版 第12单元 第3讲 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题.docx

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版第12单元第3讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题

第3讲__胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题

[考纲导学]　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（Ⅱ）

4.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）

知识梳理|夯实高考双基

回扣教材

一、体内受精和早期胚胎发育

1．胚胎工程的概念

（1）操作对象：

动物的早期胚胎或配子。

（2）技术：

体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。

2．精子和卵子的发生的比较

项目

精子的发生

卵子的发生

场所

睾丸的曲细精管

卵巢

时间

从初情期开始

从胚胎出现性别分化后

变形

需变形

不需变形

分裂

均等分裂

不均等分裂

结果

形成4个精子

形成1个卵子和3个极体

3.受精

（1）场所：

输卵管。

（2）过程：

①准备阶段

②受精阶段

4．胚胎发育过程

↓

↓

↓

二、体外受精和早期胚胎的培养

1．体外受精

（1）卵母细胞的采集和培养：

①超数排卵法：

用促性腺激素处理后冲卵。

②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。

（2）精子的采集和获能：

①采集：

假阴道法、手握法、电刺激法。

②获能：

培养法、化学诱导法。

（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。

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。

（2）胚胎去向：

向受体移植或冷冻保存。

三、胚胎工程的应用及前景

1．胚胎移植

（1）受体：

同种的、生理状态相同的其他雌性动物。

（2）意义：

充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。

（3）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。

2．胚胎分割

（1）理论基础：

细胞的全能性。

（2）材料选择：

发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。

（3）囊胚期分割要求：

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。

（4）意义：

加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一。

3．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

四、生物技术中的安全问题和伦理问题

1．转基因生物安全性问题的争论

（1）转基因生物与食物安全

①反对“实质性等同”。

②担心出现滞后效应。

③担心出现新的过敏原。

④担心营养成分改变。

⑤侵犯宗教信仰者或素食者的权益。

（2）转基因生物与生物安全

①可能扩散到新的生态区域，破坏生态平衡。

②成为“入侵的外来物种”，威胁其他生物的生存。

③可能与某些细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体。

④可能通过花粉传播进入杂草，形成“超级杂草”。

（3）转基因生物与环境安全：

转基因生物可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏。

2．关注生物技术的伦理问题

反对

支持

克隆人

伦理

方面

违反了人类的伦理道德观念，中国禁止生殖性克隆

中国不反对治疗性克隆

技术

方面

技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高

可通过胚胎分级、基因诊断、染色体检查等方法解决技术问题

设计试

管婴儿

胚胎也是生命，杀死胚胎无异于“谋杀”

提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤

基因检测

技术

方面

很难用在具体医疗中

有一些遗传性疾病可以通过基因检测后在早期采取预防措施

道德

方面

可能引起基因歧视

通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法，解决基因歧视现象

3.禁止生物武器

（1）生物武器的种类（连线）

【答案】　①—b　②—c　③—a

（2）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。

网络记忆

重点突破|领悟高考方向

重点1　体内受精与早期胚胎发育

[典例导悟1]

下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是（　　）

A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性

B．卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大

C．囊胚的滋养层细胞具有发育全能性

D．原肠胚发育分化形成内外两个胚层

【解析】　同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂球体积的增大，细胞逐渐变小；滋养层细胞不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官；原肠胚发育分化会形成各种器官原基。

【答案】　A

[考点精讲]

1．受精过程的三大反应与防止多精入卵的两道屏障

（1）顶体反应：

精子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（第一道屏障）：

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，称为透明带反应。

（3）卵细胞膜反应（第二道屏障）：

精子入卵后，卵细胞膜立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应。

2．胚胎发育

[命题视角]

视角　体内受精与早期胚胎发育的判断

1．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________________、________________。

【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

[心有灵犀]　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≠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、雄原核的融合。

重点2　体外受精与早期胚胎培养

[典例导悟2]

完成以下关于“试管牛”培育的问题：

（1）刚刚排出的精子，不能立即与卵细胞发生受精作用，必须在雌性动物生殖道中或体外类似于生殖道的理化条件下发生相应的生理变化后，才能进行受精作用，这一现象称为______________。

（2）生产上常用________激素促进雌性动物排卵，该激素由________（器官）分泌。

（3）受精卵在培养液中进行培养，形成了一个约32个细胞的小胚胎，此时，受精卵大约经历了________次细胞分裂，培养液必须含有的不同于植物组织培养所用培养基的成分是________。

（4）“试管牛”培育过程中涉及的工程技术手段主要是_________________

_______________________________________________________________。

【答案】　

（1）精子获能　

（2）促性腺　垂体　（3）5　动物血清　（4）体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植

[考点精讲]

1．人工授精和体外受精的比较

项目

人工授精

体外受精

概念

人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程

体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术

场所

母畜的生殖道内

体外

过程

人工采精→检查与储存精液→人工授精（用人工的方法将精液注入正在发情的母畜生殖道中）

→

胚胎

发育

场所

受精卵的形成和胚胎发育场所在母畜体内

受精卵的形成和早期胚胎发育在体外，胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内

2.胚胎的早期培养的培养液与动物细胞培养液成分的比较

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

胚胎的早期培养与动物细胞培养所用的培养液类似，但是二者所依据的原理和培养目的不同。

[命题视角]

视角　体外受精与早期胚胎培养的分析

2．根据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题。

（1）体外受精的过程主要包括___________________________、

____________________及受精等几个步骤。

（2）采集精子的方法主要有____________、____________和____________。

获能的方法有____________________和______________。

（3）体外采集小鼠的卵子常用________。

A．超数排卵处理法

B．活体采卵法

C．从早期胚胎中采集

D．从屠宰后母鼠卵巢中采集

（4）怎样用一个流程图表示体外受精过程？

【答案】　

（1）卵母细胞的采集和培养　精子的采集和获能　

（2）假阴道法　手握法　电刺激法　培养法　化学诱导法　（3）A

（4）如图所示

重点3　胚胎工程的应用

[典例导悟3]

（2013·江苏高考）软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。

一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。

下列做法错误的是（　　）

A．首先经超排卵处理后进行体外受精

B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型

C．根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎

D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫

【解析】　通过胚胎工程技术辅助生育是指利用试管婴儿技术，先经超排卵处理获得卵子，再将成熟的卵子与获能的精子进行体外受精，A项正确；因健康孩子的基因型是hh，故需对胚胎时期的细胞进行基因检测，B、C两项正确；对人类来说，早期胚胎在8～16个细胞时期即可移植，D项错误。

【答案】　D

[考点精讲]

1．胚胎工程的操作流程分析

2．胚胎移植的理论基础

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、受体生殖器官的生理变化是相同的

胚胎收集的

基础　　　

哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，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免疫排斥反应

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，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响

3.试管动物与克隆动物的比较

比较项目

试管动物

克隆动物

技术基础

体外受精、胚胎移植

核移植技术、细胞

培养、胚胎（分割）移植

实例

试管牛

多利羊

过程

生殖方式

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

4.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