届高考生物一轮复习第十一单元现代生物科技专题第37讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题学案Word文档格式.docx
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（3）早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？
答案：
（1）合子和受精 ①④
（2）细胞分化开始出现于G（囊胚）时期。
1部分的细胞将来形成胎膜和胎盘。
（3）卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，总的体积基本不变。
考向1 配子的发生
1．（2018·
济南模拟）观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下面的问题：
（1）图中①②③表示的细胞名称依次是________________________________。
假设该动物体细胞内有染色体2N条，则①②③④四种细胞内的染色体数目依次是________________________________________________________________________。
（2）图中a、b、c表示细胞分裂，依次为____________，在精子与卵子结合过程中完成的分裂是________（填“a”“b”或“c”）。
图中的p、q表示的结构依次是______________________。
（3）a、b、c过程依次发生在个体发育的什么时期？
________________。
精子的发生与之不同的是整个过程都在________后完成。
（4）卵子的发生与成熟过程进行到图中________（填序号）时，即完成了受精。
（1）卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞 2N、2N、N、2N
（2）有丝分裂、MⅠ分裂、MⅡ分裂 c 透明带、卵细胞膜 （3）胎儿期、初情期后、初情期后（受精时） 初情期 （4）④
受精过程中的“三大反应”和
防止多精入卵受精的“两道屏障”
（1）顶体反应：
精子膜和顶体膜发生的一系列改变，释放顶体酶。
（2）透明带反应：
在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。
（3）卵细胞膜反应：
精子入卵后，卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。
考向2 体内受精及早期胚胎发育过程分析
2．下列关于受精过程的叙述，错误的是（ ）
A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障
C．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵
D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂
A
3．（高考江苏卷）下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是（ ）
A．通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化
B．胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡
C．随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加
D．发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加
解析：
选A。
A项，在蛙的胚胎发育过程中，通过细胞分裂增加细胞数量，在囊胚期细胞开始分化。
B项，胚胎发育过程中，既有细胞的分裂和分化，也有细胞的衰老和凋亡。
C项，在蛙胚胎发育的过程中，由于细胞呼吸的消耗，有机物的总量不断减少。
D项，蛙胚发育过程中需要从环境中获得氧气，但利用的营养物质是受精卵自身含有的。
胚胎发育过程
体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用
1．体外受精
2．早期胚胎培养
（1）培养液成分：
无机盐、有机盐（两盐）；
维生素、激素（两素）；
氨基酸、核苷酸（两酸），另外还有水、血清等。
（2）胚胎去向：
向受体移植或冷冻保存。
3．胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞培养
（1）胚胎移植
①地位：
胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
②主要过程
③意义：
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。
（2）胚胎分割
①材料：
发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。
②实质：
胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。
③注意：
对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
（3）胚胎干细胞（ES或EK细胞）
①来源：
早期胚胎或原始性腺。
②特点：
形态上体积小、细胞核大、核仁明显；
功能上具有发育的全能性；
体外培养条件下可以增殖而不分化。
③培养过程
胚胎移植是胚胎工程中的核心技术，下图表示繁育良种奶牛的技术流程示意图。
请据图思考下列问题：
（1）图中供体牛和受体牛分别是哪些？
选择标准是什么？
（2）对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？
（3）用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？
（1）供体牛是良种公、母牛；
受体牛是一般受体奶牛和一般受体肉牛。
选择标准：
供体是遗传性能和生产性能优良的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。
（2）对供体母牛进行超数排卵处理；
对供、受体母牛进行同期发情处理。
（3）桑椹胚或囊胚。
考向1 体外受精过程和早期胚胎培养
河南南阳一中月考）培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。
据图回答下列问题：
（1）甲过程为________，该过程中可通过给母山羊注射________使其超数排卵。
（2）乙过程的操作之一是____________处理。
（3）乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同，乙过程的培养液为________或专用的受精溶液，丙过程的培养液为________。
（4）丁过程是________，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内。
（1）卵母细胞的采集 促性腺激素
（2）对精子进行获能 （3）获能溶液 发育培养液 （4）胚胎移植
考向2 胚胎移植和胚胎分割的条件和过程
2．如图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程，其中①～⑤表示操作过程。
请回答以下问题：
（1）图中①过程涉及的精子需进行________处理；
防止多精入卵的两道屏障为__________________________。
（2）对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是________________。
（3）图中②过程所用的方法是____________。
外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能发育成转基因牛，而有的会死亡，请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）图中b、c分别代表囊胚的________________________________________________________________________。
（5）图中④过程表示________________________________________________________________________，
由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为________。
（1）获能 透明带反应、卵细胞膜反应
（2）促使其超数排卵
（3）显微注射法 外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能表达（合理即可）
（4）囊胚腔、内细胞团
（5）胚胎分割和胚胎移植 100%
胚胎移植的三个关键环节
（1）移植的胚胎必须在原肠胚之前，但不能直接移植受精卵。
（3）胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。
考向3 胚胎干细胞的应用及过程
3．（2018·
山东临沂调研）请据图分析回答下列问题：
（1）上图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从________或________中分离获取。
（2）过程Ⅰ是将胚胎干细胞置于经γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质培养，维持细胞不分化的状态。
在此过程中，饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的____________________，加入抗生素是为了____________________。
该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
（3）过程Ⅱ是将带有遗传标记的ES细胞注入囊胚的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有______________的特点。
在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。
（4）过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是________________________________________________________________________
将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是
____________________。
（5）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。
实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
该过程研究的意义在于解决______________________________________________________问题。
（6）该研究中，包含的生物技术有________________________________（至少写出两种）。
（1）胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中分离获取。
（2）饲养层细胞可为胚胎干细胞增殖提供所需的营养物质，而加入抗生素可防止杂菌的污染。
（3）胚胎干细胞具有发育的全能性。
哺乳动物的早期胚胎发育过程为受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
（4）基因工程中最关键的步骤为构建基因表达载体，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法。
（5）为解决临床上供体器官不足或器官移植后发生免疫排斥等问题，常用转基因动物作为器官移植的供体。
为解决免疫排斥问题，在实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。
（6）该研究中，包含的生物技术有动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植等。
（1）早期胚胎 原始性腺
（2）营养物质 防止杂菌污染
（3）发育的全能性 原肠胚
（4）使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用 显微注射法
（5）去除胸腺后不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥 临床上供体器官不足或器官移植后发生免疫排斥等
（6）动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植（至少答出两项）
干细胞的分类及特点
专能干细胞
多能干细胞
全能干细胞
特点
只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞
能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体
能形成机体的所有组织器官、发育成完整个体
举例
上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞
造血干细胞
胚胎干细胞
生物技术的安全性及伦理问题
1．转基因生物的安全性
（1）转基因生物存在安全性问题的原因
①目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。
②目的基因往往是异种生物的基因。
③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
（2）对转基因生物安全性的争论：
在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。
（3）理性对待转基因技术：
趋利避害，不能因噎废食。
2．生物技术中的伦理问题
（1）克隆
①治疗性克隆与生殖性克隆
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖；
产生新个体或新组织，遗传信息不变
②中国政府态度：
禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆。
（2）试管婴儿与设计试管婴儿
试管婴儿与设计试管婴儿都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行④遗传学诊断。
3．基因身份证
（1）否定的理由：
个人基因资讯的泄露造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、个人婚姻困难和人际关系疏远等。
（2）肯定的理由：
一些遗传性疾病在后代中复现率很高，通过基因检测可以及早预防，适时治疗，达到挽救患者生命的目的。
4．生物武器
（1）种类：
致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等。
（2）中国政府的态度：
在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
1．阅读以下材料，回答问题：
材料 自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来，转基因鱼的研究取得很大进步。
如转入外源生长激素（GH）基因的鱼生长速度快，饵料转化率高，但鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。
最近，我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统。
（1）转基因鱼培育成功的物质基础是__________________________________。
（2）已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质，若将人的GH基因转移到鱼体内，则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是________个。
（3）转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率，以致其生长速度快于非转基因鱼，蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼。
其可能的原因是_________。
（4）鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，试分析引起生态安全性问题的原因是_______________________________________________________。
（5）多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的，培育成功的三倍体“湘云鲫”，其形成过程是________________________________________________________________________
试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因是
（1）转基因技术就是通过基因拼接，把目的基因拼接到载体上，实质上是DNA之间的连接。
（2）GH是含有191个氨基酸的蛋白质，由于蛋白质、控制蛋白质合成的mRNA上的碱基数目及控制蛋白质合成的DNA上的碱基数目，三者的比值为1∶3∶6，所以转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是1146个。
（3）该转基因鱼转入的是生长激素基因，生长激素能促进生长，主要是促进蛋白质的合成和骨的生长。
（4）转基因鱼由于具有易于逃逸、扩散的特点，当这种鱼扩散到其他环境中时，与其他种类的鱼杂交，被转入的基因就有可能转移到其他的鱼体内，造成基因污染；
同时，由于该种转基因鱼具有生长优势，使其捕食对象大量减少，与其他物种竞争时，优势明显，所以可能引起生态危机。
（5）三倍体鱼由于不能产生正常的生殖细胞，无法繁殖后代，因此不会造成生态危机。
（1）遗传物质都是DNA
（2）1146 （3）转基因鱼受体内合成了大量生长激素，生长激素能促进蛋白质合成 （4）转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼带有转基因，具有生长优势，使其捕食对象大量减少，与其他物种竞争加剧，引起生态危机 （5）转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体，然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体 三倍体鱼不能繁殖，可以人工控制养殖数量和范围，避免发生杂交、竞争，引起生态危机
2．（2018·
合肥模拟）试管婴儿不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面的课题，有不可估量的积极作用。
（1）“试管婴儿”除了用到体外受精技术外，还用到_____________（填两种）技术。
（2）人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是________。
（3）下图所示时期是胚胎发育的________期。
（4）“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是________________________________________________________________________
（5）现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是________________________________________________________________________
（1）早期胚胎培养、胚胎移植
（2）有丝分裂
（3）囊胚 （4）前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病；
后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断
（5）可能破坏人类正常的性别比例
[清一清]
易错点1 误认为精子“获能”就是获得能量并认为排卵就是排出卵泡
[点拨]
（1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
易错点2 受精的标志≠受精完成的标志
[点拨] 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。
易错点3 滋养层≠饲养层
[点拨]
（1）滋养层：
囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。
（2）饲养层：
饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
易错点4 人工授精≠体外受精
[点拨] 人工授精是用人工的方法将公畜的精子注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；
体外受精是将人工获取的精子和卵母细胞在体外完成受精。
这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。
易错点5 混淆克隆动物、试管动物与转基因动物
[点拨] 三类动物的比较如下：
克隆动物
试管动物
转基因动物
概念
用核移植
的方法获
得的动物
用体外受精
的方法获得
的动物
由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物
技术
核移植
体外受精
DNA重组技术
生殖
方式
无性繁殖
有性生殖
有性生殖或保持原生殖方式
遗传
特性
主要与供核
个体相同
具备双亲的
遗传性状
具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性
相同
点
三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎
[判一判]
（1）精子和卵子的发生都是从初情期开始的（ ）
（2）从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精（ ）
（3）成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力（ ）
（4）排卵是指卵泡从卵巢中排出（ ）
（5）卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大（ ）
（6）在胚胎移植中，对供体母羊要用促性腺激素进行超数排卵处理（ ）
（7）受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植（ ）
（8）利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎（ ）
（9）在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割（ ）
（10）胚胎干细胞具有细胞核大、核仁不明显和蛋白质合成旺盛等特点（ ）
（11）种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性（ ）
（12）试管婴儿技术属于有性生殖，克隆技术属于无性生殖（ ）
（13）转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加（ ）
（14）中国反对生物武器，但中国在特殊情况下可以生产生物武器（ ）
（1）×
（2）×
（3）√ （4）×
（5）×
（6）√ （7）×
（8）√ （9）×
（10）×
（11）√ （12）√ （13）×
（14）×
（2017·
高考江苏卷）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，A项正确；
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，B项正确；
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，C项错误；
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，D项正确。
高考江苏卷）牛雄性胚胎中存在特异性HY抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加HY单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．HY单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌
B．应选用原肠胚做雌雄鉴别
C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植
D
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