资源简介

(共152张PPT)
考点一
体内受精及早期胚胎发育
考点二
体外受精和早期胚胎培养
考点三
胚胎工程的应用及前景
经典真题?高考预测
教师备用习题
第38讲
胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
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)。
考点一　
体内受精及早期胚胎发育
基础自主梳理
素养全面提升
1.精子和卵子的发生
(1)精子的发生
①场所:哺乳动物精子发生的场所是　　　　。
②时期:从　　　　　开始,直到生殖机能衰退。
睾丸
初情期　
1.精子和卵子的发生
③过程
有丝
初级精母
次级精母
1.精子和卵子的发生
(2)卵子的发生
①场所:雌性动物的　　　　内。
②时期:在动物胚胎　　　　　　以后。
卵巢
性别分化
1.精子和卵子的发生
③过程
卵原
次级
卵子
2.受精
(1)概念:　　　　和　　　　结合形成　　　　(受精卵)的过程。
(2)场所:雌性动物的　　　　　内。
精子
输卵管
卵子
合子
③过程
顶体
反应
透明带反应
卵细胞膜反应
3.早期胚胎发育
受精卵
有丝
并不增加,或略有缩小
桑椹胚
滋养层
囊胚腔
内细胞团
原肠腔
【易错辨析】
(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。
(　　)
(2)精子的头部主要含细胞核,中心体发育为它的顶体。
(　　)
×
[解析]卵子的发生是从胚胎出现性别分化后开始的。
×
[解析]精子细胞变形形成精子时,高尔基体发育成头部的顶体,中心体则演变为精子的尾。
【易错辨析】
(3)卵子形成过程中,减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。(　　)
(4)判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。(　　)
(5)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。
(　　)
[解析]动物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是初级卵母细胞,有的可能是次级卵母细胞,只有在精子入卵后,被激活的卵子才能完成减数第二次分裂。
×
√
√
【易错辨析】
(6)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。(　　)
(7)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。
(　　)
[解析]获能后的精子与卵子相遇后,释放顶体酶穿过放射冠进入透明带。
×
×
[解析]卵裂期胚胎中有机物总量由于细胞呼吸不断消耗而不断减少。
根据下面哺乳动物发育过程的几个阶段,如图所示,回答问题。
(1)A、B、C分别处于什么阶段?
桑椹胚、囊胚、原肠胚
根据下面哺乳动物发育过程的几个阶段,如图12-38-5所示,回答问题。
(2)图中的4和7两个空腔是同一个结构吗?
不是,分别是囊胚腔和原肠腔
图12-38-5
根据下面哺乳动物发育过程的几个阶段,如图12-38-5所示,回答问题。
(3)细胞分化开始出现于哪个时期?1部分的细胞将来形成什么结构?
细胞分化开始出现于B(囊胚)时期,1部分的细胞将来形成胎膜和胎盘
图12-38-5
(4)请在图中绘出卵裂过程中每个细胞的体积、核内DNA含量与时间的关系。
(4)请在图中绘出卵裂过程中每个细胞的体积、核内DNA含量与时间的关系。
1.精子和卵子发生的比较
项目
精子
卵子
区
别
场所
　睾丸的曲细精管
卵巢
时期
　从初情期开始,直至生殖机能衰退
　从胚胎出现性别分化后和初情期以后
过程
　MⅠ和MⅡ是连续的
　MⅠ和MⅡ是不连续的
变形
　需要变形
　不需要变形
（续表）
项目
精子
卵子
区
别
分裂
　细胞质均等分裂
　初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂,第一极体均等分裂
结果
　形成4个精子
　形成1个卵子和3个极体
联系
　(1)原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂
　(2)产生精子和卵子的方式均为减数分裂。该过程中均经过一次染色体复制和两次分裂,子细胞中染色体数目减半
2.受精过程中的“三大反应”和“两道屏障”
胚胎工程技术是在体外的条件下,模拟自然状态下的受精和胚胎发育过程,因此了解和掌握哺乳动物受精和胚胎发育规律,十分重要。
(1)精子与卵细胞结合,首先发生　　　　反应,释放的物质的作用
是
。
。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
顶体
水解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通道,并溶解透明带(或
溶解放射冠和透明带)
[解析]
(1)精子与卵细胞结合,首先发生顶体反应,释放顶体酶,水解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通道,并溶解透明带(或溶解放射冠和透明带)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)防止多精入卵的两道屏障是　　　　　　　　　　　反应。
透明带反应和卵细胞膜
[解析]
(2)防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。
(3)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,这一时期称
为　　　　期。
卵裂
[解析]
(3)卵裂期在透明带内进行。
(4)早期胚胎发育要经过若干发育阶段。在　　　　　阶段,内细胞团的细胞开始出现分化,其实质是　　　　　　　　。为了研究内细胞团细胞的迁移和分化情况,将内细胞团的表层细胞的DNA进行放射性同位素标记,当胚胎发育至原肠胚阶段,可发现放射性出现在　　　　(填“部位A”“部位B”“部位C”或“部位D”)。
原肠胚
基因的选择性表达
部位A
[解析]
(4)囊胚阶段细胞分化形成内细胞团和滋养层;在原肠胚阶段,内细胞团的细胞开始出现分化,而细胞分化的实质是基因的选择性表达。内细胞团的表层细胞将形成外胚层,即题图中部位A。
考点二　
体外受精和早期胚胎培养
基础自主梳理
素养全面提升
一、试管动物技术
(1)概念:指通过人工操作使卵子和精子在　　　　　　下成熟和受精,并通过培养发育为　　　　　　后,再经移植产生后代的技术。
(2)应用:良种动物的　　　　　　繁殖。
(3)技术手段:体外受精和　　　　　　　　。
体外条件
早期胚胎
快速大量
早期胚胎培养
二、体外受精
输卵管
卵巢
MⅡ中期
假阴道
培养
专用的受精溶液
三、早期胚胎培养
1.培养目的:检查　　　　　　和受精卵的　　　　　　。
受精状况
发育能力
2.培养液成分
两盐：
。
。
两素：
。
两酸：
。
另有水和
等
有机盐、无机盐
维生素、激素
氨基酸、核苷酸
血清
三、早期胚胎培养
3.
胚胎处理：　
　　
或冷冻保存。　　
(1)牛、羊一般在　　　　　
　　阶段进行移植。
(2)人的体外受精胚胎,即试管胚胎,可在　　　
细胞阶段移植。
桑椹胚阶段或囊胚
8~16个
向受体移植
【易错辨析】
(1)从卵巢中采集的卵母细胞不能直接与获能的精子完成受精。
(　　)
(2)口服或注射促性腺激素能促进实验动物超数排卵。
(　　)
(3)培育试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植。(　　)
×
×
[解析]促性腺激素是蛋白质类物质,只可注射,不能口服,若口服会被消化酶消化而失去生理作用。
√
[解析]培育试管牛所用技术为体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。
【易错辨析】
(4)精子获能的常用化学物质是氯化钙溶液。
(　　)
(5)哺乳动物胚胎的培养液的成分较一般动物细胞培养液的成分简单。(　　)
×
×
[解析]精子获能的常用化学物质是一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液。
[解析]进行胚胎早期培养的培养液成分较动物细胞培养液成分复杂。
图是体外受精技术培育试管动物的大致流程,请分析回答:
(1)过程①中,卵细胞阻止多精入卵的反应有哪些?
透明带反应和卵细胞膜反应
图是体外受精技术培育试管动物的大致流程,请分析回答:
(2)体外培养受精卵的培养液应添加哪些天然成分?
动物血清
图是体外受精技术培育试管动物的大致流程,请分析回答:
(3)若上图表示“试管”婴儿的培育过程,则图中①②③和①②④⑤两种途径获得的“试管”婴儿培育方法的不同之处
是
。
。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
①②③是普通试管婴儿的培育过程,①②④⑤是设计试管婴儿的培育过
程;后者比前者多了胚胎移植前的“遗传学诊断”过程
1.胚胎的早期培养与动物细胞培养的比较
项目
早期胚胎培养
动物细胞培养
原理
细胞的分裂、分化
细胞分裂
目的
获得早期胚胎
获得大量细胞
培养液成分
盐类
有机盐、无机盐
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
2.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(分割)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
（续表）
比较
项目
试管动物
克隆动物
过程
（续表）
比较
项目
试管动物
克隆动物
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
试管婴儿技术给众多因身体原因而不能自然受孕的家庭带来了福音。培育试管婴儿首要做的是体外受精和早期胚胎的培养。回答下列问题:
(1)一般需要对做试管婴儿的女性注射　　　　　激素,使其排出更多的卵子。
促性腺
[解析]
(1)对女性注射促性腺激素可以促进其超数排卵。
(2)获能的精子和培育成熟的卵子,一般情况下都可以
在　　　　　　或　　　　　　　　中完成受精作用。
获能溶液
[解析]
(2)精子获能后可以在获能溶液或专用的受精溶液中与培育成熟的卵子完成受精作用。
专用的受精溶液
(3)当获能的精子与卵子相遇时,首先发生　　　　反应,引起相关酶的释放,该酶能溶解　　　　　之间的物质。受精时防止多精入卵的生理反应有　　　　　　　　　　　　　。
顶体
卵丘细胞
透明带反应和卵细胞膜反应
[解析]
(3)受精时,首先发生顶体反应,释放顶体酶,溶解卵丘细胞间的物质;在受精作用过程中,透明带反应和卵细胞膜反应可以防止多精入卵。
(4)培育早期胚胎时,所用的培养液成分比较复杂,除了一
些　　　　　　
　　外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。人的体外受精胚胎,即试管胚胎,可在　　　　个细胞阶段移植。
无机盐和有机盐类
8~16
[解析]
(4)早期胚胎培养的培养基成分包括无机盐和有机盐类、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质;不同动物胚胎移植时间不同,例如牛和羊一般要培养到桑椹胚阶段和囊胚阶段才进行移植,小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植,而人的体外受精胚胎,即试管胚胎,可在8~16个细胞阶段移植。
考点三　
胚胎工程的应用及前景
基础自主梳理
素养全面提升
一、胚胎移植
1.概念剖析
(1)供体:能提供早期胚胎或通过　　　　　　及其他方式得到胚胎的雌性动物。
(2)受体:　　　　　　　　　　的其他雌性动物。
(3)结果:产生新个体。
2.地位:胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
3.意义:充分发挥　　　　　　　　　
　　。
体外受精
同种的、生理状态相同
雌性优良个体的繁殖潜力
胚胎移入的基础
　哺乳动物发情排卵后,同种动物的供、受
体　　　　　　的生理变化是　　　　?
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　　　　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　　　　　　?
保留遗传特性的基础
　供体胚胎可与受体子宫建立正常的　　　　　　　　　,但供体胚胎的　　　　　　在孕育过程中不受影响?
生殖器官
4.胚胎移植的生理学基础
相同的
游离
免疫排斥反应
生理和组织联系
遗传特性
同期
发情
5.主要过程
超数
冲卵
胚胎移植
二、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　　　　　　　　的技术。
2.特点:来自同一胚胎的后代具有　　　　　　　　,因此,胚胎分割可以看作动物无性繁殖或　　　　的方法之一。
3.胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和　　　　　　。
4.选择的胚胎:发育良好、形态正常的　　　　胚或　　胚。
早期胚胎
同卵双胎或多胎
相同的遗传物质
克隆
显微操作仪
桑椹　
囊
二、胚胎分割
5.操作过程:具体操作时,用分割针或分割刀片将胚胎切开,吸出其中的　　　　　　,注入预先准备好的　　　　　中,或直接将裸半胚移植入受体。
6.注意事项:对囊胚阶段的胚胎进行分割时,注意将　　　　　　均等分割,否则会影响分割后　　　　　　和进一步发育。
空透明带
半个胚胎
内细胞团
胚胎的恢复
三、胚胎干细胞
1.来源:　　　　　　　　　　。
2.特点
细胞核大
早期胚胎或原始性腺
全能性
分化
三、胚胎干细胞
3.培养过程
分化诱导因子
三、胚胎干细胞
4.应用
组织器官
细胞分化
【易错辨析】
(1)胚胎移植的受体应选择遗传性能和生产性能优秀的个体。
(　　)
(2)“冲卵”是指把受精卵从子宫冲洗出来。
(　　)
(3)在胚胎移植中,对供体母畜要进行超数排卵处理,对供、受体要进行同期发情处理
(　　)
[解析]胚胎移植的供体应选择遗传性能和生产性能优秀的个体;受体选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体。
[解析]
“冲卵”是指把早期胚胎冲洗出来。
×
√
×
【易错辨析】
(4)胚胎分割技术属于有性生殖方式,因此不属于克隆。
(　　)
(5)在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割。
(　　)
(6)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。
(　　)
[解析]
胚胎分割技术属于无性生殖方式,属于克隆。
×
√
[解析]在对囊胚进行分割时,要将内细胞团细胞均等分割。
×
【易错辨析】
(7)取细胞进行胚胎性别鉴定时应取滋养层的细胞。
(　　)
(8)胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的组织细胞分化。(　　)
(9)培养胚胎干细胞的饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,作为营养细胞。(　　)
√
√
√
图为牛胚胎移植的基本程序图,请据图分析回答:
(1)图中a、b分别表示　　　　　　、　　　　　　　。
超数排卵
胚胎移植
图为牛胚胎移植的基本程序图,请据图分析回答:
(2)胚胎移植过程中,对供、受体的选择有什么要求?
供体要求遗传性状优良,生产能力强;受体要求有健康的体质和正常的繁殖能力
图为牛胚胎移植的基本程序图,请据图分析回答:
(3)为什么需要对供受体母牛进行同期发情处理?
使供、受体生殖器官的生理变化相同,为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境
图为牛胚胎移植的基本程序图,请据图分析回答:
(4)
该过程中,供、受体母牛的主要职能分别是什么?
供体母牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎,受体母牛则是提供胚胎发育的场所
1.
胚胎移植中的四个注意点
两次激素
使用
　第一次:用孕激素对受、供体进行同期发情处理
　第二次:用促性腺激素处理使供体超数排卵
两次检查
　第一次:对收集的胚胎进行检查
　第二次:对受体母畜是否妊娠进行检查
（续表）
移植时间
不同
　①牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段
　②小鼠、家兔培养到桑椹胚前
　③几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植
繁殖方式
　①胚胎由受精卵形成,属于有性生殖
　②胚胎由核移植或胚胎分割形成,属于无性生殖
2.
干细胞的分类及特点
类型
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
角度一　胚胎移植
1.[2021·昆明一中月考]
原产于我国的黄牛在产肉量、产奶量上低于国际上的优良品种,研究人员利用引进的优良品种奶牛作为供体,用本地品种奶牛作为受体,大规模培育优良品种奶牛,操作流程如图所示。
回答下列问题。
(1)流程图中步骤A、B分别是　　　　　　　　　　。步骤A的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
,步骤B的生理基础是　
。
。
同期发情处理、冲卵
使供体、受体的生理变化相同(使受体要能提供与供体相同的生理环境)
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
[解析]
(1)据胚胎移植的程序可知:在胚胎移植前应对供体母牛进行同期发情处理,使供体、受体的生理变化相同(使受体要能提供与供体相同的生理环境),对应流程图中步骤A;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,因此对胚胎进行质量检查之前可以进行冲卵,即步骤B。
回答下列问题。
(2)使供体母牛超数排卵的处理是　　　　　　　　,步骤B后对胚胎进行质量检查,这时的胚胎应发育到　　　　　　　　阶段。
注射促性腺激素
桑椹胚或囊胚
[解析]
(2)为使供体母牛超数排卵,可对其注射促性腺激素;冲卵后,对胚胎进行质量检查,这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。
回答下列问题。
(3)
胚胎移植到受体母牛体内能存活的原因是　　　　　　　　　　　
　　　　
。
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
[解析]
(3)经同期发情处理后,供、受体有相同的生理状态,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,故将早期胚胎移植到受体母牛体内能存活。
回答下列问题。
(4)
胚胎移植技术能使供体生产下的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍的原因是：
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代,大大缩短了供体本身的繁殖周期;对供体实施超数排卵处理后,可获得多枚胚胎,经胚胎移植可得到多个后代
[解析]
(4)胚胎移植技术能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代,大大缩短了供体本身的繁殖周期;对供体实施超数排卵处理后,可获得多枚胚胎,经移植可得到多个后代,故该技术使供体生产的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
回答下列问题。
(5)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?
　　　　　
　(填“一定不相同”“可能不相同”或“一定相同”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
可能不相同
这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来
[解析]
(5)一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型可能不相同;若这些胚胎由不同的受精卵发育而来,则后代的基因型一般不同;若这些胚胎是分割胚胎,则后代的基因型相同。
角度二　胚胎分割
2.[2020·宁夏石嘴山三中期末]
如图是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~h为操作过程,回答有关问题:
(1)图中A牛和B牛的性别　　　　(填“相同”“不同”或“不一定相同”)。
相同
[解析]
(1)题图中A牛和B牛是胚胎分割的产物,故基因型相同,性别相同。
回答有关问题:
(2)c过程一般是将发育到　　　　　　　　阶段的早期胚胎进行处理,再植入受体内。操作过程中应注意将③　　　　　　均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育,该技术的意义在于　　　　　　　　　
。
桑椹胚或囊胚
内细胞团
提高胚胎的利用率
[解析]
(2)c过程表示胚胎分割,一般选择桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行处理。为了避免影响胚胎的恢复和进一步发育,应该注意将③内细胞团均等分割。胚胎分割可以提高胚胎的利用率。
回答有关问题:
(3)用于移植的胚胎除了图中所示的途径外,还可以来自　　　　　　　;胚胎移植能否成功依赖于一定的生理学基
础,　　　　　　　　　　　　　
　　　　
　　　　　　。
　　　　　　
胚胎的收集提供了可能。
核移植的胚胎
早期胚胎(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
[解析]
(3)用于移植的胚胎除了题图所示的途径外,还可以来自核移植的胚胎;早期胚胎(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,为胚胎的收集提供了可能。
回答有关问题:
(4)图中C牛的培育过程属于　　　　(填“有性”或“无性”)生殖,D牛的培育过程属于　　　　(填“有性”或“无性”)生殖。
有性
有性
[解析]
(4)题图中C牛和D牛的培育过程均经过了精子和卵细胞的结合,故属于有性生殖。
角度三　胚胎干细胞
3.[2021·湖南师大附中月考]
哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,其在器官组织移植和转基因动物等方面具有重要的应用价值,请回答下列问题:
(1)胚胎干细胞是干细胞的一种,其可从囊胚的　
　中分离获得,将早期胚胎分离为干细胞悬液需要用　
　
处理。如果将来源于不同哺乳动物的两个干细胞进行融合,常用的生物诱导因素是　
　。?
内细胞团
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
灭活的病毒
角度三　胚胎干细胞
3.[2021·湖南师大附中月考]
哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,其在器官组织移植和转基因动物等方面具有重要的应用价值,请回答下列问题:?
(2)从囊胚中分离获得干细胞后,对其进行的初次培养称为　
　,胚胎干细胞在　
　细胞上培养时,能维持细胞不分化状态,培养过程中需要添加抗生素,其目的是　
　。?
(3)基因工程的受体细胞可选用胚胎干细胞而不选用造血干细胞,原因是　
　。?
饲养层
原代培养
防止培养过程中有杂菌污染
胚胎干细胞有发育的全能性
(1)胚胎干细胞可从囊胚的内细胞团中分离获得,要将组织细胞分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,动物细胞融合常用的生物诱导因素是灭活的病毒。
(2)从囊胚中分离获得干细胞后,对其进行的初次培养称为原代培养;胚胎干细胞在饲养层细胞上或在添加了抑制因子的培养液中,能维持不分化状态,细胞培养过程中需要添加抗生素,其目的是防止培养过程中有杂菌污染。
(3)基因工程的受体细胞可选用胚胎干细胞而不选用造血干细胞的原因是胚胎干细胞具有发育的全能性。
考点四　
生物技术的安全性及伦理问题
基础自主梳理
素养全面提升
一、转基因生物的安全性
1.转基因成果:在微生物的基因改造、转基因动、植物方面都取得了很大的成果。
2.对转基因生物安全性问题的争论:在　　　　　　、
　　　　　　和　　　　　　三个方面存在激烈的争论。
3.理性看待转基因技术:正确看待转基因技术可能带来的安全性问题,要　　　　　　,不能因噎废食。
食物安全
生物安全
环境安全
趋利避害
生殖性
二、关注生物技术的伦理问题
项目
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　　　　　克隆?
　中国不反
对　　　　　　克隆?
技术
方面
　技术　　　　　,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、　　　　　检查等方法解决技术问题?
治疗性
不成熟
染色体
项目
反对
支持
设计试
管婴儿
　　　　　也是生命,杀死胚胎无异于“谋杀”?
　提供　　　　　　　　　并不会对试管婴儿造成损伤?
基因
检测
技术
方面
　很难用于具体医疗中
　有一些遗传性疾病可以通
过　　　　　后在早期采取预防措施?
道德
方面
　可能引起　　　　　?
　通过正确的科学知识传
播、　　　　　　教育和立法,解决基因歧视问题?
(续表)
胚胎
骨髓造血干细胞
基因检测
基因歧视
伦理道德
三、禁止生物武器
1.生物武器的种类:致病菌、　　　　、生化毒剂,以及经过　　　　　　的致病菌等。
2.生物武器的特点:致病力强、有潜伏期、污染面积大、危害时间长、传染途径多、拥有生命力、　　　　　　影响大。
3.我国政府观点:在任何情况下　　　　　　　　　　　　　生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
病毒
基因重组
受自然条件
不发展、不生产、不储存
【易错辨析】
(1)转基因技术作为一项技术本身是中性的。
(　　)
(2)转基因作物被动物食用后,目的基因就会转入动物体细胞中。
(　　)
(3)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性。(　　)
√
[解析]转基因作物被动物食用后,目的基因由于被消化分解而被破坏,不会转入动物体细胞中。
×
√
【易错辨析】
(4)转抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。
(　　)
(5)生殖性克隆和治疗性克隆两者有着本质的区别,中国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆。
(　　)
[解析]转抗虫基因的植物将导致昆虫群体中不具有抗性基因的个体死亡,进而使昆虫种群中抗性基因的频率增加。
√
×
【易错辨析】
(6)“设计试管婴儿”与“试管婴儿”相比在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断。
(　　)
(7)生物武器可导致人、畜大规模伤亡,但不会大量损害植物。
(　　)
[解析]生物武器不仅可导致人、畜大规模伤亡,也会大量损害植物。
√
×
如图所示为“治疗性克隆”的大致过程,请分析回答:
(1)“治疗性克隆”有没有体现动物细胞核的全能性?为什么?
没有。因为该技术并没有得到生物个体
请分析回答:
(2)科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵母细胞,而不直接用体细胞进行细胞培养?
体细胞高度分化,体外培养的条件下难以恢复分裂能力,即不能表现全能性,而卵细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境
请分析回答:
(3)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是什么?
解决了临床上器官不足,器官移植后免疫排斥反应的问题
1.
治疗性克隆与生殖性克隆的比较
类型
项目　　　
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
　从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
　用于生育,获得人的复制品
水平
　细胞水平
　个体水平
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.试管婴儿与设计试管婴儿的比较
项目
试管婴儿
设计试管婴儿
不同点
技术
手段
　胚胎移植前,不需要进行遗传学诊断
　胚胎移植前需要进行遗传学诊断
应用
　主要解决不孕不育夫妇的生育问题
　用于白血病、贫血症的治疗
相同点
　体外受精,经过体外早期胚胎培养,再进行胚胎移植;生殖方式都为有性生殖
1.害虫损伤番茄的叶片后,叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质,这种物质可以扩散到番茄的其他部位,诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达,合成蛋白酶抑制剂,导致害虫因不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中,使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,有效抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合上面的材料回答下列问题:
(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米细胞合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是　　　　　,合成的化合物还需要在　　　　　　　
　中加工才具有生物活性。
核糖体
内质网和高尔基体
[解析]
(1)番茄蛋白酶抑制剂的化学本质为蛋白质,其合成部位为核糖体,但还需要在内质网、高尔基体中加工才具有生物活性。
1.害虫损伤番茄的叶片后,叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质,这种物质可以扩散到番茄的其他部位,诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达,合成蛋白酶抑制剂,导致害虫因不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中,使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,有效抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合上面的材料回答下列问题:
(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于　　　　　技术,这种变异在生物学上称为　　　　　　　。
基因重组
转基因
[解析]
(2)由材料可获得信息,抗玉米螟玉米品种的培育运用的是转基因技术,这种技术的原理是基因重组。
回答下列问题:
(3)在种植了这种转基因玉米的农田中,杂草是否也会出现抗玉米螟性状?原因是什么?
(答案不唯一)不会;不同物种之间存在生殖隔离,玉米的花粉不能传递给杂草(会;蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草,使杂草获得抗虫基因,从而表现出抗虫性状)
[解析]
(3)(5)属于开放性试题,答案不唯一,合理即可。
回答下列问题:
(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理?理由是什么?
需要;转基因玉米能够抵抗玉米螟,但不一定能抵抗其他玉米害虫
[解析]
(4)抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟,但不一定能抵抗其他害虫,故种植抗玉米螟玉米的农田,仍需要进行防虫管理。
回答下列问题:
(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧,你认为这种担忧有无道理?请简要说明理由。
(答案不唯一)有道理:这种玉米的籽粒可能含有蛋白酶抑制剂,人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性,影响人体健康(没有道理:人体蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同,玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响)
[解析]
(3)(5)属于开放性试题,答案不唯一,合理即可。
2.生物技术就像把双刃剑,它既可以造福人类,也可能在使用不当时给人类带来灾难。回答下列问题:
(1)“试管婴儿”的获得主要应用了　　　　　
　　技术。
体外受精、胚胎移植
[解析]
(1)试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎,再经移植后产生后代的技术。
回答下列问题:
(2)“试管婴儿”技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿技术”
,二者在技术手段上的区别是　　　　　　　　　
　　　。有人认为用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子不合乎伦理道德,其主要理由是　
。
。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断
把试管婴儿当人体零配件工厂,对生命不尊重,抛弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”等
[解析]
(2)设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术,设计试管婴儿技术的胚胎在移植前需进行遗传学诊断。用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是否合乎伦理道德,对此人们持有不同的意见,反对的理由主要是有人认为这是把试管婴儿当人体零配件工厂,对生命不尊重,他们认为早期的生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”等等。
(3)2016年,“三亲试管婴儿”在英国出生,图表示“三亲试管婴儿”的培育过程。图示过程中代表婴儿母亲卵母细胞的是　　　　　　,“三亲试管婴儿”技术能避免母亲的　　　　　　遗传病基因传递给后代。该婴儿的孕育过程中依次使用了　　　　　　、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
卵母细胞B
线粒体
核移植
[解析]
(3)该母亲提供卵母细胞的细胞核,捐赠者提供去核卵母细胞,所以该男婴母亲的卵母细胞是B;由题图可知,“三亲”试管婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,
“三亲”婴儿的培育过程依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
(4)“基因编辑婴儿”指通过基因编辑技术修改人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA后生下的婴儿。基因编辑是应对遗传性疾病的一个潜在办法,但它极具争议性,因为这些修改将遗传给后代,最终有可能影响整个人类的　　　　　　。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基因库
[解析]
(4)基因编辑技术修改了人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA,修改后的基因将遗传给后代,最终有可能影响整个人类的基因库。
经典真题?高考预测
1.
[山东卷]
治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下:
(1)过程①采用的是细胞工程中的　　　　
　技术,过程②采用的是胚胎工程中的　　　
　技术。
(体细胞)核移植
(早期)胚胎培养
[解析]
(1)过程①利用了核移植技术;过程②是将重组的细胞培养成胚胎,故采用的是胚胎工程中的早期胚胎培养技术。
流程如下:
(2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是维持培养液(基)的　　　　
。
pH(或酸碱度)
[解析]
(2)动物细胞培养过程中CO2的作用是维持培养液(基)的pH。
流程如下:
(3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用　　　　
　和　　　
　　两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有　　　基因,以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
限制性(核酸)内切酶(或限制酶)
DNA连接酶
标记
[解析]
(3)构建基因表达载体的过程中必须使用同种限制酶切割目的基因和载体,并用DNA连接酶将切割好的目的基因和载体相连;基因表达载体上的标记基因是为了筛选出成功导入基因表达载体的受体细胞。
流程如下:
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的　
　　　。在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个
体　　　　(填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。
内细胞团
B
[解析]
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团;图中获得的组织器官的遗传物质主要来自于个体B,因此将该组织器官移植入个体B体内不会发生免疫排斥反应。
2.[2020·陕西铜川二模]
请回答下列有关哺乳动物排卵、受精及胚胎的早期发育过程的问题:
(1)排卵是指卵子从　　　　中排出的过程,排出的卵子一般发育
到　　　　
　　　　(填时期)才能和获能的精子结合。判断卵子是否受精的重要标志是在　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　　　　　　　　　
卵泡　
减数第二次分裂中期
透明带和卵细胞膜间隙可以观察到两个极体
[解析]
(1)排卵是指卵子从卵泡中排出的过程,排出的卵子一般发育到减数第二次分裂中期才能够和获能的精子结合。判断卵子受精的重要标志是在透明带和卵细胞膜的间隙可以观察到两个极体。
2.[2020·陕西铜川二模]
请回答下列有关哺乳动物排卵、受精及胚胎的早期发育过程的问题:
(2)胚胎移植时,早期胚胎一般要发育到　　　　　　　时期。胚胎培养所用培养液的成分除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及　　　　等物质。
　　　　　　　　　　
桑椹胚或囊胚
[解析]
(2)胚胎移植时,早期胚胎一般要发育到桑椹胚或囊胚时期。胚胎培养所用培养液的成分除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质。
血清
2.[2020·陕西铜川二模]
请回答下列有关哺乳动物排卵、受精及胚胎的早期发育过程的问题:
(3)胚胎发育到囊胚时期,做DNA分析性别鉴定时应取　　　　　部位的细胞。如进行胚胎分割,需对　　　　　　进行均等分割,此时这个部位中尚未分化的细胞也称为　　　　　　　　细胞。
　　　　　　　　　
滋养层
内细胞团
胚胎干
[解析]
(3)胚胎发育到囊胚时期,出现细胞分化,有了滋养层和内细胞团的区别,滋养层的细胞发育成胎儿的胎盘和胎膜,内细胞团的细胞发育成胎儿的幼体,因此做DNA分析性别鉴定时应取滋养层部位的细胞。如果进行胚胎分割,需要对内细胞团进行均等分割,此时这个部位中尚未分化的细胞也称为胚胎干细胞。
3.[2020·海南一模]
辅助生殖技术是人类辅助生殖技术(ART)的简称,其直接效应是使不孕不育夫妇实现妊娠生子的愿望,包括人工授精技术、试管婴儿技术等。请回答下列问题:
(1)科学家发现注射　　　　
　　可以促进排卵,这为体外人工授精技术提供了条件。初级卵母细胞的减数第一次分裂是在雌性个体　　　　　　(填时期)完成的。
促性腺激素
排卵前后
[解析]
(1)利用注射促性腺激素的方法促进雌性个体超数排卵,这是人工授精技术的前提。初级卵母细胞的减数第一次分裂是在排卵前后完成的,因此,排出的卵子是次级卵母细胞。
3.[2020·海南一模]
辅助生殖技术是人类辅助生殖技术(ART)的简称,其直接效应是使不孕不育夫妇实现妊娠生子的愿望,包括人工授精技术、试管婴儿技术等。请回答下列问题:
(2)试管婴儿技术中,卵母细胞与精子在　　　　　　　　
　　　　中完成受精。受精过程中,体内阻止多精入卵的机制有　　　　　　　　　　　　　　　　。
获能溶液或专用的受精溶液
透明带反应和卵细胞膜反应
[解析]
(2)试管婴儿技术中,获能的精子与培养成熟的卵母细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。受精过程中一般是一个精子与一个卵细胞经过精卵融合完成的,因为该过程中有透明带反应和卵细胞膜反应两道阻止多精入卵的屏障。
3.[2020·海南一模]
辅助生殖技术是人类辅助生殖技术(ART)的简称,其直接效应是使不孕不育夫妇实现妊娠生子的愿望,包括人工授精技术、试管婴儿技术等。请回答下列问题:
(3)试管婴儿技术涉及胚胎移植,受体为胚胎存活创造的有利条件为　　　　　　　　　　　　　
。
对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
[解析]
(3)因为受体与供体经过了同期发情处理,因此受体子宫为胚胎存活创造了相同的环境条件,同时对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,这就为胚胎移植的成功提供了基本的生理条件。
4.[2020·广东深圳二模]
胚胎工程应用前景非常广阔,包含的技术内容也很丰富,请回答以下问题:
(1)胚胎移植过程中,首先应对所选的供体、受体使用　　　　　　　进行同期发情处理,冲卵后的胚胎通常应发育到　　
　　　　阶段才能进行胚胎移植,胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下　　　　　　　
　。
孕激素等
桑椹胚或囊胚
空间位置的转移
[解析]
(1)胚胎移植过程中,首先应对所选的供体、受体使用孕激素等进行同期发情处理,冲卵后的胚胎通常应发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植,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。
4.[2020·广东深圳二模]
胚胎工程应用前景非常广阔,包含的技术内容也很丰富,请回答以下问题:
(2)对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将其中的　　　　　　均等分割,对囊胚做DNA分析鉴定性别时通常在　　　　部分取样。
内细胞团
滋养层
[解析]
(2)对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将其中的内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。滋养层的细胞将来发育成胎膜和胎盘,取滋养层细胞不会影响胚胎的发育,故对囊胚做DNA分析鉴定性别时通常在滋养层部分取样。
4.[2020·广东深圳二模]
胚胎工程应用前景非常广阔,包含的技术内容也很丰富,请回答以下问题:
(3)哺乳动物的胚胎干细胞是由　　　　　　　　
　　中分离出来的一类细胞,这类细胞在饲养层细胞上培养时,能够维持　　　　　　的状态,为科学研究提供良好材料。
不分化
早期胚胎或原始性腺
[解析]
(3)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,这类细胞在饲养层细胞上培养时,能够维持不分化的状态,为科学研究提供良好材料。
5.[2020·四川成都三模]
科研人员将人血细胞转化为诱导性多能干细胞(iPS细胞),又利用胚胎干细胞构建出人工小鼠卵巢,然后将iPS细胞植入人工小鼠卵巢中,成功地在人工小鼠卵巢内部获得了人的卵原细胞。回答下列问题:
(1)培养iPS细胞时,需要在培养液中加入　　　　　　等天然成分,然后置于CO培养箱中培养,CO的主要作用是　　　　　　　　　。
血清或血浆
维持培养液的pH
[解析]
(1)培养iPS细胞时,需要在培养液中加入血清或血浆等天然成分,然后置于CO培养箱中培养,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
5.[2020·四川成都三模]
科研人员将人血细胞转化为诱导性多能干细胞(iPS细胞),又利用胚胎干细胞构建出人工小鼠卵巢,然后将iPS细胞植入人工小鼠卵巢中,成功地在人工小鼠卵巢内部获得了人的卵原细胞。回答下列问题:
(2)胚胎干细胞在　　　　　细胞上培养时,能够维持不分化状态。胚胎干细胞可构建出类似于小鼠卵巢的人工小鼠卵巢,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。研究人员没有直接将人血细胞转化得到的iPS细胞植入小鼠体内的卵巢中进行诱导,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
饲养层
胚胎干细胞具有发育的全能性
小鼠免疫系统会清除由人体细胞转化成的iPS细胞
[解析]
(2)胚胎干细胞在饲养层细胞上培养时,能够维持不分化状态。胚胎干细胞具有发育的全能性,故可构建出类似于小鼠卵巢的人工小鼠卵巢。由于小鼠免疫系统会清除由人体细胞转化成的iPS细胞,故研究人员没有直接将人血细胞转化得到的iPS细胞植入小鼠体内的卵巢中进行诱导。
5.[2020·四川成都三模]
科研人员将人血细胞转化为诱导性多能干细胞(iPS细胞),又利用胚胎干细胞构建出人工小鼠卵巢,然后将iPS细胞植入人工小鼠卵巢中,成功地在人工小鼠卵巢内部获得了人的卵原细胞。回答下列问题:
(3)若要利用人工小鼠卵巢形成成熟的卵细胞,需要将卵原细胞培养
到　　　　　　　　　　期才具备与精子受精的能力。在体外受精前,需要对精子进行获能处理,通常采用的体外获能方法有两种,这两种方法是　　　　　　　　　　　　。
减数第二次分裂中
培养法和化学诱导法
[解析]
(3)减数第二次分裂中期的卵母细胞才具备受精能力,所以需要将卵原细胞培养到减数第二次分裂中期。在体外受精前,需要对精子进行获能处理,通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。
1.重要概念
(1)P64透明带反应是指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。
(2)
P65卵细胞膜反应是指精子入卵后,卵细胞膜会立即发生拒绝其他精子再进入卵内的一种生理反应。
(3)P66当胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,叫作桑椹胚。
1.重要概念
(4)P67孵化是指囊胚进一步扩大,会导致透明带的破裂,胚胎从其中伸展出来的过程。
(5)P74胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
(6)P74供体和受体:胚胎移植过程中,提供胚胎的个体成为“供体”,接受胚胎的个体叫“受体”。
1.重要概念
(7)P78胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成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。
(8)P80哺乳动物的胚胎干细胞简称ES
或EK
细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类具有发育全能性的细胞。
2.边角知识
(1)P62不同种动物精子的形态相似,大小略有不同,与动物的体型大小无关。
(2)P65多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂形成两个第二极体。
(3)P66合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂,开始发育。
(4)P72不同动物胚胎移植的时间不同,例如,牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才进行移植。人的体外受精胚胎,即试管胚胎,可在8~16个细胞阶段移植。
2.边角知识
(5)P77手术法:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口。
(6)P80饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
1.
请据图分析回答下列问题:
(1)图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从　
　或　
　中分离获取。
早期胚胎　
原始性腺　
[解析]
(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中分离获取。
1.
请据图分析回答下列问题:
(2)过程Ⅰ是将胚胎干细胞置于经γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上,并加入动物血清、抗生素等物质培养,维持细胞不分化的状态。在此过程中,饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的　
　,加入抗生素是为了　
　。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
营养物质
防止杂菌污染
[解析]
(2)饲养层细胞可为胚胎干细胞的增殖提供所需的营养物质,而加入抗生素可防止杂菌的感染。
1.
请据图分析回答下列问题:
(3)过程Ⅱ是将带有遗传标记的ES细胞注入囊胚的囊胚腔,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素,这项研究利用了胚胎干细胞具有　
　的特点。在哺乳动物早期胚胎发育过程中,囊胚的后一个阶段是　
　。
发育全能性　
原肠胚
[解析]
(3)胚胎干细胞具有发育的全能性。哺乳动物的早期胚胎发育过程为受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
1.
请据图分析回答下列问题:
(4)过程Ⅲ是培育转基因小鼠,将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体,目的是　
.
。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是　
。
使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下
一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用
显微注射法　
[解析]
(4)基因工程中最关键的步骤为基因表达载体的构建,目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法。
1.
请据图分析回答下列问题:
(5)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时,必须去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是　
,
,该过程研究的意义在于解决　
，
问题。
去除胸腺后不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞不会被
排斥
临床上供体器官不足或器官移植后发生
免疫排斥等
[解析]
(5)为解决临床上供体器官不足等问题,常用转基因动物作为器官移植的供体。为解决免疫排斥问题,在实验时,必须去除小鼠的胸腺,使其不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞不会被排斥。
1.
请据图分析回答下列问题:
(6)该研究中,包含的生物技术
有　
(至少写出两种)。
动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养、胚胎移植　
[解析]
(6)该研究中,包含的生物技术有动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养、胚胎移植等。
2.如图是某科研小组设计的用“精子介导基因转移法”培育转基因山羊(2n)的流程图。据图回答下列问题:
(1)
“精子介导基因转移法”是利用精子易于与外源基因结合的能力,通过图中的①过程,将精子作为外源基因的　
　,由　
　的精子经过②过程,将外源基因导入受精卵。
载体
获能
[解析]
(1)题图中①过程为将外源基因导入精子,②为体外受精,③为早期胚胎培养,④为胚胎移植。“精子介导基因转移法”就是先将外源基因导入精子,将精子作为外源基因的载体,通过体外受精将外源基因导入受精卵。
据图回答下列问题:
(2)进行②过程的卵母细胞应处于　
期,此时细胞中含　　个染色体组。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应
和　
。
减数第二次分裂中　
1
卵细胞膜反应　
[解析]
(2)卵母细胞需培养至MⅡ中期才能进行受精作用,此时细胞中只有一个染色体组。动物细胞培养需要满足的条件:无菌无毒的环境、营养充足、适宜的温度和pH、含95%空气加5%
CO2的混合气体环境等。
据图回答下列问题:
(3)③过程需要在　
.
(写出两点即可)等条件下进行。
无菌无毒、适宜的温度和pH、营养充足、含95%空气加
5%CO2的混合气体　
据图回答下列问题:
(4)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或　
　所进行的多种显微操作和处理技术。④过程涉及的胚胎工程技术是　
　。
　配子　
　胚胎移植　

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