第41講-胚胎工程-生物技術的安全性和倫理問題 1

1、第41講　胚胎工程　生物技術的安全性和倫理問題,考點一　體內受精和早期胚胎發(fā)育,1．早期胚胎發(fā)育(1)過程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。(2)圖示：,2．卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質和體積變化(1)有機物：胚胎沒有和母體建立聯系，沒有從母體獲取有機物，而一直呼吸消耗，有機物總量減少。(2)細胞體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細胞數目增多，所以每個細胞體積減小。(3)細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數目增多，總DN

2、A含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。,[清錯破疑]　澄清受精過程的三個易混點　　　　　(1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。(2)排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。(3)受精的標志≠受精完成的標志：受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標志是雌、雄原核的融合。,角度　精子卵子的發(fā)生、體內受精及早期胚胎發(fā)育過程1．(2016·安慶模擬)下圖為哺乳動物

3、精細胞變形為精子的過程圖解，請據圖回答問題：,(1)寫出上圖中各部分的名稱：[1]_______，[2]________，[3]________，[4]________，[5]_______，[6]________，[7]________，[8]________。(2)精細胞變形為精子的過程中，細胞中的很多結構會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，為什么？_______________________________________

4、_______。(3)為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？______________________________________________。,解析：圖A是精細胞結構示意圖，圖B是變形后的精子結構示意圖。圖中1是高爾基體，將形成精子頭部的頂體5；2是線粒體，將聚集形成圖B中的7線粒體鞘；3是細胞核，將形成圖B中的6精子頭的主要部分；4是中心體，將形成圖B中的8尾。,答案：(1)高爾基體　線粒體　細胞核　中心體　頂體　頭　線粒

5、體鞘　尾(2)細胞核是精子遺傳物質儲存的場所，也是精卵結合后的后代遺傳特性和代謝活動的控制中心，而線粒體則是精子進行有氧呼吸分解有機物產生能量的場所(3)線粒體是精子維持生存和運動所需能量的“動力工廠”,2．如圖表示哺乳動物發(fā)育過程的幾個階段，請據圖回答問題：,(1)寫出各個階段的名稱：A：____________，B：____________，C：____________。(2)寫出圖中各標號的名稱：[2]_________

6、_，[4]__________，[5]____________，[7]__________，[8]____________。,(3)A時期的細胞具有發(fā)育上的__________性，B時期開始出現________，C時期開始出現____________。(4)[2]將來發(fā)育成__________________。(5)動物胚胎是由合子經有絲分裂形成的，合子只由一個精子和卵子結合，防止多精入卵受精的兩道屏障分別是___________

7、_____、____________________。,解析：(1)圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚。(2)圖B中[1]是滋養(yǎng)層，[2]是內細胞團，[3]是透明帶，[4]是囊胚腔；圖C中[5]是外胚層，[6]是滋養(yǎng)層，[7]是原腸腔，[8]是內胚層。(3)桑椹胚細胞具有全能性；囊胚開始出現細胞分化，已分化為滋養(yǎng)層細胞和內細胞團；原腸胚已有胚層分化，分化為外胚層、內胚層，在內、外胚層之間將形成中胚層。(4)內細胞團將發(fā)育為胎兒的各種組

8、織，滋養(yǎng)層將發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤。(5)受精時的透明帶反應和卵細胞膜反應是防止多精入卵的兩道屏障。,答案：(1)桑椹胚　囊胚　原腸胚　(2)內細胞團　囊胚腔　外胚層　原腸腔　內胚層　(3)全能　細胞分化　胚層分化　(4)胎兒的各種組織　(5)透明帶反應　卵細胞膜反應,1．胚胎移植的基本程序,考點二　體外受精和早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應用,[清錯破疑]　不同動物胚胎移植的時間不同　　　　(1)牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段。(2)

9、小鼠、家兔在桑椹胚前。(3)幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植，因為此時分化程度高，移植成功率很低。,2．胚胎干細胞及其應用(1)干細胞的種類。,(2)胚胎干細胞的培養(yǎng)過程。,[清錯破疑]　滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層　　　　　　　　　　　(1)滋養(yǎng)層：囊胚時期沿透明帶內壁排列的個體較小的細胞，滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤。(2)飼養(yǎng)層：飼養(yǎng)層細胞一般為輸卵管上皮細胞，在干細胞培養(yǎng)時，可作為提供干細胞分裂、增殖的營養(yǎng)細胞(3)胚胎干細胞的主要

10、用途：,①將胚胎干細胞核移植到去核的卵細胞中，經過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物。②基因敲除，獲得移植器官。③培育出人造組織器官，用于器官移植。④改良創(chuàng)造動物新品種。,胚胎工程中八大“兩”(1)受精過程中防止多精入卵的兩道屏障——第一道屏障為精子穿越透明帶后的“透明帶反應”，第二道屏障為精子入卵后的“卵細胞膜反應”。(2)體外受精時精子獲能的兩種常用方法——培養(yǎng)法和化學誘導法。(3)胚胎工程中兩次使用“促

11、性腺激素”——對供體使用促性腺激素，以促其“多排卵”；對供、受體使用促性腺激素以作“同期發(fā)情處理”。,(4)胚胎移植時把握的兩個發(fā)育期——桑椹胚期和囊胚期。(5)胚胎移植過程中的兩次檢查——對胚胎進行質量檢查(此時應發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段)；對受體母牛進行是否妊娠的檢查。(6)胚胎早期培養(yǎng)時培養(yǎng)液中三個“兩”——兩鹽(無機鹽、有機鹽)、兩素(激素、維生素)、兩酸(氨基酸、核苷酸)。,(7)胚胎分割中須關注的兩個部位——滋養(yǎng)層(可用于

12、取樣作DNA分析鑒定性別)、內細胞團(須將其均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育)。(8)引發(fā)倫理爭論的兩大技術——生殖性克隆人、設計試管嬰兒。,角度　胚胎工程的應用及前景3．(2016·禹州模擬)以下是科學家采用不同方法培育良種牛的過程，a～h為操作過程，請據圖回答有關問題：,(1)圖中c的操作名稱是____________，d、f的操作名稱是____________。(2)圖中用到的激素是________

13、___，其目的是獲得更多的卵母細胞，卵母細胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎；圖中早期胚胎屬于胚胎發(fā)育的________期，其中胚胎干細胞來源于________(填數字標號)。(3)過程h常用的方法是__________。采用__________技術來檢測轉基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。,(4)圖中A、B牛的性別________(填“相同”、“不相同”或“不一定相同”)。(5)下列哪項不是人工授精和體外受精的區(qū)別 (

14、　　)A．人工授精能更有效地發(fā)揮公畜的優(yōu)良特性B．體外受精能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能C．人工授精和體外受精的本質不同D．人工授精的精卵結合在母畜體內，而體外受精的過程在母畜體外,解析：(1)分析題圖可知，a過程是體外受精，b過程是早期胚胎培養(yǎng)，c操作是胚胎分割，d、f操作是胚胎移植。(2)用促性腺激素處理母畜，可獲得更多的卵母細胞，卵母細胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎；胚胎移植時宜選用桑椹胚期或囊胚期胚胎。囊胚的內細胞團細胞具有全

15、能性，胚胎干細胞可來源于此。(3)常用顯微注射法將外源基因導入動物受體細胞，采用DNA分子雜交技術來檢測轉基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。(4)A、B牛由同一個胚胎分割而來，二者遺傳,物質相同，性別相同。(5)人工授精是用人工方法將精子送入雌性動物生殖道內，而體外受精時，精子與卵細胞在體外專用受精溶液中完成受精。答案：(1)胚胎分割　胚胎移植　(2)促性腺激素　囊胚　③(3)顯微注射法　DNA分子雜交　(4)相同　(5)C,4

16、．下圖為克隆小亞洲黃羊的培育過程，據圖回答有關問題。,(1)小亞洲黃羊D的遺傳性狀與________基本一致。(2)A、B、C三只羊中，哪一只羊沒有提供遺傳物質___。(3)克隆亞洲黃羊的成功，在技術上的突破之處是___。A．供核細胞是體細胞　　B．供核細胞是胚胎細胞C．異品種克隆成功 D．細胞核移植技術(4)克隆亞洲黃羊的過程是否遵循孟德爾的遺傳分離定律，為什么？____________________

17、___________。,解析：(1)克隆繁殖的子代遺傳性狀應與供核方幾乎一致。(2)A、B、C三只羊中，A羊提供了細胞核，B羊提供了細胞質，C羊只提供了胚胎發(fā)育的場所，即D的遺傳物質幾乎都來自供核方A羊，另有少部分遺傳物質來自B羊，所以C羊沒有提供遺傳物質。(3)克隆亞洲黃羊是由普通山羊完成的體細胞克隆亞洲黃羊，屬于異品種克隆，在技術上是一個很大的突破。(4)克隆亞洲黃羊的過程未出現兩性生殖細胞的融合現象，因此屬于無性生殖，不遵循孟德

18、爾的遺傳分離定律。,答案：(1)亞洲黃羊A　(2)C羊　(3)C　(4)否?？寺闊o性繁殖，孟德爾定律僅發(fā)生于有性生殖過程中,考點三　生物技術的安全性和倫理問題,(2)克隆人的培育過程：,2．治療性克隆和生殖性克隆的比較,3.試管嬰兒和設計試管嬰兒的比較,(1)不同點。①所用技術手段：設計試管嬰兒胚胎移植前需進行遺傳學診斷或基因診斷，試管嬰兒不需進行遺傳學診斷或基因診斷。圖中①②③是試管嬰兒的培育過程，①②④⑤是設計試管嬰兒的培育過程

19、。②應用：試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問題，設計試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥等疾病的治療。(2)相同點：都是體外受精，并進行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經過胚胎移植，都是有性生殖。,4．克隆動物、試管動物與轉基因動物遺傳特性比較,角度　生物技術的安全性與生物技術的倫理問題5．閱讀以下材料，回答問題：材料　自1984年第一例轉基因魚在我國誕生以來，轉基因魚的研究取得很大進步。如轉入外源生長激素(GH)基因的魚生長速度快，餌料轉化率

20、高，但魚類易于逃逸、擴散，因此轉基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，需研究轉基因魚對生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴散問題。最近，我國科學家只是將三倍體的轉基因魚投入自然系統(tǒng)。,(1)轉基因魚成功的物質基礎是____________________。(2)已知人的GH是一個含有191個氨基酸的蛋白質，若將人的GH基因轉移到魚體內，則轉基因魚增加的脫氧核苷酸數至少是___個。(3)轉基因魚通過較高的能量轉化效率取得較高的特定生長率，

21、以至生長快于非轉基因魚，蛋白質轉換效率也顯著高于非轉基因魚。其可能的原因是______________。,(4)魚類易于逃逸、擴散，因此轉基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，試分析引起生態(tài)安全性問題的原因_________________________________________。(5)多倍體魚類對控制過度繁殖是有效的，培育成功的三倍體“湘云鯽”，其形成過程是________________________________

22、_。試從保障生態(tài)安全性問題分析只投放三倍體魚的原因______________________________________________。,解析：(1)轉基因技術就是通過基因拼接，把目的基因拼接到載體上，實質上是DNA之間的連接。(2)GH是含有191個氨基酸的蛋白質，由于蛋白質、控制蛋白質合成的mRNA上的堿基數目及控制蛋白質合成的DNA上的堿基數目，三者的比值為1∶3∶6，所以轉基因魚增加的脫氧核苷酸數至少是1 146個。

23、(3)該轉基因魚轉入的是生長激素基因，生長激素能促進生長，主要是促進蛋白質的合成和骨,的生長。(4)轉基因魚由于具有易于逃逸、擴散的特點，當這種魚擴散到其他環(huán)境時，與其他種類的魚雜交，被轉入的基因就有可能轉移到其他的魚體內，造成基因污染；同時，由于該種轉基因魚性情兇猛，使其捕食對象大量減少，與其他物種競爭時，優(yōu)勢明顯，所以可能引起生態(tài)危機。(5)三倍體魚由于不能產生正常的生殖細胞，無法繁殖后代，因此不會造成生態(tài)危機。,答案：(1)遺傳物

24、質都是DNA　(2)1 146　(3)轉基因魚受體內合成了大量生長激素，生長激素能促進蛋白質合成　(4)轉基因魚與同種野生魚雜交，使野生魚帶有轉基因，具有生長優(yōu)勢，使其捕食對象大量減少，與其他物種競爭，引起生態(tài)危機　(5)轉基因的二倍體個體加倍為四倍體轉基因個體，然后二倍體與四倍體雜交形成三倍體　三倍體魚不能繁殖，可以人工控制養(yǎng)殖數量和范圍，避免發(fā)生雜交、競爭，引起生態(tài)危機,6．試管嬰兒是通俗名詞，在專業(yè)文獻中稱為體外受精及胚胎移植。試

25、管嬰兒是指精子和卵子的結合是在試管內進行的，并使受精卵在符合條件的環(huán)境內生長、分裂和發(fā)育4～6天，形成胚胎(如圖所示)，然后將胚胎移植到子宮腔內，使之能在子宮腔內發(fā)育，最后出生的一種生育方法，這是科學技術要求非常高的一種方法。它的成功和發(fā)展，不僅給不孕不育夫婦帶來了希望，而且對研究人類的生殖生理和胚胎發(fā)生學以及優(yōu)生學等方面的課題，有不可估量的積極作用。,(1)試管嬰兒技術在生物學上所依據的原理是___________，該圖示時期是胚胎發(fā)

26、育的________期。(2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、組織，并進而形成器官和系統(tǒng)，從細胞水平看，卵裂的分裂方式是________________。,(3)“試管嬰兒”是指精子和卵子在試管內進行結合的體外受精技術，受精前精子需要事先經過________處理，卵子要培養(yǎng)到__________________(時期)。除此之外還用到________________(填兩種)技術。(4)“試管嬰兒”技術誕生后，

27、繼而出現了“設計試管嬰兒”技術，二者在對人類作用上的區(qū)別是_____________________________________________。(5)現在大多數人反對設計嬰兒性別，其原因是_____________________________________________。,解析：受精前，精子需要進行獲能處理，卵子需要培養(yǎng)到減數第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵進行有絲分裂，使細胞數目增多。觀察題圖可知，該圖中有囊胚

28、腔，是典型的囊胚期圖。試管嬰兒技術主要用于解決不孕不育問題，而設計試管嬰兒主要可以治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾病等。大多數人認為那些配型不合適的胚胎被丟棄或殺死，及濫用設計試管嬰兒技術，如設計嬰兒性別等導致性別比例失調，違反了倫理道德。,答案：(1)受精作用　囊胚　(2)有絲分裂　(3)獲能　減數第二次分裂中期　早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植　(4)前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾?。缓?/p>