1、第40講 胚胎工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題、生態(tài)工程考點(diǎn)一 胚胎工程固必備知識(shí)提關(guān)鍵能力固必備知識(shí)一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1.精子和卵子的發(fā)生睪丸卵巢初情期均等不均等412.受精及早期胚胎發(fā)育（1） 受精的場(chǎng)所及過(guò)程：自然條件下,在雌性動(dòng)物的_內(nèi)。過(guò)程如下：輸卵管（2） 早期胚胎發(fā)育的過(guò)程全能胎兒的各種組織胎兒的胎膜和胎盤(pán)受精過(guò)程及卵裂期的幾點(diǎn)提醒 1.受精過(guò)程的3個(gè)易混點(diǎn) （1）精子獲能是指精子獲得受精“能力”,而不是獲得能量。（2）排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。（3）受精的標(biāo)志受精完成的標(biāo)志：受精的標(biāo)志是在透明帶和卵黃膜的間隙可以觀察到兩個(gè)極體;而受精完成的標(biāo)志是

2、雌、雄原核的融合。 2.卵裂期胚胎發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律 （1）有機(jī)物：胚胎沒(méi)有和母體建立聯(lián)系,沒(méi)有從母體獲取有機(jī)物,而一直進(jìn)行細(xì)胞呼吸,有機(jī)物總量減少。（2）細(xì)胞體積：胚胎總體積不變或略有縮小,但細(xì)胞數(shù)目增多,所以每個(gè)細(xì)胞體積減小。（3）細(xì)胞中DNA含量：伴隨細(xì)胞分裂、細(xì)胞數(shù)目增多,總DNA含量增多,但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1.體外受精輸卵管卵巢中期假陰道培養(yǎng)法2.胚胎的早期培養(yǎng)（1） 培養(yǎng)液成分：無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽（兩鹽）,_（兩素）,_（兩酸）,另外還有水、血清等。維生素、激素氨基酸、核苷酸（2） 胚胎去向：_。向受體移植或冷凍保存三、胚胎工程

3、的應(yīng)用1.胚胎移植（1）地位：胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。（2） 主要過(guò)程：超數(shù)排卵沖卵桑椹胚或囊胚妊娠2.胚胎分割（1） 材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的_。桑椹胚或囊胚（2） 實(shí)質(zhì)：胚胎分割可增加動(dòng)物后代,其實(shí)質(zhì)是_。動(dòng)物的無(wú)性繁殖或克隆（3） 注意：對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),要將_均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（3） 意義：充分發(fā)揮_。雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛能（1） 來(lái)源：_。早期胚胎或原始性腺（2） 特點(diǎn)：在形態(tài)上,表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯;在功能上,具有_;在體外培養(yǎng)條件下可以_。發(fā)育的全能性增殖而不發(fā)生分化（3）培養(yǎng)過(guò)程 1.胚胎移植與胚胎分割

4、中的相關(guān)問(wèn)題 （1）胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”,移植的胚胎必須在原腸胚之前,但不能直接移植受精卵。 （2）兩次處理：用激素對(duì)供體（雌性個(gè)體）和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理;用促性腺激素對(duì)供體（雌性個(gè)體）進(jìn)行超數(shù)排卵處理。 （3）兩次檢查：收集胚胎檢查;移植后是否妊娠檢查。 （4）胚胎移植成功的兩個(gè)條件：同種動(dòng)物之間;供受體生理狀態(tài)要相同。 2.克隆動(dòng)物、試管動(dòng)物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的比較項(xiàng)目克隆動(dòng)物試管動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物概念用核移植的方法獲得的動(dòng)物用體外受精的方法獲得的動(dòng)物由被轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成的動(dòng)物主要技術(shù)核移植體外受精DNA重組技術(shù)生殖方式無(wú)性繁殖有性生殖有性生殖或無(wú)性繁殖遺傳特性主要與

5、供核個(gè)體相同具備雙親的遺傳特性具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特性相同點(diǎn)三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù),且移植所選胚胎一般處于桑椹胚或囊胚期下圖為培育試管嬰兒的大致流程圖,據(jù)圖回答下列問(wèn)題:（1） 試管嬰兒技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到了第三代,即需要在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行_診斷,從而幫助更多的家庭生出健康的寶寶。第三代試管嬰兒技術(shù)在使用時(shí)反對(duì)用于設(shè)計(jì)_。設(shè)計(jì)試管嬰兒時(shí)為了提高受孕率,胚胎移植時(shí)多采用多胚胎移植,因此需用_處理促進(jìn)母體排出更多的卵子。遺傳學(xué)嬰兒性別促性腺激素解析 第三代試管嬰兒技術(shù)需要在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷,從而幫助更多的家庭生出健康的寶寶。第三代試管嬰兒技術(shù)在使

6、用時(shí)反對(duì)用于設(shè)計(jì)嬰兒性別,以防止人類(lèi)的性別比例失調(diào)。用促性腺激素處理可促進(jìn)母體排出更多的卵子。（2） 并不是所有的不孕夫婦都適宜做試管嬰兒,如40歲以上的女性,由于卵巢的產(chǎn)卵能力低,對(duì)藥物不敏感,且移植胚胎的流產(chǎn)率高,胚胎畸形率高,不適宜做試管嬰兒。針對(duì)以上情況,醫(yī)生在胚胎移植前,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)移植胚胎的_,移植時(shí),可向女性子宮移植_胚胎。檢查多個(gè)（或23個(gè)）解析 高齡婦女卵巢的產(chǎn)卵功能退化,對(duì)藥物的敏感性降低,從而使試管嬰兒的成功率降低。對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷以及增加移植的胚胎數(shù),可提高試管嬰兒的成功率。（3） 培育試管嬰兒涉及的生物技術(shù)有_等（答出兩點(diǎn)即可）。體外受精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、早期胚胎培

7、養(yǎng)技術(shù)（答出兩點(diǎn)即可）解析 試管嬰兒是胚胎工程的具體應(yīng)用,體現(xiàn)了對(duì)體外受精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)以及早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)等的應(yīng)用。提關(guān)鍵能力考向1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) (2021哈爾濱月考)下圖1為某哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞發(fā)生和成熟的過(guò)程示意圖,圖2表示的是精子和卵子相遇,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：圖1圖2（1） 圖1中代表的過(guò)程是_。解析 圖1中為初級(jí)精母細(xì)胞分裂產(chǎn)生精子細(xì)胞的過(guò)程,代表的過(guò)程為減數(shù)分裂。減數(shù)分裂（2） 雄性動(dòng)物精子開(kāi)始產(chǎn)生的時(shí)期是_,雌性動(dòng)物卵泡的形成是在_時(shí)期完成的,這是精子和卵子在發(fā)生上的主要區(qū)別。初情期胎兒解析 雄性動(dòng)物精子開(kāi)始產(chǎn)生的時(shí)期是初情期,雌性動(dòng)物

8、卵泡的形成是在性別分化以后,即胎兒時(shí)期完成的,這是精子和卵子在發(fā)生上的主要區(qū)別。（3） 圖1中過(guò)程在輸卵管內(nèi)完成,條件是精子必須經(jīng)過(guò)_處理,卵子必須達(dá)到_期。獲能減數(shù)第二次分裂中解析 圖1中的過(guò)程為精子和卵子結(jié)合的過(guò)程,在雌性動(dòng)物的輸卵管內(nèi)完成；精子和卵子排出后都不能直接完成受精,受精作用發(fā)生的條件是精子必須經(jīng)過(guò)獲能處理,卵子必須達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期。（4） 圖2中,精子與卵子相遇,_內(nèi)的酶釋放出來(lái),可直接溶解_之間的物質(zhì),形成精子穿越放射冠的通路。當(dāng)精子觸及卵黃膜的瞬間,會(huì)產(chǎn)生阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng),這個(gè)反應(yīng)稱為_(kāi),它是阻止多精子入卵受精的第一道屏障。頂體卵丘細(xì)胞透明帶反應(yīng)解析

9、 圖2中,精子與卵子相遇,精子頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái),可直接溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),形成精子穿越放射冠的通路。當(dāng)精子觸及卵黃膜的瞬間,會(huì)產(chǎn)生阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng),這個(gè)反應(yīng)稱為透明帶反應(yīng),它是阻止多精子入卵受精的第一道屏障。 1.成熟的精子不具有受精能力,必須獲能后才具有受精能力;動(dòng)物排出的卵子并未成熟,且成熟程度因動(dòng)物種類(lèi)的不同而不同,但只有達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期時(shí),才具有與精子受精的能力。 2.個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵,卵裂期的細(xì)胞有絲分裂使細(xì)胞數(shù)目增多,胚胎總體積并不增加或略有縮小,有機(jī)物總量減少,有機(jī)物種類(lèi)增加;桑椹胚以前的細(xì)胞均未分化,細(xì)胞全能性最高,是胚胎分割的最佳時(shí)期。桑椹

10、胚至囊胚的發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞開(kāi)始分化,但其全能性仍很高。（1） 在體外受精前,要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,通常采用的化學(xué)誘導(dǎo)法中,將精子放在一定濃度的_或_。解析 精子進(jìn)行體外獲能的方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種。化學(xué)誘導(dǎo)法即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中獲能。肝素鈣離子載體A23187溶液中該方法采集到的卵母細(xì)胞已經(jīng)發(fā)育成熟（或該方法采集到的卵母細(xì)胞已經(jīng)發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期）顯微注射法（3） 對(duì)早期胚胎進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),其培養(yǎng)液的成分有_等。無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸和血清解析 在胚胎進(jìn)行早期培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)液的成分除無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類(lèi)外,還需添加維生素、激素、氨基酸

11、、核苷酸以及血清等物質(zhì),以保證胚胎正常生長(zhǎng)發(fā)育。（4）為得到更多孤獨(dú)癥譜系障礙模型猴,途徑與途徑相比,哪條更有優(yōu)勢(shì)？_;原因是_。途徑中,提供細(xì)胞核的早期胚胎細(xì)胞的分化程度更低,恢復(fù)其全能性更容易解析 與途徑相比,途徑中,提供細(xì)胞核的早期胚胎細(xì)胞的分化程度更低,恢復(fù)其全能性更容易?？枷? 胚胎工程的應(yīng)用 回答下列問(wèn)題：（1） 步驟中需要使用的工具酶有_。步驟和所代表的操作分別是_和_。步驟稱為_(kāi)。限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶顯微注射早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植解析 圖中分別表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。步驟中需要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。兩種上皮細(xì)胞

12、都是體細(xì)胞,且來(lái)源于同一個(gè)受精卵性別、年齡（3） 一般來(lái)說(shuō),在同一動(dòng)物個(gè)體中,乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息_（填“相同”或“不同”）,原因是_。相同解析 在同一動(dòng)物個(gè)體中,乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞是由同一受精卵經(jīng)過(guò)有絲分裂、分化形成的,故這兩種細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息一般相同。（4） 從上述流程可知,制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有_（答出2點(diǎn)即可）。體外受精、胚胎移植解析 胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有體外受精、胚胎移植、早期胚胎培養(yǎng)等。 1.胚胎移植要在同種動(dòng)物之間進(jìn)行移植,對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理,以達(dá)到相同的生

13、理狀態(tài),胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移,胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變。一般要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段進(jìn)行移植。受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 2.胚胎分割的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性,分割時(shí)應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚,注意要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育?？梢匀∽甜B(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析進(jìn)行性別鑒定。 .(2020海南卷)某課題組用生物技術(shù)制備轉(zhuǎn)基因小鼠的過(guò)程如下圖所示。 回答下列問(wèn)題：（1） 通常把目的基因轉(zhuǎn)入雄原核而不是雌原核,從兩者形態(tài)差異上分析,原因是_。解析 通常來(lái)自精子的雄原核較大,更容易容納外源DNA,因此外源基因能夠容易整合到精子的染色體上,這是提高轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵。雄原核較大,更容易容納外源DNA引物雄性雌性（3） 若目的基因的表達(dá)產(chǎn)物是某種特定的蛋白質(zhì),檢測(cè)目的基因在子代轉(zhuǎn)基因