全国版届高考生物一轮复习第37讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题培优学案2Word文档下载推荐.docx
《全国版届高考生物一轮复习第37讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题培优学案2Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国版届高考生物一轮复习第37讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题培优学案2Word文档下载推荐.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（3）受精过程
4．早期胚胎发育
三、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．胚胎的早期培养
（1）目的：
检查受精状况和受精卵的发育能力。
（2）培养液成分：
两“盐”：
无机盐、有机盐；
两“素”：
维生素、激素；
两“酸”：
氨基酸、核苷酸；
另有水和血清等。
（3）胚胎处理：
向受体内移植或冷冻保存。
3．胚胎工程的应用及前景
（1）胚胎移植
①概念：
将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
②地位：
胚胎工程其他技术的最后一道工序。
③意义
a．充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
b．大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量，从而推动了畜牧业的发展。
④生理学基础
⑤基本程序
（2）胚胎分割
①胚胎分割时应注意的问题
a．胚胎选择：
选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
b．分割：
在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，一定要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎恢复和进一步发育。
②实质：
通过无性生殖或克隆增加后代数量。
（3）胚胎干细胞
①胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
四、生物技术的安全性和伦理问题
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．关注生物技术的伦理问题
（1）克隆
①治疗性克隆与生殖性克隆
②中国政府态度：
中国不反对治疗性克隆，反对生殖性克隆。
（2）试管婴儿与设计试管婴儿
①过程区别：
设计试管婴儿比试管婴儿多出的过程是上图中的d。
②所用技术手段不同：
设计试管婴儿胚胎移植前需要进行遗传学诊断，而试管婴儿无需进行遗传学诊断。
③应用不同：
试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
④相同点：
两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都属于有性生殖。
（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。
3．禁止生物武器
（1）生物武器的种类：
致病菌、病毒、生化毒剂以及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。
◆ 深入思考
1．受精的标志和受精完成的标志是一回事吗？
提示 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。
2．排卵和冲卵有什么区别？
提示 排卵指卵子从卵泡中排出；
冲卵是把供体母体子宫内的早期胚胎冲洗出来。
3．试管婴儿和设计试管婴儿有什么不同？
提示
（1）过程不同：
后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。
（2）目的不同：
试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症等的治疗。
◆ 自查诊断
1．排卵是指卵泡从卵巢中排出。
（ ）
答案 ×
2．从卵巢中采集的卵母细胞不能直接与获能的精子完成受精。
答案 √
3．在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理。
4．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。
5．胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点。
板块二 考点·
题型突破
考点1
体内受精和早期胚胎发育
题型一 配子的发生
1．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
答案 C
解析 分析题图可知，在促性腺激素的作用下减数第一次分裂完成并产生次级卵母细胞，A正确；
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形成成熟卵子，B正确；
Ⅱ为初级卵母细胞，在减数第一次分裂后期染色体数目为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，C错误；
动物基因工程中常用受精卵作为受体细胞，D正确。
2．分析下面图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别（ ）
A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间
B．MⅠ和MⅡ的时间连续性
C．成熟生殖细胞是否经过变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数目
答案 D
解析 初级精母细胞是雄性动物初情期开始后才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的；
精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ；
精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形；
成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。
故选D。
技法提升
对“卵子的发生”的说明
（1）正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
（3）卵子从卵泡中排出时只完成了减数第一次分裂，减数第二次分裂发生在输卵管中，在精子和卵子结合的过程中完成。
题型二 体内受精和早期胚胎发育过程
3．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
答案 A
解析 大量获能的精子与卵子相遇时，即开始释放顶体酶，溶解放射冠的卵丘细胞之间的物质，这样部分精子可接触到透明带，A错误；
透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜反应是第二道屏障，B正确；
精子与卵细胞膜相互融合，精子的头部即进入卵细胞中，C正确；
雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂，D正确。
4．[2017·
苏州模拟]下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段。
请据图回答问题：
（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）由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，细胞数目________，胚胎总体积________。
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）增多 基本不变
解析
（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）桑椹胚细胞具有发育的全能性，囊胚开始出现细胞分化，已分化成滋养层细胞和内细胞团；
原肠胚已具有胚层分化，分化为外胚层和内胚层。
（4）内细胞团将发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。
（5）由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，虽然细胞数目增多，但胚胎总体积基本不变。
考点2
体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用
题型一 体外受精和早期胚胎培养过程
1．如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是（ ）
A．获取的精子经获能后才能进行体外受精
B．②过程只与细胞膜的流动性有关
C．③过程的细胞增殖方式是有丝分裂
D．④过程属于胚胎移植过程
答案 B
解析 在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精，A正确；
图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合（与膜的流动性有关）、核的融合等，B错误；
③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂，C正确；
④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程，D正确。
2．根据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题。
（1）体外受精的过程主要包括____________________、________________及受精等几个步骤。
（2）精子获能的方法有________和____________________。
（3）体外采集小鼠的卵子常用________。
A．超数排卵处理法
B．活体采卵法
C．从早期胚胎中采集
D．从屠宰后母鼠卵巢中采集
（4）怎样用一个流程图表示体外受精过程？
答案
（1）卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能
（2）培养法 化学诱导法 （3）A
（4）如图所示
解析
（1）哺乳动物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几个步骤。
（2）精子获能的方法有培养法和化学诱导法。
（3）对于实验小动物，卵子的采集常采用超数排卵处理法，对大家畜或大型动物，常采用活体采卵法或从已屠宰母畜的卵巢中采集的方法。
人工授精和体外受精的比较
题型二 胚胎移植和胚胎分割
3．下列关于胚胎分割的叙述，正确的是（ ）
A．可以将胚胎任意分割成多块
B．胚胎分割是一种有性生殖
C．胚胎分割后，移植获得的后代基因型完全相同
D．胚胎分割是在动物体内进行的
解析 胚胎分割可以看做无性生殖，它所形成的后代基因型完全相同，遗传性状极为相似。
胚胎分割是在动物体外进行的操作，但不能无限分割。
4．下面为牛胚胎移植示意图，请据图回答：
（1）牛胚胎移植程序中，①通常采用________进行同期发情处理，然后②用________激素使供体母牛超数排卵。
（2）④胚胎移植过程一般有________和________两种方法。
（3）⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同？
________，为什么？
___________________________________。
（4）进行胚胎移植的优势是________________________________。
（5）冲卵的生理基础是__________________________________。
（6）④移植的胚胎，也可以是来源于体外受精或者核移植，体外受精形成的胚胎发育成的个体可以称为________（填“试管”或“克隆”）动物，核移植形成的胚胎发育成的个体可以称为________（填“试管”或“克隆”）动物。
答案
（1）激素 促性腺
（2）手术 非手术
（3）不相同 犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛，且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响
（4）充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
（5）早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系
（6）试管 克隆
解析
（1）胚胎移植时供、受体牛必须处在相同的发情期，通常用激素进行处理，然后用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
（2）胚胎移植方法一般有：
手术法，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口；
非手术法，将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。
（3）受体母牛只是提供胚胎发育的场所。
（4）进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
（5）冲卵的生理基础是早期胚胎形成后，未与母体子宫建立组织上的联系，仍处于游离状态。
（6）体外受精获得试管动物，核移植获得克隆动物。
5．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：
（1）图中c的操作名称是________________，d、f的操作名称是________________。
（2）图中用到的激素是________________，其目的是获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；
图中早期胚胎属于胚胎发育的________期，其中胚胎干细胞来源于________（填数字标号）。
（3）过程h常用的方法是________________。
采用
________________技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。
（4）图中A、B牛的性别________（填“相同”“不相同”或“不一定相同”）。
答案
（1）胚胎分割 胚胎移植
（2）促性腺激素 囊胚 ③
（3）显微注射法 DNA分子杂交 （4）相同
解析
（1）分析题图可知，a过程是体外受精，b过程是早期胚胎培养，c操作是胚胎分割，d、f操作是胚胎移植。
（2）用促性腺激素处理母畜，可获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；
图中胚胎属于胚胎发育的囊胚期，其中③指内细胞团，胚胎干细胞可来源于此。
（3）常用显微注射法将外源基因导入动物受体细胞，采用DNA分子杂交技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。
（4）A、B牛由同一个胚胎分割而来，二者遗传物质相同，性别相同。
胚胎移植中的四个注意点
（1）胚胎移植过程中两次使用激素，第一次用激素对受、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，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。
题型三 胚胎干细胞培养
6．[2017·
南阳测试]胚胎干细胞培养的基本过程如下图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．①过程的培养液与动物细胞培养的培养液成分不同之处是不含有动物血清
B．②过程采用酶处理的方式将内细胞团细胞分散开
C．③过程培养基中需加入经紫外线照射后的成纤维细胞，以促进胚胎干细胞分化
D．早期胚胎继续发育会在外层形成滋养层细胞，最终这部分细胞发育为成体的一部分
解析 动物细胞培养所需的营养物质与体内基本相同，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，以及血清、血浆等天然成分，早期胚胎培养的培养液成分一般都比较复杂，除了一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等，A错误；
③表示胚胎干细胞只分裂不分化的状态，C错误；
滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，D错误。
7．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是（ ）
A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性
B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病
C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术
D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物
解析 用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性，只需诱导干细胞分化形成相应的器官即可，A错误；
用脐带血中的干细胞不能治疗这个孩子所有的疾病，如传染性疾病等，B错误；
如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用细胞培养技术，然后发育成器官，C正确；
自体器官移植不会发生免疫排斥反应，所以自体移植后不需要用免疫抑制药物，D错误。
8．如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。
请回答：
（1）胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的______________中分离得到的一类细胞。
（2）图中分化程度最低的干细胞是______________________。
在体外培养条件下，培养液中加入________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
（3）在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因____________________的结果。
（4）某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。
骨髓移植的实质是将上图中的________细胞移植到患者体内。
答案
（1）囊胚 原始性腺
（2）胚胎干细胞 分化诱导 （3）选择性表达 （4）造血干
解析
（1）胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，这个早期胚胎指的是囊胚阶段的内细胞团。
（2）图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，其全能性最高，在体外培养条件下，在培养液中加入分化诱导因子，则该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞。
（3）细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
（4）骨髓是人体的造血组织，存在有造血功能的干细胞，骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内。
易错警示
滋养层≠饲养层
滋养层：
囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。
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。
考点3
生物技术的安全性和伦理问题
题型一 生物技术的安全性问题
1．转基因生物的安全性引起人们争论的技术原因是（ ）
①转移基因的功能往往未知 ②转移基因的结构往往未知 ③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 ④外源基因往往是异种生物的基因
A．①②B．②③C．③④D．①③
解析 由于人们对基因结构、基因间相互作用及基因调控机制等了解有限，故人们对转基因生物的安全性还存在争论，转移基因的功能往往是已知的。
2．下列哪些说法已得到了证实（ ）
A．一些转基因植物成为“入侵的外来物种”，威胁着生态系统中其他的生物的生存
B．转基因抗除草剂植物已使杂草成了抗除草剂的“超级杂草”
C．转Bt基因玉米的花粉可使某种斑蝶幼虫死亡
D．已发现因食用转基因食物而死亡的病例
解析 从理论上说，一些转基因植物可能会成为“入侵的外来物种”，威胁着生态系统中其他生物的生存，但没有被证实，A错误；
转基因抗除草剂植物可能使杂草成为抗除草剂的“超级杂草”，没有得到证实，B错误；
据报道一种斑蝶幼虫食用了转Bt基因玉米的花粉后有44%的个体死亡，C正确；
到目前为止，还没有发现因食用转基因食物而死亡的病例，D错误。
安全性常见误区
（1）引入外来物种≠增加生物多样性：
如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响，可能会造成生物多样性的锐减。
（2）转基因生物具有危害≠阻止技术的发展：
应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能的危害而阻止技术的发展。
题型二 生物技术的伦理问题
3．中国政府禁止生殖性克隆人，不接受任何生殖性克隆人的实验，原因是（ ）
A．克隆人不是正常的个体
B．克隆人的技术性问题无法得到解决
C．克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念
D．大多数人对克隆人的研究持否定态度
解析 克隆人严重违反了人类伦理道德，是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，因此中国政府禁止生殖性克隆人。
湖北荆州松滋二中期中]试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外受精及胚胎移植。
试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育4～6天，形成胚胎（如下图所示），然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最后出生的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。
它的成功和发展，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提供了新的课题，有不可估量的积极作用。
（1）试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是____________，该图示时期是胚胎发育的________期。
（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，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是________。
（3）“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过________处理，卵子要培养到________________（时期）。
除此之外还用到___________________（填两种）技术。
（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_____________。
答案
（1）受精作用 囊胚
（2）有丝分裂
（3）获能 减数第二次分裂中期 早期胚胎培养、胚胎移植
（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）破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德
解析 受精前，精子需要进行获能处理，卵子需要培养到减数第二次分裂中期才能受精。
受精之后，受精卵进行有丝分裂，使细胞数目增多。
观察题图可知，该图中有囊胚腔
升级会员 