高中生物选修三 核移植技术

1、专题一：专题一： 专题专题 2 动物体细胞核移植技术动物体细胞核移植技术 和克隆动物和克隆动物 1 1、分化潜能变窄分化潜能变窄：随着细胞分化程：随着细胞分化程 度的提高而逐渐受到限制，分化潜度的提高而逐渐受到限制，分化潜 能变窄，这是指整体细胞而言。能变窄，这是指整体细胞而言。 思考思考: : 我们能否用植物组织培养的方我们能否用植物组织培养的方 法使动物细胞发育成动物个体？法使动物细胞发育成动物个体？ 动物细胞全能性特点动物细胞全能性特点 怎样将动物细胞的全能性表达怎样将动物细胞的全能性表达? ? 动物细胞核移植技术动物细胞核移植技术 去核的卵母细胞去核的卵母细胞:体积大、易操作体积大、易

2、操作，含有，含有 促进细胞核表达全能性的促进细胞核表达全能性的物质和营养条件。物质和营养条件。 2、细胞核细胞核仍具有全能性：细胞核，它仍具有全能性：细胞核，它 含有保持物种遗传性所需的全套基因，含有保持物种遗传性所需的全套基因， 而且并没有因细胞分化而丢失基因，因而且并没有因细胞分化而丢失基因，因 此高度分化细胞的此高度分化细胞的细胞核细胞核仍具有全能性仍具有全能性 动物细胞全能性特点动物细胞全能性特点 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 2.2.原理原理: : 1.1.概念：概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入将动物的一个细胞的细胞核，移入 一个已经去掉细

3、胞核的一个已经去掉细胞核的卵母细胞卵母细胞中，使其重中，使其重 组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最 终发育成动物个体。终发育成动物个体。 细胞核的全能性细胞核的全能性 3.3.核移植种类核移植种类 细胞分化程度高，细胞分化程度高， 恢复全能性困难恢复全能性困难 胚胎细胞核移植：胚胎细胞核移植： 体细胞核移植体细胞核移植： 细胞分化程度低，细胞分化程度低， 恢复全能性容易恢复全能性容易 什么是克隆什么是克隆? ? 就是就是无性繁殖无性繁殖，具体的说，是指从一个共同的祖先，通，具体的说，是指从一个共同的祖先，通 过无性繁殖的方法产生出来的一群过无性繁殖的方

4、法产生出来的一群遗传特性相同遗传特性相同的的DNADNA 分子、细胞或个体。分子、细胞或个体。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 用核移植的方法得到的动物用核移植的方法得到的动物称为克隆动物称为克隆动物 卵细胞卵细胞 母绵羊母绵羊 母绵羊母绵羊 乳腺细胞乳腺细胞 细胞质细胞质 细胞核细胞核 细胞核移植细胞核移植 早期胚胎早期胚胎 卵裂卵裂 C C母绵羊子宫母绵羊子宫 胚胎移植胚胎移植 多莉羊多莉羊 分娩分娩妊娠妊娠 多莉羊的培育过程多莉羊的培育过程 融合后的卵细胞融合后的卵细胞 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 （1）动物

5、的克隆与植物克隆一样吗？）动物的克隆与植物克隆一样吗？ （2 2）用动物体细胞进行克隆的过程）用动物体细胞进行克隆的过程, ,其实际操作过程其实际操作过程 是什么？是什么？ 动物克隆过程的实际是动物克隆过程的实际是细胞核移植细胞核移植 （3 3）阅读课本）阅读课本P48P48，简述高产牛体细胞核移植过程，简述高产牛体细胞核移植过程 思考思考 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 （M卵母细胞卵母细胞） 减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期 去核的卵母细胞去核的卵母细胞 供体细胞注入供体细胞注入 去核卵母细胞去核卵母细胞 受体细胞激活，受体细胞激活， 完成分裂、发

6、完成分裂、发 育育 胚胎移植胚胎移植 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 供体细胞供体细胞 （供核）（供核） 细胞培养细胞培养 体细胞体细胞 卵巢卵母细胞卵巢卵母细胞 （MM中期：供质）中期：供质） 去核去核 无核卵母无核卵母 细胞细胞 注入注入细胞融合细胞融合 重重 组组 细细 胞胞 构建重组构建重组 胚胎胚胎 胚胎移植胚胎移植 代孕母体代孕母体 生出与生出与供体供体奶牛遗奶牛遗 传传基本基本相同的犊牛相同的犊牛 4.4.体细胞核移植过程体细胞核移植过程 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 归纳归纳: （1 1）共分成两大阶

7、段：）共分成两大阶段： （2 2）移植过程用到的生物技术：）移植过程用到的生物技术： 核移植和胚胎移植核移植和胚胎移植 动物细胞培养、核移植、早期胚胎培动物细胞培养、核移植、早期胚胎培 养、胚胎移植等养、胚胎移植等 （3 3）严格来说新个体具有）严格来说新个体具有两个亲本的性状两个亲本的性状 据上图思考下列问题：据上图思考下列问题： 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前， 为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？ 提示提示：为使核移植的胚胎或动物的遗传物质

8、全：为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全 部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞， 在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须 将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 用于核移植的供体细胞一般都选用传代用于核移植的供体细胞一般都选用传代 1010代以内的细胞，想一想，这是为什么代以内的细胞，想一想，这是为什么 ？ 提示提示：培养的动物细胞一般当传代至：培养的动物细胞一般当传代至10105050 代左右时，部分细胞核型

9、可能会发生变化，代左右时，部分细胞核型可能会发生变化， 其细胞遗传物质其细胞遗传物质可能会发生突变可能会发生突变，而，而1010代以代以 内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因 此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞 正常的遗传基础，通常采用传代正常的遗传基础，通常采用传代1010代以内的代以内的 细胞。细胞。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 你认为用上述体细胞核移植方法生产的克你认为用上述体细胞核移植方法生产的克 隆动物，是对体细胞供体动物进行了隆动物，是对体细胞供体动物进行了1

10、00%100% 的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？ 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 不是的！因为：不是的！因为： 供体动物只提供细胞核，而细胞质中的遗传供体动物只提供细胞核，而细胞质中的遗传 物质（如线粒体物质（如线粒体DNA）来自于受体卵母细胞）来自于受体卵母细胞. 生物的性状不仅与遗传物质有关，还受生物的性状不仅与遗传物质有关，还受 环境的影响。环境的影响。 动物克隆实例很多，为何多莉就举世闻名呢？动物克隆实例很多，为何多莉就举世闻名呢？ 在在19971997年年2 2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士科月英国罗斯林研究所维尔穆特博士科 研组公布体细胞克

11、隆羊研组公布体细胞克隆羊“多莉多莉”培育成功之前，胚培育成功之前，胚 胎细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上，胎细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上， “多莉多莉”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核 移植的全部过程，但这并不能减低移植的全部过程，但这并不能减低“多莉多莉”的重大的重大 意义，因为它是世界上意义，因为它是世界上第一例第一例经体细胞核移植出生经体细胞核移植出生 的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨 大进展意味着：大进展意味着：在理论上证明了，同植物细胞一样，在理论上证明了，同植物细胞一

12、样， 分化了的动物分化了的动物细胞核细胞核也具有全能性也具有全能性 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 对比对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找 出操作过程的不同点？出操作过程的不同点？ 多莉克隆过程的受体细胞是去核多莉克隆过程的受体细胞是去核卵卵细胞，细胞， 而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核而高产奶牛的克隆过程的受体细胞是去核 卵母卵母细胞；多莉克隆过程是将供体细胞；多莉克隆过程是将供体细胞核细胞核 注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是注入受体细胞，而高产奶牛的克隆过程是 将供体将供体细胞细胞注入受体细胞。注入受体细胞

13、。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明 理由？理由？ 卵母细胞当中的卵母细胞当中的细胞周期蛋白含量、活性比细胞周期蛋白含量、活性比 卵细胞高卵细胞高，用它作受体更容易成功，用它作受体更容易成功 将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像更像 供体动物，操作也方便供体动物，操作也方便 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 5 5、体细胞核移植技术的应用前景：、体细胞核移植技术的应用前景： 在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进在畜牧

14、业中可以加速家畜遗传改良的进 程，促进优良畜群的繁育。程，促进优良畜群的繁育。 在保护濒危物种方面，可望利用体细胞在保护濒危物种方面，可望利用体细胞 核移植技术增加动物的存活量。核移植技术增加动物的存活量。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 医药卫生领域可作为生物反应器生产医医药卫生领域可作为生物反应器生产医 用蛋白质。用蛋白质。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 在治疗人类疾病时，在治疗人类疾病时， 转基因克隆动物细胞、转基因克隆动物细胞、 组织和器官可作为异种组织和器官可作为异种 移植的供体；人的核移移植的供体；人的核

15、移 植胚胎干细胞经诱导分植胚胎干细胞经诱导分 化，形成相应的组织、化，形成相应的组织、 器官后，可用于器官移器官后，可用于器官移 植。植。 了解胚胎发育和衰老过了解胚胎发育和衰老过 程；追踪研究疾病的发展程；追踪研究疾病的发展 过程和治疗疾病过程和治疗疾病 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 成功率比较低成功率比较低 大多存在健康问题大多存在健康问题 克隆动物食品安全问题克隆动物食品安全问题 6 6、体细胞核移植技术存在的问题：、体细胞核移植技术存在的问题： 2.2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？ 二、动物

16、体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 提示提示：动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物：动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物 细胞培养不需经过脱分化过程。细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细因高度分化的动物细 胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，所，所 以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的 脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通 常采用常采用定向诱导动物干细胞定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的

17、组，使其分化成所需要的组 织或器官。织或器官。 3 3、能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗、能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗 ？请说明理由。？请说明理由。 提示提示：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。：可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。 卢辛达的产奶量很高，说明它有高产奶的遗传基础，卢辛达的产奶量很高，说明它有高产奶的遗传基础， 利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全 部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果 精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛

18、精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛 再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代，再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代， 从而加快奶牛改良进程。从而加快奶牛改良进程。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 4 4、如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如、如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如 何对它进行克隆？何对它进行克隆？ 提示提示：首先从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳：首先从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳 朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获 得该组织（如

19、软骨组织）的细胞。从屠宰场取废弃的牛得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠宰场取废弃的牛 卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母 细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使 卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母 细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵 母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在 体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发 情处理的受体母牛体内。情处理的受体母牛体内。 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 5.5.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问 题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。 提示提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机 制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、制尚不清楚，克隆技术效