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高中二年级生物

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    供体器官的短缺和排斥是器官移植的重要问题,而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解。

    (1)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___________期的卵细胞。
    (2)重组细胞发育的过程中,细胞开始分化发生在__________期。
    (3)治疗性克隆所用的技术名称是___________,要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用____________技术。
    (4)已知患者又是红绿色盲的女性,图中提供卵细胞的为完全正常的年轻女性。移植器官后,该患者所生育子代红绿色盲的情况是____________。
    (5)我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究,请你谈谈为什么要反对克隆人?________________(至少写出两条理由)。
    本题信息:2011年同步题生物读图填空题难度较难 来源:马娟
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本试题 “供体器官的短缺和排斥是器官移植的重要问题,而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解。(1)正常情况下,去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵...” 主要考查您对

人类红绿色盲症

动物细胞的核移植技术

体内受精和早期胚胎发育

胚胎工程的应用及前景

关注生物技术的伦理问题

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人类红绿色盲症:

1、红绿色盲:是道尔顿发现的,所以又名道尔顿症。它的遗传方式是伴X隐性遗传病。
2、人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型:
女性 男性
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
表现型 正常 正常(携带者) 色盲 正常 色盲

知识点拨:

红绿色盲的遗传特点:
1、色盲的男性患者多于女性患者,因为女性两个Xb才能患病,男性一个Xb就患病。
2、交叉遗传。
3、女患其父子必患。
红绿色盲的遗传方式:

1、 正常女性与色盲男性的婚配图解:男性的色盲基因只能传给女儿,不能传给儿子。

2、女性携带者和正常男性的婚配图解:男孩的色盲基因只能来自于母亲。

动物细胞的核移植技术:

1.原理:动物细胞核的全能性和细胞膜具一定的流动性。
2.种类:动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,前者比较容易。
3.材料
(1)供体细胞一般选优良动物的传代培养10代以内的细胞。
(2)受体细胞一般为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞:①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;②卵母细胞体积大,便于操作;③卵黄多,营养物质丰富。
4.过程


体细胞核移植的大致过程是:
高产奶牛(提供体细胞)进行细胞培养;同时采集卵母细胞,在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞,去核(显微操作) ;将供体细胞注入去核卵母细胞;通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎;将胚胎移入受体(代孕)母牛体内;生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛。
5、体细胞核移植技术的应用:
①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;
②保护濒危物种,增大存活数量;
③生产珍贵的医用蛋白;
④作为异种移植的供体;
⑤用于组织器官的移植等。

知识点拨:

选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富; 细胞质不会抑制细胞核全能性的表达。
知识拓展:

1、体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
2、细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,佯随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
3、核移植时,一般先用电刺激使供受体细胞融合,再用物理或化学方法激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。
4、克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同,而不是完全相同,因为克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞;生物的性状不仅与遗传物质有关,还受环境的影响。
5、克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。

体内受精和早期胚胎发育:

1、精子和卵子的发生:

项目 精子 卵子
场所 睾丸曲细精管 卵巢
时间 初情期开始 胎儿时期性别分化以后
过程
(在卵细胞膜和透明带的间隙有两个集体是判断卵子受精的标志)
结果 4个精子 1个卵细胞;3个极体
MⅠ和MⅡ是否连续

2、受精作用
(1)受精作用的场所:输卵管。
(2)受精前的准备阶段
①精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力的生理现象。
②卵子的准备:在输卵管中发育达到减数第二次分裂的中期,才具备与精子受精的能力。
(3)受精阶段——四步曲
第一步:精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质,透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步:精子进入卵细胞腆。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步:原核形成。雄原核形成和雌原核形成。
第四步:合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。
3、胚胎发育:
(1)过程:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
①卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
②桑椹胚:32个细胞左右的胚胎(之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞);
③囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔(注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化);
④原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。(细胞分化在胚胎期达到最大限度)
(2)图示:


知识点拨:

受精过程中的几个反应:
(1)顶体反应:精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠。
(2)透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应(它是防止多精子入卵受精的第一道屏障);
(3)卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程(它是防止多精子入卵受精的第二道屏障);精子尾部脱落,原有核膜破裂形成雄原核,同时卵子完成减二分裂,形成雌原核(注意:受精标志是第二极体的形成;受精完成标志是雌雄原核融合成合子)。

知识拓展:

1、成熟的精子并不具备受精能力,必须获能后才具备受精能力。
2、卵细胞形成过程中,减数第一次分裂在排卵前后完成,而减数第二次分裂在受精时完成。
胚胎工程的应用及前景:

1、胚胎移植
(1)概念:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。  
(2)基本程序主要包括:
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
(3)胚胎移植的意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(4)胚胎移植的生理学基础:
①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
2、胚胎分割
(1)概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4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,形态正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割)
(3)理论基础:细胞的全能性。
(4)所用仪器设备:实体显微镜和显微操作仪。
(5)操作过程:选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,移人盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或分割刀进行分割。
(6) 意义:加快繁殖速度。
3、胚胎干细胞
(1)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
(2)具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
(3)胚胎干细胞的主要用途是:
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律;
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料,在培养液中加入分化诱导因子,如牛黄酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段;
③可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合症、少年糖尿病等;
④利用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恢复正常功能;
⑤随着组织工程技术的发展,通过ES细胞体外诱导分化,定向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。
知识点拨:

1、供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的且身体健康有良好的生育能力的品种。
2、地位:如转基因、核移植,或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。
3、胚胎分割要求:对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,属于无性繁殖。
5、实质:是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,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。
6、优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,从而大大缩短了供体本身的繁殖周期,大大推动了畜牧业的发展。

生物技术的伦理问题:

1、克隆人:
(1)分类:生殖性克隆与治疗性克隆
①生殖性克隆是指以繁殖个体为目的,即用于产:生人类个体,属于无性繁殖。
②治疗性克隆是揩利用核移植技术获得克隆人胚胎,然后从胚胎中提取干细胞进行医学研究,是利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于移植。
(2)克隆技术引发的伦理问题

观点 理由
不赞成 ①克隆人严重违反了人类伦理道德;②克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;③克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人;④克隆技术尚不成熟
赞成 ①技术型问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决;②克隆人是一项科学研究,既然是科学,就应该允许研究克隆人。
(3)中国政府的态度禁止生殖性克隆人,原则是不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但不反对治疗‘性克隆。
2、试管婴儿与设计试管婴儿
(1)试管婴儿是利用体外受精和胚胎移植等技术繁殖个体,其主要目的是解决不孕夫妇的生育问题。
(2)设计试管婴儿与试管婴儿相比需在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断,以筛选出符合特殊要求的胚胎,进而生出特定类型的婴儿。
(3)设计试管婴儿引发的伦理道德问题
观点 理由
不符合伦理道德 (1)把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊重
(2)早期的生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余的胚胎,无异于“谋杀”
(3)有人会滥用设计试管婴儿技术,而设计婴儿性别
符合伦理道德 (1)设计试管婴儿是为了救人,是救治患者的最好、最快捷的方法之一
(2)提供骨髓中造血千细胞并不会对试管婴儿造成损伤
(3)脐带血乃试管婴儿的“身外之物”
政府观点 中国卫生部在《体外受精——胚胎移植及其衍生技术规范》中规定:“实施体外受精——胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部的批准证书”。中国政府的态度:禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆。四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
3、基因身份证:
(1)否定的理由:个人基因资讯的泄漏造成基因歧视,势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
(2)肯定的理由:通过基因检测可以及早采取预防措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的。
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