1、第3讲 胚胎工程及生物技术的 伦理问题,-2-,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( )。,-3-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,体内受精与早期胚胎发育 1.精子和卵子的发生,-4-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-5-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-6-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.体内受精 (1)场所:雌性动物的 输卵管 内。 (2)受精前的准备阶段 精子获能:刚刚排出的精子
2、不能立即与卵子受精,必须在 雌性动物生殖道 中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 减中期 时,才具备与精子受精的能力。 (3)受精过程:获能的精子穿过 放射冠和透明带 (与 顶体 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:第一道屏障是 透明带 反应;第二道屏障是 卵细胞膜 反应。,-7-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,教材深挖受精的标志和受精完成的标志是一回事吗? 提示:受精的标志不等于受精完成的标志。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
3、的标志是雌、雄原核融合。,-8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.早期胚胎发育,-9-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-10-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)卵子形成过程中,减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。( ) (2)排卵是指卵泡从卵巢中排出。( ) (3)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。( ) (4)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。( ) (5)在胚胎发育过程中,细胞的分化出现在桑椹胚期。 ( ) (6)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。( ),-11-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.精子的形成完全是
4、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,在卵子的形成过程中,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.受精过程中是如何避免多个精子入卵受精的? 提示:通过两道屏障防止多精入卵:一是透明带反应;二是卵细胞膜反应。 3.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? 提示: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,总的体积基本不变或略有缩小。,-12-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 配子的发生 1.图A为精细胞的结构示意图(部分),图B为变形后的精子结构示意
5、图,请据图回答问题。 (1)写出上图中各部分的名称: 1 ;2 ;3 ;4 ;5 ;6 ;7 ;8 。 (2)精细胞变形为精子的过程中,细胞中的很多结构会消失,而细胞核和线粒体都保留下来,为什么? 。 (3)为什么精子中的线粒体集中在尾的基部? 。,-13-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,答案:(1)高尔基体 线粒体 细胞核 中心体 顶体 头 线粒体鞘 尾 (2)细胞核是精子遗传物质储存的场所,也是精子遗传特性和代谢活动的控制中心;线粒体是精子进行有氧呼吸分解有机物产生能量的场所 (3)线粒体为精子维持生存和运动提供能量 解析:图中1是高尔基体,将形成精子头部的顶体5;2是线粒体,将
6、聚集形成图B中的7线粒体鞘;3是细胞核,将形成图B中的6精子头的主要部分;4是中心体,将形成图B中的8尾。,-14-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 体内受精及早期胚胎发育过程 2.下图表示哺乳动物发育过程的几个阶段,请据图回答下列问题。,(1)写出各个阶段的名称: A. ,B. ,C. 。 (2)写出图中各标号的名称: 1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,7 ,8 。,-15-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(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)1将来发育成 ;2将来发育成 。 (5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的,合子只由一个
7、精子和卵子结合,防止多精入卵受精的两道屏障分别是 、 。,答案:(1)桑椹胚 囊胚 原肠胚 (2)滋养层 内细胞团 透明带 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层 (3)全能 细胞分化 胚层分化 (4)胎膜和胎盘 胎儿的各种组织 (5)透明带反应 卵细胞膜反应,-16-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,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)桑椹胚时期的细胞具有全能性;囊胚开始出现细胞分化,分化为滋养层细胞和内细胞团;原肠胚已有胚层分化,分化为外胚层、内胚层,在内
8、、外胚层之间将形成中胚层。(4)滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘,内细胞团将发育为胎儿的各种组织。(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。,-17-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.受精过程的三个易混点 (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)受精的标志不等于受精完成的标志。受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精过程完成的标志是雌、雄原核融合。 2.卵裂期胚胎中的物质和体积变化的规律 (1)有机物:卵裂期胚胎没有和母体建立联系,不从母体获取有机物,而一直通过呼吸
9、等代谢过程消耗,有机物总量减少。 (2)细胞体积:胚胎总体积不变或略有缩小,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。,-18-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 1.体外受精,-19-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)受精: 获能的精子 和培养成熟的卵子在 获能溶液 或专用的受精溶液中完成受精作用。 教材深挖精子获能处理前为什么要进行离心处理? 提示:精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质,因此在
10、一般情况下,精液中的精子无法获能。精子获能处理前需进行离心处理,目的是除去精清以利于精子获能。,-20-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,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 受体 移植或冷冻保存。,-21-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,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 最后 一道“工序”。 过程,-22-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,优势:充分发挥 雌性优良个体的繁殖潜力 。 (2)胚胎分割 方法:采用 机械 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
11、同卵双胎或多胎 。 定位:动物 无性繁殖 或克隆的方法之一。 材料:发育良好、形态正常的 桑椹胚或囊胚 。 要求:将 内细胞团 均等分割。,-23-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.胚胎干细胞 (1)胚胎干细胞是由 早期胚胎 或 原始性腺 中分离出来的一类细胞。,-24-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)在胚胎移植中,对供体母畜要进行超数排卵处理,对供体和受体要进行同期发情处理。( ) (2)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。( ) (3)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性。( ) (4)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。( ) (5)胚胎分割时
12、需将原肠胚的内细胞团均等分割。( ) (6)胚胎干细胞在体外培养条件下具有可以增殖而不发生分化的特点。( ),-25-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.进行胚胎移植时,供体和受体的选择标准是什么? 提示:供体应选择遗传性能和生产性能优秀的个体,受体应选择健康、有繁殖能力的个体。 2.胚胎移植过程中,对供体牛和受体牛要进行怎样的处理? 提示:对供体牛进行超数排卵处理;对供体和受体进行同期发情处理。 3.胚胎移植过程中,用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎? 提示:桑椹胚或囊胚。 4.排卵和冲卵有什么区别? 提示: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
13、。,-26-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,5.对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为什么要将内细胞团均等分割? 提示:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎各种组织的基础细胞。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育,含内细胞团少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。,-27-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 体外受精过程和早期胚胎培养 1.培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。据图回答下列问题。 (1)甲过程为 ,该过程中可通过给母山羊注射 使其超数排卵。 (2)乙过程的操作之一是 处理。 (3)乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同,
14、乙过程的培养液为 或专用的受精溶液,丙过程的培养液为 。 (4)丁过程是 ,是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内。,-28-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,答案:(1)卵母细胞的采集 促性腺激素 (2)对精子进行获能 (3)获能溶液 发育培养液 (4)胚胎移植 解析:分析图示可知,甲过程为卵母细胞的采集,一般用促性腺激素处理良种母山羊,使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精,获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养,在发育培养液中进行。丁过程为胚胎移植,是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同(而不是性状相同)的其他雌性动物
15、子宫内使之继续发育为新个体。,-29-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 胚胎移植、胚胎分割的条件和过程 2.(2015重庆卷)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题,引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。 (1)拟进行如下杂交: A(具高产奶基因的纯种)B(具适宜本地生长基因的纯种)C 选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常 。若C中的母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明高产奶是 性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛,根据现有类型,最佳杂交组合是 ,后代中出现这种母牛的概率是 (假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。,-30-,核心梳理,提能探究,
16、考向感悟,归纳总结,(2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力,需对其进行 处理;卵子的成熟在过程 中完成。在过程的培养基中含有葡萄糖,其作用是 。为筛选出具有优良性状的母牛,过程前应鉴定胚胎的 。子代母牛的优良性状与过程 的基因重组有关。 (3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用 技术。,-31-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,答案:(1)生长发育或胚胎发育 隐性 AC 1/8 (2)获能或增强活力 供能 性别、高产奶和适应生长的基因 (3)胚胎分割,-32-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,解析:第(1)小题的解题切入点是明确得到高产奶和本地适应
17、性强奶牛的育种方式为杂交育种,还要注意关键信息“A牛和B牛均为纯种”“两对基因分别位于不同对常染色体上”。借助遗传图解分析第(1)小题如下(设D、d表示奶牛产奶量基因,E、e表示奶牛对本地适应性基因):P A Bddee DDEE高产奶、适应性差 低产奶、适应性强F1 CDdEe,-33-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,低产奶、适应性强C(F1) ADdEe ddee 1/4DdEe 1/4Ddee 1/4ddEe 1/4ddee 低产奶、适应性强 低产奶、适应性差 高产奶、适应性强 高产奶、适应性差 获得产奶量高且适应本地生长的母牛的概率为1/41/2=1/8。对第(2)(3)小题
18、按胚胎工程的有关技术和原理分析:使精子具有受精能力的处理办法是获能处理;卵子在受精的过程中成熟(标志是排出第二极体);胚胎培养液中葡萄糖的作用是为早期胚胎细胞供能;基因重组发生在供体母牛产生卵细胞的过程中;提高已有胚胎利用率的方法是胚胎分割技术。,-34-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向3 胚胎干细胞的应用 3.(2015山东卷)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 。,-35-
19、,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(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。,答案:(1)(体细胞)核移植 (早期)胚胎培养 (2)pH(或酸碱度) (3)限制性核酸内切酶(或限制酶) DNA连接酶(注:两空可颠倒) 标记 (4)内细胞团 B,-36-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结
20、,解析:(1)把B个体的体细胞核移植到A个体去核的卵母细胞中,得到的重组细胞再经过早期胚胎培养获得发育到不同时期的早期胚胎。(2)动物细胞培养需要在含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行,CO2可维持培养液的pH(酸碱度)。(3)构建基因表达载体时需用限制酶和DNA连接酶对目的基因和运载体进行改造。基因表达载体必须含有标记基因以便于筛选出含目的基因的受体细胞。(4)胚胎干细胞可来自囊胚中的内细胞团。因为该胚胎的细胞核遗传物质全部来自B个体,所以图中获得的组织和器官适合移植给B个体。,-37-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,胚胎移植中的四个注意点 (1)胚胎移植过程中两次使
21、用激素:第一次是用孕激素对受体和供体进行同期发情处理;第二次是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:第一次是对收集的胚胎进行检查;第二次是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发育成的,还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的,或由胚胎分割获得的。,-38-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,生物技术的安全性和伦理问题 1.转基因成果 (1)微生物方
22、面 制造出具有经济价值作用的 重组微生物 ,如可以清除石油污染的 假单孢杆菌 。 利用 DNA重组 的微生物生产稀缺的生化药物,即 基因制药 。 (2)转基因动物方面 在培育 生长迅速 、 营养品质优良 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 生物反应器 ,让它们的奶中富含某种营养物质、 珍贵药物 或人类所需的 蛋白质 。,-39-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)转基因植物方面 目前,科学家已经培育出了大批具有 抗虫 、 抗病 、抗除草剂等抗逆全新性状的农作物。,-40-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.关注生物技术的伦理问题,-41-,核
23、心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-42-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.禁止生物武器 (1)生物武器的种类(连线),(2)散布方式: 吸入 、误食、接触带菌物品,被带菌昆虫叮咬等。,-43-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)特点 致命性、传染性强。 面积效应大。 危害时间长。 难以发现 。 (4)我国政府观点:在任何情况下 不发展、不生产、不储存 生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。,-44-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)转基因作物被动物食用后,目的基因就会转入动物体细胞中。( ) (2)转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境
24、中。( ) (3)转抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。( ) (4)如果转基因植物的外源基因来源于自然界,就不会存在安全性问题。( ) (5)中国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆。 ( ) (6)中国反对生物武器,但中国在特殊情况下可以生产生物武器。( ),-45-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,目前基因检测存在的问题有哪些? 提示:对个人所有基因进行检测是不现实的,因为还有很多基因尚未确定。即便是进行少数基因的检测,也并不是每个人都必需的,往往是在有遗传病家族史的个人或某类疾病的高危人群间进行。有致病基因未必就一定会患病。很多病是由遗传因素和环境共同决定的,有
25、些致病基因检测相当困难,往往要检测其所表达的蛋白质。个人基因资讯的泄露容易造成基因歧视。,-46-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 生物技术的安全性 1.阅读以下材料,回答下列问题。 自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来,转基因鱼的研究取得很大进步。如转入外源生长激素(GH)基因的鱼生长速度快,饵料转化率高,但鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近,我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然生态系统。 (1)转基因鱼培育成功的物质基础是 。 (2)已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质
26、,若将人的GH基因转移到鱼体内,则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是 个。,-47-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率,以致其生长速度快于非转基因鱼,蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼,其可能的原因是 。 (4)鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,试分析引起生态安全性问题的原因。 。 (5)多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的,培育成功的三倍体“湘云鲫”,其形成过程是 。试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因。 。,-48-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,答案:(1)遗传物质都是DNA
27、(2)1 146 (3)转基因鱼体内合成了大量生长激素,生长激素能促进蛋白质合成 (4)转基因鱼与同种野生鱼杂交,使野生鱼带有转基因,具有生长优势,会使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争加剧,可能引起生态危机 (5)转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体,然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体 三倍体鱼不能繁殖,可以人工控制养殖数量和范围,避免发生杂交、竞争,引起生态危机,-49-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,解析:(1)转基因技术就是通过基因拼接,把目的基因拼接到载体上,实质上是DNA之间的连接。(2)GH是含有191个氨基酸的蛋白质,蛋白质的氨基酸数目、控制蛋白质合成的mRNA上的
28、碱基数目及控制蛋白质合成的DNA上的碱基数目的比值为136,所以转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是1 146个。(3)该转基因鱼转入的是生长激素基因,生长激素能促进生长,主要是促进蛋白质的合成和骨的生长。(4)由于鱼类具有易于逃逸、扩散的特点,当转基因鱼扩散到其他环境时,与其他种类的鱼杂交,被转入的基因就有可能转移到其他的鱼体内,造成基因污染;同时,由于该种转基因鱼具有生长优势,会使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争时,优势明显,所以可能引起生态危机。(5)三倍体鱼由于不能产生正常的生殖细胞,无法繁殖后代,因此不会造成生态危机。,-50-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 生物技术
29、的伦理道德问题 2.试管婴儿是通俗名词,在专业文献中称为体外受精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵细胞的结合是在体外进行的,并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育46 d,形成胚胎(如右上图所示),然后将胚胎移植到子宫腔内,使之能在子宫腔内发育,最后产出胎儿的一种生育方法,这是对科学技术要求非常高的一种方法。试管婴儿的成功和发展,不仅给不孕不育夫妇带来了希望,而且为研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面提供了新的课题,有不可估量的积极作用。,-51-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是 ,该图表示胚胎发育的 期。 (2)人的受精卵通过
30、卵裂,逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织,并进而形成器官和系统,从细胞水平看,卵裂的分裂方式是 。 (3)试管婴儿是指精子和卵细胞在体外进行结合的体外受精技术,受精前精子需要事先经过 处理,卵细胞要培养到 (时期)。除此之外,还用到了 (填两种)技术。 (4)试管婴儿技术诞生后,出现了设计试管婴儿技术,二者在作用上的区别是 。 (5)现在大多数人反对设计婴儿性别,其原因是 。,-52-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,答案:(1)受精作用 囊胚 (2)有丝分裂 (3)获能 减数第二次分裂中期 早期胚胎培养、胚胎移植 (4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症,后者可以用于治疗需要造血干
31、细胞移植的疾病等 (5)破坏了人类正常的性别比例,违反了伦理道德 解析:受精前,精子需要进行获能处理,卵细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能受精。受精之后,受精卵进行有丝分裂,使细胞数目增多。观察题图可知,该图中有囊胚腔,表示胚胎发育的囊胚期。试管婴儿技术主要用于解决不孕不育问题,而设计试管婴儿主要可以治疗需要造血干细胞移植的疾病等。大多数人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死,及滥用设计试管婴儿技术,如设计婴儿性别等导致性别比例失调,违反了伦理道德。,-53-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.试管婴儿和设计试管婴儿的异同点(1)过程不同:设计试管婴儿胚胎移植前需要进行遗传学诊断,
32、而试管婴儿无须进行遗传学诊断。 (2)应用不同:试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题,而设计试管婴儿主要用于白血病等的治疗。 (3)相同点:两者都是体外受精,并且都需要进行体外早期胚胎培养,都要经过胚胎移植,都是有性生殖。,-54-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.生殖性克隆和治疗性克隆的比较,-55-,通关记,通关辨,通关练,1.受精过程:获能的精子穿过放射冠和透明带精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别精子的头部进入卵细胞雌、雄原核形成并融合。 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,4.胚胎移植的基本程序:对供、受体的选择和处理配种或进行人工
33、授精对胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植移植后检查。,-56-,通关记,通关辨,通关练,1.体内受精和早期胚胎发育 (1)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。 (2)卵子形成过程中,减数第一次分裂在排卵前后完成,而减数第二次分裂在受精时完成。 (3)受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。 (4)精子发生的场所睾丸的曲细精管;卵子发生的场所卵巢;受精的场所输卵管;受精卵发育的场所输卵管和子宫;精子发生的时间及特点初情期后,两次分裂连续进行;卵子发生的时间及特点胚胎性别分化以后,两次分裂不连续进行。,-57-,通关记,通关辨,
34、通关练,2.胚胎移植和胚胎分割 (1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。 (2)胚胎移植过程中有两次检查:收集胚胎检查;移植后是否妊娠检查。 (3)冲卵是指冲出早期胚胎,不是冲出卵子。 (4)胚胎移植的供体和受体必须是同种生物。 (5)胚胎移植时,用雌性激素对供体和受体进行同期发情处理,用促性腺激素处理供体使其超数排卵。 (6)试管动物的性别和性状由父本、母本决定,而克隆动物的性别和性状与核供体相同。 (7)胚胎的产生过程一般是有性生殖,但胚胎分割是无性生殖。,-58-,通关记,通关辨,通关练,1.随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来
35、越多样化。下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图回答下列问题。,-59-,通关记,通关辨,通关练,(1)应用1中获得的良种小牛,遗传物质来源于 个体,性别为 。 (2)在应用2、3、4中,若要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其 ,得到的卵母细胞需要发育至 (时期)才能受精。 (3)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题;对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将 均等分割,否则将影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。如需做性别鉴定,还需从细胞取样做DNA分析。,-60-,通关记,通关辨,通关练,(4)应用4中进行定向诱导胚胎干
36、细胞,可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中除需要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外,营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核苷酸,还要加入 ;向培养液中通入95%空气和5%CO2,空气中的O2参与细胞的代谢,CO2可以维持培养基的 。,答案:(1)供体1和供体2 雌性 (2)获能 减数第二次分裂中期(或M中期) (3)内细胞团 滋养层 (4)动物血清(或血浆) pH,-61-,通关记,通关辨,通关练,解析:(1)应用1属于核移植技术,供体1提供细胞核,供体2提供细胞质(有细胞质基因),所以小牛的遗传物质来自供体1和供体2,且性别由供核的良种荷斯坦高产奶牛(雌)决定。(2)
37、精子和卵细胞在体外受精前必须做好相应准备才能成功结合。(3)对胚胎进行性别鉴定取滋养层细胞做DNA分析即可。(4)动物细胞培养需要无菌、无毒、营养、气体等条件。,-62-,通关记,通关辨,通关练,2.为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,请根据图示信息回答下列问题。,-63-,通关记,通关辨,通关练,(1)试管牛的培育属于 (填“有性生殖”或“无性生殖”);试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、 等;克隆牛的培育依据的原理是 。 (2)促使B牛多排卵的激素一般是 。对B牛和D牛要进行 处理。 (3)在受精的过程中,卵子受精的标志是 。 (4)要建立生产生长激
38、素的乳腺生物反应器,科学家需将 和乳腺蛋白基因的 、 等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶有 ),再通过 法导入牛的 中。,-64-,通关记,通关辨,通关练,答案:(1)有性生殖 胚胎移植 动物细胞的细胞核具有全能性 (2)促性腺激素 同期发情 (3)在透明带和卵细胞膜间有两个极体 (4)生长激素基因 启动子 终止子 限制酶和DNA连接酶 显微注射 受精卵,-65-,通关记,通关辨,通关练,解析:(1)试管牛的培育属于有性生殖,试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、胚胎移植等。克隆牛的培育依据的原理是动物细胞的细胞核具有全能性。(2)一般用促性腺激素处理供体母牛,促使其超数排卵;胚胎移植时,要对受体母畜和供体母畜进行同期发情处理。(3)在受精的过程中,卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间有两个极体。(4)要建立生产生长激素的乳腺生物反应器,科学家需将生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是限制酶和DNA连接酶),再通过显微注射法导入牛的受精卵中。,
