细胞全能性和克隆

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,细,胞,分,裂,细胞分化,受精卵是如何发育成一个个体的？,多细胞生物的,发育,通过,细胞分裂,和,细胞分化,实现。,受精卵,组织,分裂,分化,一、细胞分化,各种体细胞,器官,植物体,动,物,体,系统,意义：,【P.90“,小金鱼”,】,通过细胞分化产生,不同结构和功能的细胞,，,表现为,细胞的多样性,，并由此进一步,形成组,织、器官和系统,，,完成各种生理活动和个体,发育。,细胞分化是生物正常发育的基础，也是形成,各种,组织,的基础。,1.,细胞分化的意义,2.,细胞分化的定义：,同一来源的细胞,逐渐,发生,形态 结构、生理功能和蛋白质合成,上的,差异,。,4.,细胞分化的特点：,（,1,）全程性：,贯穿于个体发育全过程，胚胎时期最为明显。,（,2,）稳定、不可逆性：,分化终端细胞不再分裂,。（,P.90,）,3.,细胞分化的分子基础,(,关键,),：,蛋白质合成上的差异,。,【,当细胞合成特异蛋白质时，就出现分化。,】,细胞分化的实质：基因的选择性表达,。,思考：你的神经细胞和肝细胞在,DNA,、,mRNA,、,蛋白质,上是否相同？,如何用,核酸分子杂交,实验证明你的结论？,思考：不同细胞具有不同形态结构和功能的直接原因是什么？,核酸分子杂交技术检测基因及其表达,制作特定的基因探针（带标记的,DNA,单链），对人的,3,种细胞中提取的总,DNA,的限制酶切割片段、总,RNA,进行,碱基互补配对。结果如下：,探针,细胞总,DNA,细胞总,RNA,输卵管细胞,成红细胞,胰岛细胞,输卵管细胞,成红细胞,胰岛细胞,卵清蛋白基因,+,+,+,+,_,_,血红蛋白基因,+,+,+,_,+,_,胰岛素,基因,+,+,+,_,_,+,实验方法,探针与,DNA,片段单链杂交,探针与,RNA,杂交,结论：,不同类型的细胞在发育过程中表达一套特有的基因，其产,物影响细胞的形态结构和生理功能。,分化过程中基因组不变，基,因选择性表达。,再,分,化,脱,分,化,植物组织培养技术,愈伤组织,1958,年 美国斯蒂瓦特（,F.Steward,）,韧皮部细胞,(,分化后的细胞,),思考,这种生殖方式应该属于何种生殖方式？,为什么一个体细胞可以发育成一棵完整的植株？,无性生殖,同一生物体所有体细胞含有相同的遗传物质，包含生物生长发育所需要的全部遗传信息（全套基因）。,二、细胞全能性：,2.,植物细胞具有全能性。,即植物体中的,每个活细胞,，不仅具有亲本的全部遗传信息，而且还有,发育成完整植株,的能力。,1.,定义：,单个细胞经细胞分裂和分化,后,仍具有,形成完整生物体的潜能。,即：细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。,受精卵发育的全能性最高。,全能性,不仅强调具有全部的遗传信息（物质基础），,还强调有发育成完整个体的能力。,细胞的全能性,是,植物组织培养,和,克隆技术,的理论基础,。,3,、植物细胞全能性的应用：,植物组织培养,条件,过程：,意义：,a.,离体状态,b.,无菌条件,c.,适宜环境：,控制温度、,pH,值、光照,糖类、无机盐、维生素、,植物激素等物质基础,思考,：什么叫愈伤组织？脱分化？再分化？,植物,组织细胞,愈伤组织,根和芽,脱分化,再分化,完整,植株,快速繁殖经济植物；,保留杂种优势；,保存种质资源；,培育转基因植物,实验一：,非洲爪蟾肠上皮,细胞核具有全能性,的实验证明,上述属于何种生殖方式？,实验结论？,蝌蚪,移核卵,核移植的两种方法：,显微注射；电融合,三、克隆技术,卵细胞,母绵羊,去核卵,母绵羊,乳腺细胞,电融合,胚胎移植,早期胚胎,多利羊,分娩,分裂分化,融合细胞,C,母绵羊子宫,妊娠,（,P.100,）,谁是“多利”,的,“,母亲,”,？,“多利”性别？,实验结论？,实验二：,“多利”的培育,克隆技术的知识梳理：,1.,概念：,3.,动物克隆技术过程,不用雌、雄两性生殖细胞，仅用,一个个体,的部分组织或,一个,体细胞,，通过,细胞分裂和分化,而产生,遗传组成上相同,的新个体的过程。,去核,卵,体,细胞核,融合细胞,（移核卵）,动物个体,成功培育“多利”羊的实验可以得出怎样的结论？,哺乳动物中,高度分化的,体细胞核,仍保持着全能性,；,卵细胞的细胞质能够调节细胞核的脱分化。,注入,/,电融合等,分裂,分化,2.,证明全能性的技术：,植物组织培养；,动物细胞核移植。,1.A,羊的卵细胞核被,B,羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入,C,羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是,不能,A,有选择地繁殖某一性别的家畜,B,繁殖家畜中的优秀个体,C,用于保存物种,D,改变动物的基因型,2.,科学家将,雌黑鼠乳腺细胞的细胞核,移入,白鼠去核的卵细胞,内，待发育成早期胚胎后移植入,褐鼠的子宫,，该褐鼠产下小鼠的体色和性别是,A,黑、雌,B,褐、雌,C,白、雄,D,黑、雄,3.,为了解决不孕症，,1978,年诞生了世界上第一例,“试管婴儿”。,为了证明高度分化的动物体细胞的细胞核仍然保持有全能性，,1997,年第一只,克隆动物“多利”,问世。“试管婴儿”和克隆动物的生殖方式是,A.,都属于有性生殖,B.,前者属于有性生殖，后者属于无性生殖,C.,都属于无性生殖,D.,前者属于无性生殖，后者属于有性生殖,D,A,B,4.,动物克隆技术应用,【P.96】,克隆技术是园艺业和畜牧业中,繁育遗传性状稳定的优质品种和良种家畜,的理想手段。,挽救,珍稀物种,。,结合转基因技术和克隆技术，培育“,转基因克隆生物,”,（杂合子），,以保留优良性状，为人类提供大量的优质动物、器官和相关的药物等。,【,若有性生殖，则部分后代丢失目的基因,】,医学上：,克隆,自身,器官,，替换自己病变的器官。,【,既满足了器官来源，又避免的异体移植的免疫排斥反应。,】,现在已经能够对,胚胎干细胞,进行,体外定向诱导,，,直接形成特定的,组织细胞，无需,经过胚胎发育阶,段，减少了伦理,上的负担。,5,、动物克隆技术与社会伦理,克隆技术还不够成熟，成功率低，克隆胚胎经常出现遗传发育问题，存在一定的隐患。,克隆技术引发的社会问题,(,伦理、道德、法律,),：,人口数量将难以控制；影响人类进化。,父母、子女的世代观念及相关的道德、法律、伦理规,范受到挑战。,利用克隆人进行非法活动，非法对待克隆人等；,甚至危及人类整体的利益。,集中表现在它与现有的,社会观念,的冲突上。,我国的态度？四不原则？,6.,对待克隆人的态度：,1.,生殖方式？（,生存能力不佳，反证有性生殖的优越性）,“多利羊”的性别是什么？,2.,克隆动物运用了哪些工程学手段？,（细胞核移植，细胞培养，胚胎移植等）,3.,为何选择卵细胞？,（卵细胞大，便于操作；能通过发育直接表现出性状来）,如何获得卵细胞,？（使用促性腺激素）,4.,三只母羊各有什么作用？,5.,重构卵在遗传上和生理上与供核母体完全相同吗？,遗传上：全面比较、分析细胞核和细胞质中的遗传物质。,生理上：线粒体的来源。,6.,实验结果得出什么结论？,【,提示：从细胞核、细胞质分别分析,】,高度分化的哺乳动物体细胞的细胞核仍然保持全能性。,卵细胞的细胞质能调节细胞核的脱分化和分裂。,与鲤鲫核质杂交鱼相比，培育多利羊的,突破之处,何在？,【,供核细胞是高度分化的体细胞，而不是胚胎细胞。,】,克隆过程课后讨论题：,7.,能克隆出与供核个体完全相同的男、女吗？,【,提示：遗传上、生理上、心理上,】,8.,人的治疗性克隆与生殖性克隆在表达的基因上有何区别？,各有什么作用？,治疗性克隆特定器官，用于疾病治疗，,其过程仅部分基因得到表达。,生殖性克隆完整个体，用于人类辅助生育，,其过程为基因组的全面表达。,9.,人的生殖性克隆有哪些负面影响？,人口数量的控制，,影响人类的进化，（有性生殖的优越性,?,）,世代观念及相关的家庭和道德、法律、伦理规范受到挑战。,技术不成熟，成功率低，克隆胚胎常出现遗传发育问题，存在,一定隐患。,利用克隆人进行非法活动，非法对待克隆人；甚至危及人类,整体的利益。,10.,动物克隆技术的应用：,【,技术具有通用性,】,培育生物学和医学的实验动物；,改良并快速繁殖家畜品种（如核质杂交鱼）；,园艺业和畜牧业中繁育遗传性状稳定的优质品种和良种家畜,治疗人体疾病：克隆自身器官，替换自己病变的器官。,【,既满足了器官来源，又避免的异体移植的免疫排斥反应。,】,（如干细胞克隆特定器官，用于器官移植；克隆体细胞，用于筛选药物等）,挽救濒危动物（如白暨豚等），以保护生物多样性。,结合转基因技术和克隆技术，培育“转基因克隆生物,”（杂合子），,以保留优良性状，为人类提供大量的优质动物、器官和相关的药物等。,【,若有性生殖，则部分后代丢失目的基因,】,11.,我国对待克隆人的态度：,禁止生殖性克隆人,【,四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,】,不反对治疗性克隆。,理论依据,技术手段,生殖方式,性别,试管动物,受精卵的全能性,人工受精,和胚胎移植,有性生殖,雌和雄；,（胚胎分割移植产生的后代同性别）,克隆动物,细胞核的全能性,细胞核移植,和胚胎移植,无性生殖,与供核亲体相同,(,核基因型不变,),转基因,动物,不同,DNA,具有相同的结构特征，不同生物共用一套密码子。受精卵的全能性,转基因技术和胚胎移植,有性生殖,同试管动物,（还含有目的基因）,比较：,试管动物、克隆动物与转基因动物,