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1、学案 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题,核心术语(记准、写准、理解透，把握内涵和外延)1.胚胎工程（胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养技术）。2.胚胎发育受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚（内细胞团、滋养层细胞）、原肠胚。3.同期发情、超数排卵、冲卵。4.转基因生物、生殖性克隆、治疗性克隆、生物武器。,胚胎工程的基础知识整合,概述精子、卵子发生过程和胚胎发育文字流程图，并思考以下问题。,（1）受精的标志和受精完成的标志分别是什么？答案 受精的标志是卵黄膜和透明带的间隙出现两个极体；受精完成标志是雌雄原核融合为合子。（2）卵裂期、桑椹胚和囊胚中细胞各具有什么特点？答案 卵裂期的特点：细胞有
2、丝分裂使细胞数目增加，但胚胎总体积并不增加或略缩小，因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内遗传物质并未减少。桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。,桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。其中个体较大的细胞叫内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。,（3）体外受精的操作步骤是什么？答案 卵母细胞的采集和培养。精子的采集和获能。受精。（4）体外胚胎培养液的成分有什么？,答案 培养液成分,盐类：无机盐和有机盐营养物质：氨基酸、核苷酸调节物质：维生素、激素特有物质：动物血清,（09合肥一检）下列关于
3、滋养层细胞的叙述，不正确的是（）A.囊胚滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜B.可以用滋养层细胞做DNA分析性别鉴定C.囊胚滋养层细胞就是将来原肠胚的外胚层D.滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列,C,关键信息“滋养层”、“透明带”、“原肠胚”、“性别鉴定”知识依据 滋养层细胞特点,完整分析 在囊胚期细胞开始分化，聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞是滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。,采集的卵母细胞，在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，以下原因不正确的是（）A.卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程B.动物排
4、出的卵子成熟程度不同C.体外人工培养至减数分裂第二次分裂中期时，才算 成熟D.冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大,D,关键信息“成熟”、“获能”、“不正确”、“冲出的卵子”知识依据 卵子发生特点完整分析 冲出的卵子还不成熟，只有培养至减数分裂第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力。在此之前也要经过类似精子获能的处理。,胚胎工程技术的相关知识整合,绘出牛胚胎移植过程图、牛胚胎性别鉴定和分割示意图，并回答以下问题。答案 胚胎移植过程图：,对供、受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理,超数排卵的母牛与优秀的公牛进行配种或人工授精,胚胎的收集（冲卵）,对胚
5、胎进行质量检查。这时的胚胎处于桑椹胚或囊胚阶段，并培养或保存,胚胎的移植,对受体母牛进行是否妊娠的检查,受体母牛产下胚胎移植的犊牛,性别鉴定与胚胎分割示意图：,（1）胚胎移植的实质是什么？答案 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，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）胚胎移植成功的保障是什么？答案 第一,供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二，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，这就为胚胎的收集提供了可能。第三，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的
6、存活提供了可能。第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。,（09深圳3月）牛胚胎移植的基本程序如图所示，请据图回答：,（1）图中a、b、c过程分别是指、。（2）供体母牛的主要职能是；受体母牛必须具备。,超数排卵,冲卵,胚胎移植,只产生具有优良遗传特,性的胚胎,健康的体质和健康的,繁殖能力,（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是；处理的时期是；理由是。（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有。（5）你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？。,胚胎分割移植,桑椹胚
7、或囊胚期,此时还未出现细胞分化或分化程度低,体积小、细胞核大、核仁明显,胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种,关键信息“供体母牛”、“受体”、“提高牛胚胎利用率”,知识依据 胚胎移植过程、胚胎分割技术和胚胎干细胞特点完整分析（1）a过程是良种母畜在激素刺激下的超数排卵。b是用人工方法将母畜体内已经开始发育的受精卵取出的冲卵过程。c是将符合移植要求的早期胚胎移植到受体母畜子宫内的过程。（2）供体母牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎，受体母牛则是提供胚胎发育场所，所以受体母牛应具有健康的体质和健康的繁殖能力。（3）因在桑椹胚和囊胚期的细胞还未开始分化或分化程度低，所以应在此
8、时期进行分割。（4）因受精卵早期的分裂速度很快，细胞来不及生长，下一次分裂就开始，所以形成的胚胎干细胞（ES或EK细胞）的特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显。,试管婴儿与克隆技术,图示试管婴儿和克隆人的过程图，并思考以下问题。答案 试管婴儿过程图：,克隆人过程图：,（1）上述两过程的技术基础、生殖方式、遗传物质方面有什么区别？答案,（2）治疗性克隆与生殖性克隆有什么区别与联系？答案,“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养受精卵使其发育到桑椹胚或囊胚阶段，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优
9、生开辟了新的途径。据此回答：（1）“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是（）A.有性生殖B.组织培养C.克隆技术D.基因工程,A,（2）“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？（填序号）。体外培养人工授精胚胎移植核移植（3）要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是。双胞胎的性别是否相同？。（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。,胚胎分割,移植,相同,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等的疾病，胚胎在移植前需进行遗传学诊断,破坏了人类正常性别比例，违反了伦理道德,
10、关键信息“试管婴儿”、“同卵双胞胎”、“设计试管婴儿”、“反对”知识依据 体外受精和胚胎培养完整分析（1）试管婴儿技术实际是体外受精，即经过精卵结合，所以是有性生殖。（2）试管婴儿的培育过程为：,（3）要提高胚胎利用率可以进行胚胎分割，如将一个受精卵的早期胚胎一分为二，再移植到母体子宫内发育，可形成两个婴儿，即同卵双胞胎，性别完全相同。（4）普通试管婴儿主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，而设计试管婴儿则被用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病。（5）有些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引起性别比例失调，违反了伦理道理。,1.胚胎移植的条件和时间1）
11、胚胎移植成功与否的两个重要条件（1）同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“同物种”。（2）供、受体生理状态要相同，为此必须做到：供、受体母畜的发情时间一致。移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。,2）胚胎移植时间：不同动物其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4个细胞阶段移植；几乎所有动物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.技术与育种（1）无性繁殖 利用细胞核移植技术育种 a.过程,b.原理：细胞核的全能性。c.应用：快速繁育良种、特异、濒危的动物，改良动物新品种。利用植物组织培养技术育
12、种。利用人工种子繁殖物种。植物体细胞杂交育种。核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含有一个亲本的遗传物质。（2）有性繁殖利用胚胎（分割）移植育种a.过程,b.原理：细胞（受精卵）的全能性。c.应用：解决动物和人类的不育问题；提高良种家畜的繁殖能力。单倍体育种技术,一、选择题1.(09温州质检)下列有关胚胎工程的叙述，正确的是（）A.“试管动物”的生殖方式属于无性生殖B.卵裂球时期每一个细胞的体积比受精卵大C.通过胚胎移植技术可充分发挥良种母畜的繁殖 潜力D.对某一胚胎的干细胞移植，产生的动物中雄性 和雌性的概率各占1/2,解析“试管
13、动物”是通过体外受精、体内发育获得的，属于有性生殖。卵裂球时期每一个细胞的体积都比受精卵小。对某胚胎的干细胞核移植，产生的子代动物个体性别相同。答案 C,2.下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（）A.通过胚胎体外培养可直接获得新生儿B.胚胎移植中的受体应与供体同期发情C.胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种D.胚胎分割是在胚胎移植后进行的一项显微操作技术解析 胚胎体外培养可以得到早期胚胎，还需要进行胚胎移植，胚胎需要在母体中完成后期的发育过程。胚胎移植中受体可以不具有优良性状，可以是一般的母畜。胚胎分割是胚胎移植前的一项技术，可以得到大量同种基因型的个体。,B,3.下列各种技术中，不都属于胚胎
14、工程技术的是（）A.体外受精技术、治疗性克隆技术B.胚胎冷冻技术、胚胎移植技术C.胚胎分割技术、胚胎干细胞培养技术D.性别控制技术、动物细胞培养技术解析 性别控制技术及动物细胞培养技术不属于胚胎工程，但细胞工程中可包含胚胎工程技术。本题考查细胞工程的种类及各自的范畴。,D,4.下列各项中与“试管婴儿”的培育有关的是（）体外受精体内受精主要在体外发育主要在体内发育运用基因工程技术运用胚胎工程技术A.B.C.D.解析“试管婴儿”主要应用体外受精和胚胎移植技术，主要的发育过程都是在体内完成的。本题考查试管婴儿的有关知识。,C,5.（09江苏四市调查）关于牛体外受精及胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是（
15、）A.精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母牛子 宫B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才 能形成受精卵C.成熟的卵细胞与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定阶段才可移植D.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过 程只需在体外进行,解析 精子和卵细胞受精形成受精卵后需培养到一定阶段（如囊胚）才可移入母牛子宫。采集的卵母细胞应先培养至减数第二次分裂中期，与获能精子共同放入培养液中才能形成受精卵。体外受精胚胎的工厂化生产是受精过程在体外进行，胚胎发育在母体的子宫中进行。答案 C,6.（09浙江十二校联考）利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的最重要原因是（）A.细胞分裂B.细胞特化
16、C.细胞分化D.细胞增殖解析 胚胎干细胞能分裂分化成肝细胞，可以用来代替病变的肝细胞（组织）,C,7.（09浙江金华十校联考）下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（）A.供体母畜体内的早期胚胎能够移植B.受体母畜必须处于与供体母畜同期发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.受体母畜需要遗传性状优良的品种，供体母畜可 用遗传性状一般的品种解析 该题考查胚胎移植的条件和用途，优良母畜提供卵细胞，但接受早期胚胎的受体可以是一般性状的，不需要具有优良性状。,D,8.（09南通调研）下列现代生物技术成果获得必须通过胚胎移植的是（）A.转基因良种鸡B.重组酵母乙肝疫苗C.单克隆抗体D.试管婴儿解析
17、 重组酵母乙肝疫苗可以通过酵母菌生产，单克隆抗体可以通过细胞培养。鸡是体外发育，无需胚胎移植。试管婴儿是体外受精，体内发育。,D,9.（09杭州质检）对胚胎分割技术的有关叙述，正确的是（）A.凡是利用胚胎工程产生新个体都要用到胚胎分割 技术B.分割的胚胎直接移植给受体或在体外培养到囊胚 阶段再移植到受体内C.目前的同卵双胞胎多数是通过胚胎分割技术而产 生的D.目前该技术只能是在显微镜下用切割针或切割刀 把胚胎分割开,解析 A错误，胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”，但不一定都要经过胚胎分割；C错误，目前人类的同卵双胞胎并非人为地经过胚胎分割技术，胚胎分割技术只是在多种动物中取得成功，
18、而且还仍存在一些问题；D错误，目前胚胎分割所需的主要仪器为实体显微镜和显微操作仪。答案 B,10.（09宁波期末）下列有关生物技术安全性的叙述，不正确的是（）A.生物技术既可造福人类，又能威胁社会B.人们对转基因食品的担心，从某些实例来看并非 是多余的 C.转基因生物带来的安全性问题主要包括食物安 全、环境安全、生物安全D.由于生殖隔离，转基因农作物肯定不会将目的基 因传给杂草,解析 该题考查生物技术的安全性问题。生物技术既可为人类服务，又可能威胁人类的生存。转基因食品在基因重组与改变过程中，可能产生某种毒性、过敏性，生成抗营养因子，引起营养成分改变，或者某种抗抗生素基因随食品转移到肠道，使抗
19、生素对该机体失去疗效；经遗传工程修饰的基因片段导入后，引发基因突变或改变代谢途径，致使其最终产物可能含有新的成分或改变现有成分的含量。虽然不同物种间存在生殖隔离，但也可能转基因生物的外源基因与感染转基因生物的细菌或病毒杂交，病原体再感染其他杂草进而造成基因污染。答案 D,11.（09徐州调研）关于现代生物工程技术应用的安全性，下列说法不正确的是（）A.对待生物武器的态度应明确而坚定，即坚决禁 止生物武器B.中国对于克隆人的态度是不反对治疗性克隆，可以有限制的进行克隆人的实验C.对转基因植物外源DNA要进行认真选择，避免 产生对人体有害的或过敏的蛋白质D.一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马
20、 上停止试验，并销毁重组生物解析 该题考查现代生物工程技术的应用。中国人对克隆技术的态度是反对生殖性克隆，不反对治疗性克隆，故不能随意对人体进行克隆人的实验。,B,二、非选择题12.（09南通期末调研）下图是培育能产生凝血因子牛的过程示意图，试回答相关问题：（1）为能从良种母牛体内一次取得多枚卵子，可以采用 的方法。据报道，这种技术已经被滥用于人类生育中，从而出现许多人工“多胞胎”，这种技术带来的危害之一是。,注射促性腺激素,影响胎儿的健,康发育、对孕妇的身体不利等,（2）在过程中，当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应，如透明带反应等，其意义是。（3）过程中为保证人凝血因子基因能够在受精卵
21、中稳定存在并表达，需要先将该基因与 结合，检验人凝血因子基因是否导入受精卵的方法是。（4）过程涉及的技术是，为保证该过程的成功，一般应选择 相同的同种母畜。,防止多,精入卵,载体,运,用目的基因探针进行检验（DNA分子杂交技术）,胚胎移植,生理状态,解析（1）促性腺激素可以通过调节性腺的生长和发育进而影响生殖细胞的生成。（2）目的基因需借助载体才能进入受体细胞。利用DNA分子杂交技术可对目的基因的导入结果进行检测。（4）为了保证胚胎移植成功，需要对提供胚胎发育场所的母牛用激素处理，使其与提供卵细胞的个体处于相同的生理状态，以便能接受移植的胚胎。,13.（09海南4月模拟）克隆羊“多利”的问世引
22、起了许多人对“治疗性克隆”的兴趣。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答：,（1）过程A表示，由此产生的重组细胞的主要遗传物质来自图中的。（2）图中B表示的生物技术名称是；C表示定向诱导技术，其诱导的对象是 细胞。（3）如果进行生殖性克隆，则不需要进行定向诱导，但必须进行，使得胚胎能正常发育成完整个体，该操作一般在 时期进行。（4）北京2008年第29届奥运会之前，曾有人预测在本届奥运会上可能会出现“超级”运动员，即在基因组中增加了增强耐力和爆发力基因的运动员。这种操作一般选择 作为受体细胞，成功的标志是运动员体内。,细胞核移植,乙,细胞培养,4,内细胞团,（或胚胎干）,胚胎移植,
23、桑椹胚或囊胚,受精卵,产生相应的基因产物,解析（1）过程A表示将来自乙个体体细胞的细胞核，移植入来自甲个体的去核的卵细胞中的细胞核移植过程，重组细胞的主要遗传物质来源于乙个体的细胞核。（2）B表示细胞培养过程，在胚胎发育到囊胚时期（此期细胞还未分化），可以通过定向诱导技术，对内细胞团细胞进行分化诱导。（3）生殖性克隆，则需要在桑椹胚或囊胚期进行胚胎移植，使其在子宫内完成胚胎发育过程。（4）培育转基因动物个体一般选择受精卵作为受体细胞，目的基因成功表达的标志是产生相应的基因产物。,14.（09山东模拟）下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答问题。（1）在胚胎工程中，通过给良种
24、母畜注射外源的，使其排出更多的卵细胞，称为。,促性,腺激素,超数排卵,（2）在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法尽快繁殖更多的优质牛。胚胎分割移植要在受精卵培养到桑椹胚或囊胚期时进行，其主要原因是此时还未出现，此时的细胞属于 干细胞的一类。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将，以免影响。（3）胚胎分割可以看作是 繁殖或克隆的方法之一。通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于 细胞的染色体组成，这样人们就可以根据需要，有目的地控制小牛的性别。,细胞分化或分化程,度低,全能（胚胎）,内细胞团均等分割,胚胎的恢复和进一,步发育,无性,供体,解析 本题考查胚胎工程中卵细胞的
25、采集、胚胎移植和胚胎分割的要求、克隆技术。给良种母畜注射外源的促性腺激素能促进其排出更多的卵细胞，这种方法叫超数排卵。胚胎移植时选用的是囊胚或桑椹胚，因为此时的细胞还未出现细胞分化或分化程度低，此时的细胞属于胚胎干细胞，属于全能干细胞。胚胎分割时要注意将内细胞团进行均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。克隆和胚胎分割都属于无性生殖。,15.（09烟台模拟）下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：,（1）填写上图的内容：；。（2）胚胎移植的实质是，超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射。（3）从A到F中，适宜于牛的胚胎移植时期有。（4）若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？，为什么？。,同期发情处理,胚胎移植,早期胚胎在相同生理环境条,件下空间位置的转移,促性腺激素,不一定相同,因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可能不同,EF,解析 本题考查胚胎移植的过程、条件以及胚胎的发育。是同期发情处理，使供体母畜和受体母畜保持相同的生理状态。是胚胎移植，胚胎移植的实质是将早期胚胎在相同的生理环境条件下进行空间位置的转移。超数排卵技术常用的激素是促性腺激素。一次给受体母牛注入多个胚胎，产生的后代基因型不一定相同，因为这些胚胎分别来自不同的受精卵。,返回,
