动物体细胞核移植技术和克隆动物【教学课件】 2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章第2节（三）动物体细胞核移植技术和克隆动物学习目标01阐明动物细胞核移植技术的概念和原理02以文字和图示表述体细胞核移植的过程03说明体细胞核移植的应用及对生殖性克隆人等社会议题进行理性判断01问题探讨01从社会中来西游记中的这段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞。过渡毫毛来自体细胞，我们能用体细胞“变”出猴来吗？02动物体细胞核移植技术概念：用核移植的方法得到的动物称为克隆动物细胞核去核的卵母细胞新胚胎动物个体供体细胞受体细胞卵母细胞动物细胞去核取核移入重组细胞新胚胎克隆动物发育发育将动物一个细胞的

，移入

中，使这个重新组合的细胞发育成

，继而发育成

的技术。02动物体细胞核移植技术思考：为何不称为“克隆技术”而是“核移植技术”?克隆技术：是一个很广的概念，凡指新形成的事、物与亲本一致的现象均可称为“克隆”。在生物学上包含分子、细胞、个体3个层次，即分子克隆、细胞克隆、个体克隆。单克隆抗体技PCR

技术动物细胞培养技术植物细胞培养技术植物组织培养技术核移植技术原理：动物细胞核的全能性种类：生殖方式：无性生殖胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度

，表现全能性

；细胞分化程度

，表现全能性

。

相对容易高十分困难低整个细胞随分化程度的提高，分化潜能逐渐减弱，全能性受到限制因此动物体细胞核移植难度明显高于胚胎细胞核移植02动物体细胞核移植技术非人灵长类动物的体细胞核移植的困难原因①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。我国科学家经过多年努力，攻克了这些障碍，终于成功获得了世界上首例体细胞克隆猴。02动物体细胞核移植技术03体细胞核移植的过程结合P53图2-18，理清“体细胞核移植”的基本过程是什么？科学家通过体细胞核移植技术获得了类似卢辛达的高产奶牛，如果要加速高产奶牛的繁育，可以对此高产奶牛进行克隆(如图所示)高产奶牛体细胞03体细胞核移植的过程屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期“去核”的卵母细胞供体细胞培养通过显微操作去核高产奶牛（供体）从供体身体的某一部位（如耳）上取体细胞①细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②细胞体积大，便于操作；③卵黄多，营养物质丰富。卵母细胞的特点：卵母细胞为什么要“去核”？保证核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自供体细胞。为什么要培养到MⅡ期？正常排出的卵子即处于MⅡ期，此时卵母细胞已发育成熟，细胞质中具有激活重构胚以及早期胚胎发育的必需因子。03体细胞核移植的过程①对卵母细胞损伤较小；②保证供体细胞的细胞核不被破坏，操作方便。电融合法激活方法：①物理方法；②化学方法形成重构胚为什么将整个供体细胞注入卵母细胞中？激活重构胚目的是什么？用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。早期胚胎去核的卵母细胞供体细胞将供体细胞注入去核的卵母细胞03体细胞核移植的过程早期胚胎(代孕)母牛体内生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛克隆牛问题1整个过程用了哪些技术？问题2新生牛的性别？性状表现与三个亲本都相关吗？问题3繁殖方式？动物细胞培养、动物体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植与供体相同，性状与代孕母牛无关无性繁殖03体细胞核移植的过程1.体细胞核移植到受体卵母细胞前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来供体细胞，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。2.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100%的复制吗？为什么？不是对核供体动物进行100%的复制。①细胞质中的DNA（线粒体中的DNA）同时来自供体细胞和受体卵母细胞②性状是基因与环境共同作用的结果，克隆动物所处的环境与核供体细胞生活的环境不会完全相同；③克隆动物个体发育过程中有可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异；思考•讨论03体细胞核移植的过程思考•讨论3.体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处？请你预测它们应用前景的差异。

利用体细胞核移植技术和诱导iPS细胞都能生成干细胞，但它们的过程是完全不同的。通过体细胞核移植技术可以生成带有核供体细胞遗传物质的胚胎干细胞；诱导iPS细胞需要在细胞中表达几个关键基因，将细胞逆转到类似胚胎干细胞的状态。体细胞核移植技术对核供体细胞有较高要求；可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广些。体细胞核移植技术涉及采集卵母细胞、去核、融合等复杂的操作；诱导iPS细胞的技术流程相对简单，可能更适合用于生产实践。04体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题克隆牛在生命早期面临较大的危险，有42%的犊牛在分娩后150日龄期间死亡，常见疾病包括脐带膨大、呼吸问题和精神沉郁等。1999年克隆羊“多莉”出现早衰现象后，克隆牛也被发现存在早亡现象，这引发了对克隆动物前景的担忧；克隆牛研究中出现了高流产率和胎儿死亡率，以及胎儿过重和胎盘异常等问题。安乐死后的克隆羊多利请同学们阅读教材第54页最后两段，了解体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题。04体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题1.畜牧生产加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育04体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题2.医药卫生领域（1）通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白（2）在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于异种移植（3）以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应04体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题病人取核去核卵母细胞重构胚胎各种细胞组织或器官诱导取出体细胞核移植移植成纤维细胞取出转入相关因子iPS细胞各种细胞组织或器官胚胎干细胞取出诱导移植治疗性克隆iPS细胞治疗细胞发生转化04体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题3.科研领域（1）研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程（2）克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因（3）克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助04体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题4.保护濒危物种该技术有望增加濒危物种的存活数量（不能提高生物多样性）黑草黄弄蝶白鳍豚金丝猴04体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题存在的问题如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。易出现早衰（多利羊猜想）。胚胎移植动物幼体产出概率＜10％(1)成功率非常低(2)核移植的理论研究较为滞后(3)绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷。05课堂小结概述过程动物细胞核移植结果生殖方式原理分类动物细胞核移植动物细胞培养动物细胞融合胚胎移植早期胚胎培养前景和问题畜牧生产、保护濒危物种、医药卫生、治疗人类疾病、科研成功率低、环节有待改进、健康问题06课堂小测1.下列关于体细胞核移植技术的叙述，正确的是(

)A.核移植得到的动物称为克隆动物B.克隆动物的遗传性状与供核亲本完全一致C.体细胞核移植的成功率高于胚胎细胞核移植D.核移植时通常将供体细胞注入去核的卵母细胞中A解析：体细胞核移植技术是将动物的一个体细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体，核移植得到的动物称为克隆动物，A正确；克隆动物的核遗传物质与供核亲本一致，但细胞质遗传物质来自卵母细胞供体，且生物性状还受环境影响，因此遗传性状与供核亲本不完全一致，B错误；胚胎细胞分化程度低，全能性高，胚胎细胞核移植的成功率高于体细胞核移植，C错误；核移植时通常将供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，而非直接注入整个供体细胞，D错误。06课堂小测2.下列有关动物细胞核移植技术和克隆动物的说法，错误的是(

)A.克隆动物的个体发育过程发生了细胞的增殖、分化、衰老和凋亡B.体细胞核移植技术发展到今天已相当成熟，成功率较高C.利用动物细胞核移植技术可以有选择地繁殖某一性别的动物个体D.绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷等B解析：克隆动物的个体发育过程中，细胞会发生增殖、分化、衰老和凋亡，这是细胞正常的生命历程，A正确；体细胞核移植技术目前成功率较低，存在克隆动物成活率低、发育异常等问题，技术尚未成熟，B错误；动物细胞核移植的供核细胞决定克隆动物的性别，因此可选择特定性别的供体细胞，有选择地繁殖某一性别的动物，C正确；绝大多数克隆动物存在健康问题，如体型过大、脏器缺陷、免疫异常等，这是核移植技术的常见问题，D正确。06课堂小测3.我国科学家利用体细胞克隆技术成功培育出克隆猴“中中”和“华华”，流程为：将猕猴的体细胞直接注入去核卵母细胞，构建重组细胞，经体外培养获得早期胚胎，再移植到代孕母猴体内发育。下列叙述正确的是(

)A.卵母细胞“去核”是指通过显微操作去掉MⅡ期的染色体B.“中中”“华华”与猕猴长得最像，性别为一雌一雄有利于繁衍后代C.代孕母猴为胚胎发育提供遗传物质和适宜的生理环境D.可用Ca2+载体等激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程D解析：卵母细胞“去核”是去除处于MⅡ期卵母细胞的第一极体和纺锤体－染色体复合物，A