第43講 胚胎工程及倫理問題,第十二單元 現(xiàn)代生物科技專題,考綱考頻 1動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ) (3年5考) 2.胚胎干細(xì)胞的移植 (3年4考) 3.胚胎工程的應(yīng) 用 (3年8考) 4.生物技術(shù)中的倫理問題 (3年1考),第十二單元 現(xiàn)代生物科技專題,一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 1精子與卵子的發(fā)生,睪丸曲細(xì)精管,從初情期開始,需變形,卵巢,從胚胎出現(xiàn)性別分化后,不均等分裂,2.受精 (1)精子獲能：剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在_內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。 (2)卵子的準(zhǔn)備：卵子要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，到_時(shí)，才具備與精子受精的能力。 (3)受精過程：獲能的精子穿過_精卵通過細(xì)胞表面的糖蛋白相互識(shí)別精子遺傳物質(zhì)進(jìn)入卵細(xì)胞。,雌性動(dòng)物生殖道,減中期,放射冠和透明帶,3胚胎發(fā)育過程：受精卵卵裂桑椹胚囊胚原腸胚組織器官分化幼體。 (1)哺乳動(dòng)物的早期胚胎發(fā)育是在_中進(jìn)行的，一般到桑椹胚期進(jìn)入子宮，囊胚期著床。 (2)卵裂：細(xì)胞分裂方式是_。 (3)囊胚：由滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)構(gòu)成，_細(xì)胞具有發(fā)育全能性，能分化出幼體動(dòng)物的所有組織器官。 (4)原腸胚：出現(xiàn)了_個(gè)胚層和原腸腔。,輸卵管,有絲分裂,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),三,二、體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞 1體外受精 (1)精子的采集與獲能：采集方法有_法、手握法和電刺激法等；獲能方法有_法和化學(xué)誘導(dǎo)法。 (2)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：給哺乳動(dòng)物注射_激素，使其超數(shù)排卵，然后從_中沖出；也可從廢棄的卵巢或活體卵巢中采集，但需要培養(yǎng)到_時(shí)，才可受精。 (3)體外受精：獲能的精子和成熟的卵子在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫?假陰道,培養(yǎng),促性腺,輸卵管,減中期,2早期胚胎培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽(兩鹽)；_ (兩素)；_ (兩酸)，另外還有水、血清等。 (2)胚胎去向：_移植或冷凍保存。 3胚胎移植 (1)地位：胚胎工程其他技術(shù)的最后一道工序。 (2)過程：,維生素、激素,氨基酸、核苷酸,向受體,同期發(fā)情,超數(shù),(3)意義：充分發(fā)揮_。,雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛能,4胚胎分割 (1)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的_。 (2)實(shí)質(zhì)：胚胎分割可增加動(dòng)物后代，其實(shí)質(zhì)是_。 (3)注意：對(duì)囊胚分割時(shí)，注意將_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。 5胚胎干細(xì)胞 (1)來源：_。 (2)特點(diǎn)：形態(tài)上，體積小、核大、核仁明顯；功能上具有_；體外培養(yǎng)條件下可以_。,桑椹胚或囊胚,動(dòng)物的無性繁殖或克隆,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),早期胚胎或原始性腺,發(fā)育的全能性,增殖而不分化,(3)培養(yǎng)過程,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),胚胎干細(xì)胞,三、關(guān)注生物技術(shù)的倫理問題,生殖性,治療性,染色體,造血干細(xì)胞,基因檢測(cè),基因歧視,1下列關(guān)于胚胎工程的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A體外受精是指獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精 B受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進(jìn)行胚胎移植 C早期胚胎培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清 D試管嬰兒技術(shù)主要包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù) 解析：胚胎工程中，受精卵一般發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段進(jìn)行胚胎移植。,B,2(2014·高考江蘇卷)杜泊羊以其生長(zhǎng)速度快、肉質(zhì)好等優(yōu) 點(diǎn)，被稱為“鉆石級(jí)”肉用綿羊?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程 快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示，相關(guān)敘述正確的是 ( ),D,A為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用雌激素對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行處理 B從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子進(jìn)行體外受精 C為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應(yīng)，應(yīng)注射免疫抑制劑 D為了進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎,解析：為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用促性腺激素對(duì)雌羊進(jìn)行處理，A錯(cuò)誤；從卵巢中采集的卵母細(xì)胞，都需要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精，B錯(cuò)誤；代孕綿羊與供體綿羊?yàn)橥N動(dòng)物，所以代孕綿羊?qū)σ迫胱訉m的同種外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，C錯(cuò)誤；胚胎分割技術(shù)可提高胚胎的利用率，擴(kuò)大繁殖規(guī)模，D正確。,3華南虎是國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，可采用試管動(dòng)物技術(shù)進(jìn)行人工繁殖，該技術(shù)包括的環(huán)節(jié)有( ) 轉(zhuǎn)基因 核移植 體外受精 體細(xì)胞克隆 胚胎移植 A B C D,D,解析：試管動(dòng)物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)，該技術(shù)包括的環(huán)節(jié)有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植，不包括轉(zhuǎn)基因、核移植和體細(xì)胞克隆，故D項(xiàng)正確。,4如圖是胚胎干細(xì)胞分離途徑示意圖。下列說法正確的是 ( ) A圖中A所示細(xì)胞將來能夠發(fā)育成胎膜和胎盤 B胚胎干細(xì)胞的體積和細(xì)胞核都較小 C胚胎干細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化 D利用胚胎干細(xì)胞培育的人造器官正在大規(guī)模應(yīng)用,C,解析：圖中A是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，將來能夠發(fā)育成除胎膜和胎 盤外的其他組織和器官。胚胎干細(xì)胞的體積較小，細(xì)胞核較 大。在體外培養(yǎng)情況下，可以只增殖而不發(fā)生分化。利用胚 胎干細(xì)胞可以誘導(dǎo)形成器官，但目前并沒有大規(guī)模應(yīng)用。,考點(diǎn)一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,考點(diǎn)二 體外受精和早期胚胎培養(yǎng),考點(diǎn)三 胚胎移植和胚胎分割移植,考點(diǎn)四 胚胎干細(xì)胞及生物技術(shù)中的倫理問題,1受精作用 (1)受精前的準(zhǔn)備 精子獲能：成熟的精子必須在_中經(jīng)歷一段時(shí)間，發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力，此過程叫獲能。 卵子的準(zhǔn)備：卵子都要在_中進(jìn)一步成熟，到_時(shí)，才具備受精能力。,考點(diǎn)一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,雌性動(dòng)物的生殖道,輸卵管,減數(shù)第二次分裂中期,(2)受精四步曲 第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的 酶釋放出來并溶解卵丘細(xì)胞間的物質(zhì)，_是防止多精入卵受精的第一道屏障。 第二步：精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜。_是防止多精入卵受精的第二道屏障。 第三步：原核形成。_形成。 第四步：_融合形成合子(受精卵)。,透明帶反應(yīng),卵細(xì)胞膜反應(yīng),雄原核和雌原核,雌雄原核,2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：,有絲分裂,不斷增加,不增加,深度思考 1精子獲能是指精子獲取受精的能量嗎？其含義是什么？ _ 2排卵是指卵泡從卵巢中排出嗎？ _ 3受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志是一回事嗎？ _ 4人的胚胎發(fā)育過程如下： 受精卵桑椹胚囊胚原腸胚 分析存在胚胎干細(xì)胞的是哪個(gè)(些)? _,提示：1.不是。指精子獲取受精能力。 2不是。指卵子從卵泡中排出。 3不是。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。 4桑椹胚，桑椹胚細(xì)胞沒有發(fā)生細(xì)胞分化，每個(gè)細(xì)胞都是胚胎干細(xì)胞。囊胚，囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞是胚胎干細(xì)胞。,1(2015·蘇州模擬)下圖表示哺乳動(dòng)物胚胎發(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：_。,桑椹胚,囊胚,原腸胚,(2)寫出圖中各標(biāo)號(hào)的名稱： 2_，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_。,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),囊胚腔,外胚層,原腸腔,內(nèi)胚層,全能,細(xì)胞分化,胚層分化,胎兒的各種組織S,(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，防止多精入卵的兩道屏障分別是_、_。 (6)由受精卵到B階段透明帶破裂之前這一過程中，細(xì)胞數(shù)目_，胚胎總體積_。,透明帶反應(yīng),卵細(xì)胞膜反應(yīng),增多,基本不變,1原腸胚不屬于早期胚胎 早期胚胎是指可用于移植的胚胎，包括原腸胚之前的_、_，甚至更早的階段。 2胚胎早期培養(yǎng)液成分與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分不完全相同 胚胎早期培養(yǎng)液成分與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分基本相同，除 無機(jī)鹽、營(yíng)養(yǎng)成分和調(diào)節(jié)物質(zhì)外，還需要_、抗生素等。,考點(diǎn)二 體外受精和早期胚胎培養(yǎng),囊胚,桑椹胚,血清,深度思考 結(jié)合下圖思考： (1)試管山羊的繁育屬于無性生殖嗎？ _ (2)甲過程代表什么？完成乙過程的前提是怎樣的？ _ (3)乙和丙兩過程采用的培養(yǎng)液成分相同嗎？ _,(4)胚胎發(fā)育過程中，細(xì)胞的全能性完全相同嗎？ _ 提示：(1)不屬于無性生殖，而屬于有性生殖。 (2)卵母細(xì)胞的采集。需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，并將卵母細(xì)胞培養(yǎng)成熟至減數(shù)第二次分裂中期。 (3)不同，乙為獲能溶液，丙為發(fā)育培養(yǎng)液。 (4)不完全相同，細(xì)胞的全能性會(huì)逐漸降低。,2毛角蛋白型中間絲(KIF)基因與絨山羊的羊絨質(zhì) 量密切相關(guān)。獲得轉(zhuǎn)KIF基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡(jiǎn)單 流程如圖。,(1)過程中最常用的運(yùn)載工具是_，所需要的酶是限制酶和_。 (2)在過程中，用_處理將皮膚組織塊分散成單個(gè)成纖維細(xì)胞。在培養(yǎng)過程中，將成纖維細(xì)胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是_。 (3)在過程中，用_處理以獲取更多的卵(母)細(xì)胞。成熟卵(母)細(xì)胞在核移植前需要進(jìn)行_處理。 (4)從重組細(xì)胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術(shù)是_。,質(zhì)粒,DNA連接酶,胰蛋白酶(或膠原蛋白酶),維持培養(yǎng)基(液)的pH,促性腺激素(或促濾泡素),去核,(早期)胚胎培養(yǎng),解析：此題綜合考查基因工程、細(xì)胞工程、胚胎工程等知 識(shí)。(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，一般需用同一種限制酶切割目 的基因和載體，以產(chǎn)生相同黏性末端，并用DNA連接酶連接 成重組表達(dá)載體。常用的載體是質(zhì)粒。(2)利用胰蛋白酶或膠 原蛋白酶可將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)， 需將細(xì)胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是維持培養(yǎng) 液的pH。(3)運(yùn)用超數(shù)排卵法可獲得更多的卵母細(xì)胞，常用 的激素是促性腺激素或促濾泡素。成熟卵細(xì)胞在核移植前要 進(jìn)行去核處理。(4)核移植時(shí)獲得的重組細(xì)胞經(jīng)過早期胚胎培 養(yǎng)，可以獲得早期胚胎。,考點(diǎn)三 胚胎移植和胚胎分割移植,無性,有性,有性,2胚胎移植過程要經(jīng)過兩次檢查，分別是： (1)沖卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行_檢查； (2)移植后，對(duì)受體進(jìn)行是否_的檢查。,質(zhì)量,妊娠,深度思考 1胚胎移植時(shí)，受體母牛的作用是什么？ _ 2同期發(fā)情和超數(shù)排卵所使用的激素一樣嗎？ _ 3胚胎移植時(shí)，沖卵過程是獲取卵子嗎？ _ 4試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物的性狀相同嗎？ _,提示：1.進(jìn)行漫長(zhǎng)的妊娠過程。 2不一樣，同期發(fā)情處理一般用孕激素等雌性激素，超數(shù)排卵處理用促性腺激素。 3不是，獲取早期胚胎。 4不同，前者由父本和母本共同決定，后者一般與核供體相同。,3(2015·山東青島二模)如圖為牛胚胎移植過程示意圖，請(qǐng)回答下列問題。,(1)階段常用_激素對(duì)供體母牛進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的卵子。 (2)沖卵的生理基礎(chǔ)是_。 (3)階段對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到_ 或_階段。 (4)若要通過獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個(gè)新個(gè)體，可對(duì)階段檢查合格的胚胎進(jìn)行_技術(shù)處理，該過程中應(yīng)注意對(duì)_進(jìn)行均等分割。,促性腺,早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立聯(lián)系,囊胚,桑椹胚,胚胎分割,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),(5)ES或EK細(xì)胞的形態(tài)特征是_，在培養(yǎng)液中加入_， 可誘導(dǎo)其向不同類型的組織細(xì)胞分化。,體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯,分化誘導(dǎo)因子,解析：(1)胚胎工程中常用促性腺激素對(duì)供體母牛進(jìn)行處理， 其目的是獲得更多的卵子。(2)早期胚胎形成后處于游離狀 態(tài)，未與母體子宮建立聯(lián)系，這是沖卵的生理基礎(chǔ)。(3)胚胎 移植前對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或桑 椹胚階段。(4)應(yīng)用胚胎分割技術(shù)可以獲得遺傳物質(zhì)完全相同 的多個(gè)新個(gè)體，胚胎分割時(shí)注意對(duì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割。 (5)胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等形態(tài)特 征，胚胎干細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)加入分化誘導(dǎo)因子，可誘導(dǎo)其向不 同類型的組織細(xì)胞分化。,1胚胎干細(xì)胞的分離和應(yīng)用 (1)分離途徑,考點(diǎn)四 胚胎干細(xì)胞及生物技術(shù)中的倫理問題,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),生殖腺,(2)應(yīng)用 ES細(xì)胞可用于治療人類的某些_；利用ES細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。 用于_：通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。,頑癥,器官移植,2圖解法展示克隆人的培育過程,細(xì)胞核,去核卵母細(xì)胞,早期胚胎,3探究治療性克隆和生殖性克隆的區(qū)別和聯(lián)系,無性,相同,4.探究試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn) 下圖為設(shè)計(jì)試管嬰兒的過程，據(jù)圖回答。 (1)設(shè)計(jì)試管嬰兒比試管嬰兒多出的過程是_(用標(biāo)號(hào)表示)。 (2)試管嬰兒主要是解決_問題，設(shè) 計(jì) 試管嬰兒用于_的治療。 (3)兩者都是_受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過_移植，都是_生殖。,不孕夫婦的生育,白血病、貧血癥等疾病,體外,胚胎,有性,深度思考 1設(shè)計(jì)試管嬰兒和基因檢測(cè)在應(yīng)用方面共同之處是什么？ _ 2治療性克隆與克隆人在操作技術(shù)上的區(qū)別是什么？ _ 3生殖性克隆所用的技術(shù)手段主要有哪些？ _,提示：1.兩者都可用于避免遺傳病患兒的出生，從而降低人的遺傳病發(fā)病率。 2克隆人形成過程是將早期胚胎培育成個(gè)體，而治療性克隆是將早期胚胎定向分化成特定的組織器官。 3體細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。,4(2015·合肥模擬)供體器官的短缺和排斥反應(yīng)是制約器官移植的兩個(gè)重要問題。而治療性克隆能最終解決這些問題。下面是治療性克隆的過程圖解。,(1)“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分化的體細(xì)胞的核仍然具有_。相同的胚胎干細(xì)胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是胰島細(xì)胞，有的是血細(xì)胞，有的是心肌細(xì)胞，其本質(zhì)原因是基因的_。 (2)重組的新細(xì)胞經(jīng)過發(fā)育，要想獲得基因型完全相同的兩個(gè)胚胎，可采用_技術(shù)。 (3)若將上述技術(shù)用于白血病病人的骨髓移植，圖中患 者是O型血，提供卵細(xì)胞的女性是AB型血，則骨髓移植成功后患者的血型是_型。,全能性,選擇性表達(dá),胚胎分割,O,(4)科學(xué)家為何要將患者的體細(xì)胞的核植入去核的卵細(xì)胞，而不直接用體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)？_ _ _。 (5)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要優(yōu)點(diǎn)是 _。,卵細(xì)胞體積大，含養(yǎng)分多，并含有控制細(xì)胞核基因程序性表達(dá)的物質(zhì)；而體細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，不再具有分裂分化能力,解決臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題,易錯(cuò)點(diǎn)1 早期胚胎培養(yǎng)易出現(xiàn)的錯(cuò)誤 點(diǎn)撥 (1)卵裂階段的細(xì)胞分裂方式有絲分裂。 (2)受卵膜制約，從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，所以每個(gè)細(xì)胞體積減小。 (3)伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。 (4)該過程中有機(jī)物總量減少，因?yàn)橐恢焙粑牡粡耐饨缥铡?易錯(cuò)點(diǎn)2 胚胎移植中易出現(xiàn)的錯(cuò)誤 點(diǎn)撥 (1)滋養(yǎng)層飼養(yǎng)層。 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。 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。 (2)不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。 牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段。 小鼠、家兔在桑椹胚前。 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。,1成熟的精子并不具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。( ) 2(2015·華東師大附中期末T28C)排卵是指卵泡從卵巢中排出。 ( ) 3精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開始的。 ( ) 4卵子形成過程中，減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的。( ),×,×,×,5卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大。 ( ) 6在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)，要將滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割。 ( ) 7囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育的全能性。( ) 8采集的卵母細(xì)胞不可直接與精子受精。 ( ),×,×,×,