生物第12单元 现代生物科技 第38讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题.ppt
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1、第38讲PART 38胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题考点互动探究教师备用习题考试说明1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()。2胚胎干细胞的移植()。3胚胎工程的应用()。4转基因生物的安全性()。5生物武器对人类的威胁()。6生物技术中的伦理问题()。考点互动探究知识梳理1.胚胎工程的概念:对动物_所进行的多种显微操作和处理技术,如_、_、_、_等技术。考点一体内受精和早期胚胎发育早期胚胎或配子体外受精胚胎移植胚胎分割胚胎干细胞培养考点互动探究2.精子和卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸曲细精管_时间从_开始胚胎出现_后变形_不需变形分裂均等分裂_(第一极体分裂除外)
2、结果形成_个精子形成_和3个极体卵巢初情期性别分化需变形不均等分裂41个卵子考点互动探究合子输卵管雌性动物生殖道M中期考点互动探究放射冠透明带卵细胞膜反应考点互动探究4早期胚胎的发育图12381起点有丝分裂增加不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织胎膜和胎盘表层下方考点互动探究核心讲解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,称作透明带反
3、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。考点互动探究2.关于受精过程的易错点(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;而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。考点互动探究3.胚胎发育过程中卵裂期物质和体积变化(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,而一直有呼吸消耗,有机物总量减少。(2)细胞体
4、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。角度1考查体内受精的过程12017天津六校高三期中如图12382表示高等动物卵子的发生过程,叙述错误的是()A阶段存在的变异方式是基因突变、染色体变异BB是合子C阶段C是指个体发育的初情期D能发生染色体的着丝点分裂的阶段是考点互动探究命题角度图12382考点互动探究答案C解析阶段为有丝分裂,存在的变异方式是基因突变、染色体变异,A正确;B是合子即受精卵,B正确;阶段C是指个体发育的胚胎期,C错误;能发生染色体的着丝点分裂
5、的阶段是,D正确。角度2考查早期胚胎发育的过程2如图12383表示哺乳动物胚胎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)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中,细胞数目_,胚胎总体积_。考点互动探究图12383考点互动探究答案(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)增多基本不变解析(1)题图中A是桑椹胚,B是囊胚,C是
6、原肠胚。(2)题图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)桑椹胚细胞具有发育的全能性,囊胚开始出现细胞分化,已分化成滋养层细胞和内细胞团;原肠胚已具有胚层分化,分化为外胚层和内胚层。(4)内细胞团将发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。(5)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中,虽然细胞数目增多,但胚胎总体积基本不变。考点互动探究知识梳理1.体外受精考点二体外受精和早期胚胎培养图12384促性腺激素卵巢M中期假阴道法培养法获能考点互动探究无机盐和有机盐维生素和激素氨基酸和核苷酸血清受体移植胚胎的早期培养
7、与动物细胞培养的比较胚胎的早期培养依据的原理是细胞的分裂和分化,培养的目的是获得早期胚胎;动物细胞培养依据的原理是细胞分裂,培养的目的是获得大量细胞。两者培养时所用的培养液成分也有区别:考点互动探究核心讲解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、血浆如图12385表示体外受精和早期胚胎培养的过程,请据图回答下列问题:(1)精子的顶体由_发育而来,内含有顶体酶,能协助精子穿过卵母细胞的_和_。(2)体外培养受精卵时,除提供CO2以维持培养液的pH外,还给予一定量的_以维持细胞呼吸。(3)
8、此处的早期胚胎指_。(4)对移入的受体的要求是_。考点互动探究题组训练图12385考点互动探究答案(1)高尔基体放射冠透明带(2)O2(3)桑椹胚或囊胚(4)同种、生理状态相同的雌性动物解析(1)精子的顶体由高尔基体发育而来,内含有顶体酶,能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)受精卵进行细胞呼吸,需要消耗O2。(3)一般桑椹胚或囊胚时期的胚胎可以移植。(4)同种、生理状态相同的雌性动物为供体胚胎的移入提供了相同的生理环境。考点互动探究知识梳理1.胚胎移植(1)概念:将雌性动物体内的_,或者通过_及其他方式得到的胚胎,移植到_的_内,使之继续发育为_的技术。(2)胚胎的来源:_或_等技术
9、都可获得胚胎。(3)意义:充分发挥雌性优良个体的_。大大缩短了供体本身的_,增加供体一生繁殖后代的数量,从而推动了畜牧业的发展。考点三胚胎工程的应用及前景早期胚胎体外受精同种的、生理状态相同其他雌性动物体新个体转基因、核移植体外受精繁殖潜力繁殖周期考点互动探究(4)生理学基础生理学基础意义同种动物的供、受体排卵后,生殖器官的_是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的_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,而处于_状态为胚胎的收集提供了可能受体对外来胚胎基本上不发生_为胚胎在受体内存活提供了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常的_和_联系,但其_不受影响为移植后的胚胎继续发育提
10、供了营养等方面的保障生理变化生理环境游离免疫排斥反应生理组织遗传特性考点互动探究(5)基本程序图12386同期发情超数冲卵胚胎移植考点互动探究2.胚胎分割(1)概念:采用机械方法将_切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)胚胎分割时应注意的问题胚胎选择:选择发育良好、形态正常的_或_。分割:在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,一定要将_。早期胚胎桑椹胚囊胚内细胞团均等分割考点互动探究3胚胎干细胞图12387早期胚胎原始性腺细胞核核仁全能性不发生分化1.胚胎移植的易错点归纳(1)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。(2)胚胎移
11、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。(3)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。(4)冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子。(5)两次处理:用激素对供体(雌性个体)和受体进行同期发情处理;用促性腺激素对供体(雌性个体)进行超数排卵处理。考点互动探究核心讲解(6)胚胎移植属于有性生殖,胚胎分割属于无性生殖。2.干细胞种类及胚胎干细胞的培养(1)干细胞的种类考点互动探究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)
12、能分化成动物体内的任何组织专能干细胞(成体干细胞)骨髓干细胞、皮肤生发层细胞或成纤维细胞能分化成特定的组织(2)胚胎干细胞的培养考点互动探究图12388角度1结合实例考查胚胎移植、胚胎分割的知识12017湖北襄阳一调杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图12389所示,请据图回答问题:(1)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其_。采集的精子需要经过_,才具备受精能力。判断卵细胞是否受精的重要标志是_。考点互动探究命题角度图12389(2)在体外培养受精卵时,培养液中通常需加入_等一些天然成分,还需要提供
13、CO2以维持_。(3)在胚胎移植前要对接受胚胎的当地普通绵羊进行_处理。代孕母羊对置入子宫的早期胚胎基本上不发生_,这就为早期胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胚胎分割技术能得到“同卵多胞胎”,对胚胎进行分割时,要特别注意将_均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。考点互动探究答案(1)超数排卵获能在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体(2)(动物)血清培养液的pH(3)同期发情免疫排斥反应(4)内细胞团考点互动探究解析(1)要获得更多的卵母细胞应对母畜进行超数排卵,通常对供体母羊注射促性腺激素。而采集的精子需要通过获能才具有受精能力。判断卵细胞是否受精的重要标志是在
14、卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。(2)在体外培养受精卵时,培养液中通常需加入血清等一些天然成分,还需要提供CO2以维持培养液的pH。(3)在胚胎移植前要对接受胚胎的当地普通绵羊即受体进行同期发情处理,使它们的生理状态相同。代孕母羊对置入子宫的早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这就为早期胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胚胎分割技术能得到“同卵多胞胎”,对胚胎进行分割时,要特别注意将囊胚期的内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。角度2考查胚胎干细胞的来源、特点及应用2我国科学家通过Dazl基因的异位表达,最终在体外将小鼠胚胎干细胞同时诱导出了游动的精子和
15、卵子。请回答:(1)精子和卵子在体外受精后,应将受精卵移入_中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。受精卵的早期分裂过程中,细胞的表面积与体积的比值变化趋势是_。(2)根据分裂潜能,干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整个体)、多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(可发育成专门的组织和器官),则这些干细胞在发育中的分化前后顺序是_。(3)胚胎干细胞可用于治疗性克隆,需要把胚胎干细胞在一定的条件下,通过_和_形成不同的组织和器官,然后才能进行移植。考点互动探究考点互动探究答案(1)发育培养液逐渐增大(2)全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞(3)离体培养诱导分化解析(1)精子和卵子
16、在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。受精卵的早期分裂过程中,细胞的数量不断增加,细胞的表面积增大,体积不变或减小,因此细胞的表面积与体积的比值变化趋势是逐渐增大。(2)全能干细胞可发育为多能干细胞,多能干细胞可发育为专能干细胞。(3)胚胎干细胞可用于治疗性克隆,需要把胚胎干细胞在一定的条件下,通过离体培养和诱导分化形成不同的组织和器官,然后才能进行移植。考点互动探究知识梳理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目前对_、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。目的基因往往是_的基因。外源基因插入宿主基因组的部位往往
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