届人教版一轮复习选修1第十单元第38讲胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题 教案.docx

届人教版一轮复习选修1第十单元第38讲胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题 教案.docx

《届人教版一轮复习选修1第十单元第38讲胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题 教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届人教版一轮复习选修1第十单元第38讲胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题 教案.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

届人教版一轮复习选修1第十单元第38讲胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题教案

[考纲要求]　1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（Ⅰ）。

2.胚胎干细胞的移植（Ⅰ）。

3.胚胎工程的应用（Ⅱ）。

4.转基因生物的安全性（Ⅰ）。

5.生物武器对人类的威胁（Ⅰ）。

6.生物技术中的伦理问题（Ⅰ）。

考点一　体内受精和早期胚胎发育

1．精子和卵子的发生的比较

（1）精子的发生

（2）卵子的发生

2．受精

（1）精子获能：

刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。

（2）卵子的准备：

卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。

（3）受精过程

易混辨析　受精过程的三个易混点

（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。

（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；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。

3．早期胚胎发育

　↓

　↓

　↓

1．判断常考语句，澄清易混易错

（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（　×　）

2．分析命题热图，明确答题要点

如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图分析：

（1）A、B、C的名称分别是什么？

提示　桑椹胚、囊胚、原肠胚。

（2）图中的4和7两个空腔是同一个结构吗？

提示　不是，分别是囊胚腔和原肠腔。

（3）细胞分化开始出现于哪个时期？

1部分的细胞将来形成什么结构？

提示　细胞分化开始出现于B（囊胚）时期，1部分的细胞将来形成胎膜和胎盘。

（4）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？

提示　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。

命题点一　图析配子的发生

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　据图可知，次级卵母细胞的形成过程需要促性腺激素的调节；次级卵母细胞要在精子的刺激下才能经过减数第二次分裂形成成熟的卵子；Ⅱ细胞的分裂后期为减数第一次分裂后期，Ⅲ细胞分裂后期为减数第二次分裂后期，二者的染色体数均为2n，Ⅳ细胞的分裂后期为有丝分裂后期，染色体数为4n；转基因动物的培育需要将受体细胞培育为完整的生物体，Ⅳ细胞为受精卵，具有全能性，可作为受体细胞。

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，在精子与卵细胞结合的过程中才完成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。

命题点二　体内受精及早期胚胎发育过程分析

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　大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时，即开始释放顶体酶，解离放射冠的卵丘细胞之间的物质，这样部分精子可径直接触到透明带，A错误；透明带反应是多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜的封闭作用是第二道防线，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．下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是（　　）

A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育

B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大

C．兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜

D．原肠胚是进行胚胎移植的最好时期

答案　C

解析　由受精卵发育为幼体是胚胎发育，由幼体发育为成体是胚后发育，A项错误。

卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小，B项错误。

兔子、雄鹰、眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C项正确。

原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行，D项错误。

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）细胞体积：

胚胎总体积不变或略有缩小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。

（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　体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用

1．体外受精

（1）卵母细胞的采集和培养

（2）精子的采集和获能

（3）受精：

获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。

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：

发育培养液，成分包括无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。

（3）胚胎处理：

向受体移植或冷冻保存。

特别提醒　早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较

项目

早期胚胎培养液

动物细胞培养液

盐类

无机盐、有机盐

无机盐、微量元素

营养物质

氨基酸、核苷酸

糖、氨基酸

调节物质

维生素、激素

促生长因子

特有成分

血清

血清、血浆

3.胚胎工程的应用及前景

（1）胚胎移植

①地位：

胚胎工程其他技术的最后一道工序。

②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生殖即克隆。

③分割要求：

对囊胚分割时，要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

①来源：

早期胚胎或原始性腺。

②特点：

形态上，体积小、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。

特别提醒　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

1．判断常考语句，澄清易混易错

（1）培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质（　×　）

（2）受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植（　×　）

（3）在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割（　×　）

（4）在胚胎移植中，对供体母畜要做超数排卵处理，对供、受体要做同期发情处理（　√　）

（5）胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚（　×　）

（6）胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点（　√　）

2．分析命题热图，明确答题要点

胚胎移植是胚胎工程中的核心技术，下图表示胚胎移植的操作流程。

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？

提示　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）对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？

提示　对供体牛进行超数排卵处理；对供、受体母牛进行同期发情处理。

（3）用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？

提示　桑椹胚或囊胚。

（4）排卵和冲卵有什么区别？

提示　排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。

命题点一　体外受精和早期胚胎培养过程分析

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；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；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；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。

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

比较

项目

人工授精

体外受精

概念

人工授精技术是指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

体外受精是指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的技术

场所

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）

→受精（体外）

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　胚胎移植培育试管动物的流程考查

3．牛胚胎移植试验的主要流程如下，下列相关叙述正确的是（　　）

①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→⑥子代小牛。

A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵母细胞并完成减数分裂

B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提

C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚

D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致

答案　D

解析　卵细胞形成中的减数第二次分裂是在受精作用过程中完成的，A错误；③过程是以哺乳动物早期胚胎处于游离状态为前提，B错误；④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，C错误；⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致，D正确。

4．（2015·重庆，8）某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。

（1）拟进行如下杂交：

♂A（具高产奶基因的纯种）×♀B（具适宜本地生长基因的纯种）―→C

选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常________________。

若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是________性状。

为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是________________，后代中出现这种母牛的概率是________（假设两对基因分别位于不同对常染色体上）。

（2）用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。

精子要具有受精能力，需对其进行______________处理；卵子的成熟在过程________中完成。

在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是________。

为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的________________________________。

子代母牛的优良性状与过程________________________________________________________________________

的基因重组有关。

（3）为了提高已有胚胎的利用率，可采用____________________________________________

技术。

答案　

（1）生长发育或胚胎发育　隐性　♂A×♀C　1/8

（2）获能或增强活力　③　供能　性别、高产奶和适应生长的基因　②　（3）胚胎分割

解析　

（1）由于胚胎能在母体内正常生长发育，所以选择B作为母本。

若子代母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明适宜本地生长是显性性状（设基因为M），高产奶是隐性性状（设基因为n）。

则♂A基因型是mmnn，♀B基因型是MMNN，♀C基因型是MmNn，为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛（M_nn），可选择♂A和♀C进行杂交，后代出现该种母牛的概率是

×

×

＝1/8。

（2）精子经过获能处理才具有受精能力，卵子的成熟发生在受精过程中，即过程③。

胚胎培养过程的培养基中含有葡萄糖，葡萄糖氧化分解提供能量。

具有优良性状的母牛含有高产奶和适应生长的基因，则胚胎移植前应进行鉴定，同时还需鉴定性别。

基因重组发生在减数分裂过程中，控制不同性状的基因重新组合，由于供体公牛是纯合子，不会发生基因重组，供体母牛是杂合子，则子代母牛的优良性状与供体母牛产卵过程中的基因重组有关。

（3）为提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术，增加胚胎的数量。

克隆动物和试管动物的异同

（1）试管动物和克隆动物的性状不同：

前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。

（2）试管动物和克隆动物的生殖方式不同：

前者是有性生殖，后者是无性生殖。

（3）试管动物和克隆动物的产生过程不同：

前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。

（4）试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：

前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。

命题点三　胚胎分割和胚胎干细胞的应用及过程分析

5．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

答案　C

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。

6．阅读如下材料，回答下列问题：

材料甲　传统哺乳动物的胚胎干细胞是在经核移植构建成重组胚胎的过程中获得的。

材料乙　现代在哺乳动物的体细胞中导入4个多能性相关的基因、2种特殊组蛋白的基因，在添加特殊化合物的培养基中培养，能快速获得诱导性多能干细胞（iPS）。

但是，这种方法诱导的多能干细胞必须应用逆转录病毒才能进行基因组整合。

材料丙　应用iPS已经成功培养和分化出心肌、神经、胰腺、骨等多种体细胞和不同的组织，多能干细胞的研究在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。

（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）iPS建立的过程需将病毒介导后的细胞接种于____________细胞上，并于ES细胞专用培养体系中培养，以维持不分化状态；所用逆转录病毒相当于基因工程中的____________，且病毒应对生物体________________。

（3）在体外培养条件下，培养液中加入__________因子，可诱导iPS向不同类型的组织细胞分化，分化的实质是细胞中基因__________________的结果。

（4）对上述两种方法获得的由自体干细胞诱导分化形成的相应组织、器官进行移植，与传统器官移植相比，其优点是可避免发生____________反应。

答案　

（1）桑椹胚或囊胚　原始性腺　

（2）饲养层　载体　无害　（3）分化诱导　选择性表达　（4）免疫排斥

滋养层≠饲养层

（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。

考点三　生物技术的安全性和伦理问题

1．转基因生物的安全性

（1）转基因成果

（2）对安全性问题的争论

①转基因生物与食物安全

a．反对“实质性等同”。

b．担心出现滞后效应。

c．担心出现新的过敏原。

d．担心营养成分改变。

e．侵犯宗教信仰者或素食者的权益。

②转基因生物与生物安全

a．可能扩散到新的生态区域，破坏生态平衡。

b．成为“入侵的外来物种”，威胁其他生物的生存。

c．可能与某些细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体。

d．可能通过花粉传播进入杂草，形成“超级杂草”。

③转基因生物与环境安全：

转基因生物可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏。

（3）理性看待转基因技术

①正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避害，不能因噎废食。

②制定政策和法规，最大程度保证转基因技术和产品的安全性。

2．关注生物技术的伦理问题

反　对

支　持

克

隆

人

伦理

方面

违反了人类的伦理道德观念，中国禁止生殖性克隆

中国不反对治疗性克隆

技术

方面

技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高

可通过胚胎分级、基因诊断、染色体检查等方法解决技术问题

设计试

管婴儿

胚胎也是生命，杀死胚胎无异于“谋杀”

提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤

基因

检测

技术

方面

很难用在具体医疗中

有一些遗传性疾病可以通过基因检测后在早期采取预防措施

道德

方面

可能引起基因歧视

通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法，解决基因歧视现象

3.禁止生物武器

（1）生物武器的种类（连线）

（2）我国政府观点：

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．判断常考语句，澄清易混易错

（1）国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害（　×　）

（2）转入油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中（　√　）

（3）目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上（　√　）

（4）转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中（　×　）

（5）种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物的遗传（基因）多样性（　√　）

（6）我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆（　×　）

2．分析命题热图，明确答题要点

下图是培育试管婴儿的过程，请分析：

（1）过程①对精子和卵细胞有什么要求？

提示　精子要获能处理，卵细胞要培养到减数第二次分裂的中期。

（2）进行过程③时，应选择什么时期的早期胚胎？

提示　桑椹胚或者囊胚。

（3）图中①②③和①②④⑤两种获得试管婴儿的培育方法有何不同？

提示　①②③是普通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。

命题点一　生物技术的安全性问题分析

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

答案　C

解析　由于科学水平的限制，目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限；转移的基因虽然功能已知，但不少是异种生物的基因；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。

因此，在转基因生物中，有时候会出现意想不到的后果，引起人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面的激烈争论。

2．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____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（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____________________________

_________