基础知识巩固 考点互动探究 考例考法直击 教师备用习题 第38讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题 考试说明 1 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 2 胚胎干细胞的移植 3 胚胎工程的应用 4 转基因生物的安全性 5 生物武器对人类的威胁 6 生物技术中的伦理问题 一 体内受精和早期胚胎发育1 胚胎工程的概念 对动物 所进行的多种显微操作和处理技术 如 等技术 2 精子和卵子的发生3 受精 1 概念 精子和卵子形成 的过程 2 场所 雌性的 链接教材 早期胚胎或配子 2 制作流程 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 胚胎干细胞培养 卵巢 初情期 性别分化 需变形 不均等分裂 4 1个卵子 合子 输卵管 3 过程 链接教材 4 早期胚胎的发育图12 38 1 雌性动物生殖道 M 中期 透明带 放射冠 卵细胞膜反应 起点 有丝分裂 增加 不增加或略有缩小 32 全能性 胎儿的各种组织 胎膜和胎盘 表层 下方 链接教材 二 体外受精和早期胚胎培养1 体外受精图12 38 2 2 早期胚胎培养 1 培养液的成分 2 胚胎去向 向 或冷冻保存 促性腺激素 卵巢 M 中期 假阴道法 培养法 获能 无机盐和有机盐 维生素和激素 氨基酸和核苷酸 血清 受体移植 链接教材 三 胚胎工程的应用及前景1 胚胎移植 1 概念 将雌性动物体内的 或者通过 及其他方式得到的胚胎 移植到 的 内 使之继续发育为 的技术 2 胚胎的来源 或 等技术都可获得胚胎 3 意义 充分发挥雌性优良个体的 大大缩短了供体本身的 增加供体一生繁殖后代的数量 从而推动了畜牧业的发展 同种的 生理状态相同 新个体 转基因 核移植 早期胚胎 体外受精 其他雌性动物体 体外受精 繁殖潜力 繁殖周期 5 基本程序图12 38 3 链接教材 4 生理学基础 生理变化 生理环境 游离 免疫排斥反应 生理 组织 遗传特性 同期发情 超数 冲卵 胚胎移植 3 胚胎干细胞图12 38 4 链接教材 2 胚胎分割 1 概念 采用机械方法将 切割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 2 胚胎分割时应注意的问题 胚胎选择 选择发育良好 形态正常的 或 分割 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 一定要将 早期胚胎 桑椹胚 囊胚 内细胞团均等分割 早期胚胎 原始性腺 细胞核 核仁 全能性 不发生分化 科学家把转基因动物变成 让它们的奶中富含某种营养物质 或人类所需的 3 转基因植物方面目前 科学家已经培育出了大批具有 抗除草剂 等全新性状的农作物 2 对转基因生物安全性的讨论 1 转基因生物与食物安全 链接教材 四 转基因生物的安全性1 转基因成果 1 微生物方面 制造出具有重要作用的 如 利用 的微生物生产生化药物 即 2 转基因动物方面 在培育 的转基因家畜 家禽方面不断取得辉煌成就 重组微生物 假单胞杆菌 DNA重组 基因制药 生长迅速 营养品质优良 生物反应器 珍贵药物 蛋白质 抗虫 抗病 抗逆 正方观点 生命力有限 存在 花粉传播距离有限 花粉存活时间有限 3 转基因生物与环境安全 对生态系统稳定性的影响 反方观点 打破 界限 重组出有害的病原微生物 毒蛋白等可能通过 进入人体 正方观点 不改变生物原有的分类地位 使用 保护农田土壤环境 反方观点 反对 出现滞后效应 出现新的过敏原 营养成分改变 正方观点 有 评价 科学家负责的态度 无实例 无证据 2 转基因生物与生物安全 对生物多样性的影响 反方观点 扩散到种植区之外变成野生种类 成为 重组出有害的病原体 成为 超级杂草 有可能造成 链接教材 实质性等同 安全性 入侵的外来物种 基因污染 生殖隔离 自然物种的原有 造成二次污染 食物链 减少农药的 五 关注生物技术的伦理问题 链接教材 生殖性 不成熟 胚胎 基因歧视 治疗性 染色体 骨髓造血干细胞 基因检测 伦理道德 六 禁止生物武器1 生物武器的种类 以及 等 2 中国政府的态度 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 链接教材 致病菌 病毒 生化毒剂 基因重组的致病菌 不发展 不生产 不储存 考点一体内受精及早期胚胎发育 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 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道屏障 2 关于受精过程的三个易错点 1 精子获能是指精子获得受精 能力 而不是获得能量 2 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是卵泡从卵巢中排出 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 3 早期胚胎发育的过程图12 38 5 1 哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程 只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成 下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图 N表示染色体组 图12 38 6据图分析 下列叙述错误的是 A 次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B 细胞 只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C 和 细胞分裂后期染色体数目相同D 培育转基因动物应选择细胞 作为受体细胞 典例追踪 答案 C 解析 据图可知 次级卵母细胞的形成过程需要促性腺激素的调节 次级卵母细胞要在精子的刺激下才能经过减数第二次分裂形成成熟的卵子 细胞的分裂后期为减数第一次分裂后期 细胞分裂后期为减数第二次分裂后期 二者的染色体数均为2N 细胞的分裂后期为有丝分裂后期 染色体数为4N 转基因动物的培育需要将受体细胞培育为完整的生物体 细胞为受精卵 具有全能性 可作为受体细胞 2 图12 38 7表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 请据图回答问题 图12 38 7 1 写出各个阶段的名称 A B C 典例追踪 2 写出图中各标号的名称 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 由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中 细胞数目 胚胎总体积 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 桑椹胚细胞具有发育的全能性 囊胚开始出现细胞分化 已分化成滋养层细胞和内细胞团 原肠胚已具有胚层分化 分化为外胚层和内胚层 4 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织 滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘 5 由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中 虽然细胞数目增多 但胚胎总体积基本不变 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 增多基本不变 考点二体外受精 早期胚胎培养及胚胎移植 1 胚胎移植的五点归纳 1 胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序 移植的胚胎必须在原肠胚之前 不能直接移植受精卵 2 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 而胚胎本身的遗传物质并不发生改变 因此各种性状能保持其原来的优良特性 3 胚胎移植成功的两个条件 同种动物之间 供受体生理状态要相同 4 冲卵含义 冲出早期胚胎 不是冲出卵子 5 两次处理 用激素对供体 雌性个体 和受体进行同期发情处理 用促性腺激素对供体 雌性个体 进行超数排卵处理 6 胚胎移植属于有性生殖 胚胎分割属于无性生殖 干细胞种类及胚胎干细胞的培养 1 干细胞的种类 2 胚胎干细胞的培养图12 38 8 典例追踪 1 2016 河北邯郸一模 杜泊羊以其生长速度快 肉质好等优点 被称 钻石级 肉用绵羊 科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图12 38 9所示 请据图回答问题 图12 38 9 1 此过程用到的生物技术有 答出两个 2 为了获得更多的卵母细胞 需用 对雌性杜泊羊进行处理 进行体外受精前 需将卵母细胞培养到 期 精子需进行 处理 3 生产上常用 期的胚胎进行胚胎移植 移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是 解析 1 由图可知 此过程用到的生物技术有体外受精技术 早期胚胎培养技术 胚胎移植等 2 对良种母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵 进而获得更多卵母细胞 进行体外受精前 需将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期 精子需进行获能处理 3 进行胚胎移植时 一般选用桑椹胚或囊胚期的胚胎进行胚胎移植 移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 答案 1 体外受精技术 早期胚胎培养技术 胚胎移植 2 促性腺激素M 中获能 3 桑椹胚或囊胚受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 2 2016 广西钦州一模 图12 38 10为应用胚胎工程繁育良种牛的技术流程 请据图回答 图12 38 10 典例追踪 典例追踪 1 哺乳动物体内受精的发育规律是实现胚胎工程的理论基础 获能后的精子进入卵子过程中 防止多精入卵发生的生理反应先后为 2 图中 分别为 3 将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫 进行该项技术的优势是 实施该技术时胚胎一般发育到 阶段 若此时需要对胚胎进行性别鉴定 正确的操作方法是图中的 图 若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛 正确的操作方法是图中的 图 4 胚胎干细胞对于生命科学的各项研究具有重要意义 除了从早期胚胎可分离得到外 还可来自 解析 1 当获能后的精子与卵子相遇时 释放出顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质 形成精子穿越放射冠的通路 即顶体反应 透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道防线 2 图中 分别为用激素对供体母牛进行超数排卵处理 收集胚胎 冲卵 3 将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫胚胎移植 进行该项技术的优势是可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行 进行性别鉴定时 所取组织不能来自内细胞团 否则会影响胚胎发育 应选用滋养层细胞 所以只有B图 囊胚期 符合 若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛 需要对囊胚期胚胎进行分割移植 注意一定要将内细胞团均等分割 A图符合 4 胚胎干细胞除了从早期胚胎可分离得到外 还可来自原始性腺 答案 1 透明带反应卵细胞膜反应 2 用激素对供体母牛做超数排卵处理收集胚胎 冲卵 3 胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力桑椹胚或囊胚BA 4 原始性腺 考点三生物技术的安全性及伦理问题 1 关于转基因生物的争议 2 治疗性克隆和生殖性克隆的比较 3 试管婴儿 与 设计试管婴儿 的区别图12 38 11图示过程中 是试管婴儿的培育过程 是设计试管婴儿培育的过程 后者比前者多了胚胎移植前的 遗传学诊断 1 2016 辽宁葫芦岛二模 请回答下列有关生物技术的安全性和伦理问题 1 一些科学家认为 由于不同物种间存在 同时花粉的传播距离和 有限 不会造成转基因农作物与其他植物的杂交 因而也不太可能对生物多样性造成威胁 2 在转基因生物或产品研究过程中 绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德 例如 把重组DNA的转移限制在遗传上具有 的生物上 对外源DNA进行认真选择 避免能够表达出对人体有毒性或使人过敏的 等 3 一些持反对态度的科学家认为 由于克隆技术尚不成熟 现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷的孩子 但是坚持克隆人的科学家则认为 一些技术问题可以通过胚胎分级 和 等方法得到解决 4 对于克隆技术的争论 中国政府的态度是禁止 但不反对 典例追踪 解析 1 一些持支持态度的科学家认为 由于不同物种间存在生殖隔离 同时花粉的传播距离和存活时间有限 不会造成转基因农作物与其他植物的杂交 因而也不太可能对生物多样性造成威胁 2 在转基因生物或产品研究过程中 为保证