資源簡(jiǎn)介

(共26張PPT)
“（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?chē)鷶€簇（cù）。”這是《西游記》中的一段描述，展示了中華先賢的想象力。
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”。
核移植相當(dāng)于孫悟空的“魔法”。
首個(gè)體細(xì)胞克隆動(dòng)物
克隆動(dòng)物多莉羊
體細(xì)胞克隆猴
“中中”和“華華”
2.2.3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和
克隆動(dòng)物
次位概念
4.2.2 闡明動(dòng)物細(xì)胞核移植一般是將體細(xì)胞核移入一個(gè)去核的卵母細(xì)胞中，并使重組細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的過(guò)程
克隆是指由一個(gè)共同的祖先，通過(guò)無(wú)性繁殖產(chǎn)生一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞、器官或個(gè)體。
拓展：
克隆
1.定義：
2.四個(gè)
層次：
思考：下列克隆分別用什么技術(shù)：
動(dòng)物細(xì)胞克隆—— 動(dòng)物克隆——
植物克隆—— DNA克隆——
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
核移植
植物組織培養(yǎng)
PCR技術(shù)
克隆就是無(wú)性繁殖
①分子水平克隆：如DNA復(fù)制；
②細(xì)胞水平克隆：如動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)；
④個(gè)體水平克?。喝缈寺?dòng)物。
③器官水平克?。喝缋眉?xì)胞培育出新器官
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)胞核具有全能性。
用核移植的方法得到的動(dòng)物稱(chēng)為克隆動(dòng)物。
3. 生殖方式：
無(wú)性生殖
一、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)
4. 分類(lèi)：
胚胎細(xì)胞核移植
體細(xì)胞核移植
核供體不同
--細(xì)胞分化程度低，全能性容易表現(xiàn)
--細(xì)胞分化程度高，全能性難以表現(xiàn)
一、動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)
1996年首個(gè)體細(xì)胞克隆動(dòng)物多莉羊誕生以來(lái)，之后科學(xué)家成功克隆了多種大型家畜，但直到2017年才完成非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的克??！
5. 非人靈長(zhǎng)類(lèi)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)其分化前的功能狀態(tài)，這導(dǎo)致了胚胎發(fā)育率低；
②對(duì)非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物胚胎進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。
二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程
采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期
通過(guò)顯微操作去“核”
（染色體-紡錘體復(fù)合物）
將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞
通過(guò)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
高產(chǎn)奶牛（供體）
取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)
生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的牛犢
將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)
用物理或化學(xué)方法（如電刺激、Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑等）激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。
二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程
分析單克隆抗體的制備過(guò)程：
（1）供體細(xì)胞從哪里來(lái)？
高產(chǎn)奶牛（供體）
進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)
來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物，培養(yǎng)10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞。
（2）受體細(xì)胞是什么細(xì)胞？為什么要選擇該細(xì)胞？
采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到MⅡ期
卵母細(xì)胞體積大，易操作；
卵母細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富；
卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)。
MⅡ期卵母細(xì)胞。
二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程
分析單克隆抗體的制備過(guò)程：
（3）進(jìn)行核移植前，須先對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行什么處理？為什么要進(jìn)行該處理？
通過(guò)顯微操作去“核”
（染色體-紡錘體復(fù)合物）
顯微操作去核。
為使核移植動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來(lái)自供體的細(xì)胞。
卵母細(xì)胞
第一極體
透明帶
核物質(zhì)
（紡錘體—染色體復(fù)合物）
卵母細(xì)胞
透明帶
核物質(zhì)
第一極體
（紡錘體—染色體復(fù)合物）
【拓展】 卵母細(xì)胞去核
目前動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法，也有人采用梯度離心、紫外線(xiàn)短時(shí)間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法時(shí)在沒(méi)有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。
盡管梯度離心、紫外線(xiàn)照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法對(duì)卵細(xì)胞的損傷較小，但這些方法可能無(wú)法精確控制對(duì)細(xì)胞核的影響，容易造成周?chē)?xì)胞質(zhì)的損傷，或者無(wú)法完全去除細(xì)胞核。
二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程
分析單克隆抗體的制備過(guò)程：
（4）在進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞核移植操作時(shí)，注入卵母細(xì)胞的是供體細(xì)胞還是其細(xì)胞核？為什么？
通過(guò)顯微操作去“核”
（染色體-紡錘體復(fù)合物）
取體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)
將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞
注入卵母細(xì)胞的是供體細(xì)胞。
這種方法操作簡(jiǎn)便，對(duì)卵母細(xì)胞損傷較??；還可以減少取核操作對(duì)核物質(zhì)的損傷。
待核移植的體細(xì)胞
去核卵母細(xì)胞
去核卵母細(xì)胞
透明帶
二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程
分析單克隆抗體的制備過(guò)程：
（5）如何促進(jìn)供體細(xì)胞和去核的卵母細(xì)胞融合？融合后得到的是什么？
通過(guò)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
電融合法（此過(guò)程相當(dāng)于受精過(guò)程--透明帶內(nèi)兩個(gè)細(xì)胞融合）。
重構(gòu)胚（人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完成個(gè)體的能力）。
（6）如何激活重構(gòu)胚使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程？
用物理或化學(xué)方法（電刺激、Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑等）
二、體細(xì)胞核移植的過(guò)程
分析單克隆抗體的制備過(guò)程：
（7）克隆動(dòng)物是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物100%的復(fù)制嗎？為什么？
生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的牛犢
不是。
克隆動(dòng)物細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)來(lái)自供體動(dòng)物，但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)同時(shí)來(lái)自供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞，卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)影響克隆動(dòng)物的性狀；此外，生物性狀還受環(huán)境因素的影響。
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。
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(lèi)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，一般情況下體細(xì)胞的分化程度越高，它重編程為干細(xì)胞的成功率就越低；可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來(lái)源相對(duì)廣些，研究表明成纖維細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞。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。
三、核移植技術(shù)的應(yīng)用前景
1.在畜牧生產(chǎn)中
加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。
三、核移植技術(shù)的應(yīng)用前景
2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域
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；
藥用蛋白基因
啟動(dòng)子
①將DNA注入
綿羊受精卵
代孕母羊
藥用
蛋白
分離純化
含藥用
蛋白的乳汁
②
③
④
三、核移植技術(shù)的應(yīng)用前景
2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域
在治療人類(lèi)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；
三、核移植技術(shù)的應(yīng)用前景
2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域
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)。
三、核移植技術(shù)的應(yīng)用前景
3.在科研領(lǐng)域
研究克隆動(dòng)物可以使人類(lèi)更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程；
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；
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(kāi)發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。
三、核移植技術(shù)的應(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。
2022年6月，世界首例克隆北極狼在北京誕生。
2023年我國(guó)成功克隆雪域高原瀕危牛種阿沛甲咂牛。
四、核移植技術(shù)存在的問(wèn)題
1.成功率低
克隆胚胎移植成功率非常低，各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)
2.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.健康問(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、免疫缺陷等
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(lèi)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
將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞
重構(gòu)胚
激活
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
克隆流程
應(yīng)用前景
畜牧業(yè)
科研領(lǐng)域
醫(yī)藥衛(wèi)生
保護(hù)瀕危物種
1、近期，一個(gè)叫“大蒜”的克隆貓引起了社會(huì)的關(guān)注，因?yàn)樗侵袊?guó)第一只克隆貓。工作人員從去世不久的“大蒜”腿部采集了一塊表皮，與去核的卵母細(xì)胞融合，生成克隆胚胎，代孕貓經(jīng)過(guò)自然分娩，順利生產(chǎn)出克隆貓“大蒜”。克隆貓“大蒜”與誰(shuí)最相似（　?。?br/>A．死去的“大蒜”
B．提供卵母細(xì)胞的貓
C．代孕貓
D．與上述三者都不像
A
2、野生動(dòng)物郊狼的物種數(shù)量近年不斷減少、瀕臨滅絕，科研人員利用種間體細(xì)胞核移植技術(shù)（iSCNT）培育小郊狼的流程如下圖。下列敘述正確的是（ ）
A．卵母細(xì)胞去核不需要在顯微鏡下操作
B．iSCNT技術(shù)比胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)難度要大
C．郊狼的耳廓組織培養(yǎng)時(shí)只需提供營(yíng)養(yǎng)即可
D．小郊狼與郊狼遺傳物質(zhì)完全相同
B
3、如圖為某哺乳動(dòng)物生殖過(guò)程示意圖。下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是（　?。?br/>A．動(dòng)物個(gè)體①②的產(chǎn)生分別屬于有性生殖和無(wú)性生殖
B．按照動(dòng)物個(gè)體②的產(chǎn)生方式，后代的性別比例仍為1:1
C．動(dòng)物個(gè)體②的產(chǎn)生表明，動(dòng)物細(xì)胞核也具有全能性
D．圖中a、b、c 三種細(xì)胞的產(chǎn)生方式，僅c 為有絲分裂
B
4、（多選）中國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，攻克了體細(xì)胞克隆猴的障礙，在全世界率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞克隆出非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，獲得兩只克隆猴--“中中”和“華華”。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．用胰蛋白酶處理胎猴的皮膚組織制成細(xì)胞懸液，再置于含95%CO2的恒溫箱中培養(yǎng)
B．通常作為核移植受體的卵母細(xì)胞需發(fā)育到減數(shù)第一次分裂中期才可進(jìn)行核移植
C．從卵巢采集到的卵母細(xì)胞經(jīng)成熟培養(yǎng)后進(jìn)行“去核”處理，這里的“核”是指細(xì)胞核
D．胚胎細(xì)胞核移植難度低于體細(xì)胞核移植，原因是胚胎細(xì)胞分化程度低，容易表現(xiàn)出全能性
ABC
一、概念檢測(cè)
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)培育岀新個(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
2. 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(xiàn)。據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
C
A. 該技術(shù)涉及物細(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(xiàn)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

展開(kāi)更多......

收起↑