2.2.3體細(xì)胞核移植課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

03動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動(dòng)物DONGWUTIXIBAOHEYIZHIJISHUYUKELONGDONGWU《西游記》中的孫悟空神通廣大，他“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”。孫悟空這樣神奇的本領(lǐng)曾令我們無(wú)限神往。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”（如圖)?？寺『锏倪^(guò)程當(dāng)然不會(huì)像孫悟空吹口氣那么簡(jiǎn)單，最大的困難是如何才能激發(fā)動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)其全能性?？寺?dòng)物都需要經(jīng)過(guò)哪些過(guò)程？我們能將體細(xì)胞核移植技術(shù)與干細(xì)胞技術(shù)結(jié)合，克隆人體的器官嗎？

將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的______移入______________中，使這個(gè)______________發(fā)育成_______，繼而發(fā)育成_________的技術(shù)，稱為動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)。1.概念：細(xì)胞核去核的卵母細(xì)胞重新組合的細(xì)胞新胚胎動(dòng)物個(gè)體用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。2.原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。3.類型：①胚胎細(xì)胞核移植：胚胎細(xì)胞分化程度__，表現(xiàn)全能性________低相對(duì)容易②體細(xì)胞核移植：動(dòng)物體細(xì)胞分化程度__，表現(xiàn)全能性________高十分困難因此動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植一、體細(xì)胞核移植的過(guò)程4.非人靈長(zhǎng)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(zhǎng)類動(dòng)物_____進(jìn)行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物：具有許多與人類相似的生物學(xué)特征的靈長(zhǎng)類動(dòng)物我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)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。

動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)的發(fā)展歷程早在1938年，德國(guó)胚胎學(xué)家施佩曼（H.Spemann)就提出了通過(guò)細(xì)胞核移植技術(shù)來(lái)克隆動(dòng)物，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞全能性的設(shè)想。后來(lái)很多科學(xué)家根據(jù)這一設(shè)想進(jìn)行了大量的研究?！举Y料1】1952年，美國(guó)學(xué)者布里格斯（R.Briggs)和金（T.King)將豹蛙囊胚期細(xì)胞的核取出，移植到去核的豹蛙卵細(xì)胞中，成功孵育出了豹蛙的幼體。然而，當(dāng)他們用分化程度更高的細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)能成功。他們認(rèn)為，這可能是發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞逐漸丟失了部分遺傳物質(zhì)或遺傳物質(zhì)發(fā)生畸變所致?！痉治鲇懻摗磕阏J(rèn)為布里格斯等人對(duì)他們實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋正確嗎？說(shuō)明判斷的理由。一、體細(xì)胞核移植的過(guò)程

【資料2】1958年，英國(guó)學(xué)者戈登（J.Gurdon)等將非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，成功獲得了非洲爪蟾的幼體。這是史上第一例體細(xì)胞核移植動(dòng)物。但是，與早期胚胎細(xì)胞的核移植相比，這種體細(xì)胞核移植的成功率很低只有2%左右。

【資料3】1981年，日內(nèi)瓦大學(xué)的伊爾芒塞（K.Illmensee)和美國(guó)杰克遜實(shí)驗(yàn)室的霍庇（P.Hoppe)通過(guò)注射法將小鼠囊胚細(xì)胞核移植入去核的受精卵中，成功克隆出了一只小鼠。1986年英國(guó)科學(xué)家維拉德森（S.Willadsen)又成功利用綿羊胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核與去核的受精卵融合，培育出了克隆羊。后來(lái)，科學(xué)家先后成功克隆了牛、豬、山羊等哺乳動(dòng)物。這些哺乳動(dòng)物克隆所用的細(xì)胞核均來(lái)自于早期的胚胎細(xì)胞。【分析討論】為什么用早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行核移植的成功率要比用體細(xì)胞進(jìn)行核移植高？一、體細(xì)胞核移植的過(guò)程

【資料4】1996年，英國(guó)科學(xué)家維爾穆特（I.Wilmut)(圖2-27)將高度分化的乳腺上皮細(xì)胞的細(xì)胞核與去核的卵母細(xì)胞融合，培育出了克隆羊“多莉”。它是世界第一例體細(xì)胞核克隆的哺乳動(dòng)物。

【資料5】早在1952年，科學(xué)家就將豹蛙（Ranapipiens）的囊胚細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞中，使重組細(xì)胞發(fā)育成了蝌蚪，甚至有幾例變態(tài)發(fā)育為成蛙。1978年，我國(guó)著名生物學(xué)家童第周將黑斑蛙的成體紅細(xì)胞核移植到去核未受精卵中，也使重組細(xì)胞發(fā)育成了正常的蝌蚪。實(shí)驗(yàn)證明，胚胎細(xì)胞核的移植成功率遠(yuǎn)高于成體細(xì)胞?！痉治鲇懻摗靠茖W(xué)家在進(jìn)行核移植時(shí)，大都是將細(xì)胞核移卵母細(xì)胞或卵細(xì)胞中，而不是直接用體細(xì)胞進(jìn)行克隆動(dòng)物，這是為什么？一、體細(xì)胞核移植的過(guò)程

將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的______移入______________中，使這個(gè)______________發(fā)育成_______，繼而發(fā)育成_________的技術(shù)，稱為動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)。1.概念：細(xì)胞核去核的卵母細(xì)胞重新組合的細(xì)胞新胚胎動(dòng)物個(gè)體用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。2.原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。3.類型：①胚胎細(xì)胞核移植：胚胎細(xì)胞分化程度__，表現(xiàn)全能性________低相對(duì)容易②體細(xì)胞核移植：動(dòng)物體細(xì)胞分化程度__，表現(xiàn)全能性________高十分困難因此動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植一、體細(xì)胞核移植的過(guò)程一般指DNA分子擴(kuò)增。由一個(gè)細(xì)胞分裂所形成的細(xì)胞群體。指基因型完全相同的個(gè)體或群體。分子水平：細(xì)胞水平：個(gè)體水平：

克隆是無(wú)性繁殖，具體地說(shuō)，是指一個(gè)共同的祖先，通過(guò)無(wú)性繁殖的方法產(chǎn)生出來(lái)的一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個(gè)體。拓展資料：克隆與無(wú)性繁殖一、體細(xì)胞核移植的過(guò)程3.動(dòng)物體細(xì)胞核移植流程

1.寫出體細(xì)胞核移植的基本過(guò)程？減II期去核卵母細(xì)胞代孕母體新個(gè)體（與供體遺傳物質(zhì)基本相同）4.供體細(xì)胞指什么？來(lái)自于什么個(gè)體？為何要培養(yǎng)10代以內(nèi)？指提供細(xì)胞核的那個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(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，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。來(lái)自具優(yōu)良性狀的個(gè)體，如：優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奶牛2.基本過(guò)程分為幾個(gè)階段？移植過(guò)程用到了哪些生物技術(shù)？?jī)蓚€(gè)階段，核移植和胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。3.通過(guò)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)，實(shí)現(xiàn)克隆動(dòng)物的過(guò)程屬于

，體現(xiàn)了

。無(wú)性繁殖動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性5.什么細(xì)胞用作核受體細(xì)胞？為什么？受體細(xì)胞一般選用處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞，因?yàn)樵撈诩?xì)胞內(nèi)促進(jìn)個(gè)體發(fā)育的活性物質(zhì)的活性高，是作為受體細(xì)胞的最佳時(shí)期細(xì)胞。

其次，卵母細(xì)胞：1.體積大，易操作。2.含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件。3.卵黃多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，為發(fā)育提供豐富的營(yíng)養(yǎng)。6.在將體細(xì)胞的核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉卵母細(xì)胞的核？去掉的“核”是指什么？為使核移植的胚胎或動(dòng)物的遺傳物質(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，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前，必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或破壞。減II中期卵母細(xì)胞中的“核”是紡錘體-染色體復(fù)合物，“去核”是指去除該復(fù)合物。8.為什么要把供體細(xì)胞整個(gè)注入去核卵母細(xì)胞，而不只注入供體的核？保證供體的所有遺傳物質(zhì)進(jìn)入去核卵母細(xì)胞。9.注入的是供體細(xì)胞，而不是供體的核，為什么叫“核移植技術(shù)”？因?yàn)楣w細(xì)胞的細(xì)胞核擁有完整的遺傳信息，對(duì)后代的性狀表達(dá)起決定性的作用，線粒體DNA編碼的基因很少，表達(dá)的蛋白主要存在于線粒體中，與線粒體自身氧化磷酸化產(chǎn)生能量的功能相關(guān)，與后代的性狀表達(dá)并沒(méi)有很大的關(guān)系。10.通過(guò)什么手段激活受體細(xì)胞，構(gòu)建重組胚胎？用物理或化學(xué)方法（如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）激活受體細(xì)胞，使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育進(jìn)程。7.去核的方法有哪些？普遍使用的方法是顯微操作法。也有梯度離心、紫外線短時(shí)間照射、化學(xué)物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒(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。

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。相關(guān)信息11.最終得到的克隆動(dòng)物真的是供體動(dòng)物100%復(fù)制么？不是?？寺?dòng)物細(xì)胞中絕大部分DNA來(lái)自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體DNA是來(lái)自于受體卵母細(xì)胞。此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物不會(huì)是核供體動(dòng)物100%的復(fù)制。12.供體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是否也能表達(dá)出相應(yīng)性狀？核移植后的細(xì)胞質(zhì)中同時(shí)存在供體細(xì)胞和受體細(xì)胞的線粒體，到底這些線粒體是可以共存，還是一種消失一種保留，這個(gè)還處于研究階段。13.動(dòng)物克隆實(shí)例很多，為何多莉就舉世聞名呢？在2019年2月英國(guó)羅斯林研究所維爾穆特博士科研組公布體細(xì)胞克隆羊“多莉”培育成功前，胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展。實(shí)際上“多莉”的克隆在核移植技術(shù)上沿襲了胚胎細(xì)胞核移植的全部過(guò)程，但這并不能減低“多莉”的重大意義，因?yàn)樗鞘澜缡堑谝焕?jīng)體細(xì)胞核移植出生的動(dòng)物，是克隆技術(shù)領(lǐng)域研究的巨大突破。意味著在理論上證明了，同植物細(xì)胞一樣，分化了的動(dòng)物細(xì)胞核也具有全能性。14.對(duì)比“多莉”和教材高產(chǎn)奶牛的克隆過(guò)程，找出操作過(guò)程中的不同點(diǎn)？哪一種方法更科學(xué)？多莉：奶牛：受體細(xì)胞是去核卵細(xì)胞；是將供體細(xì)胞核注入受體細(xì)胞；受體細(xì)胞是去核卵母細(xì)胞；是將供體細(xì)胞注入受體細(xì)胞；卵母細(xì)胞中的細(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，操作也方便。15.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