四川省成都經濟技術開發(fā)區(qū)高考生物 專題34胚胎工程 生物技術的安全性和倫理問題 選修1.ppt

專題3 4胚胎工程生物技術的安全性和倫理問題 要點探究 欄目導航 課前導學 走近高考 基礎梳理 一 體內受精和早期胚胎發(fā)育 精子的發(fā)生 場所 睪丸的曲細精管 時間 初情期 生殖機能衰退 過程 精原細胞 階段 有絲分裂 精原細胞 初級精母細胞 m 2個次級精母細胞 m 4個精子細胞 變形 精子 階段 階段 1 卵子的發(fā)生 2 場所 卵巢 輸卵管 時間 始于性別分化后 胚胎時期 過程 卵原細胞 有絲分裂 卵原細胞 初級卵母細胞 第一極體 次級卵母細胞 m 第二極體 卵子 2個第二極體 m 胎兒期 初情期后 排卵 指卵子從卵泡中排出 3 受精 1 場所 輸卵管 2 過程 準備階段 精子獲能 卵子的準備 發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期 受精階段 頂體反應 穿越放射冠 透明帶反應 屏障1 卵黃膜封閉作用 屏障2 雌 雄原核形成 配子結合成受精卵 3 卵子受精完成的標志 在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體 4 胚胎發(fā)育 二 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1 體外受精 1 卵母細胞的采集和培養(yǎng) 促性腺激素 超聲波探測儀 內窺鏡等 2 精子的采集和獲能 3 受精 獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子結合形成合子 2 早期胚胎培養(yǎng) 1 培養(yǎng)液成分 無機鹽 有機鹽 兩鹽 維生素 激素 兩素 氨基酸 核苷酸 兩酸 水 血清 2 胚胎去向 向受體移植或冷凍保存?zhèn)溆?三 胚胎工程的應用和前景1 胚胎移植 1 胚胎來源 轉基因 核移植 體外受精 體內受精 2 實質 產生胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過程 3 地位 胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序 移植的胚胎必須在原腸胚之前 不能直接移植受精卵 4 意義 充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能 6 基本程序 對供 受體的選擇和處理 配種或人工授精 對胚胎的收集 沖卵 檢查 培養(yǎng)或保存 時期 桑椹胚或囊胚 胚胎移植 檢查 2 胚胎分割 1 概念 采用機械方法將早期胚胎分割成2等份 4等份或8等份等 經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術 2 材料 發(fā)育良好 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 3 注意事項 將內細胞團均等分割 4 意義 加快繁殖速度 是動物無性繁殖或克隆的方法之一 其他克隆方法還有核移植 3 胚胎干細胞 es或ek細胞 1 來源 早期胚胎或原始性腺 2 特點 四 生物技術的安全和倫理問題1 轉基因生物的安全性 1 轉基因生物存在安全性的原因 目前對基因的結構 調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 外源基因往往是隨機插入宿主細胞基因組的 2 對安全性問題的爭論 食物安全 毒性蛋白 過敏原 營養(yǎng)成分的改變等 生物安全 對生物多樣性的影響 環(huán)境安全 對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 2 生物技術的倫理問題 1 克隆人 中國政府的態(tài)度 禁止生殖性克隆人 但不反對治療性克隆 四不原則 不贊成 不允許 不支持 不接受任何生殖性克隆人的實驗 2 試管嬰兒 設計試管嬰兒需對胚胎進行基因檢測 3 基因身份證 記錄某個人某些基因的身份證 3 禁止生物武器 1 種類 病菌 病毒 生化毒劑及經基因重組的致病菌 2 我國政府態(tài)度 任何情況下不發(fā)展 不生產 不儲存生物武器 并反對生物武器及其技術和設備的擴散 知識導圖 要點探究 探究點一 胚胎工程 問題引領 1 胚胎工程的理論依據是什么 2 如何生產試管動物 3 胚胎移植的操作流程是怎樣的 1 理論依據 體內受精及早期胚胎發(fā)育 2 胚胎工程的三個操作流程 1 試管動物生產流程 2 克隆動物的培育流程 3 胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植為例 1 精子的發(fā)生中兩次細胞分裂是連續(xù)的 是在睪丸的曲細精管內進行的 卵子的發(fā)生中兩次細胞分裂是不連續(xù)的 減數(shù)第一次分裂在卵巢內完成 產生的次級卵母細胞進入輸卵管 在與精子的結合過程中完成減數(shù)第二次分裂 產生一個成熟的卵子和第二極體 2 卵裂階段物質含量和體積大小的變化 從受精卵到囊胚階段胚胎總體積不變或略有減小 所以每個細胞體積減少 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dna含量保持相對穩(wěn)定 該過程中有機物總量減少 因為一直呼吸消耗而不從外界吸收 3 胚胎移植過程中兩次使用促性腺激素 第一次對受 供體進行同期發(fā)情處理 第二次用于供體的超數(shù)排卵 例1 2011南京模擬 胚胎工程技術包含的內容很豐富 下圖是胚胎工程技術研究及應用的相關情況 其中供體1是良種荷斯坦高產奶牛 供體2是黃牛 請據圖回答下列問題 1 應用1中獲得的小牛 其遺傳物質來源于 為一次獲得多個細胞b 往往需要向供體2內注入促性腺激素 而不是性激素 原因是 2 將優(yōu)良公牛的精子收集后放在一定濃度的肝素溶液中進行培養(yǎng) 其目的是 3 通過應用2獲得小牛 涉及胚胎工程的最后一道 工序 是 4 應用3中的細胞d取自囊胚的 細胞c取自牛胎兒的 5 應用4中獲得二分胚 和 移植到受體牛中得到兩只小牛 兩只小牛的性別是 思維導引 1 圖中應用1 2 3 4分別是哪種生物技術 2 各種生物技術產生的后代遺傳物質的來源有哪些 解析 解答本題需根據圖中提供的信息作答 1 應用1是核移植技術 由供體1提供的細胞a和供體2提供的細胞b構建的重組細胞中含有這兩個供體的遺傳物質 根據性激素分泌的反饋調節(jié)過程可知 體內性激素水平過高會抑制下丘腦和垂體的功能 2 一定濃度的肝素溶液可誘導精子獲能 3 胚胎工程的最后一道 工序 是胚胎移植 4 應用3是胚胎干細胞培養(yǎng)技術 胚胎干細胞可來自囊胚的內細胞團或胎兒的原始性腺 5 應用4是胚胎分割移植 切割的胚胎是由供體1的卵細胞和良種公牛的精子結合形成的受精卵發(fā)育而來 性別無法確定 答案 1 供體1和供體2注射一定量的性激素后會抑制下丘腦和垂體的活動 從而導致相關激素分泌量下降 進而引起自身性激素分泌量減少 影響排卵 2 誘導精子獲能 3 胚胎移植 4 內細胞團原始性腺 5 雌性或雄性 遷移應用 胚胎移植的基本程序如圖 以牛胚胎移植為例 請據圖回答 1 對供體母牛 供體公牛的要求是 2 同期發(fā)情處理的方法是 沖卵中的 卵 是指 3 哺乳動物受精過程有下列中的機制阻止多精子入卵受精 多選 a 精子獲能具有差異性b 精子穿越卵子透明帶觸及卵黃膜 導致透明帶反應c 精子觸發(fā)卵黃膜表面微絨毛的抱合反應d 精子入卵后 觸發(fā)卵黃膜封閉作用 4 與受精有關的過程有 第一次卵裂開始 釋放第二極體 頂體反應 穿越透明帶 雌 雄原核的形成 核膜消失 雌 雄原核融合 其正確的順序為 填序號 受精的標志是 5 若供體母牛具有許多優(yōu)良性狀 可利用體細胞克隆技術加速遺傳改良進程 請回答下列有關問題 目前核移植技術中普遍使用的去核方法是 用于核移植的體細胞一般選用代以內的細胞 原因是 解析 1 胚胎移植的供體公牛 供體母牛必須是具有優(yōu)良遺傳性狀的同種牛 2 胚胎移植首先要對供 受體母牛進行選擇 并用激素進行同期發(fā)情處理 一般注射促性腺激素 配種或輸精后第7天 用特制的沖卵裝置 把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來 此過程稱為 沖卵 3 透明帶反應是防止多個精子進入透明帶引起多精子入卵受精的第一道屏障 卵黃膜的封閉作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障 4 受精過程為 精卵相遇 發(fā)生頂體反應 精子穿過放射冠 精子接觸透明帶 精子穿過透明帶 接觸卵黃膜 精子頭膨脹 同時次級卵母細胞完成減數(shù)第二次分裂 釋放第二極體 雌 雄原核形成 核膜消失 兩個原核融合 第一次卵裂即將開始 5 目前核移植技術中普遍使用的去核方法是顯微操作去核法 用于核移植的供體細胞一般都選用10代以內的細胞 因10代以內的細胞一般能保證正常的二倍體核型 保證了供體細胞正常的遺傳基礎 答案 1 具優(yōu)良性狀的同種牛 2 注射促性腺激素早期胚胎 3 bd 4 卵黃膜和透明帶間出現(xiàn)兩個極體 5 顯微操作去核法 1010代以內的細胞一般能保證正常的二倍體核型 探究點一 探究點二 轉基因生物的安全性及生物技術的倫理問題 問題引領 1 現(xiàn)代生物技術帶來的安全性和倫理問題有哪些 2 應如何正確地看待和發(fā)展現(xiàn)代生物技術 1 理性看待轉基因生物 1 轉基因生物的優(yōu)缺點分析 2 對待轉基因生物的正確態(tài)度 趨利避害 但不能因噎廢食 2 生物技術的倫理問題 1 克隆人 2 試管嬰兒技術與設計試管嬰兒比較 3 基因檢測 1 概念 指通過基因芯片對被檢測者細胞中的dna分子進行檢測 分析出被檢測者所含的各種致病基因和疾病易感基因情況的一種技術 2 爭論焦點 基因檢測能否能達到預防疾病的目的 是否引起基因歧視及其他危害 例2 如今 從土豆 草莓到西紅柿 各種各樣的轉基因產品已經進入尋常百姓家 有資料顯示 我國餐桌上有50 以上的大豆色拉油屬于轉基因食品 然而近年來 有關轉基因食品是否影響健康的爭論不絕于耳 例如 1999年 美國康奈爾大學losey等人將轉bt基因 蘇云金桿菌殺蟲晶體蛋白基因 玉米花粉撒在苦芭菜上喂食黑脈金斑蝶 4天后死亡率達44 而對照組無一死亡 研究者認為該轉基因玉米對非靶生物有毒 1 報道轉基因作物大面積種植已達7年 食用轉基因食品的人群至少已有10億之多 至今沒有轉基因食品不安全的任何實例 轉基因食品是安全的 試分析原因 2 自1983年轉基因作物在美國問世以來 用生物技術改造農產品的研究與應用進展飛快 2001年全球轉基因作物的種植面積達到了5000萬公頃 試問 轉基因技術到底有什么優(yōu)勢 3 有人認為轉基因生物會造成基因污染 危害生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 你是怎樣理解的 思維導引 1 從食品安全角度如何看待轉基因生物 2 從環(huán)境安全角度如何看待轉基因生物 解析 轉基因食品絕大多數(shù)是安全的 人們從食物中獲得的是可以吸收的小分子物質 這些物質在不同生物體內多數(shù)是相同的 轉基因食品只是增加了少量對人類無害的基因 產生了特定的蛋白質 不會從根本上改變生物的性質 轉基因生物可以按照人們的意愿定向地改造其遺傳特性 所以對于人類來說 有很大的好處 由于轉基因技術還不是很成熟 需要特別注意控制其副作用 答案 1 轉基因食物被煮熟之后 細胞就被破壞了 進入人消化系統(tǒng)后 基因被消化成小分子物質而失去遺傳作用 我們所吃的非轉基因改良谷物是長期人工選擇的結果 人們食用后并未有不適和影響健康 轉基因食品僅是農作物品種中加入一兩個對人類無害的已知性狀的基因 2 可定向改造生物的性狀 可提高糧食產量 解決糧食問題 3 轉基因生物中所含的外源基因可能會通過雜交在環(huán)境中傳播 可能會由此產生超級雜草 超級害蟲以及其他超級動物等 使得生物多樣性等受到破壞 答案只要合理即可 1 2011年山東高考 人類疾病的轉基因動物模型常用于致病機理的探討及治療藥物的篩選 利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉基因模型大鼠的流程如圖所示 1 卵母細胞除從活體輸卵管中采集外 還可從已處死的雌鼠中獲取 2 圖中的高血壓相關基因作為 質粒作為 二者需用切割后連接成重組載體 該過程與質粒上含有有關 3 子代大鼠如果和 即可分別在分子水平和個體水平上說明高血壓相關基因已成功表達 然后可用其建立高血壓轉基因動物模型 4 在上述轉基因大鼠的培育過程中 所用到的主要胚胎工程技術是 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植 解析 本題考查胚胎工程知識 1 卵細胞采集可從活體輸卵管中采集 也可從處死個體卵巢中采集未成熟卵子 再將其培養(yǎng)到m 期利用 2 高血壓相關基因作為目的基因 與質粒用同種限制酶切割后連接構建成基因表達載體 是基因工程的核心環(huán)節(jié) 此過程要求質粒上有與目的基因相同的限制酶切割位點 3 在分子水平上說明高血壓相關基因表達的標志為合成了相關蛋白質 個體水平上高血壓相關基因成功表達的標志則為大鼠出現(xiàn)高血壓癥狀 4 轉基因大鼠培育過程圖顯示 精子與卵細胞完成體外受精 形成受精卵后才作為受體細胞的 答案 1 卵巢 2 目的基因載體同種限制酶限制酶切割位點 3 檢測到體內有關蛋白質出現(xiàn)高血壓 4 體外受精 2 2011年福建高考 一對表現(xiàn)型正常的夫婦 生了一個鐮刀型細胞貧血癥 常染色體隱性遺傳病 患兒 在他們欲生育第二胎時 發(fā)現(xiàn)妻子的雙側輸卵管完全堵塞 不能完成體內受精 醫(yī)生為該夫婦實施了體外受精和產前基因診斷 過程如圖 請回答 1 過程 是指在體外進行的處理 從而使精子與卵子結合形成受精卵 過程 稱為 2 在對胎兒進行鐮刀型細胞貧血癥的產前基因診斷時 要先從羊水中的胎兒細胞提取物質 進行pcr擴增 然后用mst 對擴增產物進行切割 產生多個片段的酶切產物 據此判斷 mst 是一種酶 3 不同長度的酶切產物在電泳時移動的速率不同 形成不同的電泳條帶 該家庭成員的鐮刀型細胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如 據此判斷該胎兒為 正常 患者 攜帶者 解析 本題考查胚胎工程的相關知識 1 精子取出需經獲能處理才能具備受精能力 受精卵發(fā)育為早期胚胎移入母體子宮過程稱為胚胎移植 2 產前基因診斷需準備大量待測基因 即需將dna進行pcr擴增 從mst 能對dna分子進行切割來看 mst 是一種限制性核酸內切酶 3 假設致病基因用a表示 正常基因用a表示 則患兒基因型為aa 進行電泳只產生一種條帶 與父母的基因電泳條帶對比可知 父母基因型都為aa 胎兒的基因電泳條帶只有一種 且與患兒不同 則可說明胎兒正常 答案 1 精子獲能胚胎移植 2 dna限制性核酸內切 3 正常 3 2010年海南高考 請回答胚胎工程和基因工程方面的問題 1 應用胚胎工程技術可以培育出 試管牛 試管牛的培育需經過體外受精 以及在母體中發(fā)育和產出等過程 2 在 試管牛 的培育過程中 要使精子和卵母細胞在體外成功結合 需要對精子進行處理 使其 另外 培養(yǎng)的卵母細胞需要發(fā)育至減數(shù)第二次分裂的中期 該