选修三第34讲.docx

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选修三第34讲

第34讲胚胎工程与生态工程（含生物技术的安全性和伦理问题）

［最新考纲］1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（I）。

2.胚胎干

细胞的移植（I）。

3.胚胎工程的应用（n）04.转基因生物的安全性（I）。

5.生物武器对人类的威胁（I）°6.生物技术中的伦理问题（I）°7.简述生态工程的原理（n）°8.生态工程的实例（I）°

考点一体内受精和早期胚胎发育（5年4考）

1.精子和卵子的发生

2.受精

（1）精子获能：

刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道

内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。

（2）卵子的准备：

卵子要在输卵管内进一步成熟，到减n中期（时期），才具备

与精子受精的能力。

（3）受精过程主要包括：

精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成

和融合。

3.早期胚胎发育过程

1.（教材P63讨论题解答）

（1）一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？

提示正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。

（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？

提示是指卵子从卵泡中排出。

（3）刚排出的卵是成熟的卵子吗？

它在母体的什么部位与精子受精？

提示刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。

排出的卵

子是在输卵管内与精子受精的。

2.（P64旁栏思考题解答）进行体外受精时，将卵母细胞取出后，是否应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？

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提示是的。

从卵巢上取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成减数第一次分裂。

应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。

（海南高考）请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：

（1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的能

协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。

（2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于卵母细

胞阶段。

当该细胞发育至减数第二次分裂期时，才具备受精能力。

若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明已完成。

（3）动物的早期胚胎移植到同种且与供体相同的动物体内，使之继续

发育为新个体的技术叫作胚胎移植。

为了获得更多的早期胚胎，常用激素对供体进行处理，其目的是获得更多的，经人工授精

后可得到早期胚胎。

用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活

胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞的细胞膜

（4）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。

若要对早期胚胎

进行长期保存，应将其置于条件下。

答案

（1）顶体酶

（2）初级中受精（3）生理状态促性腺卵母细胞对物质的吸收具有选择性（4）胚胎分割冷冻（或液氮）

1.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”

（1）顶体反应：

精子的质膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。

顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。

（2）透明带反应：

精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。

（3）卵细胞膜反应：

精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其页

2第

他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。

2.胚胎发育过程

3.胚胎工程中的一些场所及时期

（1）精子发生场所一一睾丸曲细精管；卵子的发生场所一一卵巢；受精场所一—输卵管；发育场所一一输卵管和子宫。

（2）精子发生时间及特点一一初情期后，两次分裂连续进行；卵子发生时间及特点一一胚胎期性别分化以后和初情期以后，两次分裂不连续进行。

（3）胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚期，可以进行胚胎移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚阶段。

（4）卵子和精子能够受精的前提条件

1成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。

2动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类而异，但只有达到减数第二次

分裂中期时才具备与精子受精的能力。

考点二体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用（5年2考）

1•体外受精与早期胚胎培养

（1）体外受精

（2）早期胚胎培养

1培养液成分：

无机盐、有机盐（两盐）；维生素、激素（两素）；氨基酸、核苷

酸（两酸），另外还有水、血清等。

一

2胚胎去向：

向受体移植或冷冻保存。

-

2.胚胎移植

（1）地位：

胚胎工程其他技术的最后一道工序。

（2）主要过程：

（3）意义：

充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。

3.胚胎分割

（1）材料：

发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。

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（2）实质：

胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。

（3）注意：

对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

4.胚胎干细胞（ES或EK细胞）

（1）来源：

早期胚胎或原始性腺。

—

（2）特点：

形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有发育的全能

性；体外培养条件下可以增殖而不分化。

一

（3）培养过程

1.供体牛和受体牛的选择标准是什么？

提示供体是遗传性能和生产性能优秀的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。

2.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。

3.（教材P79旁栏思考题）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，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。

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的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。

（2019•重庆理综，8）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：

令A（具高产奶基因的纯种B（具适宜本地生长基因的纯种）一->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，最佳杂交组合页4第

是，后代中出现这种母牛的概率是（假设两对基因分

别位于两对常染色体上）。

（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④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⑤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。

——

答案

（1）生长发育（或胚胎发育）隐性父AX?

C1/8

（2）获能（或增强

活力）③供能性别、高产奶和适应生长的基因①②（3）胚胎分割

1.胚胎移植与胚胎分割中的相关问题

（1）胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”，移植的胚胎必须在原肠胚之前，但不能直接移植受精卵。

（2）移植胚胎的来源及生殖方式：

①核移植后进行早期胚胎培养，其为无性生殖；②体外受精后进行早期胚胎培养，其为有性生殖；③体内受精f冲卵f胚胎移植，其为有性生殖。

（3）两次处理：

①用激素对供体（雌性个体）和受体进行同期发情处理；②用促性腺激素对供体（雌性个体）进行超数排卵处理。

（4）两次检查：

①收集胚胎检查；②移植后是否妊娠检查。

（5）胚胎移植成功的两个条件：

同种动物之间、供受体生理状态要相同。

（6）冲卵含义：

冲出早期胚胎，不是冲出卵子。

（7）将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

（8）同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合，属于无性繁殖或克隆。

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（9）胚胎分割应选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎。

2.干细胞的种类及特点

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（如造血干细胞）

能分化成动物体内的任何组织

专能干细胞

（成体干细胞）

骨骼干细胞、皮肤生发层细胞或纤维细胞

能分化成特定的组织

3.胚胎移植的生理学基础

（1）发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境。

（2）早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供了可能。

（3）受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供了可能。

（4）胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响。

4.胚胎移植的实质和优势、时间

（1）胚胎移植的实质：

是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。

（2）胚胎移植的优势：

充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。

（3）胚胎移植时间：

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，人胚胎可在8〜16个细胞阶段移植。

几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度较高，移植成功率很低。

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考点三生物技术的安全性和伦理问题

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

1目前对基因的结构、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。

2目的基因往往是异种生物的基因。

一

3外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。

（2）对转基因生物安全性的争论：

在食物安全、生物安全、环境安全三个方面

存在激烈的争论。

（3）理性对待转基因技术：

趋利避害，不能因噎废食。

2.生物技术中的伦理问题

（1）克隆

①治疗性克隆与生殖性克隆

类型

项目

治疗性克隆与自然环境的关协调系

生殖性克隆破坏

区别

目的

从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗主要能源太阳能

用于生育，获得人的复制品化学能

水平

细胞水平生物多样性保持

个体水平减少

联系

都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息不变

②中国政府态度：

禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。

（2）试管婴儿与设计试管婴儿

试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行“④遗传学诊断”或基因诊断。

3.基因身份证

（1）否定的理由：

个人基因资讯的泄露造成基因歧视，势必造成遗传学失业大

军、个人婚姻困难和人际关系疏远等。

（2）肯定的理由：

一些遗传性疾病在后代中复现率很高，通过基因检测可以及—早预防，适时治疗，达到挽救患者生命的目的。

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4.生物武器

（1）种类：

致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。

（2）中国政府的态度：

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。

（2019•湖南省长沙市模拟）现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全和伦理问题，回答以下有关问题。

（1）关于转基因生物的安全性问题的争论主要集中在安全、安

全和环境安全三