第41講-胚胎工程-生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1

1、第41講　胚胎工程　生物技術(shù)的安全性和倫理問題,考點(diǎn)一　體內(nèi)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(zhì)和體積變化(1)有機(jī)物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，沒有從母體獲取有機(jī)物，而一直呼吸消耗，有機(jī)物總量減少。(2)細(xì)胞體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細(xì)胞數(shù)目增多，所以每個(gè)細(xì)胞體積減小。(3)細(xì)胞中DNA含量：伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DN

2、A含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。,[清錯(cuò)破疑]　澄清受精過程的三個(gè)易混點(diǎn)　　　　　(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(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志：受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體；而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。,角度　精子卵子的發(fā)生、體內(nèi)受精及早期胚胎發(fā)育過程1．(2016·安慶模擬)下圖為哺乳動(dòng)物

3、精細(xì)胞變形為精子的過程圖解，請(qǐng)據(jù)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(xì)胞變形為精子的過程中，細(xì)胞中的很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖，圖B是變形后的精子結(jié)構(gòu)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(xì)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(xì)胞核　中心體　頂體　頭　線粒

5、體鞘　尾(2)細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存的場(chǎng)所，也是精卵結(jié)合后的后代遺傳特性和代謝活動(dòng)的控制中心，而線粒體則是精子進(jìn)行有氧呼吸分解有機(jī)物產(chǎn)生能量的場(chǎng)所(3)線粒體是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)所需能量的“動(dòng)力工廠”,2．如圖表示哺乳動(dòng)物發(fā)育過程的幾個(gè)階段，請(qǐng)據(jù)圖回答問題：,(1)寫出各個(gè)階段的名稱：A：____________，B：____________，C：____________。(2)寫出圖中各標(biāo)號(hào)的名稱：[2]_________

6、_，[4]__________，[5]____________，[7]__________，[8]____________。,(3)A時(shí)期的細(xì)胞具有發(fā)育上的__________性，B時(shí)期開始出現(xiàn)________，C時(shí)期開始出現(xiàn)____________。(4)[2]將來發(fā)育成__________________。(5)動(dòng)物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只由一個(gè)精子和卵子結(jié)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(nèi)細(xì)胞團(tuán)，[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(nèi)胚層。(3)桑椹胚細(xì)胞具有全能性；囊胚開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，已分化為滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；原腸胚已有胚層分化，分化為外胚層、內(nèi)胚層，在內(nèi)、外胚層之間將形成中胚層。(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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(shí)的透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)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(nèi)細(xì)胞團(tuán)　囊胚腔　外胚層　原腸腔　內(nèi)胚層　(3)全能　細(xì)胞分化　胚層分化　(4)胎兒的各種組織　(5)透明帶反應(yīng)　卵細(xì)胞膜反應(yīng),1．胚胎移植的基本程序,考點(diǎn)二　體外受精和早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應(yīng)用,[清錯(cuò)破疑]　不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)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(dòng)物都不能到原腸胚階段移植，因?yàn)榇藭r(shí)分化程度高，移植成功率很低。,2．胚胎干細(xì)胞及其應(yīng)用(1)干細(xì)胞的種類。,(2)胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)過程。,[清錯(cuò)破疑]　滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層　　　　　　　　　　　(1)滋養(yǎng)層：囊胚時(shí)期沿透明帶內(nèi)壁排列的個(gè)體較小的細(xì)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(xì)胞一般為輸卵管上皮細(xì)胞，在干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，可作為提供干細(xì)胞分裂、增殖的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞(3)胚胎干細(xì)胞的主要

10、用途：,①將胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動(dòng)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(dòng)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(yīng)”，第二道屏障為精子入卵后的“卵細(xì)胞膜反應(yīng)”。(2)體外受精時(shí)精子獲能的兩種常用方法——培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。(3)胚胎工程中兩次使用“促

11、性腺激素”——對(duì)供體使用促性腺激素，以促其“多排卵”；對(duì)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(shí)把握的兩個(gè)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(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查(此時(shí)應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段)；對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。(6)胚胎早期培養(yǎng)時(shí)培養(yǎng)液中三個(gè)“兩”——兩鹽(無機(jī)鹽、有機(jī)鹽)、兩素(激素、維生素)、兩酸(氨基酸、核苷酸)。,(7)胚胎分割中須關(guān)注的兩個(gè)部位——滋養(yǎng)層(可用于

12、取樣作DNA分析鑒定性別)、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(須將其均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育)。(8)引發(fā)倫理爭(zhēng)論的兩大技術(shù)——生殖性克隆人、設(shè)計(jì)試管嬰兒。,角度　胚胎工程的應(yīng)用及前景3．(2016·禹州模擬)以下是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過程，a～h為操作過程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)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(xì)胞，卵母細(xì)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(xì)胞來源于________(填數(shù)字標(biāo)號(hào))。(3)過程h常用的方法是__________。采用__________技術(shù)來檢測(cè)轉(zhuǎn)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(xiàng)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(zhì)不同D．人工授精的精卵結(jié)合在母畜體內(nèi)，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(xì)胞，卵母細(xì)胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎；胚胎移植時(shí)宜選用桑椹胚期或囊胚期胚胎。囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全

15、能性，胚胎干細(xì)胞可來源于此。(3)常用顯微注射法將外源基因?qū)雱?dòng)物受體細(xì)胞，采用DNA分子雜交技術(shù)來檢測(cè)轉(zhuǎn)基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。(4)A、B牛由同一個(gè)胚胎分割而來，二者遺傳,物質(zhì)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(dòng)物生殖道內(nèi)，而體外受精時(shí)，精子與卵細(xì)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)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(jù)圖回答有關(guān)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(zhì)___。(3)克隆亞洲黃羊的成功，在技術(shù)上的突破之處是___。A．供核細(xì)胞是體細(xì)胞　　B．供核細(xì)胞是胚胎細(xì)胞C．異品種克隆成功 D．細(xì)胞核移植技術(shù)(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(yīng)與供核方幾乎一致。(2)A、B、C三只羊中，A羊提供了細(xì)胞核，B羊提供了細(xì)胞質(zhì)，C羊只提供了胚胎發(fā)育的場(chǎng)所，即D的遺傳物質(zhì)幾乎都來自供核方A羊，另有少部分遺傳物質(zhì)來自B羊，所以C羊沒有提供遺傳物質(zhì)。(3)克隆亞洲黃羊是由普通山羊完成的體細(xì)胞克隆亞洲黃羊，屬于異品種克隆，在技術(shù)上是一個(gè)很大的突破。(4)克隆亞洲黃羊的過程未出現(xiàn)兩性生殖細(xì)胞的融合現(xiàn)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(diǎn)三　生物技術(shù)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(shè)計(jì)試管嬰兒的比較,(1)不同點(diǎn)。①所用技術(shù)手段：設(shè)計(jì)試管嬰兒胚胎移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷或基因診斷，試管嬰兒不需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷或基因診斷。圖中①②③是試管嬰兒的培育過程，①②④⑤是設(shè)計(jì)試管嬰兒的培育過程

19、。②應(yīng)用：試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問題，設(shè)計(jì)試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥等疾病的治療。(2)相同點(diǎn)：都是體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過胚胎移植，都是有性生殖。,4．克隆動(dòng)物、試管動(dòng)物與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物遺傳特性比較,角度　生物技術(shù)的安全性與生物技術(shù)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(zhuǎn)基因魚在我國(guó)誕生以來，轉(zhuǎn)基因魚的研究取得很大進(jìn)步。如轉(zhuǎn)入外源生長(zhǎng)激素(GH)基因的魚生長(zhǎng)速度快，餌料轉(zhuǎn)化率

20、高，但魚類易于逃逸、擴(kuò)散，因此轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因魚對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴(kuò)散問題。最近，我國(guó)科學(xué)家只是將三倍體的轉(zhuǎn)基因魚投入自然系統(tǒng)。,(1)轉(zhuǎn)基因魚成功的物質(zhì)基礎(chǔ)是____________________。(2)已知人的GH是一個(gè)含有191個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，若將人的GH基因轉(zhuǎn)移到魚體內(nèi)，則轉(zhuǎn)基因魚增加的脫氧核苷酸數(shù)至少是___個(gè)。(3)轉(zhuǎn)基因魚通過較高的能量轉(zhuǎn)化效率取得較高的特定生長(zhǎng)率，

21、以至生長(zhǎng)快于非轉(zhuǎn)基因魚，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換效率也顯著高于非轉(zhuǎn)基因魚。其可能的原因是______________。,(4)魚類易于逃逸、擴(kuò)散，因此轉(zhuǎn)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(duì)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(zhuǎn)基因技術(shù)就是通過基因拼接，把目的基因拼接到載體上，實(shí)質(zhì)上是DNA之間的連接。(2)GH是含有191個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，由于蛋白質(zhì)、控制蛋白質(zhì)合成的mRNA上的堿基數(shù)目及控制蛋白質(zhì)合成的DNA上的堿基數(shù)目，三者的比值為1∶3∶6，所以轉(zhuǎn)基因魚增加的脫氧核苷酸數(shù)至少是1 146個(gè)。

23、(3)該轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)入的是生長(zhǎng)激素基因，生長(zhǎng)激素能促進(jìn)生長(zhǎng)，主要是促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和骨,的生長(zhǎng)。(4)轉(zhuǎn)基因魚由于具有易于逃逸、擴(kuò)散的特點(diǎn)，當(dāng)這種魚擴(kuò)散到其他環(huán)境時(shí)，與其他種類的魚雜交，被轉(zhuǎn)入的基因就有可能轉(zhuǎn)移到其他的魚體內(nèi)，造成基因污染；同時(shí)，由于該種轉(zhuǎn)基因魚性情兇猛，使其捕食對(duì)象大量減少，與其他物種競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，優(yōu)勢(shì)明顯，所以可能引起生態(tài)危機(jī)。(5)三倍體魚由于不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞，無法繁殖后代，因此不會(huì)造成生態(tài)危機(jī)。,答案：(1)遺傳物

24、質(zhì)都是DNA　(2)1 146　(3)轉(zhuǎn)基因魚受體內(nèi)合成了大量生長(zhǎng)激素，生長(zhǎng)激素能促進(jìn)蛋白質(zhì)合成　(4)轉(zhuǎn)基因魚與同種野生魚雜交，使野生魚帶有轉(zhuǎn)基因，具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，使其捕食對(duì)象大量減少，與其他物種競(jìng)爭(zhēng)，引起生態(tài)危機(jī)　(5)轉(zhuǎn)基因的二倍體個(gè)體加倍為四倍體轉(zhuǎn)基因個(gè)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(shù)量和范圍，避免發(fā)生雜交、競(jìng)爭(zhēng)，引起生態(tài)危機(jī),6．試管嬰兒是通俗名詞，在專業(yè)文獻(xiàn)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(jié)合是在試管內(nèi)進(jìn)行的，并使受精卵在符合條件的環(huán)境內(nèi)生長(zhǎng)、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(nèi)，使之能在子宮腔內(nèi)發(fā)育，最后出生的一種生育方法，這是科學(xué)技術(shù)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(duì)研究人類的生殖生理和胚胎發(fā)生學(xué)以及優(yōu)生學(xué)等方面的課題，有不可估量的積極作用。,(1)試管嬰兒技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是___________，該圖示時(shí)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(xì)胞、組織，并進(jìn)而形成器官和系統(tǒng)，從細(xì)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(nèi)進(jìn)行結(jié)合的體外受精技術(shù)，受精前精子需要事先經(jīng)過________處理，卵子要培養(yǎng)到__________________(時(shí)期)。除此之外還用到________________(填兩種)技術(shù)。(4)“試管嬰兒”技術(shù)誕生后，

27、繼而出現(xiàn)了“設(shè)計(jì)試管嬰兒”技術(shù)，二者在對(duì)人類作用上的區(qū)別是_____________________________________________。(5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對(duì)設(shè)計(jì)嬰兒性別，其原因是_____________________________________________。,解析：受精前，精子需要進(jìn)行獲能處理，卵子需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵進(jìn)行有絲分裂，使細(xì)胞數(shù)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(shù)主要用于解決不孕不育問題，而設(shè)計(jì)試管嬰兒主要可以治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植的疾病等。大多數(shù)人認(rèn)為那些配型不合適的胚胎被丟棄或殺死，及濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)，如設(shè)計(jì)嬰兒性別等導(dǎo)致性別比例失調(diào)，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(shù)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(xì)胞移植的疾??；后