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1、选修3现代生物科技专题第第3讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题基础夯实课堂归纳课时作业考点精研直击高考 一、体内受精和早期胚胎发育 1精子与卵子的发生【知识梳理【知识梳理】 项目项目精子的发生精子的发生卵子的发生卵子的发生场所场所_时间时间_变形变形_不需变形不需变形分裂分裂均等分裂均等分裂_结果结果形成形成4个精子个精子形成形成1个卵子和个卵子和3个极体个极体睾丸睾丸(曲细精管曲细精管) 卵巢卵巢 从初情期开始从初情期开始 从胚胎出现性别分化后从胚胎出现性别分化后 需变形需变形不均等分裂不均等分裂 2受精 (1)精子获能：刚排出的精子，不能立即与卵子
2、受精，必须在_内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。 (2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到_时，才具备与精子受精的能力。 (3)受精过程：获能的精子穿过_精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别精子遗传物质进入卵细胞。雌性动物生殖道雌性动物生殖道减减中期中期放射冠和透明带放射冠和透明带 有丝分裂有丝分裂增多增多不增加或略有缩小不增加或略有缩小 32全能性全能性 胎儿的各种组织胎儿的各种组织 胎膜和胎盘胎膜和胎盘表层表层下方下方 二、体外受精和早期胚胎培养 1体外受精促性腺激素促性腺激素 假阴道法假阴道法电刺激法电刺激法培养法培养法 获能的精子获能的精子获能溶液获能溶液 2胚胎的早期培养
3、 (1)培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；_ (两素)；_(两酸)，另外还有水、血清等。 (2)胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。维生素、激素维生素、激素氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸 3胚胎移植 (1)地位：胚胎工程及其他相关技术的最后一道工序。 (2)过程： (3)意义：充分发挥_。雌性优良个体的繁殖潜能雌性优良个体的繁殖潜能 4胚胎分割 (1)材料：发育良好，形态正常的_。 (2)实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是_。 (3)注意：对囊胚分割时，注意将_均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚 动物的无性繁殖或克隆动物的无性繁殖或克隆 内细胞团内细胞团
4、 早期胚胎或原始性腺早期胚胎或原始性腺 小小大大核仁核仁全能性全能性发生分化发生分化 三、生物技术的安全性和伦理问题 1转基因生物的安全性工程菌工程菌生物反应器生物反应器 (2)对安全性问题的争论 转基因生物与食物安全 a反对“_”。 b担心出现_。 c担心出现新的_。 d担心_改变。 e侵犯宗教信仰者或素食者的权益。实质性等同实质性等同滞后效应滞后效应过敏源过敏源营养成分营养成分 转基因生物与生物安全 a可能扩散到新的生态区域，破坏_。 b成为“入侵的外来物种”，威胁_。 c可能与某些细菌或病毒杂交，重组出有害的_。 d可能通过花粉传播进入杂草，形成“_”。 转基因生物与环境安全：转基因生物
5、可能会对_的稳定性和_造成破坏。生态平衡生态平衡其他生物的生存其他生物的生存 病原体病原体超级杂草超级杂草 生态系统生态系统人类生活环境人类生活环境 (3)理性看待生物技术 正视转基因技术可能带来的安全性问题，要_，不能因噎废食。 制定_，最大程度保证转基因技术和产品的安全性。趋利避害趋利避害政策和法规政策和法规 2关注生物技术的伦理问题观点观点反对反对支持支持克克隆隆人人伦理伦理方面方面违反了人类的伦理道违反了人类的伦理道德观念，中国禁止德观念，中国禁止_克隆克隆中国不反对中国不反对_克隆克隆技术技术方面方面技术技术_，流，流产率高、畸形率高、产率高、畸形率高、出生后死亡率高出生后死亡率高可
6、通过胚胎分级、基因可通过胚胎分级、基因诊断、诊断、_检查检查等方法解决技术问题等方法解决技术问题生殖性生殖性治疗性治疗性不成熟不成熟染色体染色体观点观点反对反对支持支持设计试设计试管婴儿管婴儿_也是生也是生命，杀死胚胎无命，杀死胚胎无异于异于“谋杀谋杀”提供提供_并不并不会对试管婴儿造成损伤会对试管婴儿造成损伤基基因因检检测测技术技术方面方面很难用在很难用在_中中有一些遗传性疾病可以通过有一些遗传性疾病可以通过_后在早期采取后在早期采取预防措施预防措施道德道德方面方面可能引起可能引起_通过正确的科学知识传播、通过正确的科学知识传播、_教育和立法，解教育和立法，解决基因歧视现象决基因歧视现象胚胎
7、胚胎骨髓造血干细胞骨髓造血干细胞 具体医疗具体医疗基因检测基因检测基因歧视基因歧视伦理道德伦理道德 3禁止生物武器 (1)生物武器的种类 (2)我国政府观点：在任何情况下_ _生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。种类种类实例实例致病菌、病毒致病菌、病毒鼠疫菌、炭疽杆菌鼠疫菌、炭疽杆菌生化毒剂生化毒剂肉毒植菌毒素肉毒植菌毒素基因重组的致病菌基因重组的致病菌重组流感病毒、新型鼠痘病毒重组流感病毒、新型鼠痘病毒不发展、不生产、不发展、不生产、不储存不储存 1下列关于胚胎工程的叙述，错误的是() A体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
8、C早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 【答案】B 【解析】胚胎工程中，受精卵一般发育到囊胚或桑椹胚阶段进行胚胎移植。【自练自测【自练自测】 2培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是() A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母山羊子宫内 【答案】A 【解析】甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵；乙过程的目的
9、是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用；受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行的，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行的；丁过程是胚胎移植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之继续发育的过程。 3(2016年江苏苏州模拟)下列关于生物技术与伦理问题的正确观点是() A可广泛利用体外受精技术设计试管婴儿的性别 B应基于科学和理性来讨论转基因作物的安全性问题 C通过基因筛查来禁止重大疾病基因携带者就业 D大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交来进行育种 【答案】B 【解析】我国不允许利用体外受精技术筛选早期胚胎性别，A错误；应基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题，B正确
10、；通过基因筛查禁止重大疾病基因携带者就业，不符合伦理道德，C错误；大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交，可能造成基因污染和环境安全，D错误。 4(2015年广东广州质检)下列关于胚胎干细胞的分析，不正确的是() A胚胎干细胞可来源于胚胎发育到囊胚期的细胞 B胚胎干细胞具有发育全能性 C胚胎干细胞可用于烧伤病人的皮肤移植 D胚胎干细胞培养用MS培养基 【答案】D 【解析】胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞；胚胎干细胞具有发育的全能性，通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以用于皮肤移植；培养胚胎干细胞的培养基为动物细胞培养基，而MS培养基常用于植物细胞的培养。 5(2016年河
11、南洛阳统考)近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，下图表示经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。下列说法正确的是() A从母体卵巢中获得的卵母细胞可直接进行受精，但在受精前要对精子进行获能处理 B进行胚胎分割时，应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作 C胚胎分割时只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份 D受体母牛必须和供体牛属于同一物种，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 【答案】D 【解析】从母体卵巢中得到的卵母细胞还不成熟，要在体外培养到减数第二次分裂中期才具有与精子结合的能力；进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或
12、囊胚时期的胚胎进行操作；进行胚胎分割时，还可以用分割刀片将胚胎切开。 1受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障” (1)顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育 (2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称作透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二
13、道屏障。 2胚胎发育 (1)过程 (2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律 有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，但细胞一直呼吸消耗，有机物总量减少。 细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。 细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。 3胚胎发育 (1)过程 (2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律 有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。 细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。 细胞中DN
14、A含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。考查体内受精的过程 (2015福建龙岩期末)受精过程的顺序为() 第一次卵裂开始释放第二极体顶体反应 穿越透明带雌、雄原核的形成核膜消失，雌、雄原核融合 AB CD 【答案】D 【解析】受精阶段主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。其过程为：顶体反应穿越放射冠穿越透明带(透明带反应)卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体雌、雄原核的形成核膜消失，雌、雄原核融合形成合子第一次卵裂开始。考查早期胚胎发育的过程 如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图
15、回答问题： (1)写出各个阶段的名称： A：_，B：_，C：_。 (2)写出图中相应标号的名称： 2_，4_，5_， 7_，8_。 (3)A时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现_，C时期开始出现_。 (4)2将来发育成_。 (5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合，防止多精入卵受精的两道屏障分别是_、_。 【答案】(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)全能细胞分化胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)透明带反应卵细胞膜反应 【解析】(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图
16、C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。(3)桑椹胚细胞具有全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。 1胚胎移植的理论基础胚胎工程的应用胚胎工程的应用胚胎移入胚胎移入的基础的基础哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的同的
17、胚胎收集胚胎收集的基础的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态移入胚胎移入胚胎存活的基础存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应反应保留遗传特保留遗传特性的基础性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响中不受影响 2胚胎工程的三个操作流程 (1)试管动
18、物生产流程 (2)克隆动物的培育流程 (3)胚胎移植的培育流程(以牛胚胎移植为例) 3干细胞的分类及特点分类分类全能干细胞全能干细胞多能干细胞多能干细胞专能干细胞专能干细胞特点特点能形成机体的能形成机体的所有组织器所有组织器官、发育成完官、发育成完整个体整个体能分化成多种能分化成多种细胞或组织，细胞或组织，但不能发育成但不能发育成完整个体完整个体只能分化成一种类型只能分化成一种类型或功能密切相关的两或功能密切相关的两种类型的细胞种类型的细胞举例举例胚胎干细胞胚胎干细胞造血干细胞造血干细胞上皮组织基底层的干上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞细胞，成纤维细胞考查胚胎移植和胚胎分割移植的 应用如图为
19、牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题： (1)阶段常用_激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。 (2)冲卵的生理基础是_。 (3)阶段对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到_或_阶段。 (4)若要通过获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对阶段检查合格的胚胎进行_技术处理，该过程中应注意对_进行均等分割。 (5)ES或EK细胞的形态特征是_，在培养液中加入_，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。 【答案】(1)促性腺(2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系(3)囊胚桑椹胚(4)胚胎分割内细胞团(5)体积小、细胞核大、核仁明显分化诱导因子 【解析】(1)胚胎工程中常用促性腺激
20、素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系，这是冲卵的生理基础。(3)胚胎移植前对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段。 (4)应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体，胚胎分割时注意对内细胞团进行均等分割。(5)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征，胚胎干细胞在培养时加入分化诱导因子，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。考查胚胎干细胞的应用 下图为利用胚胎干细胞进行治疗性克隆的基本过程，相关叙述错误的是() A正常情况下，去核的卵细胞取自女性M期卵母细胞 B构建的重组细胞发育的过程中，细胞开始分
21、化发生在囊胚期 C在胚胎干细胞分离时，可用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞 D胚胎干细胞具有体积大、细胞核大、核仁明显和蛋白质合成旺盛等特点 【答案】D 【解析】细胞核移植技术目前广泛采用处于M期的卵母细胞作受体细胞；囊胚期出现细胞分化，聚集于一端个体较大的细胞为内细胞团，将来发育为胎儿的各种组织；沿透明带内壁扩展和排列的个体较小的细胞为滋养层细胞，将来发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养；在动物细胞工程中常用胰蛋白酶将组织分散成单个细胞；胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点。【网控全局【网控全局】 【答案】早期胚胎发育胚胎移植胚胎分割早期胚胎培养试管婴儿 1关于体内受精的4点提醒 (
22、1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 (2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。【易混必明【易混必明】 (3)受精的标志受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 (4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 2胚胎的早期培养的培养液
23、成分：“两盐”是无机盐、有机盐，“两素”是维生素、激素，“两酸”是氨基酸、核苷酸，天然成分是血清等物质。 3胚胎移植的3个关键点 (1)移植的胚胎必须在原肠胚之前。 (2)供体和受体必须是同种生物，并处于同一生理状态。 (3)胚胎移植的本质：产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。 4试管动物和克隆动物的异同 (1)试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。 (2)试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。 (3)试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。 (4)试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。 (5)获得试管动物和克隆动物相同之处：两者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。谢谢观看
高考生物大一轮复习 现代生物科技专题 第3讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题课件（选修3）
