动物的克隆
动物克隆专题知识讲座
囊胚
试验证明：胚胎细胞核移植旳成功率远高于成体细胞。
动物旳克隆繁殖
胚胎细胞克隆 指用胚胎细胞核移植旳措施，涉及胚胎细胞和 胚胎干细胞旳核移植，以克隆出新旳个体，是 动物克隆技术旳主要措施之一。
体细胞克隆
动物核移植是将动物旳一种体细胞旳细胞核 （供体核）,移如入一种已经去掉细胞核旳次 级卵母细胞中，形成一种重建旳“合子”，并 发育成一种重组胚胎,这个新旳胚胎最终发育 为动物个体。
D．肝细胞难以克隆成个体是因为存在阻止核 基因体现旳调整蛋白
由植物细胞经组织培养形成胚状体旳过程中发生了
A．细胞分裂和细胞分化
B．脱分化和再分化
D
C．脱分化和细胞分裂
D．脱分化、细胞分裂和再分化
2023年真题
1．用动、植物成体旳体细胞进行离体培养，下列论述正确旳是
A．都需用CO2培养箱
B．都须用液体培养基
物组织培养培养基有何独特之处？
独特之处有：1、液体培养基 2、成份中有动物血清等
植物组织培养旳培养基 成份：蔗糖、氨基酸、维生素、无机盐
激素(生长素，细胞分裂素) 状态：固态（用到 琼脂）
细胞培养
（1）贴壁生长： 培养瓶中旳悬浮液细胞，紧贴培养瓶
内壁才干生长
（2）接触克制： 当培养瓶中内壁生长细胞彼此紧密接
5、细胞克隆最主要用途：
从一般细胞系中分离出缺乏特殊基因旳 突变细胞系。
植物细胞和动物细胞培养旳比较
比较项目
植物组织培养 动物细胞培养
原理
细胞旳全能性 细胞增殖
培养基性质
固体培养基 液体培养基
培养基成份
营养物质、植物 生长调整剂
营养物质、血清
培养成果 培养目旳
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
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。
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。
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（3）意义： ①、有利于遗传疾病的治疗
②、 有利于物种的优化、优良品种的培育 ③、降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率 ④、有利于濒危动物的保护和转基因动物的扩群有重要意义
细胞在贴壁生长过程中，
随着细胞分裂，数量不
断增加，最后形成一个
单层，此时细胞间相互
接触，细胞分裂和生长
停止，数量不再增加。
2、动物组织培养
动物组织在体外以及人工条件下维持生活状态或 生长特性。
3、器官培养
器官的原基、器官的一部分或整个器官在体外和人工 控制的条件下得以保存、生长，在此过程中保持器官 的结构、功能及分化能力。
动物细胞培养技术和动物组织培养技术是动物克隆 技术的基础
4、克隆培养法
（1）克隆培养法概念：
把一个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。又称细胞克隆 （2）特征： 遗传性状均一、表现性状相似，便于研究。 （3）基本要求： 必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个。 （4）较容易克隆的细胞： 无限细胞系、转化细胞系和肿瘤细胞等。 （5）提高克隆形成率的措施： 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值等 （6）用途： 如从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。
这种叫接触抑制。
动物细胞培养条件：
1、无菌、无毒的环境
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
2、营养
(水、无机盐、氨基酸、维生素、葡萄糖、动物血清等）
3、温度和pH
36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4
4、气体环境：
CO2培养箱
★
小结 动物细胞培养
（原、传代培养，细胞系、株）
广义组织培养
剪碎组织
卡氏瓶
胰蛋白酶处理 分散的单个细胞
细胞培养
细胞从机体中取出 后,第一次在卡氏瓶 中进行细胞培养。
原代培养
将原代培养的细胞从卡氏瓶中取 出后，分装到两个或两个以上 的卡氏瓶中的继续培养。
传代培养
具有特殊性 质的细胞系 通过传代培养 形成的细胞群。
有限细胞系 细胞系 连续细胞系
有限细胞株
细胞株
动物组织培养 器官培养
克隆培养法 1、概念： 2、特征： 3、基本要求： 4、提高克隆形成率的措施： 5、用途：
连续细胞株
思考题
（1）动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培 养基有何独特之处？ 主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。 独特之处有：1、成分中有动物血清等 （2）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 （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？ 不能，因为动物细胞分化程度高,全能性难表达.
1、上述四个例子可以得出什么结论? 胚胎细胞核移植的成功率远高于成体细胞核移植 ２、克隆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。 ３、克隆羊的成功部分原因是什么？ 卵细胞质中的蛋白因子替换了乳腺细胞中的调节蛋白， 使核ＤＮＡ中遗传信息的表示顺序被重新编排，调控 胚细胞进一步发育。
一、动物细胞的培养和克隆形成
1、动物细胞培养
（1）动物细胞培养概念 将动物体的一部分组织取出，经过机械消化或胰酶消化， 使其分散成单个细胞；然后在人工控制的培养条件下，使
这些细胞得以生存，并保持生长、分裂乃致表现出接触抑
制和有规律的衰老、死亡性能等生命活动现象。
（2）动物细胞的培养过程
取动物器官和组织 幼龄动物
概念？
促进融合的方法？ 杂交瘤技术和单克隆抗体制备
三、动物的克隆繁殖
理论上，已分化的动物体细胞能像植物细胞一样脱分化、 再分化成一个动物体吗？
实际上动物细胞全能性表现的情况如何呢？
1、动物细胞全能性的表现程度
（1）高等动物细胞 受精卵 > 胚胎细胞 （2）低等动物细胞 全能性一般容易体现。如水螅的上皮细胞，不经过细胞 分裂就可以转变为上皮、肌肉细胞。 > 多能细胞 > 单能细胞 > 体细胞
3、细胞核移植实验和动物的克隆繁殖
（1）概念 核移植是利用一个细胞的细胞核,来取代另一个 细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子”。 （2）种类 1952豹娃囊胚细胞核移植 胚胎细胞核移植 核移植 体细胞核移植 1981小鼠囊胚细胞核移植 1978童第周黑斑蛙的成体红 细胞核移植 1997 克隆羊“多莉”是乳腺 细胞核移植
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
原理
培养基性质 培养基特有成分
细胞的全能性
固体培养基 蔗糖
细萄糖 动物血清
培养结果 培养目的
植物体 快速繁殖、培育 无病毒植株
细胞株、细胞系 获得细胞或细胞 分泌蛋白
二、动物的细胞融合技术及其应用
细胞融合与细胞杂交
第二章
克隆技术
第三节 动物的克隆
为什么要进行动物细胞培养? 什么是动物细胞的培养? 怎样进行动物细胞的培养?
小资料：
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。
为什么动物细胞很难表现出全能性？
2、动物难以克隆的根本原因
（1）动物细胞中的基因分为二类：一类基因是维持生存， 在各种细胞中都处于活动状态；另一类基因随着组织器官 和发育阶段不同而选择性表达。
（2）这些选择性表达的基因，在个体发育的不同阶段，
控制合成了一些专一的蛋白质，导致细胞在形态和功能上 的分化。 （3）已分化的细胞，由于一些基因不活动，所以不能像 受精卵那样表现出全能性 动物细胞难以实现克隆，那么如何实现动物的克隆？