【走向高考】2017年高考生物一轮复习现代生物科技专题第3讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题课件

走向高考·生物路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·高考总复习现代生物科技专题选修三第三讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题选修三基础回顾2考点突破3课时作业4考纲要求1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(Ⅱ)。2．体外受精与早期胚胎培养(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)。基础回顾早期胚胎体外受精胚胎移植

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卵巢胎儿期和初情期后排卵前后精子和卵子结合输卵管

雌性动物的生殖道

MⅡ中期

放射冠透明带卵细胞膜

卵裂期桑椹胚内细胞团胎膜和胎盘

促性腺激素

假阴道法电刺激法培养法获能的精子获能溶液

无机盐和有机盐维生素和激素氨基酸和核苷酸血清受体移植同种的、生理状态相同

雌性优良个体的繁殖潜力

供、受体生殖器官

游离状态免疫排斥反应

生理和组织遗传特性

配种或进行人工授精胚胎移植

同卵双胎或多胎无性繁殖或克隆桑椹胚或囊胚内细胞团

早期胚胎或原始性腺小大核仁全能性发生分化工程菌生物反应器滞后效应新的过敏原营养成分入侵的外来物种稳定性

趋利避害政策和法规

五、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__________克隆中国不反对__________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、__________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生殖性治疗性染色体反对支持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_____________通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法，解决基因歧视现象基因歧视

六、禁止生物武器1．生物武器的种类(连线)种类实例①致病菌、病毒 a．重组流感病毒、新型鼠 痘病毒②生化毒剂 b．鼠疫菌、炭疽杆菌③基因重组的致病菌 c．肉毒杆菌毒素2．我国政府观点在任何情况下____________________________生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。不发展、不生产、不储存

(3)在胚胎移植时下列①～④中哪一项没有必要进行？①对供体动物和受体动物进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应。②用激素对供体动物做超数排卵处理。③对供体、受体动物进行选择，并用激素进行同期发情处理。④冲卵后，对胚胎进行质量检查。[提示](1)、(2)图示过程中①②③是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”。(3)①胚胎移植时，经同期发情处理后，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，故①不必进行。答案D解析在胚胎移植时，需用促性腺激素对供体母牛进行处理进行超数排卵，而受体母牛是用孕激素处理，A项错误；受精过程可以在体内进行，然后在体外进行胚胎分割，B项错误；胚胎移植时不能用原肠胚，C项错误；目前，以二分胚胎的移植成功率最高，而同卵多胎的成功率低，D项正确。答案B解析种植转基因作物应与传统农业种植区隔离，否则可能引起基因污染，也可能由于生物入侵影响当地的生物多样性；目的基因为DNA分子，动物食用后会消化成小分子核苷酸，所以不会转入动物体细胞中，B项错误。(2)用激素处理的目的是使B牛____________________，从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到__________(时期)才能与精子结合。(3)A牛的精子要与B牛的卵细胞结合，完成受精作用，必须先__________。卵子受精的标志是________________。(4)生产上常用__________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用__________技术。答案(1)动物细胞培养胚胎移植(2)超数排卵减数第二次分裂中期(3)获能在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体(4)桑椹胚或囊胚胚胎分割解析(1)方法Ⅰ、Ⅱ中都用到了动物细胞培养技术和胚胎移植技术。(2)超数排卵应用促性腺激素处理，获得的卵母细胞需要在减数第二次分裂中期才能与精子结合。(3)体外受精前应该让精子获能，然后才能完成受精作用。卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带之间能观察到两个极体。(4)胚胎移植常用桑椹胚或囊胚进行，胚胎分割能同时获得性状相同的多个个体。考点突破1．精子和卵子的发生体内受精和早期胚胎发育项目精子的发生卵子的发生不同点场所睾丸的曲细精管卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)时间初情期到生殖机能衰退①卵泡的形成和在卵巢内的储备：出生前(即胎儿时期)②排卵：初情期项目精子的发生卵子的发生不同点特点①减数第一次分裂和减数第二次分裂连续②需要变形①减数第一次分裂和减数第二次分裂不连续②不需要变形相同点①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半2．受精第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质；透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。第四步：配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。3．胚胎发育[高考警示]关于体内受精的五点提醒(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)防止多精入卵的机制包括：第一道屏障：透明带反应；第二道屏障：卵细胞膜反应。(4)受精标志和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。(5)卵裂期细胞体积、数量及胚胎总体积的变化细胞体积缩小，细胞数量增加，胚胎总体积不变或略有缩小。解析受精过程包括精、卵相遇，发生顶体反应，精子穿越放射冠；精子接触透明带；精子穿越透明带，接触卵细胞膜；精子头膨胀，同时卵子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。答案D(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)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合，防止多精入卵受精的两道屏障分别是____________________、____________________。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)桑椹胚细胞具有全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。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)透明带反应卵细胞膜反应1．体外受精(1)卵母细胞的采集和培养体外受精与胚胎工程的应用动物种类卵母细胞的采集方法采集后的培养实验动物(小鼠、兔)以及家畜(猪、羊)等超数排卵：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，再从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精大家畜或大型动物(牛、马等)从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞(2)精子的采集和获能①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。②对精子进行获能处理方法名称方法内容适用对象培养法将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间啮齿动物、家兔、猪等化学诱导法将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物进行诱导牛、羊等家畜2．胚胎移植(1)理论基础胚胎移入的基础哺乳动物发情排卵后，一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的胚胎收集的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态移入胚胎存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应保留遗传特性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响(2)基本程序3．胚胎分割4．胚胎干细胞[高考警示](1)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。(2)不同动物胚胎移植的时间不同①牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。②小鼠、家兔在桑椹胚前。③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。A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母山羊子宫内解析甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵。乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用。受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行的，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行的。丁过程是胚胎移植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之继续发育的过程。答案A(1)①阶段常用__________激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)冲卵的生理基础是_____________________。(3)③阶段对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到__________或__________阶段。(4)若要通过④获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对③阶段检查合格的胚胎进行__________技术处理，该过程中应注意对__________进行均等分割。(5)ES或EK细胞的形态特征是_________，在培养液中加入_______，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。解析(1)胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系，这是冲卵的生理基础。(3)胚胎移植前对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段。(4)应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体，胚胎分割时注意对内细胞团进行均等分割。(5)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征，胚胎干细胞在培养时加入分化诱导因子，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。答案(1)促性腺(2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系(3)囊胚桑椹胚(4)胚胎分割内细胞团(5)体积小、细胞核大、核仁明显分化诱导因子[技巧点拨]图解试管动物与克隆动物的生产流程(1)试管动物生产流程(2)克隆动物的培育流程1．理性看待转基因生物(1)转基因生物的优缺点生物技术的安全性和伦理问题优点缺点①解决粮食短缺问题②大大减少农药的使用量，减少环境污染③增加食物营养，提高附加值④增加食物种类，提升食物品质⑤提高生产效率，带动相关产业发展①可能出现新的过敏原或重组形成新病毒②可能产生抗除草剂的杂草③可能使疾病的传播跨越物种障碍④可能会损害生物多样性⑤可能会对人类生活环境造成二次污染(2)对待转基因生物的正确态度①对转基因生物出现激烈的伦理方面的争论是正常的，关键是社会应有正确的舆论导向，从而促进科学技术的发展。②国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。③在转基因生物或其产品研究过程中，科学家要自觉遵守科学研究道德。(3)转基因生物存在安全性问题的原因①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。②目的基因往往是异种生物的基因。③外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的。2．试管婴儿与克隆人的比较一般过程实质说明试管婴儿体外受精、体外一定程度的胚胎发育、胚胎移植到子宫内继续发育有性生殖与人类正常生殖情况相比，主要是改变了受精和初期发育的场所克隆人将体细胞的核物质移到去核的卵细胞中，将重组胚胎移植到子宫内，逐渐发育为新个体体细胞繁殖，属于无性生殖克隆过程证明了动物细胞核的全能性3．治疗性克隆与生殖性克隆的比较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无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同4．设计试管婴儿技术与试管婴儿技术的比较设计试管婴儿试管婴儿技术手段多了胚胎移植前进行遗传学诊断这一环节不需进行遗传学诊断实践应用用于白血病、贫血病等疾病的治疗解决不孕不育二者都是体外受精、体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，从生殖方式上都为有性生殖[高考警示](1)设计试管婴儿和基因检测在应用方面并非完全不同，两者都可用于避免遗传病患儿的出生，从而降低人类遗传病发病率。(2)试管婴儿和克隆人的形成过程并不相同：前者进行减数分裂和受精作用，而后者只进行有丝分裂。解析建立有关生物技术安全性和伦理问题的法律法规，是规范生物研究、防止生物技术滥用的有力武器；还可规范科学家的研究行为，对生物技术产生负面影响有抑制作用。答案AA．利用“设计试管婴儿”的脐带血B．“设计试管婴儿”不一定非考虑他的性别C．利用“设计试管婴儿”技术设计畸形胎儿，以供展览D．利用“设计试管婴儿”提供骨髓造血干细胞，救治病人解析试管婴儿的设计一般是为了救治病人，需要试管婴儿的骨髓干细胞、脐带血等，这样的设计都符合伦理道德，而那些为达到不正当目的而设计试管婴儿的做法都违背伦理道德。答案C思维导图要点强记1．受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带→精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别→精子遗传物质进入卵细胞。2．胚胎发育过程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。答案B解析促性腺激素可以促进超数排卵；采集的卵母细胞要培养到MⅡ中期才可以与获能的精子结合；假阴道法、手握法和电刺激法等是收集精子的常用方法；体外受精前，通常采用培养法和化学诱导法诱导精子获能。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答案D解析本题杜泊羊的培育来考查胚胎工程的原理和过程。为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理；从卵巢中采集的卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子进行体外受精；代孕绵羊对植入胚胎不产生排斥反应，不需注射免疫抑制剂；通过胚胎分割技术获得同卵双胎，可提高繁殖率。答案B解析溶酶体酶的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体；精子游动所需能量来自呼吸作用，呼吸作用在细胞质基质和线粒体中进行；顶体膜与精子细胞膜融合体现了生物膜的流动性；受精卵中核遗传物质一半来自父方另一半来自母方，受精卵中质遗传物质几乎全部来自卵细胞。(2)甲过程代表的技术是__________，操作时的技术关键是__________，该技术在实践中的主要应用意义是____________________；乙过程取滋养层可用于__________。答案(1)囊胚囊胚腔滋养层内细胞团(2)胚胎分割将内细胞团均等分