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文檔簡介
2.2.3動物體細胞核移植技術和克隆動物
“(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)?!边@是《西游記》中的一段描述,展示了中華先賢的想象力。毫毛來自悟空的體細胞是否可以實現?2017年,中國的科學家將這一幕變成了現實,他們利用體細胞核移植技術成功培育出兩只克隆猴“中中”和“華華”一、動物細胞核移植技術1.概念:將動物一個細胞的細胞核,移入去核的卵母細胞中,使這個重新組合的細胞發育成新胚胎,繼而發育成動物個體的技術。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。2.原理:動物細胞核的全能性4.種類:胚胎細胞核移植:體細胞核移植:胚胎細胞分化程度低,表現全能性相對容易體細胞分化程度高,表現全能性十分困難3.生殖方式:無性生殖5.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其
前的功能狀態,這導致了
;胚胎胚胎發育率低②對非人靈長類動物
進行操作的技術尚不完善。胚胎分化非人靈長類動物:具有許多與人類相似的生物學特征的靈長類動物我國科學家經過多年努力,攻克了這些障礙,終于成功獲得了世界上首例體細胞克隆猴。收集牛卵巢,采集卵母細胞,在體外培養到MⅡ期。從供體高產奶牛身體某一部位(如耳)上取體細胞
通過顯微操作去核
動物細胞培養將供體細胞注入去核卵母細胞體細胞核移植的過程(以體細胞克隆牛為例)誘導細胞融合的方法vs激活重構胚的方法電融合法使兩細胞融合供體核進入卵母細胞形成重構胚激活重構胚使其完成細胞分裂和發育進程早期胚胎用物理或化學方法:(如電刺激、Ca2+載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)將胚胎移入受體(代孕)母牛生出與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛(克隆牛)人工重新建構的胚胎,具有發育成完整個體的能力?!舅伎?/p>
討論】高產奶牛(供體)因為10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型,保證了供體細胞正常的遺傳基礎。1.為什么選擇MⅡ期的卵母細胞?2.供體細胞一般選用10代以內的細胞,為什么?有關體細胞核移植的問題①卵母細胞體積大,易操作。③含有促使細胞核全能性表達的物質。動物細胞培養采集卵母細胞,在體外培養到MⅡ期(減數分裂Ⅱ中期)。②營養物質豐富,為發育提供充足營養。通過顯微操作去核方法:①顯微操作法
②
梯度離心
③紫外光短時間照射
④化學物質處理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。實際上是去除紡錘體—染色體復合物3.卵母細胞去核的原因是什么?方法是?注意:去核時,由于MⅡ期卵母細胞核的位置靠近第一極體,用微型吸管吸出細胞核和第一極體保證核移植動物的核遺傳物質全部來自供體的細胞;
將供體細胞注射入去核的卵母細胞*直接將供體細胞注入去核卵母細胞的透明帶內4.將供體細胞整個注入去核卵母細胞中的原因?保證供體細胞的細胞核不被破壞,
操作方便。重構胚5.克隆動物是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎?為什么?克隆動物遺傳物質細胞核的DNA線粒體中的DNA生活環境:性狀出生與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛動物的發育及一些行為、習性的形成與所處環境有很大關系,克隆動物所生活的環境與核供體動物生活的環境不會完全相同。來自于供體動物的細胞核供體細胞和卵母細胞可能發生基因突變、染色體變異等可遺傳變異早期胚胎培養動物細胞培養胚胎移植動物細胞核移植重構胚早期胚胎通過電融合法使兩細胞融合,供體核進入卵母細胞用物理、化學方法激活
重構胚將胚胎移入受體(代孕)母牛體內采集牛卵巢中的卵母細胞,在體外培養到MⅡ期去核的卵母細胞供體細胞培養通過顯微
操作去核高產奶牛(供體)從供體身體
上取體細胞生出與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛1.該過程中應用到了哪些技術?動物細胞核移植動物細胞培養動物細胞融合早期胚胎培養胚胎移植動物細胞融合2.處理重構胚的目的是什么?激活重構胚,使其完成細胞分裂和發育進程3.該技術證明了什么?
證明了動物已分化的體細胞的細胞核具有全能性1.
假設世界上最后一頭野驢剛死亡,以下使它"復生"的方案中可行的是(
)A.
將野驢的基因導入家驢的受精卵中,培育出新個體B.
將野驢的體細胞取出,利用組織培養培育出新個體C.
將野驢的體細胞兩兩融合,再經組織培養培育出新個體D.
將野驢的體細胞核移植到家驢的去核卵母細胞中,經孕育培育出新個體D【現學現用】2.
2017年,某國批準了首例使用細胞核移植技術培育"三親嬰兒"的申請。其培育過程可選用如下技術路線。據圖分析下列敘述錯誤的是(
)A.該技術涉及動物細胞培養、細胞核移植等操作B.
該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代C.卵母細胞捐獻者攜帶的紅綠色盲基因能夠遺傳給"三親嬰兒"D.
"三親嬰兒"同時擁有自己父親、母親及卵母細胞捐獻者的部分基因C動物個體1動物個體2abcdef3.如圖為某哺乳動物生殖過程。請回答下列問題。
(1)動物個體1產生的生殖方式是
。
(2)動物個體2是通過
獲取的克隆動物;個體2的細胞質基因來自于
,遺傳性狀與
基本相同;原因是
。(3)e細胞是
。
有性生殖核移植b細胞提供c細胞個體個體2細胞核基因來自c細胞,因此
個體2的性狀與提供c基本相同。去核的卵母細胞二、體細胞核移植技術的應用前景(1)在畜牧生產中加速家畜遺傳改良進程、促進優良畜群繁育。1.應用前景:體細胞核移植在畜牧業、醫藥衛生以及其他領域有著廣泛的應用前景。(2)在醫藥衛生領域①通過建立轉基因體細胞系,再利用體細胞核移植技術培育的轉基因克隆動物可以作為生物反應器,生產許多珍貴的醫用蛋白;藥用蛋白基因啟動子①將DNA注入綿羊受精卵代孕母羊藥用蛋白分離純化含藥用蛋白的乳汁②③④②在治療人類疾病時,轉基因克隆動物的細胞、組織或器官可以作為異種移植的供體;(2)在醫藥衛生領域③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細胞,經過誘導分化能形成相應的細胞、組織或器官,將它們移植給患者時可以避免免疫排斥反應。(3)在科研領域①研究克隆動物可以使人類更深入地了解胚胎發育及衰老過程;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相應的藥物提供幫助。(4)在保護瀕危物種方面該技術有望增加瀕危物種的存活數量。黑草黃弄蝶白鰭豚金絲猴2.體細胞核移植技術存在的問題(1)成功率低克隆胚胎移植
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