【生物】動(dòng)物細(xì)胞工程第3課時(shí)課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

三

動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物第二章

第2節(jié)第二章

細(xì)胞工程本節(jié)聚焦什么是動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)？動(dòng)物體細(xì)胞核移植的基本過(guò)程是什么？體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景有哪些？怎樣理性看待體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問(wèn)題？2.3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物“（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(gè)小猴，周圍攢簇（cù）?！边@是《西游記》中的一段描述，展示了中華先賢的想象力。[思考]毫毛來(lái)自體細(xì)胞，我們能用體細(xì)胞“變”出一群猴嗎？2017年，中國(guó)的科學(xué)家將這一幕變成了現(xiàn)實(shí)，他們利用體細(xì)胞核移植技術(shù)成功克隆出兩只獼猴“中中”和“華華”。課本P52[思考]克隆猴用到了什么技術(shù)？動(dòng)物細(xì)胞核的全能性將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。1.概念:2.原理:供體提供受體（MⅡ中期的卵母細(xì)胞）3.生殖方式：無(wú)性生殖4.種類：①胚胎細(xì)胞核移植：②體細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度低，表現(xiàn)全能性容易細(xì)胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難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____前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了_____________；胚胎發(fā)育率低②對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物_____進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化體細(xì)胞核移植的困難原因（非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物）一、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。閱讀教材P52，回答下列問(wèn)題：《金版學(xué)案》P60-61例1體細(xì)胞核移植的過(guò)程根據(jù)教材P53圖圖2-18，回答下列問(wèn)題：1.找出圖中的供體細(xì)胞和受體細(xì)胞？采集的卵母細(xì)胞應(yīng)培養(yǎng)至什么時(shí)期？2.選擇卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因？3.卵母細(xì)胞去核的方法？“去核”去的是什么？4.（P54思考討論1）體細(xì)胞核移植前，為什么必須先對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作？5.注入“去核卵母細(xì)胞”的是“整個(gè)供體細(xì)胞”還是“供體細(xì)胞的細(xì)胞核”？

為什么？6.誘導(dǎo)融合的方法？融合的結(jié)果？7.什么是重構(gòu)胚？激活重構(gòu)胚的方法？激活重構(gòu)胚的目的？8.克隆牛的遺傳物質(zhì)和供體還是受體相同？將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)(1)采集卵母細(xì)胞，體外培養(yǎng)到減數(shù)分裂Ⅱ中期(次級(jí)卵母細(xì)胞)(3)取供體細(xì)胞，體外培養(yǎng)(2)(4)(5)融合，形成重構(gòu)胚(6)(7)二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程課本P53③卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。②卵母細(xì)胞卵黃多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。①卵母細(xì)胞體積大，易于操作(去核：去除“紡錘體—染色體”復(fù)合物）使DNA變性失活，達(dá)到去核的目的。沒(méi)有刺破卵母細(xì)胞膜，對(duì)卵母細(xì)胞傷害小。②梯度離心③紫外光短時(shí)間照射④化學(xué)物質(zhì)處理動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)一般選用10代以內(nèi)的細(xì)胞，是因?yàn)開________________________________10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型1、選擇卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因？要對(duì)卵母細(xì)胞作何處理？2.卵母細(xì)胞去核的方法？“去核”去的是什么？為什么要去核？(P54討論1及P54相關(guān)信息)去核原因：保證克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)最大限度來(lái)自優(yōu)良供體的體細(xì)胞。“供體”要求？遺傳性狀優(yōu)良(雌雄都可)二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程課本P53①保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞②操作方便。人工重新構(gòu)建的胚胎,具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)3、注入去核的卵母細(xì)胞的是整個(gè)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？供體細(xì)胞注入卵母細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)(好處）?二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程課本P531.動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)概念？2.為什么用供體猴的一個(gè)細(xì)胞核進(jìn)行移植就可以培育出與它幾乎一樣的克隆猴？3.生殖方式：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性閱讀教材P52，回答下列問(wèn)題：概念：動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)是將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的

移入

中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成

，繼而發(fā)育成

的技術(shù)。細(xì)胞核去核的卵母細(xì)胞新胚胎動(dòng)物個(gè)體原

理無(wú)性生殖[思考]通過(guò)體細(xì)胞核移植得到的克隆動(dòng)物遺傳物質(zhì)來(lái)源有哪些？①核遺傳物質(zhì)全部來(lái)自___________________。②質(zhì)遺傳物質(zhì)一部分來(lái)自______細(xì)胞，

另一部分來(lái)自____________。供體動(dòng)物的細(xì)胞核供體受體卵母細(xì)胞P54【思考.討論】2.你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的克隆動(dòng)物，是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？不是①克隆動(dòng)物絕大部分DNA來(lái)自供體動(dòng)物的細(xì)胞核，但線粒體中的DNA（細(xì)胞質(zhì)中的DNA）同時(shí)來(lái)自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞。②環(huán)境也會(huì)影響克隆動(dòng)物的性狀，其環(huán)境與供體不完全相同。③可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。[思考]該過(guò)程中應(yīng)用到的技術(shù)有哪些？動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞核移植胚胎移植早期胚胎培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合性別與供體一致動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性顯微操作去核細(xì)胞培養(yǎng)電融合法用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚，

使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程生出與

遺傳物質(zhì)

的犢牛早期胚胎培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)體細(xì)胞核移植流程歸納：

的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞采集

細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到

期從供體身上取

細(xì)胞將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)基礎(chǔ)技術(shù)核心技術(shù)卵母MⅡ體去核重構(gòu)胚供體奶牛早期胚胎注入顯微注射法基本相同【例2】下圖為哺乳動(dòng)物(羊)的生殖過(guò)程示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.個(gè)體②為克隆動(dòng)物,細(xì)胞c為高度分化的體細(xì)胞B.個(gè)體②的遺傳性狀與提供細(xì)胞c的羊不完全相同C.產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體①與動(dòng)物個(gè)體②的生殖方式是不同的D.細(xì)胞e為完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞D練習(xí)冊(cè)P61【例3】中國(guó)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)對(duì)雌性獼猴進(jìn)行克隆,成功獲得“中中”和“華華”兩姐妹,突破了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法體細(xì)胞克隆非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的世界難題,為建立模擬人類疾病的動(dòng)物模型、研究疾病機(jī)理、研發(fā)治療藥物帶來(lái)光明前景。下圖為“中中”和“華華”培育的流程,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

A.這說(shuō)明已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核是具有全能性的B.該過(guò)程屬于無(wú)性生殖,圖中的卵子實(shí)際上是次級(jí)卵母細(xì)胞C.圖中的③過(guò)程是指動(dòng)物胚胎的體外培養(yǎng)過(guò)程D.“中中”和“華華”的性別由纖維細(xì)胞的遺傳物質(zhì)決定C《金版學(xué)案》P61-62例3《金版學(xué)案》P62例4C二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程1.在將體細(xì)胞的核移植到卵母細(xì)胞之前，為什么必須先對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作？為了使核移植的胚胎或動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞。思考·討論有關(guān)體細(xì)胞核移植的問(wèn)題課本P543.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(qǐng)你預(yù)測(cè)它們應(yīng)用前景的差異。利用體細(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(guò)程是完全不同的。通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個(gè)關(guān)鍵基因，將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。體細(xì)胞核移植技術(shù)對(duì)核供體細(xì)胞有較高要求；誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來(lái)源相對(duì)廣些。體細(xì)胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細(xì)胞、去核、融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對(duì)簡(jiǎn)單，可能更適合用于生產(chǎn)實(shí)踐。請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第54頁(yè)最后兩段，了解體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題?？寺⊙蚨嗬退膭?chuàng)造者安樂(lè)死后的克隆羊多利三、體細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題課本P54二、體細(xì)胞核移植的應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題1.應(yīng)用前景（1）畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。（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(dòng)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)器課本P54(1)通過(guò)建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，再利用體細(xì)胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；(2)在治療人類疾病時(shí)，轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；(3)以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官，將它們移植給患者時(shí)可以避免免疫排斥反應(yīng)。2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域治療性克隆體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景

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(guò)細(xì)胞快速生長(zhǎng)，人造模子會(huì)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(wú)毛的老鼠叫裸鼠，沒(méi)有免疫力，這樣才不會(huì)對(duì)那只“人耳”產(chǎn)生排異反應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)能應(yīng)用于人體組織、器官的再造。這項(xiàng)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(bǔ)上。人造耳朵有望用于器官移植一只在背上長(zhǎng)出了“人耳”的活老鼠（一）應(yīng)用前景2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：三、體細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題課本P543、在科研領(lǐng)域：①研究克隆動(dòng)物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程；②克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物，可以通過(guò)它們之間的對(duì)比來(lái)分析致病基因；③克隆特定疾病模型的動(dòng)物，還能為研究該疾病的致病機(jī)制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。（一）應(yīng)用前景三、體細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題課本P54（一）應(yīng)用前景4、在保護(hù)瀕危物種方面：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量中華眼鏡蛇黑草黃弄蝶白鰭豚三、體細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題課本P54（二）存在問(wèn)題許多克隆動(dòng)物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過(guò)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）。胚胎移植—?jiǎng)游镉左w產(chǎn)出概率＜10％(1)成功率低(2)克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題(3)克隆動(dòng)物食品的安全性問(wèn)題存在爭(zhēng)議三、體細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用前景及存在的問(wèn)題

一些研究者認(rèn)為，克隆動(dòng)物的端粒比較短，基因表達(dá)不正常，早衰是一種必然現(xiàn)象。另一些研究者則認(rèn)為，克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)是正常的，目前發(fā)現(xiàn)的早衰跡象是在克隆過(guò)程中的一些技術(shù)問(wèn)題造成的；或者克隆動(dòng)物在發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)了變異，早衰只是偶然現(xiàn)象。拓展課本P54本節(jié)小結(jié)理論基礎(chǔ)動(dòng)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(duì)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(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物理論基礎(chǔ)應(yīng)用前景畜牧業(yè)保護(hù)瀕危物種醫(yī)藥衛(wèi)生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(gè)體B.

將野驢的體細(xì)胞取出，利用組織培養(yǎng)培育出新個(gè)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(gè)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(gè)體D一、概念檢測(cè)練習(xí)與應(yīng)用課本P552.2017年，某國(guó)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(qǐng)。其培育過(guò)程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是（）CA.該技術(shù)涉及動(dòng)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(shí)擁有自己父親、母親及卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者的部分基因課本P55一、概念檢測(cè)練習(xí)與應(yīng)用15.(2023·廣東)異種器官移植被認(rèn)為是未來(lái)解決器官短缺問(wèn)題最有效的途徑之一。2022年10月,我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將轉(zhuǎn)基因編輯豬的肝臟、腎臟、心臟、角膜、皮膚和骨骼移植到猴的身上。下圖為相關(guān)技術(shù)流程圖,下列分析正確的是()A.分離出豬細(xì)胞,在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中通入CO2的目的是為細(xì)胞生長(zhǎng)提供碳源B.核移植時(shí)需用到去核的卵母細(xì)胞,并用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚C.基因修飾克隆豬胚胎移植前,要對(duì)受體進(jìn)行免疫檢查,以防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.猴的免疫系統(tǒng)識(shí)別異體器官為“非己”成分而對(duì)其進(jìn)行攻擊,體現(xiàn)其免疫監(jiān)視的基本功能B小本P278.科學(xué)家將黑鼠卵丘細(xì)胞(卵巢內(nèi)卵細(xì)胞周圍的體細(xì)胞)的核物質(zhì)注入去核的棕鼠卵母細(xì)胞內(nèi),激活以后,移入白鼠的子宮,白鼠最終產(chǎn)下一只克隆鼠。這只克隆鼠的體色和性別是()A.黑色雌鼠 B.白色雌鼠C.棕色雄鼠 D.灰色雌鼠9.下列不屬于體細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用的是()A.保護(hù)瀕危物種B.大量生產(chǎn)紫杉醇C.獲得組織、器官用于異種移植D.加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育A小本P26B1