（水滴系列）高中生物 第十一单元 现代生物科技专题 第39讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题课件

1、第39讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题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()2013全国卷T404.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()知识梳理 自主学习 夯实基础1.精子与卵子的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412.受精过程顶体反应透明带反应卵细胞膜反应3.早期胚胎发育过程有丝分裂增多不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织胎膜和胎盘表层下方4.体外受精(1)卵母细胞的采集和培养采集超数排卵法

2、:用 处理后冲卵;直接采集法:从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或直接从活体动物的卵巢中吸取。培养:人工培养到 。(2)精子的采集和获能采集: 、手握法、 。获能:培养法、 (在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中获能)。(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的精子获能溶液5.早期胚胎培养(1)目的:检查 和受精卵的 。(2)培养液成分: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 或冷冻保存。受精状况发育能力维生素、激素氨基酸、核苷酸受体移植重点透析 剖析考点 拓

3、展深化1.早期胚胎发育的过程2.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化(1)有机物:胚胎没有和母体建立联系,没有从母体获取有机物,而一直呼吸消耗,有机物总量减少。(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。3.早期胚胎培养与动物细胞培养的比较早期胚胎培养依据的原理是细胞的分裂和分化,培养的目的是获得早期胚胎;动物细胞培养依据的原理是细胞分裂,培养的目的是获得大量细胞。两者培养时所用的培养液成分也有区别: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

4、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【易错点拨】 (1)获能获能量精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。(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)受精的标志受精完成的标志受精的标志是第二极体的形成(即在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体);而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。题组例练 分类例练 提炼方法1.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: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

5、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时期进一步发育而形成。(4)2将来发育成 。(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)桑椹胚细胞具有发育的全能性,囊胚开始出现细胞分化,已分化成滋养层细胞和内细胞团;原肠胚已具有胚层分化,分化为外胚层和内胚层。(4)内细胞团将发育成胎儿的各种组织,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

6、中,虽然细胞数目增多,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)胎儿的各种组织(5)增多并不增加或略有缩小2.(2016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。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示,回答下列问题:解析:(1)由图可知,此过程用到的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)此过程用到的生物技术有(答出两个即可)。(2)为了获得更多的卵母细胞,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)生产上常用

7、期的胚胎进行胚胎移植,移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是 。解析:(2)对良种母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵,进而获得更多卵母细胞;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,一般选用桑椹胚或囊胚期的胚胎进行胚胎移植;移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是受体对移入子宫的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的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应知识梳理 自主学习 夯实基础1.胚胎移植(1)概念:将雌性动物体内的 ,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到 的其他雌性动物体内,

8、使之继续发育为 的技术。(2)意义:充分发挥雌性优良个体的 。(3)实质:早期胚胎在相同生理环境条件下 的转移。考点二胚胎工程的应用早期胚胎同种的、生理状态相同新个体繁殖潜力空间位置(4)生理学基础胚胎移入的基础哺乳动物发情排卵后,一段时间内,同种动物的供、受体生殖器官的 是相同的胚胎收集的基础哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内 . ,而是处于游离状态移入胚胎存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 .保留遗传特性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的 在孕育过程中不受影响生理变化不会与母体子宫建立组织上的联系免疫排斥反应遗传特性(5)基本程序配种或进行人工

9、授精胚胎移植方法:手术法和非手术法胚胎移植后的检查检查受体母牛是否 .超数排卵冲卵桑椹胚或囊胚妊娠2.胚胎分割(1)方法:机械方法。(2)目的:获得 。(3)基本程序选择发育良好、形态正常的 ,将其移入盛有操作液的培养皿中,用 将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,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:细胞的 。(6)实质:动物的 。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3.胚胎干细胞(ES或EK细胞)(1)来源: 。早期胚胎或原始性腺小大核仁全能性分化重点透析 剖析考点 拓展深化1.胚胎移植的六点归纳(1)胚胎移植是胚胎

10、工程中最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,但不能直接移植受精卵。(2)胚胎移植成功与否的两个条件: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。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生

11、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的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等3.干细胞种类及胚胎干细胞的培养(1)种类类别来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的多种组织专能干细胞(成体干细胞)皮肤生发层细胞、成纤维细胞能分化成特定的组织(2)培养【易错点拨】 (1)滋养层饲养层。滋养层:囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,滋养层最终发育成胎膜和胎盘。饲养层:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,

12、可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。(2)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。题组例练 分类例练 提炼方法1.我国研究人员创造出一种新型干细胞异种杂合二倍体胚胎干细胞,具体研究过程如下图所示,回答下列问题:(1)图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠的发育而来,所采用的技术应为,培养过程中使用的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、等营养成分以及血清等物质。(2)图中的单倍体ES应取自囊胚的 细胞,ES在形态上表现为 。解析:(1)图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠

13、的卵子(卵细胞)发育而来,所采用的技术应为早期胚胎培养,培养过程中使用的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、核苷酸等营养成分以及血清等物质。(2)图中的单倍体ES应取自囊胚的内细胞团细胞,ES在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。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、核仁明显(3)由于物种间存在,因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成作用,或者即便能完成也不能发育。但是人们为了生物学研究的便利,创造出了各类远亲物种间的杂合细胞,如小鼠大鼠、人鼠等杂交细胞,由于这些细胞都是由体细胞融合产生,因此杂交细胞中

14、通常含有个染色体组。解析:(3)由于物种间存在生殖隔离,因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成受精作用;由于小鼠大鼠、人鼠等杂交细胞都是由体细胞融合产生,因此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解析:(1)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的两道防线。(2)图甲中、分别为用激素对供体母牛进行超数排卵处理、收集胚胎(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收集胚胎(冲卵)2.(2016广西钦州一模)下图为应用胚胎工程繁育良种牛的技术流程,回答下列问题:(1)哺乳动物体内受精的发育规律是实现胚胎工程的理论基础。获能

15、后的精子进入卵子过程中,防止多精入卵受精的生理反应先后为 、 。(2)图甲中、分别为 、 。(3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫,进行该项技术的优势是 ,实施该技术时胚胎一般发育到期。若此时需要对胚胎进行性别鉴定,正确的操作方法是图乙中的图;若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛,正确的操作方法是图乙中的图。解析:(3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫胚胎移植,进行该项技术的优势是可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行;进行性别鉴定时,所取组织不能来自内细胞团,否则会影响胚胎发育,应选用滋养层细胞,所以只有B图符合;若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛,需要

16、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)胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力桑椹胚或囊胚BA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的各项研究具有重要意义,除了从早期胚胎可分离得到外,还可来自 。知识梳理 自主学习 夯实基础1.转基因生物的安全性(1)转基因生物存在安全性问题的原因目前对 、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。目的基因往往是 的基因。外源基因插入宿主基因组的部位往往是 的。(2)对转基因生物安全性的争论:在 三个方面存在激烈的争论。(3)理性对

17、待转基因技术: 。考点三生物技术的安全性和伦理问题基因的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2.生物技术的伦理问题(1)克隆人中国政府的态度:禁止 ,但不反对治疗性克隆。四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何 的实验。(2)试管婴儿:设计试管婴儿需对胚胎进行 。3.生物武器的种类连线生殖性克隆生殖性克隆人基因检测答案：重点透析 剖析考点 拓展深化1.理性看待转基因生物(1)转基因生物的优缺点分析优点缺点解决粮食短缺问题减少农药使用,减少环境污染增加食物营养,提高附加值增加食物种类,提升食物品质提高生产效率,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

18、组病菌、重组病毒或超级杂草可能使疾病的传播跨越物种障碍可能会损害生物多样性可能干扰生态系统的多样性(2)对待转基因生物的正确态度:趋利避害,但不能因噎废食。2.生物技术的伦理问题(1)克隆人类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的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系都属于无性繁殖;产生的新个体、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手段多了胚胎移植前进行遗传学诊断这一环节不需进行遗传学诊断实践应用用于白血病、贫血等疾病的治疗解决不孕不育相同点两者都是体外受精、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3.基因检测(1)

19、概念:指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子进行检测,分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因情况的一种技术。(2)争论焦点:基因检测是否能达到预防疾病的目的。是否引起基因歧视及其他危害。【易错点拨】 (1)引入外来物种增加生物多样性如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响,可能会造成生物多样性的锐减。(2)转基因生物具有危害阻止技术的发展应用正确态度对待转基因技术,不能因为可能的危害而阻止技术的发展。(3)试管婴儿和克隆人的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。题组例练 分类例练 提炼方法(2016辽宁葫芦岛二模)请回答下列有关生物技术的安全性和伦理问题的问题:(1)一些科学家认为,由于不同物种间存在,同时花粉的传播距离和有限,不会造成转基因农作物与其他植物的杂交,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遵守科学研究道德。例如,把重组DNA的转移限制在遗传上具有 的生物上;对外源DNA进行认真选择,避免能够表达出对人体有毒性或