动物克隆技术学习教案

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1、会计学1动物动物(dngw)克隆技术克隆技术第一页，共53页。uu1 .1 .概述概述uu2.2.动物动物(dngw)(dngw)克隆的发展历史克隆的发展历史uu3.3.克隆的基本过程。克隆的基本过程。uu4.4.克克隆隆动动物物(dngw)(dngw)的的研研究究价价值值和和发展趋势发展趋势第1页/共52页第二页，共53页。 1.1“ 1.1“克隆克隆克隆克隆” ”的定义：是指由一个细胞或个体以无性繁殖的定义：是指由一个细胞或个体以无性繁殖的定义：是指由一个细胞或个体以无性繁殖的定义：是指由一个细胞或个体以无性繁殖（asexual reproductionasexual reproducti

2、on）或孤雌生殖而产生方式产生遗传物质完全相同的一群细胞或一群个体。）或孤雌生殖而产生方式产生遗传物质完全相同的一群细胞或一群个体。）或孤雌生殖而产生方式产生遗传物质完全相同的一群细胞或一群个体。）或孤雌生殖而产生方式产生遗传物质完全相同的一群细胞或一群个体。 内容：内容：内容：内容： 在在在在动动动动物物物物繁繁繁繁殖殖殖殖学学学学中中中中，它它它它是是是是指指指指不不不不通通通通过过过过(tnggu)(tnggu)精精精精子子子子和和和和卵卵卵卵子子子子的的的的受受受受精精精精过过过过程程程程而而而而产产产产生生生生遗遗遗遗传传传传物物物物质质质质完完完完全全全全相相相相同同同同新新新新个

3、个个个体体体体的一门胚胎生物技术。的一门胚胎生物技术。的一门胚胎生物技术。的一门胚胎生物技术。 1 1、概述、概述、概述、概述(i sh)(i sh)克隆技术广义狭义胚胎(piti)分割细胞核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植第2页/共52页第三页，共53页。 理论(lln)基础 细胞全能性第3页/共52页第四页，共53页。 2. 2.动物克隆研究的历史动物克隆研究的历史动物克隆研究的历史动物克隆研究的历史(lsh)(lsh)和现状和现状和现状和现状第4页/共52页第五页，共53页。世界世界1010年克隆年克隆(k ln)(k ln)研究之路研究之路19961996年年 第一只成年体细胞克隆羊第一

4、只成年体细胞克隆羊“ “多利多利” ”诞生诞生19971997年年一头用胎盘克隆而成的荷兰牛亮相。一头用胎盘克隆而成的荷兰牛亮相。19981998年年两头由母牛细胞克隆而成的小牛在东京出生。两头由母牛细胞克隆而成的小牛在东京出生。一个国际研究小组宣布克隆出了三代实验鼠一个国际研究小组宣布克隆出了三代实验鼠20002000年年曾参与克隆曾参与克隆“ “多利多利” ”羊的英国公司培育羊的英国公司培育(piy)(piy)了第一了第一批克隆猪批克隆猪20012001年年一头稀有品种的克隆亚洲牛诞生，两天后死亡。一头稀有品种的克隆亚洲牛诞生，两天后死亡。20022002年年法国研究人员克隆出兔子。法国研

5、究人员克隆出兔子。20032003年年美国科学家推出了一匹克隆骡。美国科学家推出了一匹克隆骡。爱荷华州的研究人员称他们克隆出了一头濒临灭绝的爪哇爱荷华州的研究人员称他们克隆出了一头濒临灭绝的爪哇 野牛。野牛。20042004年年美国加利福尼亚的一家公司培育美国加利福尼亚的一家公司培育(piy)(piy)出了第一只克隆猫。出了第一只克隆猫。这只猫后来成为第一只被卖出的克隆宠物。这只猫后来成为第一只被卖出的克隆宠物。20052005年年韩国科学家宣布他们培育韩国科学家宣布他们培育(piy)(piy)出了首条克隆狗叫出了首条克隆狗叫“ “斯纳皮斯纳皮” ”第5页/共52页第六页，共53页。世界世界(

6、shji)第一只克第一只克隆宠物隆宠物第6页/共52页第七页，共53页。首条克隆首条克隆(k ln)狗叫狗叫“斯纳皮斯纳皮”第7页/共52页第八页，共53页。第8页/共52页第九页，共53页。 3.克隆克隆(k ln)的基本过程的基本过程n n动物克隆技术的核心是核移植。n n核供体动物的选择与细胞核的获得。n n核受体动物的选择与细胞核的移出。n n供体核的移入及原核的取出。n n胚泡的体外试管培养(piyng)。n n代母的选择与胚泡移入子宫。n n克隆动物的体内发育与出生。第9页/共52页第十页，共53页。核移植技术：所谓核移植技术：所谓(suwi)核移植技术就是核移植技术就是利用显微操

7、作技术将一个细胞的细胞核移植利用显微操作技术将一个细胞的细胞核移植到另一个细胞中，或者将两个细胞的细胞核到另一个细胞中，或者将两个细胞的细胞核（或细胞质）进行交换，从而可能创造无性（或细胞质）进行交换，从而可能创造无性杂交生物新品种的一项技术。杂交生物新品种的一项技术。第10页/共52页第十一页，共53页。胚胚 胎胎 克克 隆：使用的核供体细胞如果来自多细胞阶段隆：使用的核供体细胞如果来自多细胞阶段 的胚胎，叫做的胚胎，叫做(jiozu)胚胎克隆。胚胎克隆。体细胞克隆：使用的核供体细胞来自动物体，叫做体细胞克隆：使用的核供体细胞来自动物体，叫做(jiozu) 体细胞克隆。体细胞克隆。第11页/

8、共52页第十二页，共53页。胚胚胚胚胎胎胎胎(p(pitiiti) )细细细细胞胞胞胞核核核核移移移移植植植植体体体体细细细细胞胞胞胞核核核核移移移移植植植植细细胞胞核核移移植植(yzh)的的方方法法第12页/共52页第十三页，共53页。、胚胎、胚胎(piti)(piti)细胞核移植细胞核移植n n胚胎细胞核移植又称胚胎克隆，它是通过显微操作将早期(zoq)胚胎细胞核移植到去核卵母细胞中构建新合子的生物技术。通常把提供细胞核的胚胎称核供体，接受细胞核的卵子称核受体。由于哺乳动物的遗传性状主要由细胞核的遗传物质决定，因此由同一枚胚胎作核供体通过核移植获得的后代，基因型几乎一致，称之为克隆动物。通

9、过核移植得到的胚胎可作供体，再进行细胞核移植，称再克隆。第13页/共52页第十四页，共53页。（一）发展史（一）发展史年代代表人物动物1952Briggs和Kings非洲豹蛙1975Bromhall家兔1981Illmense和Hoppe小鼠1986Willadsen绵羊1987Prather牛1988Stice和Robl家兔1989Prather等猪1991Yong等山羊1、胚胎(piti)细胞核移植第14页/共52页第十五页，共53页。（二）胚胎（二）胚胎（二）胚胎（二）胚胎(piti)(piti)克隆的操作程序克隆的操作程序克隆的操作程序克隆的操作程序 1. 1. 1. 1.卵母细胞的去

10、核卵母细胞的去核卵母细胞的去核卵母细胞的去核 去除卵子染色体的方法去除卵子染色体的方法去除卵子染色体的方法去除卵子染色体的方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)目前有细管吸除法和紫外线照射法两目前有细管吸除法和紫外线照射法两目前有细管吸除法和紫外线照射法两目前有细管吸除法和紫外线照射法两种。前者是用微细玻璃管穿过透明带吸出第一极体和其下方的种。前者是用微细玻璃管穿过透明带吸出第一极体和其下方的种。前者是用微细玻璃管穿过透明带吸出第一极体和其下方的种。前者是用微细玻璃管穿过透明带吸出第一极体和其下方的MIIMIIMIIMII期染色期染色期染色期染色体，后者是用紫外线破坏染色体体，后

11、者是用紫外线破坏染色体体，后者是用紫外线破坏染色体体，后者是用紫外线破坏染色体DNADNADNADNA达到去核目的。达到去核目的。达到去核目的。达到去核目的。 第15页/共52页第十六页，共53页。 2. 2. 2. 2.供体核的准备供体核的准备供体核的准备供体核的准备(zhnbi)(zhnbi)(zhnbi)(zhnbi)和移植和移植和移植和移植 胚胎克隆过程中，供体核来自早期胚胎。供体核的准备实质上是把供体胚胎分散成单个卵裂(lun li)球，每个卵裂(lun li)球就是一个供体核。 第16页/共52页第十七页，共53页。 3. 3. 3. 3.卵裂卵裂卵裂卵裂(lun li)(lun

12、li)(lun li)(lun li)球与卵子的融合球与卵子的融合球与卵子的融合球与卵子的融合 融合是运用一定方法将卵裂球与去核卵子融为一体，形成(xngchng)单细胞结构。 融合方法目前用电融合法。电融合是将操作后的卵母细胞和卵裂球复合体放入电解质溶液中，在一定强度的电脉冲作用下，使卵裂球与卵子相互融合。 第17页/共52页第十八页，共53页。4.4.4.4.卵子卵子卵子卵子(lunz)(lunz)(lunz)(lunz)的激活的激活的激活的激活 在正常受精过程中，精子穿过透明带触及卵黄膜时，引起卵子内在正常受精过程中，精子穿过透明带触及卵黄膜时，引起卵子内钙离子浓度升高，卵子细胞周期恢复

13、，启动胚胎发育，这一现象称激钙离子浓度升高，卵子细胞周期恢复，启动胚胎发育，这一现象称激活。活。 在胚胎克隆在胚胎克隆(k ln)(k ln)过程中，通常用一定强度的电脉冲作用卵母过程中，通常用一定强度的电脉冲作用卵母细胞，造成卵母细胞内外膜结构出现瞬时通道，胞质内的钙离子进入细胞，造成卵母细胞内外膜结构出现瞬时通道，胞质内的钙离子进入受体核区，激活细胞核，恢复细胞周期，启动胚胎发育。受体核区，激活细胞核，恢复细胞周期，启动胚胎发育。 第18页/共52页第十九页，共53页。5.5.5.5.克隆胚胎克隆胚胎克隆胚胎克隆胚胎(piti)(piti)(piti)(piti)的培养的培养的培养的培养

14、克隆胚胎可在体外作短时间培养后，移植到体内，也可以在中间受体或体外培养到高级阶段再进行冷冻(lngdng)保存或胚胎移植。 第19页/共52页第二十页，共53页。n n（三）胚胎克隆技术存在的问题：总体效率低（三）胚胎克隆技术存在的问题：总体效率低n n 1 1、供供体体核核数数量量的的局局限限性性：目目前前，胚胚胎胎克克隆隆供供体体核核的的最最高高发发育育阶阶段段是是绵绵羊羊的的内内细细胞胞团团细细胞胞，而而其其他他家家畜畜必必须须用用64-64-细细胞胞或或更更早早阶阶段段胚胚胎胎作作核核供供体体，才才能能获获得得克克隆隆后代。后代。 n n 2 2、受体卵子质量的影响、受体卵子质量的影响

15、(yngxing)(yngxing)：n n 3 3、核核质质关关系系的的影影响响(yngxing)(yngxing)：细细胞胞核核和和细细胞胞质质关系不协调是导致核移植效率低的一个重要因素。关系不协调是导致核移植效率低的一个重要因素。 n n 4 4、操作技术的影响、操作技术的影响(yngxing) (yngxing) 第20页/共52页第二十一页，共53页。n n（四）胚胎克隆技术的发展远景（四）胚胎克隆技术的发展远景n n 胚胚胎胎克克隆隆与与胚胚胎胎分分割割、卵卵裂裂球球培培养养相相比比，大大提高了生产遗传同质动物的效率。大大提高了生产遗传同质动物的效率。n n 1 1、在在研研究究动

16、动物物个个体体的的发发生生发发育育过过程程中中，胚胚胎胎细细胞胞核核移移植植为为探探索索细细胞胞质质与与细细胞胞核核的的相相互互作作用用和和胚胚胎胎细细胞胞的的分分化化(fnhu)(fnhu)规规律律方方面面提提供供了了很很好好的研究手段。的研究手段。n n 2 2、胚胚胎胎克克隆隆技技术术的的完完善善为为体体细细胞胞克克隆隆技技术术发发展展将将提提供供有有益益的的借借鉴鉴，在在体体细细胞胞克克隆隆没没有有成成功功的动物中，胚胎克隆依然是理想的无性繁殖技术。的动物中，胚胎克隆依然是理想的无性繁殖技术。第21页/共52页第二十二页，共53页。、体细胞核移植、体细胞核移植、体细胞核移植、体细胞核移

17、植 n n 体体细细胞胞核核移移植植技技术术又又称称体体细细胞胞克克隆隆，它它是是把把分分化化程程度度较较高高的的体体细细胞胞移移入入去去核核卵卵子子中中，构构建建新新合合子子的的生物技术。生物技术。n n它与胚胎克隆技术相比它与胚胎克隆技术相比(xinb)(xinb)，有两大优点：，有两大优点：n n第一，同一遗传性状供体核的数量可无限获得；第一，同一遗传性状供体核的数量可无限获得；n n 第第二二，可可通通过过对对供供体体细细胞胞的的改改造造，加加速速家家畜畜品品种改良或生产转基因动物。种改良或生产转基因动物。第22页/共52页第二十三页，共53页。第23页/共52页第二十四页，共53页。

18、第24页/共52页第二十五页，共53页。第25页/共52页第二十六页，共53页。n n（二）体细胞克隆技术的关键环节（二）体细胞克隆技术的关键环节n n 体体细细胞胞克克隆隆的的主主要要技技术术程程序序与与胚胚胎胎细细胞胞基基本本克隆相同，主要差别克隆相同，主要差别(chbi)(chbi)在供体细胞的选择。在供体细胞的选择。n n 随随着着克克隆隆技技术术的的发发展展和和人人们们对对核核质质关关系系认认识识的的深深入入，自自然然状状态态的的G0G0期期细细胞胞（如如卵卵丘丘细细胞胞）和和G1G1期期细细胞胞（胎胎儿儿成成纤纤维维细细胞胞），可可直直接接移移入入去去核核卵卵母母细细胞胞中中生生产

19、产克克隆隆胚胚胎胎，并并且且已已在在小小鼠鼠和和牛牛上上获得成功。获得成功。第26页/共52页第二十七页，共53页。罗斯林研究所科学家取一头普罗斯林研究所科学家取一头普罗斯林研究所科学家取一头普罗斯林研究所科学家取一头普通白绵羊的乳腺细胞，将细胞通白绵羊的乳腺细胞，将细胞通白绵羊的乳腺细胞，将细胞通白绵羊的乳腺细胞，将细胞核移植到一个剔除核移植到一个剔除核移植到一个剔除核移植到一个剔除(tch)(tch)了细了细了细了细胞核的卵子中，使之融合、分胞核的卵子中，使之融合、分胞核的卵子中，使之融合、分胞核的卵子中，使之融合、分裂、发育成胚胎，然后移植到裂、发育成胚胎，然后移植到裂、发育成胚胎，然后

20、移植到裂、发育成胚胎，然后移植到第三头羊的体内。科学家共培第三头羊的体内。科学家共培第三头羊的体内。科学家共培第三头羊的体内。科学家共培育育育育277277个胚胎，只有多莉成功出个胚胎，只有多莉成功出个胚胎，只有多莉成功出个胚胎，只有多莉成功出生。生。生。生。19961996年年年年7 7月月月月5 5日，多莉降临日，多莉降临日，多莉降临日，多莉降临人世。直到人世。直到人世。直到人世。直到19971997年年年年2 2月月月月2323日才日才日才日才公布于众。公布于众。公布于众。公布于众。日苏格兰向外界宣布：多莉因日苏格兰向外界宣布：多莉因早衰并患有肺炎，被迫实施了早衰并患有肺炎，被迫实施了安

21、乐死。由于早衰问题，人们安乐死。由于早衰问题，人们怀疑怀疑(huiy)“(huiy)“多莉是穿着羔多莉是穿着羔羊服装的老羊羊服装的老羊” ” 。第27页/共52页第二十八页，共53页。n n（三）体细胞克隆技术目前存在的问题n n 1、结果不稳定，效率低n n 2、后代死亡率高 n n 3、用其他体细胞作供体的探索n n 4、细胞质遗传(ychun)问题 n n 5、供体细胞的保存和细胞周期的影响 第28页/共52页第二十九页，共53页。n n（四）体细胞克隆技术的发展远景（四）体细胞克隆技术的发展远景n n 1 1、克克隆隆技技术术的的成成功功将将会会大大大大提提高高畜畜牧牧业业的的生生产产

22、效效率率，加强濒危动物的保护力度。加强濒危动物的保护力度。n n 2 2、克克隆隆与与转转基基因因技技术术结结合合将将大大幅幅度度提提高高转转基基因因效效率率，克服外源基因随机整合带来的消极影响。克服外源基因随机整合带来的消极影响。n n 3 3、克克隆隆人人的的胚胚胎胎与与胚胚胎胎干干细细胞胞技技术术结结合合可可能能会会解解决决目目前前人人类类器器官官修修复复和和移移植植过过程程遇遇到到的的免免疫疫排排斥斥和和供供体体不不足足的的难难题。题。n n 当当然然，克克隆隆技技术术的的滥滥用用(lnyng)(lnyng)也也会会导导致致严严重重的的社社会会问问题题。因因此此，加加强强克克隆隆技技术

23、术管管理理，引引导导它它朝朝着着人人类类进进步步的的方方向发展是非常必要的。向发展是非常必要的。 第29页/共52页第三十页，共53页。第30页/共52页第三十一页，共53页。1动动物物资资源源的的种种质质保保存存包包括括地地球球上上频频危动物的挽救等。危动物的挽救等。2生生产产移移植植器器官官，培培育育优优良良品品种种，与与转转基基因因技技术术相相结结合合研研制制生生物物(shngw)反反应应器器生生产产基基因因药药物。物。3克克隆隆人人。是是全全世世界界注注目目的的焦焦点点，有有人人设设计计了了克克隆隆人人的的技术路线技术路线4.动物(dngw)克隆的应用：第31页/共52页第三十二页，共

24、53页。5. 动物克隆的危险性：1克隆动物已出现广泛的免疫缺陷或早期夭亡。2克隆动物过程中也极有可能产生遗传性的变异（无性系变异），这在植物的克隆中已广泛得到研究和验证，会发生染色体变异，基因组DNA扩增和某些转位因子的激活。3克隆人不但面临社会、家庭(jitng)伦理道德问题，也将面临健康安全问题。第32页/共52页第三十三页，共53页。使用使用(shyng)(shyng)最多的克隆方法最多的克隆方法胚胎细胞克隆胚胎细胞克隆第33页/共52页第三十四页，共53页。有关克隆动物与人存在有关克隆动物与人存在(cnzi)(cnzi)的问题的问题第34页/共52页第三十五页，共53页。（1 1）技术

25、）技术(jsh)(jsh)不成熟不成熟第35页/共52页第三十六页，共53页。（2 2）遗传、疾病）遗传、疾病(jbng)(jbng)问题问题第36页/共52页第三十七页，共53页。（3 3）社会）社会(shhu)(shhu)、伦理学问、伦理学问题题第37页/共52页第三十八页，共53页。A-A-社会关系社会关系(shhugun xi)(shhugun xi) B-人+动物(dngw)？第38页/共52页第三十九页，共53页。把人类(rnli)皮肤细胞核移植到家兔的卵母细胞里第39页/共52页第四十页，共53页。n课堂(ktng)讨论第40页/共52页第四十一页，共53页。n n问题1：n n

26、克隆人是不是正常(zhngchng)的人？怎样看待克隆人？第41页/共52页第四十二页，共53页。n n问题2：英雄、伟人可以通过克隆(k ln)再生吗？第42页/共52页第四十三页，共53页。n问题(wnt)3：身体上任何一部分的细胞是否都可以用来克隆？第43页/共52页第四十四页，共53页。n n问题(wnt)4：人可以无休止地被克隆吗？第44页/共52页第四十五页，共53页。n n问题(wnt)5：是否是人类的倒退？第45页/共52页第四十六页，共53页。“多利羊多利羊”之父反对之父反对(fndu)克隆人克隆人第46页/共52页第四十七页，共53页。“试管婴儿试管婴儿(sh un yn

27、r)之父之父”反对反对克隆人克隆人罗伯特罗伯特爱德华爱德华第47页/共52页第四十八页，共53页。许多国家支持治疗性克隆许多国家支持治疗性克隆(kln)(kln)，反对生殖性，反对生殖性克隆克隆(kln)(kln)第48页/共52页第四十九页，共53页。1 1 器官移植：我成了零件器官移植：我成了零件(ln jin)(ln jin)第49页/共52页第五十页，共53页。2 2 珍稀珍稀(zhn x)(zhn x)惜动物惜动物的克隆繁殖的克隆繁殖第50页/共52页第五十一页，共53页。第51页/共52页第五十二页，共53页。内容(nirng)总结会计学。（asexual reproduction）或孤雌生殖而产生方式产生遗传物质完全相同的一群细胞(xbo)或一群个体。这只猫后来成为第一只被卖出的克隆宠物。融合方法目前用电融合法。2、克隆与转基因技术结合将大幅度提高转基因效率，克服外源基因随机整合带来的消极影响。3克隆人不但面临社会、家庭伦理道德问题，也将面临健康安全问题。问题2：英雄、伟人可以通过克隆再生吗。问题4：人可以无休止地被克隆吗第五十三页，共53页。