第2節(jié)動物細胞工程三動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物【本節(jié)聚焦】1.什么是動物細胞核移植技術(shù)？2.動物體細胞核移植的基本過程是什么？3.體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景有哪些？4.怎樣理性看到體細胞核移植技術(shù)存在的問題？[課前5分鐘]回顧克隆羊“多莉”的誕生過程甲乙卵母細胞取核去核核移植重構(gòu)胚克隆羊“多莉”丙子宮發(fā)育“（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（cù）。”這是《西游記》中的一段描述，展示了中華先賢的想象力。[思考]毫毛來自體細胞，我們能用體細胞“變”出一群猴嗎？2017年，中國的科學(xué)家將這一幕變成了現(xiàn)實，他們利用體細胞核移植技術(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”。一、動物體細胞核移植技術(shù)的概念1.概念：將動物一個細胞的______，移入______________中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成_______，繼而發(fā)育成___________的技術(shù)。細胞核去核的卵母細胞新胚胎動物個體2.原理與生殖方式：動物(體)細胞核的全能性無性生殖3.哺乳動物核移植分類種類難易程度原因胚胎細胞核移植

分化程度

，全能性容易表現(xiàn)體細胞核移植分化程度

，全能性較難表現(xiàn)低高相對容易十分困難4.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

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

進行操作的技術(shù)尚不完善。胚胎分化

從1996年“多莉羊”成功誕生后，短短20年，人們已成功獲得多種克隆動物。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。[思考]為何不稱為“克隆技術(shù)”而是“核移植技術(shù)”？克隆技術(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)[活動1]認真閱讀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)至什么時期？卵母細胞去核的方法？

“去核”去的是什么？

為什么要去核？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、動物體細胞核移植的過程①體積大、營養(yǎng)多、易操作②含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì)減數(shù)分裂Ⅱ中期（MⅡ期）顯微操作法紡錘體-染色體復(fù)合物P52【相關(guān)信息】保證后代的遺傳物質(zhì)幾乎來自有重要利用價值的動物（供體）。梯度離心、紫外線短時間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法P54【相關(guān)信息】（在沒有穿透卵母細胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性）提供細胞核的個體有重要利用價值的動物的體細胞。降低去核操作可能導(dǎo)致的破壞，提高成功率，且操作簡便。（非供體細胞核）P53【相關(guān)信息】重構(gòu)胚是指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完整個體的能力。[思考]通過體細胞核移植得到的克隆動物遺傳物質(zhì)來源有哪些？①核遺傳物質(zhì)全部來自___________________②質(zhì)遺傳物質(zhì)一部分來自______細胞，另一部分來自____________供體動物的細胞核供體受體卵母細胞P54【思考.討論】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①克隆動物絕大部分DNA來自供體動物的細胞核，但線粒體中的DNA（細胞質(zhì)中的DNA）同時來自供體細胞和受體卵母細胞。②環(huán)境也會影響克隆動物的性狀，其環(huán)境與供體不完全相同。③可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異。[思考]該過程中應(yīng)用到的技術(shù)有哪些？動物細胞培養(yǎng)動物細胞核移植胚胎移植早期胚胎培養(yǎng)動物細胞融合性別與供體一致動物細胞核具有全能性三、體細胞核移植的應(yīng)用前景及存在的問題（一）應(yīng)用前景1.畜牧業(yè)：加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。2.醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域A.建立轉(zhuǎn)基因體細胞系，再利用此技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因克隆動物可作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白。乳腺生物反應(yīng)器2.醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域B.治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織或器官，可作為異種移植的供體。治療性克隆C.患者的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、組織或器官可用于移植以避免免疫排斥反應(yīng)。3.科學(xué)研究領(lǐng)域A.研究克隆動物可使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程B.克隆一批遺傳背景相同的動物，可通過對比來分析致病基因C.克隆特定疾病模型的動物，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.保護瀕危物種：有望增加瀕危物種的存活數(shù)量中華眼鏡蛇大型東烏桑巴拉葉片角變色龍黑草黃弄蝶（二）存在的問題1.該技術(shù)的成功率非常低，各個技術(shù)環(huán)節(jié)有待進一步改進。2.相對于技術(shù)研究，核移植的理論研究較為滯后，需要與發(fā)育生物學(xué)、細胞生物學(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.絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大、異常肥胖、發(fā)育困難、臟器缺陷和免疫失調(diào)等。P55【練習(xí)與應(yīng)用】二、拓展應(yīng)用2.一些研究者認為，克隆動物的端粒比較短，基因表達不正常，早衰是一種必然現(xiàn)象。另一些研究者則認為，克隆動物的遺傳物質(zhì)是正常的，目前發(fā)現(xiàn)的早衰跡象是在克隆過程中的一些技術(shù)問題造成的;或者克隆動物在發(fā)育過程中出現(xiàn)了變異，早衰只是偶然現(xiàn)象。練一練判斷?？颊Z句，澄清易混易錯（1）克隆動物的制備體現(xiàn)了動物細胞的全能性（）（2）克隆動物的遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞（）（3）減數(shù)分裂Ⅱ中期卵母細胞中的“核”其實是紡錘體—染色體復(fù)合物（）（4）重構(gòu)胚具有發(fā)育成完整個體的能力（）××√√練一練

P55【練習(xí)與應(yīng)用】一、概念檢測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D2.2017年，某國批準(zhǔn)了首例使用細胞核移植技術(shù)培育"三親嬰