动物的克隆
动物的克隆
2.培育过程
去核卵细胞
体细胞核
3、原理 动物体细胞核具有全能性
细胞核移植 重组细胞
电脉冲刺激 早期胚胎(或重组胚胎）
胚胎移植
母体子宫
妊娠、出生 个体
绵羊“多莉”克隆过程：
Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊
多
卵细胞
莉
乳腺细胞
羊 的
细胞质
细胞核
培 育
细胞核移植
融合后的卵细胞
卵裂
早期胚胎
胚胎移植
过
程
C母绵羊子宫
妊娠 分娩
原代培养 传代培养
细胞系、细胞株
原代培养物
…………
细胞系
原代培养物在首次 传代时就成为细胞系
可连 续培 养的
不能 连续 培养 的
连续 有限 细胞系 细胞系
细胞系、细胞株
细胞株： 通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞 系中获得的具有特殊性质的细胞，称为细胞株。
细胞株一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、 病毒敏感性和生化特性等。
单克隆 抗体
抗体：机体受抗原刺激后产生的，并且能 与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能 的球蛋白。
什么是抗体？
由何种细胞产生？ 效应B细胞
主要分布在哪里？ 血清 起何作用？ 特异性免疫作用
什么是单 用单个B淋巴细胞进行无性增殖（扩 克隆抗体？ 增），也就是通过克隆，形成细胞群，
这样的细胞群就有可能产生出化学性质 单一、特异性强的抗体。
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞分裂 就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。 13、如此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？ 将贴满细胞壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后继续增殖。
这样的过程叫做传代培养
克隆动物技术
克隆动物技术克隆动物技术是一项十分引人注目的科学技术，在动物学领域中具有广泛的应用。
通过克隆技术可以制造出与原始个体有着相同基因组的动物，这些克隆动物在研究生物学、疾病治疗、保护濒危物种等方面都有着巨大的潜力。
一、胚胎分裂克隆技术胚胎分裂克隆技术是克隆动物技术中最常见的一种方法。
它基于一个简单的原理，即在受精卵发育初期，如果将其分裂成两个或更多的细胞团，这些细胞团每一个都能发展成一个完整的个体。
这种方法可以实现同源体克隆，即产生具有完全一致基因组的克隆动物。
这项技术在农业中广泛应用，例如将优良的农场动物进行克隆繁殖，以提高品种质量和产量。
二、核移植克隆技术核移植克隆技术是一种将一个成熟细胞的细胞核移植到一个无核的受体细胞中，然后在合适的条件下使其发育成为一个克隆个体的方法。
这项技术可以通过提取体细胞进行克隆，而不是依赖于胚胎。
核移植克隆技术的突破性在于，它允许科学家从已成年个体中提取细胞，并产生与该个体基本相同的克隆个体。
这项技术在动物学研究和医学领域中有着重要的应用前景。
克隆动物技术的进步为科学界带来了许多潜在的应用。
首先，克隆动物技术有助于研究生物学。
通过克隆动物，科学家们可以更好地了解基因如何影响生物的特征和行为。
此外，它还使得科学家们能够观察到相同基因组不同环境下的生物表现，从而深入研究基因与环境之间的相互作用。
其次，克隆动物技术对医学也具有巨大的潜力。
通过克隆技术，医学研究人员可以制造出与焦点研究相对应的动物模型。
这些克隆动物可以用于疾病模拟实验，加速药物研发进程，为人类疾病的治疗提供更准确的预测。
此外，克隆动物技术还可以用于保护濒危物种。
濒危物种的数量日益减少，为了避免物种灭绝，克隆技术可以用于繁殖那些几近灭绝的物种。
它可以提供重建种群的机会，以确保物种的生存和多样性。
当然，克隆动物技术也引起了许多道德和伦理上的争议。
一些人认为克隆技术可能导致生物多样性的减少，甚至可能导致人类滥用这项技术。
动物克隆的技术和原理
动物克隆的技术和原理
动物克隆是指利用细胞核移植技术，从已存在的成年动物体细胞中提取核，通过人工手段将其注入另一动物体的卵细胞内，再用电脉冲作用或化学药物促进卵细胞发育和分裂，最终得到一个与原始动物完全相同的新生体。
动物克隆的原理主要分为三个步骤：
1、提取供体细胞：从原始动物身体中提取一种可培养、生长稳定、有遗传稳定性的成体细胞。
2、细胞核移植：将供体细胞核移植到去核卵细胞内，去核卵细胞可能经过化学或物理处理来保证卵质的完整性，并且具有激活卵细胞的能力。
3、体外培养：将去核卵细胞和供体细胞体外处理，创造一个适合供体细胞所需要的环境，用适当的培养液延长供体细胞和卵细胞的存活寿命。
需要注意的是，动物克隆技术的成功率通常较低，并且会出现许多问题，例如产生遗传缺陷和问题，导致动物寿命变短或生殖亦受到不可修复的损伤。
动物克隆的原理
动物克隆的原理动物克隆是指通过人工手段将一个个体的遗传信息复制到另一个个体上，从而产生具有相同遗传特征的新个体。
动物克隆的实现涉及到一系列复杂的生物学和生物技术过程，主要原理包括胚胎分离、核移植、体细胞核转染以及胚胎移植等。
现代动物克隆技术主要有两种方法：胚胎分离法和核移植法。
胚胎分离法是指将早期胚胎的细胞分离出来形成一个单细胞胚胎，然后在培养基中使其发育成一个个体。
核移植法则是将一个成熟的细胞的细胞核取出，然后将其移植到一个无细胞核的卵细胞中，再使其发育成一个新的个体。
胚胎分离法是克隆的最早方法之一，最著名的应用是在1986年诞生的多利羊。
这个方法需要从供体动物体内采集早期的受精卵，通常是在发育的2-8个细胞期进行操作。
然后，将受精卵的细胞分离为单细胞，并将其培养在含有必要营养和生长因子的培养基中。
这个单细胞胚胎会继续分裂和发育，直到形成一个个体。
核移植法是另一种常用的动物克隆方法，这种方法可以实现对成年动物进行克隆。
通常情况下，可以选择采用体细胞核转染和胚胎细胞核转染两种核移植方法。
体细胞核转染是指将一个成体的体细胞核转移到一个无细胞核的卵细胞中，并通过一系列细胞培养和植入等过程使其发育成一个新个体。
胚胎细胞核转染则是将早期胚胎的细胞核转移到另一个早期的胚胎中，也可以使其发育成一个新个体。
无论是胚胎分离法还是核移植法，动物克隆都需要通过以下一系列步骤来实现：1. 将供体物种的体细胞采集出来：从供体动物体内采集到的成熟体细胞，可以是皮肤细胞、肌肉细胞等。
2. 提取供体物种成体细胞的细胞核：通过培养和处理等手段提取出供体物种成体细胞的细胞核，也就是细胞的遗传物质DNA。
3. 移植供体物种成体细胞的细胞核：将提取出的供体物种细胞核，通过一定的技术手段移植到一个无细胞核的卵细胞中，形成一个胚胎。
4. 体外培养：将移植后的胚胎进行体外培养，提供适当的营养物质和生长因子，促进细胞的分裂和发育。
5. 胚胎移植：将体外培养后的胚胎移植到一种适宜的代孕动物或供体动物的子宫中，让胚胎在子宫内发育。
动物克隆的原理和应用
动物克隆的原理和应用原理克隆是指通过一种方法，将一个生物的基因组复制到另一个生物体内，并使得新生物与原生物具有相同的遗传信息。
动物克隆通常分为两种方式：自然克隆和人工克隆。
自然克隆自然克隆是指一种在自然环境中发生的克隆现象。
这种克隆的方式包括单倍体生物通过无性繁殖产生后代，以及一些物种的组织再生能力使得它们能够从碎片中重新生长出来。
自然克隆通常是有限的，局限于某些特定的物种。
人工克隆人工克隆是通过科学手段在实验室中进行的克隆方法。
目前，人工克隆主要使用的技术是核移植。
具体步骤如下：1.提取供体细胞：选择一个成熟的个体，从其体内提取一种细胞，比如皮肤细胞或肌肉细胞。
2.挑选受体卵细胞：从一只捐赠者中获取未受精的卵细胞，并在实验室中去除其细胞核。
3.核移植：将供体细胞的细胞核注射到受体卵细胞内。
4.诱导细胞分裂：通过某些药物或刺激，使受体卵细胞开始分裂。
5.移植胚胎：将这些克隆胚胎移植到母体动物体内继续生长。
6.出生：待克隆胚胎发育成熟，通过顺产或剖腹产的方式诞生新生物。
应用动物克隆技术在科学研究和实际应用中具有广泛的应用前景。
以下是一些主要的应用领域：科研研究动物克隆可用于科学研究领域，例如：•研究发育过程：通过克隆技术，研究人员可以观察克隆胚胎在不同发育阶段的细胞分化和器官发育。
•基因功能研究：通过克隆技术，研究人员可以通过改变供体细胞中的基因，进而观察到这些基因变化对新生物体的影响。
•疾病模型：通过克隆技术，研究人员可以克隆出一种患有某种疾病的动物，从而研究该疾病的产生机制和治疗方法。
农业领域动物克隆技术在农业中具有重要意义，例如：•繁殖改良：通过克隆技术，繁殖优良品种的动物可以更加简单和高效地进行。
•动物保护：克隆技术可以帮助濒临灭绝的物种进行繁殖，并增加其数量。
•生产特定药物：通过克隆技术，可以克隆出一种能够产生特定药物的动物，从而满足药物需求。
医学应用动物克隆技术在医学领域也有潜在的应用前景，例如：•人体器官移植：通过克隆技术，可以克隆出与患者基因一致的组织和器官，从而避免排斥反应。
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。
克隆动物的原理
克隆动物的原理
动物克隆是将一个动物完全复制出一个新的动物，以拥有和原来相同的基因，体型，体质以及特征等。
克隆技术主要有两种：单细胞和多细胞克隆。
单细胞克隆主要指的是核移植的方法，将一个单一的细胞移植到卵子内使其受精，最终可以孕育出具有同样基因组的克隆动物。
多细胞克隆则使用多细胞移植技术将一组集体移植到一个胚胎细胞中，使其具有相同的基因组，最终能够有雏代出生。
克隆动物已经成功应用在很多方面，包括分子生物学和生物医学的研究、食品技术转化、繁殖动物等等。
克隆动物在一些特定的场合比较有优势，例如，人类与动物之间的实验，动物的克隆可以很容易的解决这个问题，因为它们拥有相同的基因组，所以它们能够很容易的做出应答和反应。
实验员们可以提早预测出动物实验的结果，避免重复实验。
再者，克隆动物技术可以用于繁殖动物，另外一个常见的用途是开发罕见品种和特殊哺乳动物。
这个技术使得特殊哺乳动物能够保存其特殊的基因，保护和繁衍犹豫不决的动物种群，从而保护自然的环境，最大限度保护动物的多样性。
然而，动物克隆并不是没有弊端，例如它可能会影响动物的遗传多样性，破坏生态平衡，或者在一定的因素下会有不正常的形态，和病理性的变异。
虽然科学家们在这个技术上仍然在探索，动物克隆技术应用仍有很多潜力可挖掘。
动物克隆技术的原理和应用
动物克隆技术的原理和应用原理动物克隆技术是一种通过人工手段复制动物的过程。
其原理主要基于细胞核移植和胚胎分裂两种方式。
细胞核移植细胞核移植是动物克隆技术的核心原理之一，也被称为体细胞核转移。
具体步骤如下：1.提取供体细胞：从捐体中提取一种成熟的体细胞，如皮肤细胞或肌肉细胞。
2.移除卵细胞核：获取一枚未受精的卵细胞，并通过微操作技术移除其细胞核。
3.植入供体细胞核：将供体细胞的细胞核植入到移除了细胞核的卵细胞中。
4.人工激活和培养：利用电脉冲或其他方法刺激细胞融合，并在体外培养，使其发育成为胚胎。
5.移植到孕体：将胚胎移植到宿主母体内，继续发育成为克隆动物。
胚胎分裂胚胎分裂是另一种常用的动物克隆技术原理。
该方法通过提取胚胎的细胞进行分裂和发育，从而得到多个与原始胚胎相同的克隆胚胎。
应用动物克隆技术具有广泛的应用前景和潜力。
以下列举了一些重要的应用领域：农业生产1.肉类生产：通过克隆技术可以复制优质肉牛、猪和羊等畜禽品种，提高肉类的产量和质量。
2.乳制品生产：克隆技术可以用于培育高产乳牛，提高乳制品的生产效率。
3.动物抗病性：通过克隆技术可以复制具有抗病性的动物品种，减少疾病对畜禽养殖业的影响。
医学研究1.药物研发：通过克隆技术可以培育出一定数量的实验动物，用于药物研发和测试。
2.疾病模型：克隆技术可以制作疾病模型动物，用于研究和理解人类疾病的发生机制。
3.器官移植：克隆技术可以用于人工培育动物器官，为人类器官移植提供来源。
品种保护1.濒危物种保护：通过克隆技术可以复制濒危物种，保护物种的基因多样性和数量。
2.农作物保护：克隆技术可以用于培育抗病虫害的农作物品种，提高农作物的抗逆性和产量。
科学研究1.生殖研究：克隆技术可以用于探索动物生殖和发育过程的基本原理。
2.遗传研究：通过克隆技术可以从不同角度研究基因对动物特征的影响。
3.进化研究：克隆技术可以用于研究动物进化过程中的变异和适应。
以上是动物克隆技术的原理和应用的简要介绍。
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胰蛋白酶处理 分散成单个细胞
细胞培养
酶处理后的 单个细胞 加培养液
细胞悬浮液
转入培养 液中进行 原代培养 贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理 分散成单个细胞，制成细胞悬液
转入特殊培养基中进行 原代培养和传代培养
形成细胞系
选择或纯化
转入培养液中 进行传代培养
形成细胞株
恒定的染色体组型、同功酶 类型、病毒敏感性和生化特性
产生抗体
特异性差、纯度低；产量低、反应不够灵敏。
第一次：筛选杂 交瘤细胞 第二次：筛选能 产生特定抗体的 杂交瘤细胞
三、动物的克隆繁殖
动物难以克隆的根本原因： 在动物的个体发育过程中，随着组织器官的分化， 细胞基因组中基因的活动很不完全，有的基因开 放，有的基因关闭，即基因的选择性表达使得细 胞的全能性受到抑制。 原理：动物细胞核的全能性
• 贴壁培养：分散的细胞悬 浮在培养瓶中很快就贴附 在瓶壁上，称为细胞贴壁， 贴壁后的细胞呈单层生长， 单层培养的细胞保持接触 抑制的特性。 • 悬浮培养：细胞在培养过 程中不贴壁，一直悬浮在 培养液中生长。培养条件 较为复杂，难度也大，但 是容易同时获得大量的培 养细胞。
动物细胞培养、组织培养、器官培养
植物细胞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
原理
培养基性质 培养基特有成分
细胞的全能性 半固体培养基 蔗糖、植物激素
细胞增殖 液体培养基 葡萄糖、 动物血清 细胞株、细胞系 获得细胞或 细胞产物
培养结果
培养目的
植物体
快速繁殖、培育 无病毒植株等
细胞株、细胞系
有限细胞系 细胞系
胚胎细胞核的移植成功率远高于成体细胞。 （最早在低等动物体内实验成功）
绵羊“多莉”克隆过程：
四、胚胎干细胞
胚胎干细胞核移植：
将胚胎干细胞核移植 到去核的卵细胞中，经 过胚激活、胚胎培养、 胚胎移植后直接由受体 完成克隆动物的技术。
胚胎移植
良种 供体雌性 良种 供体雄性 超数排卵 一般品种 受体雌性 同时发情排卵 但未配种
采集成熟卵细胞
外源基因 去核卵 核移植 显微注射 受精卵
采集成熟精子
体外受精
重组细胞
胚胎体 外培养
早期胚胎
体细胞核
胚胎干细胞培养
子代
胚胎分割 胚胎移植
母本（或代孕母）的子宫
2细胞
4细胞
8细胞
桑椹胚
受精
囊胚
卵母细胞
卵巢
着床 精子
3、如何进行细胞融合？
4、融合后的细胞具有怎样的特征？ 5、主要应用是什么？
动物细胞融合
细胞A
细胞B
物理法（电刺激） 灭活的病毒 （仙台病毒） 化学法（聚乙二醇）
杂种细胞
2.杂交瘤技术和单克隆抗体制备：
(1).传统抗体生产方法：
抗原
刺激
动物体内
效应B
抗体
血液提取(抗体不纯)
筛选单一效应B细胞（不能增值）
动物的克隆
动物的细胞和组织培养是 动物克隆的技术基础
主干知识
• • • • • • • • 贴壁培养(接触抑制)、悬浮培养 原代培养和传代培养 动物细胞培养/组织培养/器官培养 细胞系、细胞株 克隆培养法 动物细胞融合与细胞杂交 杂交瘤技术与单克隆抗体制备 动物的克隆繁殖
动物细胞培养的方法－－根据培养形态
配种
受精卵 早期胚胎
胚胎移植
输卵管或 子宫角
分娩
胚胎工程
概 念： 泛指在动物胚胎发育过程中所进行的 各种技术操作。
理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律
研究的对象： 高等脊椎动物 常用技术类型：
⑴体外受精 ⑵胚胎体外培养 ⑶胚胎移植 ⑷胚胎分割 ⑸胚胎干细胞
“试管动物”
胚胎干细胞培养
胚胎干细胞核移植
• 严格来说，从单个细胞开始、从组织开始、从器官 （器官的原基、器官的一部分或整个器官）开始的 培养分别叫做细胞培养、组织培养、器官培养。
• 三种培养都是以细胞为单位的，且长期培养的结果
经常只能使单一类型的细胞保存下来，最终成了简
单的细胞培养，所以三种培养一般统称为组织培养。
动物细胞培养
Байду номын сангаас
1.原理： 细胞的增殖
选择、
恶性细胞系(异体致瘤性) 连续细胞系 不死性细胞系(保留接触抑制)
纯化(克隆培养法)
有限细胞株 细胞株 (用途？) 连续细胞株
提高细胞克隆的形成率具体措施：
•选择适宜的培养基
•添加血清 (胎牛血清最好)
•以滋养细胞(经射线照射本身失去增殖能力的
小鼠成纤维细胞)支持生长
•激素刺激（如胰岛素）
•使用CO2培养箱
2.培养条件：
①无菌、无毒环境； ②液体培养基，其中含有葡萄糖、氨基酸、生长因 子、无机盐、维生素和动物血清等；
③适宜的温度、ＰＨ和CO2培养箱
3.培养过程
取动物胚胎或幼龄 动物器官和组织
剪碎组织
因为这些组织或器官上的细 胞生命力旺盛，分裂能力强
动物组织细胞间隙中 含有一定量弹性的胶 原纤维等蛋白质
•调节PH
6.细胞克隆的主要用途：
①从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变
细胞系。例如研究缺少某种特殊蛋白的细胞，
可以发现正常细胞中这种蛋白的功能。 ②作为科研材料作为研究遗传规律和生理特性 的重要材料。
二、动物的细胞融合技术及其应用
主要技术手段：细胞培养与细胞融合
1、什么是细胞融合？
2、为何要进行细胞融合？