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1、2.2 动物细胞工程,第二课时,二.动物细胞核移植技术和克隆动物,克隆就是无性繁殖，具体地说，是指 一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。,a.分子水平上：,b.细胞水平上：,c.个体水平上：,一般指DNA克隆。,指一个单一的细胞分裂所形成的细胞群体。,指基因型完全相同的两个或一个群体。,如DNA分子复制,如动物细胞培养,如“多利羊”的产生,1.什么是克隆？,将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）。,2.动物细胞核移植概念：,（难度高）,克隆动物：用核移植
2、的方法得到的动物。,1.回忆克隆羊“多莉”的培育过程,核移植,思考： 多莉是雌羊还是雄羊？是否符合孟德尔遗传规律？,（1）.动物细胞核移植概念：,1996年，英国人Ian Wilmut成功获得体细胞克隆羊“多利”，这是世界上第一例利用成年体细胞核获得的克隆动物.,（ M卵母细胞）,减数第二次分裂中期,2.结合P48图2-21，叙述克隆高产奶牛的培育过程。,将供体细胞注入去核卵母细胞,核移植,胚胎移植,供体细胞培养,1、对比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？,2、讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？,M卵母细胞细胞质中含有的物质更易支持胚胎的全程发育，用它作受体更容易成
3、功。,将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。,思考与讨论：,（1）多莉克隆过程中受体细胞是去核卵细胞，高产奶牛克隆过程中受体细胞是去核卵母细胞。,（2）多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而 高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。,、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？,为使核移植动物的核遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。,、用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，为什么？,10代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型， 未发生突变。,讨 论：,3、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10
4、0%的复制吗？为什么？,克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞。,不是,加速家畜遗传改良的进程,保护濒危物种,生产医用蛋白质及组织器官的移植,了解胚胎发育和衰老过程； 追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病,（2）体细胞核移植技术的应用前景：,成功率非常低 克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷 食品的安全性问题存在争议,（3）体细胞核移植技术存在的问题：P50,思考与探究,1.幼龄与老龄动物的组织细胞比较，分化程度低的与分化程度高的组织细胞比较，哪一种更易于培养？思考一下，这是什么道理？,细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增
5、殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物则相反。 所以，一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。 同样，组织细胞的分化程度越低，则增殖能力越强，所以更容易培养。,思考与探究,2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？,动物细胞培养不需经过脱分化过程。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 要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。,3.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头 名叫卢辛达（Lucinda）的奶牛，年产奶量为 30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目
6、前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般 为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为34 t。 （1）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。,可以。卢辛达的产奶量很高，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。,（2）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？,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，在体外培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从
7、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，使其完成细胞分裂和发育过程。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情处理的受体母牛体内。,4.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。,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、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。 应用上：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距
8、离。,2、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是 （ ） A获得不死性的细胞 B10代以内细胞 C原代细胞 D传代细胞,1、动物细胞工程技术的基础是 （ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养,A,D,课堂反馈练习,3、在动物细胞培养的有关叙述中正确的是：（ ） A、动物细胞培养的目的只是为了获得大量的细胞 分泌蛋白 B、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散 C、细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡 过程中 D、培养至50代后传代细胞遗传物质没有发生改变,B,4、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（ ）,无毒的环境 无菌的环境 培养基需要加入血清
9、 温度与动物体温相似 需要O2，不需要CO2 CO2能调节培养液PH,A、 B、 C、 D、 ,D,5、动物细胞培养的特点 （ ） 细胞贴壁 有丝分裂 细胞分化 接触抑制 减数分裂 原代培养一般传110代 A、 B、 C、 D、,A,6、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答： （1）容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自_。 （2）容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是 ，然后用 酶处理，这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是 。,动物胚胎或幼龄动物,剪碎,胰蛋白,使细胞与培养液充分接触，便于培养,（3）培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成分有 _等。在此瓶中培养一段时间后，
10、有许多细胞衰老死亡，这是培养到第 代，到这时的培养称为_ 。 （4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用 处理，然后配置成 ，再分装。 ,动物血清,10,原代培养,胰蛋白酶,细胞悬浮液,知识拓展,2.为什么动物细胞要分散成单个细胞培养？用酶消化的是什么物质？,细胞原代培养时可以分散成单个细胞培养，也可以用细胞群（团）、组织块培养，经传代培养后，最终都为细胞培养。 分散成单个细胞、细胞群（团）后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和代谢废物的排出都较困难，因此，这些细胞在体外长时间的生存和生长就较困难。同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水
11、平操作的其他技术得以实现。 用酶消化的是细胞间基质，细胞间基质主要成分有胶原蛋白、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性蛋白等成分。用蛋白酶可使其消化，从而使细胞相互分离。,知识拓展,3.体细胞核移植技术为什么要选择M期的卵母细胞做受体细胞？,细胞核移植技术中能用作受体细胞的通常有M期卵母细胞和受精卵（合子）。早期核移植技术中常用受精卵，后来基本上用M期卵母细胞取代了受精卵，主要因为两者的细胞质环境不同。有人认为重组需要的因子存在于M期卵母细胞的胞质中，而在原核形成时这些因子已被降解或用光，因此，原核扩张后受精卵去核可引起胞质中重组因子缺乏。成熟促进因子（MPF）是卵母细胞细胞质中重要的胞质影响因子，MPF的活性在卵母细胞减数分裂的MI期和M期达到最高，受精或激活后，MPF迅速灭活，因此，M期卵母细胞中MPF活性高，而受精卵中MPF活性低。MPF水平的高低可影响供体核染色质的状态和复制。M期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，而MI卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育，因此，尽管MI期卵母细胞MPF活性也高，但不能用作受体卵母细胞。,也有人认为用去核合子做受体时，可能由于合子去核时一些早期发育必需的因子随原核的去除而被去掉了，而使去核受精卵缺乏发育能力。因此，目前广泛采用M期卵母细胞做受体。,
