第二章

細(xì)胞工程2.2.3動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物二.以文字和圖示表述體細(xì)胞核移植的過程。一.闡明動物細(xì)胞核移植技術(shù)的概念和原理三.說明體細(xì)胞核移植的應(yīng)用及對生殖性克隆人等社會議題進行理性判斷。學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄一.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)二.體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程三.體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景和問題一.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆猴用到了什么技術(shù)?為什么用供體猴的一個細(xì)胞核進行移植就可以培育出與它幾乎一模一樣的克隆猴?胚胎細(xì)胞克隆猴與體細(xì)胞克隆猴有什么不同?為什么體細(xì)胞克隆猴的誕生能夠轟動世界?閱讀教材52頁相關(guān)內(nèi)容，思考回答以下問題：一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)任務(wù)一1.概念：將動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。2.原理：動物細(xì)胞核的全能性4.種類：胚胎細(xì)胞核移植：體細(xì)胞核移植：細(xì)胞分化程度低，表現(xiàn)全能性容易細(xì)胞分化程度高，表現(xiàn)全能性十分困難3.生殖方式：無性生殖因此動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植一、動物細(xì)胞核移植技術(shù)動物體細(xì)胞分化程度高，表現(xiàn)其全能性十分困難，因此動物體細(xì)胞核移植難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。在體細(xì)胞核移植中，非人靈長類動物的體細(xì)胞核移植非常困難，原因是什么？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；對非人靈長類動物胚胎操作的技術(shù)尚不完善。應(yīng)用體細(xì)胞核移植技術(shù)，我國已成功地克隆了牛、羊、豬和猴等多種哺乳動物。下面以克隆高產(chǎn)奶牛為例，來說明體細(xì)胞核移植的大致過程。過渡二.體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程細(xì)胞核移植早期胚胎卵裂……胚胎移植C母綿羊子宮多莉羊分娩妊娠Ｂ母綿羊乳腺細(xì)胞細(xì)胞核卵細(xì)胞Ａ母綿羊細(xì)胞質(zhì)融合后的卵細(xì)胞從1996年“多莉羊”成功誕生后，短短20年，人們已成功應(yīng)用體細(xì)胞核移植技術(shù)，克隆了牛、羊、豬和猴等多種哺乳動物。普通奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4t，現(xiàn)有一頭名叫盧辛達的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8t，能否依據(jù)“多莉”的培育過程，進行優(yōu)質(zhì)奶牛的快速繁育？請同學(xué)們設(shè)計出相應(yīng)的體細(xì)胞核移植的過程流程圖。二、體細(xì)胞核移植的過程體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程將胚胎移入受體(代孕)母牛體內(nèi)(1)為什么選擇卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞？①卵母細(xì)胞體積大，易操作②含有促使細(xì)胞核表達全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件（如促成熟因子（MPF）其水平高低可影響供體染色體的狀態(tài)和復(fù)制）③卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。(2)為何要培養(yǎng)到MⅡ期？此時的細(xì)胞核核膜核仁消失，為紡錘體-染色體復(fù)合物。含有促使細(xì)胞核表達全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件①采集卵母細(xì)胞，體外培養(yǎng)至MⅡ期②選擇高產(chǎn)奶牛(供體)（3）.一般選用10代以內(nèi)的細(xì)胞，為什么？因為10代以內(nèi)的細(xì)胞保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。正常排出的卵子即處于MⅡ期二、體細(xì)胞核移植的過程通過顯微去核從屠宰場收集牛卵巢，采集卵母細(xì)胞(研究人員正在使用設(shè)備從牛的卵巢采集卵母細(xì)胞)，在體外培養(yǎng)到MⅡ期實際是去除紡錘體-染色體復(fù)合物★方法：顯微操作去核去核時，由于MⅡ期卵母細(xì)胞核的位置靠近第一極體，用微型吸管一般一并吸出第一極體第一極體次級卵母細(xì)胞（3）卵母細(xì)胞去核的原因是什么？保證克隆動物的遺傳物質(zhì)盡可能來自于有重要利用價值的動物。③.卵母細(xì)胞去核二、體細(xì)胞核移植的過程卵母細(xì)胞去核方法（4）卵母細(xì)胞去核的方法是什么？顯微操作去核法也有人采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學(xué)物質(zhì)處理等方法。優(yōu)點：使DNA變性失活，達到去核的目的。沒有刺破透明帶或卵母細(xì)胞質(zhì)膜，對卵母細(xì)胞傷害小。二、體細(xì)胞核移植的過程指人工重新構(gòu)建的胚胎，具有發(fā)育成完成個體的能力。（5）注入“去核卵母細(xì)胞”的是“整個供體細(xì)胞”還是“供體細(xì)胞的細(xì)胞核”？為什么？原因：①對卵母細(xì)胞損傷較?。虎诒ＷC供體細(xì)胞的細(xì)胞核不被破壞，操作方便。直接將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞的透明帶內(nèi)√顯微注射法二、體細(xì)胞核移植的過程（6）誘導(dǎo)融合的方法？？

融合的結(jié)果？電融合法供體核進入卵細(xì)胞，形成重構(gòu)胚（7）什么是重構(gòu)胚？

激活重構(gòu)胚的方法？

激活重構(gòu)胚的目的？物理或化學(xué)方法使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進程（如電刺激、Ca2＋載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等）1501重構(gòu)胚9.克隆動物是對體細(xì)胞供體動物進行了100%的復(fù)制嗎？問克隆動物遺傳物質(zhì)細(xì)胞核的DNA線粒體中的DNA生活環(huán)境：性狀出生與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛10.新生牛的性別？與供體相同來自于供體動物的細(xì)胞核供體細(xì)胞和卵母細(xì)胞可能發(fā)生基因突變、染色體變異等可遺傳變異二、體細(xì)胞核移植的過程三.體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景和問題1.在畜牧生產(chǎn)中加速家畜遺傳改良進程、促進優(yōu)良畜群繁育（一）應(yīng)用前景二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題(1)通過建立轉(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

因克隆動物可以作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白；2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：（一）應(yīng)用前景二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題(2)在治療人類疾病時，轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、

組織或器官可以用于異種移植；(3)以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞，

經(jīng)過誘導(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可以避免免疫排斥反應(yīng)。治療性克隆2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：（一）應(yīng)用前景二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題3.在科研領(lǐng)域：①研究克隆動物可以使人類更深入地了解胚胎發(fā)育

及衰老過程；②克隆一批遺傳背景相同的動物，可以通過

它們之間的對比來分析致病基因；③克隆特定疾病模型的動物，還能為研究該疾

病的致病機制和開發(fā)相應(yīng)的藥物提供幫助。（一）應(yīng)用前景二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題裸鼠腫瘤動物模型4.在保護瀕危物種方面：該技術(shù)有望增加瀕危物種的存活數(shù)量。金絲猴白鰭豚中華眼鏡蛇（一）應(yīng)用前景二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題①成功率非常低，各個技術(shù)環(huán)節(jié)也有待進一步改進；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(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；③一些研究者指出，絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，許多克隆

動物表現(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。（二）存在的問題二、體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題【課堂小結(jié)】用物理或化學(xué)方法激活重構(gòu)胚通過顯微操作去核1.下列對動物細(xì)胞核移植技術(shù)的描述中，錯誤的是()A.哺乳動物細(xì)胞核移植包括胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植B.體細(xì)胞核移植的過程中可通過顯微操作去除卵母細(xì)胞中的核C.體細(xì)胞核移植過程中通常采用減數(shù)分裂Ⅱ中期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞D.通過體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對供核動物進行了100%的復(fù)制課堂檢測D2.科學(xué)家利用小鼠的成纖維細(xì)胞成功培育了克隆鼠，培育過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.細(xì)胞A為培育到MⅡ期的卵母細(xì)胞B.克隆鼠的遺傳物質(zhì)主要來自鼠成纖維細(xì)胞C.利用胚胎干細(xì)胞作為核供體更難培育克隆鼠D.在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)成纖維細(xì)胞時會出現(xiàn)細(xì)胞貼壁和接觸抑制現(xiàn)象C3.核移植的受體細(xì)胞是MⅡ期卵母細(xì)胞，下列有關(guān)說法錯誤的是（）A.MⅡ期卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有促進細(xì)胞核全能性表達的物質(zhì)B.MⅡ期卵母細(xì)胞體積比較大，操作起來相對容易C.可以把供體細(xì)胞直接注入去核的卵母細(xì)胞中D.MⅡ期卵母細(xì)胞對克隆動物的遺傳特性沒有任何影響D4.下列有關(guān)動物核移植的說法錯誤的是（

）A.通過核移植得到的細(xì)胞稱為重組細(xì)胞B.對MⅡ期的卵母細(xì)胞去核操作實質(zhì)上是去除紡錘體—染色體復(fù)合物C.核移植得到克隆動物的過程屬于無性生殖D.動物體細(xì)胞表現(xiàn)全能性的難易程度與其分化程度無關(guān)D5.根據(jù)體細(xì)胞核移植技術(shù)的特點進行推斷，體細(xì)胞核移植技術(shù)可以用來（）①有效提高瀕危動物的遺傳多樣性②提高某些良種家畜自然繁殖率③解決人體器官移植供體來源短缺的問題④為科學(xué)研究提供實驗動物⑤構(gòu)建轉(zhuǎn)基因克隆動物，作為生物反應(yīng)器，大規(guī)模生產(chǎn)珍貴醫(yī)用蛋白A.①②③④⑤