动物的克隆(浙科版)(谷风课资)40页PPT

2、动物难以克隆的根本原因： 基因表达的调控使得 细胞中合成了专一的蛋白 质。 一类基因是维持生存的； 一类基因随着组织器官和 发育阶段不同而选择性表 达。导致基因组中的基因 活动不完全．
如：哺乳动物的红细胞只 有少量的线粒体。
3、细胞核移植实验和动物的克隆繁殖： 胚胎细胞核的移植成功率远高于成体细胞。
物理、化学方法
诱导方法
（同左）
化学（聚乙二醇） 灭活的病毒 用 途 获得杂种植株 主要用于制备 单克隆抗体
三、动物的克隆繁殖
1、动物细胞全能性的表现程度： 低等动物 细胞的全能性 一般比较容易 体现。 癌细胞仍能逆转 为正常细胞。
无论是分化还是癌变，变化的都是表现型， 基因组成的完整性并没有改变。
生物法：灭活的仙台病毒
灭活的病毒颗粒 黏附于细胞表面
细胞膜被病毒颗粒 穿通，细胞膜连接
细胞融合，形 成杂种细胞
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 (抗体不纯)
筛选单一效应B细胞
不能增值，产生大量抗体
特异性差、纯度低隆抗体制备过程：
胰蛋白酶处理
动物组织细胞间 隙中含有一定量 的弹性纤维等蛋 白质
单个细胞
细胞培养
思考：
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、液体培养基 2、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，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物 个体

遗传物质发生了改变，带有癌变特点
3．根据所学知识，回答下列问题： (1)巴斯德利用固定毒株制成减毒活疫苗，预防狂犬病，制成 减毒活疫苗需要用________培养。 (2)特异性抗体获取可用单克隆抗体制备。在制备单克隆抗体 的过程中， 应用的动物细胞工程技术是____________________ ____________________________________________________。 (3)下面是单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答：
激素(胰岛素等) 血清(胎牛血清最好) 、 __________________ 以滋养细胞支持生长、 _______________
刺激、使用 CO2 培养箱、调节 pH 等。
二、动物的细胞融合技术及其应用 1．细胞融合 (1)概念： 是指在一定的条件下将 两个或多个 动物细胞融合为 一个细胞的过程。 (2)原理：细胞膜的 流动性 。 (3)诱导融合的方法： ①物理方法和化学方法：电激法、 聚乙二醇 等。 ②生物方法：灭活的病毒(如仙台病毒)。
(
)
解析：卵细胞是由减数分裂形成的，其染色体数目是体细胞 的一半，不能用作哺乳动物克隆时的细胞核供体细胞。 答案：B
5．在克隆多莉羊的过程中，下列哪项技术没有运用到 A．细胞培养技术 C．胚胎移植技术 B．细胞核移植技术 D．基因工程技术
(
)
解析： 多莉羊的培育过程中首先运用了细胞核移植技术获得重 组细胞，然后通过细胞的体外培养形成早期胚胎，最后把这个 胚胎移植到代孕母羊子宫中完成后续的胚胎生长发育。 在整个 过程中没有使用基因工程技术。 答案：D
解析：动物细胞培养是用动物胚胎或幼龄动物器官通过胰蛋白 酶处理制成细胞悬液，再通过原代培养和传代培养得到细胞株。 答案：D

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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。

3 培养和发育
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。

3．动物细胞培养技术的应用 (1)生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等。 (2)利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤 病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。 (3)培养的动物细胞用于检测有毒物质，判断物质的毒性。
课 前 自 主 导 学
当 堂 双 基 达 标
第三节
课 堂 互 动 探 究
动物的克隆
课 后 知 能 检 测
课
标
解
读
重
点
难
点
1.结合教材图 26，简述动物细胞培养与体细 胞克隆。 1.动物细胞组织培养、细胞核移
2.通过实例分析， 了解动物组织培养技术的发 植和动物的克隆繁殖。(重难点) 展历程。 3.分析比较细胞系及细胞株的含义。 4.结合克隆概念，简述动物的克隆培养法。 2.细胞株系、细胞核移植和动物 的克隆繁殖。(重点)
2．应注意的问题 (1)动物细胞培养时可以分散成单个细胞， 也可以用细胞群(团)、 组织块培养。 分散成单个细胞后培养，细胞易获得所需的营养物质，其代谢废物容易排出； 同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。 (2)为了保证细胞培养时满足其营养物质和生长因子的供给，培养基中添加 一定量的血清，因为血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素及一些未知的 营养物质。 (3)由于大多数动物细胞培养的适宜 pH 为 7.2～7.4，而胃蛋白酶发挥活性的 最适 pH 为 2.0 左右，因此不能使用胃蛋白酶使细胞分散开。
无菌、无毒的环境 培养营养需要：适宜的培养基、添加血清、激素胰岛素、 4. 条件 CO2气体环境、调节pH及滋养细胞等 条件
1．把动物组织块分散成单个细胞所用的胰蛋白酶能否换成胃蛋白酶？

• 物理法：电刺激诱导融合
细胞膜连接
ppt课件 细胞融合、形成杂种细胞19
5. 应用
此技术有什么缺点和优点？
1.由于细胞杂交中染色体容易丢失，因此利用杂交细 胞检测特定染色体丢失与特定基因产物减少的对应关 系，可以进行基因定位。
2.克服远缘杂交不亲和的障碍
鼠—鸡、鼠—兔、鼠—猴、人—鼠、人—兔、 人—鸡、人—蛙、酵母菌—鸡 、人—胡萝卜等
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2
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一、动物细胞、组织培养
1.什么方法取得离体的单个动物细胞？
机械消化或者胰酶消化（胰蛋白酶）
2.离体的动物细胞能否正常的生活、表现出正 常的生命活动？
能，在人工控制的培养条件下，生长、分裂乃至 接触抑制和衰老、死亡等，并呈现一定的组织特性。
3.是不是所有的动物细胞都能在离体的情况下表现 出生命活动？
4.1912年，鸡胚浸出液对鸡胚成心功脏进组行织了块传进代行培原养代；培养
和传代培养。
发明了卡氏瓶；
5.1943年，获得长期培养细胞系（可连续传代）和细胞
克隆。
标志着组织培养工作进入
6.1950年，人工培养液“199全”研新制阶成段功
7.1951年，海拉细胞系的建成。
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三、动物细胞培养过程
从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。
用于研究细胞的遗传规律ppt课和件 生理特性。
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三、动物的细胞融合技术及其应用 ★ 什么是细胞融合技术？ ★ 为什么要进行细胞融合？ ★ 如何实现细胞融合？
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1.动物细胞融合
定义 指用自然或人工方法, 使两个或多个不同的细胞融 合成一个细胞的过程。

核移植入去 核卵细胞
取出细胞核 （2N）
取乳腺细胞
营养限制性 培养
“多莉”克隆成功的原因和意义
成功的原因（哺乳动物体细胞克隆最复杂）
•重组卵细胞最初分裂时仅复制DNA，而不进行基因转
用途
•使用CO2培养箱调节PH
只有对培养环境有较大 适应范围和具有较强独 立生存能力的细胞，才 容易做细胞克隆。如： 无限细胞系
从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系， 来研究某些蛋白质的功能
动物的克隆繁殖
动物细胞全能性的表现程度
动物难以克隆的根本原因 细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 细胞核移植实验 “多莉”的克隆过程 “多莉”克隆成功的原因和理论意义
类型（以哺乳动物的克隆为例）
胚胎克隆
体细胞核移植（难度高） 体细胞胎克隆 2019年，克隆羊“多莉”
“多莉”的克隆过程
过程
2019年
苏格兰罗斯林研究所 维尔穆特
取卵细胞 胚胎 移植 去除细胞核（N） 去核卵细胞
苏格兰黑 面母羊
白色芬 兰母羊
分裂至8 体外胚胎 另一苏格兰 细胞胚体 培养 黑面母羊 妊娠、 “多莉” 分娩 核DNA与白色 芬兰母羊相同
动物细胞培养和组织培养的关系
动物细胞培养和组织培养的关系
•细胞培养中，培养液中各细胞彼此相互依存，细胞培
养的后代在某种程度上会表现出一定的组织特性
•组织培养中，长期的组织培养往往只能使单一类型的
细胞保存下来，而成为简单的细胞培养 细胞培养
统称为组织培养
各种生物体结构 成分的体外培养
组织培养
器官培养
动物细胞培养不能像植物组织培养那样最终培养成新个体
动物组织培养技术的发展
•1885年 •1903~1907年

一、动物细胞的培养和克隆形成
1、广义的动物组织培养(组培)包括： 细胞培养、组织培养和器官培养。 2、动物组织培养技术的发展： 1885年，鸡神经板在生理盐水中培养成活。 1903年，皮肤及白细胞培养于腹水及血清中， 存活1个月。 1907年，美，蛙胚神经管培养在蛙淋巴液中， 观察到细胞的阿米巴运动，创立了悬浮培养法。
诱导方法
物理、化学方法 物理（离心、振荡、 （同左） 电刺激） 化学（聚乙二醇） 灭活的病毒 获得杂种植株 主要用于制备 单克隆瘤技术和单克隆抗体制备
读下面一段文字资料，思考以下问题： 长期以来，为了获得抗体，采用的是把某种抗原 反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离出所需 抗体的方法。用这种方法获得的抗体，不仅产量低， 而且抗体的特异性差，纯度低，反应不够灵敏。人们 发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B细胞 可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个 B 细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要 想获得大量的单一抗体，必须用单个B细胞进行无性 繁殖，即克隆。
3、动物细胞培养
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 乃致接触抑制和有规律的衰老、死亡性能等生命活动 现象。 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的 基础
培养过程：
动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官
浙科版选修3
第二章 克隆技术 第三节 动物的克隆
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。

两种，体内培养和体外培养。
思考：
1、本过程利用了哪些原理？
免疫原理 细胞融合原理 动物细胞培养原理
（1）为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合? （小鼠骨髓瘤细胞可以在体外培养条件下大量增殖，
B淋巴细胞能够产生抗体，这样融合成的杂交瘤细胞， 继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有B细胞分泌抗体 的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大 量单克隆抗体,细胞的同源性越近，融合形成的杂种细 胞越易成活。 （2）骨髓瘤细胞是癌细胞吗? 有无限增殖能力的细胞是肿瘤细胞， 具有转移能力的肿瘤细胞，称为癌细胞， 所以说，瘤细胞不能等于癌细胞。
将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉 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成动物个体。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
胚胎细胞核移植
核移植
体细胞核移植 （难度高）
受体细胞：去核的卵细 胞
Ａ母绵羊
Ｂ母绵羊
细胞拆合技术 乳腺细胞
多 莉 羊 的 培 育 过 程
细胞融合、筛选
促融方法？
杂交瘤细胞 细胞培养
选出能产特定抗体细胞群、继续培养
体外培养
体内培养
从培养液 中获取
从腹水中提取 单克隆抗体
2.制备过程：
（1）给小鼠抗原注射的目的是什么？
诱导小鼠体内的特异性免疫应答，分化出浆细胞。
（2）两次筛选的目的相同吗？ 第一次筛选得到杂交瘤细胞，第二次筛选先在多 孔培养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞下培养 筛选出特异抗体的细胞群。 （3）最后培养有几种方案？
.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？