中”在中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所（上海）、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長類平臺誕生（蘇州）；12月5日第二個克隆猴“華華”誕生。三、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物1、概念：將動物的一個細(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)。2、原理：動物體細(xì)胞核的全能性3、供體細(xì)胞種類：胚胎細(xì)胞核移植：體細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性容易細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難4、受體細(xì)胞：卵母細(xì)胞

特別提醒：動物體細(xì)胞分化程度高，表現(xiàn)其全能性十分困難，因此動物體細(xì)胞核移植難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。在體細(xì)胞核移植中，非人靈長類動物的體細(xì)胞核移植非常困難。主要原因一方面是供體細(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；另一方面是對非人靈長類動物胚胎操作的技術(shù)尚不完善。為什么選用MII時期的卵母細(xì)胞：①細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。②細(xì)胞體積大，便于操作。③卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。次級卵母細(xì)胞第一極體MⅡ期：減數(shù)第二次分裂中期“多莉”是世界上第一例經(jīng)體細(xì)胞核移植出生的動物。這一巨大進(jìn)展證明了分化了的動物細(xì)胞核具有全能性．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多莉羊的培育過程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)胞供體也可是整個細(xì)胞將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞收集牛卵巢，采集卵母細(xì)胞高產(chǎn)奶牛（供體）顯微操作去核取供體奶牛耳部細(xì)胞培養(yǎng)將胚胎植入受體生出與供體遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛通過電融合法使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重構(gòu)胚一、動物細(xì)胞核移植5.體細(xì)胞核移植過程思考：1.受體細(xì)胞為什么選用卵母細(xì)胞？2.為什么不是取供體細(xì)胞核進(jìn)行核移植操作，而是將供體細(xì)胞整個注入去核卵母細(xì)胞中？3.整個過程利用了哪些技術(shù)？

保證供核不被破壞；使克隆動物更像供體動物；操作也方便。體積大，易操作；含有激發(fā)細(xì)胞核全能性的物質(zhì);營養(yǎng)物質(zhì)豐富動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植4.體細(xì)胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細(xì)胞相比，有什么相似或不同之處?請你預(yù)測它們應(yīng)用前景的差異。體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得的重構(gòu)胚和iPS細(xì)胞都具有發(fā)育的全能性;不同之處，遺傳物質(zhì)來源不同：體細(xì)胞核移植技術(shù)將供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)移入去核卵母細(xì)胞，誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要導(dǎo)入或開啟特定基因恢復(fù)至干細(xì)胞狀態(tài)。前景:體細(xì)胞核移植技術(shù)主要應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)獲得克隆動物、醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域治療人類疾病;iPS細(xì)胞除用于治療人類疾病外，也可用于對體細(xì)胞編程機理、細(xì)胞再生機理等的研究，更廣泛。1、加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育2、培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白3、克隆動物細(xì)胞、組織、器官可作為移植的供體；更深入了

解胚胎發(fā)育及衰老過程、克隆特定疾病模型動物等4、保護(hù)瀕危物種，增加動物的存活數(shù)量（二）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)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。轉(zhuǎn)基因干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成器官4、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景（1）畜牧業(yè)領(lǐng)域：高產(chǎn)奶牛伊利擠奶站的奶?？寺游镒鳛樯锓磻?yīng)器，生產(chǎn)大量醫(yī)用蛋白克隆動物（也經(jīng)過轉(zhuǎn)基因操作）的細(xì)胞、組織、器官可作為異種移植的供體乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊（2）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：---與基因工程的綜合應(yīng)用種間克隆白肢野牛種間克隆摩弗倫野羊利用核移植繁殖優(yōu)良、瀕危動物

首先用高分子化學(xué)材料——聚羥基乙酸制成所需人體器官的形狀，然后植入人的細(xì)胞（這只展出的老鼠身上植入的是它自己的細(xì)胞），縫合在裸鼠背上。經(jīng)過細(xì)胞快速生長，人造模子會自己降解消失，器官與老鼠成為一體，最后可移植到人體上。這種全身無毛的老鼠叫裸鼠，沒有免疫力，這樣才不會對那只“人耳”產(chǎn)生排異反應(yīng)。這項技術(shù)能應(yīng)用于人體組織、器官的再造。這項科研技術(shù)成熟后，人身上缺少或損壞的組織器官都可以修補上。人造耳朵有望用于器官移植一只在背上長出了“人耳”的活老鼠。體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：2）克隆動物存在健康問題許多克隆動物表現(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，免疫失調(diào)等。＋易出現(xiàn)早衰（多利羊猜想）3）克隆動物食品的安全性問題存在爭議胚胎移植－動物幼體：概率＜10％1）成功率低2．研究人員為治療糖尿病提出了下圖所示的方法?；卮鹣铝袉栴}：(1)為保持細(xì)胞正常的二倍體核型，圖中分離培養(yǎng)的體細(xì)胞一般選用________的細(xì)胞。核移植的受體細(xì)胞一般選用處于MⅡ期的卵母細(xì)胞，進(jìn)行相關(guān)顯微操作時，一般用微型吸管一并吸出________。(2)重組細(xì)胞B進(jìn)行定向誘導(dǎo)分化成功的標(biāo)志是________。與異體移植相比，該治療糖尿病的方法的突出優(yōu)點是________。(1)10代以內(nèi)

細(xì)胞核和第一極體(2)能正常分泌胰島素

不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)1．埃博拉病毒（EBoV）呈纖維狀，EBoV衣殼外有包膜，包膜上有5種蛋白棘突（VP系列蛋白和GP蛋白），其中GP蛋白最為關(guān)鍵，能被宿主細(xì)胞強烈識別。人感染埃博拉病毒后會引起出血熱。治療疾病的有效方法是注射疫苗或者抗體。如圖為制備埃博拉病毒的單克隆抗體的過程，據(jù)圖回答問題：

(1)埃博拉病毒（EBoV）侵入人體時，在細(xì)胞中以RNA為模板，在_______________酶的作用下，合成相應(yīng)的DNA并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，進(jìn)行增殖。凍干劑型埃博拉病毒疫苗于2017年10月在我國研制成功。以GP蛋白作為疫苗比較安全，其原因是GP蛋白自身沒有感染能力，但保留有_______________。(2)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合的過程均體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有___________________的結(jié)構(gòu)特點。在體外融合時需要誘導(dǎo)，與誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合不同的是圖中還可用____________________誘導(dǎo)融合。篩選后的所需細(xì)胞群應(yīng)具備的特點是_______________。(3)在體外進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時需要在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加___________________等天然成分。同時為了維持培養(yǎng)液的pH和供細(xì)胞代謝利用，需要提供的氣體環(huán)境是___________________。(4)獲得的單克隆抗體最終可以從___________________中提取?！吧飳?dǎo)彈”中，抗體的靶向作用是利用了其具有___________________的特點。1．埃博拉病毒（EBoV）呈纖維狀，EBoV衣殼外有包膜，包膜上有5種蛋白棘突（VP系列蛋白和GP蛋白），其中GP蛋白最為關(guān)鍵，能被宿主細(xì)胞強烈識別。人感染埃博拉病毒后會引起出血熱。治療疾病的有效方法是注射疫苗或者抗體。如圖為制備埃博拉病毒的單克隆抗體的過程，據(jù)圖回答問題：

(1)埃博拉病毒（EBoV）侵入人體時，在細(xì)胞中以RNA為模板，在_______________酶的作用下，合成相應(yīng)的DNA并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，進(jìn)行增殖。凍干劑型埃博拉病毒疫苗于2017年10月在我國研制成功。以GP蛋白作為疫苗比較安全，其原因是GP蛋白自身沒有感染能力，但保留有_______________。(2)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合的過程均體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有___________________的結(jié)構(gòu)特點。在體外融合時需要誘導(dǎo)，與誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合不同的是圖中還可用____________________誘導(dǎo)融合。篩選后的所需細(xì)胞群應(yīng)具備的特點是_______________。(3