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生物,第39讲胚胎工程及生物技术安全性和伦理问题,第1页,考情分析,备考导航,最新考纲,全国卷六年考题统计,全国卷六年考题分值统计,1.动物胚胎发育基本过程与胚胎工程理论基础(),2.胚胎干细胞移,植(),3.胚胎工程应用(),全国卷T40,4.转基因生物安全,性(),5.生物武器对人类威胁(),6.生物技术中伦理问题(),第2页,知识梳理,自主学习 扎实基础,1.精子与卵子发生,考点一受精作用与早期胚胎发育和培养,睾丸,卵巢,初情期,均等,不均等,4,1,第3页,2.受精过程,顶体反应,透明带反应,卵细胞膜反应,第4页,3.早期胚胎发育过程,有丝分裂,增多,不增加或略有缩小,32,全能性,胎儿各种组织,胎膜和胎盘,表层,下方,第5页,4.体外受精,(1)卵母细胞采集和培养,采集,超数排卵法:用,处理后冲卵;,直接采集法:从屠宰场已屠宰母畜卵巢中采集或直接从活体动物卵巢中吸收。,培养:人工培养到,。,(2)精子采集和获能,采集:,、手握法、,。,获能:培养法、,(在一定浓度肝素或钙离子载体A23187溶液中获能)。,(3)受精,和培养成熟卵子在,或专用受精溶液中完成受精过程。,促性腺激素,减数第二次分裂中期,假阴道法,电刺激法,化学诱导法,获能精子,获能溶液,第6页,5.早期胚胎培养,(1)目标:检验,和受精卵,。,(2)培养液成份:无机盐、有机盐(两盐);,(两素);,(两酸),另外还有水、血清等。,(3)胚胎去向:向,或冷冻保留。,受精情况,发育能力,维生素、激素,氨基酸、核苷酸,受体移植,第7页,重点透析,剖析考点 拓展深化,1.早期胚胎发育过程,第8页,2.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积改变,(1)有机物:胚胎没有和母体建立联络,没有从母体获取有机物,而一直呼吸消耗,有机物总量降低。,(2)细胞体积:胚胎总体积不变或略有减小,但细胞数目增多,所以每个细胞体积减小。,(3)细胞中DNA含量:伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。,第9页,3.早期胚胎培养与动物细胞培养比较,早期胚胎培养依据原理是细胞分裂和分化,培养目标是取得早期胚胎;动物细胞培养依据原理是细胞分裂,培养目标是取得大量细胞。二者培养时所用培养液成份也有区分:,项目,动物胚胎培养液,动物细胞培养液,盐类,无机盐、有机盐,无机盐、微量元素,营养物质,氨基酸、核苷酸,糖、氨基酸,调整物质,维生素、激素,促生长因子,特有成份,血清,血清、血浆,第10页,【易错点拨】,(1)获能获能量,精子获能是指精子取得受精“能力”,而不是取得能量。,(2)排卵排卵泡,排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。,(3)受精标志受精完成标志,受精标志是第二极体形成(即在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体);而受精完成标志是雌、雄原核融合。,第11页,题组例练,分类例练 提炼方法,1.下列图表示哺乳动物胚胎发育过程几个阶段。请据图回答下列问题:,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。,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,(1)写出各个阶段名称:,A:,B:,C:,。,(2)写出图中各标号名称:,2,4,5,7,8,。,第12页,(3)A时期细胞含有发育上,性,B时期开始出现,C时期深入发育而形成,。,(4)2未来发育成,。,(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:,(3)桑椹胚细胞含有发育全能性,囊胚开始出现细胞分化,已分化成滋养层细胞和内细胞团;原肠胚已含有胚层分化,分化为外胚层和内胚层。,(4)内细胞团将发育成胎儿各种组织,滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。,(5)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中,即使细胞数目增多,但胚胎总体积并不增加或略有缩小。,答案:,(3)全能细胞分化外胚层和内胚层(4)胎儿各种组织(5)增多并不增加或略有缩小,第13页,2.,(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。科研工作者经过胚胎工程快速繁殖杜泊羊流程如图所表示,回答以下问题:,解析:,(1)由图可知,此过程用到生物技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。,答案:,(1)体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等,(1)此过程用到生物技术有,(答出两个即可)。,第14页,(2)为了取得更多卵母细胞,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)生产上惯用,期胚胎进行胚胎移植,移植胚胎在受体绵羊体内存活生理基础是,。,解析:,(2)对良种母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵,进而取得更多卵母细胞;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,普通选取桑椹胚或囊胚期胚胎进行胚胎移植;移植胚胎在受体绵羊体内存活生理基础是受体对移入子宫外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。,答案:,(2)促性腺激素M中获能(3)桑椹胚或囊胚受体对移入子宫外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,第15页,知识梳理,自主学习 扎实基础,1.胚胎移植,(1)概念:将雌性动物体内,或者经过体外受精及其它方式得到胚胎,移植到,其它雌性动物体内,使之继续发育为,技术。,(2)意义:充分发挥雌性优良个体,。,(3)实质:早期胚胎在相同生理环境条件下,转移。,考点二胚胎工程应用,早期胚胎,同种、生理状态相同,新个体,繁殖潜力,空间位置,第16页,(4)生理学基础,胚胎移入基础,哺乳动物发情排卵后,一段时间内,同种动物供、受体生殖器官 是相同,胚胎搜集基础,哺乳动物早期胚胎形成后,在一定时间内 .,而是处于游离状态,移入胚胎存活基础,受体对移入子宫外来胚胎基本上不发生 .,保留遗传特征基础,供体胚胎可与受体子宫建立正常生理和组织联络,但供体胚胎 在孕育过程中不受影响,生理改变,不会与母体,子宫建立组织上联络,免疫排斥反应,遗传特征,第17页,(5)基本程序,配种或进行人工授精,胚胎移植,方法:手术法和非手术法,胚胎移植后检验,检验受体母牛是否,.,超数排卵,冲卵,桑椹胚或囊胚,妊娠,第18页,2.胚胎分割,(1)方法:机械方法。,(2)目标:取得,。,(3)基本程序,选择发育良好、形态正常,将其移入盛有操作液培养皿中,用,将胚胎切开,吸出其中半个胚胎,注入空透明带中,或直接将裸半胚移植入受体。,(4)要求:将,均等分割。,(5)理论基础:细胞,。,(6)实质:动物,。,同卵双胎或多胎,桑椹胚或囊胚,分割针或分割刀片,内细胞团,全能性,无性繁殖或克隆,第19页,3.胚胎干细胞(ES或EK细胞),(1)起源:,。,早期胚胎或原始性腺,小,大,核仁,全能性,分化,第20页,重点透析,剖析考点 拓展深化,1.胚胎移植六点归纳,(1)胚胎移植是胚胎工程中最终一道程序,移植胚胎必须在原肠胚之前,但不能直接移植受精卵。,(2)胚胎移植成功是否两个条件:同种动物之间、供受体生理状态要相同。,(3)冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子。,(4)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。,(5)胚胎移植属于有性生殖,胚胎分割属于无性生殖。,(6)胚胎移植过程中有两次检验:第一次对搜集胚胎进行检验;第二次对受体母畜是否妊娠进行检验。,第21页,2.试管动物与克隆动物,比较,项目,试管动物,克隆动物,技术,基础,体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,核移植技术、细胞培养、早期胚胎培养、胚胎(分割)移植,实例,试管牛,克隆羊,过程,第22页,生殖,方式,有性生殖,无性生殖,遗传,物质,遗传物质来自两个个体,遗传物质大部分来自供核生物体,意义,充分发挥雌性优良个体繁殖潜力,缩短供体本身繁殖周期,加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等,第23页,3.干细胞种类及胚胎干细胞培养,(1)种类,类别,起源或举例,特点,全能干细胞,桑椹胚及以前,能发育成完整个体,多能干细胞,(胚胎干细胞),内细胞团细胞、原始性腺细胞,能分化成动物体内各种组织,专能干细胞,(成体干细胞),皮肤生发层细胞、成纤维细胞,能分化成特定组织,(2)培养,第24页,【易错点拨】,(1)滋养层喂养层。,滋养层:囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列、个体较小细胞,滋养层最终发育成胎膜和胎盘。,喂养层:喂养层细胞普通为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖营养细胞。,(2)不一样动物胚胎移植时间不一样。,牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。,小鼠、家兔在桑椹胚前。,几乎全部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。,第25页,题组例练,分类例练 提炼方法,1.我国研究人员创造出一个新型干细胞异种杂合二倍体胚胎干细胞,详细研究过程以下列图所表示,回答以下问题:,第26页,(1)图中单倍体囊胚1最可能是由小鼠,发育而来,所采取技术应为,培养过程中使用培养液除含有一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、,等营养成份以及血清等物质。,(2)图中单倍体ES应取自囊胚,细胞,ES在形态上表现为,。,解析:,(1)图中单倍体囊胚1最可能是由小鼠卵子(卵细胞)发育而来,所采取技术应为早期胚胎培养,培养过程中使用培养液除含有一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成份以及血清等物质。(2)图中单倍体ES应取自囊胚内细胞团细胞,ES在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁显著。,答案:,(1)卵子(卵细胞)早期胚胎培养氨基酸、核苷酸(2)内细胞团体积小、细胞核大、核仁显著,第27页,(3)因为物种间存在,所以自然情况下哺乳动物远亲物种间配子往往无法完成,作用,或者即便能完成也不能发育。不过人们为了生物学研究便利,创造出了各类远亲物种间杂合细胞,如小鼠大鼠、人鼠等杂交细胞,因为这些细胞都是由体细胞融合产生,所以杂交细胞中通常含有,个染色体组。,解析:,(3)因为物种间存在生殖隔离,所以自然情况下哺乳动物远亲物种间配子往往无法完成受精作用;因为小鼠大鼠、人鼠等杂交细胞都是由体细胞融合产生,所以杂交细胞中通常含有4个染色体组。,答案:,(3)生殖隔离 受精4,第28页,解析:,(1)透明带反应和卵细胞膜反应是预防多精入卵受精两道防线。(2)图甲中、分别为用激素对供体母牛进行超数排卵处理、搜集胚胎(冲卵)。,答案:,(1)透明带反应卵细胞膜反应(2)用激素对供体母牛进行超数排卵处理搜集胚胎(冲卵),2.,(广西钦州一模),下列图为应用胚胎工程繁育良种牛技术流程,回答以下问题:,(1)哺乳动物体内受精发育规律是实现胚胎工程理论基础。获能后精子进入卵子过程中,预防多精入卵受精生理反应先后为,、,。,(2)图甲中、分别为,、,。,第29页,(3)将早期胚胎移入受体母牛内技术叫,进行该项技术优势是,实施该技术时胚胎普通发育到,期。若此时需要对胚胎进行性别判定,正确操作方法是图乙中,图;若想得到两个遗传信息完全相同子代牛,正确操作方法是图乙中,图。,解析:,(3)将早期胚胎移入受体母牛内技术叫胚胎移植,进行该项技术优势是可充分发挥雌性优良个体繁殖潜力;胚胎移植普通选择桑椹胚或囊胚期胚胎进行;进行性别判定时,所取组织不能来自内细胞团,不然会影响胚胎发育,应选取滋养层细胞,所以只有B图符合;若想得到两个遗传信息完全相同子代牛,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。,答案:,(3)胚胎移植能够充分发挥雌性优良个体繁殖潜力桑椹胚或囊胚BA,第30页,解析:,(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:,(4)原始性腺,(4)胚胎干细胞对于生命科学各项研究含有主要意义,除了从早期胚胎可分离得到外,还可来自,。,第31页,知识梳理,自主学习 扎实基础,1.转基因生物安全性,(1)转基因生物存在安全性问题原因,当前对,、基因间相互作用及基因调控机制等都了解得相当有限。,目标基因往往是,基因。,外源基因插入宿主基因组部位往往是,。,(2)对转基因生物安全性争论:在,三个方面存在激烈争论。,(3)理性对待转基因技术:,。,考点三生物技术安全性和伦理问题,基因结构,异种生物,随机,食物安全、生物安全、环境安全,趋利避害,不能因噎废食,第32页,2.生物技术伦理问题,(1)克隆人,中国政府态度:禁止,但不反对治疗性克隆。,四不标准:不赞成、不允许、不支持、不接收任何,试验。,(2)试管婴儿:设计试管婴儿需对胚胎进行,。,3.生物武器种类连线,生殖性克隆,生殖性克隆人,基因检测,第33页,答案：,第34页,重点透析,剖析考点 拓展深化,1.理性对待转基因生物,(1)转基因生物优缺点分析,优点,缺点,处理粮食短缺问题,降低农药使用,降低环境污染,增加食物营养,提升附加值,增加食物种类,提升食物品质,提升生产效率,带动相关产业发展,可能产生有毒蛋白或新过敏原,可能产生重组病菌、重组病毒或超级杂草,可能使疾病传输跨越物种障碍,可能会损害生物多样性,可能干扰生态系统多样性,(2)对待转基因生物正确态度:趋利避害,但不能因噎废食。,第35页,2.生物技术伦理问题,(1)克隆人,类型,项目,治疗性克隆,生殖性克隆,区分,目标,治疗人类疾病,用于生育,产生新个体,水平,细胞水平,个体水平,联络,都属于无性繁殖;产生新个体、新组织遗传信息相同,(2)试管婴儿技术与设计试管婴儿技术比较,设计试管婴儿,试管婴儿,技术伎俩,多了胚胎移植前进行遗传学诊疗这一步骤,不需进行遗传学诊疗,实践应用,用于白血病、贫血等疾病治疗,处理不孕不育,相同点,二者都是体外受精、体外早期胚胎发育,再进行胚胎移植,从生殖方式上应为有性生殖,第36页,3.基因检测,(1)概念:指经过基因芯片对被检测者细胞中DNA分子进行检测,分析出被检测者所含各种致病基因和疾病易感基因情况一个技术。,(2)争论焦点:,基因检测是否能到达预防疾病目标。,是否引发基因歧视及其它危害。,【易错点拨】,(1)引入外来物种增加生物多样性,假如引进生物会破坏环境或者对当地生物生存造成影响,可能会造成生物多样性锐减。,(2)转基因生物含有危害阻止技术发展,应用正确态度对待转基因技术,不能因为可能危害而阻止技术发展。,(3)试管婴儿和克隆人形成过程并不相同,前者进行减数分裂和受精作用,而后者只进行有丝分裂。,第37页,题组例练,分类例练 提炼方法,(辽宁葫芦岛二模),请回答以下相关生物技术安全性和伦理问题,问题:,(1)一些科学家认为,因为不一样物种间存在,同时花粉传输距离和,有限,不会造成转基因农作物与其它植物杂交,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恪守科学研究道德。比如,把重组DNA转移限制在遗传上含有,生物上;对外源DNA进行认真选择,防止能够表示出对人体有毒性或过敏,等。,解析:,(1)一些持支持态度科学家认为,因为不一样物种间存在生殖隔离,同时花粉传输距离和存活时间有限,不会造成转基因农作物与其它植物杂交,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,为确保转基因生物安全,要把重组DNA转移限制在遗传上含有特定缺点生物上;对外源DNA进行认真选择,防止能够表示出对人体有毒害或过敏蛋白质等。,答案:,(1)生殖隔离存活时间(2)特定缺点蛋白质,第38页,解析:,(3)坚持克隆人科学家则认为,一些技术问题能够经过胚胎分级、基因诊疗和染色体检验等方法得到处理。(4)中国政府对于克隆技术态度是禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆。,答案:,(3)基因诊疗染色体检验(4)生殖性克隆人治疗性克隆,(3)一些持反对态度科学家认为,因为克隆技术尚不成熟,现在就做克隆人很可能孕育出有严重生理缺点孩子。不过坚持克隆人科学家则认为,一些技术问题能够经过胚胎分级、,和,等方法得到处理。,(4)对于克隆技术争论,中国政府态度是禁止,但不反对,。,第39页,构建知识网络 强化答题语句,知识网络,填充:,.,受精卵,囊胚,体外受精,胚胎移植,第40页,要语强记,1.三个过程,(1)受精过程:获能精子穿过放射冠和透明带精卵经过细胞表面糖蛋白相互识别精子遗传物质进入卵细胞。,(2)胚胎发育过程:受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚组织器官分化幼体。,(3)体外受精过程:,2.一个基本程序,胚胎移植基本程序:对供、受体选择和处理配种或进行人工授精对胚胎搜集、检验、培养或保留胚胎移植移植后检验。,第41页,
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