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文檔簡介

2.2動(dòng)物細(xì)胞工程——?jiǎng)游锛?xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)基本過程01020305動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用前景動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)存在問題問題我們能否利用類似植物組織培養(yǎng)獲得完整植物體的方法培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞,使其發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體?不能,高度分化的植物細(xì)胞仍保持著全能性,而動(dòng)物細(xì)胞的全能性會(huì)隨細(xì)胞分化程度的提高逐漸受到限制,分化潛能逐漸變?nèi)酢R虼耍壳斑€不能用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動(dòng)物個(gè)體,用動(dòng)物體細(xì)胞克隆的動(dòng)物,實(shí)際是通過核移植來實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)1.概念: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)。2.原理:動(dòng)物細(xì)胞核的全能性動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)卵母細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞去核取核移入重組細(xì)胞發(fā)育新胚胎發(fā)育克隆動(dòng)物3.生殖方式:無性生殖動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物:用核移植的方法得到的動(dòng)物

克?。╟lone)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(gè)體??寺∑鋵?shí)就是復(fù)制,可以發(fā)生在不同的水平,不同的層次。

“多莉”是世界上第一例經(jīng)體細(xì)胞核移植出生的動(dòng)物。這一巨大進(jìn)展證明了分化了的動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)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)全能性十分困難動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)4.非人靈長類動(dòng)物體細(xì)胞核移植的困難原因: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____前的功能狀態(tài),這導(dǎo)致了_____________;胚胎發(fā)育率低②對(duì)非人靈長類動(dòng)物_____進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化我國科學(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。具有許多與人類相似的生物學(xué)特征的靈長類動(dòng)物5.動(dòng)物體細(xì)胞核移植過程:MⅡ去核重組細(xì)胞重組胚胎動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)1.供體細(xì)胞一般都選用傳代幾代以內(nèi)的細(xì)胞,為什么?供體細(xì)胞:一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞

因?yàn)楫?dāng)傳代至10~50代左右時(shí),部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化,而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。5.動(dòng)物體細(xì)胞核移植過程:動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)2.核移植的受體細(xì)胞是什么?處在什么時(shí)期?有什么好處?受體細(xì)胞:減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的卵母細(xì)胞細(xì)胞體積比較大,易操作。卵黃多,營養(yǎng)豐富,為發(fā)育提供充足的營養(yǎng)。此時(shí)具有受精能力,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)。3.去核的方式是?常用的是顯微操作(去核)法。還有梯度離心、紫外光短時(shí)間照射、化學(xué)物質(zhì)處理等。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(duì)卵母細(xì)胞傷害小。采集牛卵巢中的卵母細(xì)胞,在體外培養(yǎng)到MⅡ期從供體高產(chǎn)奶牛取體細(xì)胞,顯微操作去核法(實(shí)際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)次級(jí)卵母細(xì)胞去核時(shí),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次級(jí)卵母細(xì)胞第一極體電融合法使兩細(xì)胞融合供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞形成重構(gòu)胚激活重構(gòu)胚使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程早期胚胎用物理或化學(xué)方法:(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑)將胚胎移入(受體)代孕母牛生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛(克隆牛)重構(gòu)胚是指人工重新構(gòu)建的胚胎,具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)4.將供體細(xì)胞整個(gè)注入去核卵母細(xì)胞的原因:對(duì)卵母細(xì)胞損傷較??;保證供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞,操作方便。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)胞核移植重構(gòu)胚早期胚胎電融合法用物理或

化學(xué)方法激活重構(gòu)胚,使其完成

細(xì)胞分裂和發(fā)育將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)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)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞顯微操作去核高產(chǎn)奶牛(供體)取體細(xì)胞生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛直接將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞的透明帶內(nèi)5.“去核”去的是什么?紡錘體-染色體復(fù)合物動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)6.為何去核?為使核移植的胚胎或動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來自于有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞。7.該過程中應(yīng)用到的技術(shù):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)胞核移植重構(gòu)胚早期胚胎電融合法用物理或

化學(xué)方法激活重構(gòu)胚,使其完成

細(xì)胞分裂和發(fā)育將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)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)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞顯微操作去核高產(chǎn)奶牛(供體)取體細(xì)胞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)動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。8.克隆動(dòng)物的遺傳特點(diǎn)克隆動(dòng)物的親本有三個(gè),即體細(xì)胞核供體、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體和代孕母體;細(xì)胞核基因來自體細(xì)胞核供體,因此,克隆動(dòng)物的性狀與體細(xì)胞核供體基本相同。細(xì)胞質(zhì)基因來自卵母細(xì)胞,因此,克隆動(dòng)物的性狀與卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體部分相同??寺?dòng)物的性狀與代孕母體沒有直接關(guān)系。9.用上述技術(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?①克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自供體動(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)來自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果,克隆動(dòng)物所處的環(huán)境與核供體細(xì)胞生活的環(huán)境不會(huì)完全相同;③克隆動(dòng)物在個(gè)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;動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)10.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,但它們的過程是完全不同的。

通過體細(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;可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來源相對(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)簡單,可能更適合用于生產(chǎn)實(shí)踐。動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)11.多莉羊和高產(chǎn)奶牛的克隆過程,哪一種更科學(xué)且易操作?

卵母細(xì)胞當(dāng)中的細(xì)胞周期蛋白含量、活性比卵細(xì)胞高,用它作受體更容易成功;

將供體細(xì)胞注入受體細(xì)胞,使克隆動(dòng)物更像供體動(dòng)物。高產(chǎn)奶牛的克隆過程操作簡便。動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)(2018·全國Ⅲ)2018年《細(xì)胞》期刊報(bào)道,中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對(duì)非人靈長類動(dòng)物進(jìn)行克隆,獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?;卮鹣铝袉栴}: (1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指______________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。

通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目________(填“減半”“加倍”或“不變”)。 (2)哺乳動(dòng)物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植,胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動(dòng)物的難度________(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植,其原因是__________________________________________________________。(3)在哺乳動(dòng)物核移植的過程中,若分別以雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞作為核供體。通常,所得到的兩個(gè)克隆動(dòng)物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”),性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞核,移入一個(gè)已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中使其重組并發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)不變小于胚胎細(xì)胞分化程度低,恢復(fù)全能性相對(duì)容易相同不同①畜牧業(yè)領(lǐng)域:加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景②保護(hù)瀕危物種:有望增加瀕危物種的存活數(shù)量金絲猴③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。B.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,可作為異種移植的供體。C.患者的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化,能形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官可用于移植以避免免疫排斥反應(yīng)。體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景④在科研領(lǐng)域:A.研究克隆動(dòng)物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程;B.克隆一批遺傳背景相同的動(dòng)物,可以通過它們之間的對(duì)比來分析致病基因;C.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。裸鼠腫瘤動(dòng)物模型早衰體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景(1)該技術(shù)的成功率非常低,各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)。(2)相對(duì)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。(3)絕大多數(shù)克隆動(dòng)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。體細(xì)胞核移植技術(shù)存在問題3.某研究人員將患有線粒體疾病婦女的受精卵中的細(xì)胞核移植到健康婦女捐獻(xiàn)的去核卵母細(xì)胞中,最終產(chǎn)下了健康的嬰兒。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.此項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)是動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)B.此項(xiàng)技術(shù)的原理與克隆羊多莉完全相同C.健康婦女捐獻(xiàn)的卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控移入細(xì)胞核發(fā)育的作用D.嬰兒出生后具有患病夫婦以及捐獻(xiàn)健康卵母細(xì)胞的婦女三方的遺傳特征B4.下列關(guān)于體細(xì)胞核移植技術(shù)應(yīng)用的敘述,不正確的是(

)A.轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的組織、器官可作為異種移植的供體B.研究克隆動(dòng)物和動(dòng)物細(xì)胞有利于了解胚胎發(fā)育過程C.有望用體細(xì)胞核移植技術(shù)增加瀕危動(dòng)物的存活數(shù)量D.用克隆動(dòng)物作疾病模型可用于治療人類的各種疾病D1.

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D2.

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(qǐng)。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(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1.大熊貓是我國的國寶。盡管我國政府采取了許多保護(hù)措施,但由于大熊貓的繁殖能力低,幼仔成活率也低,它的數(shù)量仍然非常少。有科學(xué)家嘗試采用體細(xì)胞核移植技術(shù)來克隆大熊貓。請(qǐng)你結(jié)合本節(jié)所學(xué)內(nèi)容并搜集相關(guān)資料了解這方面的研究進(jìn)展。也有人不贊成進(jìn)行克隆大熊貓的研究,認(rèn)為保護(hù)大熊貓的最好措施就是保護(hù)現(xiàn)有大熊貓及其生存環(huán)境,對(duì)此你有什么看法?是否贊成克隆大熊貓,只要言之有理,無論贊成還是反對(duì)克隆大熊貓的研究,都應(yīng)該保護(hù)好大熊貓的生存環(huán)境,否則即使成功克隆了大熊貓,它們沒有適宜的生存環(huán)境,也可能走向滅絕。2.2003年,世界上第一只用體細(xì)胞克隆的動(dòng)物——多莉,因患有嚴(yán)重的肺部疾病被實(shí)施了安樂死。它只活了7歲,而普通綿羊的平均壽命在12歲左右。多莉的死亡引發(fā)了關(guān)于克隆

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