第38講-胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件

第38講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題【課標(biāo)解讀】課標(biāo)要求細(xì)解課標(biāo)核心素養(yǎng)1.簡(jiǎn)述動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程2.活動(dòng)要求:利用互聯(lián)網(wǎng)搜集有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展的資料3.簡(jiǎn)述胚胎工程的基本技術(shù)4.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題5.活動(dòng)要求:搜集文獻(xiàn)資料,就“轉(zhuǎn)基因食品是否安全”展開辯論6.舉例說出生物武器對(duì)人類的威脅活動(dòng)要求:搜集歷史上使用生物武器的資料,并分析其嚴(yán)重危害7.討論生物技術(shù)中的倫理問題1.簡(jiǎn)述精子與卵子的發(fā)生的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)2.簡(jiǎn)述受精過程和早期胚胎發(fā)育的基本過程和特點(diǎn)3.敘述體外受精及早期胚胎培養(yǎng)的條件及要求4.說出胚胎移植的理論基礎(chǔ)及技術(shù)流程5.說明胚胎分割技術(shù)的原理、步驟及技術(shù)流程6.理解胚胎干細(xì)胞的移植的概念及應(yīng)用7.關(guān)注生物技術(shù)的安全性和倫理問題1.生命觀念:通過胚胎發(fā)育過程,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能觀,物質(zhì)與能量觀2.科學(xué)思維:采用歸納與概括、演繹與推理等方法,以文字、圖示或模型的形式,理解動(dòng)物胚胎發(fā)育的技術(shù)流程3.科學(xué)探究:利用互聯(lián)網(wǎng)搜集有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展的資料4.社會(huì)責(zé)任:搜集文獻(xiàn)資料,就“轉(zhuǎn)基因食品是否安全”和“生殖性克隆人”以及歷史上使用生物武器的資料等社會(huì)熱點(diǎn)議題進(jìn)行理性判斷,形成珍愛生命、人與自然和諧發(fā)展的觀念考點(diǎn)一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育研析教材

內(nèi)化基本概念1.精子與卵子的發(fā)生(1)五個(gè)不同點(diǎn)的比較項(xiàng)目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場(chǎng)所睪丸曲細(xì)精管

.時(shí)間從

開始胚胎出現(xiàn)

后和初情期以后變形

.不需變形分裂均等分裂

(第一極體分裂除外)結(jié)果形成

個(gè)精子形成

和3個(gè)極體初情期卵巢性別分化需變形不均等分裂1個(gè)卵子4(2)二者的聯(lián)系①原始生殖細(xì)胞的增殖方式為

。②原始生殖細(xì)胞產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞為

;減數(shù)分裂過程中染色體行為、數(shù)目變化相同,都復(fù)制一次,分裂兩次,子細(xì)胞中染色體數(shù)目

。2.受精作用的過程有絲分裂減數(shù)分裂減半頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)3.早期胚胎發(fā)育過程有絲分裂增多不增加或略有縮小32全能細(xì)胞胎兒的各種組織胎膜和胎盤表層下方【深挖教材】(1)排卵是指卵子從卵泡中排出,還是指卵泡從卵巢中排出?提示:是指卵子從卵泡中排出。(2)剛排出的卵是成熟的卵子嗎?它在何處與精子受精?提示:剛排出的卵子尚未完全成熟,僅完成減數(shù)第一次分裂(或未完成減數(shù)第一次分裂,如馬),需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的?！咀灾髟\斷】(1)精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開始的(

)提示:精子發(fā)生從初情期開始;卵子發(fā)生從胚胎出現(xiàn)性別分化后開始?！?2)卵子受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙出現(xiàn)兩個(gè)極體(

)解析:卵母細(xì)胞自身一般分裂到減數(shù)第二次分裂中期即停止分裂,此時(shí)只分裂出第一極體;當(dāng)精子與處于減數(shù)第二次分裂中期的次級(jí)卵母細(xì)胞結(jié)合時(shí)(即受精時(shí)),次級(jí)卵母細(xì)胞才被激活分裂出第二極體,所以只要在卵細(xì)胞膜和透明帶之間能看到兩個(gè)極體就代表有精子與其受精。(3)在胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞的分化出現(xiàn)在桑椹胚時(shí)期(

)解析:在胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞的分化出現(xiàn)在囊胚時(shí)期?！獭?4)排卵是指卵泡從卵巢中排出(

)解析:排卵指卵子從卵泡中排出?！?5)受精前,精子需要獲能,卵子不需要獲能(

)解析:卵子在受精前也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程?！了伎继骄?/p>

培養(yǎng)科學(xué)思維1.受精過程中發(fā)生了哪些反應(yīng)?哪些機(jī)制保證了受精過程中只有一個(gè)精子的核和卵細(xì)胞的核結(jié)合過程及作用反應(yīng)過程作用頂體反應(yīng)精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放

的過程形成精子穿越

的通路,是精子和卵子結(jié)合必不可少的條件透明帶反應(yīng)精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間,會(huì)產(chǎn)生阻止后來的精子進(jìn)入

的生理反應(yīng)

的第一道屏障卵細(xì)胞膜反應(yīng)精子入卵后,

會(huì)立即發(fā)生一種生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)防止多精入卵受精的第二道屏障頂體酶放射冠透明帶防止多精入卵受精卵細(xì)胞膜(1)寫出各個(gè)階段的名稱:A:

,B:

,C:

。(2)辨認(rèn)圖中各結(jié)構(gòu)的名稱:②

,④

,⑤

,⑦

,⑧

。(3)A時(shí)期的細(xì)胞具有發(fā)育上的

性,B時(shí)期開始出現(xiàn)

,C時(shí)期開始出現(xiàn)

。(4)②將來發(fā)育成

。(5)由受精卵到B階段透明帶破裂之前這一過程中,細(xì)胞數(shù)目

,胚胎總體積

。桑椹胚2.請(qǐng)據(jù)圖分析哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育過程的幾個(gè)階段。囊胚原腸胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)囊胚腔外胚層原腸腔內(nèi)胚層全能細(xì)胞分化胚層分化胎兒的各種組織增多基本不變剖析題型

提升核心素養(yǎng)題型一精子和卵子發(fā)生和成熟過程1.(2018·江蘇鹽城)精子內(nèi)的頂體由溶酶體特化而來。精卵識(shí)別后,頂體釋放溶酶體酶使卵子外層形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.細(xì)胞中溶酶體酶的釋放可造成細(xì)胞裂解B.精子游向卵子所需的能量主要來自線粒體C.受精卵的形成依賴于生物膜的選擇透過性D.受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方,一半來自母方C解析:溶酶體是“消化車間”,能夠分解衰老、損傷的細(xì)胞器,因此細(xì)胞中溶酶體酶的釋放可造成細(xì)胞裂解;精子游向卵子所需的能量主要來自聚集在精子尾部的線粒體;受精卵的形成依賴于生物膜的流動(dòng)性;受精作用的實(shí)質(zhì)是精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相互融合,使彼此的染色體會(huì)合在一起,則受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方,一半來自母方。2.圖A為成熟精子的結(jié)構(gòu)示意圖,圖B是家畜卵子發(fā)生和成熟過程示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題:(1)精子的產(chǎn)生部位是

。卵子的形成發(fā)生在

內(nèi)。

(2)精子頭部的頂體是由

發(fā)育來的,在受精作用時(shí)發(fā)生頂體反應(yīng),釋放

,溶解卵丘細(xì)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(jìn)入卵細(xì)胞膜完成受精作用,會(huì)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中下列序號(hào)所代表的含義是:①

;③

;⑦

。

(4)精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在

完成的。

解析:哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備發(fā)生在胎兒時(shí)期即出生前,性成熟后再繼續(xù)發(fā)育。卵細(xì)胞形成發(fā)生在卵巢中。精子形成發(fā)生在睪丸的曲細(xì)精管中。答案:(1)睪丸的曲細(xì)精管卵巢(2)高爾基體頂體酶卵細(xì)胞膜反應(yīng)(3)胎兒卵細(xì)胞膜減數(shù)第二次(4)出生前(即胎兒時(shí)期)題型二體內(nèi)受精及早期胚胎發(fā)育過程分析3.下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物受精與胚胎發(fā)育的敘述,正確的是(

)A.絕大多數(shù)精卵細(xì)胞的識(shí)別具有物種特異性B.頂體反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障C.囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性D.原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個(gè)胚層A解析:同種動(dòng)物的精卵細(xì)胞的表面有特異性相互識(shí)別的蛋白,這是同種動(dòng)物的精卵能結(jié)合的原因之一;頂體反應(yīng)不能防止多精入卵受精;滋養(yǎng)層細(xì)胞不具有發(fā)育的全能性,即不能分化出成體動(dòng)物的所有組織和器官;原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)中外三個(gè)胚層。4.如圖表示高等動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過程,下列說法正確的是(

)解析:由受精卵發(fā)育為幼體是胚胎發(fā)育,①過程僅表示早期胚胎發(fā)育;卵裂過程中胚胎總體積基本不變,而每個(gè)細(xì)胞的體積減小;原腸胚期已發(fā)生了細(xì)胞的分化,最好在早期胚胎時(shí)進(jìn)行移植,如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚階段移植,而其他生物要在更早階段進(jìn)行。CA.圖中①過程表示整個(gè)胚胎發(fā)育B.受精卵卵裂過程中,每個(gè)細(xì)胞的體積不斷增大C.囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)能發(fā)育成胎兒的各種組織D.原腸胚是進(jìn)行胚胎移植的最好時(shí)期題后提升卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律(1)有機(jī)物:胚胎沒有和母體建立聯(lián)系,沒有從母體獲取有機(jī)物,而一直呼吸消耗,有機(jī)物總量減少。(2)細(xì)胞體積:胚胎總體積不變或略有縮小,但細(xì)胞數(shù)目增多,所以每個(gè)細(xì)胞體積減小。(3)細(xì)胞中DNA含量: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)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。考點(diǎn)二體外受精、早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應(yīng)用研析教材

內(nèi)化基本概念1.體外受精與早期胚胎培養(yǎng)(1)體外受精促性腺激素卵巢MⅡ假陰道法培養(yǎng)法獲能(2)早期胚胎培養(yǎng)①培養(yǎng)液成分:無機(jī)鹽、有機(jī)鹽(兩鹽);

(兩素);

(兩酸),另外還有水、血清等。②胚胎去向:

。2.胚胎移植(1)概念:將雌性動(dòng)物體內(nèi)的

,或者通過

及其他方式得到的胚胎,移植到

的其他雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。(2)地位:胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。(3)意義:充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的

。維生素、激素氨基酸、核苷酸向受體移植或冷凍保存早期胚胎體外受精同種的、生理狀態(tài)相同繁殖潛能(4)基本程序同期發(fā)情超數(shù)沖卵胚胎移植(5)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(胚胎移植成功的保障)環(huán)節(jié)生理基礎(chǔ)意義移入哺乳動(dòng)物在發(fā)情排卵后的最初一段時(shí)間,不論是否妊娠,

.生殖器官的生理變化是相同的為供體的胚胎移入

提供了相同的生理環(huán)境收集早期胚胎形成后,

母體子宮建立聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài)為胚胎的收集提供了可能存活受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生

反應(yīng)為胚胎在受體內(nèi)的

提供了可能發(fā)育供體胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系,且不影響供體胚胎的遺傳特性為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障,且保持了胚胎的

.同種動(dòng)物供、受體受體未與免疫排斥存活優(yōu)良遺傳特性3.胚胎分割(1)材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的

。(2)實(shí)質(zhì):胚胎分割可增加動(dòng)物后代,其實(shí)質(zhì)是

。(3)注意:對(duì)囊胚分割時(shí),注意將

均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的

。4.胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞)(1)來源:

。(2)特點(diǎn):形態(tài)上,體積

、細(xì)胞核

、核仁明顯;功能上,具有

;體外培養(yǎng)條件下可以

。(3)培養(yǎng)過程桑椹胚或囊胚動(dòng)物的無性繁殖或克隆內(nèi)細(xì)胞團(tuán)恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育小早期胚胎或原始性腺大發(fā)育的全能性增殖而不分化【深挖教材】對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),為什么要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割?提示:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)是發(fā)育成胚胎的基礎(chǔ)細(xì)胞,若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育,少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育等問題?！咀灾髟\斷】(1)從輸卵管沖取的卵子可與獲能的精子直接發(fā)生受精作用(

)提示:從輸卵管沖取的卵子可以直接與獲能的精子在體外受精,無須培養(yǎng)?！?2)在胚胎分割移植時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或原腸胚(

)提示:進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚?！?3)胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞體積較大,核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)(

)解析:胚胎干細(xì)胞具有體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)。(4)在胚胎移植中,對(duì)供體母羊要用促性腺激素進(jìn)行超數(shù)排卵處理(

)解析:促性腺激素可以促進(jìn)卵巢分泌雌性激素,進(jìn)而促進(jìn)卵子的生成。(5)胚胎分割時(shí)應(yīng)取內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞做DNA分析進(jìn)行性別鑒定(

)解析:胚胎分割時(shí)應(yīng)取滋養(yǎng)層的細(xì)胞做DNA分析進(jìn)行性別鑒定?！痢獭了伎继骄?/p>

培養(yǎng)科學(xué)思維如圖為胚胎移植過程示意圖,請(qǐng)回答下列問題:(1)胚胎移植對(duì)甲、乙、丙牛有何選擇標(biāo)準(zhǔn)?提示:供體(甲、丙)是遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體,受體(乙)是健康、有繁殖能力的個(gè)體。(2)過程①、②、③分別代表什么?提示:同期發(fā)情處理、胚胎移植、超數(shù)排卵。(3)在胚胎移植過程中兩次檢查的目的是什么?提示:①收集胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查。②移植后是否妊娠檢查。(4)欲得到更多的后代丁,可將收集得到的胚胎進(jìn)行如何處理?提示:胚胎分割?！旧疃人伎肌?1)排卵和沖卵有何區(qū)別?提示:排卵是卵子從卵泡中排出,沖卵是把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。(2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是什么?提示:是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變,因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。剖析題型

提升核心素養(yǎng)題型一體外受精和早期胚胎培養(yǎng)過程分析1.(2017·江蘇卷)下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.精子在獲能液中于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能B.小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng),注射相關(guān)激素有促進(jìn)超數(shù)排卵的作用C.分割的胚胎細(xì)胞有相同的遺傳物質(zhì),因此發(fā)育成的個(gè)體沒有形態(tài)學(xué)差異D.注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個(gè)體器官的發(fā)育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;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(jìn)其超數(shù)排卵;分割的胚胎細(xì)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(gè)體會(huì)存在形態(tài)學(xué)差異;胚胎干細(xì)胞可以發(fā)育成組織、器官,注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個(gè)體器官的發(fā)育。2.(山東卷節(jié)選)胚胎工程是一項(xiàng)綜合性的動(dòng)物繁育技術(shù),可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。如圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。解析:(1)獲取的卵母細(xì)胞只有少數(shù)成熟,大部分需培養(yǎng)后才發(fā)育成熟,具備受精條件。獲得的精子也要經(jīng)過獲能處理后才能與卵母細(xì)胞受精。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要給予O2和CO2,CO2的目的是維持培養(yǎng)液(基)正常的pH。(3)胚胎移植是胚胎工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也為研究胚胎工程的其他技術(shù)提供了保障。(1)從良種母牛采集的卵母細(xì)胞,都需要進(jìn)行體外培養(yǎng),其目的是

;從良種公牛采集的精子需

后才能進(jìn)行受精作用。

(2)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí),除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外,還需要提供

氣體以維持

。

(3)圖中過程A稱為

,它在胚胎工程中的意義在于

。

答案:(1)使卵母細(xì)胞成熟(或使卵母細(xì)胞獲得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)的pH(3)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率題后提升人工授精和體外受精的比較比較項(xiàng)目人工授精體外受精概念人工授精技術(shù)是指用相應(yīng)的器械采集公畜的精液,再將其注入正在發(fā)情的母畜的生殖道中,使母畜受孕的過程體外受精是指哺乳動(dòng)物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)場(chǎng)所母畜的生殖道內(nèi)體外過程人工采精→檢查與儲(chǔ)存精液→人工授精(用人工的方法將精液注入正在發(fā)情的母畜生殖道中)胚胎發(fā)育場(chǎng)所受精卵的形成和胚胎發(fā)育場(chǎng)所在母畜體內(nèi)受精卵的形成和早期胚胎發(fā)育在體外,胚胎移植后的胚胎發(fā)育在母畜體內(nèi)題型二胚胎移植的應(yīng)用及過程分析3.(2018·江蘇徐州模擬)如圖是克隆牛的操作流程示意圖,有關(guān)敘述正確的是(

)CA.卵母細(xì)胞屬于初級(jí)卵母細(xì)胞B.犢牛的質(zhì)基因可來自代孕母牛C.細(xì)胞①、②的培養(yǎng)與早期胚胎的培養(yǎng)都需加入動(dòng)物血清D.早期胚胎發(fā)育到囊胚期時(shí),需要取內(nèi)細(xì)胞團(tuán)部分細(xì)胞做DNA分析解析:卵母細(xì)胞是指發(fā)育到減Ⅱ中期的卵母細(xì)胞,屬于次級(jí)卵母細(xì)胞;犢牛的質(zhì)基因主要來自供體母牛的卵母細(xì)胞;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與早期胚胎的培養(yǎng)都需要加入血清或血漿等天然物質(zhì);早期胚胎發(fā)育到囊胚期時(shí),需要取滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析,進(jìn)行性別鑒定。4.(2014·山東卷)人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白,可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下:解析:(1)將目的基因和載體用同一種限制酶切割后能產(chǎn)生相同的末端,便于構(gòu)建表達(dá)載體。檢測(cè)目的基因是否成功插入的技術(shù)為DNA分子雜交技術(shù)。(2)利用促性腺激素可促進(jìn)母羊超數(shù)排卵。采集的精子必須經(jīng)過獲能處理后才具備受精能力。答案:(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針)(2)超數(shù)排卵獲能(處理)(1)htPA基因與載體用

切割后,通過DNA連接酶連接,以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測(cè)目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA,可采用

技術(shù)。

(2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞,要對(duì)供體母羊注射促性腺激素,使其

。采集的精子需要經(jīng)過

,才具備受精能力。

(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是

。為了獲得母羊,移植前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行

。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體,這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的

。

(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測(cè)到

,說明目的基因成功表達(dá)。

解析:(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物受精卵的常用方法是顯微注射法。為了獲得母羊,需對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定,性染色體組成為XX類型才能發(fā)育為母羊。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個(gè)個(gè)體,體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的全能性。(4)基因成功表達(dá)的標(biāo)志是產(chǎn)生了相應(yīng)的蛋白質(zhì),因此htPA基因成功表達(dá)的標(biāo)志是在轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測(cè)到htPA(或人組織纖溶酶原激活物)。答案:(3)顯微注射法性別鑒定全能性(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)5.(2018·河北模擬)慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況,缺乏白蛋白人就容易出現(xiàn)浮腫。人體的白蛋白正常值在每100mL血液中含有3.8～4.8g,如果比正常值低很多時(shí)就需要注射人血白蛋白,所以臨床上對(duì)白蛋白需求量很大。下圖是利用嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器制備藥用白蛋白的流程圖:(1)要實(shí)現(xiàn)①超數(shù)排卵,應(yīng)在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用

處理,然后在恰當(dāng)時(shí)期采集卵子。通過②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,常要用化學(xué)誘導(dǎo)法對(duì)羊的精子進(jìn)行

處理,即用一定濃度的

處理。

解析:(1)促性腺激素可促進(jìn)性腺的發(fā)育,在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用促性腺激素處理,可實(shí)現(xiàn)讓其超數(shù)排卵。通過②采集的精子用一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液進(jìn)行化學(xué)誘導(dǎo)處理,可使之獲能。答案:(1)促性腺激素獲能肝素或鈣離子載體A23187溶液解析:(2)已知白蛋白基因的堿基序列,可用DNA合成儀通過人工合成的方法獲取目的基因?；虮磉_(dá)載體中除目的基因和標(biāo)記基因外,還需要有乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子和終止子,乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子可以在啟動(dòng)乳腺蛋白基因轉(zhuǎn)錄的同時(shí)啟動(dòng)白蛋白基因的轉(zhuǎn)錄,終止子可使轉(zhuǎn)錄停止。(3)滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤,取囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞鑒定性別,對(duì)胚胎發(fā)育影響較小。嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器是讓目的基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá),以便從乳汁中提取白蛋白,因此應(yīng)選擇雌性胚胎進(jìn)行移植。答案:(2)人工合成乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子終止子(3)滋養(yǎng)層雌性(2)若我們已知白蛋白基因的堿基序列,一般采用

的方法獲取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá),完整的基因表達(dá)載體要包括目的基因、

、

、標(biāo)記基因等部分。

(3)對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí),宜取囊胚期的

細(xì)胞進(jìn)行鑒定,一般采用SRY—PCR方法,選擇出現(xiàn)陰性反應(yīng)的

(性別)胚胎進(jìn)行移植。

題后提升試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物的區(qū)別比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植實(shí)例試管牛克隆羊過程生殖方式有性生殖無性生殖遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來自兩個(gè)個(gè)體遺傳物質(zhì)大部分來自供核生物體意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進(jìn)程、挽救瀕危物種等題型三胚胎分割的應(yīng)用及過程分析6.(2018·江蘇卷)下列關(guān)于采用胚胎工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)某良種肉用牛快速繁殖的敘述,正確的是()A.采取激素注射等方法對(duì)良種母牛作超數(shù)排卵處理B.體外培養(yǎng)發(fā)育到原腸胚期的胚胎即可進(jìn)行移植C.使用免疫抑制劑以避免代孕牛對(duì)植入胚胎的排斥反應(yīng)D.利用胚胎分割技術(shù),同卵多胎較同卵雙胎成功率更高A解析:胚胎工程中,通常采用注射激素的方法對(duì)良種母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理;體外培養(yǎng)發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期的胚胎即可進(jìn)行移植;受體母牛不會(huì)對(duì)移入子宮的外來胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng),所以受體不需要使用免疫抑制劑;采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的,最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎,而同卵多胎成功的比例很小。7.(2018·黑龍江齊齊哈爾模擬)隨著生物技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代的試管嬰兒技術(shù)不僅能解決部分人的生育問題,還能實(shí)現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育?；卮鹣铝袉栴}:(1)培育試管嬰兒時(shí),為了提高受孕率,需培植多個(gè)胚胎,因此需要用

處理,促進(jìn)女性排出更多的卵子。從早期胚胎發(fā)育過程分析,從受精卵到原腸胚的過程中依次經(jīng)歷卵裂期→

,出現(xiàn)孵化的時(shí)期為

期。

解析:(1)培育試管嬰兒時(shí),為了提高受孕率,對(duì)女性用促性腺激素處理,可促進(jìn)女性排出更多的卵子。早期胚胎發(fā)育過程中,從受精卵到原腸胚依次經(jīng)歷了卵裂期→桑椹胚期→囊胚期,囊胚期透明帶破裂,胚胎從中伸展出來,稱為孵化。答案:(1)促性腺激素桑椹胚期→囊胚期囊胚解析:(2)血友病為伴X隱性遺傳病,妻子是血友病患者,丈夫正常,則其兒子一定患病,女兒一定正常,為了生育一個(gè)健康的孩子,進(jìn)行胚胎移植前需要進(jìn)行性別鑒定。囊胚中的滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育為胎膜、胎盤,取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行基因檢測(cè)不會(huì)對(duì)早期胚胎造成傷害。在基因工程中目的基因的檢測(cè)和鑒定會(huì)用到放射性同位素標(biāo)記的目的基因單鏈制成的DNA探針。答案:(2)性別鑒定滋養(yǎng)層目的基因的檢測(cè)和鑒定(2)優(yōu)生的最基本目的是讓每個(gè)家庭生出健康的孩子,若一對(duì)夫妻,妻子是血友病患者,丈夫正常,為了生育一個(gè)健康的孩子,進(jìn)行胚胎移植前需要進(jìn)行

,目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY—PCR法,操作的基本程序是:從被檢測(cè)的囊胚中取出幾個(gè)

細(xì)胞,提取DNA進(jìn)行擴(kuò)增,然后用DNA探針進(jìn)行檢測(cè)。在基因工程中

時(shí)也會(huì)用到DNA探針。解析:(3)胚胎分割移植技術(shù)提高了胚胎的利用率,讓優(yōu)良雌性供體僅提供胚胎,讓普通雌性受體承擔(dān)孕育胚胎的任務(wù),因此大大縮短了供體本身的繁殖周期,可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力,加快繁殖速度。答案:(3)大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力(3)在試管嬰兒技術(shù)中用到了胚胎移植技術(shù),而在一些優(yōu)良家畜繁育過程中常會(huì)用到胚胎分割移植技術(shù),該技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要意義是

。

題型四胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用8.(2018·湖南教育聯(lián)盟聯(lián)考)2018年3月14日物理學(xué)家霍金去世,他曾經(jīng)患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥即“漸凍癥”。有研究表明該病是由于突變的基因使神經(jīng)元合成了某種毒蛋白,從而阻礙了軸突內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng);也有最新研究結(jié)果表明,利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)制作前驅(qū)細(xì)胞,然后移植給漸凍癥實(shí)驗(yàn)鼠,能延長(zhǎng)其壽命。下列相關(guān)描述錯(cuò)誤的是(

)A.將控制合成破壞運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的毒蛋白基因替換,可以起到一定的治療作用B.植入神經(jīng)干細(xì)胞,使受損的運(yùn)動(dòng)功能得到恢復(fù),也可以起到一定的治療作用C.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化成多種細(xì)胞中核遺傳物質(zhì)不完全相同D.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的分化實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),細(xì)胞種類增多C解析:替換毒蛋白基因,導(dǎo)致神經(jīng)元不能合成破壞神經(jīng)元的毒蛋白,從而達(dá)到治療的目的;植入神經(jīng)干細(xì)胞,可增殖分化形成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,使受損的運(yùn)動(dòng)功能得到恢復(fù);誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化成多種細(xì)胞屬于細(xì)胞分化過程,細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)不變。9.閱讀如下材料,回答下列問題:材料甲

傳統(tǒng)哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞是在經(jīng)核移植構(gòu)建成重組胚胎的過程中獲得的。材料乙

現(xiàn)代在哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞中導(dǎo)入4個(gè)多能性相關(guān)的基因、2種特殊組蛋白的基因,在添加特殊化合物的培養(yǎng)基中培養(yǎng),能快速獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)。但是,這種方法誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞必須應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄病毒才能進(jìn)行基因組整合。材料丙

應(yīng)用iPS已經(jīng)成功培養(yǎng)和分化出心肌、神經(jīng)、胰腺、骨等多種體細(xì)胞和不同的組織,多能干細(xì)胞的研究在器官再生、修復(fù)和疾病治療方面極具應(yīng)用價(jià)值。(1)胚胎干細(xì)胞是從動(dòng)物胚胎發(fā)育至

期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的

中分離得到的一類細(xì)胞。

(2)iPS建立的過程需將病毒介導(dǎo)后的細(xì)胞接種于

細(xì)胞上,并于ES細(xì)胞專用培養(yǎng)體系中培養(yǎng),以維持不分化狀態(tài);所用逆轉(zhuǎn)錄病毒相當(dāng)于基因工程中的

,且病毒應(yīng)對(duì)生物體

。解析:(2)胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下,ES細(xì)胞可不斷增殖,而不發(fā)生分化,但需要將細(xì)胞培養(yǎng)在飼養(yǎng)層細(xì)胞上。由資料乙可知,逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是將目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞中,相當(dāng)于基因工程中載體的作用,作為載體應(yīng)對(duì)受體細(xì)胞無害。答案:(1)桑椹胚或囊胚原始性腺(2)飼養(yǎng)層載體無害(3)在體外培養(yǎng)條件下,培養(yǎng)液中加入

因子,可誘導(dǎo)iPS向不同類型的組織細(xì)胞分化,分化的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞中基因

的結(jié)果。

(4)對(duì)上述兩種方法獲得的由自體干細(xì)胞誘導(dǎo)分化形成的相應(yīng)組織、器官進(jìn)行移植,與傳統(tǒng)器官移植相比,其優(yōu)點(diǎn)是可避免發(fā)生

反應(yīng)。

解析:(4)胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化形成的相應(yīng)組織器官,與自身器官的抗原性一致。因此不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。答案:(3)分化誘導(dǎo)選擇性表達(dá)(4)免疫排斥題后提升滋養(yǎng)層與飼養(yǎng)層的區(qū)別及胚胎移植時(shí)間(1)滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層①滋養(yǎng)層:囊胚時(shí)期沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的、個(gè)體較小的細(xì)胞,滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤。②飼養(yǎng)層:飼養(yǎng)層細(xì)胞一般為輸卵管上皮細(xì)胞,在干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),可作為提供干細(xì)胞分裂、增殖的營養(yǎng)細(xì)胞。(2)不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同①牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段。②小鼠、家兔在桑椹胚前。③幾乎所有動(dòng)物都不能到原腸胚階段移植,因?yàn)榇藭r(shí)分化程度高,移植成功率很低?？键c(diǎn)三生物技術(shù)的安全性和倫理問題1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性(1)轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因①目前對(duì)

、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限。②目的基因往往是

的基因。③外源基因插入宿主基因組的部位往往是

的。(2)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論:在

三個(gè)方面存在激烈的爭(zhēng)論。(3)理性對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù):

?；虻慕Y(jié)構(gòu)異種生物研析教材

內(nèi)化基本概念隨機(jī)食物安全、生物安全、環(huán)境安全趨利避害,不能因噎廢食2.生物技術(shù)的倫理問題(1)克隆人①治療性克隆與生殖性克隆類型項(xiàng)目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的治療人類疾病用于生育,產(chǎn)生新個(gè)體水平

水平

水平聯(lián)系都屬于

繁殖;產(chǎn)生的新個(gè)體、新組織遺傳信息相同細(xì)胞②中國政府態(tài)度:

。(2)設(shè)計(jì)試管嬰兒:設(shè)計(jì)試管嬰兒需要對(duì)胚胎進(jìn)行

。個(gè)體禁止生殖性克隆人,不反對(duì)治療性克隆基因檢測(cè)無性3.基因身份證(1)否定的理由:個(gè)人基因資訊的泄露造成

,勢(shì)必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、個(gè)人婚姻困難和人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等。(2)肯定的理由:一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高,通過基因檢測(cè)可以,

達(dá)到挽救患者生命的目的。4.生物武器的種類提示:①—b②—c③—a基因歧視及早預(yù)防,及時(shí)治療【自主診斷】(1)轉(zhuǎn)基因作物被動(dòng)物食用后,目的基因會(huì)轉(zhuǎn)入動(dòng)物體細(xì)胞中(

)解析:轉(zhuǎn)基因作物被動(dòng)物食用后,目的基因在動(dòng)物體內(nèi)會(huì)被分解。(2)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴(kuò)散而影響野生植物的遺傳多樣性(

)解析:轉(zhuǎn)基因植物可能與野生植物發(fā)生雜交而出現(xiàn)基因交流,影響野生植物的多樣性。(3)轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物,不會(huì)導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加(

)解析:轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物可殺死無抗性昆蟲,對(duì)昆蟲的抗性起了選擇作用,所以會(huì)導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加?！痢獭?4)如果轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,則不會(huì)存在安全性問題()解析:來源于自然界的目的基因?qū)胫参矬w后,可能破壞原有的基因結(jié)構(gòu),具有不確定性,外源基因也可能通過花粉傳播,使其他植物成為“超級(jí)植物”等,所以轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在著安全性問題。(5)我國禁止生殖性克隆人和治療性克隆()解析:我國禁止生殖性克隆人,但不反對(duì)治療性克隆?！痢?6)中國反對(duì)生物武器,但中國在特殊情況下可以生產(chǎn)生物武器()解析:我國政府承諾在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器。×1.下圖是培育試管嬰兒的過程,請(qǐng)分析:思考探究

培養(yǎng)科學(xué)思維(1)圖中①②③和①②④⑤兩種獲得試管嬰兒的培育方法有何不同?提示:①②③是普通試管嬰兒的培育過程,①②④⑤是設(shè)計(jì)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”過程。(2)圖中①②③和①②④⑤兩種獲得試管嬰兒的培育方法有何相同點(diǎn)?提示:兩者都是體外受精、體外早期胚胎發(fā)育,再進(jìn)行胚胎移植,從生殖方式上都應(yīng)為有性生殖。2.設(shè)計(jì)試管嬰兒引發(fā)的倫理問題的不同觀點(diǎn)和理由觀點(diǎn)理由不符合倫理道德①把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠,是對(duì)生命的不尊重②早期的生命也有活下去的權(quán)利,拋棄或殺死多余的胚胎,無異于“謀殺”③有人會(huì)濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)來

等符合倫理道德①設(shè)計(jì)試管嬰兒是為了救人,是救治患者的最好、最快捷的辦法之一②提供

并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷③臍帶血乃試管嬰兒的“身外之物”政府觀點(diǎn)中國衛(wèi)生部在《體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定,實(shí)施體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)必須獲得衛(wèi)生部的批準(zhǔn)證書設(shè)計(jì)嬰兒性別骨髓中造血干細(xì)胞3.如何理性看待轉(zhuǎn)基因生物(1)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)①解決

問題②減少

,減少環(huán)境污染③增加

,提高附加值④增加食物種類,提升食物品質(zhì)⑤提高生產(chǎn)效率,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展①可能產(chǎn)生

.②可能產(chǎn)生

.

.③可能使疾病的傳播跨越物種障礙④可能會(huì)損害

.⑤可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的多樣性糧食短缺農(nóng)藥使用食物營養(yǎng)有毒蛋白或新過敏原重組病菌、重組病毒或超級(jí)雜草生物多樣性(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。剖析題型

提升核心素養(yǎng)題型一生物技術(shù)的安全性問題分析1.(2018·江蘇高考預(yù)測(cè))下列關(guān)于生物技術(shù)安全性和倫理問題的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.如果轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,則不存在安全性問題B.轉(zhuǎn)基因植物合成的蛋白質(zhì),可能成為某些人群新的過敏原C.克隆人可沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)倫理道德觀念D.運(yùn)用重組基因技術(shù)可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器A解析:如果轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,存在安全性問題;轉(zhuǎn)基因植物合成的蛋白質(zhì),可能成為某些人群新的過敏原;克隆人可沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)倫理道德觀念;運(yùn)用重組基因技術(shù)可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器。2.害蟲損傷番茄的葉片后,組成葉片細(xì)胞的細(xì)胞壁能釋放出一種類激素物質(zhì),這種物質(zhì)可以擴(kuò)散到番茄的其他部位,誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)蛋白酶抑制劑基因表達(dá),合成蛋白酶抑制劑,導(dǎo)致害蟲不能消化食物而死亡。科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)把番茄的蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)移到玉米中,使玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀,有效抵御了玉米螟對(duì)玉米的危害。請(qǐng)結(jié)合上面的材料回答:(1)轉(zhuǎn)移了番茄蛋白酶抑制劑基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制劑的具體部位是

,合成的化合物還需要在

中加工才具有生物活性。

(2)這種抗玉米螟玉米品種的培育技術(shù)屬于

技術(shù),這種技術(shù)的原理是

。解析:(1)番茄蛋白酶抑制劑的本質(zhì)為蛋白質(zhì),其合成部位為核糖體,但還需要在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中加工才具有生物活性。(2)由材料可獲得信息,抗玉米螟玉米品種的培育運(yùn)用的是轉(zhuǎn)基因技術(shù),這種技術(shù)的原理是基因重組。答案:(1)核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體(2)轉(zhuǎn)基因基因重組(3)在種植了這種轉(zhuǎn)基因玉米的農(nóng)田中的雜草是否也會(huì)出現(xiàn)抗玉米螟性狀?原因是什么?

。(4)抗玉米螟玉米具有顯著的生態(tài)效應(yīng)。你認(rèn)為種植該玉米的農(nóng)田是否還需要進(jìn)行防蟲管理?理由是什么?

。(5)有人對(duì)食用該玉米的安全性表示擔(dān)憂,你認(rèn)為這種擔(dān)憂有無道理?請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由: