动物核移植技术
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动物核移植技术PPT
提高细胞核全能性
通过改进核移植技术和使用新的细胞 来源，提高细胞核的全能性，以获得 更健康的克隆胚胎。
基因组印记和表观遗传研究
深入研究基因组印记和表观遗传标记 在核移植过程中的变化，以解决相关 问题。
04
动物核移植技术的成果与前景
已取得的成果
成功克隆动物
科学家已经成功利用核移植技术克隆出多种动物，如绵羊、小鼠、 猪等。
转基因动物是通过将外源基因导入动物受精卵，再通过核移植技术进行胚胎发育和生产出的动物。这 种技术可以用于生产具有特定性状或疾病的动物模型，如用于药物研发、疾病研究等。转基因动物技 术为生物医学研究提供了重要的工具和手段。
案例三：人类疾病模型的建立
总结词
疾病研究的重要工具
详细描述
利用核移植技术，科学家可以培育出患有特定疾病的转基因动物模型，如糖尿病、帕金 森病等。这些模型有助于深入了解疾病的发病机制，为药物研发和治疗方法提供实验基 础。通过比较正常和患病动物的生理和行为表现，有助于发现潜在的治疗靶点，推动人
03
1963年
中国科学家朱光亚成功克隆了鲤鱼， 这是世界上第一次成功的动物克隆实 验。
05
04
1996年
科学家成功克隆出绵羊多莉，引起了 全球轰动，标志着动物核移植技术进 入了一个新的阶段。
02
核移植技术的原理
核移植的基本原理
核移植技术是一种利用动物细胞核的 全能性，将一个动物细胞的细胞核转 移到另一个去除了细胞核的卵母细胞 中，使其发育成为一个新的动物个体 的技术。
疾病模型建立
通过核移植技术，科学家可以建立疾病模型，用于研究疾病的发生、 发展机制和药物筛选。
基因编辑与遗传疾病治疗
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编辑， 为遗传疾病治疗提供新的思路。
动物细胞培养和核移植技术
◆体细胞核移植方法生产 的克隆动物是对体◆胚细胎胞移供 体动物进行了100植%的至复代制孕
吗？为什么？受体内
妊娠、分娩 ◆遗传物质 基本相同
体细体胞细核胞移核植移的植原的理过：程动
物细胞核具有全能性 受精
供体细胞 （供核）
细胞
体细胞
卵
培养
注入
细胞 重组
卵巢卵母细 胞（MⅡ中期：
供质）
去
去核卵 融合 细胞
2.原理：动物细胞核具有全能性
胚胎细胞分化程 度低，恢复其全 能性相对容易
动物体细胞分化 程度高，恢复其 全能性十分困难
3.分类：胚胎细胞核移植、体细胞核移植
4.体细胞核移植的过程
供体：优质高产奶牛
◆为何取供体细 胞传代培养10代
以内的细胞？
10代以内的细胞 一般保持正常二 倍体的核型，未
发生突变。
治疗人类疾病，作为组织器官移植的供体
主要的优 点是？
不发生免疫 排斥反应
◆研究克隆动物和克隆细胞更了解 胚胎发育及细胞衰老过程；克隆动 物做疾病模型，更好追踪研究疾病
的发展过程和治疗疾病。
6.体细胞核移植技术存在的问题
（1）成功率仍然非常低，产下的活 克隆动物比率平均不到10%。
（2）绝大多数克隆动物还存在健康 问题，许多克隆动物表现出遗传和生 理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发
因为在这个时候去核的话对 卵细胞损伤最小，距离很近，
便于去核。
◆为什么不是取供体 细胞核进行核移植操 作，而是直接将供体 细胞整个注入去核卵
母细胞中？
保证供核不被破坏， 使所得个体的性状
更符合供体。
◆激活 方法：
◆激活 目的：
◆促融方法： 电刺激
吗？为什么？受体内
妊娠、分娩 ◆遗传物质 基本相同
体细体胞细核胞移核植移的植原的理过：程动
物细胞核具有全能性 受精
供体细胞 （供核）
细胞
体细胞
卵
培养
注入
细胞 重组
卵巢卵母细 胞（MⅡ中期：
供质）
去
去核卵 融合 细胞
2.原理：动物细胞核具有全能性
胚胎细胞分化程 度低，恢复其全 能性相对容易
动物体细胞分化 程度高，恢复其 全能性十分困难
3.分类：胚胎细胞核移植、体细胞核移植
4.体细胞核移植的过程
供体：优质高产奶牛
◆为何取供体细 胞传代培养10代
以内的细胞？
10代以内的细胞 一般保持正常二 倍体的核型，未
发生突变。
治疗人类疾病，作为组织器官移植的供体
主要的优 点是？
不发生免疫 排斥反应
◆研究克隆动物和克隆细胞更了解 胚胎发育及细胞衰老过程；克隆动 物做疾病模型，更好追踪研究疾病
的发展过程和治疗疾病。
6.体细胞核移植技术存在的问题
（1）成功率仍然非常低，产下的活 克隆动物比率平均不到10%。
（2）绝大多数克隆动物还存在健康 问题，许多克隆动物表现出遗传和生 理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发
因为在这个时候去核的话对 卵细胞损伤最小，距离很近，
便于去核。
◆为什么不是取供体 细胞核进行核移植操 作，而是直接将供体 细胞整个注入去核卵
母细胞中？
保证供核不被破坏， 使所得个体的性状
更符合供体。
◆激活 方法：
◆激活 目的：
◆促融方法： 电刺激
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。
《动物细胞核移植与体细胞克隆》 知识清单
《动物细胞核移植与体细胞克隆》知识清单一、动物细胞核移植动物细胞核移植是一种将供体细胞核移入去核的卵母细胞中，使后者不经过精子穿透等有性过程即无性繁殖就可被激活、分裂并发育成新个体的技术。
细胞核移植技术的操作流程大致包括以下几个步骤：1、供体细胞的准备：选择合适的供体细胞，通常是具有特定特征或优良性状的细胞。
这些细胞需要在体外培养至适当的生长阶段。
2、受体细胞的准备：受体细胞一般选用处于减数第二次分裂中期（MⅡ期）的去核卵母细胞。
去核的方法有多种，如显微操作去核法、梯度离心去核法等。
3、细胞核的移植：通过显微操作将供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，形成重构胚。
4、激活重构胚：使用物理或化学方法激活重构胚，使其开始分裂和发育。
5、胚胎培养：将激活后的重构胚放入合适的培养液中进行培养，观察其发育情况。
6、胚胎移植：选择发育良好的胚胎移植到代孕母体的子宫内，使其继续发育直至分娩。
动物细胞核移植技术具有重要的应用价值。
例如，在畜牧业中，可以通过细胞核移植技术快速繁殖具有优良性状的家畜，提高养殖效益；在保护濒危物种方面，能够利用该技术增加濒危动物的种群数量；在医学领域，有助于研究疾病的发生机制和开发新的治疗方法，例如通过构建特定疾病的动物模型。
然而，动物细胞核移植技术也面临一些挑战和问题。
首先，核移植的成功率相对较低，许多重构胚在发育过程中会出现停滞、畸形甚至死亡的情况。
其次，克隆动物可能存在一些生理和免疫方面的缺陷，如早衰、器官发育异常等。
此外，该技术还涉及到伦理和道德方面的争议，需要在科学研究和应用中谨慎对待。
二、体细胞克隆体细胞克隆是基于动物细胞核移植技术发展而来的一种无性繁殖技术，它是指将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，经过一系列处理和培养，最终获得与供体细胞遗传物质相同的个体。
体细胞克隆技术的原理是细胞核的全能性，即细胞核内含有个体发育所需的全部遗传信息，在一定条件下能够指导细胞分化和发育成完整的个体。
动物细胞工程动物细胞培养和核移植技术
核移植操作
显微操作
在显微镜下，将供体细胞核移植到受体细胞中。
融合与激活
通过电刺激或化学方法诱导受体细胞与供体细胞 融合，并激活新形成的细胞。
筛选与鉴定
对新形成的细胞进行筛选和鉴定，确保核移植成 功。
重组胚胎的培养与移植
胚胎培养 在适宜的培养条件下，对重组胚胎进行培养，促进其发育。
胚胎移植 将培养成熟的胚胎移植到代孕动物体内，以产生后代。
融合后的细胞开始分裂和发育，最终 形成与供体具有相同遗传物质的克隆 个体。
核移植技术流程
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供体细胞的选择与准备
选择适当的供体细胞
01
根据实验需求选择具有所需特性的供体细胞，如特定组织或器
官来源的细胞。
细胞培养准备
02
确保供体细胞处于适宜的培养环境中，包括适当的培养基、温
度、气体条件等。
细胞传代与扩增
03
对供体细胞进行传代和扩增，以获得足够的细胞数量用于核移
植。
受体细胞的选择与准备
选择适当的受体细胞
根据实验需求选择具有良好接受性的受体细胞，如去核的卵母细 胞。
去核处理
使用显微操作技术去除受体细胞的细胞核，为核移植做好准备。
受体细胞激活
通过化学或电刺激方法激活受体细胞，使其恢复分裂活性。
细胞分离
通过离心、过滤等方法将细胞从酶液
3
中分离出来。
培养环境控制
提供适宜的温度、湿度、气体环境，
5
保持培养基的营养成分和pH值。
组织消化
2
使用适当的酶液将组织分解成单个细
胞。
细胞接种
4
将分离出的细胞接种到培养容器中。
传代细胞培养
动物细胞培养和核移植技术-课件
■细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就 贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
■培养瓶或培养皿壁要求：表面光滑、无毒、易 于帖附。
强调三：接触抑制
■当贴壁细胞分裂生 长到表面相互接触时, 细胞就会停止分裂增 殖，这种现象称为细 胞的接触抑制。
P46讨 论
多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中， 根据你所学的内环境的知识，思考以下问题：
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？
绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有 少量的DNA，即线粒体中的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。
该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多， 尤其是在小范围内不能无限的繁殖，以避免奶牛 群出现近亲繁殖而引起种质衰退。
（2）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交 给你，你将如何对它进行克隆？ 从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵 在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外 培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠 宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养 成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细 胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与 体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细 胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞 核的卵母细胞，使其完成细胞分裂和发育过程。 核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵 裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。
2.2 动物细胞工程
动物细胞工程常用的技术
■培养瓶或培养皿壁要求：表面光滑、无毒、易 于帖附。
强调三：接触抑制
■当贴壁细胞分裂生 长到表面相互接触时, 细胞就会停止分裂增 殖，这种现象称为细 胞的接触抑制。
P46讨 论
多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中， 根据你所学的内环境的知识，思考以下问题：
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？
绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有 少量的DNA，即线粒体中的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。
该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多， 尤其是在小范围内不能无限的繁殖，以避免奶牛 群出现近亲繁殖而引起种质衰退。
（2）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交 给你，你将如何对它进行克隆？ 从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵 在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外 培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠 宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养 成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细 胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与 体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细 胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞 核的卵母细胞，使其完成细胞分裂和发育过程。 核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵 裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。
2.2 动物细胞工程
动物细胞工程常用的技术
动物细胞培养和核移植-Ela
06
动物细胞培养和核移植技术挑战与展望
技术挑战及解决方案
细胞培养条件优化
动物细胞对培养环境敏感， 需精确控制温度、pH值、
营养因子等。
核移植效率提升
当前核移植成功率低，影 响技术应用。
异种核移植兼容性
不同物种间细胞核与细胞 质的兼容性差异大。
解决方案
开发智能化培养系统，实 时监测并调整环境参数。
核移植操作
将筛选出的供体细胞核注入到准 备好的受体细胞中，形成重构胚。
重构胚的培养
为重构胚提供适宜的培养条件，如 培养基成分、温度、pH值等，以 促进其正常发育。
观察与检测
定期对重构胚进行观察，检查其发 育情况、形态变化等，并通过相关 技术手段检测其遗传物质和表型特 征。
05
实验设计与数据分析
实验设计思路及方案
受体细胞培养与准备
选择合适的受体细胞
通常选择去核的卵母细胞作为 受体细胞，这些细胞具有重编 程供体细胞核的潜力。
受体细胞的准备
对受体细胞进行去核处理，去 除其原有的遗传物质，为供体 细胞核的植入提供空间。
受体细胞的培养
在核移植前，需要对受体细胞 进行短期的培养，以确保其处 于良好的生理状态。
核移植后细胞培养及观察
研究目的
01
建立高效的动物细胞培养体系
通过优化培养基成分、培养条件等，建立适用于不同种类动物细胞的高
效培养体系，提高细胞生长速度和增殖能力。
02
探究核移植技术对细胞培养的影响
通过核移植技术，研究不同供体细胞核在受体细胞中的重编程和发育潜
力，以及核移植对细胞生长、分化等生物学特性的影响。
03
开发新的生物制品生产方法
实验目的
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细胞 融合
重 组 细 胞
生出与供体遗 传基础相同的 动物
代孕母体
重组 胚胎
胚胎移植技术
试管动物（婴儿）培养过程 卵细胞 体外受精 受精卵 精子 胚胎
母体子宫内 孕育、产出
新个体
克隆动物的研究意义
1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白 2.改良动物品种 3.治疗人类疾病，作为供体 4.保护濒危动物
第五节 植技术
细胞核移
动物细胞工程学（第十二章）Fra bibliotek宋海林
动物细胞工程
动物细胞培养 动物细胞工程 常用的技术手段
动物细胞核移植
动物细胞融合
生产单克隆抗体
核移植定义： 就像克隆羊dolly 核移植是将供体细胞核移入去核的卵母细胞中，使后者不经精子穿透等有 性过程即可被激活、分裂并发育，让核供体的基因得到完全复制。培养一 段时间后，在把发育中的卵母细胞移植到人或动物体内的方法。核移植的 细胞来源主要分为：供体细胞来源和受体细胞的来源两种。核移植主要用 于细胞移植和异种器官移植，细胞移植可以治疗由于细胞功能缺陷所引起 的各种疾病。
体细胞核移植技术存在的问题
1.许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过 大，异常肥胖，发育困难，免疫失调等。 2.成功率非常低及克隆动物食品的安全性问题。
小试牛刀
现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组 成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则 为B细胞核、B细胞质。 1）如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞 核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛 体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从 细胞核 培养细胞中取出_______ 注入B品种牛的 去核 _________ 卵母细胞，经过某处刺激和培养 重组胚胎 ， 后，可形成胚胎，该胚胎被称为_______ 子宫 将该胚胎移入代孕母牛的_______ 中，通过 培育可达到目的。
2）一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难， 不足 原因之一是卵母细胞的数量______ ，为解决 促性腺 这一问题，可以用______ 激素处理B品种母 牛。 动物体细胞核 3）克隆牛的产生说明_________ 具有全能性。 A 克隆牛的性状主要表现____品种牛的特征。 由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比， 两 杂交牛细胞核的遗传物质来自______ 个亲本， 雌 细胞质来自______性亲本，克隆牛和杂交牛 的遗传物质组成______不同 （相同，不同）。
他们是如何产生的？
多莉
克隆猴
多 莉 羊 的 培 育 过 程
B母绵羊 卵细胞
A母绵羊
乳腺细胞
细胞质 细胞核移植
细胞核 融合后的卵细胞 卵裂
早期胚胎 C母绵羊子宫 妊娠 分娩 多莉羊
胚胎移植
动物体细胞核移植技术
动物核移植是将动物的一个细胞的细胞 核，移如入一个已经去掉细胞核的卵母细 胞中。使其重组并发育成一个新的胚胎， 这个新的胚胎最终发育为动物个体。
卵细胞体积大，易操作；卵细胞中含有能使细胞核的全能性表达的物质
（4）“康康”和“双双”的培育成功说明了 什么问题？
动物细胞的细胞核也具有全能性
再接再厉
小试牛刀
我国科学家2001年在山东莱阳农学院培育 出克隆牛“康康”和“双双”的过程如图所 示，请分析回答：
（1） 所指细胞工程的名称分别 胚胎移植 是 细胞核移植 和 。 （2）“康康”和“双双”之间能否进行器官 移植？为什么？
能。因为它们具有几乎完全相同的遗传物质，移植后不会发生免疫排斥
（3）实施细胞工程时，所需的受体细胞大多 采用动物卵细胞的原因是？
动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易， 而体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难
5、多莉羊的成功证明了什么？
1、动物体细胞核具有全能性； 2、细胞质具有调控细胞核发育的作用。
核移植过程
供体细胞 （供核）
卵巢卵母细胞 （MⅡ中期：供质）
细胞培养 （取核）
去核
体细 胞核 注入 去核卵 母细胞 胚胎移植
克隆动物：用核移植方法得到的动物
1、为什么受体细胞要选用去核的卵母细胞？ 2、在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之 前，为什么必须先去掉卵母细胞的核? 3、用于核移植的供体细胞一般都选择用传代 10代以内的细胞，为什么？
核移植技术分类
胚胎细胞核移植
核移植
体细胞核移植（难度高）
继续思考
4、为什么体细胞核移植比胚胎核移植难度高？