动物克隆
动物克隆技术2018
5. 克隆动物若被应用于人类 , 将会导致各种各样
的伦理、法律问题
6.小结
总之，克隆技术尽管存在一些问题，但其有巨大 的发展潜力，我们要用发展的眼光去看待克隆技 术，正确地将这项技术应用于器官移植、拯救濒 危动物等方面，使其真正的造福人类。
THANKS!
2.动物克隆技术原理
克隆技术得以实现的理论基础在于“细胞的 全能性”。细胞的全能性是指细胞包含个体的 全套遗传信息，在特定环境因素的调节下，可 回到受精卵一样的状态，从头开始发育成一个 完整的生物个体。只有具备全能性的动物组织 细胞，才可用于克隆动物。
尚未分化的胚胎细胞具有全能性。基于这种认识， 人们采用胚胎分割及胚胎细胞核移植技术成功克隆出 了许多动物。
胚 胎 细 胞 核 移 植
细 胞 核 移 植 的 方 法
体 细 胞 核 移 植
动物克隆技术分类
3.胚胎干细胞核移植：将胚胎干细胞利用核移植技术导入去除 染色质的成熟卵母细胞内，电融合后发育成胚胎。 4.胎儿成纤维细胞核移植：从早期胎儿分离出单个成纤维细胞， 导入成熟卵母细胞内，电融合后发育成胚胎。
“中中”和“华华”
4.动物克隆技术应用
1.克隆技术与转基因技术结合。体细胞核移植技术和转基因技 术的结合将对解决人类器官移植来源、医药生产和疾病治疗、 生物学基础理论研究等具有非常重要的意义。用基因打靶技术 筛选阳性细胞作供核体进行核移植，得到转基因动物。制备转 基因克隆动物， 进行生物药物生产。 2.动物资源的种质保存包括地球上频危动物的挽救和畜牧业等
3.动物克隆技术历史
目前全世界已经成功克隆的动物有以下几种 蛙（1952 年）；鲤鱼（1963 年）；绵羊 （1996 年）；鼠（1998 年）；猕猴、猪 （2000 年）；牛、猫（2001 年）；兔、骡、 鹿、马（2003 年）；狗（2005 年）；灰狼 （2005年）；骆驼（2009 年）；体细胞克 隆猴（2017 年）等。
动物克隆资料
动物克隆主要结构：四：介绍动物克隆研究的历史（动物克隆研究的三个阶段：胚胎细胞克隆阶段、同种体细胞克隆阶段、异种体细胞克隆阶段；其中可以重点找一些比较有名的克隆动物进行详细介绍，比如”克隆羊多莉”等。
所提到的克隆动物最好都能附上图片）五：介绍中国的动物克隆技术研究历史六：介绍动物克隆技术的方法、环节（看能不能找到视频）七：动物克隆技术存在的问题（主要是技术方面的缺陷）四．动物克隆研究的历史科学家们很早就开始了动物克隆的研究。
早在1938年,德国胚胎学家Spemann 即提出“奇异的实验”的设想。
1952年，英国科学家Briggs和King首次报道了蛙的核移植研究。
1962年，英国剑桥大学的Gurdon获得了成年蛙。
我国已故科学家童第周教授在 20 世纪 60 —70 年代曾用囊胚细胞进行鱼类细胞核移植工作,获得属间和种间移核鱼,使我国鱼类核移植研究居世界领先水平。
早期的动物克隆研究仅限于两栖类和鱼类,直到20世纪80年代,核移植克隆技术才开始应用于哺乳动物。
根据供核细胞的不同,可将动物克隆研究分为三个阶段:1.胚胎细胞克隆阶段1981年，Illmensee和Hoppe报道了他们用小鼠的正常囊胚或孤雌活化囊胚的内细胞团细胞作为核供体,直接注入去掉雌雄原核的受精卵胞质中,重构胚体外发育到桑葚胚或囊胚后移植寄母子宫,获得克隆小鼠,这是第一次用胚胎细胞对哺乳类进行核移植获得成功。
1983年,美国科学家利用核移植技术和细胞融合方法获得了克隆小鼠。
1986年,英国的Willadsen用绵羊的8 —16细胞阶段的胚胎细胞作为供体进行核移植,首次应用电融合的方法克隆出一只小羊。
此后,科学家们又相继克隆出小鼠、绵羊、牛、兔、猪和猴等。
我国科学家也在20世纪90 年代成功开展了胚胎细胞克隆兔、山羊、小鼠、牛和猪等研究。
2.同种体细胞克隆阶段1997年2月，英国罗斯林研究所Wilmut等人宣布,他们用6岁成年羊的高度分化的乳腺细胞进行了核移植,成功地获得了克隆羊“多莉”。
克隆史上最有影响力的20大动物
【骡子格姆】骡子是不能生育的，除非采用 骡子格姆】骡子是不能生育的， 克隆技术，2003年 克隆技术，2003年，美国爱达荷州研究小 组成功地克隆了一只叫做格姆的骡子。据悉， 组成功地克隆了一只叫做格姆的骡子。据悉， 它不仅是第一只被成功克隆的马科动物， 它不仅是第一只被成功克隆的马科动物，而 且它也是第一只被克隆的无法生育的动物。 且它也是第一只被克隆的无法生育的动物。
【母牛诺托和卡加】这两头母牛是在1998年被 母牛诺托和卡加】这两头母牛是在1998年被 1998 成功克隆的，随后克隆了数千头母牛，这是日 成功克隆的，随后克隆了数千头母牛， 本克隆技术上的最大成果， 本克隆技术上的最大成果，这项技术也为其他 克隆技术生产出更好的肉质和牛奶做出巨大贡 献。
【山羊米拉】山羊米拉是在1998年克隆的，当时它和 山羊米拉】山羊米拉是在1998年克隆的， 1998年克隆的 自己的姐妹们是从美国实验室被制造出来， 自己的姐妹们是从美国实验室被制造出来，科学家利 用家畜克隆技术生产对人体有益的药物成份
【猕猴特拉】 猕猴特拉】 2000年 2000年，实验室 首次成功克隆了 一只叫做特拉的 猕猴，后来科学 猕猴， 家们陆续克隆了 多只猴子， 多只猴子，可用 于研究人员测试 糖尿病等病症。 糖尿病等病症。
【克隆猪】美国实验室引入基因改良猪，使这些克隆 克隆猪】美国实验室引入基因改良猪， 猪能够生长出适合人类的器官和细胞组织。 猪能够生长出适合人类的器官和细胞组织。此次一共 克隆了5头雌性猪，其中最大的一头叫做米莉， 克隆了5头雌性猪，其中最大的一头叫做米莉，它们 2000年美国一家生物公司成功克隆的 年美国一家生物公司成功克隆的。 是2000年美国一家生物公司成功克隆的。
克隆马普罗梅蒂亚
2003年 年
阐述动物克隆的原理和应用
阐述动物克隆的原理和应用1. 动物克隆的原理动物克隆是指通过繁殖方式以外的方法，如细胞核转移、人工激活卵细胞等技术手段，复制动物的遗传信息，产生与原始个体相同或相似的新个体。
1.1 细胞核转移技术细胞核转移技术是目前最常用的动物克隆方法之一。
其基本步骤如下：1.从原始个体中取出一个体细胞（如皮肤细胞）；2.从另一动物取得一个卵细胞，并将其细胞核移除；3.将步骤1中的细胞核植入步骤2中的卵细胞；4.通过化学方法或电脉冲激活复制后的卵细胞；5.将活化的卵细胞植入代孕母体；6.接受孕母体的胚胎着床发育，最终产生克隆个体。
1.2 人工激活卵细胞技术人工激活卵细胞技术是另一种常见的动物克隆手段。
其基本步骤如下：1.从原始个体中取得一个成熟的卵细胞；2.通过离体培养等方法，将该卵细胞激活；3.从另一动物中取得一个或若干个个体细胞；4.将步骤3中的个体细胞与步骤2中的激活卵细胞进行融合；5.通过培养等处理，使融合后的细胞发育成胚胎；6.将胚胎植入代孕母体；7.接受孕母体的胚胎着床发育，最终产生克隆个体。
2. 动物克隆的应用动物克隆技术的发展在许多领域都产生了广泛而深远的影响。
2.1 科学研究•动物克隆技术在科学研究中发挥了重要作用。
通过克隆动物，科学家能够深入研究某种基因的功能、遗传突变等现象，为生物学和医学研究提供了有力的工具。
•克隆动物也为疾病研究提供了模型。
通过研究克隆动物的发育过程和生理活动，科学家可以更好地理解疾病的发生机制，从而为疾病的防治提供思路和方案。
2.2 农业和畜牧业•动物克隆技术在农业和畜牧业中具有重要意义。
通过克隆技术，可以产生优质、高产、抗病的克隆农作物和克隆动物，从而提高农业生产效益和畜牧业的发展速度。
•克隆动物还可以用于提取优质种源，保护原生动物基因资源，以及恢复濒危物种等方面。
这对于生物多样性的保护和可持续发展具有重要意义。
2.3 药物研发•动物克隆技术在药物研发中的应用越来越广泛。
动物克隆
第三节动物克隆技术一、动物克隆的概念及意义（一）克隆的基本概念克隆一词是由英文单词clone音译而来，其意译为无性繁殖系，指由单一细胞或共同祖先经有丝分裂得到的细胞群体或生物群体。
同一克隆内所有成员的遗传构成是完全相同的，例外仅见于有突变发生时。
在植物上有很多通过无性繁殖得到的品种，即是一个克隆。
1902年，德国植物学家Haber landt指出，植物的体细胞具有母体全部的遗传信息，并具有发育成为完整个体的潜能，因而每个植物细胞都可像胚胎细胞那样，经离体培养而再生完整植株。
这就是所谓的细胞全能性。
后来的实验对植物细胞全能性进行了充分的论证。
建立在此基础上的组织培养技术也得到迅速发展，并成为植物生物技术的主要基础技术之一（见本章第一节）。
植物组织培养中从同一外植体上分化而来的所有个体也可称为一个克隆。
可见克隆原来是个名词，指一群细胞或一群个体。
在动物发育过程中，分化了的细胞不能像植物细胞那样再产生完整的充分分化的个体。
动物在生长、分化和发育过程中是否造成体细胞基因组的不可逆性修饰，分化了的细胞是否与受精卵具有相同的核等价性，一直是科学家们试图解决的问题。
在两栖类动物中进行的实验表明，早期胚胎细胞核经移植入卵子可进一步进行胚胎发育并产生成熟的动物个体。
以后，胚胎分割和胚胎细胞核移植再生动物已在许多物种中获得了成功。
核移植操作可以得到重建细胞，重建细胞可以繁殖成一个无性系，所以这样的无性系就是一个克隆。
以后，有人把产生无性系的过程，称为克隆，即将clone一词由名词转化成动词，并将核移植称为nuclear cloning（核克隆），通过基因工程得到DNA分子的无性系称为molecular cloning（分子克隆）。
在这里克隆是一种实现无性繁殖（asexual reproduction）的操作，是一种显微操作或分子生物学操作，而不是一般意义上的无性繁殖（或无性繁殖操作）。
（二）动物克隆技术的发展简史及意义动物克隆是产生动物无性系的过程，如上所述，目前生产哺乳动物克隆的方法主要有胚胎分割和细胞核移植两种。
《动物克隆技术》课件
动物克隆技术的挑战与前景
技术难题与挑战
虽然动物克隆技术取得了一定的成果，但仍存在许多技术难题和挑 战，如细胞核移植的成功率、胚胎发育的异常等。
伦理道德问题
动物克隆技术也引发了许多伦理道德问题，如对动物的权益保护、 人类的道德责任等。
前景展望
尽管存在许多挑战，但动物克隆技术的发展前景仍然广阔，未来有望 在繁殖、医学、生物多样性保护等领域发挥更大的作用。
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《动物克隆技术》ppt 课件
目录 CONTENT
• 克隆技术简介 • 动物克隆技术的基本原理 • 动物克隆技术的实践与案例 • 伦理和法律问题 • 结论
01
克隆技术简介
克隆技术的定义
克隆技术是一种通过无性繁殖产生与原个体遗传物质完全相同的复制体的技术。
无性繁殖是指不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。
对动物克隆技术的监管和规范
01
02
03
制定技术标准
制定严格的动物克隆技术 标准，确保技术的安全性 和可靠性，减少对动物的 伤害。
建立审查机制
建立独立的审查机制，对 动物克隆项目进行审批和 监督，确保其符合伦理和 法律规定。
加强国际合作
加强国际合作，共同制定 动物克隆技术的国际法律 和监管框架，促进技术的 合理应用和发展。
生物多样性保护
用于保护濒危物种和珍稀动物，通 过克隆技术可以繁殖出更多的个体 ，增加种群数量，降低灭绝风险。
02
动物克隆技术的基本原理
动物克隆技术的定义
动物克隆技术的定义
核移植
动物克隆技术是一种通过核移植、胚胎发 育和生产克隆动物的过程，实现动物的无 性繁殖。
核移植是将动物的一个细胞核转移到另一 个去除了细胞核的卵母细胞中，通过电刺 激使两者融合，形成重构卵。指通过受精或人工受精获得胚胎 ，再经过移植获得新个体的方法；体细胞克隆则是通过核移植技术将体细胞核移植到去核的 卵母细胞中，再经过胚胎发育和移植获得新个体的方法。
动物体细胞克隆
胚胎移植技术
胚胎收集
从重构胚中收集发育至一定阶段 的胚胎，通常在体外培养至囊胚
阶段。
胚胎移植前处理
对收集到的胚胎进行评估和选择， 去除发育异常或质量不佳的胚胎。
胚胎移植
将选定的胚胎移植到受体动物的子 宫内，使其继续发育并诞生克隆动 物。
03 动物体细胞克隆实验步骤
供体细胞的准备
选择供体细胞
选择具有正常生理功能和遗传物质的动物体细胞作为供体细胞， 如皮肤成纤维细胞、乳腺细胞等。
医学领域的应用
人类疾病模型
通过克隆技术，可以创 建具有人类疾病的动物 模型，用于研究疾病的 发生机制和治疗方法。
器官移植
利用克隆技术，可以培 育出与患者基因型相同 的器官供体，解决器官 移植中的免疫排斥问题。
药物研发
克隆技术可用于生产具 有特定功能的细胞或组 织，用于药物筛选和研 发。
生物制药领域的应用
伦理问题
生命的起源和尊严
克隆技术可能引发关于生命起源和尊严的争议，因为它涉及到创造与原有生物体基因相同 的新生命。
动物福利
在克隆过程中，动物可能会遭受痛苦和不适，这引发了关于动物福利和伦理责任的讨论。
人类对自然的干预
克隆技术可能被视为人类对自然的过度干预，从而引发关于人类在自然界中角色的争议。
法规问题
发、疾病治疗等方面的研究。
生物工程领域
克隆技术可以用于生产具有特定 功能的生物制品，例如生产药物、 疫苗等。此外，还可以利用克隆 技术进行基因编辑和基因治疗等
方面的研究。
02 动物体细胞克隆技术原理
细胞核移植技术
细胞核提取
01
从供体动物体细胞中分离出细胞核，通常采用显微操作技术。
动物克隆技术
③建立实验动物模型，探索人类发病 规律。 ④克隆异种纯系动物，提供移植器官。 ⑤拯救濒危动物，保护生态平衡。
有关克隆动物与人存在 的问题
（1）技术不成熟
得到的克隆动物具有极大的偶然性和随机 性。迄今为止，克隆试验的成功率始终很 低。例如，在培育多莉的过程中，科学家 共克隆出２７７个绵羊胚胎，最终成功使 母羊受孕并生产的只有多莉一个。 目前，多莉羊的制备还不能重复，更不能 肯定克隆多莉羊的方法也适用于其它动物 或其它不同组织器官的细胞。
1.2.理论基础
细胞全能性
个体某个器官或组织已 经分化的细胞在适宜的 条件下再生成完整个体 的遗传潜力。
尚未分化的胚胎细胞具有全能性。基于 这种认识，人们采用胚胎分割及胚胎细 胞核移植技术成功克隆出了许多动物。
2.动物克隆的发展历史：
1938年，德国胚胎学家汉斯· 斯皮曼建议用成年的细 胞核植入卵子的办法进行哺乳动物克隆。 1952年，运用斯皮曼的构想，出现世界上第一只克 隆青蛙。 1962年，美国的发育生物学家约翰· 格登宣布他用一 个成年细胞克隆出一只蝌蚪，从而引发了关于克隆 的第一轮辩论。 1984年，英国剑桥大学生物学家斯蒂恩· 威拉德森用 胚胎细胞克隆出一只羊。这是第一例得到证实的克 隆哺乳动物。
使用最多的克隆方法 ——胚胎细胞克隆
3.克隆的基本过程
动物克隆技术的核心是核移植。 核供体动物的选择与细胞核的获得。 核受体动物的选择与细胞核的移出。 供体核的移入及原核的取出。 胚泡的体外试管培养。 代母的选择与胚泡移入子宫。 克隆动物的体内发育与出生。
4.克隆动物的研究价值和发展趋势
2003.2.14日苏格兰向外界宣布：多 莉因早衰并患有肺炎，被迫实施了安 乐死。由于早衰问题，人们怀疑“多 莉是穿着羔羊服装的老羊” 。
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5、提高细胞克隆形成率的措施
选择适宜的培养基、添加血清、以滋养细胞支持生长、 激素刺激、使用CO2培养箱调节PH
6、细胞克隆的用途
从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系， 方便科学研究
动物细胞培养技术的应用
•（1）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰 素、单克隆抗体等。 •（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。
•（3）用于检测有毒物质。 •（4）用于生理、病理、药理等方面的研究， 为治疗和预防疾病提供理论依据。
动 胚胎或幼龄动物的脏器 物 机械消化、胰蛋白酶消化 修复受损皮 组 肤、器官等 单个细胞 织 培养液 葡萄糖、氨基酸、无机盐、 具 体应用 维生素、动物血清等 培 大量的组 养 织细胞 得 原 代 培养
分装到多个扁形培养瓶中进行传代培养
于CO2培养箱中 保温培养
植物组织培养和动物细胞培养的比 较
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 细胞增殖 细胞的全能性 原理 固体培养基 液体培养基 培养基性质 动物血清 培养基特有成分 植物激素 植物体 细胞株、细胞系 培养结果 快速繁殖、 获得细胞或细 培养目的 培育无病毒植株 胞分泌蛋白
从机体取出后立即进行的细胞、组织培养， 到培养的细胞形成生长晕并增大为止。
传代培养：
将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培 养基中，使其继续生长、增值。
严格说，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个 培养瓶为传代培养。
有关概念:
细胞系— 可连续传代的细胞
（1）有限细胞系： 不能连续培养下去的细胞系 例：二倍体细胞 （2）连续细胞系: 能连续培养下去的细胞系 大多数具有异倍体核型，有的是恶性细胞系， 具有致瘤性，有的获得不死性（保留接触抑 制，不致癌） 细胞株- 通过一定的选择或纯化方法，从原代培养或细胞 系中获得的具有特殊性质的细胞 有限细胞株 具有恒定的染色体组型、同工酶类 型、病毒敏感性和生化特性。
（一）动物细胞、组织培养
1、动物细胞培养 （1）定义 将动物体内的一部分组织取出
机械消化或胰酶消化
分散成单个细胞
人工控制的条件下
细胞得以生存并保持生命活动现象
生长、分裂乃至接触抑制和有规律的衰老、死亡性能等
（2）动物细胞的培养过程
取动物胚胎 或幼龄动物器官 和组织 (动物组织细胞间隙中含有一 定量的弹性纤维等蛋白质) 剪碎组织
细胞系或细胞株 讨论： 为什么要进行传代培养？
从原代培养向传代培养的原因：
原代培养的细胞生长比较缓慢，而且繁殖到一定的代数 一般10代以内停止生长，需要重新更换培养基。如果不 进行分装培养，贴壁生长以及接触抑制生长的细胞就会 因细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭，不能正常生 长。
有关概念:
原代培养：
一、动物细胞培养
1.发展历史:
20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细 胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞 融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。 1907年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌蚪的脊索 中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培 养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中 长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的 起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，在 许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并逐 渐发展成为动物细胞培养。
连续细胞株
细胞系泛指可传代的细胞 细胞株是具有特殊性质的细胞系
细胞系与细胞株的关系
动物细胞培养的条件:
1.无菌无毒的环境
2.营养
3.温度和pH
4.气体环境
从人的组织切片中取下小 动 片样品
物 细 胰蛋白酶 （分解胶原纤维等） 胞 单个的成纤维细胞悬浮液 培 养 过 程 转入特殊培养液中进行原代培养胰蛋白源自处理单个细胞细胞培养
思考
1、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动 物细胞培养材料？ 因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强 2、为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？ 可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成 分酶解，获得单个细胞 3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养
4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培 养成新个体？
动物细胞生长特点： （1）贴壁生长：培养瓶中的悬浮液细胞，紧贴培养瓶内壁 才能生长 （2）接触抑制：当培养瓶中内壁生长细胞彼此紧密 接触时，细胞不再分裂
单个细胞 细胞悬浮液
转入特殊培养液 中进行原代培养 细胞形成生长晕并增大 将原代细胞分装 到多个扁形瓶中 进行传代培养
(构成组 到 织或器官)
传代培养 细胞株或细胞系
动 胚胎或幼龄动物的脏器 物 机械消化、胰蛋白酶消化 组 单个细胞 织检测有毒物质、 培养液 葡萄糖、氨基酸、无机盐、 维生素、动物血清等 培致癌物质等 养 某物质 原 代 培养
药物 研究治疗癌症的药物 细胞株或细胞系 及其疗效 传代培养
• 2005年4月,美国一家非官方癌症研究中心发布信息 说,“高露洁”牙膏中含有的抗菌化学物质三氯生可能 是致癌物质。公众对此表示怀疑。科研人员欲采用一 定的技术手段探究三氯生对人体是否有危害。请回答： 1、根据所学的动物细胞工程知识，采取下列哪种技术手 B 段最合适 A、动物细胞融合 B、动物细胞培养 C、胚胎移植 D、核移植
2、根据上述选择，请你设计一个实验来探究“三氯生” 对人体是否有危害。 （1）该实验的原理是
许多致畸物质加入动物细胞培养液后，培养细胞会发生染色 体结构或数目的变异。根据变异细胞占观察培养细胞的百分 数，可以判断某种物质的毒性
（三）克隆培养法
1、定义：
把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之 繁衍成一个新的细胞群体的技术
2、产物:
遗传性状均一、表现的性状相似 未经克隆的异质性细胞系 克隆 纯系： 经克隆以后的细胞的后裔细胞群，来源 于一个共同的祖细胞。
3、细胞克隆的基本要求:
必须保证所建成的克隆来源于单个细胞
4、克隆对象的选择
依据：选择对培养环境具有较大适应范围和
具有较强独立生存能力的细胞。
单细胞不如群体细胞 原代培养细胞和有限细胞系不如无限细胞系、转化细 胞系和肿瘤细胞