四川省成都经济技术开发区高考生物 专题34胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题 选修1.ppt

专题3 4胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题 要点探究 栏目导航 课前导学 走近高考 基础梳理 一 体内受精和早期胚胎发育 精子的发生 场所 睾丸的曲细精管 时间 初情期 生殖机能衰退 过程 精原细胞 阶段 有丝分裂 精原细胞 初级精母细胞 m 2个次级精母细胞 m 4个精子细胞 变形 精子 阶段 阶段 1 卵子的发生 2 场所 卵巢 输卵管 时间 始于性别分化后 胚胎时期 过程 卵原细胞 有丝分裂 卵原细胞 初级卵母细胞 第一极体 次级卵母细胞 m 第二极体 卵子 2个第二极体 m 胎儿期 初情期后 排卵 指卵子从卵泡中排出 3 受精 1 场所 输卵管 2 过程 准备阶段 精子获能 卵子的准备 发育到减数第二次分裂中期 受精阶段 顶体反应 穿越放射冠 透明带反应 屏障1 卵黄膜封闭作用 屏障2 雌 雄原核形成 配子结合成受精卵 3 卵子受精完成的标志 在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体 4 胚胎发育 二 体外受精和早期胚胎培养1 体外受精 1 卵母细胞的采集和培养 促性腺激素 超声波探测仪 内窥镜等 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结合形成合子 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 水 血清 2 胚胎去向 向受体移植或冷冻保存备用 三 胚胎工程的应用和前景1 胚胎移植 1 胚胎来源 转基因 核移植 体外受精 体内受精 2 实质 产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程 3 地位 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 4 意义 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 6 基本程序 对供 受体的选择和处理 配种或人工授精 对胚胎的收集 冲卵 检查 培养或保存 时期 桑椹胚或囊胚 胚胎移植 检查 2 胚胎分割 1 概念 采用机械方法将早期胚胎分割成2等份 4等份或8等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 2 材料 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 3 注意事项 将内细胞团均等分割 4 意义 加快繁殖速度 是动物无性繁殖或克隆的方法之一 其他克隆方法还有核移植 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 四 生物技术的安全和伦理问题1 转基因生物的安全性 1 转基因生物存在安全性的原因 目前对基因的结构 调控机制及基因间的相互作用了解有限 目的基因往往是异种生物的基因 外源基因往往是随机插入宿主细胞基因组的 2 对安全性问题的争论 食物安全 毒性蛋白 过敏原 营养成分的改变等 生物安全 对生物多样性的影响 环境安全 对生态系统稳定性的影响 2 生物技术的伦理问题 1 克隆人 中国政府的态度 禁止生殖性克隆人 但不反对治疗性克隆 四不原则 不赞成 不允许 不支持 不接受任何生殖性克隆人的实验 2 试管婴儿 设计试管婴儿需对胚胎进行基因检测 3 基因身份证 记录某个人某些基因的身份证 3 禁止生物武器 1 种类 病菌 病毒 生化毒剂及经基因重组的致病菌 2 我国政府态度 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 知识导图 要点探究 探究点一 胚胎工程 问题引领 1 胚胎工程的理论依据是什么 2 如何生产试管动物 3 胚胎移植的操作流程是怎样的 1 理论依据 体内受精及早期胚胎发育 2 胚胎工程的三个操作流程 1 试管动物生产流程 2 克隆动物的培育流程 3 胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例 1 精子的发生中两次细胞分裂是连续的 是在睾丸的曲细精管内进行的 卵子的发生中两次细胞分裂是不连续的 减数第一次分裂在卵巢内完成 产生的次级卵母细胞进入输卵管 在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂 产生一个成熟的卵子和第二极体 2 卵裂阶段物质含量和体积大小的变化 从受精卵到囊胚阶段胚胎总体积不变或略有减小 所以每个细胞体积减少 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 因为一直呼吸消耗而不从外界吸收 3 胚胎移植过程中两次使用促性腺激素 第一次对受 供体进行同期发情处理 第二次用于供体的超数排卵 例1 2011南京模拟 胚胎工程技术包含的内容很丰富 下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况 其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛 供体2是黄牛 请据图回答下列问题 1 应用1中获得的小牛 其遗传物质来源于 为一次获得多个细胞b 往往需要向供体2内注入促性腺激素 而不是性激素 原因是 2 将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养 其目的是 3 通过应用2获得小牛 涉及胚胎工程的最后一道 工序 是 4 应用3中的细胞d取自囊胚的 细胞c取自牛胎儿的 5 应用4中获得二分胚 和 移植到受体牛中得到两只小牛 两只小牛的性别是 思维导引 1 图中应用1 2 3 4分别是哪种生物技术 2 各种生物技术产生的后代遗传物质的来源有哪些 解析 解答本题需根据图中提供的信息作答 1 应用1是核移植技术 由供体1提供的细胞a和供体2提供的细胞b构建的重组细胞中含有这两个供体的遗传物质 根据性激素分泌的反馈调节过程可知 体内性激素水平过高会抑制下丘脑和垂体的功能 2 一定浓度的肝素溶液可诱导精子获能 3 胚胎工程的最后一道 工序 是胚胎移植 4 应用3是胚胎干细胞培养技术 胚胎干细胞可来自囊胚的内细胞团或胎儿的原始性腺 5 应用4是胚胎分割移植 切割的胚胎是由供体1的卵细胞和良种公牛的精子结合形成的受精卵发育而来 性别无法确定 答案 1 供体1和供体2注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动 从而导致相关激素分泌量下降 进而引起自身性激素分泌量减少 影响排卵 2 诱导精子获能 3 胚胎移植 4 内细胞团原始性腺 5 雌性或雄性 迁移应用 胚胎移植的基本程序如图 以牛胚胎移植为例 请据图回答 1 对供体母牛 供体公牛的要求是 2 同期发情处理的方法是 冲卵中的 卵 是指 3 哺乳动物受精过程有下列中的机制阻止多精子入卵受精 多选 a 精子获能具有差异性b 精子穿越卵子透明带触及卵黄膜 导致透明带反应c 精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应d 精子入卵后 触发卵黄膜封闭作用 4 与受精有关的过程有 第一次卵裂开始 释放第二极体 顶体反应 穿越透明带 雌 雄原核的形成 核膜消失 雌 雄原核融合 其正确的顺序为 填序号 受精的标志是 5 若供体母牛具有许多优良性状 可利用体细胞克隆技术加速遗传改良进程 请回答下列有关问题 目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 用于核移植的体细胞一般选用代以内的细胞 原因是 解析 1 胚胎移植的供体公牛 供体母牛必须是具有优良遗传性状的同种牛 2 胚胎移植首先要对供 受体母牛进行选择 并用激素进行同期发情处理 一般注射促性腺激素 配种或输精后第7天 用特制的冲卵装置 把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来 此过程称为 冲卵 3 透明带反应是防止多个精子进入透明带引起多精子入卵受精的第一道屏障 卵黄膜的封闭作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障 4 受精过程为 精卵相遇 发生顶体反应 精子穿过放射冠 精子接触透明带 精子穿过透明带 接触卵黄膜 精子头膨胀 同时次级卵母细胞完成减数第二次分裂 释放第二极体 雌 雄原核形成 核膜消失 两个原核融合 第一次卵裂即将开始 5 目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法 用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的细胞 因10代以内的细胞一般能保证正常的二倍体核型 保证了供体细胞正常的遗传基础 答案 1 具优良性状的同种牛 2 注射促性腺激素早期胚胎 3 bd 4 卵黄膜和透明带间出现两个极体 5 显微操作去核法 1010代以内的细胞一般能保证正常的二倍体核型 探究点一 探究点二 转基因生物的安全性及生物技术的伦理问题 问题引领 1 现代生物技术带来的安全性和伦理问题有哪些 2 应如何正确地看待和发展现代生物技术 1 理性看待转基因生物 1 转基因生物的优缺点分析 2 对待转基因生物的正确态度 趋利避害 但不能因噎废食 2 生物技术的伦理问题 1 克隆人 2 试管婴儿技术与设计试管婴儿比较 3 基因检测 1 概念 指通过基因芯片对被检测者细胞中的dna分子进行检测 分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因情况的一种技术 2 争论焦点 基因检测能否能达到预防疾病的目的 是否引起基因歧视及其他危害 例2 如今 从土豆 草莓到西红柿 各种各样的转基因产品已经进入寻常百姓家 有资料显示 我国餐桌上有50 以上的大豆色拉油属于转基因食品 然而近年来 有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳 例如 1999年 美国康奈尔大学losey等人将转bt基因 苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因 玉米花粉撒在苦芭菜上喂食黑脉金斑蝶 4天后死亡率达44 而对照组无一死亡 研究者认为该转基因玉米对非靶生物有毒 1 报道转基因作物大面积种植已达7年 食用转基因食品的人群至少已有10亿之多 至今没有转基因食品不安全的任何实例 转基因食品是安全的 试分析原因 2 自1983年转基因作物在美国问世以来 用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快 2001年全球转基因作物的种植面积达到了5000万公顷 试问 转基因技术到底有什么优势 3 有人认为转基因生物会造成基因污染 危害生态系统的稳定性 你是怎样理解的 思维导引 1 从食品安全角度如何看待转基因生物 2 从环境安全角度如何看待转基因生物 解析 转基因食品绝大多数是安全的 人们从食物中获得的是可以吸收的小分子物质 这些物质在不同生物体内多数是相同的 转基因食品只是增加了少量对人类无害的基因 产生了特定的蛋白质 不会从根本上改变生物的性质 转基因生物可以按照人们的意愿定向地改造其遗传特性 所以对于人类来说 有很大的好处 由于转基因技术还不是很成熟 需要特别注意控制其副作用 答案 1 转基因食物被煮熟之后 细胞就被破坏了 进入人消化系统后 基因被消化成小分子物质而失去遗传作用 我们所吃的非转基因改良谷物是长期人工选择的结果 人们食用后并未有不适和影响健康 转基因食品仅是农作物品种中加入一两个对人类无害的已知性状的基因 2 可定向改造生物的性状 可提高粮食产量 解决粮食问题 3 转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传播 可能会由此产生超级杂草 超级害虫以及其他超级动物等 使得生物多样性等受到破坏 答案只要合理即可 1 2011年山东高考 人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选 利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示 1 卵母细胞除从活体输卵管中采集外 还可从已处死的雌鼠中获取 2 图中的高血压相关基因作为 质粒作为 二者需用切割后连接成重组载体 该过程与质粒上含有有关 3 子代大鼠如果和 即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达 然后可用其建立高血压转基因动物模型 4 在上述转基因大鼠的培育过程中 所用到的主要胚胎工程技术是 早期胚胎培养和胚胎移植 解析 本题考查胚胎工程知识 1 卵细胞采集可从活体输卵管中采集 也可从处死个体卵巢中采集未成熟卵子 再将其培养到m 期利用 2 高血压相关基因作为目的基因 与质粒用同种限制酶切割后连接构建成基因表达载体 是基因工程的核心环节 此过程要求质粒上有与目的基因相同的限制酶切割位点 3 在分子水平上说明高血压相关基因表达的标志为合成了相关蛋白质 个体水平上高血压相关基因成功表达的标志则为大鼠出现高血压症状 4 转基因大鼠培育过程图显示 精子与卵细胞完成体外受精 形成受精卵后才作为受体细胞的 答案 1 卵巢 2 目的基因载体同种限制酶限制酶切割位点 3 检测到体内有关蛋白质出现高血压 4 体外受精 2 2011年福建高考 一对表现型正常的夫妇 生了一个镰刀型细胞贫血症 常染色体隐性遗传病 患儿 在他们欲生育第二胎时 发现妻子的双侧输卵管完全堵塞 不能完成体内受精 医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断 过程如图 请回答 1 过程 是指在体外进行的处理 从而使精子与卵子结合形成受精卵 过程 称为 2 在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时 要先从羊水中的胎儿细胞提取物质 进行pcr扩增 然后用mst 对扩增产物进行切割 产生多个片段的酶切产物 据此判断 mst 是一种酶 3 不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同 形成不同的电泳条带 该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如 据此判断该胎儿为 正常 患者 携带者 解析 本题考查胚胎工程的相关知识 1 精子取出需经获能处理才能具备受精能力 受精卵发育为早期胚胎移入母体子宫过程称为胚胎移植 2 产前基因诊断需准备大量待测基因 即需将dna进行pcr扩增 从mst 能对dna分子进行切割来看 mst 是一种限制性核酸内切酶 3 假设致病基因用a表示 正常基因用a表示 则患儿基因型为aa 进行电泳只产生一种条带 与父母的基因电泳条带对比可知 父母基因型都为aa 胎儿的基因电泳条带只有一种 且与患儿不同 则可说明胎儿正常 答案 1 精子获能胚胎移植 2 dna限制性核酸内切 3 正常 3 2010年海南高考 请回答胚胎工程和基因工程方面的问题 1 应用胚胎工程技术可以培育出 试管牛 试管牛的培育需经过体外受精 以及在母体中发育和产出等过程 2 在 试管牛 的培育过程中 要使精子和卵母细胞在体外成功结合 需要对精子进行处理 使其 另外 培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期 该