1、第41讲 胚胎工程 生物技术的 安全性和伦理问题考点一 体内受精和早期胚胎发育1早期胚胎发育(1)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。(2)图示：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。清错破疑 澄清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
2、巢中排出。(3)受精的标志受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。角度 精子卵子的发生、体内受精及早期胚胎发育过程1(2016安庆模拟)下图为哺乳动物精细胞变形为精子的过程图解，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？_。解析：图A是精细胞结构示意图，图B是变形后的精子结构示意图。图中
3、1是高尔基体，将形成精子头部的顶体5；2是线粒体，将聚集形成图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。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，也是精卵结合后的后代遗传特性和代谢活动的控制中心，而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解有机物产生能量的场所(3)线粒体是精子维持生存和运动所需能量的“动力工厂”2如图表示哺乳动物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
4、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_。(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合，防止多精入卵受精的两道屏障分别是_、_。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)桑椹胚细胞具有全能性；囊胚开始出现细胞分化，已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、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵
5、细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。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(3)全能 细胞分化 胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)透明带反应 卵细胞膜反应1胚胎移植的基本程序考点二 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用清错破疑 不同动物胚胎移植的时间不同 (1)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。(2)小鼠、家兔在桑椹胚前。(3)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。2胚胎干细胞及其应用(1)干细胞的种类。(2)胚胎干细胞的培养过程。清错破疑 滋养层饲养层 (1)滋养层：囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞，滋养层最终
6、发育成胎膜和胎盘。(2)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，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞(3)胚胎干细胞的主要用途：将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物。基因敲除，获得移植器官。培育出人造组织器官，用于器官移植。改良创造动物新品种。胚胎工程中八大“两”(1)受精过程中防止多精入卵的两道屏障第一道屏障为精子穿越透明带后的“透明带反应”，第二道屏障为精子入卵后的“卵细胞膜反应”。(2)体外受精时精子获能的两种常用方法培养法和化学诱导法。(3)胚胎工程中两次使用“促性腺激素”对供体使用促性腺激素，以促其“多排卵”；对供
7、、受体使用促性腺激素以作“同期发情处理”。(4)胚胎移植时把握的两个发育期桑椹胚期和囊胚期。(5)胚胎移植过程中的两次检查对胚胎进行质量检查(此时应发育到桑椹胚或囊胚阶段)；对受体母牛进行是否妊娠的检查。(6)胚胎早期培养时培养液中三个“两”两盐(无机盐、有机盐)、两素(激素、维生素)、两酸(氨基酸、核苷酸)。(7)胚胎分割中须关注的两个部位滋养层(可用于取样作DNA分析鉴定性别)、内细胞团(须将其均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育)。(8)引发伦理争论的两大技术生殖性克隆人、设计试管婴儿。角度 胚胎工程的应用及前景3(2016禹州模拟)以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，
8、ah为操作过程，请据图回答有关问题：(1)图中c的操作名称是_，d、f的操作名称是_。(2)图中用到的激素是_，其目的是获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；图中早期胚胎属于胚胎发育的_期，其中胚胎干细胞来源于_(填数字标号)。(3)过程h常用的方法是_。采用_技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。(4)图中A、B牛的性别_(填“相同”、“不相同”或“不一定相同”)。(5)下列哪项不是人工授精和体外受精的区别()A人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性B体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能C人工授精和体外受精的本质不同D人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的过程在
9、母畜体外解析：(1)分析题图可知，a过程是体外受精，b过程是早期胚胎培养，c操作是胚胎分割，d、f操作是胚胎移植。(2)用促性腺激素处理母畜，可获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；胚胎移植时宜选用桑椹胚期或囊胚期胚胎。囊胚的内细胞团细胞具有全能性，胚胎干细胞可来源于此。(3)常用显微注射法将外源基因导入动物受体细胞，采用DNA分子杂交技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。(4)A、B牛由同一个胚胎分割而来，二者遗传物质相同，性别相同。(5)人工授精是用人工方法将精子送入雌性动物生殖道内，而体外受精时，精子与卵细胞在体外专用受精溶液中完成受精。答案：(1)胚胎分割
10、胚胎移植(2)促性腺激素 囊胚(3)显微注射法 DNA分子杂交(4)相同(5)C4下图为克隆小亚洲黄羊的培育过程，据图回答有关问题。(1)小亚洲黄羊D的遗传性状与_基本一致。(2)A、B、C三只羊中，哪一只羊没有提供遗传物质_。(3)克隆亚洲黄羊的成功，在技术上的突破之处是_。A供核细胞是体细胞 B供核细胞是胚胎细胞C异品种克隆成功D细胞核移植技术(4)克隆亚洲黄羊的过程是否遵循孟德尔的遗传分离定律，为什么？_。解析：(1)克隆繁殖的子代遗传性状应与供核方几乎一致。(2)A、B、C三只羊中，A羊提供了细胞核，B羊提供了细胞质，C羊只提供了胚胎发育的场所，即D的遗传物质几乎都来自供核方A羊，另有
11、少部分遗传物质来自B羊，所以C羊没有提供遗传物质。(3)克隆亚洲黄羊是由普通山羊完成的体细胞克隆亚洲黄羊，属于异品种克隆，在技术上是一个很大的突破。(4)克隆亚洲黄羊的过程未出现两性生殖细胞的融合现象，因此属于无性生殖，不遵循孟德尔的遗传分离定律。答案：(1)亚洲黄羊A(2)C羊(3)C(4)否。克隆为无性繁殖，孟德尔定律仅发生于有性生殖过程中考点三 生物技术的安全性和伦理问题1试管婴儿与克隆人(1)试管婴儿的培育过程：(2)克隆人的培育过程：2治疗性克隆和生殖性克隆的比较3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较(1)不同点。所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需
12、进行遗传学诊断或基因诊断。图中是试管婴儿的培育过程，是设计试管婴儿的培育过程。应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(2)相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。4克隆动物、试管动物与转基因动物遗传特性比较角度 生物技术的安全性与生物技术的伦理问题5阅读以下材料，回答问题：材料 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
13、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系统。(1)转基因鱼成功的物质基础是_。(2)已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质，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。(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，以至生长快于非转基因鱼，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
14、析只投放三倍体鱼的原因_。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，由于蛋白质、控制蛋白质合成的mRNA上的碱基数目及控制蛋白质 合 成 的 DNA 上 的 碱 基 数 目，三 者 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)转基因鱼由于具有易于逃逸、扩散的特点，当这种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
15、性情凶猛，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。答案：(1)遗传物质都是DNA(2)1 146(3)转基因鱼受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，使其捕食对象大量减少，与其他物种竞争，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6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
16、植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育46天，形成胚胎(如图所示)，然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最后出生的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。它的成功和发展，不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面的课题，有不可估量的积极作用。(1)试 管 婴 儿 技 术 在 生 物 学 上 所 依 据 的 原 理 是_，该图示时期是胚胎发育的_期。(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，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
17、婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过_处理，卵子要培养到_(时期)。除此之外还用到_(填两种)技术。(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技 术，二 者 在 对 人 类 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_。解析：受精前，精子需要进行获能处理，卵子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，是典型的囊胚期图。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骨髓移植或造血干细胞移植
18、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。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骨髓移植或造血干细胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断(5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德 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：卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能受精 胚胎的早期培养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授精对胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植移植后检查。