克隆动物简介解析
《动物克隆》PPT课件
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2.2 受体胞质的选择和处理
2.2.1 卵母细胞在动物克隆中的作用
在克隆中，供核细胞的全能性是基础，但这种全能性 只有在特定的条件下才能实现。这一特定条件就是卵 母细胞。研究发现：早期胚胎的发育首先是由母型信 息调控（maternal regulation）的，直到合子型基因 被 激 活 ， 才 能 过 渡 到 合 子 型 调 控 （ zogotic regulation）。也就是要经过由母源控制向合子型控 制胚胎发育的转变（maternal-zygotic transition, MZT）。
目前一般以排出第一极体作为卵母细胞成熟 的标志。
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2.2.5 卵母细胞的激活
成熟后的卵母细胞停滞于MⅡ期，自然条件下， 当精子穿入（受精）后会激活卵母细胞，启动一 系列生化事件和形态变化。
面对问题：核移植胚是怎样被激活的？
解决途径：
途径一：电激活。电脉冲剌激是最经典、应用最 为广泛的卵母细胞激活方式。细胞膜在瞬间高压 电流脉冲的作用下，激发穿孔，从而使细胞内外 的离子和大分子物质发生短暂流动，其中钙离子 的内流会导致卵母细胞活化。
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途径二：化学物质激活。包括乙醇、钙离子载 体A23187（Calcium ionophore A23187, CaA）、 离 子 霉 素 （ Ionomycin）、Sr2+、 Thimerosal(THI) 、Dithiothreitol(DTT)、三 磷 酸 肌 醇 、 精 子 因 子 （ sperm factor, SF） （精子的提取物）。
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1938年，Hans Spermann提出了克隆动物的设想：从一 个分化细胞中提取细胞核，然后注入另一个去核的受 精卵中构建新胚胎，他同时提出用体细胞进行动物克 隆的思想，但一直未能付诸实施。
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。
历史上的克隆动物
历史上的克隆动物
鲤鱼:1963年，中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼的遗传物质注入雌性鲤鱼的卵中从而成功克隆了一只雌性鲤鱼，比多利羊的克隆早了33年。
绵羊:1996年，多利（Dolly）
猕猴:2000年1月，Tetra，雌性
猪:2000年3月，5只苏格兰PPL小猪；8月，Xena，雌性
牛:2001年，Alpha和Beta，雄性
猫:2001年底，CopyCat（CC），雌性
鼠:2002年
兔:2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现；
骡:2003年5月，爱达荷Gem，雄性；6月，犹他先锋，雄性
鹿:2003年，Dewey
马:2003年，Prometea，（普罗米修斯）雌性
狗:2005年，韩国首尔大学实验队，史纳比
猪:2005年8月8日，中国第一头供体细胞克隆猪。
《动物克隆》课件
促使克隆个体在实验室中发育成熟，形成一个与原始动物完全相同的个体。
动物克隆的历史
动物克隆起源于20世纪50年代，诺贝尔奖获得者艾斯纳克和威尔莫特首次成功克隆了动物。
1
1952
首次成功克隆了一只无性繁殖动物。
2
1996
多利羊于此年诞生，标志着克隆技术迈入新纪元。
3
2013
再一次突破，人类成功克隆猴子，为人类克隆进程提供了新的方向。
动物克隆的应用领域
动物克隆技术在医学、农业和生物研究等领域具有广泛的应用潜力。
医学研究
通过克隆动物，可以进行药物测试和疾病模拟， 加速新药的研发过程。
农业改良
动物克隆可以用于繁育优质畜禽，提高农业生，我们可以拯救濒危物种并维持 生态平衡。
器官移植
未来或许可以通过克隆动物，获得更充足的器 官资源。
伦理思考
我们需要平衡技术的发展和个体 权益的尊重。
未来探索
伦理建设
科学家们将继续不断探索和创新， 推动动物克隆技术的进一步发展。
我们需要建立健全的伦理框架， 引导动物克隆技术的发展和应用。
动物克隆的方法
目前，动物克隆可以通过以下几种方法实现：离体胚胎细胞核移植、胚胎纳米注射和人工核移植。
离体胚胎细胞核移植
胚胎纳米注射
通过将个体细胞的细胞核注入受 体胚胎的去核细胞内，实现克隆。
使用纳米尺度的注射器将克隆个 体的DNA注入受体胚胎中。
人工核移植
通过手术将个体的细胞核移植到 受体动物体内，实现克隆。
生物多样性
通过克隆技术，我们可以更好地 保护和维持动物的种群多样性。
克隆的定义和原理
克隆是指复制一个完全相同的个体，原理是通过提取和操纵细胞的DNA，再将其注入到另一个细 胞中。
动物克隆技术
动物克隆技术嘿，咱们今天来聊聊这个神奇又有点让人惊叹的动物克隆技术！你知道吗？动物克隆技术就像是一场魔法表演，能把一个动物“复制粘贴”出另一个一模一样的来。
这可不是科幻电影里的情节，而是真真切切发生在我们生活的这个世界里的科学奇迹。
我先给你讲讲克隆羊多利的故事。
当年，多利的诞生可是引起了全球的轰动。
科学家们从一只成年绵羊的乳腺细胞中取出细胞核，然后把它植入到另一只绵羊已经去掉细胞核的卵细胞中。
经过一系列复杂的操作，多利就这么诞生啦！多利的出现，让人们对动物克隆技术充满了好奇和期待。
咱们再来说说动物克隆技术的原理。
简单来说，就是细胞核移植。
就好像是给一个细胞换了一个“大脑”，然后这个细胞就按照新“大脑”的指令开始生长发育。
但是这个过程可不简单，需要非常精细的操作和严格的环境控制。
动物克隆技术有啥用处呢？比如说，在农业方面，可以克隆出优良品种的家畜，提高农产品的产量和质量。
想象一下，一群长得又快又壮的牛或者羊，那得多让人开心啊！在医学领域，克隆技术可以用来制造和人类疾病相似的动物模型，帮助科学家们更好地研究疾病的发病机制和治疗方法。
还有啊，濒危动物的保护也能靠它。
一些濒临灭绝的动物，通过克隆技术，说不定就能增加它们的数量，让它们不再那么危险。
不过，动物克隆技术也不是完美无缺的。
比如说，克隆出来的动物可能会有一些健康问题，寿命也可能比正常出生的动物短。
而且，从伦理道德的角度来看，也引发了不少争议。
有人担心克隆技术会被滥用，造成一些不可预料的后果。
我记得有一次，我去一个农场参观。
农场主正在给我们介绍他们新引进的克隆牛。
那些牛看起来确实很强壮，但是农场主也有点担心地说：“虽然这些牛看起来不错，可不知道以后会不会有啥毛病。
”这让我深深感受到，动物克隆技术虽然带来了很多好处，但也伴随着一些未知和担忧。
总的来说，动物克隆技术就像是一把双刃剑。
用得好，能给我们的生活带来很多便利和惊喜；用不好，可能会带来一些麻烦。
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教学总结与展望
本课程的教学目标与内容总结
• 教学目标 • 掌握动物克隆的基本原理和技术 • 了解克隆技术在科研和生产中的应用 • 培养学生的独立思考和实验操作能力 • 内容总结 • 克隆技术的历史与发展 • 克隆技术的原理和方法 • 克隆技术在动物育种、生物医药、濒危物种保护等领域的应用案例 • 实验操作：动物克隆实验的基本流程与注意事项
克隆技术在人类社会面临的挑战和争议
伦理问题
安全和健康问题
社会接受程度
克隆技术涉及到人类自身的复制和改 造，引发了关于人类尊严、身份和伦 理的争议。
克隆技术可能带来新的安全和健康问 题，如基因突变、传染病传播等。
克隆技术的社会接受程度也是一大挑 战，许多人对其持怀疑态度，需要更 多的教育和宣传来提高公众的认识和 理解。
02
保护动物权益的意义
保护动物权益有助于减少对动物的伤 害，维护生态平衡和可持续发展。
03
动物保护的法律与政 策
各国制定了一系列法律和政策来保护 动物的权益，如《动物保护法》、《 野生动物保护法》等。
克隆动物的福利问题
克隆动物的概念
克隆动物是指通过基因技术复制 出来的动物个体。
克隆动物的福利问题
在克隆动物的过程中，可能会出 现一些问题，如发育异常、疾病 和死亡等，这些都是克隆动物的 福利问题。
目前，科学家正在研究如何提高克隆效率、降低成本 以及解决伦理和安全问题等方面的问题。
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动物克隆技术
胚胎克隆技术
定义
胚胎克隆技术是一种通过细胞 核移植技术将一个胚胎的细胞 核转移到另一个去除了细胞核 的卵母细胞中，从而产生遗传
相同的胚胎的方法。
应用
胚胎克隆技术在畜牧业、医学 、濒危动物保护等方面具有广
中国首例克隆小猪揭秘
克隆技术是指通过无性繁殖或复制产生遗传上与母体完全相 同的后代的过程。
它利用生物技术手段，将含有遗传物质的供体细胞的核移植 到去除了细胞核的受体细胞中，使其重组并发育成新的胚胎 。
克隆技术的发展历程
克隆技术自20世纪50年代开始发展，经 历了从隆出一只家 猪，名为“阳阳”。
对其他领域的影响（如医学、农业等）
医学研究的新工具
克隆小猪的成功为医学研究提供了新的实 验工具，有助于深入探讨人类生理和疾病 机制，加速新药研发和医学进步。
农业领域的新突破
克隆技术在农业领域的应用，可以培育出 抗病、抗逆、高产的优良品种，提高农业 生产效率和品质，为我国农业现代化进程 提供技术支持。
克隆技术在畜牧业、医学、生物医学工程等领域具有广泛的应用前景。克隆猪的研究不仅有助于解决人类面临 的医学和生物学问题，还可为保护和拯救濒危物种提供有效手段。此外，通过研究克隆猪的生长发育规律和生 理特征，有助于深入探讨人类健康和疾病的发生机制，为医学研究提供重要的实验动物模型。
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克隆技术概述
克隆技术的定义
目前克隆技术还面临着效率低下的问题，因 此需要进一步提升克隆效率，缩短克隆周期 ，降低成本，以便在更多领域得到广泛应用 。
突破技术难关
目前克隆技术仍面临着诸多技术难关，如胚 胎发育、基因编辑、细胞核移植等，需要科 研人员不断探索和创新，突破这些难关，为
克隆技术的发展提供更多可能性。
实际应用领域的拓展
伦理道德规范的探讨和制定
伦理审查
克隆技术涉及到伦理问题，需要进行严格的伦理审查 和监督，确保其应用符合伦理道德规范。
公众参与
克隆技术涉及到公众的利益和福祉，需要广泛征求公 众的意见和建议，确保公众的参与和监督。
动物细胞核移植技术和克隆动物高二生物人教版2019 选择性必修3
二、体细胞核移植的过程（以克隆牛为例）
电融合法使两细胞融合
供体核进入卵母细胞
Байду номын сангаас
用物理或化学方法： （电刺激、Ca2+ 载体、乙醇、蛋白 酶合成抑制剂）
激活重构胚 使其完成细 胞分裂和发 育进程
形成重构胚
细胞核内遗传物质全部来自 将供胚主体胎要，移来细入自胞代去质孕核中母的的牛卵遗母传细物胞质
早期胚胎
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 （无性生殖）
2、原理： 动物细胞核的全能性
3、种类：
胚胎细胞核移植 （细胞分化程度低，恢复全能性易） 体细胞核移植 （细胞分化程度高，恢复全能性十分困难）
因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
一、动物体细胞核移植技术和克隆动物
体细胞核移植（难度高）
胚胎细胞核移植（难度低）
乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的转基因羊
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
（3）在科研领域： ①研究克隆动物可以使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
②克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分 析致病基因；
③克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开 发相应的药物提供帮助。
一、动物体细胞核移植技术和克隆动物
“多莉” 是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物。 这一巨大进展证明了分化了的动物细胞核具有全能性。
二、体细胞核移植的过程（以克隆牛为例）
采集牛卵巢中的 卵母细胞
受体细胞
在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶 牛取体细胞
选择卵母细胞做受体的原因：卵母 细胞体积大，易操作，营养物质丰 富，细胞质中含有激发细胞核全能 性表达的物质。
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• 以后绵羊（1986），牛（1987），兔 （1988）和猪（1989）等胚胎细胞克隆 动物也相继获得了成功。 • 1997年2月，Wilmut等利用绵羊乳腺细胞 成功的克隆出体细胞核移植后代，根本 动摇了原有的传统结论，并使哺乳动物 克隆技术进入了一个划时代的新阶段。 • 另外，我国哺乳动物克隆技术研究起步 较晚了十年。经过5年的努力，胚胎卵裂 球核移植克隆技术已居世界先进水平。
• 2. 克隆动物的寿命问题 • 由于染色体端粒长度和细胞分裂的次 数相关, 成年体细胞端粒较短, 因而可能 影响到克隆动物的寿命. 据说,多利克隆羊 已经过早地衰老了. • 最近,著名美籍华人科学家、美国康涅 狄格大学教授杨向中用一头１３岁老母 牛的体细胞成功克隆出１０头牛犊，这 １０头克隆牛犊无早衰现象，从而打消 了科学界迄今存在的用成年动物克隆后 代可能会未老先衰的疑虑。
• 1981年Illmensee和Hoppe 报道采用移植技 术的到了正常的小鼠，但其结果未被其 他实验室重复出来。 • 1983年McGrath和Solter 等利用显微操作 技术与细胞融合技术，创造了全新的核 移植方法。 • 1986年Willadsen 通过实验提出了两个创 新的观念：（1）作为核受体，卵母细胞 较受精卵更佳；（2）羊桑椹胚细胞核具 有全能性。
成功的几个因素
• 1. 细胞周期: 血清饥饿策略 • 2. 卵母细胞电融合 • 3. 科学精神: 面对失败; 选题.
克隆技术的意义
• 克隆技术标志着用无性繁殖技术复制更 高等的动物已完全可能。克隆技术的有 利应用主要包括： • 1.可用来快速、有效繁育优良动物品种。 2.可用于抢救濒危动物。
• 1998年 美国成功克隆人类胚胎。 • 2000年 英国成功克隆5只猪崽。 • 世界第一头再克隆牛在日本诞生，克隆 它所用的体细胞采自于克隆牛。 • 美国科学家克隆出了第一只非人类的灵 长类动物———短尾猴“泰特拉”。 •
Wilmut
Wilmut
多 利 羊 及 其 后 代
世界第一头克隆猪出生在位于美国得克萨 斯的A&M大学的兽医学院，他们声称 A&M大学已经成为第一个能克隆猪，羊， 牛三种不同动物的研究机构
2. 哺乳动物克隆的研究简史
• 1938年Spemman提出将胚胎细胞核移入 去核卵母细胞的构想。 • 1952年Briggs 和King 等利用蛙原肠胚以 前的细胞核与去核蛙卵构建的重构胚克 隆出成虫。 • 1962年Gurdon用囊胚细胞核移植的方法 获得了可繁殖的爪蟾，并证明成熟蛙已 分化的细胞核只能支持发育到蝌蚪，而 不能发育到成虫。
• 通过体细胞克隆,可望获得具有全能性的 干细胞: • 诱导分化为特定的组织,可以直接用于疾 病治疗, 如胰岛细胞, 成肌细胞, 成纤维细 胞, 神经元细胞, 骨髓造血细胞等. • 诱导分化为器官的胚芽, 与动物克隆相结 合, 在动物身体内生长出人的器官.
治疗性克隆---骨髓移植不再艰难
• 目前,骨髓移植和器官移植一方面面临供体 来源缺乏, 另外一方面,需要进行严格的配型, 因此治疗性克隆为疾病的治疗提供了一条崭 新的思路. • 英国剑桥大学威康生物开发和癌症研究所 曾预 言，如果容许克隆人的胚胎，他们在3年 内能够利用克隆技术 培养骨髓以挽救白血病 患者的生命.
二. 哺乳动物体细胞克隆技术研究现状
• • • • • 1997年Wilmut等人克隆了多利羊 1998年Wakayama等进行了克隆鼠实验 1998年Cibelli等克隆了转基因牛 1998年Wilmut等人克隆了转基因羊 1998年Yoko Kato 等进行了高成活率的克 隆牛工作 • 1999年Vignon 用牛皮肤成纤维细胞克隆 出牛犊 • 2000年杨向中等解决了克隆动物早衰的 问题.
ห้องสมุดไป่ตู้ 多利羊的克隆
• 1997年2月，英国罗斯林研究所的 Wilmut 等人宣布利用体细胞作为核供体 克隆出多利羊，这是世界上第一只没有 父亲的哺乳动物。多利产生过程中，移 植的是高度分化的体细胞的核，而早些 时候的克隆鼠、克隆牛等移植的是尚未 分化的由有性生殖过程生产的受精卵分 裂而成的裂球的细胞核，两者之间有着 本质的区别。
克隆动物的相关问题
• 1. 克隆动物存在缺陷. 克隆动物存在缺 陷而且死亡的比例很高。例如，美国夏 威夷大学的研究表明，克隆鼠成年后患 肥胖症与早期胚胎阶段的细胞缺陷有关。 目前，人们已克隆出了200多只克隆鼠。 但是科学家发现，有些品种的克隆鼠长 大后全都变得体型较大，而另一些品种 的克隆鼠则只有部分患肥胖症，其它则 体态正常。
克隆动物简介 克隆人的思考
卢大儒 复旦大学 遗传学研究所
一. 背景知识 1 .哺乳动物克隆概念
• “ 克隆” 一词来源于希腊语，原意是用与扦插 的枝条，也是指无性繁殖。哺乳动物细胞克隆 技术，又称哺乳动物的核移植或无性繁殖技术； 它是通过特殊的人工手段（显微操作，电融合 等）对哺乳动物特定发育阶段的核供体（胚胎 分裂球或体细胞核），及相应的核受体（去核 的受精卵或成熟的卵母细胞）不经过有性繁殖 过程，进行体外重构并通过重构胚的胚胎移植， 从而达到扩繁同基因型哺乳动物种群的目的。
• 3.克隆技术能创造巨大的经济价值，如用 其培育转基因动物, 制备基因工程药物。
• 4. 为医学研究提供有利手段。 • (1).为科研提供特殊实验动物模型，如 各种遗传性疾病动物模型，为药物治疗 和基因治疗提供动物实验依据. • (2). 研究复杂多基因疾病中, 环境因素对 基因的影响. • (3). 解决不孕患者的痛苦. • (4).人的治疗克隆还可作为组织工程和器 官移植取之不尽的源泉。
克隆大熊猫
• 中国科学院动物研究所研究员陈大元 在克隆羊之后率先提出了克隆大熊猫的 设想. 他领导的小组将大熊猫的体细胞植 入去核后的兔卵细胞中，成功地培育出 了大熊猫的早期胚胎。 • 克隆大熊猫属于异种克隆, 困难较大, 从卵母细胞, 胚胎移植等和传统的克隆相 差较大, 难度较高.
干细胞与治疗性克隆