(通用版)2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十三單元 第三講 胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題學(xué)案(含解析).doc
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胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 考點(diǎn)一 體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育 一、精子和卵子的發(fā)生 1.精子的發(fā)生 (1)場(chǎng)所:哺乳動(dòng)物精子發(fā)生的場(chǎng)所是睪丸。 (2)時(shí)期:從初情期開(kāi)始,直到生殖機(jī)能衰退。 (3)過(guò)程[填圖] 2.卵子的發(fā)生 (1)場(chǎng)所:雌性動(dòng)物的卵巢內(nèi)。 (2)時(shí)期:在動(dòng)物胚胎性別分化以后。 (3)過(guò)程 二、受精 1.概念:精子和卵子結(jié)合形成合子(受精卵)的過(guò)程。 2.場(chǎng)所:雌性動(dòng)物的輸卵管內(nèi)。 3.過(guò)程 三、早期胚胎發(fā)育 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1.判斷下列敘述的正誤 (1)精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開(kāi)始的() (2)卵子形成過(guò)程中,減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的() (3)排卵是指卵泡從卵巢中排出() (4)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(√) (5)判斷卵子是否受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀(guān)察到兩個(gè)極體(√) (6)透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精子入卵的兩道屏障(√) (7)卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大() (8)卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加() (9)在胚胎發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞的分化出現(xiàn)在桑椹胚期() (10)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)() 2.學(xué)透教材、理清原理、規(guī)范答題用語(yǔ)專(zhuān)練 據(jù)下面哺乳動(dòng)物發(fā)育過(guò)程的幾個(gè)階段的圖示回答問(wèn)題 (1)A、B、C分別處于什么階段? 提示:桑椹胚、囊胚、原腸胚。 (2)圖中的4和7兩個(gè)空腔是同一個(gè)結(jié)構(gòu)嗎? 提示:不是,分別是囊胚腔和原腸腔。 (3)細(xì)胞分化開(kāi)始出現(xiàn)于哪個(gè)時(shí)期?1部分的細(xì)胞將來(lái)形成什么結(jié)構(gòu)? 提示:細(xì)胞分化開(kāi)始出現(xiàn)于B(囊胚)時(shí)期,1部分的細(xì)胞將來(lái)形成胎膜和胎盤(pán)。 (4)早期胚胎的發(fā)育過(guò)程中,卵裂時(shí)細(xì)胞的體積和所有的細(xì)胞體積之和有何變化? 提示:卵裂過(guò)程中,細(xì)胞只分裂而不生長(zhǎng),所以每個(gè)細(xì)胞的體積越來(lái)越小,但總體積并不增加或略有縮小。 1.精子和卵子發(fā)生的比較 項(xiàng)目 精子 卵子 區(qū)別 場(chǎng)所 睪丸的曲細(xì)精管 卵巢 時(shí)期 從初情期開(kāi)始,直至生殖機(jī)能衰退 從胚胎出現(xiàn)性別分化后和初情期以后 過(guò)程 MⅠ和MⅡ是連續(xù)的 MⅠ和MⅡ是不連續(xù)的 變形 需變形 不需變形 分裂 細(xì)胞質(zhì)均等分裂 初級(jí)卵母細(xì)胞和次級(jí)卵母細(xì)胞不均等分裂,第一極體均等分裂 結(jié)果 形成4個(gè)精子 形成1個(gè)卵子和3個(gè)極體 聯(lián)系 ①性原細(xì)胞增加性原細(xì)胞數(shù)目成熟生殖細(xì)胞 ②減數(shù)分裂過(guò)程中,染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂兩次,染色體數(shù)目減半 2.受精過(guò)程中的“三大反應(yīng)”、“兩道屏障” 3.卵裂期胚胎發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律 (1)有機(jī)物:胚胎沒(méi)有和母體建立聯(lián)系,沒(méi)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)胞數(shù)目和體積:胚胎總體積不變或略有減小,但細(xì)胞數(shù)目增多,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。 [對(duì)點(diǎn)落實(shí)] 1.(2019菏澤期中)如圖為家畜卵子發(fā)生和成熟示意圖(N表示染色體組)。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.Ⅰ→Ⅱ過(guò)程中細(xì)胞核內(nèi)DNA數(shù)目加倍 B.Ⅱ的形成和在卵巢中的儲(chǔ)備是在胎兒時(shí)期完成的 C.減數(shù)第一次分裂在排卵前后完成,排出的Ⅲ為成熟的卵子 D.Ⅳ為受精卵,在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可觀(guān)察到兩個(gè)極體 解析:選C?、瘛蜻^(guò)程為染色體復(fù)制,復(fù)制完成后,細(xì)胞核內(nèi)DNA數(shù)目加倍;Ⅱ的形成和在卵巢中的儲(chǔ)備是在胎兒時(shí)期完成的;減數(shù)第一次分裂在排卵前后完成,排出的Ⅲ為一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和一個(gè)第一極體,次級(jí)卵母細(xì)胞的減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合過(guò)程中完成的。次級(jí)卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個(gè)成熟卵子和一個(gè)第二極體,故排出的Ⅲ不是成熟卵子;Ⅳ細(xì)胞核的染色體數(shù)目為2N,為受精卵,此時(shí)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可觀(guān)察到兩個(gè)極體。 2.胚胎工程技術(shù)是在體外的條件下,模擬自然狀態(tài)下的受精和胚胎發(fā)育過(guò)程,因此了解和掌握哺乳動(dòng)物受精和胚胎發(fā)育規(guī)律,十分重要。 (1)精子與卵細(xì)胞結(jié)合,首先發(fā)生________反應(yīng),釋放的物質(zhì)的作用是______________________________________。 (2)防止多精入卵的兩道屏障是____________________反應(yīng)。 (3)胚胎發(fā)育的早期有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的,這一時(shí)期稱(chēng)為_(kāi)_______期。 (4)早期胚胎發(fā)育要經(jīng)過(guò)若干發(fā)育階段。在________階段,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化,其實(shí)質(zhì)是________________。為了研究?jī)?nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞的遷移和分化情況,將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的表層細(xì)胞的DNA進(jìn)行放射性同位素標(biāo)記,當(dāng)胚胎發(fā)育至原腸胚階段,可發(fā)現(xiàn)放射性出現(xiàn)在______(部位A、部位B、部位C、部位D)。 解析:(1)精子與卵細(xì)胞結(jié)合,首先發(fā)生頂體反應(yīng),釋放頂體酶,水解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),形成精子穿越放射冠的通道,并溶解透明帶(或溶解放射冠和透明帶)。(2)防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。(3)卵裂期在透明帶內(nèi)進(jìn)行。(4)囊胚階段細(xì)胞分化形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層;在原腸胚階段,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化,而細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的表層細(xì)胞將形成外胚層,即圖中部位A。 答案:(1)頂體 水解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),形成精子穿越放射冠的通道,并溶解透明帶(或溶解放射冠和透明帶) (2)透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜 (3)卵裂 (4)原腸胚 基因的選擇性表達(dá) 部位A [易錯(cuò)提醒] 關(guān)于體內(nèi)受精應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 (1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”,而不是獲得能量;排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。 (2)動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞,如豬、羊等;有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞,如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期時(shí),才具備與精子受精的能力。 (3)受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志:判斷受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀(guān)察到兩個(gè)極體;而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。 (4)受精卵遺傳物質(zhì)的來(lái)源:核遺傳物質(zhì)來(lái)自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核(即精卵各提供1/2),而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞。 考點(diǎn)二 胚胎工程及其應(yīng)用 一、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 1.體外受精 2.胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液的成分 (2)胚胎處理:當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí),可將其取出向受體移植或冷凍保存。 二、胚胎工程的應(yīng)用及前景 1.胚胎移植 (1)意義:充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。 (2)生理學(xué)基礎(chǔ) 移入 動(dòng)物發(fā)情排卵后,在一段時(shí)間內(nèi)同種動(dòng)物的供受體生殖器官的生理變化是相同的 收集 早期胚胎處于游離狀態(tài) 存活 受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥 遺傳特征 供體胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受影響 (3)基本程序 ―→―→―→―→ 2.胚胎分割 (1)選擇胚胎:應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 (2)操作要求:對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。 3.胚胎干細(xì)胞 (1)來(lái)源:從早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類(lèi)細(xì)胞。 (2)特點(diǎn) (3)應(yīng)用 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1.判斷下列敘述的正誤 (1)可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進(jìn)行移植() (2)小鼠胚胎干細(xì)胞可來(lái)自對(duì)囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的分離培養(yǎng)(√) (3)為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應(yīng),應(yīng)注射免疫抑制劑() (4)早期胚胎培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清(√) (5)胚胎移植技術(shù)中對(duì)供體和受體母牛都要進(jìn)行相同激素處理() (6)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() (7)在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí),要將滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割() (8)胚胎分割移植實(shí)現(xiàn)同卵多胎的成功率較低(√) (9)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎(√) (10)囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性() (11)胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)() (12)胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下具有增殖而不發(fā)生分化的特點(diǎn)(√) 2.根據(jù)體外受精過(guò)程的流程圖回答下列問(wèn)題 (1)體外受精的過(guò)程主要包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能及受精等幾個(gè)步驟。 (2)精子獲能的方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。 (3)體外采集小鼠的卵子時(shí)常用超數(shù)排卵處理法。 3.完善胚胎移植的過(guò)程示意圖并填空 (1)對(duì)供體牛要進(jìn)行超數(shù)排卵處理;對(duì)供、受體牛要進(jìn)行同期發(fā)情處理。 (2)排卵是指卵子從卵泡中排出,沖卵是指把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來(lái)。 (3)動(dòng)物的早期胚胎一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植。 (4)若要獲得多個(gè)遺傳物質(zhì)完全相同的新個(gè)體,可對(duì)檢查合格的胚胎用胚胎分割技術(shù)處理,該過(guò)程屬于無(wú)性繁殖或克隆。 1.胚胎早期培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分的比較 項(xiàng)目 胚胎早期培養(yǎng)的培養(yǎng)液 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液 鹽類(lèi) 無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽 無(wú)機(jī)鹽、微量元素 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 氨基酸、核苷酸 糖、氨基酸 調(diào)節(jié)物質(zhì) 維生素、激素 促生長(zhǎng)因子 特有成分 血清 血清、血漿 2.胚胎移植中的四個(gè)注意點(diǎn) 兩次激 素使用 第一次:用孕激素對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理; 第二次:用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵 兩次 檢查 第一次:對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查; 第二次:對(duì)受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查 移植時(shí) 間不同 牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段; 小鼠、家兔培養(yǎng)到桑椹胚前; 幾乎所有動(dòng)物都不能到原腸胚階段移植 繁殖 方式 胚胎由受精卵形成,屬于有性生殖; 胚胎由核移植或胚胎分割形成,屬于無(wú)性生殖 3.干細(xì)胞的種類(lèi) 類(lèi)別 來(lái)源或舉例 特點(diǎn) 全能 干細(xì)胞 胚胎干細(xì)胞(囊胚期之前的細(xì)胞及內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞) 能形成機(jī)體的所有組織器官、發(fā)育成完整個(gè)體 多能 干細(xì)胞 造血干細(xì)胞 具有分化成多種細(xì)胞或組織的潛能,但無(wú)發(fā)育成完整個(gè)體的能力 專(zhuān)能 干細(xì)胞 上皮組織基底層干細(xì)胞、肌肉中的成肌細(xì)胞 只能分化成一種類(lèi)型或功能密切相關(guān)的兩種類(lèi)型的細(xì)胞 [對(duì)點(diǎn)落實(shí)] 1.(2019三亞模擬)科學(xué)家通過(guò)誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS),繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠。流程如下: (1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后,對(duì)其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱(chēng)為_(kāi)___________,培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長(zhǎng)至鋪滿(mǎn)培養(yǎng)皿底時(shí)停止分裂,這種現(xiàn)象稱(chēng)為_(kāi)___________。 (2)圖中2細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得,該過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)_______;也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子,通過(guò)________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。 (3)圖中重組囊胚通過(guò)__________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,此項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的主要意義是________________________。暫不移入的胚胎可使用________方法保存。 (4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的____________分離培養(yǎng)獲得。這類(lèi)細(xì)胞的形態(tài)特征有____________________________。iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性,有望在對(duì)人類(lèi)iPS細(xì)胞進(jìn)行定向____________后用于疾病的細(xì)胞治療。 解析:(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后,對(duì)其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱(chēng)為原代培養(yǎng),培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長(zhǎng)至鋪滿(mǎn)培養(yǎng)皿底時(shí)停止分裂,這種現(xiàn)象稱(chēng)為接觸抑制。(2)圖中2細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得,該過(guò)程稱(chēng)為沖卵;也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子,培養(yǎng)到一定時(shí)期再通過(guò)體外受精(或核移植)后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)圖中重組囊胚通過(guò)胚胎移植技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育;胚胎移植的意義是充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖能力;暫不移入的胚胎可使用冷凍(或低溫)方法保存。(4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞分離培養(yǎng)獲得。胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯等特征。iPS與ES細(xì)胞在功能上都具有發(fā)育全能性,因此對(duì)人類(lèi)iPS細(xì)胞進(jìn)行定向誘導(dǎo)分化后用于疾病的細(xì)胞治療,這種技術(shù)稱(chēng)為治療性克隆。 答案:(1)原代培養(yǎng) 接觸抑制 (2)沖卵(或沖胚) 體外受精(或核移植) (3)胚胎移植 充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖能力 冷凍(或低溫) (4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯 誘導(dǎo)分化 2.如圖是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過(guò)程,a~h為操作過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題: (1)圖中a的操作名稱(chēng)是____________,c的操作名稱(chēng)是____________,操作時(shí)要注意將____________________。 (2)圖中d、f為胚胎移植,其實(shí)質(zhì)是__________________________________________,移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是____________________________________。為了保證供、受體的生理狀態(tài)相同,用激素進(jìn)行________________。 (3)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于圖中的________(填圖中數(shù)字標(biāo)號(hào))。胚胎干細(xì)胞在________細(xì)胞上,或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中,能夠維持____________的狀態(tài)。 (4)圖中A、B牛的性別________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。 解析:(1)分析圖解可知,圖中a操作表示體外受精,c操作表示胚胎分割,胚胎分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移,移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。為了保證供、受體的生理狀態(tài)相同,用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理。(3)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于圖中的③,即內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。胚胎干細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上,或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中,能夠維持(只增殖)不分化的狀態(tài)。(4)A、B牛是通過(guò)胚胎分割產(chǎn)生的同卵雙生個(gè)體,遺傳物質(zhì)相同,因此兩者的性別相同。 答案:(1)體外受精 胚胎分割 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 (2)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移 受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 同期發(fā)情處理 (3)③ 飼養(yǎng)層 (只增殖)不分化 (4)相同 [易錯(cuò)提醒] 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(pán)。 (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(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。 考點(diǎn)三 生物技術(shù)的安全性和倫理問(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問(wèn)題的原因 ①目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、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目的基因往往是異種生物的基因。 ③外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。 (2)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性問(wèn)題的爭(zhēng)論:在食物安全、生物安全和環(huán)境安全三個(gè)方面存在激烈的爭(zhēng)論。 (3)理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù):正確看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來(lái)的安全性問(wèn)題,要趨利避害,不能因噎廢食。 2.生物技術(shù)的倫理問(wèn)題 反對(duì) 支持 克隆人 倫理 方面 違反了人類(lèi)的倫理道德觀(guān)念,中國(guó)禁止生殖性克隆 中國(guó)不反對(duì)治療性克隆 技術(shù) 方面 技術(shù)不成熟,流產(chǎn)率高、畸形率高、出生后死亡率高 可通過(guò)胚胎分級(jí)、基因診斷、染色體檢查等方法解決技術(shù)問(wèn)題 設(shè)計(jì)試 管嬰兒 胚胎也是生命,殺死胚胎無(wú)異于“謀殺” 提供骨髓造血干細(xì)胞并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷 基因檢測(cè) 技術(shù) 方面 很難用在具體醫(yī)療中 有一些遺傳性疾病通過(guò)基因檢測(cè),可以在早期采取預(yù)防措施 道德 方面 可能引起基因歧視 通過(guò)正確的科學(xué)知識(shí)傳播、倫理道德教育和立法,解決基因歧視現(xiàn)象 3.禁止生物武器 (1)生物武器的種類(lèi):致病菌、病毒、生化毒劑,以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌等。 (2)生物武器的特點(diǎn):致病力強(qiáng)、有潛伏期、污染面積大、危害時(shí)間長(zhǎng)、傳染途徑多、擁有生命力、受自然條件影響大。 (3)我國(guó)政府觀(guān)點(diǎn):在任何情況下不發(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。 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1.判斷下列敘述的正誤 (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() (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(√) (3)轉(zhuǎn)抗蟲(chóng)基因的植物,不會(huì)導(dǎo)致昆蟲(chóng)群體抗性基因頻率增加() (4)如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來(lái)源于自然界,則不會(huì)存在安全性問(wèn)題() (5)轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因,可能通過(guò)花粉傳入環(huán)境中(√) (6)中國(guó)政府禁止生殖性克隆,但不反對(duì)治療性克隆(√) 2.學(xué)透教材、理清原因、規(guī)范答題用語(yǔ)專(zhuān)練 Ⅰ.試管嬰兒的培育過(guò)程: Ⅱ.克隆人的培育過(guò)程: (1)試管嬰兒技術(shù)與克隆技術(shù)在技術(shù)環(huán)節(jié)上的主要差異是 ________________________________________________________________________。 (2)試管嬰兒技術(shù)屬于________生殖,克隆技術(shù)屬于________生殖。 (3)在Ⅰ的圖示中,________是試管嬰兒的培育過(guò)程,____________是設(shè)計(jì)試管嬰兒培育的過(guò)程。后者與前者的主要區(qū)別是________________________________________________。 答案:(1)前者需經(jīng)過(guò)體外受精,后者需用到細(xì)胞核移植技術(shù) (2)有性 無(wú)性 (3)①②③?、佗冖堍荨≡O(shè)計(jì)試管嬰兒胚胎移植前的遺傳學(xué)診斷過(guò)程 1.治療性克隆與生殖性克隆的比較 類(lèi)型 項(xiàng)目 治療性克隆 生殖性克隆 區(qū)別 目的 從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療 用于生育,獲得人的復(fù)制品 水平 細(xì)胞水平 個(gè)體水平 聯(lián)系 都屬無(wú)性生殖;產(chǎn)生新個(gè)體或新組織,遺傳信息相同 2.試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒的比較 試管嬰兒 設(shè)計(jì)試管嬰兒 技術(shù) 手段 胚胎移植前,不需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷 胚胎移植前需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷 應(yīng)用 主要解決不孕夫婦的生育問(wèn)題 用于白血病、貧血癥的治療 相同點(diǎn) 體外受精,進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng);胚胎移植;有性生殖 3.克隆動(dòng)物、試管動(dòng)物與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的區(qū)別 項(xiàng)目 克隆動(dòng)物 試管動(dòng)物 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 概念 用核移植的方法獲得的動(dòng)物 用體外受精的方法獲得的動(dòng)物 由被轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成的動(dòng)物 技術(shù) 核移植 體外受精 DNA重組技術(shù) 生殖 方式 無(wú)性生殖 有性生殖 有性生殖或保持原生殖方式 遺傳 特性 主要與供核個(gè)體相同 具備雙親的遺傳性狀 具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特性 相同點(diǎn) 三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù),且移植所選胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎 [對(duì)點(diǎn)落實(shí)] 1.生物技術(shù)安全性和倫理問(wèn)題是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因,避免產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有害的物質(zhì) B.當(dāng)今社會(huì)的普遍觀(guān)點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn),但不反對(duì)治療性克隆 C.反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒 D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來(lái)形成殺傷力 解析:選D 在應(yīng)用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí),應(yīng)避免選擇可能產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有害的物質(zhì)的目的基因;在對(duì)克隆技術(shù)引發(fā)的倫理問(wèn)題的爭(zhēng)論中,普遍的觀(guān)點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn),但不反對(duì)治療性克??;在對(duì)胚胎工程技術(shù)引發(fā)的倫理問(wèn)題的爭(zhēng)論中,反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的原因之一是有人可能濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒;生物武器種類(lèi)包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌等,不包括干擾素。 2.試管嬰兒是通俗名詞,在專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)中稱(chēng)為體外受精及胚胎移植。試管嬰兒是指精子和卵子的結(jié)合是在試管內(nèi)進(jìn)行的,并使受精卵在符合條件的環(huán)境內(nèi)生長(zhǎng)、分裂和發(fā)育4~6天,形成胚胎(如圖所示),然后將胚胎移植到子宮腔內(nèi),使之能在子宮腔內(nèi)發(fā)育,最后出生的一種生育方法,這是科學(xué)技術(shù)要求非常高的一種方法。它的成功和發(fā)展,不僅給不孕不育夫婦帶來(lái)了希望,而且對(duì)研究人類(lèi)的生殖生理和胚胎發(fā)生學(xué)以及優(yōu)生學(xué)等方面的課題,有不可估量的積極作用。 (1)試管嬰兒技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是__________,該圖示時(shí)期是胚胎發(fā)育的________期。 (2)人的受精卵通過(guò)卵裂,逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細(xì)胞、組織,并進(jìn)而形成器官和系統(tǒng),從細(xì)胞水平看,卵裂的分裂方式是____________。 (3)“試管嬰兒”是指精子和卵子在試管內(nèi)進(jìn)行結(jié)合的體外受精技術(shù),受精前精子需要事先經(jīng)過(guò)________處理,卵子要培養(yǎng)到________________________(時(shí)期)。除此之外還用到__________________________________(填兩種)技術(shù)。 (4)“試管嬰兒”技術(shù)誕生后,繼而出現(xiàn)了“設(shè)計(jì)試管嬰兒”技術(shù),二者在對(duì)人類(lèi)作用上的區(qū)別是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對(duì)設(shè)計(jì)嬰兒性別,其原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:受精前,精子需要進(jìn)行獲能處理,卵子需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能受精。受精之后,受精卵進(jìn)行有絲分裂,使細(xì)胞數(shù)目增多。觀(guān)察題圖可知,該圖中有囊胚腔,是典型的囊胚期圖。試管嬰兒技術(shù)主要用于解決不孕不育問(wèn)題,而設(shè)計(jì)試管嬰兒主要用于治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植的疾病等。大多數(shù)人認(rèn)為那些配型不合適的胚胎被丟棄或殺死,及濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù),如設(shè)計(jì)嬰兒性別等導(dǎo)致性別比例失調(diào),違反了倫理道德。 答案:(1)受精作用 囊胚 (2)有絲分裂 (3)獲能 減數(shù)第二次分裂中期 早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植 (4)前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥,后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植的疾?。缓笳吲咛ピ谝浦睬靶柽M(jìn)行遺傳學(xué)診斷 (5)破壞了人類(lèi)正常的性別比例,違反了倫理道德 課堂一刻鐘 1.(2018江蘇高考)下列關(guān)于實(shí)現(xiàn)某良種肉用??焖俜敝车臄⑹?,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 D.利用胚胎分割技術(shù),同卵多胎較同卵雙胎成功率更高 易錯(cuò)探因——記憶不清 胚胎移植的原理之一是受體母牛不會(huì)對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎發(fā)生免疫排斥,若對(duì)此知識(shí)記憶不清,則會(huì)誤選C?! ? 解析:選A 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(lái)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(jiàn)的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎,而同卵多胎成功率很低。 2.(2017江蘇高考)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 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 解題關(guān)鍵——靈活遷移 此項(xiàng)考查角度要遷移交匯到基因型、表現(xiàn)型及環(huán)境因素三者之間的關(guān)系上。分割的胚胎細(xì)胞基因型相同,但將來(lái)生活環(huán)境不一定相同,因此表現(xiàn)型不一定相同。 解析:選C 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。 3.(2016江蘇高考)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動(dòng)物,通過(guò)胚胎工程技術(shù),可以讓家貓代孕而繁育,主要步驟如下圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割 B. C.受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營(yíng)養(yǎng)主要來(lái)源于培養(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 解題關(guān)鍵——靈活遷移 此項(xiàng)考查角度要遷移交匯到激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。誘導(dǎo)超數(shù)排卵的激素是促性腺激素,其靶細(xì)胞是性腺。在復(fù)習(xí)中要多結(jié)合必修相關(guān)內(nèi)容理解選修知識(shí),學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移應(yīng)用。 解析:選B 步驟甲為體外受精,步驟乙為胚胎移植;誘導(dǎo)超數(shù)排卵所用的激素是促性腺激素,只作用于性腺細(xì)胞;受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營(yíng)養(yǎng)主要來(lái)源于卵細(xì)胞中的卵黃;步驟甲體外受精使用的是獲能溶液或?qū)S玫氖芫芤?,與早期胚胎培養(yǎng)液成分相差較大。 4.(2015山東高考)治療性克隆對(duì)解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。: 能力解讀——分析綜合 本題以流程圖為載體綜合考查細(xì)胞工程中的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物體細(xì)胞核移植,胚胎工程中的胚胎移植、胚胎干細(xì)胞的來(lái)源與作用,以及基因工程的相關(guān)知識(shí)。意在考查考生識(shí)圖能力及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)準(zhǔn)確答題的能力。 (1)過(guò)程①采用的是細(xì)胞工程中的____________技術(shù),過(guò)程②采用的是胚胎工程中的______________技術(shù)。 (2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí),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(guò)程中需進(jìn)行基因改造,在構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組載體)時(shí)必須使用____________和____________兩種工具酶?;虮磉_(dá)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(dá)載體的細(xì)胞。 (4)胚胎干細(xì)胞可以來(lái)自于囊胚中的________。在一定條件下,胚胎干細(xì)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(gè)體________(填“A”或“B”),則不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 解析:(1)過(guò)程①表示細(xì)胞核與去核卵母細(xì)胞結(jié)合,即核移植技術(shù);過(guò)程②表示(早期)胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí),CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH(或酸堿度)。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要限制酶和DNA連接酶兩種工具酶;基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因的作用是便于篩選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。(4)囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,屬于胚胎干細(xì)胞。在圖示過(guò)程中,個(gè)體B提供的是細(xì)胞核,分化形成的組織器官的性狀主要是由來(lái)自B的遺傳物質(zhì)決定的,因此體外培養(yǎng)獲得的組織器官移入個(gè)體B不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 答案:(1)(體細(xì)胞)核移植 (早期)胚胎培養(yǎng) (2)pH(或:酸堿度) (3)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 (4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) B [學(xué)情考情了然于胸] 一、明考情知能力——找準(zhǔn)努力方向 考查知識(shí) 1.體外受精的過(guò)程、早期胚胎培養(yǎng)的條件。 2.胚胎移植的基本程序、胚胎分割的方法及意義。 3.胚胎干細(xì)胞的來(lái)源及應(yīng)用。 考查能力 1.識(shí)記能力:主要考查對(duì)體外受精的過(guò)程、早期胚胎培養(yǎng)的條件、胚胎移植的基本程序、胚胎分割及胚胎干細(xì)胞等知識(shí)的記憶。 2.識(shí)圖能力:結(jié)合圖示考查胚胎工程的相關(guān)知識(shí),如第3、4題。 3.綜合應(yīng)用能力:如第4題,綜合考查胚胎工程和細(xì)胞工程等知識(shí)。 二、記要點(diǎn)背術(shù)語(yǔ)——匯總本節(jié)重點(diǎn) (一)體內(nèi)受精與早期胚胎培養(yǎng) 1.精子發(fā)生的過(guò)程 ―→ 2.卵子發(fā)生的過(guò)程 ―→ 3.受精的過(guò)程:精子穿越放射冠和透明帶→進(jìn)入卵細(xì)胞膜→原核形成→雌雄原核融合。 4.防止多精入卵有兩道屏障,一是透明帶反應(yīng),二是卵細(xì)胞膜反應(yīng)。 5.判斷卵子是否受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜與透明帶的間隙能觀(guān)察到兩個(gè)極體,受精作用完成的標(biāo)志是雌雄原核融合形成合子。 6.早期胚胎發(fā)育的過(guò)程:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。 7.胚胎的早期培養(yǎng)所需培養(yǎng)液的成分包括: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)以及水、血清等。 (二)胚胎移植與胚胎干細(xì)胞 1.胚胎移植的基本程序:對(duì)供、受體的選擇和處理→配種或進(jìn)行人工授精→對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎移植→移植后的檢查。 2.胚胎移植過(guò)程中兩次使用激素,第一次用孕激素對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理,第二次用促性腺激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理。 3.胚胎移植的意義是可以充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良動(dòng)物的繁殖潛力。 4.胚胎分割的對(duì)象是桑椹胚或囊胚,在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。 5.胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類(lèi)細(xì)胞,簡(jiǎn)稱(chēng)ES或EK細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯,功能上具有發(fā)育的全能性。 (三)生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題 1.對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論主要集中在食物安全、生物安全和環(huán)境安全上,面對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊,要趨利避害,不能因噎廢食。 2.中國(guó)政府對(duì)克隆人的態(tài)度是禁止生殖性克隆,但不反對(duì)治療性克隆。 3.設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)比試管嬰兒技術(shù)多了胚胎移植前的遺傳學(xué)診斷過(guò)程。 一、基礎(chǔ)題點(diǎn)練 1.(2019鹽城模擬)精子內(nèi)的頂體由溶酶體特化而來(lái)。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(lái)自線(xiàn)粒體 C.受精卵的形成依賴(lài)于生物膜的選擇透過(guò)性 D.受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來(lái)自父方,一半來(lái)自母方 解析:選C 溶酶體是“消化車(chē)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(lái)自聚集在精子尾部的線(xiàn)粒體鞘;受精卵的形成依賴(lài)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,使彼此的染色體匯合在一起,因此受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來(lái)自父方,一半來(lái)自母方。 2.下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述,正確的是( ) A.囊胚的每一個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞 B.原腸胚開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化并形成兩個(gè)胚層 C.胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 D.從受精卵到桑椹胚時(shí)期,細(xì)胞的相對(duì)表面積逐漸減小 解析:選C 囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)屬于全能細(xì)胞,滋養(yǎng)層細(xì)胞不是,桑椹胚的細(xì)胞都是全能細(xì)胞;囊胚期開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化;胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系;從受精卵到桑椹胚時(shí)期,卵裂球的總體積基本不變,因此單個(gè)細(xì)胞的體積縮小,因此細(xì)胞的相對(duì)表面積逐漸變大。 3.梅花鹿屬于單胎動(dòng)物,季節(jié)性發(fā)情,育種工作者希望通過(guò)胚胎工程技術(shù)對(duì)優(yōu)良品種進(jìn)行擴(kuò)大繁殖。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個(gè)卵子 B.培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含有維生素、激素等多種能源物質(zhì) C.當(dāng)受體數(shù)量有限時(shí),可采用胚胎分割技術(shù)以獲得更多的后代 D.梅花鹿的胚胎形成后一直處于游離狀態(tài),為胚胎收集提供可能 解析:選A 給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個(gè)卵子;維生素、激素都不是能源物質(zhì);梅花鹿屬于單胎動(dòng)物,因此當(dāng)受體數(shù)量有限時(shí),無(wú)法通過(guò)胚胎分割技術(shù)獲得更多的后代;梅花鹿的胚胎形成后,在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài),這為胚胎的收集提供了可能。 4.(2018泰安月考)下列關(guān)于治療性克隆和生殖性克隆的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是( ) A.使用病人自己的細(xì)胞產(chǎn)生胰島細(xì)胞以治療糖尿病屬于治療性克隆 B.將一個(gè)克隆的胚胎植入一個(gè)女性子宮發(fā)育出嬰兒的過(guò)程屬于生殖性克隆 C.治療性克隆屬于無(wú)性生殖,生殖性克隆屬于有性生殖 D.治療性克隆和生殖性克隆技術(shù)均需要應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) 解析:選C 要把病人的胚胎干細(xì)胞在一定的條件下,通過(guò)離體培養(yǎng)和誘導(dǎo)分化形成胰島細(xì)胞以治療糖尿病,屬于治療性克?。簧承钥寺【褪且援a(chǎn)生新個(gè)體為目的克隆,即用生殖技術(shù)將一個(gè)克隆的胚胎植入一個(gè)女性子宮發(fā)育出嬰兒的過(guò)程;治療性克隆和生殖性克隆都屬于無(wú)性生殖;治療性克隆和生殖性克隆技術(shù)均需要應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)。 5.(2019南通模擬)如圖表示利用二倍體小鼠所做的實(shí)驗(yàn),下列分析合理的是( ) A.過(guò)程①中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加 B.圖中囊胚的細(xì)胞基因型都相同 C.代孕母鼠需進(jìn)行同期發(fā)情處理 D.嵌合體幼鼠是四倍體 解析:選C 卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目不斷增加,但有機(jī)物總量在不斷減少;圖中囊胚的細(xì)胞基因來(lái)自?xún)煞N小鼠,故有些細(xì)胞基因型不相同;胚胎移植技術(shù)中,進(jìn)行該操作前需要對(duì)受體雌鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理;嵌合體幼鼠細(xì)胞中染色體并未加倍,仍是二倍體。 6.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ),如圖所示,abc表示現(xiàn)代工程技術(shù),①②③分別表示其結(jié)果,下列說(shuō)法正確的是( ) A.若a是體細(xì)胞核移植技術(shù),則①反映了動(dòng)物體細(xì)胞也具有全能性 B.若c是胚胎分割技術(shù),則③中個(gè)體的基因型和表現(xiàn)型一定相同 C.若b是體外受精技術(shù),則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能 D.①②③中作為受體的動(dòng)物品種是珍惜的或存量少的雌性動(dòng)物 解析:選C 若a是體細(xì)胞核移植技術(shù),則①反映了動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性;胚胎分割技術(shù)所得個(gè)體的基因型完全相同,但表現(xiàn)型不一定完全相同,因?yàn)楸憩F(xiàn)型還受環(huán)境的影響;若b是體外受精技術(shù),則②為試管動(dòng)物,這為良種家畜快速大量繁殖提供了可能;①②③中作為供體的動(dòng)物品種是珍惜的或存量少的雌性動(dòng)物,而受體只要健康和具有良好的繁殖能力同種個(gè)體即可,不需要是珍惜或存量少的雌性動(dòng)物。 二、高考題型練 7.(2019銅仁模擬)請(qǐng)完成下列有關(guān)胚胎工程的相關(guān)問(wèn)題: (1)胚胎發(fā)育的不同時(shí)期有著不同的變化特點(diǎn),如:________期以前的細(xì)胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能;________期的滋養(yǎng)層發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤(pán)。 (2)體外受精過(guò)程中,對(duì)精子進(jìn)行獲能處理的方法有:________和____________。 (3)胚胎的早期培養(yǎng)過(guò)程,培養(yǎng)液的成分應(yīng)包括:無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、氨基酸、________和核苷酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及動(dòng)物血清等天然成分。 (4)胚胎移植能夠移植成功的生理學(xué)基礎(chǔ)是__________________________________,這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。胚胎移植實(shí)際上是____________和____________共同繁殖后代的過(guò)程。進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是________________________________________。 解析:(1)在囊胚期細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化,在桑椹胚及以前時(shí)期細(xì)胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能,囊胚期滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)。(2)對(duì)精子進(jìn)行獲能處理:包括培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。(3)胚胎的早期培養(yǎng)過(guò)程,培養(yǎng)液的成分應(yīng)包括無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、氨基酸、激素和核苷酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及動(dòng)物血清等天然成分。(4)胚胎移植能夠移植成功的生理學(xué)基礎(chǔ)是受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。胚胎移植實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過(guò)程。胚胎移植的意義:大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖能力。 答案:(1)桑椹胚 囊胚 (2)培養(yǎng)法 化學(xué)誘導(dǎo)法 (3)激素 (4)受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 生產(chǎn)胚胎的供體 孕育胚胎的受體 可以充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力 8.長(zhǎng)期以來(lái)優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸,近年發(fā)展起來(lái)的生物工程技術(shù)使優(yōu)良種畜的繁殖大大加速。下面是科學(xué)家快速繁殖良種奶牛的兩種方法,請(qǐng)據(jù)圖完成下列問(wèn)題: (1)在試管牛E和克隆牛G的培育過(guò)程中都必須用到的生物技術(shù)有____________、____________。 (2)用來(lái)促進(jìn)B牛多排卵的激素由哪個(gè)腺體分泌________,E牛的性別是________,G牛的性別是________。 (3)試管牛技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過(guò)程的相同之處是____________________________,不同點(diǎn)在于______________________________________。 (4)防止多精入卵的生理反應(yīng)有________________________________,頂體反應(yīng)發(fā)生時(shí),釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是________________。 解析:(1)試管牛E的培育采用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù),克隆牛G的培育采用了核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù),因此試管牛E和克隆牛G的培育過(guò)程中都用到了早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。(2)給母牛注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵,促性腺激素是由垂體分泌的;試管牛E是由受精卵發(fā)育形成的,而圖中的精子未標(biāo)明是含X染色體的精子還是含Y染色體的精子,因此E的性別是雌性或雄性。G牛的核遺傳物質(zhì)都來(lái)自母牛C,因此其性別是雌性。(3)試管動(dòng)物技術(shù)是指通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精,并通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后,再經(jīng)移植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。試管牛技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過(guò)程的相同之處是雙親生殖細(xì)胞都融合為合子,不同點(diǎn)在于試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物。(4)防止多精入卵的生理反應(yīng)有透明帶反應(yīng)、卵細(xì)胞膜反應(yīng),頂體反應(yīng)發(fā)生時(shí),釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是放射冠和透明帶。 答案:(1)早期胚胎培養(yǎng) 胚胎移植 (2)垂體 雌性或雄性 雌性 (3)雙親生殖細(xì)胞都融合為合子 試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物 (4)透明帶反應(yīng)、卵細(xì)胞膜反應(yīng) 放射冠和透明帶 9.(2019新鄉(xiāng)模擬)葉綠體轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將外源基因整合到葉綠體基因組中,該技術(shù)能有效改良植物的品質(zhì)。請(qǐng)回答。 (1)為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過(guò)花粉轉(zhuǎn)移到自然界中其他植物體內(nèi),科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中,其原因是________。(填編號(hào)) A.葉綠體基因組不會(huì)進(jìn)入生殖細(xì)胞中 B.植物雜交的后代不會(huì)出現(xiàn)一定的性狀分離比 C.轉(zhuǎn)基因植物中的質(zhì)基因與其他植物間不能通過(guò)花粉發(fā)生基因交流 D.轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能通過(guò)花粉發(fā)生基因交流 (2)來(lái)自原核生物中有重要價(jià)值的外源基因,無(wú)需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達(dá),據(jù)此分析,原因是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)對(duì)大多數(shù)高等植物而言,與傳統(tǒng)的細(xì)胞核轉(zhuǎn)基因相比,葉綠體轉(zhuǎn)基因更穩(wěn)定,其遺傳方式________(填“遵循”或“不遵循”)分離定律,不會(huì)隨________(填“花粉”或“卵細(xì)胞”)傳給后代,從而保持了________(填“父本”或“母本”)的遺傳特性。 解析:(1)葉綠體不會(huì)進(jìn)入精子,可以進(jìn)入卵細(xì)胞;花粉中含有精子,其幾乎不含細(xì)胞質(zhì),而受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞,所以科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中后,就不會(huì)通過(guò)花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物;轉(zhuǎn)基因植物與同種的其他植物間能通過(guò)花粉發(fā)生基因交流,沒(méi)有生殖隔離。(2)由于葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類(lèi)似或由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類(lèi)似,因此來(lái)自原核生物中有重要價(jià)值的外源基因,無(wú)需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達(dá)。(3)葉綠體轉(zhuǎn)基因?qū)儆诩?xì)胞質(zhì)遺傳,具有母系遺傳特點(diǎn),而基因分離定律是細(xì)胞核遺傳,因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不遵循基因分離定律。花粉中細(xì)胞質(zhì)較少,受精卵中細(xì)胞質(zhì)幾乎全來(lái)自卵細(xì)胞,因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不會(huì)隨著花粉遺傳給后代。 答案:(1)C (2)葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類(lèi)似(由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類(lèi)似) (3)不遵循 花粉 母本 10.人的血清白蛋白在臨床上需求量很大,通常從人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人類(lèi)感染性病原體造成的威脅與日俱增,使人們對(duì)血液制品顧慮重重。如果應(yīng)用一定的生物工程技術(shù),將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細(xì)胞中,利用牛的乳腺細(xì)胞生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能。大致過(guò)程如下: a.將人體血清白蛋白基因?qū)搿澳膛E咛ァ钡募?xì)胞中,形成重組細(xì)胞①; b.取出重組細(xì)胞①的細(xì)胞核,注入去核牛卵細(xì)胞中,形成重組細(xì)胞②; c.電脈沖刺激重組細(xì)胞②促使其形成早期胚胎; d.將胚胎移植到母牛的子宮內(nèi),最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)重組細(xì)胞①和②中________(填“①”或“②”)實(shí)現(xiàn)了基因的重組。 (2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程a中要選擇________(填“雌性”或“雄性”)奶牛胚胎,方法是__________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程a人血清白蛋白基因需要與________的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起,選擇這些調(diào)控組件的目的是____________________________________。 (4)若將早期胚胎分離成若干個(gè)胚胎細(xì)胞,讓其分別發(fā)育成小牛,這些小牛的基因型________(填“相同”或“不同”),此項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為_(kāi)___________,操作過(guò)程需要特別注意的是____________________________。 (5)運(yùn)用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可以從哺乳動(dòng)物的早期胚胎中獲得胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞),培養(yǎng)如下:早期胚胎→內(nèi)細(xì)胞團(tuán)→胚胎干細(xì)胞。在培養(yǎng)過(guò)程中,可以用____________處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán),使之分散成單個(gè)細(xì)胞。在飼養(yǎng)層上培養(yǎng)可維持細(xì)胞________________的狀態(tài)。 解析:(1)重組細(xì)胞①實(shí)現(xiàn)了基因的重組,重組細(xì)胞②實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的重組。(2)只有雌性奶牛能分泌乳汁,所以過(guò)程a需要選擇雌性奶牛的胚胎,可在胚胎發(fā)育至囊胚階段時(shí),取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定。(3)過(guò)程a人血清白蛋白基因需要與運(yùn)載體的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起,選擇這些調(diào)控組件的目的是有利于人血清白蛋白基因的表達(dá)。(4)由于來(lái)自同一個(gè)胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此這些小牛的基因型相同,此項(xiàng)技術(shù)為胚胎分割技術(shù),在操作過(guò)程中需注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(5)在培養(yǎng)過(guò)程中,可以用胰蛋白酶處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán),使之分散成單個(gè)細(xì)胞。在飼養(yǎng)層上培養(yǎng)可維持細(xì)胞只增殖不分化的狀態(tài)。 答案:(1)① (2)雌性 在胚胎發(fā)育至囊胚階段時(shí),取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定 (3)運(yùn)載體 有利于人血清白蛋白基因的表達(dá) (4)相同 胚胎分割 將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 (5)胰蛋白酶 只增殖不分化 11.2016年4月6日,世界上首個(gè)擁有“三位親生父母”的健康男嬰在墨西哥誕生。其培育過(guò)程采用如圖技術(shù)路線(xiàn)。據(jù)圖回答下列問(wèn)題: (1)由于女性的自然周期產(chǎn)生的卵子太少,捐獻(xiàn)者在取卵前通常需要注射________激素,促使一次有更多的卵泡發(fā)育。受捐者也要注射相關(guān)激素,目的是________________________。 (2)重組細(xì)胞需培養(yǎng)到MⅡ中期的原因是該時(shí)期的卵母細(xì)胞才具備____________,從受精卵到三親嬰兒的培育還需要____________和____________等技術(shù)。 (3)三親嬰兒的培育技術(shù)________(填“能”或“不能”)避免母親的線(xiàn)粒體遺傳病基因傳遞給后代,三親嬰兒的染色體________(填比例)來(lái)自母親提供的細(xì)胞核。 (4)設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)與為解決不孕夫婦的生育問(wèn)題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)別是________________________________。 解析:(1)在取卵前,給捐獻(xiàn)者注射促性腺激素,可促使其一次有更多的卵泡發(fā)育,使其超數(shù)排卵。受捐者也要注射相關(guān)激素,即進(jìn)行同期發(fā)情處理,目的是為胚胎的植入提供相同的生理環(huán)境。(2)只有處于MⅡ中期的卵母細(xì)胞才具有(與精子)受精的能力。從受精卵到三親嬰兒的培育需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。(3)分析圖示可知:三親嬰兒的線(xiàn)粒體來(lái)自捐獻(xiàn)者卵母細(xì)胞,細(xì)胞核來(lái)自母親的卵母細(xì)胞,因此三親嬰兒的培育技術(shù)能避免母親的線(xiàn)粒體遺傳病基因傳遞給后代。三親嬰兒的染色體有一半來(lái)自母親提供的細(xì)胞核。(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)與為解決不孕夫婦的生育問(wèn)題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)別是在植入前對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(或基因檢測(cè)或基因診斷)。 答案:(1)促性腺 為胚胎的植入提供相同的生理環(huán)境 (2)(與精子)受精的能力 早期胚胎培養(yǎng) 胚胎移植 (3)能 1/2 (4)植入前對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(或基因檢測(cè)或基因診斷) 12.(2019石家莊???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100 mL血液中含有3.8~4.8 g,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(guò)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。 (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SRYPCR方法,選擇出現(xiàn)陰性反應(yīng)的________(性別)胚胎進(jìn)行移植。 解析:(1)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,可促使其超數(shù)排卵。通過(guò)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。(2)已知白蛋白基因的堿基序列,可通過(guò)DNA合成儀用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(lái)發(fā)育為胎膜和胎盤(pán),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:(1)促性腺激素 獲能 肝素或鈣離子載體A23187溶液 (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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 通用版2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十三單元 第三講 胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題學(xué)案含解析 通用版 2020 高考 生物 一輪 復(fù)習(xí) 第十三 單元 三講 胚胎 工程 生物技術(shù) 安全性
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