高三生物一轮复习 专题3 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题课件.ppt

1、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,选 考 内 容,专题三胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题,选修三,考情考点探究,方法警示探究,课前基础回扣,核心考点突破,课 时 作 业,方法技巧警示,1.(2014江苏，19)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

2、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D 解析本题考查生物技术安全性与伦理。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、

3、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。注意的问题是让所有判断都建立在辩证的基础上，承认其进步意义，注意避免其局限性和预防未知的有害性。,一、体内受精和早期胚胎发育 1胚胎工程的概念 (1)操作对象：动物的_或配子。 (2)技术：_、_、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。,早期胚胎,体外受精,胚胎移植,2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。,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,生殖道

4、,M中期,放射冠,透明带,卵黄膜封闭,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,三、胚胎工程的应用及前景 1胚胎移植 (1)概念剖析； 供体：能提供早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎的雌性动物。 受体：_的其他雌性动物。 结果：产生新个体。 (2)意义：充分发挥_。,同种的、生理状态相同,雌性优良个体的繁殖潜力,(3)生理学基础： 移入：排卵后，_的生理变化是相同的。 收集：早期胚胎处于_。 存活：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_。 遗传性：供体胚胎可与受体子宫

5、建立正常的_联系，但移入受体的供体胚胎的_不受任何影响。 (4)基本程序： 对供、受体的选择和处理_对胚胎的收集、检查、培养或保存_移植后检查。,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,2胚胎分割 (1)概念： 方法：机械方法； 分割份数：将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等； 目的：获得_。 (2)定位：动物_的方法之一。 (3)材料：发育良好、形态正常的_。 (4)要求：将_均等分割。,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

6、,营养成分,入侵的外来物种,稳定性,3理性看待生物技术 (1)正视转基因技术可能带来的安全性问题，要_，不能因噎废食。 (2)制定_，最大限度保证转基因技术和产品的安全性。,趋利避害,政策和法规,五、关注生物技术的伦理问题,生殖性,治疗性,染色体,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 致病菌、病毒a重组流感病毒、新型鼠痘病 毒 生化毒剂b鼠疫菌、炭疽杆菌 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,1.采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精吗？ 提示不可以。刚排出的卵子尚未完全成熟

7、，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子完成受精作用。 2试管婴儿和设计试管婴儿都需要进行基因检测吗？ 提示试管婴儿是为了解决不孕问题，不需要进行基因检测；设计试管婴儿是为了治疗疾病，需要进行基因检测。,1.通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是() A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 B受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 C对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 D胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低 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

8、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。,3关于现代生物工程技术应用的安全性，下列说法中不正确的是() A运用重组DNA技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器 B转基因植物进入自然界后不会与野生物种杂交进而威胁其他生物的生存 C人类在发展基因工程作物时，没有充分考虑生物和环境之间

9、的相互影响 D一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马上停止实验，并销毁重组生物,答案B 解析人们对转基因植物生物安全性方面的担心主要是转基因植物进入自然界后可能会与其近缘物种通过花粉杂交，从而使得野生物种也获得更强的生存能力，进而威胁其他生物的生存，出现生态危机，B项错误。,4(2014盐城一模)下列有关哺乳动物卵细胞在生物技术中的应用正确的是() A提取出来的卵细胞与精子相遇即可结合形成受精卵 B直接进行细胞培养可形成试管动物 C可直接作为核移植的受体细胞 D作为目的基因的受体细胞，但不能直接培育成转基因动物 答案D,解析获取哺乳动物卵细胞时，提取出来的是初级卵母细胞或次级卵母细胞，其要发

10、育到减数第二次分裂中期才能与获能的精子结合形成受精卵，A项错误。哺乳动物的卵细胞单独培养不能形成试管动物，需进行受精后才可形成试管动物，B项错误。卵细胞去核后可以作为核移植的受体，C项错误。卵细胞不能直接培育成转基因动物，D项正确。,1.精子和卵子的发生,体内受精和早期胚胎发育,(2)卵子发生的主要特点： 初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后，产生一个次级卵母细胞和一个第一极体。 当精子与卵子结合时，次级卵母细胞进行减数第二次分裂形成卵子和第二极体。 防止多精子入卵的机制： a第一道屏障，透明带反应。 b第二道屏障：卵细胞膜反应。,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

11、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早期胚胎发育 (1)受精卵：个体发育的起点。 (2)卵裂期： 分裂方式为有丝分裂。 细胞体积缩小。 细胞数量增加。 胚胎总体积不变或略有缩小。,(3)桑椹胚： 细胞数目在32个左右。 细胞未分化，属于全能细胞。 (4)囊胚： 内细胞团胎儿的各种组织。 滋养层胎盘和胎膜。 (5)原肠胚：出现外胚层、内胚层和原肠腔。,受精的标志受精完成的标志

12、 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。,解析减数分裂后直接产生的应为精子细胞，变形后才叫精子。 答案B,下图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列问题。 (1)方法和方法均用到的生物技术有_和_。,(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

13、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、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。,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： 实验动物以及家畜猪、羊等：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外

14、受精。 大家畜或大型动物：从刚被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，然后在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。,(2)精子的采集和获能： 收集精子的方法：主要有假阴道法、手握法和电刺激法等。 精子体外获能的方法：主要有培养法(啮齿动物、家兔、猪等)和化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能)。 (3)体外受精： 获能的精子和培养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过程。,2早期胚胎发育 (1)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。 (2)每个阶段的具体特点和体

15、内早期胚胎发育相同。,(1)获得精子和卵子后，两者并不立即在体外结合：需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。 (2)胚胎发育的过程中，细胞的全能性并非完全相同，桑椹胚具有全能性，囊胚是开始分化的阶段，原肠胚时期已出现高度分化。,解析冲出的卵子还不成熟，只有培养至减数第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力。在此之前，也要经历类似精子获能的处理。 答案D,下列关于体外受精的叙述，错误的是() A超数排卵的做法是给供体注射促性腺激素 B采集的卵母细胞可以直接与精子受精 C收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等 D体外受精前，通常采用培养法和化学诱导法诱导精子获能

16、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M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。,胚胎工程的应用及前景,一、胚胎移植和胚胎分割 1胚胎移植的实质 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，胚胎本身的遗传物质并不发生改变。,2影响胚胎移植成功率的两个重要条件 (1)要在同种动物之间进行移植，“同种”是指“同一物种”。 (2)供、受体生理状态要相同： 供、受体母畜的发情时间一致； 胚胎移入受体子宫的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。,3胚胎移植的时间 (1)不同动物其胚胎移植的时

17、间不同。 (2)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在816个细胞阶段移植。 (3)几乎所有动物都不能在原肠胚阶段移植，因为此时胚胎细胞分化程度高，移植成功率很低。,4胚胎分割 (1)理论基础：细胞的全能性。 (2)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 (3)囊胚期分割要求：将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 (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。,二、试管动物技术的环节及意义 1试管动物技术含有以下几个技术环节 (1)体外受精 (2)早期胚胎的培养 (3)胚胎移植 2产生后代的生殖方式：有性

18、生殖。 3体外受精、早期胚胎的培养阶段在体外，培养合格的胚胎还要移植到母体的子宫内，在母体子宫里完成胚胎发育。,4试管动物技术的意义 (1)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (2)加速育种工作和品种改良。 (3)节省购买种畜的费用。,三、胚胎干细胞的分类、研究进展及应用前景 1干细胞分类 干细胞分为三类：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。胚胎干细胞为全能干细胞。 2胚胎干细胞的应用前景 ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。,(1)ES细胞可用于治疗人类的某些顽症。 利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES

19、细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。 (2)培育成组织器官，用于器官移植 (3)对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。 (4)ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。,3人ES细胞研究的前沿进展 目前，ES细胞的分离、培养体系的研究以及ES细胞的选择、检测和全能性的维持，不仅是胚胎工程的前沿课题之一，也是当前生命科学研究的热门课题之一。,(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，后者与核供体基本相同。 (2)胚胎分割所用胚胎并非来自于胚胎发育的任何时期：桑椹胚时期的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。,

20、解析考查动物细胞工程的内容和胚胎分割。表现型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的小牛，根据题目给出的选项，很可能是将胚胎分割移植，因为由一个胚胎分割得到的胚胎的基因型完全相同。 答案C,胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性，它可进一步分化发育成各种不同的组织细胞。如下图所示为干细胞的培养过程，请问图中哪一段的细胞是干细胞(),A囊胚B内细胞团 C血液组织干细胞D各种血细胞 答案B 解析哺乳动物的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，它具有发育的全能性，可进一步分化形成造血干细胞和神经干细胞等各种不同的专能干细胞。因此胚胎干细

21、胞又叫全能干细胞。,生物技术的安全性,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、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理性看待转基因生物 (1)转基因生物的优缺点：,(2)对待转基因生物的正确态度： 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。 国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。 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。,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

22、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A,目前我国转基因农作物() A在研究、农田试种阶段要进行严格的安全性评价 B在研究、农田试种和商品化阶段要进行严格的安全性评价 C在研究、农田试种、大面积种植和商品化等各阶段都要进行严格的安全性评价 D有的阶段需核发批准证书后才允许进入下一阶段 答案C,解析目前我国转基因农作物在研究、农田试种、大面积种植和商品化等各阶段都要进行严格的安全性评价，在各阶段需核发批准证书后才允许进入下一阶段。,生物技术的伦理问题分析,1.试管婴儿与克隆人的比较,2.克隆的分类,(2)相同点： 都是体外受精，并进行体外早期胚胎培

23、养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。 4基因检测 (1)原理：DNA分子杂交。 (2)争论焦点： 基因检测能否达到预防疾病的目的。 是否引起基因歧视、个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。,(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。,(2014苏北四市联考)所谓“设计试管婴儿”，实际上是指体外受精形成的胚胎，在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎的一个细胞取出，进行某些基因检测。当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体孕育。“设

24、计试管婴儿”不同于为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿。下列关于“设计试管婴儿”的问题，哪项不合乎道德规范() A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,引发伦理问题的生物技术包括() 克隆人设计试管婴儿基因身份证转基因生物 AB CD 答案B 解析克隆人、设计试管婴儿、基因身份证等技术会引发人

25、类伦理问题。,禁止生物武器,1.生物武器的危害特点： 第一、致病力强，传染性大。 第二、有潜伏期，潜伏期最短的至少也有3至6小时，一般是3至4天，一般潜伏期的症状不明显，难以及时发现。,第三、污染面积大，危害时间长。 第四、传染途径多。生物战剂可通过多种途径使人感染发病，如从口食入、经呼吸道吸入、昆虫叮咬、污染伤口、接触皮肤、黏膜感染等等。生物气溶胶无色、无味，又多在黄昏、夜间、清晨、多雾时秘密施放。所投带菌的昆虫、动物也易和当地原有种类相混，不易发现。 第五、生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任何地方研制和生产。 随着科学技术的发展，生物武器又发展出了新品种。它们将更精确、更有针对性、有更大的杀伤力。,2对待生物武器的态度 坚决禁止生物武器，对于转基因生物安全性问题，可以有两