動物細胞工程（第三課時）-高二生物資源（人教版2019選擇性必修3）

目錄CONTENTS動物細胞融合技術(shù)與單克隆抗體二/動物細胞培養(yǎng)一/動物細胞培養(yǎng)的條件1/動物細胞培養(yǎng)的過程2/動物細胞融合技術(shù)1/單克隆抗體及其應(yīng)用2/干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用3/動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物三/體細胞核移植的過程1/體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題2/目錄CONTENTS動物細胞融合技術(shù)與單克隆抗體二/動物細胞培養(yǎng)一/動物細胞培養(yǎng)的條件1/動物細胞培養(yǎng)的過程2/動物細胞融合技術(shù)1/單克隆抗體及其應(yīng)用2/干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用3/動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物三/體細胞核移植的過程1/體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題2/第2章第2節(jié)人教版選擇性必修3----“（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，周圍攢簇。”原來大圣早就會這一招神話現(xiàn)實“（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，周圍攢簇?！痹瓉泶笫ピ缇蜁@一招照片中兩只可愛的小猴，分別叫“中中”和“華華”，它們誕生于2017年，一出生就轟動了全世界，這是我國科學(xué)家的研究成果。你知道它們是如何培育出來的嗎？在這之前，科學(xué)家培育了胚胎細胞克隆猴，你知道兩者有什么不同嗎？01動物細胞核移植技術(shù)概述一動物細胞核移植技術(shù)概述知識回顧：必修1第三章第3節(jié)一動物細胞核移植技術(shù)概述1.動物細胞核移植技術(shù)概念：是指將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。你能依據(jù)克隆羊多利的培育過程描述克隆猴的培育過程嗎？克隆猴“中中”和“華華”誕生過程示意圖一動物細胞核移植技術(shù)概述1.動物細胞核移植技術(shù)概念：是指將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。一動物細胞核移植技術(shù)概述1.動物細胞核移植技術(shù)概念：是指將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。2.原理：動物細胞核的全能性4.種類：胚胎細胞核移植：體細胞核移植：細胞分化程度低，表現(xiàn)全能性容易細胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難3.生殖方式：無性生殖一動物細胞核移植技術(shù)概述5.非人靈長類動物體細胞核移植的困難原因：（1）供體細胞的細胞核在去核卵母細胞中不能完全恢復(fù)其分化前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低。（2）對非人靈長類動物胚胎進行操作的技術(shù)尚不完善。補充拓展[思考]為何不稱為“克隆技術(shù)”而是“核移植技術(shù)”？是一很廣的概念，凡指新形成的事、物與親本一致的現(xiàn)象均可稱為“克隆”。在生物學(xué)上包含分子、細胞、個體3個層次，即分子克隆、細胞克隆、個體克隆。[思考]下列克隆分別用什么技術(shù)動物細胞克隆——動物克隆——植物克隆——DNA克隆——動物細胞培養(yǎng)核移植植物組織培養(yǎng)PCR技術(shù)克隆技術(shù)通過核移植技術(shù)培育出的動物稱為克隆動物?？寺游铮?2體細胞核移植的過程二體細胞核移植的過程自主學(xué)習(xí)：閱讀P53圖2-18，思考下列問題1.選擇卵母細胞作為核移植受體細胞的原因？采集的卵母細胞應(yīng)培養(yǎng)至

；

卵母細胞去核的方法？“去核”去的是什么？2.注入去核的卵母細胞的是整個供體細胞還是供體細胞的細胞核？為什么？3.誘導(dǎo)融合的方法？融合的結(jié)果？4.什么是重構(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？5.該過程用到哪些技術(shù)手段？

二體細胞核移植的過程從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細胞核和第一極體一并吸出1）為何選MⅡ期的卵母細胞？原因：①其細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)；②卵母細胞體積大，易操作；③卵母細胞營養(yǎng)物質(zhì)豐富。2）卵母細胞為什么要“去核”？原因：保證核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞。二體細胞核移植的過程從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞,進行培養(yǎng)供體細胞2）卵母細胞為什么要“去核”？原因：保證核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞。從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞,進行培養(yǎng)供體細胞將供體細胞注入去核的卵母細胞。3）將整個供體細胞注入卵母細胞中有何優(yōu)點？優(yōu)點：①對卵母細胞損傷較小；②保證供體細胞的細胞核不被破壞，操作方便。從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞,進行培養(yǎng)供體細胞將供體細胞注入去核的卵母細胞。3）將整個供體細胞注入卵母細胞中有何優(yōu)點？優(yōu)點：①對卵母細胞損傷較??；②保證供體細胞的細胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞，形成重構(gòu)胚。從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞,進行培養(yǎng)供體細胞將供體細胞注入去核的卵母細胞。3）將整個供體細胞注入卵母細胞中有何優(yōu)點？優(yōu)點：①對卵母細胞損傷較??；②保證供體細胞的細胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞，形成重構(gòu)胚。早期胚胎用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+

載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞,進行培養(yǎng)供體細胞將供體細胞注入去核的卵母細胞。3）將整個供體細胞注入卵母細胞中有何優(yōu)點？優(yōu)點：①對卵母細胞損傷較??；②保證供體細胞的細胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞，形成重構(gòu)胚。早期胚胎用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+

載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程胚胎移植（第3節(jié)講）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4）從遺傳物質(zhì)的角度來分析，克隆動物是對體細胞供體動物進行了100%的復(fù)制嗎？克隆動物細胞核的遺傳物質(zhì)來自供體動物，但細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)同時來自供體細胞和受體卵母細胞；克隆牛從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細胞（左邊照片為研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細胞），在體外培養(yǎng)到MⅡ期去核：顯微操作法實際上是去除紡錘體-染色體復(fù)合物注意將細胞核和第一極體一并吸出高產(chǎn)奶牛(供體)從供體高產(chǎn)奶牛身體的某一部位（如耳）上取體細胞,進行培養(yǎng)供體細胞將供體細胞注入去核的卵母細胞。3）將整個供體細胞注入卵母細胞中有何優(yōu)點？優(yōu)點：①對卵母細胞損傷較??；②保證供體細胞的細胞核不被破壞，操作方便。通過電融合法使兩細胞融合，供體核進入卵母細胞，形成重構(gòu)胚。早期胚胎用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+

載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程胚胎移植（第3節(jié)講）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?？寺∨?）從遺傳物質(zhì)的角度來分析，克隆動物是對體細胞供體動物進行了100%的復(fù)制嗎？克隆動物細胞核的遺傳物質(zhì)來自供體動物，但細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)同時來自供體細胞和受體卵母細胞；采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期從供體高產(chǎn)奶牛身上取體細胞顯微操作去核對體細胞進行培養(yǎng)去核的卵母細胞供體細胞電融合法將供體細胞注入去核的卵母細胞重構(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)基本相同的犢牛早期胚胎培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)胚胎移植動物細胞融合動物細胞核移植技術(shù)二體細胞核移植的過程1.在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，為什么必須先對卵母細胞進行去核操作？為了使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞。2.你認為用上述體細胞核移植技術(shù)培育的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100%的復(fù)制嗎？為什么？不是對核供體動物進行100%的復(fù)制。①克隆動物絕大部分DNA來自供體動物的細胞核，但細胞質(zhì)中的DNA（線粒體中的DNA）同時來自供體細胞和受體卵母細胞②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果，克隆動物所處的環(huán)境與核供體細胞生活的環(huán)境不會完全相同；③克隆動物在個體發(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；二體細胞核移植的過程3.體細胞核移植技術(shù)與誘導(dǎo)iPS細胞相比，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。利用體細胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細胞都能生成干細胞，但它們的過程是完全不同的。通過體細胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細胞；誘導(dǎo)iPS細胞需要在細胞中表達幾個關(guān)鍵基因，將細胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細胞的狀態(tài)。體細胞核移植技術(shù)對核供體細胞有較高要求，一般情況下體細胞的分化程度越高，它重編程為干細胞的成功率就越低；可誘導(dǎo)成為iPS細胞的細胞來源相對廣些，研究表明成纖維細胞、B淋巴細胞、脂肪干細胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細胞。體細胞核移植技術(shù)涉及采集卵母細胞、去核、融合等復(fù)雜的操作；誘導(dǎo)iPS細胞的技術(shù)流程相對簡單，可能更適合用于生產(chǎn)實踐。目前科學(xué)家還在研究由這兩種技術(shù)生成的干細胞在基因表達、DNA甲基化等方面的差異，這些研究成果也將直接影響它們今后的應(yīng)用。03體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（1）畜牧生產(chǎn)：加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：①通過建立轉(zhuǎn)基因體細胞系，再利用體細胞核移植技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；1.應(yīng)用前景：換成核移植過程相關(guān)細胞三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：②在治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：②在治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織或器官可以作為異種移植的供體；1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細胞、組織或器官，將它們移植給患者時可以避免免疫排斥反應(yīng)。1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細胞、組織或器官，將它們移植給患者時可以避免免疫排斥反應(yīng)。1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化能形成相應(yīng)的細胞、組織或器官，將它們移植給患者時可以避免免疫排斥反應(yīng)。1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題（3）在科研領(lǐng)域：①研究克隆動物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程；②克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過它們之間的對比來分析致病基因；③克隆特定疾病模型的動物，還能為研究該疾病的致病機制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。（4）在保護瀕危物種方面：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存貨數(shù)量。1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題保護瀕危物種，增加存活數(shù)量克隆動物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白畜牧生產(chǎn)醫(yī)藥衛(wèi)生科學(xué)研究保護物種加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育研究克隆動物可深入了解胚胎發(fā)育及衰老過程乳腺生物反應(yīng)器克隆動物乳汁中含有人抗胰蛋白酶1.應(yīng)用前景：三體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題2.存在的問題①體細胞核移植技術(shù)成功率非常低②核移植的理論研究較為滯后③絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷存在問題P55拓展應(yīng)用第2題練習(xí)與應(yīng)用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，培育出新個體B.

將野驢的體細胞取出，利用組織培養(yǎng)培育出新個體C.

將野驢的體細胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育出新個體D.

將野驢的體細胞核移植到家驢的去核卵母細胞中,經(jīng)孕育培育出新個體D一.概念檢測練習(xí)與應(yīng)用2.

2017年，某國批準了首例使用細胞核移植技術(shù)培育"三親嬰兒"的申請。其培育過程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是（

）CA.該技術(shù)涉及動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植等操作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.卵母細胞捐獻者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給"三親嬰兒"D.

"三親嬰