2019高考生物一輪總復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 第3講 胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件 新人教版選修3.ppt

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選修三現(xiàn)代生物科技專題 選考內(nèi)容 第三講胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1 胚胎工程的概念 1 操作對象 動物的 或配子 2 技術(shù) 胚胎分割 胚胎干細胞培養(yǎng)等 2 精子和卵子的發(fā)生 1 精子的發(fā)生 場所 睪丸的 考點一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 早期胚胎 體外受精 胚胎移植 曲細精管 初情期 初級精母細胞 精子細胞 精子頭 頭部頂體 中心體 線粒體鞘 卵巢 胎兒期和初情期后 3 受精 1 場所 2 過程 輸卵管 雌性動物的生殖道 M 中期 放射冠 透明帶 卵細胞膜 有絲 桑椹胚 囊胚 內(nèi)細胞團 滋養(yǎng)層細胞 原腸胚 判斷下列說法的正誤 1 成熟的精子并不具有受精能力 必須獲能后才具備受精能力 2 排卵是指卵泡從卵巢中排出 3 精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開始的 4 卵子形成過程中 減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的 5 卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大 6 在胚胎發(fā)育過程中 細胞的分化出現(xiàn)在桑椹胚期 如圖表示哺乳動物發(fā)育過程的幾個階段 請據(jù)圖分析 1 A B C的名稱分別是什么 2 圖中的4和7兩個空腔是同一個結(jié)構(gòu)嗎 3 細胞分化開始出現(xiàn)于哪個時期 1部分的細胞將來形成什么結(jié)構(gòu) 4 早期胚胎的發(fā)育過程中 卵裂時細胞的體積和所有的細胞體積之和有何變化 提示 1 桑椹胚 囊胚 原腸胚 2 不是 分別是囊胚腔和原腸腔 3 細胞分化開始出現(xiàn)于B 囊胚 時期 l部分的細胞將來形成胎膜和胎盤 4 卵裂過程中 細胞只分裂而不生長 所以每個細胞的體積越來越小 總的體積基本不變 1 精子和卵子的發(fā)生 2 受精第一步 精子穿越放射冠和透明帶 頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞之間的物質(zhì) 透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障 第二步 精子進入卵細胞膜 卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的第二道屏障 第三步 原核形成 雄原核和雌原核形成 第四步 配子結(jié)合 雌 雄原核融合形成合子 受精卵 3 胚胎發(fā)育 高考警示 關(guān)于體內(nèi)受精的五點提醒 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 防止多精入卵的機制包括 第一道屏障 透明帶反應(yīng) 第二道屏障 卵細胞膜反應(yīng) 4 受精標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體 而受精過程完成的標(biāo)志是雌 雄原核的融合 5 卵裂期細胞體積 數(shù)量及胚胎總體積的變化細胞體積縮小 細胞數(shù)量增加 胚胎總體積不變或略有縮小 1 哺乳動物精子的發(fā)生是在 內(nèi)完成的 卵子的發(fā)生是在雌性動物的 內(nèi)完成的 2 精子頭部的頂體是由 發(fā)育來的 在受精階段發(fā)生頂體反應(yīng) 釋放 溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)和透明帶 獲能的精子穿越放射冠和透明帶 進入卵細胞膜完成受精的過程中會產(chǎn)生兩次生理反應(yīng) 阻止其他精子入卵 它們是透明帶反應(yīng)和 3 圖B中 代表個體發(fā)育 期 代表 寫結(jié)構(gòu)名稱 代表 寫細胞分裂時期 睪丸 卵巢 高爾基體 頂體酶 卵細胞膜反應(yīng) 胎兒 卵細胞膜 減數(shù)第二次 M 分裂 4 精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在 完成的 5 一個次級卵母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成 個卵子和 個第二極體 解析 1 哺乳動物精子的發(fā)生是在睪丸內(nèi)完成的 卵子的發(fā)生是在雌性動物的卵巢內(nèi)完成的 2 精子頭部的頂體是由高爾基體發(fā)育來的 在受精階段發(fā)生頂體反應(yīng) 釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)和透明帶 受精過程中阻止多精入卵的兩道屏障分別是透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng) 出生前 胎兒時期 1 1 3 初級卵母細胞的儲備在胎兒期完成 代表卵細胞膜 初情期后發(fā)生的變化是指初級卵母細胞經(jīng)過 減數(shù)第一次分裂 M 形成 次級卵母細胞和 第一極體 次級卵母細胞經(jīng)過 減數(shù)第二次分裂 M 形成卵細胞和 第二極體 然后由卵細胞與精子結(jié)合形成合子 受精卵 4 哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備 是在出生前 即胎兒時期 完成的 5 一個次級卵母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成1個卵子和1個第二極體 卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律 1 有機物 胚胎沒有和母體建立聯(lián)系 沒有從母體獲取有機物 而一直呼吸消耗 有機物總量減少 2 細胞體積 胚胎總體積不變或略有縮小 但細胞數(shù)目增多 所以每個細胞體積減小 3 細胞中DNA含量 伴隨細胞分裂 細胞數(shù)目增多 總DNA含量增多 但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定 技巧點撥 1 下列關(guān)于受精過程的敘述 錯誤的是 A 獲能后的精子與卵子相遇后 釋放頂體酶穿過透明帶進入放射冠B 透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障C 精子與卵細胞膜相互融合 精子入卵D 雄原核形成的同時 卵子完成減數(shù)第二次分裂 解析 大量獲能的精子接觸到卵子周圍的放射冠時 即開始釋放頂體酶 溶放射冠的卵丘細胞之間的物質(zhì) 這樣部分精子可徑直接觸到透明帶 A錯誤 透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障 卵細胞膜反應(yīng)是第二道屏障 B正確 精子與卵細胞膜相互融合 精子的頭部即進入卵細胞中 C正確 雄原核形成的同時 卵子完成減數(shù)第二次分裂 D正確 變式訓(xùn)練 A 1 體外受精 1 卵母細胞的采集和培養(yǎng) 考點二體外受精和胚胎工程的應(yīng)用 促性腺激素 3 受精 和培養(yǎng)成熟的卵子在 或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔?2 胚胎的早期培養(yǎng) 1 目的 檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力 2 培養(yǎng)液成分巧記 3 胚胎處理 或冷凍保存 假陰道法 電刺激法 培養(yǎng)法 獲能的精子 獲能溶液 受體移植 3 胚胎工程的應(yīng)用及前景 1 胚胎移植 概念剖析A 供體 能提供早期胚胎的雌性動物 B 受體 的其他雌性動物 基本程序 同種的 生理狀態(tài)相同 意義 充分發(fā)揮 生理學(xué)基礎(chǔ)A 移入 排卵后 的生理變化是相同的 B 收集 早期胚胎處于 C 存活 受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生 D 遺傳性 供體胚胎可與受體子宮建立正常的 聯(lián)系 但移入受體的供體胚胎的 不受任何影響 雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 供 受體生殖器官 游離狀態(tài) 免疫排斥反應(yīng) 生理和組織 遺傳特性 2 胚胎分割 概念A(yù) 方法 機械方法 B 分割份數(shù) 將早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 C 目的 獲得 特點 動物 的方法之一 材料 發(fā)育良好 形態(tài)正常的 要求 將 均等分割 同卵雙胎或多胎 無性繁殖或克隆 桑椹胚或囊胚 內(nèi)細胞團 早期胚胎或原始性腺 小 大 核仁 全能性 發(fā)生分化 判斷下列說法的正誤 1 采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的數(shù)量是有限的 2 在對囊胚進行分割時 要將滋養(yǎng)層細胞均等分割 3 囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有發(fā)育全能性 4 在胚胎移植中 對供體母畜要做超數(shù)排卵處理 對供 受體要做同期發(fā)情處理 5 胚胎分割移植應(yīng)選取發(fā)育良好 形態(tài)正常的囊胚或原腸胚 6 胚胎干細胞在體外培養(yǎng)條件下具有增殖而不發(fā)生分化的特點 7 胚胎干細胞在分化誘導(dǎo)因子的作用下可以向不同類型的組織細胞分化 8 受精卵發(fā)育到原腸胚才能進行胚胎移植 3 在胚胎移植時下列 中哪一項沒有必要進行 對供體動物和受體動物進行免疫檢查 防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 用激素對供體動物做超數(shù)排卵處理 對供體 受體動物進行選擇 并用激素進行同期發(fā)情處理 沖卵后 對胚胎進行質(zhì)量檢查 提示 1 2 圖示過程中 是試管嬰兒的培育過程 是設(shè)計試管嬰兒培育的過程 后者比前者多了胚胎移植前的 遺傳學(xué)診斷 3 胚胎移植時 經(jīng)同期發(fā)情處理后 受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 故 不必進行 1 體外受精 1 卵母細胞的采集和培養(yǎng) 2 精子的采集和獲能 收集精子的方法 假陰道法 手握法和電刺激法等 對精子進行獲能處理 2 胚胎移植 1 理論基礎(chǔ) 高考警示 1 滋養(yǎng)層 飼養(yǎng)層 滋養(yǎng)層 囊胚時期沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列的 個體較小的細胞 滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤 飼養(yǎng)層 飼養(yǎng)層細胞一般為輸卵管上皮細胞 在干細胞培養(yǎng)時 可作為提供干細胞分裂 增殖的營養(yǎng)細胞 2 不同動物胚胎移植的時間不同 牛 羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段 小鼠 家兔在桑椹胚前 幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植 因為此時分化程度高 移植成功率很低 培育 試管山羊 的基本過程如下圖所示 若要培育成功 下列敘述正確的是 A A 甲過程中可通過給母山羊注射有關(guān)激素使其超數(shù)排卵B 乙過程的目的之一是促進卵母細胞和精子的成熟C 丙過程與乙過程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液D 丁過程中早期胚胎需移植到與供體性狀相同的代孕母山羊子宮內(nèi) 解析 甲過程的目的是采集卵母細胞并培養(yǎng)成熟 可通過注射促性腺激素促進母山羊超數(shù)排卵 乙過程的目的是促進精子和卵細胞結(jié)合 完成受精作用 受精是在獲能溶液或?qū)ｉT的受精溶液中進行的 而早期胚胎培養(yǎng)是在發(fā)育培養(yǎng)液中進行的 丁過程是胚胎移植 是將早期胚胎移植到同種的 生理狀態(tài)相同的雌性動物子宮內(nèi)使之繼續(xù)發(fā)育的過程 克隆動物和試管動物的異同 1 試管動物和克隆動物的性狀不同 前者由父本和母本共同決定 后者一般與核供體相同 2 試管動物和克隆動物的生殖方式不同 前者是有性生殖 后者是無性生殖 3 試管動物和克隆動物的產(chǎn)生過程不同 前者經(jīng)過了體外受精過程 后者經(jīng)過了核移植過程 4 試管動物和克隆動物細胞核遺傳物質(zhì)來源不同 前者細胞核遺傳物質(zhì)來自于母本和父本兩個個體 后者細胞核遺傳物質(zhì)僅來自一個個體 技巧點撥 變式訓(xùn)練 體細胞 核移植 早期 胚胎培養(yǎng) 2 體細胞進行體外培養(yǎng)時 所需氣體主要有O2和CO2 其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液 基 的 3 如果克隆過程中需進行基因改造 在構(gòu)建基因表達載體 重組載體 時必須使用 和 兩種工具酶 基因表達載體上除目的基因外 還需有 基因 以便選出成功導(dǎo)入基因表達載體的細胞 4 胚胎干細胞可以來自于囊胚中的 在一定條件下 胚胎干細胞可以分化形成不同的組織器官 若將圖中獲得的組織器官移植給個體 填 A 或 B 則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng) pH 或 酸堿度 限制性 核酸 內(nèi)切酶 或 限制酶 DNA連接酶 注 兩空可顛倒 標(biāo)記 內(nèi)細胞團 B 解析 本題主要考查了動物細胞工程 胚胎工程的技術(shù)手段 以及基因工程的工具 1 把B個體的體細胞核移植到A個體去核的卵母細胞中 得到的重組細胞再經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)獲得發(fā)育到不同時期的早期胚胎 2 動物細胞培養(yǎng)需要在含有95 空氣和5 二氧化碳的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng) 二氧化碳可維持培養(yǎng)液的pH 酸堿度 3 構(gòu)建基因表達載體時需對目的基因和運載體用限制酶和DNA連接酶進行改造 基因表達載體必須含有標(biāo)記基因以便于篩選出含目的基因的受體細胞 4 囊胚中的內(nèi)細胞團具有發(fā)育的全能性 可以作為胚胎干細胞的來源 通過核移植技術(shù)獲得的組織器官若移植給核供體 則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 考點三生物技術(shù)的安全性和倫理問題 工程菌 生物反應(yīng)器 滯后效應(yīng) 新的過敏原 營養(yǎng)成分 入侵的外來物種 穩(wěn)定性 3 理性看待生物技術(shù) 正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來的安全性問題 要 不能因噎廢食 制定 最大限度保證轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn)品的安全性 2 關(guān)注生物技術(shù)的倫理問題 趨利避害 政策和法規(guī) 生殖性 治療性 染色體 基因歧視 3 禁止生物武器 1 生物武器的種類 連線 種類實例 致病菌 病毒a 重組流感病毒 新型鼠痘病毒 生化毒劑b 鼠疫菌 炭疽桿菌 基因重組的致病菌c 肉毒桿菌毒素 b c a 2 我國政府觀點在任何情況下 生物武器 并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴散 不發(fā)展 不生產(chǎn) 不儲存 判斷下列說法的正誤 1 國際上大多數(shù)國家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害 2 轉(zhuǎn)入油菜的抗除草劑基因 可能通過花粉傳入環(huán)境中 3 目前對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上 4 轉(zhuǎn)基因作物被食用后 目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細胞中 5 種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散影響野生植物的遺傳 基因 多樣性 6 我國禁止生殖性克隆和治療性克隆 7 我國反對生物武器 但我國在特殊情況下可以生產(chǎn)生物武器 下圖是培育試管嬰兒的過程 請分析 1 過程 對精子和卵細胞有什么要求 2 進行過程 時 應(yīng)選擇什么時期的早期胚胎 3 圖中 和 兩種獲得試管嬰兒的培育方法有何不同 4 為什么現(xiàn)在大多數(shù)人反對設(shè)計嬰兒性別 提示 1 精子要獲能處理 卵細胞要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂的中期 2 桑椹胚或囊胚 3 是普通試管嬰兒的培育過程 是設(shè)計試管嬰兒的培育過程 后者比前者多了胚胎的遺傳學(xué)診斷過程 4 破壞了人類正常的性別比例 違反了倫理道德 1 理性看待轉(zhuǎn)基因生物 1 轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點 2 對待轉(zhuǎn)基因生物的正確態(tài)度 對轉(zhuǎn)基因生物出現(xiàn)激烈的倫理方面的爭論是正常的 關(guān)鍵是社會應(yīng)有正確的輿論導(dǎo)向 從而促進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 國家對轉(zhuǎn)基因技術(shù)要制定符合本國利益的政策和法規(guī) 在轉(zhuǎn)基因生物或其產(chǎn)品研究過程中 科學(xué)家要自覺遵守科學(xué)研究道德 3 轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因 目前對基因的結(jié)構(gòu) 調(diào)控機制及基因間的相互作用了解有限 目的基因往往是異種生物的基因 外源基因插入宿主細胞基因組的部位往往是隨機的 2 試管嬰兒與克隆人的比較 3 治療性克隆與生殖性克隆的比較 4 設(shè)計試管嬰兒技術(shù)與試管嬰兒技術(shù)的比較 高考警示 1 設(shè)計試管嬰兒和基因檢測在應(yīng)用方面并非完全不同 兩者都可用于避免遺傳病患兒的出生 從而降低人類遺傳病發(fā)病率 2 試管嬰兒和克隆人的形成過程并不相同 前者進行減數(shù)分裂和受精作用 而后者只進行有絲分裂 C A 利用 設(shè)計試管嬰兒 的臍帶血B 設(shè)計試管嬰兒 不一定非考慮他的性別C 利用 設(shè)計試管嬰兒 技術(shù)設(shè)計畸形胎兒 以供展覽D 利用 設(shè)計試管嬰兒 提供骨髓造血干細胞 救治病人 解析 試管嬰兒的設(shè)計一般是為了救治病人 需要試管嬰兒的骨髓干細胞 臍帶血等 這樣的設(shè)計都符合倫理道德 而那些為達到不正當(dāng)目的而設(shè)計試管嬰兒的做法都違背倫理道德 變式訓(xùn)練 A 解析 建立有關(guān)生物技術(shù)安全性和倫理問題的法律法規(guī) 是規(guī)范生物研究 防止生物技術(shù)濫用的有力武器 還可規(guī)范科學(xué)家的研究行為 對生物技術(shù)產(chǎn)生負面影響有抑制作用 課末總結(jié) 思維導(dǎo)圖 探究高考 明確考向 C 解析 精子在獲能液中于適宜條件下培養(yǎng)可以使精子獲能 A項正確 小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng) 注射促性腺激素能促進其超數(shù)排卵 B項正確 分割的胚胎細胞雖有相同的遺傳物質(zhì) 但由于生物的性狀還受環(huán)境等因素的影響 故發(fā)育成的個體會存在形態(tài)學(xué)差異 C項錯誤 胚胎干細胞可以發(fā)育成組織 器官 注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育 D項正確 B A 步驟甲 乙分別是指精子獲能 胚胎分割B 誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細胞C 受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營養(yǎng)液D 步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同 解析 圖中步驟甲是指體外受精 步驟乙是指胚胎移植 A項錯誤 誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素是促性腺激素 促性腺激素只能作用于性腺 B項正確 受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于受精卵中的細胞質(zhì) C項錯誤 體外受精可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐羞M行 與早期胚胎培養(yǎng)液成分并非基本相同 D項錯誤 3 2015 安徽卷 31 科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊 以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子 醫(yī)用蛋白 其技術(shù)路線如圖 1 由過程 獲得的A為 2 在核移植之前 必須先去掉受體卵母細胞的核 目的是 受體應(yīng)選用 中期卵母細胞 含目的基因的表達載體 保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞 M 3 進行胚胎移植時 代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生 這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能 4 采用胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆 理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊 這是因為 解析 1 目的基因?qū)胧荏w細胞前 需通過過程 形成含目的基因的表達載體 2 核移植前 去掉卵母細胞核的目的是使核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自含目的基因的成纖維細胞 受體應(yīng)選用減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞 3 胚胎移植時 代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能 4 整合有目的基因的成纖維細胞可以進行傳代培養(yǎng) 所以理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊 免疫排斥反應(yīng) 整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng) 生長發(fā)育或胚胎發(fā)育 隱性 A C 1 8 2 用以上最佳組合 按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體 精子要具有受精能力 需對其進行 處理 卵子的成熟在過程 中完成 在過程 的培養(yǎng)基中含有葡萄糖 其作用是 為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛 過程 前應(yīng)鑒定胚胎的 子代母牛的優(yōu)良性狀與過程 的基因重組有關(guān) 3 為了提高已有胚胎的利用率 可采用 技術(shù) 獲能或增強活力 供能 性別 高產(chǎn)奶和適應(yīng)本地生長的基因 胚胎分割 2 考查體外受精 早期胚胎培養(yǎng)及胚胎移植技術(shù) 精子要具備受精能力需對其進行獲能處理 以增強其活力 對于牛等大型動物 常直接從卵巢中吸取卵母細胞 即通過 過程獲得的卵母細胞不成熟 需在 過程中 通過人工培養(yǎng)成熟后才能受精 過程 的培養(yǎng)基中葡萄糖的作用是供能 為了篩選出具有優(yōu)良性 產(chǎn)奶量高且適宜本地生長 的母牛 胚胎移植前需進行性別 高產(chǎn)奶和適宜本地生長的基因的鑒定 雜交組合為 C AaBb 和 A aabb C在減數(shù)分裂形成卵細胞時 控制不同性狀的基因自由組合 產(chǎn)生多種卵細胞 進而產(chǎn)生多種基因型的子代 出現(xiàn)具備優(yōu)良性狀的個體 3 通過胚胎分割技術(shù) 可對早期胚胎均等分割 提高對已有胚胎的利用率