19版高考生物一轮复习现代生物科技专题第三讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题精选教案Word下载.docx

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均等分裂

不均等分裂（第一极体分裂除外）

结果

形成__4__个精子

形成1个卵子和3个极体

2．受精

3．早期胚胎发育

知识点二　体外受精和早期胚胎培养

1．体外受精

2．胚胎的早期培养

知识点三　胚胎工程的应用及前景

1．胚胎移植

2．胚胎分割

3．胚胎干细胞

知识点四　生物技术的安全性和伦理问题

[基本技能·

问题化]

1．请据体外受精过程的流程图回答下列问题

（1）体外受精的过程主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精等几个步骤。

（2）采集精子的方法主要有假阴道法、手握法和电刺激法。

获能的方法有培养法和化学诱导法。

（3）体外采集小鼠的卵子常用超数排卵处理法。

2．完善胚胎移植的过程示意图，并填空

（1）对供体牛要进行超数排卵处理；

对供、受体牛要进行同期发情处理。

（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是指把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。

（3）动物的早期胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植。

（4）若要获得多个遗传物质完全相同的新个体，可对检查合格的胚胎用胚胎分割技术处理，该过程属于无性繁殖或克隆。

3．分析试管婴儿与克隆人的培育过程，回答下列问题

Ⅰ.试管婴儿的培育过程：

Ⅱ.克隆人的培育过程：

（1）试管婴儿技术与克隆技术在技术环节上的主要差异是前者需经过体外受精，后者需用到细胞核移植技术。

（2）试管婴儿技术属于有性生殖，克隆技术属于无性生殖。

（3）在Ⅰ的图示中，①②③是试管婴儿的培育过程，①②④⑤是设计试管婴儿培育的过程。

后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断过程。

考点一受精与早期胚胎发育

1．（2013·

天津高考）哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。

下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）。

据图分析，下列叙述错误的是（　　）

A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节

B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子

C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同

D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞

解析：

选C　分析题图可知，在促性腺激素的作用下完成减数第一次分裂并产生次级卵母细胞；

只有在精子的作用下，次级卵母细胞才能完成减数第二次分裂；

Ⅱ为卵原细胞，染色体数目为2N，Ⅲ为次级卵母细胞，在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后染色体数为2N，Ⅳ为受精卵，在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍为4N，三者在分裂后期染色体数目不同；

动物基因工程中常用受精卵作为受体细胞。

2．如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：

（1）写出各个阶段的名称：

A：

________，B：

________，C：

________。

（2）写出图中各标号的名称：

[2]____________，[4]____________，[5]____________，

[7]____________，[8]____________。

（3）A时期的细胞具有发育上的________性，B时期开始出现____________，C时期开始出现____________。

（4）[2]将来发育成________________________。

（5）动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合，防止多精入卵受精的两道屏障分别是__________________、______________________。

（1）图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。

（2）图B中[1]是滋养层，[2]是内细胞团，[3]是透明带，[4]是囊胚腔；

图C中[5]是外胚层，[6]是滋养层，[7]是原肠腔，[8]是内胚层。

（3）桑椹胚细胞具有全能性；

囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；

原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。

（4）内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘。

（5）受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。

答案：

（1）桑椹胚　囊胚　原肠胚　

（2）内细胞团　囊胚腔　外胚层　原肠腔　内胚层　（3）全能　细胞分化　胚层分化　（4）胎儿的各种组织　（5）透明带反应　卵细胞膜反应

[重难点拨]

1．关于体内受精应注意的几个问题

（1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；

排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。

（2）动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；

有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。

但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。

（3）受精的标志≠受精完成的标志：

受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；

而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。

（4）受精卵遗传物质的来源：

核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核（即精卵各提供1/2），而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。

2．卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律

（1）有机物：

胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。

（2）细胞数目和体积：

胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。

（3）细胞中DNA含量：

伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。

考点二胚胎工程及其应用

命题点

（一）　体外受精和早期胚胎培养

1．（2017·

江苏高考）下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是（　　）

A．精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能

B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用

C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异

D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育

选C　精子在获能液中于适宜条件下培养可以使精子获能；

小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射促性腺激素能促进其超数排卵；

分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于生物的性状还受环境等因素的影响，故发育成的个体会存在形态学差异；

胚胎干细胞可以发育成组织、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育。

2．（2018·

皖南八校联考）如图是利用高等哺乳动物的生殖细胞进行的体外受精技术培育试管动物的大致流程。

请回答下列问题：

（1）在体外受精前，要对精子进行________处理，从而使精子具有与卵细胞受精的能力。

（2）体外培养受精卵时，需给予一定量的O2和CO2。

受精卵进行细胞呼吸产生CO2的场所是________，消耗的O2是用于________的产生。

（3）从受精卵到早期胚胎过程中所利用的胚胎工程技术是________，胚胎移植前通过________技术可获得较多胚胎。

（1）获得的精子需要进行获能处理后才具有受精能力。

（2）受精卵进行的细胞呼吸是有氧呼吸，有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质；

有氧呼吸第三阶段氧气与[H]反应形成水。

（3）受精卵培养成早期胚胎需要利用早期胚胎培养技术。

将早期胚胎分割（囊胚的内细胞团要均等分割）后，可以获得多个胚胎。

（1）获能　

（2）线粒体基质　H2O（水）　（3）早期胚胎培养　胚胎分割

人工授精和体外受精的比较

比较项目

人工授精

体外受精

概念

用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程

哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程

母畜的生殖道内

体外

过程

人工采精→检查与储存精液→人工授精（用人工的方法将精液注入正在发情的母畜生殖道中）

胚胎发

育场所

受精卵的形成和胚胎发育场所在母畜体内

受精卵的形成和早期胚胎发育在体外，胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内

命题点

（二）　胚胎移植与胚胎分割移植

3．下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：

（1）A细胞是________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。

（2）进行胚胎分割时，应选择发育到________________时期的胚胎进行操作。

（3）②指的是______________________。

（4）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意__________________________________。

（5）受体母牛必须和供体牛是同种，并且要经过__________处理。

（6）将胚胎移植入受体后，还要对受体母牛进行是否________的检查。

（1）A细胞是次级卵母细胞，在进行体外受精前要对精子进行获能处理。

（2）进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作。

（3）图中①是内细胞团，②是囊胚腔。

（4）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将内细胞团均等分割。

（5）受体母牛必须和供体牛是同种，并且要经过同期发情处理。

（6）将胚胎移植入受体后，还要对受体母牛进行是否妊娠的检查。

（1）（次级）卵母细胞　获能　

（2）桑椹胚或囊胚

（3）囊胚腔　（4）要将内细胞团均等分割　（5）同期发情　（6）妊娠

胚胎移植中的四个注意点

（1）胚胎移植过程中两次激素使用：

第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；

第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。

（2）胚胎移植过程中有两次检查：

第一次对收集的胚胎进行检查；

第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。

（3）不同动物胚胎移植的时间不同：

牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。

小鼠、家兔在桑椹胚前。

几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。

（4）胚胎移植是有性生殖还是无性生殖的判断：

取决于胚胎的来源。

胚胎若是由受精卵形成的，则为有性生殖；

若是由核移植技术或胚胎分割形成的，则为无性生殖。

命题点（三）　胚胎干细胞及其应用

4．（2013·

山东高考）科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞（iPS），继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。

流程如下：

（1）从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为____________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为____________。

（2）图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为________；

也可从灰鼠体内取出卵子，通过____________后进行早期胚胎培养获得。

（3）图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用________方法保存。

（4）小鼠胚胎干细胞（ES）可由囊胚的____________分离培养获得。

iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向____________后用于疾病的细胞治疗。

（1）原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。

接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。

（2）将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来叫冲卵。

（3）暂不进行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中保存。

（4）iPS与ES细胞一样，可通过诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。