四川省成都經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)高考生物 專(zhuān)題34胚胎工程 生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 選修1.ppt

專(zhuān)題3 4胚胎工程生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 要點(diǎn)探究 欄目導(dǎo)航 課前導(dǎo)學(xué) 走近高考 基礎(chǔ)梳理 一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 精子的發(fā)生 場(chǎng)所 睪丸的曲細(xì)精管 時(shí)間 初情期 生殖機(jī)能衰退 過(guò)程 精原細(xì)胞 階段 有絲分裂 精原細(xì)胞 初級(jí)精母細(xì)胞 m 2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞 m 4個(gè)精子細(xì)胞 變形 精子 階段 階段 1 卵子的發(fā)生 2 場(chǎng)所 卵巢 輸卵管 時(shí)間 始于性別分化后 胚胎時(shí)期 過(guò)程 卵原細(xì)胞 有絲分裂 卵原細(xì)胞 初級(jí)卵母細(xì)胞 第一極體 次級(jí)卵母細(xì)胞 m 第二極體 卵子 2個(gè)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(chǎng)所 輸卵管 2 過(guò)程 準(zhǔn)備階段 精子獲能 卵子的準(zhǔn)備 發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期 受精階段 頂體反應(yīng) 穿越放射冠 透明帶反應(yīng) 屏障1 卵黃膜封閉作用 屏障2 雌 雄原核形成 配子結(jié)合成受精卵 3 卵子受精完成的標(biāo)志 在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)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(xì)胞的采集和培養(yǎng) 促性腺激素 超聲波探測(cè)儀 內(nèi)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(jié)合形成合子 2 早期胚胎培養(yǎng) 1 培養(yǎng)液成分 無(wú)機(jī)鹽 有機(jī)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(yīng)用和前景1 胚胎移植 1 胚胎來(lái)源 轉(zhuǎn)基因 核移植 體外受精 體內(nèi)受精 2 實(shí)質(zhì) 產(chǎn)生胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過(guò)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?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛能 6 基本程序 對(duì)供 受體的選擇和處理 配種或人工授精 對(duì)胚胎的收集 沖卵 檢查 培養(yǎng)或保存 時(shí)期 桑椹胚或囊胚 胚胎移植 檢查 2 胚胎分割 1 概念 采用機(jī)械方法將早期胚胎分割成2等份 4等份或8等份等 經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù) 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(xiàng) 將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 4 意義 加快繁殖速度 是動(dòng)物無(wú)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(xì)胞 es或ek細(xì)胞 1 來(lái)源 早期胚胎或原始性腺 2 特點(diǎn) 四 生物技術(shù)的安全和倫理問(wèn)題1 轉(zhuǎn)基因生物的安全性 1 轉(zhuǎn)基因生物存在安全性的原因 目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu) 調(diào)控機(jī)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(jī)插入宿主細(xì)胞基因組的 2 對(duì)安全性問(wèn)題的爭(zhēng)論 食物安全 毒性蛋白 過(guò)敏原 營(yíng)養(yǎng)成分的改變等 生物安全 對(duì)生物多樣性的影響 環(huán)境安全 對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 2 生物技術(shù)的倫理問(wèn)題 1 克隆人 中國(guó)政府的態(tài)度 禁止生殖性克隆人 但不反對(duì)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(shí)驗(yàn) 2 試管嬰兒 設(shè)計(jì)試管嬰兒需對(duì)胚胎進(jìn)行基因檢測(cè) 3 基因身份證 記錄某個(gè)人某些基因的身份證 3 禁止生物武器 1 種類(lèi) 病菌 病毒 生化毒劑及經(jīng)基因重組的致病菌 2 我國(guó)政府態(tài)度 任何情況下不發(fā)展 不生產(chǎn) 不儲(chǔ)存生物武器 并反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散 知識(shí)導(dǎo)圖 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)一 胚胎工程 問(wèn)題引領(lǐng) 1 胚胎工程的理論依據(jù)是什么 2 如何生產(chǎn)試管動(dòng)物 3 胚胎移植的操作流程是怎樣的 1 理論依據(jù) 體內(nèi)受精及早期胚胎發(fā)育 2 胚胎工程的三個(gè)操作流程 1 試管動(dòng)物生產(chǎn)流程 2 克隆動(dòng)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(xì)胞分裂是連續(xù)的 是在睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)進(jìn)行的 卵子的發(fā)生中兩次細(xì)胞分裂是不連續(xù)的 減數(shù)第一次分裂在卵巢內(nèi)完成 產(chǎn)生的次級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)入輸卵管 在與精子的結(jié)合過(guò)程中完成減數(shù)第二次分裂 產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵子和第二極體 2 卵裂階段物質(zhì)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(gè)細(xì)胞體積減少 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dna含量保持相對(duì)穩(wěn)定 該過(guò)程中有機(jī)物總量減少 因?yàn)橐恢焙粑亩粡耐饨缥?3 胚胎移植過(guò)程中兩次使用促性腺激素 第一次對(duì)受 供體進(jìn)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(shù)包含的內(nèi)容很豐富 下圖是胚胎工程技術(shù)研究及應(yīng)用的相關(guān)情況 其中供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛 供體2是黃牛 請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題 1 應(yīng)用1中獲得的小牛 其遺傳物質(zhì)來(lái)源于 為一次獲得多個(gè)細(xì)胞b 往往需要向供體2內(nèi)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(jìn)行培養(yǎng) 其目的是 3 通過(guò)應(yīng)用2獲得小牛 涉及胚胎工程的最后一道 工序 是 4 應(yīng)用3中的細(xì)胞d取自囊胚的 細(xì)胞c取自牛胎兒的 5 應(yīng)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(dǎo)引 1 圖中應(yīng)用1 2 3 4分別是哪種生物技術(shù) 2 各種生物技術(shù)產(chǎn)生的后代遺傳物質(zhì)的來(lái)源有哪些 解析 解答本題需根據(jù)圖中提供的信息作答 1 應(yīng)用1是核移植技術(shù) 由供體1提供的細(xì)胞a和供體2提供的細(xì)胞b構(gòu)建的重組細(xì)胞中含有這兩個(gè)供體的遺傳物質(zhì) 根據(jù)性激素分泌的反饋調(diào)節(jié)過(guò)程可知 體內(nèi)性激素水平過(guò)高會(huì)抑制下丘腦和垂體的功能 2 一定濃度的肝素溶液可誘導(dǎo)精子獲能 3 胚胎工程的最后一道 工序 是胚胎移植 4 應(yīng)用3是胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 胚胎干細(xì)胞可來(lái)自囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的原始性腺 5 應(yīng)用4是胚胎分割移植 切割的胚胎是由供體1的卵細(xì)胞和良種公牛的精子結(jié)合形成的受精卵發(fā)育而來(lái) 性別無(wú)法確定 答案 1 供體1和供體2注射一定量的性激素后會(huì)抑制下丘腦和垂體的活動(dòng) 從而導(dǎo)致相關(guān)激素分泌量下降 進(jìn)而引起自身性激素分泌量減少 影響排卵 2 誘導(dǎo)精子獲能 3 胚胎移植 4 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)原始性腺 5 雌性或雄性 遷移應(yīng)用 胚胎移植的基本程序如圖 以牛胚胎移植為例 請(qǐng)據(jù)圖回答 1 對(duì)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(dòng)物受精過(guò)程有下列中的機(jī)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(dǎo)致透明帶反應(yīng)c 精子觸發(fā)卵黃膜表面微絨毛的抱合反應(yīng)d 精子入卵后 觸發(fā)卵黃膜封閉作用 4 與受精有關(guān)的過(guò)程有 第一次卵裂開(kāi)始 釋放第二極體 頂體反應(yīng) 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?yàn)?填序號(hào) 受精的標(biāo)志是 5 若供體母牛具有許多優(yōu)良性狀 可利用體細(xì)胞克隆技術(shù)加速遺傳改良進(jìn)程 請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題 目前核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是 用于核移植的體細(xì)胞一般選用代以?xún)?nèi)的細(xì)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(duì)供 受體母牛進(jìn)行選擇 并用激素進(jìn)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(nèi)的胚胎沖洗出來(lái) 此過(guò)程稱(chēng)為 沖卵 3 透明帶反應(yīng)是防止多個(gè)精子進(jìn)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(guò)程為 精卵相遇 發(fā)生頂體反應(yīng) 精子穿過(guò)放射冠 精子接觸透明帶 精子穿過(guò)透明帶 接觸卵黃膜 精子頭膨脹 同時(shí)次級(jí)卵母細(xì)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(gè)原核融合 第一次卵裂即將開(kāi)始 5 目前核移植技術(shù)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(xì)胞一般都選用10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞 因10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞一般能保證正常的二倍體核型 保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ) 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(gè)極體 5 顯微操作去核法 1010代以?xún)?nèi)的細(xì)胞一般能保證正常的二倍體核型 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 轉(zhuǎn)基因生物的安全性及生物技術(shù)的倫理問(wèn)題 問(wèn)題引領(lǐng) 1 現(xiàn)代生物技術(shù)帶來(lái)的安全性和倫理問(wèn)題有哪些 2 應(yīng)如何正確地看待和發(fā)展現(xiàn)代生物技術(shù) 1 理性看待轉(zhuǎn)基因生物 1 轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(diǎn)分析 2 對(duì)待轉(zhuǎn)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(shù)的倫理問(wèn)題 1 克隆人 2 試管嬰兒技術(shù)與設(shè)計(jì)試管嬰兒比較 3 基因檢測(cè) 1 概念 指通過(guò)基因芯片對(duì)被檢測(cè)者細(xì)胞中的dna分子進(jìn)行檢測(cè) 分析出被檢測(cè)者所含的各種致病基因和疾病易感基因情況的一種技術(shù) 2 爭(zhēng)論焦點(diǎn) 基因檢測(cè)能否能達(dá)到預(yù)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(zhuǎn)基因產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入尋常百姓家 有資料顯示 我國(guó)餐桌上有50 以上的大豆色拉油屬于轉(zhuǎn)基因食品 然而近年來(lái) 有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品是否影響健康的爭(zhēng)論不絕于耳 例如 1999年 美國(guó)康奈爾大學(xué)losey等人將轉(zhuǎn)bt基因 蘇云金桿菌殺蟲(chóng)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(dá)44 而對(duì)照組無(wú)一死亡 研究者認(rèn)為該轉(zhuǎn)基因玉米對(duì)非靶生物有毒 1 報(bào)道轉(zhuǎn)基因作物大面積種植已達(dá)7年 食用轉(zhuǎn)基因食品的人群至少已有10億之多 至今沒(méi)有轉(zhuǎn)基因食品不安全的任何實(shí)例 轉(zhuǎn)基因食品是安全的 試分析原因 2 自1983年轉(zhuǎn)基因作物在美國(guó)問(wèn)世以來(lái) 用生物技術(shù)改造農(nóng)產(chǎn)品的研究與應(yīng)用進(jìn)展飛快 2001年全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積達(dá)到了5000萬(wàn)公頃 試問(wèn) 轉(zhuǎn)基因技術(shù)到底有什么優(yōu)勢(shì) 3 有人認(rèn)為轉(zhuǎn)基因生物會(huì)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(dǎo)引 1 從食品安全角度如何看待轉(zhuǎn)基因生物 2 從環(huán)境安全角度如何看待轉(zhuǎn)基因生物 解析 轉(zhuǎn)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(zhì) 這些物質(zhì)在不同生物體內(nèi)多數(shù)是相同的 轉(zhuǎn)基因食品只是增加了少量對(duì)人類(lèi)無(wú)害的基因 產(chǎn)生了特定的蛋白質(zhì) 不會(huì)從根本上改變生物的性質(zhì) 轉(zhuǎn)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(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō) 有很大的好處 由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)還不是很成熟 需要特別注意控制其副作用 答案 1 轉(zhuǎn)基因食物被煮熟之后 細(xì)胞就被破壞了 進(jìn)入人消化系統(tǒng)后 基因被消化成小分子物質(zhì)而失去遺傳作用 我們所吃的非轉(zhuǎn)基因改良谷物是長(zhǎng)期人工選擇的結(jié)果 人們食用后并未有不適和影響健康 轉(zhuǎn)基因食品僅是農(nóng)作物品種中加入一兩個(gè)對(duì)人類(lèi)無(wú)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(chǎn)量 解決糧食問(wèn)題 3 轉(zhuǎn)基因生物中所含的外源基因可能會(huì)通過(guò)雜交在環(huán)境中傳播 可能會(huì)由此產(chǎn)生超級(jí)雜草 超級(jí)害蟲(chóng)以及其他超級(jí)動(dòng)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(lèi)疾病的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型常用于致病機(jī)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(zhuǎn)基因模型大鼠的流程如圖所示 1 卵母細(xì)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(guān)基因作為 質(zhì)粒作為 二者需用切割后連接成重組載體 該過(guò)程與質(zhì)粒上含有有關(guān) 3 子代大鼠如果和 即可分別在分子水平和個(gè)體水平上說(shuō)明高血壓相關(guān)基因已成功表達(dá) 然后可用其建立高血壓轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型 4 在上述轉(zhuǎn)基因大鼠的培育過(guò)程中 所用到的主要胚胎工程技術(shù)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(shí) 1 卵細(xì)胞采集可從活體輸卵管中采集 也可從處死個(gè)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(guān)基因作為目的基因 與質(zhì)粒用同種限制酶切割后連接構(gòu)建成基因表達(dá)載體 是基因工程的核心環(huán)節(jié) 此過(guò)程要求質(zhì)粒上有與目的基因相同的限制酶切割位點(diǎn) 3 在分子水平上說(shuō)明高血壓相關(guān)基因表達(dá)的標(biāo)志為合成了相關(guān)蛋白質(zhì) 個(gè)體水平上高血壓相關(guān)基因成功表達(dá)的標(biāo)志則為大鼠出現(xiàn)高血壓癥狀 4 轉(zhuǎn)基因大鼠培育過(guò)程圖顯示 精子與卵細(xì)胞完成體外受精 形成受精卵后才作為受體細(xì)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(diǎn) 3 檢測(cè)到體內(nèi)有關(guān)蛋白質(zhì)出現(xiàn)高血壓 4 體外受精 2 2011年福建高考 一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦 生了一個(gè)鐮刀型細(xì)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(shí) 發(fā)現(xiàn)妻子的雙側(cè)輸卵管完全堵塞 不能完成體內(nèi)受精 醫(yī)生為該夫婦實(shí)施了體外受精和產(chǎn)前基因診斷 過(guò)程如圖 請(qǐng)回答 1 過(guò)程 是指在體外進(jìn)行的處理 從而使精子與卵子結(jié)合形成受精卵 過(guò)程 稱(chēng)為 2 在對(duì)胎兒進(jìn)行鐮刀型細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前基因診斷時(shí) 要先從羊水中的胎兒細(xì)胞提取物質(zhì) 進(jìn)行pcr擴(kuò)增 然后用mst 對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行切割 產(chǎn)生多個(gè)片段的酶切產(chǎn)物 據(jù)此判斷 mst 是一種酶 3 不同長(zhǎng)度的酶切產(chǎn)物在電泳時(shí)移動(dòng)的速率不同 形成不同的電泳條帶 該家庭成員的鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如 據(jù)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(guān)知識(shí) 1 精子取出需經(jīng)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(guò)程稱(chēng)為胚胎移植 2 產(chǎn)前基因診斷需準(zhǔn)備大量待測(cè)基因 即需將dna進(jìn)行pcr擴(kuò)增 從mst 能對(duì)dna分子進(jìn)行切割來(lái)看 mst 是一種限制性核酸內(nèi)切酶 3 假設(shè)致病基因用a表示 正?；蛴胊表示 則患兒基因型為aa 進(jìn)行電泳只產(chǎn)生一種條帶 與父母的基因電泳條帶對(duì)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(shuō)明胎兒正常 答案 1 精子獲能胚胎移植 2 dna限制性核酸內(nèi)切 3 正常 3 2010年海南高考 請(qǐng)回答胚胎工程和基因工程方面的問(wèn)題 1 應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出 試管牛 試管牛的培育需經(jīng)過(guò)體外受精 以及在母體中發(fā)育和產(chǎn)出等過(guò)程 2 在 試管牛 的培育過(guò)程中 要使精子和卵母細(xì)胞在體外成功結(jié)合 需要對(duì)精子進(jìn)行處理 使其 另外 培養(yǎng)的卵母細(xì)胞需要發(fā)育至減數(shù)第二次分裂的中期 該