细胞核移植(1)
2021年高中生物 2.3动物细胞培育和核移植技术 选修3(1)
山东省菏泽一中2021年高中生物 2.3动物细胞培育和核移植技术教案新人教版选修3教学过程教学内容教学手段和方法预期目标1、引言2、学习新课：一、动物细胞培养(1)动物细胞培养的定义(2)动物细胞培养的过程(3)动物细胞培养的条件(4)动物细胞培养技术的应用二、动物细胞核移植技术和克隆动物1、核移植定义2、体细胞核师：前面，我们学习了植物细胞工程，今天，我们开始了解动物细胞工程。
首先，请回顾：植物细胞工程有哪些基本技术？生：植物组织培养，植物体细胞杂交。
师：那动物细胞工程又有哪些基本技术呢？生：动物细胞培养，动物细胞位移植，动物细胞融合，生产系克隆等。
师：通过阅读你应注意哪些？生：1.动物细胞培养与植物组织培养莫要混淆2.动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础。
师：请阅读材料，小组讨论解决方案材料一：对于大面积烧伤的病人，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，且会产生排斥反应。
怎样才能获得大量的自体健康皮肤呢？材料二：单细胞产生的蛋白质很少，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？生：取相应细胞，大量培养，即通过动物细胞培养。
师：很好！对于细胞培养我们要了解两个问题。
第一个问题：什么是动物细胞培养？生：动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养其中，开门见山，复习引入，形成对比学生阅读P44第一段学生阅读提炼投影展示，学生阅读和讨论相结合。
师生一起阅读教材，学生自主性归纳，突出本节课重点。
学生讨论，思考并回答教师总结，进一步突出重点学生讨论、思承上启下，让学生将本节内容与上节内容形成有机联系。
提高学生阅读分析的能力。
自然过渡到本节学习内容，加深理解动物的细胞培养的使用前提培养学生提炼信息，归纳知识的能力。
了解动物细胞培养中的操作原因自然过渡明析动物细胞培养的需环境移植的过程3、体细胞核移植技术的应用前景4、体细胞核移植技术存在的问题三、布置作业让这些细胞生长和增殖。
2.2.1 动物体细胞核移植技术
思考与讨论
③. 你认为用上述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100%的复制吗？为什么？
不是，克隆动物的线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。
此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些 行为、习性的形成与所处环境有很大关系，核供体动 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、习性也不可能和核供体动物完全相同， 从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物100%的复制。
◆此实验应用到的技术： 动物细胞培养、动物体细胞核移 植、胚胎移植
电脉冲刺激
重组胚胎
胚胎移植
代孕母体 供体奶牛遗 传基础相同 的牛
思考与讨论
①. 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？ 为了使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价 值的动物提供的体细胞。 ②. 用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞， 想一想，这是为什么？ 10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，能保证供体细 胞正常的遗传基础。
较植物组织培养基，动物细胞培养液的独特之处？
维持培养液的PH
①液体培养基
②成分中有动物血清等
想一想
为什么对动物细胞进行培养时要添加血清？
血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋 白质为白蛋白和球蛋白；氨基酸有多种，是细胞合成蛋 白质的基本成分，有些动物细胞不能合成，必须由培养 液提供；激素有胰岛素、生长激素等促进细胞的生长、 增殖、贴附，还有很多未知的促细胞生长因子等其他活 性物质。因此，细胞培养要保证细胞能顺利生长和繁殖， 一般要添加10%----20%的血清。
4.体细胞核移植技术存在的问题
出生率非常低＜10％ 克隆动物存在着健康问题 克隆动物的食品安全性问题存在争议
动物细胞培养和核移植技术课件
过程
脱分化、再分化
原代培养、传代培养
项目
植物组织培养
动物细胞培养
结果 获得新个体或细胞产物
大量产生细胞或细胞 产物
用途
①快速繁殖名贵花卉和果 树；②培养无病毒植株、 转基因植物；③大规模生 产细胞产物，如药物、食 品添加剂、香料、色素等
①生产蛋白质制品， 如病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体等；②检 测有毒物质；
(3)温度和
温度：哺乳动物多以 pHpH： 7.2～7.4
36.5±0.5℃
为宜
(4)气体环境COO2 ：2：细维胞持代培谢养所液必的需p的H
4．应用[连线]
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1．动物核移植的概念和类型 (1)概念： ①供体：动物一个细胞的细胞核； ②受体：去掉细胞核的 卵母细胞 ； ③结果：形成重组胚胎，发育成 动物个体 。 (2)类型：哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细 胞核移植。
2.如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 _________________________________________________。
胞质内的遗传物质来自受体卵母细胞，其次生物的性状还
受环境的影响，因此，克隆动物并不是对提供体细胞的动
物进行完全复制。
4.右图为哺乳动物(羊)的生殖过程，下列叙述
不．正确的是
(D )
A．个体 2 为克隆动物，c 为高度分化的
体细胞
B．个体 2 的遗传性状与提供 c 细胞的羊
动物细胞培养和核移植技术(第1课时)
动物克隆
利用核移植技术可以生产出克隆动物，为科学研究、动物育种和濒危动物保护等领域提供支持。
转基因动物
利用核移植技术可以生产出转基因动物，用于药物研发、生物反应器生产和人类疾病模型等方面。
人类疾病研究
通过核移植技术可以生产出人类疾病模型动物，为研究人类疾病的发生、发展和治疗提供有力支持。
基因编辑
利用核移植技术结合基因编辑技术，可以对动物基因进行精确的编辑和改造，为基因治疗和遗传疾病研究等领域提供新的手段。
细胞分离与传代
血球计数板法
流式细胞仪法
MTT法
Trypan blue染色法
细胞计数与活力检测
利用血球计数板对细胞进行计数，通过显微镜观察计数板上的细胞数目。
利用流式细胞仪对细胞进行计数和活力检测，可以快速准确地检测大量细胞。
通过检测细胞代谢产物来评估细胞活力，常用的试剂是MTT（3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide）。
核移植技术的展望
02
应用于再生医学和疾病治疗
核移植技术有望在再生医学和疾病治疗领域发挥重要作用。例如，通过将患者的细胞核移植到去核的卵母细胞中，可以生成具有患者特异性的人工胚胎干细胞，用于治疗各种遗传性疾病和罕见病。此外，核移植技术还可以用于生产转基因动物、制备细胞疗法等。
03
加强伦理和法规监管
随着核移植技术的不断发展和应用，伦理和法规监管也需要不断加强和完善。这可能涉及到制定更加严格的法律法规和技术标准，以确保技术的合理和合法应用，并保护人类的生命健康和伦理道德。
动物细胞培养的定义
动物细胞培养技术广泛应用于生物学、医学、农业和工业等领域，用于研究细胞生物学、药物筛选、疫苗研制等方面。
体细胞核移植课件
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
四、体细胞核移植技术的应用前景
5、利用克隆动物 做疾病模型，可 使人们更好地追 踪研究疾病的发 展过程和治疗疾 病；
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四、体细胞核移植技术的应用前景
其中使用去核的MII期卵母细胞做受体是 哺乳动物体细胞核移植中使用最多的。
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为什么选择MII期的卵母细胞？
其胞质中存在一类重要的蛋白因子，即成熟 促进因子（MPF）
维持着高水平的MPF活性 细胞周期处于停滞状态，便于进行体外操作 胞质环境接纳供体细胞的能力强
四、体细胞核移植技术的应用前景
1.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；
利用核移植技术可以大规模地生产具有优良性 状、理想性别，相同遗传背景的克隆动物。
利用体细胞克隆技术，结合胚胎移植等已经非 常成熟的生物技术，可以节约大量生产种牛的 时间和费用，同时，完成对高产、优秀奶牛的 扩群。
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5、重构胚培养与移植
核移植重构胚一般要在体外培养一段时间后 才移植到受体母体内。
重组胚的体外培养系统一般都采用该物种体 外受精胚胎的体外培养系统，但在同一培养 条件下，重组胚的体外发育能力远远低于体 外受精胚胎的发育能力。
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“多莉”的诞生掀起克隆研究热潮
5.至1999年底，全世界已有6种类型细胞――胎儿成 纤维细胞、乳腺细胞、卵丘细胞、输卵管/子宫上皮 细胞、肌肉细胞和耳部皮肤细胞的体细胞克隆后代 成功诞生。
动物细胞核移植
2．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核
置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第 三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这 种克隆技术具有多种用途，但是不能 D A．有选择地繁殖某一性别的家畜 B．繁殖家畜中的优秀个体 C．用于保存物种 D．改变动物的基因型
3、下列哪_项属于克隆( D )
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的 DNA分子中 B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内 C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融 合成杂交瘤细胞 D．将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细 胞系
6.意义：
突破了有性杂交方法的局限，使远缘 杂交（种间、属间、科间、动植物之间） 成为可能。
6.意义：
突破了有性杂交方法的局限，使远缘 杂交（种间、属间、科间、动植物之间） 成为可能。 7. 应用：
成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿 瘤和生物新品种培育等的重要手段 特别是利用杂交瘤技术制造单克隆
抗体
2.结果： 形成单核的杂交细胞
3.原理： 细胞膜的流动性 物理法：离心、振动、电激 4.诱导方式
化学法：聚乙二醇（PEG)
三、动物细胞融合 1.概念： 指两个或多个动物细胞结合形 成一个细胞的过程。
2.结果： 形成单核的杂交细胞
3.原理： 细胞膜的流动性 物理法：离心、振动、电激 4.诱导方式
化学法：聚乙二醇（PEG)
1．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的
“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只 野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野驴的方 法是 C A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术， 经脱分化、再分化，培育成新个体 B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养 培育成新个体 C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核 卵细胞中，经孕育培养成新个体 D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育 成新个体
细胞核移植的操作方法
细胞核移植的操作方法
细胞核移植（Cloning）是一种技术，它从一个细胞中移植出其核，然后将这个核移植到另一个细胞中，使其再生为一个完整的组织或生物体。
下面是一些常用的细胞核移植的方法：
1. 在体细胞核移植过程中，在所希望克隆的动物群体中选择一个体细胞捐赠者，将其卵细胞的细胞核吸出（成熟卵细胞只有细胞核，没有细胞质），然后将体细胞的细胞核植入与之匹配的卵细胞中，并使用电击或化学药物等方法使其融合起来。
2. 制备找到的捐赠者细胞。
体细胞核移植主要是利用身体其他部位的细胞制备出克隆出来的动物，因此需要先收集并准备好捐赠者细胞。
使用化学物质或机械方法收集并制备捐赠者细胞。
3. 从卵子中移除细胞核。
使用微针或细胞吸管从卵子中移除细胞核。
4. 植入给定的细胞核。
将捐赠者细胞的细胞核植入去除细胞核的卵子中。
5. 利用刺激进行细胞突变。
通过刺激卵子进行使细胞突变，将其发展为新的生物体。
6. 移植到母体。
制作完成后，将其移植到母体体内，等待新个体的出现。
核移植
个别表型正常者也存在有免疫缺陷、关节炎或肾、脑畸形等问题 导致克 个别表型正常者也存在有免疫缺陷、关节炎或肾、脑畸形等问题,导致克 隆动物后期死亡Biblioteka 遗 传 疾 病 的 治 疗
三核移植技术的应用
2 异种器官移植
可移植器官短缺 猪的器官大小、 猪的器官大小、结构和功能上与人体器官相近 急性免疫排斥反应 基因敲除半乳糖基转移酶
核移植
基因敲除SPF克隆猪 克隆猪 基因敲除
器官移植
三核移植技术的应用
3 生 产药 用 蛋 白
3.1 方 法
目的基因 基因打靶
三核移植技术的应用
4 保 护 濒 危 物 种
细胞核
去核卵母细胞
核移植重构胚
三核移植技术的应用
5 培育各种疾病动物模型
应用核移植技术可以培育基因完全一致的
为遗传学， 实验动物模型 ，为遗传学，病理学研究
提供良好的实验材料。 提供良好的实验材料。
动物种类 猪 猫 狗
疾病模型数 65 123 203
四
1 切开卵母细胞透明带
1
2
2 挤出卵母细胞细胞核
3 注入供体细胞核
3
4
4 电融合仪融合
5 培养
5
二 核移植分类
供体细胞核的来源
核移植目的
供受体种间关系
胚 胎 干 细 胞 核 移 植
胚 胎 细 胞 核 移 植
体 细 胞 核 移 植
生 殖 性 克 隆
治 疗 性 克 隆
同 种 核 移 植
异 种 核 移 植
基本参考文献
Bortvin, A., Eggan, K., Skaletsky, H. (2005). Incomplete reactivation of Oct4-related genes in mouse embryos cloned from somatic nuclei. Development 130, 1673-1680. Buehr, M., Nichols, J., Stenhouse, F. (2003). Rapid loss of oct-4 and pluripotency in cultured rodent blastocysts and derivative cell lines. Biol Reprod 68, 222-229. Ferguson-Smith, A. C., and Surani, M. A. (2001). Imprinting and the epigenetic asymmetry between parental genomes. Science 293, 1086-1089. Giles, J., and Knight, J. (2003). Dolly's death leaves researchers woolly on clone ageing issue. Nature 421, 776. Gurdon, J. B. (1999). Genetic reprogramming following nuclear transplantation in Amphibia. Semin Cell Dev Biol 10, p239-243. Jaenisch, R., and Wilmut, I. (2001). Developmental biology. Don't clone humans! Science 291, 2552. Rideout, W. M., Eggan, K., and Jaenisch, R. (2001). Nuclear cloning and epigenetic reprogramming of the genome. Science 293, 10931098.
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细胞核移植(1)
细胞核移植（nuclear transfer）是一种能够将一个个体的细胞核移植到另一个细胞中的技术。
该技术被广泛应用于生物学研究和医学治疗领域。
下面就细胞核移植进行详细的说明。
一、细胞核移植的历史
细胞核移植技术最早可以追溯到1952年，当时一个叫做 Briggs 和King 的科学家组成功地将青蛙的表皮细胞核移植到无核卵细胞中，使得整个卵细胞发育成为一只青蛙。
二、细胞核移植的原理
细胞核移植技术的实现需要以下步骤：
1.取出底层细胞的细胞核；
2.取出要克隆的细胞的细胞核；
3.将克隆细胞的细胞核移植到无核的底层细胞中；
4.给这个底层细胞的细胞膜打孔，再将移植的细胞核注入。
注入成功之后，这个底层细胞就拥有了与原克隆细胞相同的基因组，细胞开始进入分裂周期，进而生成一些完全相同的细胞。
三、细胞核移植在医学领域的应用
细胞核移植在医学领域被广泛应用于临床治疗。
当身体某个器官受到损伤或出现疾病时，可以采取细胞核移植的方式，将健康的组织或器官细胞的核移植到患病的组织或器官细胞中，以恢复其正常功能。
目前，这种技术已经广泛应用于治疗多种疾病，如：神经退行性疾病、失明、身体残障等。
同时，细胞核移植技术也可以用于克隆动物，如1986年，羊多莉（Dolly）就是通过细胞核移植克隆出来的。
这项技术的诞生是对生命科学和人类科学的巨大贡献。
四、细胞核移植在生物学领域的应用
细胞核移植在生物学领域也有着广泛的应用。
通过细胞核移植的方式可以对某一个个体的基因组进行研究。
同时，细胞核移植技术还可以帮助研究器官发育、胚胎发育和细胞增殖等生命过程。
总之，细胞核移植技术在生物学和医学领域都有着广泛的应用，它不仅促进了生物科学的发展，同时也为人类健康应用领域提供了新的治疗手段。