胚胎工程及生物技术的伦理问题

1、第3讲胚胎工程及生物技术的伦理问题课型：复习课 共4课时备课时间： 上课时间： 教学目标：知识与技能过程与方法：情感态度与价值观：教学重点与难点：重点：难点：课时安排：2课时第一、二课时 一、体内受精和早期胚胎发育1.精子的发生(1)场所:睾丸的。(2)时期:初情期开始,直到生殖机能衰退。(3)过程。第一阶段: 第二阶段: 精子变形2.卵子的发生(1)场所:。(2)时期:和初情期后。(3)过程(如下图)。两次分裂的时间:减数第一次分裂是在雌性动物前完成的,减数第二次分裂是在的过程中完成的。3.受精作用(1)概念:精子与卵子结合形成的过程。(2)场所:。(3)过程。准备阶段 精子获能：在 内获能

2、 卵子的准备：发育到 期才具有受精能力 顶体反应（穿越 ）受精阶段 反应 作用 原核形成，配子结合形成受精卵4.胚胎发育受精卵卵裂期:细胞增加,不增加桑椹胚:细胞数目为32个:细胞开始出现分化原肠胚 发育成内、外胚层 发育成胎膜和胎盘二、体外受精和早期胚胎培养1.体外受精(1)精子、卵子的获能与培养。获取方法获能方法卵子促性腺激素处理后冲卵人工培养成熟在活体或屠宰体的卵巢内直接采集精子假阴道法;化学诱导法:在或Ca2+载体A23187溶液中获能手握法点刺激法 (2)受精:获能的精子和培养成熟的卵子可以在获能溶液或中完成受精作用。2.胚胎的早期培养(1)培养液成分:无机盐、维生素、激素、氨基酸、

3、核苷酸、等。(2)胚胎处理:当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或。1.现有A和B两个肉牛品种,A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质,B品种牛则为B细胞核、B细胞质。(1)如果要获得一头克隆牛,使其细胞由A细胞核和B细胞质组成,基本步骤是:从A品种牛体内取出体细胞,进行体外培养,然后再从培养细胞中取出注入B品种牛的卵母细胞,经过某些刺激和培养后,可形成胚胎,该胚胎被称为,将该胚胎移入代孕母牛的中,通过培育可达到目的。(2)上述过程中运用了动物细胞工程的和技术。(3)克隆牛的产生说明具有全能性。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比,杂交牛细胞核的遗传物质来自个亲本,细胞质来自

4、性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成(相同,不同)。(4)请举一例,说明克隆牛培育成功的实际意义是。2.随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,根据下图回答下列问题。(1)图中的目的基因是,不能单独将该基因导入受体细胞中,应选择合适的运载体。有了运载体后,应用处理目的基因和运载体,原因是。(2)目的基因的受体细胞是荷斯坦奶牛的单个细胞,用处理奶牛的组织细胞可以获得单个细胞。(3)图中涉及的生物工程技术有、等。(4)获得的细胞中基因的来源有。(5)一般不分成3等份或5等份的原因是 。考点一体内受精和早期胚胎发

5、育1.精子和卵子的发生的比较名称精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时期从初情期开始胚胎在性别分化以后是否需变形需变形无需变形形状蝌蚪状球形分裂情况均等分裂不均等分裂结果1个精原细胞可形成4个精子1个卵原细胞只能形成1个卵子和3个极体M和M是否连续连续不连续2.受精作用过程(1)精子获能:精子必须在雌性动物生殖道中发生相应的生理变化后,才能获得受精的能力。(2)卵子的准备:在输卵管中达到减数第二次分裂中期,才具备与精子受精的能力。(3)受精阶段。精子穿越放射冠和透明带:与卵子相遇发生顶体反应,释放顶体酶,溶解放射冠内卵丘细胞间的物质精子穿过放射冠,与透明带接触,顶体酶将透明带溶出一条孔道

6、精子穿过透明带,接触卵黄膜发生透明带反应,这是防止多精入卵的第一道屏障。精子进入卵黄膜:精子与卵黄膜接触,立即被微绒毛抱合精子外膜与卵黄膜相互融合,精子入卵立即发生卵黄膜封闭作用,这是防止多精入卵的第二道屏障。原核形成:雄原核和雌原核形成。配子结合:雄原核和雌原核融合形成合子(受精卵)。3.胚胎发育易错警示(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)判断卵子是否受精的重要标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。(4)胚胎发育过程中,细胞开始出现分化的阶段是囊胚。【例1】 如图表示哺乳动物

7、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为;B为;C为。(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过有丝分裂形成的,仅由一个精子和卵子结合成合子的生理基础是、。第3讲胚胎工程及生物技术的伦理问题课型：复习课 共4课时备课时间： 上课时间： 教学目标：知识与技能过程与方法：情感态度与价值观：教学重点与难点：重点：难点：课时安排：2课时第一、二课时 三、胚胎工程的应用及前景1.胚胎移植(1)概念:将雌性动物体内的早期胚胎,或通过体外受精及其他方式得到的胚胎

8、移植到同种的、生理状况相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育成新个体的技术。实质是早期胚胎在 条件下空间位置的转移。(2)意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥的繁殖潜能。(3)基本程序:对供体、受体的选择和处理 对胚胎的收集、检查、培养或保存 移植后检查。2.胚胎分割(1)概念:采用手段将早期胚胎分割成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)材料:发育良好、形态正常的 。(3)注意事项:改造现有蛋白质或。(4)意义:加快繁殖速度,是或克隆的方法之一。3.胚胎干细胞(1)来源:是由早期胚胎或中分离出来的。(2)特点 形态：体积 功能：具有 体外培养;可增殖而不发生

9、 (3)应用 治疗人类某些疾病 培养 研究体外细胞分化的理想材料四、生物技术中的伦理问题反对者观点支持者观点克隆人伦理方面:违反了人类的伦理道德观念。中国禁止中国不反对技术方面: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、染色体检查等方法解决技术问题设计试管婴儿胚胎也是生命,杀死胚胎无异于“谋杀”提供 不会对试管婴儿造成损伤基因检测很难用在具体医疗中一些遗传性疾病可以通过基因检测后在早期采取预防措施可能引起可通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法等,解决现象2.随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,如图是利用奶牛乳汁生

10、产血清白蛋白的图解,根据下图回答下列问题。(1)图中的目的基因是,不能单独将该基因导入受体细胞中,应选择合适的运载体。有了运载体后,应用处理目的基因和运载体,原因是。(2)目的基因的受体细胞是荷斯坦奶牛的单个细胞,用处理奶牛的组织细胞可以获得单个细胞。(3)图中涉及的生物工程技术有、等。(4)获得的细胞中基因的来源有。(5)一般不分成3等份或5等份的原因是 。考点二胚胎工程的三个操作流程1.胚胎移植流程2.试管动物生产流程3.动物体细胞核移植技术和克隆动物流程易错警示易错警示(1)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,需看移植胚胎的形成过程:如果移植胚胎是由受精卵形成的,则是有性生殖;如果移植胚胎是

11、由重组细胞或分割后的胚胎形成的,则为无性生殖。(2)桑椹胚以前的细胞均未分化,细胞核全能性最高,是胚胎分割的最佳时期。(3)试管婴儿的培育过程和试管动物技术流程相似。(4)试管动物的性状和性别由父本、母本决定,而克隆动物的性状和性别均与供体(提供细胞核的个体)相同。(5)胚胎分割一般是将胚胎切割成2等份,获得同卵双胎,而同卵多胎成功的比例都很小。【例2】 胚胎工程技术包含的内容很丰富,如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题。(1)应用1中获得的小牛,其遗传物质来源于,为一次获得多个细胞B,往往需要向供体2内注入的是促性腺激素,而

12、不是性激素,原因是。(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养,其目的是。(3)通过应用2获得小牛,涉及胚胎工程的最后一道“工序”是。(4)应用3中的细胞D取自囊胚的,细胞C取自牛胎儿的。(5)应用4中获得二分胚和,移植到受体牛中得到两只小牛,两只小牛的性别是。考点三胚胎干细胞及生物技术中的伦理问题1.胚胎干细胞的分离和应用(1)分离途径(2)应用ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一,在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。ES细胞可用于治疗人类的某些顽症;利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并

13、恢复正常功能。用于器官移植:通过ES细胞体外诱导分化,可以培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。易错警示易错警示(1)胚胎干细胞可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。(2)ES细胞在饲养层细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态;在培养液中加入分化诱导因子,如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。2.治疗性克隆和生殖性克隆的比较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殖,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;产生的新个体或新组织的遗传信息不变3.

14、试管婴儿和设计试管婴儿的比较比较项目试管婴儿设计试管婴儿的比较不同所用技术在胚胎移植前不需要进行遗传学诊断或基因诊断在胚胎移植前需要进行遗传学诊断或基因诊断应用解决不孕夫妇生育问题用于白血病、贫血病等疾病的治疗相同都是体外受精,并进行体外早期胚胎培养;都要经过胚胎移植;都属于有性生殖方式【例3】 下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图回答下列问题。(1)人类“治疗性克隆”属于生物工程的技术。它是一种水平的操作。(2)在正常情况下,去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中的期细胞。(3)“治疗性克隆”中相同的胚胎干细胞“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细

15、胞,究其本质原因是结果,该过程的开始发生在胚胎发育的期。(4)核移植成功后,用物理或化学方法激活受体细胞,目的是。(5)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中,而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是。第4讲生态工程课型：复习课 共2课时备课时间： 上课时间： 教学目标：知识与技能过程与方法：情感态度与价值观：教学重点与难点：重点：难点：课时安排：2课时第一、二课时 一、生态工程的基本原理1.建设的目的:遵循自然界的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止达到经济效益和的同步发展。2.特点:少消耗、多效益、的工程体系。3.基本原理(1)物质循环再生原理:物质在生态系统中,分层分级利用。(2)物种多样

16、性原理:生物多样性程度,可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高生态系统的生产力。(3)协调与平衡原理:处理好生物与环境的协调与平衡需要考虑。(4)整体性原理:在进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统的规律,还要考虑等系统的影响力。(5)系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理:生态工程需要通过该原理系统的结构。系统的整体性原理:系统各组分之间要有适当的,才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通。二、生态工程实例类型实例生态工程窦店村以沼气工程为中心的生态工程生态工程甘肃陇南地区“九子登科”的治理模式生态工程三北防护林生态工程,退耕还林还草生态工程工程鄱阳湖的综合治理工程赤峰

17、市元宝山矿区生态恢复工程生态工程张家港、大连等国家环境保护模式1.南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理有机结合起来,成为一个高效良性的循环,生态效益达到了良性发展。请你就此生态农场的特点,回答下列问题。(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理的原理和原理。(2)该系统的核心之一是沼气池,在沼气池发酵过程中,有一种微生物具有除臭作用,这种微生物是,它的除臭过程是。(3)据生态工程中的物种多样性原理这一理论,有人认为生态农业建设中,应使食物链和营养级越多越长越好。请你结合所学的生态工程和原理,分析该结论是否

18、正确,为什么? 。2.研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心,以保护生态环境为目标的“猪沼鱼肥果蔬”生态模式时绘出了如下模式图,请分析回答下列问题。(1)构建以沼气为中心的“猪沼鱼肥果蔬”生态模式时所依据的生态学原理是,该生态系统最大的优点是 。(2)该生态系统的“基石”是图中的,若要生产3 kg鸡肉最少需要水稻和大豆共 kg。(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物,其生态学作用主要是。(4)若农田内有害虫发生,要想既能保护环境又能有效防治害虫应采用的措施是。(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外,还有哪些用途?(写出两个)。考点一生态工程的五大原理项目理论基础意义实例物质循环

19、再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业生物多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性,提高系统的生产力“三北”防护林建设中的问题,珊瑚礁生态系统的生物多样性的问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力,可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题、过度放牧等整体性原理社会、经济、自然构成复合系统统一协调各种关系,保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题【例1】下图为窦店村综合发展生态工程示意图。请据图回答下列问题。(1)该工程主要运用了哪些生态工程的基本原理? 。(2)这一生态系统的结构和功能有哪些特点

20、? 。蓝绿萍的代谢类型是,属于生态系统成分中的。考点二生态工程的实例类型主要原理注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理核心:沼气工程优点:农、林、牧、副、渔全面发展;开发可更新资源,减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区,生态工程模式应各具特色大区域生态系统恢复工程物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理工程建设中应注意的问题:考虑树种生态适应性问题,种植适宜品种考虑树种多样性,保证防护林体系稳定性不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理主要措施:退耕还湖主要困难:解决迁出湖区居民的生计问题矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理种植