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第3讲胚胎工程及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(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

)•[课前导学]•1．精子与卵子的发生知识点一体内受精和早期胚胎发育【答案】睾丸卵巢初情期均等不均等•2．受精过程“四步曲”•【答案】顶体透明带反应卵细胞膜反应•3．早期胚胎发育•【答案】有丝分裂增多不增加或略

有缩小32全能性胎儿的各种组织胎膜和胎盘表层下方•[小题通关]•1．如图表示精子入卵后，发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是()A．图中X指卵细胞膜封闭作用，Y指卵子的减数第二次分裂B．经图中Y过程只形成了雌原核C．精子入卵主要指精子的头部外膜与

卵细胞膜融合D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶【答案】B•【解析】受精过程为顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→X卵细胞膜反应(卵细胞膜封闭作用)→Y卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失，雌、雄原

核融合形成合子→第一次卵裂开始。X卵细胞膜封闭作用是第二道屏障，在受精过程中卵子完成Y减数第二次分裂，A正确；经图中Y过程，除形成雌原核外，还形成第二极体，B错误；精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合，C正确；精子入卵后，尾部留在外面并在溶酶体的作用下自溶，D

正确。•2．下列有关受精作用及胚胎早期发育过程的叙述，正确的是()•①次级卵母细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子②卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加，细胞的体积随分裂次数增加而不断增大③卵母细胞除从活体输卵管

中采集外，还可以从屠宰母畜的卵巢中获取④体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精⑤早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清•A．①③④⑤B．②③⑤•C．①②③⑤D．①②③④•【答案】A•【解析】减数第

二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的，即次级卵母细胞边完成受精作用边进行减数第二次分裂。卵裂过程中胚胎的细胞数目随着细胞分裂而增加，有机物随细胞分裂不断被消耗，细胞的体积会不变或略微减小。卵母细胞可从活体输卵管中采集，也可

从屠宰母畜的卵巢中采集。体外受精是指获能的精子与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的过程。早期胚胎培养技术和动物细胞培养技术都需加入血清。•[课前导学]•1．体外受精知识点二体外受精和早期胚胎

培养【答案】性腺激素假阴道法培养法获能溶液•【答案】无机盐有机盐激素核苷酸血清•【答案】生理变化游离免疫遗传特性人工授精胚胎移植•【答案】桑椹胚囊胚内细胞团•5．胚胎干细胞胚胎干细胞来源人早期胚胎或_____________

_分离出来特点①形态：体积小、细胞核大、核仁明显；②功能：具有发育的_________；③体外培养：可以只增殖而不______应用治疗人类某些顽症，培育人造组织器官，用于________，研究体外___________的理想

材料原始性腺全能性分化器官移植细胞分化•【答案】B•【解析】精子不经过获能就无法完成体外受精；②过程与细胞的识别、细胞膜的流动性以及核膜的流动性均有关；③过程是得到桑椹胚的过程，是个体发育的初期，其细胞增殖方式一定是有丝分裂；④过程是把桑椹胚移植入

代孕母牛，属于胚胎移植过程。•【答案】C•【解析】题图中①过程指早期胚胎的体外培养，②过程指胚胎移植，③过程指胚胎干细胞的获取，④过程指胚胎干细胞的培养，⑤过程指利用胚胎干细胞培育出各种组织细胞。运用超数排卵技

术只能获得多个卵母细胞；从早期胚胎(囊胚)中分离内细胞团(胚胎干细胞)一般用胰蛋白酶处理；动物细胞培养都需要在无菌的二氧化碳培养箱中进行；利用胚胎干细胞可以培育出多种淋巴细胞，但效应T细胞需经相应抗原的刺激才能获得。•[课前导学]知识点三生物技术的安全性和伦理问题【答案】基因结构调控机制异种基因组

生殖不赞成不支持基因检测基因歧视致病菌不生产•[小题通关]•1．下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是()•A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度•B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明

可能的危害•C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提•D．目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食物安全性、生物安全性和环境安全性上•【答案】B•【解析】为了加强对转基因食品和转基因农产品的标识管理，保护消费者

的知情权，我国对转基因食品和转基因农产品实行了产品标识制度；转基因食品上只标明原料来自转基因生物，并未标明其危害；为了保障现代生物技术的安全性，需要开展风险评估、预警跟踪等；目前对转基因生物安全性的争论主要是食物安全、生

物安全和环境安全问题。•2．下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是()•A．转基因植物合成的蛋白质，可能成为某些人群新的过敏原•B．克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念•C．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安

全性问题•D．运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器•【答案】C•【解析】反对者认为某些转基因植物产生的蛋白质可能会成为某些人的过敏原，造成食物安全问题，A正确；克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念，B正确；转基

因植物存在生物安全问题，如转基因植物的抗除草剂基因可能通过花粉传播而进入杂草中，错误；运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改•3．下列关于生物武器的说法，错误的是()•A．我国对待生物武器的态度应明确而坚定，绝对禁止研制生物武器•B．生物武器是利用致病菌、

病毒或毒剂等形成杀伤力•C．为了国家安全，可以进行必要的小范围的生物武器研究•D．生物武器不只对敌方人员有伤害•【答案】C•【解析】生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等，几乎对所有人都有

杀伤力。我们对待生物武器的态度是坚决禁止生物武器。•1．精子和卵子的发生的比较体内受精和早期胚胎发育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•2．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：在精子触

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，这个反应称为透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。•(3)卵细胞膜封闭作用：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，称为卵细胞膜封闭作用，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。•3．胚胎发育•(1)过程•

(2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律•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，但一直呼吸消耗，所以有机物总量减少。•②细胞体积：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。•受精过程的3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；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。•1．下列关于受精过程的叙述，错误的是()•A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠•

B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障•C．精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵•D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂•【答案】A考查体内受精的过程•【解析】大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时，即开始释放顶体酶，解离放射冠的卵丘细胞，这

样部分精子可直接触到透明带；透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜反应是第二道防线；精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子的头部即进入卵细胞中；雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂。•2．如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答问题：考查早期胚胎发育的过程(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)透明带反应和卵细胞膜反应•【解析】(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)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上的全能性，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。考查体外受精的过程•(4)如果将某种目的基因导入动物细胞，以期获得新性状，最常用的方法是用显微注射技术将____________________导入受精卵中

，目的基因能够导入到受体细胞内，并且在受体细胞中稳定表达的过程称为________。•【答案】(1)顶体酶放射冠和透明带•(2)CO2培养液的pH•(3)生理状态外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应•(4)含有目的基因的表达载体(重组表达载

体DNA分子)转化•【解析】(1)精子的顶体内含有顶体酶，能溶解卵丘细胞之间的物质，协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)动物细胞培养时，需要一定的气体环境，即95%的空气和5%的CO2，其中O2可以维持

细胞呼吸，CO2可以维持培养液的pH相对稳定。(3)胚胎移植是指将动物的早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，被移植的胚胎之所以能存活是因为受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)将含目的基因的基因表达载体导入动

物细胞且目的基因能稳定表达的过程称为转化。•1．胚胎移植的理论基础胚胎工程的应用胚胎移入的生理学基础哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，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，这

为胚胎收集提供了可能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，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响•2．胚胎工程的三个操作流程•(1)试管动物生产流程•(2)克隆动物的培育流

程•(3)胚胎移植的培育流程(以牛胚胎移植为例)•3．干细胞的分类及特点项目专能干细胞多能干细胞全能干细胞特点只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体能形成机体的所有组织器官、发育成完整个体举例上皮组织基底层的干细胞，成纤维细

胞造血干细胞胚胎干细胞•克隆动物和试管动物的异同•(1)试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。•(2)试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。•(3)试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受

精过程，后者经过了核移植过程。•(4)试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自供核个体。•(5)获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。•1．下图为应用胚胎

工程繁育良种牛的技术流程，请据图回答：•(1)哺乳动物体内受精的发育规律是实现胚胎工程的理论基础。获能后的精子进入卵子过程中，防止多精入卵发生的生理反应先后为________________、________________。•(2)图中

①②分别为______________________、________________。考查胚胎移植和胚胎分割的应用•【答案】(1)透明带反应卵细胞膜反应•(2)用激素对供体母牛进行超数排卵处理收集胚胎(或冲卵)•(3)胚胎移植可以充分发挥雌性优良个

体的繁殖潜力桑椹胚或囊胚BA•(4)原始性腺•【解析】(1)体内受精时，获能后的精子进入卵子后，卵子会先后发生透明带反应和卵细胞膜反应，防止其他精子进入卵子。(2)胚胎工程中，对供体和受体母牛进行同期发情处理后，需对供体母牛注射促

性腺激素，进行超数排卵处理，然后进行配种或人工授精，冲卵后培养早期胚胎。故①②分别为超数排卵和冲卵。(3)将早期胚胎移植到母体子宫的过程为胚胎移植。适合移植的胚胎一般为桑椹胚或囊胚。要得到两个遗传信息完全相同的子代，需对早期胚胎(囊胚)进行分割(注意将内细胞团均等分割)，然后分别移植到不同

的母体中发育。(4)胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出的一类细胞。•2．如图为小白鼠的胚胎干细胞分化示意图。请分析回答：考查胚胎干细胞的应用(1)图中分化程度最低的是________。在体外培养条件下，培养液中加入____

____因子，可诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。科学家将小鼠已分化体细胞的细胞核移入卵母细胞质中，培育出“克隆鼠”，这里用卵母细胞的原因是__________________________________________________________。•直

到今天也不能用类似________(某种植物细胞工程的技术手段)的方法直接获得完整的动物个体。因此，培育“克隆鼠”过程，实际是通过________(某种动物细胞工程的技术手段)来实现的。•(2)在培育转基因

鼠的过程中，人们将关键基因通过逆转录病毒转入小白鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。在该技术中，逆转录病毒是关键基因进入成纤维细胞的________，它能够携带外源基因进入受体细胞。•(3)在制取单克隆抗体过程中，用______________细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌___

_________的杂交瘤细胞。•【答案】(1)胚胎干细胞分化诱导卵母细胞可以给它提供表达全能性的环境植物组织培养(动物体细胞)核移植•(2)(运)载体•(3)效应B淋巴特异性抗体•【解析】(1)胚胎干细胞具有全能性，分化程度最

低；卵母细胞中含有促进细胞核全能性表达的物质；植物细胞具有全能性，动物细胞的全能性受到限制，所以可用核移植技术对动物个体进行克隆。(2)基因工程中病毒可以作为载体。(3)杂交瘤细胞是由效应B细胞和骨髓瘤细胞融合形成的。