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第十三单元 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,1精子和卵子的发生,曲细精管 卵巢 初情期 连续的 不连续的 有丝分裂 一次 两次,2.体内受精 （1）场所：雌性动物的_内。 （2）受精前的准备阶段 精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在_发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。 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_（与_反应有关）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、雄原核的形成与融合。 （4）防止多精入卵的机制：第一道屏障：_反应；第二道屏障：_反应。 （5）受精标志和受精完成的标志：受精的标志是在_之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是_。,输卵管,雌性动物生殖道,减中期,放射冠和透明带 顶体,透明带,卵细胞膜,透明带和卵细胞膜,雌、雄原核的融合,3早期胚胎发育,表层,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,下方,【教材深挖】 1精子的形成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？ 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，其中减数第二次分裂是在受精过程中进行的，场所是输卵管。 2早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？ 卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，总的体积基本不变。,1.分析下面图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别（ ）,A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 BM和M的时间连续性 C成熟生殖细胞是否经过变形 D成熟生殖细胞中染色体的数目,【解析】初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的。精子的产生过程中，M和M是连续的，而卵细胞产生通过M形成次级卵母细胞，在精子与卵细胞结合的过程中才完成M。精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形。成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。,D,2.下列关于受精过程的叙述，错误的是（ ） A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障 C精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵 D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂,【解析】大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时，即开始释放顶体酶，解离放射冠的卵丘细胞之间的物质，这样部分精子可径直接触到透明带，A错误；透明带反应是多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜反应是第二道屏障，B正确；精子与卵细胞膜相互融合，精子的头部即进入卵细胞中，C正确；雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂，D正确。,A,3下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）写出各个阶段的名称：A._，B._，C._。 （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_。,桑椹胚,囊胚,原肠胚,内细胞团,囊胚腔,外胚层,原肠腔,内胚层,全能,囊胚腔,原肠腔,胎儿的各种组织,1体外受精 （1）卵母细胞的采集和培养,（3）受精：_和培养成熟的卵子在_或专用的受精溶液中完成受精作用。,促性腺激素,卵巢,假阴道法,电刺激法,培养法,获能的精子,获能溶液,2胚胎的早期培养 （1）目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。,（3）胚胎处理：向_或冷冻保存。,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,3胚胎工程的应用及前景 （1）胚胎移植 地位：是胚胎工程及其他技术的_一道“工序”。 过程：,优势：充分发挥_。 （2）胚胎分割 方法：采用_方法将早期胚胎切割成 2 等份、4等份或8 等份等。 目的：获得_。 定位：动物_或克隆的方法之一。 材料：发育良好、形态正常的_。 要求：将_均等分割。,最后,同期发情 超数 胚胎移植,雌性优良个体的繁殖潜力,机械,同卵双胎或多胎,无性繁殖,桑椹胚或囊胚,内细胞团,4胚胎干细胞 （1）是由_或_中分离出来的。 （2）特点 形态：体积_、细胞核_、_明显。 功能：具有发育的_。 体外培养：可增殖而不_。,早期胚胎,原始性腺,小 大 核仁,全能性,发生分化,人造组织器官,【教材深挖】 1供体牛和受体牛的选择标准是什么？ 供体是遗传性能和生产性能优秀的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。 2排卵和冲卵有什么区别？ 排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。,1.下面是有关胚胎工程的相关问题，请回答问题。 （1）胚胎工程是对动物_或_所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过_给受体才能获得后代。 （2）哺乳动物的体外受精主要包括_、_和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射_，使其排出更多的卵子。 （3）精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入_中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。 （4）胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，它除了能从早期胚胎中分离外，还可以从_中获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持_的状态。,早期胚胎 配子,（胚胎）移植,卵母细胞的采集（和培养）,精子的采集和获能,促性腺激素,发育培养液,原始性腺,不分化,2.科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞（iPS），继而利用iPS培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：,（1）从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。 （2）图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_；也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。 （3）图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育。 （4）小鼠胚胎干细胞（ES）可由囊胚的_分离培养获得。iPS与ES同样具有发育全能性，有望在对人类iPS进行定向_后用于疾病的细胞治疗。,诱导分化,原代培养,接触抑制,冲卵（或冲胚）,体外受精（或核移植）,胚胎移植,内细胞团,胚胎移植中的四个注意点 （1）胚胎移植过程中两次使用激素，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，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。,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。 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。,重组微生物,假单孢杆菌,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,2关注生物技术的伦理问题,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,3.禁止生物武器 （1）生物武器的种类（连线）,（2）散布方式：_、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。 （3）特点 致命性、传染性强；生物专一性；面积效应大；危害时间长；_。 （4）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。,b c a,吸入,难以发现,不发展、不生产、不储存,1.转基因生物的安全性引起人们争论的技术原因是（ ） 转移基因的功能往往未知 转移基因的结构往往未知 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 外源基因往往是异种生物的基因 A B C D,【解析】由于科学技术水平的限制，目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限；转移的基因虽然功能已知，但不少是异种生物的基因；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。因此，在转基因生物中，有时候会出现意想不到的后果，引起人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面的激烈争论。,C,2.下列有关生物技术安全和伦理问题的观点不合理的是（ ） A对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待 B我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆 C我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散 D对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权,【解析】我们应该利用转基因技术为人类造福。我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆，利用治疗性克隆生产一些人造器官可用于医学治疗。,B,3“试管婴儿”技术是将不孕夫妇的精子和卵细胞取出，在体外完成受精，并在体外培养，使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答问题。,（1）“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是（ ）。 A有性生殖 B组织培养 C克隆技术 D基因工程 （2）人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_。 （3）图示时期是胚胎发育的_期。,（4）在该图下一时期，b细胞最可能成为_胚层的一部分。 （5）要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_。双胞胎的性别是否相同？_。 （6）现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是什么？ _。,A,有丝分裂,囊胚,内,胚胎分割移植,相同,破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德,1（2016江苏高考，11）印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）,A步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割 B诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞 C受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液 D步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同,【解析】步骤甲、乙分别指受精作用、胚胎移植，A错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺，B正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自受精卵，C错误；受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液，与早期胚胎培养液有区别，D错误。,B,2（2015江苏高考，3）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,【解析】A项错，癌细胞比成熟动物细胞更易进行离体培养，体外培养的癌细胞对生长因子的需要量显著低于正常细胞；B项错，细胞核移植不一定是在同种动物、同种组织之间进行，如可以将一种生物体细胞的细胞核移植到另一种生物去核的卵母细胞中；C项对，随着胚胎分割次数的增多，分割胚的发育能力明显降低，获取同卵多胚的数量有限；D项错，维生素和激素都不能提供能量。,C,3（2016新课标，40）下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。,回答下列问题。 （1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。代表的过程是_。 （2）经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。 （3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。 （4）与克隆羊“多莉（利）”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。,XX或XY,显微操作（去核法）,胚胎移植,遗传物质,卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响,已经分化的动物体细胞核具有全能性,【解析】（1）提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A（正常细胞核）的性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。（2）取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。超过10代继续培养，则其遗传物质（或核型）的稳定性会降低。（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：已经分化的动物体细胞核具有全能性。,4（2015山东高考，36）治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：,（1）过程采用的是细胞工程中的_技术，过程采用的是胚胎工程中的_技术。 （2）体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液（基）的_。 （3）如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体（重组载体）时必须使用_和_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。 （4）胚胎干细胞可以来自于囊胚中的_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_（填“A”或“B”），则不会发生免疫排斥反应。,（体细胞）核移植,（早期）胚胎培养,pH,限制酶,DNA连接酶,标记,内细胞团,B,【解析】（1）由流程图知，个体A提供去核卵母细胞，个体B提供体细胞核，二者通过得到重组细胞，重组细胞经得到囊胚，故是核移植，是早期胚胎培养。（2）动物细胞培养时，要通入含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的pH。（3）构建基因表达载体时，要用同种限制酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等，标记基因的作用是便于目的基因的检测和筛选。（4）胚胎干细胞是由早期胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性。囊胚中的内细胞团细胞为胚胎干细胞。图中获得的组织器官，其细胞的细胞核来自个体B，将所得组织器官移植给个体B，不会发生免疫排斥反应。,1受精过程中的“三大反应”和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的一系列改变，释放顶体酶。 （2）透明带反应：在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，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，卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。 2早期胚胎发育过程 受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。 3胚胎的早期培养的培养液成分 “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。 4胚胎移植的关键知识 （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。 5克隆技术的两个应用 （1）治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞和组织用于治疗疾病。 （2）生殖性克隆是指将克隆技术用于生育，即用于产生人类个体。,
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