导学教程高考生物一轮总复习 专题三 胚胎工程及生物技术的安全和伦理问题课件（选修3）.ppt

专题三胚胎工程及生物技术的安全和伦理问题 一 体内受精和早期胚胎发育1 精子和卵子的发生 1 精子的发生 场所 睾丸的 时间 生殖机能衰退 知识梳理 曲细精管 初情期 初级精母细胞 精子细胞 精子头 头部顶体 中心体 线粒体鞘 2 卵子的发生 场所 卵巢 时间 胎儿期和初情期后 排卵后 精 卵结合 2 受精作用的过程 生殖道 m 中期 放射冠 透明带 卵细胞膜 3 早期胚胎发育 有丝分裂 增多 不增加或略 有缩小 32 全能性 胎儿的各种组织 胎膜和胎盘 表层 下方 4 胚胎干细胞 1 来源 或中分离 早期胚胎 原始性腺 小 大 全能性 二 胚胎移植1 生理基础 1 移入 动物发情排卵后 在一段时间内同种动物的是相同的 2 收集 早期胚胎处于状态 3 存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 4 遗传特征 供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响 供受体生殖器官的生理变化 游离 免疫排斥 2 基本操作程序 胚胎移植 供受体 人工受精 3 胚胎分割 1 材料 发育良好的桑椹胚或囊胚 2 注意事项 将内细胞团均等分割 三 生物技术的安全性和伦理问题1 转基因生物存在安全性的原因 1 目前对 调控机制及了解有限 2 目的基因往往是的基因 3 外源基因往往是插入宿主细胞基因组的 基因结构 基因间相互作用 异种生物 随机 2 生物技术的伦理问题 1 克隆人 中国政府的态度 禁止 但不反对治疗性克隆 四不原则 不赞成 不允许 不支持 不接受任何 的实验 2 试管婴儿 设计试管婴儿需对胚胎进行 生殖性克隆 生殖性克隆人 基因检测 3 生物武器的种类和实例 1 判断精子和卵子发生的说法 1 精子和卵子的发生都是从初情期开始的 2 卵子形成过程中 m 和m 是不连续的 3 判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体 自主检测 2 判断体外受精和早期胚胎培养的叙述 1 哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集 精子的获取和受精等步骤 2 收集精子的方法有假阴道法 手握法和电刺激法等 3 采集的卵母细胞可直接与精子受精 4 精子体外获能方法有培养法和化学诱导法两种 5 培养哺乳动物胚胎的培养液 其成分较简单 一般只需一些无机盐和有机盐类即可 6 透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障 7 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 8 排卵是指卵泡从卵巢中排出 9 卵裂是在透明带内进行的 10 内细胞团将来发育成胎膜和胎盘 11 采集的卵母细胞要在体外培养成熟后 才能与获能的精子受精 3 判断胚胎移植和胚胎分割的叙述 1 胚胎分割可看作是无性繁殖 2 进行胚胎分割时 应选取发育良好的囊胚或原肠胚 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 对供体母羊要做超数排卵处理 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的 形态正常的囊胚或原肠胚 6 胚胎移植时对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 2012 江苏 7 囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 2012 浙江 8 胚胎分割的份数越多 操作技术的难度会越大 移植的成功率也越低 考点一受精作用 体外受精及早期胚胎的发育和培养 核心突破 1 精子和卵子的发生和比较 2 受精过程中的三大反应与防止多精入卵受精的两道屏障 1 顶体反应 精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应 顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道 是精子和卵子结合必不可少的条件 2 透明带反应 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 称做透明带反应 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 卵细胞膜会立即发生一种生理反应 拒绝其他精子再进入卵内 称为卵细胞膜反应 这是防止多精入卵受精的第二道屏障 3 体外受精 1 精子 卵子的获取与培养 2 受精 获能的精子和成熟的卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用 4 胚胎的早期培养 1 培养液成分 无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸 血清等物质 2 胚胎处理 当胚胎发育到适宜的阶段时 可将其取出向受体移植 或冷冻保存 易考明示 1 对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清 误认为卵裂阶段的细胞分裂方式包括减数分裂 实际上只有有丝分裂 误认为卵裂阶段细胞中有机物 dna的含量要增多 细胞体积要增大 从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小 但细胞数目增多 所以每个细胞体积减小 伴随细胞分裂 细胞数目增多 总dna含量增多 但每个细胞中dna含量保持相对稳定 该过程中有机物总量减少 因为一直呼吸消耗但不从外界吸收 2 对排卵理解不准确 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是卵泡从卵巢中排出 3 混淆受精标志与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 4 不能对胚胎发育与胚胎工程中的有关概念进行正确区分 对精子和卵子的发生 发育及结合场所不熟 精子发生场所 睾丸的曲细精管 卵子的发生场所 卵巢 受精场所 输卵管 受精卵发育场所 输卵管和子宫 精子发生的时间及特点 初情期后 两次分裂连续进行 卵子发生的时间及特点 胚胎性别分化以后 两次分裂不连续进行 对囊胚和桑椹胚在胚胎发育过程中所处的阶段 特点和在胚胎工程中的应用没有完全掌握 胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚 可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚 忽略 透明带反应 和 卵细胞膜反应 在受精过程中的生物学意义 两者构成了防止多精入卵受精的两道屏障 体外受精易忽视 精子获能 和 卵子成熟 问题 命题预测 考向预测一早期胚胎发育及其特点 1 2014 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 解析胚胎发育是个体发育的一个阶段 在蛙的胚胎发育过程中 通过细胞分裂增加细胞数 并在桑椹胚后细胞开始分化 故a正确 胚胎发育过程中 有细胞的分裂 也进行着细胞衰老和凋亡 b错误 c蛙胚胎发育的过程中 所需营养物质主要来自于受精卵 随分裂次数的增加 有机物的大量消耗 其总量不增反减 故c d错误 答案a 考向预测二早期胚胎的培养条件及各时期特点2 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 下列相关描述正确的是 a 图中3是透明带 7是原肠腔b 发育的先后顺序是甲 丙 乙c 1部位细胞将来发育成胎儿的各种组织d 甲 乙 丙时期的细胞都具有发育的全能性 解析图中甲是桑椹胚 乙是囊胚 丙是原肠胚 图中1是滋养层 2是内细胞团 3是透明带 4是囊胚腔 5是外胚层 6是滋养层 7是原肠腔 8是内胚层 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织 滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘 答案a 考点二胚胎移植及胚胎分割技术 1 胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序 移植的胚胎必须在原肠胚之前 不能直接移植受精卵 2 移植胚胎来源及生殖方式 核心突破 3 同期发情处理用雌性激素 孕激素等 超数排卵处理用促性腺激素 4 两次检查 收集胚胎检查 移植后是否妊娠检查 5 冲卵含义 冲出早期胚胎 不是冲出卵子 6 胚胎移植的供体和受体必须是同种生物 7 试管动物的性别和性状由父本 母本决定 而克隆动物的性别和性状与核供体相同 8 胚胎的产生过程一般是有性生殖 但胚胎分割是无性生殖方式 易混易错 胚胎移植易错分析 1 同种动物之间进行胚胎移植易成功 这里的 同种 是指 同物种 2 作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种 供体则为优良品种 3 进行胚胎分割时 应选择发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 注意在囊胚阶段分割时 内细胞团要均等分割 4 试管婴儿技术为有性生殖 胚胎分割移植为无性生殖 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的重组细胞发育而成的 5 试管动物的培育属有性生殖范畴 而克隆动物的获得属无性生殖 6 两技术的最后阶段都利用胚胎移植技术获得新个体 移植所选胚胎一般是发育到原肠胚之前的桑椹胚或囊胚期的胚胎 命题预测 考向预测一胚胎移植 3 2014 江苏卷 杜泊羊以其生长速度快 肉质好等优点 被称为 钻石级 肉用绵羊 科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示 相关叙述正确的是 a 为了获得更多的卵母细胞 需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理b 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c 为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应 应注射免疫抑制剂d 为了进一步扩大繁殖规模 可通过胚胎分割技术获得同卵双胎 解析超数排卵用促性腺激素而不是雌激素 a错 根据采集部位而定 如果是从输卵管采集的卵细胞 已发育成熟 可直接与获能的精子在体外受精 如果是从卵巢采集的卵细胞 未发育成熟 都要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精 故b错 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 c错 为了进一步扩大繁殖规模 可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎 故d项正确 答案d 考向预测二胚胎分割移植4 下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤 下列叙述正确的是 a 胚胎移植可以定向改造动物遗传性状 需移植到发情的母牛子宫内发育b a细胞不一定是受精卵细胞c 两个胚胎具有不同遗传物质d 图中a过程包括卵裂 囊胚和原肠胚等阶段 解析胚胎移植不能定向改造动物的遗传性状 a细胞也可以为核移植的重组细胞 和 两个胚胎是由同一胚胎分割而来 其遗传物质相同 在胚胎分割移植时 胚胎未发育到原肠胚阶段 答案b 考向预测三胚胎干细胞5 下图表示利用胚胎干细胞 es细胞 所做的一系列研究 过程 是将带有遗传标记的es细胞注入早期胚胎的囊胚腔 通过组织化学染色 用于研究动物体器官形成的时间 发育过程以及影响的因素 过程 是将目的基因导入胚胎干细胞的过程 下列有关叙述不正确的是 a 过程 的研究利用了胚胎干细胞具有全能性的特点b 过程 中 囊胚的后一个阶段形成了内 中 外三个胚层及两个囊胚腔c 过程 中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞d 过程 中需要用到的工具有限制酶 dna连接酶和运载体 解析过程 利用了细胞的全能性 囊胚的后一个阶段是原肠胚 具有内 中 外三个胚层和原肠腔 囊胚腔两个囊腔 过程 中 将目的基因导入动物受体细胞常用的方法是显微注射法 基因工程中常用的工具有限制酶 dna连接酶及运载体 答案b 拓展提升 干细胞的类型 考向预测四通过胚胎干细胞的基因治疗6 2014 福建卷 rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞 科研人员利用胚胎干细胞 es细胞 对rag2基因缺失小鼠进行基因治疗 其技术流程如图 1 步骤 中 在核移植前应去除卵母细胞的 2 步骤 中 重组胚胎培养到 期时 可从其内细胞团分离出es细胞 3 步骤 中 需要构建含有基因rag2的表达载体 可以根据rag2基因的 设计引物 利用pcr技术扩增rag2基因片段 用hind 和pst 限制酶分别在片段两侧进行酶切获得rag2基因片段 为将该片段直接连接到表达载体 所选择的表达载体上应具有 酶的酶切位点 4 为检测rag2基因的表达情况 可提取治疗后小鼠骨髓细胞的 用抗rag2蛋白的抗体进行杂交实验 解析 1 步骤 是核移植过程 体细胞核移植前要除去受体卵母细胞的细胞核 原因是若不去掉卵母细胞的细胞核 就会造成细胞里面就有两个细胞核 使得遗传物质是不稳定的 2 es细胞是由早期胚胎 囊胚 的内细胞团分离出来的一类细胞 3 步骤 过程是导入目的基因 rag2基因和es细胞中的基因表达载体的构建过程 在生物体外可通过pcr技术扩增目的基因 其条件是模板dna rag2基因的核苷酸序列设计引物 四种脱氧核苷酸 热稳定dna聚合酶等 另外根据题干可知 获得rag2目的基因需要用hind 和pst 两种限制酶 所以在构建表达载体时 所选择的表达载体上应具有hind 和pst 酶的酶切位点 4 检测目的基因是否翻译相应蛋白质时 应采用抗原 抗体杂交 免疫 法 即提取蛋白质 用相应的抗体进行抗体 抗原杂交 看是否有杂交带 答案 1 细胞核 2 囊胚 3 核苷酸序列hind 和pst 4 蛋白质 考点三生物技术安全性与伦理问题 1 转基因生物的安全性辨析 核心突破 2 克隆人 1 克隆人的培育过程 细胞核 重组细胞 早期胚胎 2 治疗性克隆和生殖性克隆的比较 3 试管婴儿和设计试管婴儿的比较 1 不同点 所用技术手段 设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断 试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断 应用 试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题 设计试管婴儿主要用于白血病 贫血症的治疗 2 相同点 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 都是有性生殖 命题预测 考向预测一转基因生物的安全性 7 2013 江苏单科 下列关于转基因生物安全性的叙述中 错误的是a 我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度b 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c 开展风险评估 预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提d 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 解析转基因生物是否存在安全问题 尚在争论之中 国家为了维护消费者对转基因产品的选择权和知情权 一般会加贴标注 但不会警示性注明可能的危害 b错误 答案b 考向预测二治疗性克隆与生殖性克隆8 治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应 如图表示治疗性克隆的过程 下列说法正确的是 a 图示过程利用了动物细胞培养和动物体细胞融合技术b 图示过程实现了动物细胞的全能性 其优点是用上述方式获得的各种脏器组织细胞 神经细胞等进行移植降低了免疫排斥c 过程的细胞学基础是细胞的增殖和分化d 过程需要进行dna复制和蛋白质合成 同时还需要在培养液中不断补充细胞所需要的atp 解析图示过程利用了动物细胞培养 核移植和早期胚胎培养技术 图示过程没有实现动物细胞的全能性 细胞的全能性强调的最终结果是得到了完整的个体 过程是胚胎干细胞通过不断地分裂和分化形成各种组织的过程 过程需要进行dna复制和蛋白质合成 同时还需要在培养液中不断补充细胞所需要的各种营养物质 在此期间细胞所需要的能量来自细胞内物质代谢产生的atp 答案c 考向预测三生物技术安全性与伦理问题的综合考查9 2014 重庆卷 生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点 下列叙述 错误的是a 应严格选择转基因植物的目的基因 避免产生对人类有害的物质b 当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验 但不反对治疗性克隆c 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿d 生物武器是用微生物 毒素 干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力 解析在转基因过程中 避免基因污染和对人类的影响 必须严格选择目的基因 a正确 我国不反对治疗性克隆 坚决反对生殖性克隆 b正确 反对设计试管婴儿原因之一防止选择性设计婴儿 违背伦理道德 c正确 生物武器是指有意识的利用微生物 毒素 昆虫侵袭敌人的军队 人口 农作物或者牲畜等目标 以达到战争目的的一类武器 干扰素为淋巴因子 非生物武器 d错误 答案d 高考体验 1 2013 江苏单科 软骨发育不全为常染色体显性遗传病 基因型为hh的个体早期死亡 一对夫妻均为该病患者 希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子 下列做法错误的是 a 首先经超排卵处理后进行体外受精b 从囊胚中分离细胞 培养后检测基因型c 根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎d 将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫 解析超数排卵可以得到多个次级卵母细胞 以便于体外受精得到更多的胚胎 a正确 检测基因型 是从囊胚中分离细胞 以便于选择正常胚胎 b正确 软骨发育不全为常染色体显性遗传病 健康个体基因型应为hh c正确 人类进行胚胎移植的时间一般8 16个细胞时期 d错误 答案d 2 2013 天津理综 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 只有在精子的作用下才能形成成熟卵子c 和 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 作为受体细胞 解析据图可知 初级卵母细胞形成次级精母细胞的过程需要促性腺激素的调节 a项正确 细胞 为次级卵母细胞 减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的 b项正确 和 分别为初级卵母细胞 次级卵母细胞和受精卵 它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为 2n 2n 4n 染色体数不同 c项错误 动物细胞的受精卵全能性高 因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞 d项正确 答案c 3 2010 江苏高考 老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的 淀粉样蛋白体 它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降 某些基因的突变会导致 淀粉样蛋白体的产生和积累 下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是a 胚胎移植技术b 胚胎干细胞技术c单克隆抗体技术d 基因治疗技术 解析胚胎移植是将胚胎移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物的体内 使之继续发育为新个体的技术 因此不能用于老年痴呆症的治疗 利用胚胎干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性 移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能 所以胚胎干细胞技术能用于老年痴呆症的治疗 根据题意 只要干扰 淀粉样蛋白体的存在就可以治疗老年痴呆症 利用单克隆抗体技术生产特定抗体 使之与 淀粉样蛋白体结合形成沉淀 从而达到治疗老年痴呆症的目的 淀粉样蛋白体的产生是由于某些基因的突变造成的 因此通过基因治疗技术把正常基因导入病人体内 使该正常基因的表达产物发挥功能 从而达到治疗老年痴呆症的目的 答案a 4 2012 山东卷 毛角蛋白 型中间丝 kif 基因与绒山羊的羊绒质量密切相关 获得转kif 基因的高绒质绒山羊的简单流程如下图 1 过程 中最常用的运载工具是 所需要的酶是限制酶和 2 在过程 中 用 处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞 在培养过程中 将成纤维细胞置于5 co2的气体环境中 co2的作用是 3 在过程 中 用 处理以获取更多的卵 母 细胞 成熟卵 母 细胞在核移植前需要进行 处理 4 从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是 在胚胎移植前 通过 技术可获得较多胚胎 解析 1 基