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1、第5讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题考纲展示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.转基因生物的安全性()4.胚胎工程的应用()5.生物武器对人类的威胁()6.生物技术中的伦理问题()考点一| 体内受精和早期胚胎的发育1精子与卵子的发生(1)五个不同点的比较项目精子的发生卵子的发生场所睾丸曲细精管卵巢时间从初情期开始胚胎出现性别分化后和初情期以后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂(第一极体分裂除外)结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体(2)二者的联系原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂。原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为减数分裂；减数分裂过程中染色体行
2、为、数目变化相同，都复制一次，分裂两次，子细胞中染色体数目减半。2体内受精(1)场所：雌性动物的输卵管内。(2)过程受精前的准备阶段。a精子获能：正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。b卵子的准备：发育到减数第二次分裂中期，才具备与精子受精的能力。受精过程3早期胚胎发育1精子的形成过程完全是在精巢中完成的，卵子的形成是否也完全在卵巢中进行？提示：不是。卵子的形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，其实减数第二次分裂是在受精过程中进行的，场所是输卵管。2如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：(1)用字母、箭头及名称表示出胚胎发育的先后顺序？提示：A桑椹胚B囊胚C原肠
3、胚。(2)细胞分化、胚层分化分别出现在哪个时期？2部位细胞将来的发育情况？提示：囊胚期、原肠胚期。2部位细胞为内细胞团细胞，将来发育成胎儿的各种组织。(3)早期胚胎发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？提示：卵裂过程中，细胞只分裂不生长，所以每个细胞的体积越来越小，总的体积基本不变或略有缩小。考法体内受精和早期胚胎发育过程分析胚胎工程技术，是在体外的条件下，模拟自然状态下的受精和胚胎发育过程，因此了解和掌握哺乳动物受精和胚胎发育规律，十分重要。(1)和受精有关的过程有：第一次卵裂开始；释放第二极体，雌、雄原核的形成；顶体反应；穿越透明带；核膜消失，雌、雄原核融合；透明带反应
4、；穿越卵细胞膜。其正确的顺序为_(填序号)。(2)如图表示哺乳动物受精卵的发育过程。胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为_时期。早期胚胎发育要经过若干发育阶段，在_阶段，内细胞团的细胞开始出现分化，其实质是_，为了研究内细胞团的细胞迁移和分化情况，将内细胞团的DNA进行放射性同位素标记，当胚胎发育至原肠胚阶段，可发现放射性出现在_(部位4、部位5、部位6、部位7)解析：(1)受精过程的正确顺序为。(2)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一时期称为卵裂期。囊胚孵化后，再进一步发育，内细胞团的细胞开始出现分化，继而形成外胚层和内胚层。分化的实质为基因的选择性表达。部
5、位4和部位7分别为外胚层和内胚层，均由内细胞团细胞分化形成的，因此将内细胞团的DNA进行放射性同位素标记，当胚胎发育至原肠胚阶段，可发现放射性出现在部位4和部位7。答案：(1)(2)卵裂原肠胚基因的选择性表达部位4和部位7考点二| 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用1体外受精2胚胎的早期培养(1)培养目的：检验受精状况和受精卵的发育能力。(2)培养液成分(3)胚胎处理：当胚胎发育到适宜阶段时，将其取出向受体移植，或冷冻保存。3胚胎工程的应用(1)胚胎移植地位：胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。生理学基础移入哺乳动物发情排卵后，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同的收集
6、早期胚胎处于游离状态存活受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应遗传性供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受影响基本程序方法：手术法和非手术法检查受体母牛是否妊娠实质：早期胚胎在生理环境相同的条件下空间位置的转移。意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(2)胚胎分割概念采用机械方法将早期胚胎分割成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。材料：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。实质：动物的无性生殖。分割要求：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(3)胚胎干细胞(ES或EK细胞)来源：早期胚胎或原始性腺。特点应用：治
7、疗人类某些顽症；培育人造组织器官，用于器官移植；研究体外细胞分化等。1排卵和冲卵有何区别？提示：排卵是卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。2如图为牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题：(1)阶段常用促性腺激素对供体母牛进行处理，其目的是什么？提示：获得更多的卵子。(2)冲卵的生理基础是什么？提示：早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系。(3)胚胎移植过程中的为两次检查，其目的是什么？提示：收集胚胎进行质量检查；移植后是否妊娠检查。1早期胚胎培养与动物细胞培养的比较项目早期胚胎培养动物细胞培养原理细胞的分裂分化细胞分裂目的获得早期胚胎获得大量细胞培养基
8、成分盐类有机盐、无机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子特有成分血清血清、血浆2胚胎移植中的四个注意点(1)胚胎移植过程中两次激素使用第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。(2)胚胎移植过程中有两次检查第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。(3)不同动物胚胎移植的时间不同牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。小鼠、家兔在桑椹胚前。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。(4)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖的判断取决于胚胎的来源。胚胎若是由受精卵形成的，则为
9、有性生殖；若是由核移植技术或胚胎分割形成的，则为无性生殖。考法1体外受精及早期胚胎培养1我国全面放开二孩政策已正式实施。一些高龄产妇希望通过试管婴儿技术圆二胎梦。请回答以下相关问题：(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，在取卵前通常需要注射促性激素，而不通过服用雌激素来直接促进更多的卵泡发育，原因是_。(2)在体外受精前，医生借助超声波探测仪等工具用吸卵针从某女士卵巢中吸取卵母细胞：随后将取回的卵母细胞置于与_中相似的环境，让它进一步发育成熟。受精过程中，精子顶体内的顶体酶能协助精子穿过卵子的_，最终完成受精作用。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样，都需要_ _及营养条件等。(4)若做试
10、管婴儿的夫妇中，妻子患有线粒体病(线粒体DNA缺陷)，丈夫正常，则子女患病情况为_。若要获得健康的孩子，可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿”(医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育)。“三亲婴儿”的获得过程，除运用胚胎工程的技术手段外，还有特别运用_。解析：(1)在下丘脑、垂体、卵巢分级调节中，当雌激素含量增多，会通过负反馈调节，抑制卵巢的发育。因此需要注射促性腺激素，来促进卵巢的发育。(2)生物体内卵母细胞发育成熟的场所为输卵管，因此体外获得的卵母细胞也应置于与输卵管相似的环境中，让它进一步发育成熟。顶体酶能够
11、溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路；随后顶体酶能将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样，需要满足无菌无毒的环境、适宜的温度和pH(7.27.4)、相应的气体环境(O2与CO2)。(4)受精作用时，受精卵中的线粒体来自于母本，而母本患有线粒体疾病，因此子女全患病。去除女性捐赠者卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，属于动物细胞核移植过程。答案：(1)过量的雌激素会通过负反馈调节影响卵巢的发育(2)输卵管放射冠和透明带(3)无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、相应的气体环境(4)全患病动物细胞核移植2(2017江苏高考
12、)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是()A精子在获能液中于37 、5% CO2条件下培养的目的是使精子获能B小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用C分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异D注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育C分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于发育条件的不同，个体间也会存在形态学差异，C项错误。考法2胚胎工程技术及其应用3(2015江苏高考)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是()A乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养B细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行C采用胚胎分割技术产生
13、同卵多胚的数量是有限的D培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质答案：C4(2019广东“六校联盟”联考)为了解决临床上供体器官不足等问题，科学家在人体皮肤细胞中移植了胚胎干细胞中能高度表达并决定其“发育全能性”的多个基因，使其成为“万能细胞”。现将上述细胞植入小鼠身体内，植入的细胞便长成了“肿瘤”。请回答下列问题。 (1)胚胎干细胞又称ES细胞，如果胚胎发育到了囊胚期，这时的_细胞就是ES细胞，为维持此类细胞不分化的状态，培养时应_ _。(2)体外培养“万能细胞”需要配制营养液，通常要在合成培养基中添加_等一些天然成分。培养过程中所需气体主要有_。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就停止分裂增殖。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入培养瓶中，目的是_ _，也有利于空气交换。(3)小鼠的“肿瘤”中出现了多种人类的组织和器官，类似于“器官移植”。为“保住肿瘤”，需要去除小鼠的_(器官)，原因是_ _。解析：(1)囊胚包括内细胞团、滋养层和囊胚腔，其中内细胞团细胞具有全能性，就是ES细胞；在培养液中添加抑制分化因子，可使此类细胞维持不分化的状态。(2)动物细胞培养液中需要加入动物血清或血浆等生长因子，培养过程
