高中人教版 (2019)三 动物体细胞核移植技术和克隆动物说课课件ppt

这是一份高中人教版 (2019)三 动物体细胞核移植技术和克隆动物说课课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了第2节动物细胞工程，必备知识•夯实双基，动物细胞核的全能性，MⅡ期去核，胚胎移植，基本相同，遗传改良，生物反应器，医用蛋白，异种移植等内容，欢迎下载使用。

三　动物体细胞核移植技术和克隆动物
一、动物细胞核移植技术的概述
二、体细胞核移植的过程
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题1．应用前景(1)畜牧生产方面：加速家畜____________进程，促进优良畜群繁育。(2)医药卫生领域①转基因克隆动物作为_____________，生产珍贵的___________。②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为____________的供体。③人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的细胞、组织、器官后，可用于____________的移植。
(3)了解胚胎发育及衰老过程。(4)用克隆动物做____________，使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。(5)保护濒危物种方面：保护____________，增加濒危动物的存活数量。
2．存在问题(1)体细胞核移植技术的__________非常低。(2)克隆动物存在健康问题，表现出遗传和________缺陷等。
1．动物细胞核移植的技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。2．哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。3．体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。4．在体细胞核移植中，从卵巢中采集的卵母细胞，要培养到MⅡ(中)期。5．克隆动物与核供体动物的遗传物质基本相同。
1．动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(　　)2．体细胞核移植过程中采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞。(　　)3．经细胞核移植培育出的新个体只有一个亲本的遗传性状。(　　)4．克隆特定疾病模型的动物可用于疾病的研究和药物开发。(　　)5．克隆动物技术成功率很高。(　　)
思考：1．通过体细胞核移植产生的克隆动物是有性生殖还是无性生殖？提示：通过体细胞核移植产生的克隆动物没有经过生殖细胞的结合，属于无性生殖。
2．为什么核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同？提示：①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但其核外线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。
3．选用处于MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞的原因。提示：(1)卵母细胞体积大，易于操作。(2)卵母细胞细胞质内促使细胞核体现全能性的物质含量最高。(3)卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。
1．原理：动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，用体细胞核移植技术能够得到克隆动物。说明动物体细胞的细胞核具有全能性。2．供体：一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。
3．受体(1)材料选择：选择处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞作为受体细胞。其原因是：①卵母细胞细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②卵母细胞体积大，便于操作；③卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。(2)去核的原因：保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞。
　　　　　下列关于体细胞克隆的叙述，错误的是(　　)A．供体提供细胞核B．受体为去核卵母细胞C．细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤D．克隆出的后代与供体的遗传物质和表型完全一致
解析：供体提供细胞核，A项正确；受体是去掉细胞核的卵母细胞，B项正确；体细胞克隆的关键步骤是细胞核移植，C项正确；克隆出的后代与供体的遗传物质和表型不完全一致，因为供体只提供了核基因，而细胞质基因来自受体，同时表型除了受基因控制外，还受外界环境因素的影响，D项错误。
1．下列关于体细胞核移植技术应用的叙述，不正确的是(　　)A．克隆动物组织、器官可作为异种移植的供体B．研究克隆动物和动物细胞有利于了解胚胎发育过程C．有望用体细胞核移植技术增加濒危物种的存活数量D．用克隆动物做疾病模型可用于治疗人类的各种疾病
解析：克隆动物组织、器官可作为异种移植的供体，解决人体器官移植供体来源短缺的问题，A项正确；研究克隆动物和动物细胞有利于了解胚胎发育过程，B项正确；体细胞核移植技术有望增加濒危物种的存活数量，C项正确；用克隆动物做疾病模型能为研究疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助，但不能用于治疗人类的各种疾病，D项错误。
细胞工程的各种技术手段及其原理总结
　　　　　下列细胞工程的技术手段与应用原理相符的是(　　)A．动物体细胞核移植技术——细胞的全能性B．动物细胞培养——细胞的全能性C．单克隆抗体的制备——细胞膜的流动性、细胞增殖D．植物体细胞杂交——细胞膜的流动性
解析：动物体细胞核移植技术应用的原理是动物体细胞细胞核的全能性，因为高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，只有细胞核能体现全能性；动物细胞培养的目的是获得大量细胞或细胞产物，所以应用的原理是细胞增殖；植物体细胞杂交应用的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
2．下列关于细胞工程的叙述，正确的是(　　)A．利用花药培养得到单倍体植株，从紫草细胞中提取紫草宁，利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株，都利用了植物组织培养技术B．在进行植物组织培养时，由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，不可能发生细胞脱分化和基因突变，而可能发生细胞分化和基因重组C．与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原理均相同，都能形成杂种细胞和杂种个体D．动物难以克隆的根本原因是动物细胞中的基因不完整
解析：花药培养、杂种细胞培育成杂种植株和植物体细胞杂交都利用了植物组织培养技术，A项正确；在进行植物组织培养时，由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能发生基因突变，但因不进行减数分裂，所以不会发生基因重组，B项错误；与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合诱导融合的方法不完全相同，所用的技术手段、所依据的原理均不完全相同，而且只有植物体细胞杂交能产生杂种植株，C项错误；动物难以克隆的根本原因是动物细胞全能性较低，D项错误。
动物体细胞核移植的特点1．动物体细胞核移植依据的原理是动物细胞核的全能性，属于无性生殖。虽然细胞核内具有发育成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难体现细胞的全能性。卵母细胞体积大，易于操作，含有促使细胞核体现全能性的物质和营养条件。将体细胞核移入去核卵母细胞内，既保证了重组细胞的完整性，又能刺激体细胞核体现其全能性。
2．动物体细胞核移植产生的新个体，其亲本有三个：体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因与体细胞核供体的完全一样，因此新个体的性状与体细胞核供体的基本相同。卵母细胞细胞质中也有少量的DNA，因此新个体的性状与卵母细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体的性状与代孕母体基本没有关系。
　　　　　研究人员将猴胚胎细胞(a)中的细胞核取出，移植入一只雌猴的去核卵母细胞(b)中，得到重组细胞(c)，经培养获得胚胎并移植到另一雌猴(d)体内进一步发育，获得克隆猴(e)，下列叙述正确的是(　　)A．e的细胞内的全部基因都来自aB．c经一系列增殖和分化形成e的过程中，细胞核起控制作用C．d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件D．e的形成过程中没经过受精作用，其体细胞中无同源染色体
解析：根据题意可知，e的细胞内的细胞核基因来自a，细胞质基因来自b，A项错误；遗传物质主要存在于细胞核中，重组细胞c经一系列增殖和分化形成e的过程中，细胞核起控制作用，B项正确；d为胚胎发育提供适宜条件，不提供遗传物质，C项错误；e的细胞核来源于猴胚胎细胞(a)，胚胎细胞含有同源染色体，D项错误。
思考·讨论⇨P541．提示：为使核移植后得到的胚胎或动物的主要遗传物质全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卵母细胞之前，必须将受体卵母细胞的核去掉。
2．提示：克隆动物的绝大部分DNA来自供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法生产的克隆动物不是对体细胞供体动物进行了100%的复制。此外，即便动物的遗传物质完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，体细胞供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和体细胞供体动物的完全相同。
3．提示：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，一般情况下体细胞的分化程度越高，它重编程为干细胞的成功率就越低；
可诱导成为iPS细胞的细胞来源相对广一些，研究表明成纤维细胞、B淋巴细胞、脂肪干细胞等都可以诱导成为iPS细胞。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。目前科学家还在研究由这两种技术生成的干细胞在基因表达、DNA甲基化等方面的差异，这些研究成果也将直接影响它们今后的应用。
到社会中去⇨P55提示：经济价值可考虑畜牧业、医药卫生以及其他领域等；推广限制因素可考虑技术研究和理论研究水平、健康问题，如遗传和生理缺陷等。
练习与应用⇨P55一、概念检测1．D　提示：用体细胞进行动物克隆，目前只能通过核移植技术实现，该技术需要将待克隆动物体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，形成重构胚，再经过动物细胞培养和胚胎移植，最终培育出新个体。
2．C　提示：该过程涉及动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植技术等，A项正确。母亲的线粒体基因不能遗传给后代，B项正确。红绿色盲基因属于核基因，卵母细胞捐献者的红绿色盲基因不能遗传给“三亲婴儿”，C项错误。“三亲婴儿”的核基因全部来自自己的母亲和父亲，线粒体基因来自卵母细胞捐献者，D项正确。二、拓展应用1、2开放性问题，答案略。
1．(2022·青云学府月考)下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是(　　)A．目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体B．体细胞的细胞核移植到受体细胞之前，要先去掉受体卵母细胞的细胞核C．用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞D．用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100%的复制
解析：目前在实验中，科学家还不可以直接把动物体细胞培养成完整的动物个体，A错误；体细胞核移植需要将体细胞核与去核的卵母细胞进行重组，B正确；用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，因为10代内的细胞能保持正常的二倍体核型，C错误；体细胞核移植方法生产的克隆动物，并没有对体细胞供体动物进行100%的复制，因为还有部分遗传物质来自受体卵母细胞的线粒体，D错误。
2．(2022·沧州一中模拟)如图为核移植与克隆动物的相关图解，有关叙述错误的是(　　)  A．用于核移植的供体细胞①一般都选用传代10代以内的细胞B．图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性C．采集的卵母细胞培养到的②时期表示减数分裂Ⅱ中期D．动物细胞培养过程中添加5%CO2的目的是维持培养液的pH
解析：用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，原因是10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，A正确；供体细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成克隆动物，这只能说明分化的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；采集的卵母细胞培养到的②时期表示减数分裂Ⅱ中期，此时的卵母细胞才能使融合细胞更容易表达其全能性，C正确；动物细胞培养需要在95%空气和5%CO2环境中培养，其中添加5%CO2的目的是维持培养液的pH，D正确。
3．科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁殖速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)。
(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织进行分离，形成单个细胞，这一过程中需要利用__________酶处理，不能用纤维素酶与果胶酶的原因是________________。
(2)转基因奶牛的克隆成功，说明动物细胞的__________具有全能性。(3)将进行细胞培养的供体细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞核的目的是____________________________________。(4)重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内会生出与供体奶牛遗传性状相同的犊牛，但也有可能出现性状上的某些差异，原因可能是____________________________________________________ _______________________________________。(5)体细胞核移植技术得到的克隆牛从生殖方式上看属于__________ (选填“有性生殖”或“无性生殖”)。
使犊牛的性状主要由供体细胞核决定　
①生物的性状受细胞核遗传物质和细胞质遗传物质共同控制；②生物的性状还受环境因素的影响