高考生物一輪復習 專題3 胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件 新人教版選修3.ppt

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專題3 胚胎工程與生物技術(shù)的安全性 和倫理問題,考點一 受精、早期胚胎發(fā)育和培養(yǎng) 【核心知識通關(guān)】 1.精子和卵子的發(fā)生： (1)精子的發(fā)生。 ①場所：睪丸的_________。 ②時間：_______→生殖機能衰退。,曲細精管,初情期,初級精母細胞,精子細胞,精子頭,頭部頂體,中心體,線粒體鞘,(2)卵子的發(fā)生。 ①場所：卵巢。 ②時間：_________________。,胎兒期和初情期后,排卵前后,精、卵結(jié)合,2.受精作用的過程：,雌性動物生殖道,減數(shù)第二次分裂中期,放射冠,透明帶,卵細胞膜,3.早期胚胎發(fā)育：,有絲分裂,增多,不增加或略有,縮小,32,全能性,胎兒的各種組織,胎盤和胎膜,表層,下方,4.體外受精： (1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)。 ①采集：___________處理后沖卵，在活體或屠宰體的 _____內(nèi)直接采集。 ②培養(yǎng)：人工培養(yǎng)到___________________。,促性腺激素,卵巢,減數(shù)第二次分裂中期,(2)精子的采集和獲能。 ①采集：假陰道法、_______、電刺激法。 ②獲能：培養(yǎng)法和___________(在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中獲能)。 (3)受精：在_____溶液或?qū)Ｓ玫腳____溶液中完成受精作用。,手握法,化學誘導法,獲能,受精,5.胚胎的早期培養(yǎng)： (1)培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨 基酸、核苷酸、_____等物質(zhì)。 (2)胚胎處理：當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取 出向受體移植，或_________。,血清,冷凍保存,【特別提醒】 關(guān)于體內(nèi)受精的幾點提醒 (1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量；排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。,(2)動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，當達到減數(shù)第二次分裂的中期時，才具備與精子受精的能力。,(3)受精的標志≠受精完成的標志：受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標志是雌、雄原核的融合。 (4)受精卵遺傳物質(zhì)的來源：核遺傳物質(zhì)來自精子的細胞核與卵細胞的細胞核(即精卵各提供1/2)，而細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細胞。,【思維拓展】卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律 (1)有機物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，沒有從母體獲取有機物，而一直呼吸消耗，有機物總量減少。 (2)細胞體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細胞數(shù)目增多，所以每個細胞體積減小。,(3)細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。,【高考模擬精練】 1.(2016·張家口模擬)如圖A為成熟精子的結(jié)構(gòu)示意圖，圖B是家畜卵子發(fā)生和成熟過程示意圖。請據(jù)圖回答下列問題([ ]內(nèi)填圖中序號)：,(1)哺乳動物精子的發(fā)生是在____________內(nèi)完成的；卵子的發(fā)生是在雌性動物的________內(nèi)完成的。 (2)精子頭部的頂體是由________________發(fā)育來的，在受精階段發(fā)生頂體反應，釋放______________溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)和透明帶。獲能的精子穿越放射冠和透明帶，進入卵細胞膜完成受精的過程中會產(chǎn)生兩次生理反應，阻止其他精子入卵，它們是透明帶反應和__________________。,(3)圖B中①代表個體發(fā)育______期；③代表______(寫結(jié)構(gòu)名稱)；⑦代表________________(寫細胞分裂時期)。 (4)精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在____________完成的。 (5)一個次級卵母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成______個卵子和______個第二極體。,【解析】(1)哺乳動物精子的發(fā)生是在睪丸內(nèi)完成的； 卵子的發(fā)生是在雌性動物的卵巢內(nèi)完成的。(2)精子頭 部的頂體是由高爾基體發(fā)育來的，在受精階段發(fā)生頂 體反應，釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)和透明 帶。受精過程中阻止多精子入卵的兩道屏障分別是透 明帶反應和卵細胞膜反應。(3)初級卵母細胞的儲備在 胎兒期完成；③代表卵細胞膜；②初情期后發(fā)生的變,化是指初級卵母細胞經(jīng)過④減數(shù)第一次分裂(MⅠ)形成⑤次級卵母細胞和⑥第一極體，次級卵母細胞經(jīng)過⑦減數(shù)第二次分裂(MⅡ)形成卵細胞和⑧第二極體，然后由卵細胞與精子結(jié)合形成合子(受精卵)。(4)哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前(即胎兒時期)完成的。(5)一個次級卵母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成1個卵子和1個第二極體。,答案：(1)睪丸 卵巢 (2)高爾基體 頂體酶 卵細胞膜反應 (3)胎兒 卵細胞膜 減數(shù)第二次(MⅡ)分裂 (4)出生前(胎兒時期) (5)1 1,【知識總結(jié)】受精過程中的三大反應與防止多精入卵受精的兩道屏障 (1)頂體反應：精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過程即為頂體反應。頂體反應的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子結(jié)合必不可少的條件。,(2)透明帶反應：精子觸及卵細胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應，這個反應稱做透明帶反應，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)卵細胞膜反應：精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生一種生理反應，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)，這個反應稱為卵細胞膜反應，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。,2.(2016·廣州模擬)下圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段。請據(jù)圖回答問題：,(1)寫出各個階段的名稱： A：__________B：__________C：__________。 (2)寫出圖中各標號的名稱： [2]__________，[4]__________，[5]__________， [7]__________，[8]__________。,(3)A時期的細胞具有發(fā)育上的__________性，B時期開始出現(xiàn)__________，C時期開始出現(xiàn)__________。 (4)[2]將來發(fā)育成__________________。 (5)由受精卵到B階段透明帶破裂之前這一過程中，細胞數(shù)目______________，胚胎總體積_____________ _______。,【解析】(1)圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚。 (2)圖B中[1]是滋養(yǎng)層，[2]是內(nèi)細胞團，[3]是透明帶，[4]是囊胚腔；圖C中[5]是外胚層，[6]是滋養(yǎng)層，[7]是原腸腔，[8]是內(nèi)胚層。 (3)桑椹胚細胞具有發(fā)育的全能性，囊胚開始出現(xiàn)細胞分化，已分化成滋養(yǎng)層細胞和內(nèi)細胞團；原腸胚已具有胚層分化，分化為外胚層和內(nèi)胚層。,(4)內(nèi)細胞團將發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將發(fā)育成胎膜和胎盤。 (5)由受精卵到B階段透明帶破裂之前這一過程中，雖然細胞數(shù)目增多，但胚胎總體積基本不變。,答案：(1)桑椹胚 囊胚 原腸胚 (2)內(nèi)細胞團 囊胚腔 外胚層 原腸腔 內(nèi)胚層 (3)全能 細胞分化 胚層分化 (4)胎兒的各種組織 (5)增多 基本不變,【延伸探究】 (1)上題中，A、B、C三圖存在胚胎干細胞的是哪個(些)？試分析原因。 提示：A和B。A是桑椹胚，桑椹胚細胞沒有發(fā)生細胞分化，每個細胞都是胚胎干細胞。B是囊胚，囊胚的內(nèi)細胞團細胞是胚胎干細胞。,(2)B圖透明帶破裂，該胚胎正在進行什么發(fā)育過程？ 提示：孵化。透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，這個過程叫孵化。,【加固訓練】 1.(2015·安慶模擬)下圖為哺乳動物精細胞變形為精子的過程圖解，請據(jù)圖回答問題：,(1)寫出上圖中各部分的名稱： [1]________，[2]________，[3]________， [4]________，[5]________，[6]________， [7]________，[8]________。 (2)精細胞變形為精子的過程中，細胞中的很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，為什么？,(3)為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？ _____________________________________________ _______________。,【解析】圖A是精細胞結(jié)構(gòu)示意圖，圖B是變形后的精子結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1是高爾基體，將形成精子頭部的頂體5；2是線粒體，將聚集形成圖B中的7線粒體鞘；3是細胞核，將形成圖B中的6精子頭的主要部分；4是中心體，將形成圖B中的8尾。,答案：(1)高爾基體 線粒體 細胞核 中心體 頂體 頭 線粒體鞘 尾 (2)細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存的場所，也是精卵結(jié)合后的后代遺傳特性和代謝活動的控制中心，而線粒體則是精子進行有氧呼吸分解有機物產(chǎn)生能量的場所。 (3)線粒體是精子維持生存和運動所需能量的“動力工廠”,2.試管動物技術(shù)正廣泛應用于畜牧業(yè)生產(chǎn)。請根據(jù)試管牛的生產(chǎn)流程圖回答相關(guān)問題：,(1)①②過程分別表示____________、___________。 (2)對供體母牛的要求是_______________________， 通常母牛每次只排出一枚卵母細胞。 (3)從母牛體內(nèi)獲得的卵母細胞需要到_____________ ______(時期)才能與精子結(jié)合。在體外培養(yǎng)受精卵時，需要滿足以下條件：________________、營養(yǎng)、溫度和pH以及氣體環(huán)境。,【解析】培育試管動物首先選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的母牛，獲取的卵母細胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期進行體外受精。 答案：(1)體外受精 胚胎移植 (2)遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀 (3)減數(shù)第二次分裂中期 無菌、無毒的環(huán)境,3.(2013·福建高考)克隆豬成功率較低，與早期胚胎細胞的異常凋亡有關(guān)。Bcl-2基因是細胞凋亡抑制基因，用PCR技術(shù)可以檢測該基因轉(zhuǎn)錄水平，進而了解該基因與不同胚胎時期細胞凋亡的關(guān)系?？寺∝i的培育及該基因轉(zhuǎn)錄水平檢測流程如圖。,請回答： (1)圖中重組細胞的細胞核來自________________ 細胞，早期胚胎移入受體子宮后繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚和__________胚最終發(fā)育為克隆豬。,(2)在PCR過程中可檢測出cDNA中Bcl-2 cDNA的分子數(shù)，進而計算總mRNA中Bcl-2 mRNA的分子數(shù)，從而反映出Bcl-2基因的轉(zhuǎn)錄水平。 ①圖中X表示____________過程。 ②從基因組數(shù)據(jù)庫中查詢Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列設(shè)計合成____________用于PCR擴增，PCR過程第一輪循環(huán)的模板是______________。,【解題指南】(1)思考核移植的操作過程。 (2)回憶胚胎發(fā)育經(jīng)歷的幾個關(guān)鍵時期(包括卵裂、桑椹胚、囊胚、原腸胚、組織器官的形成)。 (3)思考PCR反應的原理(包括模板DNA、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、引物、互補鏈合成)。,【解析】本題綜合考查細胞工程和胚胎工程等現(xiàn)代生物科技知識。 (1)核移植過程是將體細胞的細胞核與去核的卵母細胞形成重組細胞。早期胚胎移植到受體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚、原腸胚，最終發(fā)育成個體。,(2)①X過程是以mRNA為模板，在逆(反)轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下，合成DNA的過程，X表示反轉(zhuǎn)錄。②查詢Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，然后設(shè)計合成引物用于PCR擴增，PCR過程第一輪循環(huán)的模板就是Bcl-2cDNA的兩條鏈。,答案：(1)體 原腸 (2)①反轉(zhuǎn)錄 ②引物 Bcl-2 cDNA,考點二 胚胎工程的應用及前景 【核心知識通關(guān)】 1.胚胎移植： (1)生理基礎(chǔ)：,生理變化,不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,免疫排斥反應,遺傳特性,(2)受體：_____________________的其他雌性動物。 (3)意義：_______________________________。,同種的、生理狀態(tài)相同,充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,(4)基本程序：,同期發(fā)情,胚胎移植,(5)胚胎移植的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 ①胚胎移植是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工 序”，移植的胚胎必須在_______之前，不能直接移 植受精卵。,原腸胚,無性,有性,③胚胎移植的供體和受體必須是_____生物，同一物種 的動物才有可能具有相同的生理特征。 ④兩次檢查：a.收集胚胎進行質(zhì)量檢查；b.移植后是 否_____檢查。 ⑤沖卵含義：沖出_________，不是沖出卵子。,同種,妊娠,早期胚胎,2.胚胎分割： (1)理論基礎(chǔ)：細胞的_______。 (2)材料選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的_____________。 (3)囊胚期分割要求：_________均等分割，以免影響分 割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。 (4)意義：加快繁殖速度，是動物無性繁殖或克隆的方 法之一。,全能性,桑椹胚或囊胚,內(nèi)細胞團,3.胚胎干細胞(ES或EK細胞)： (1)來源：___________________。 ①形態(tài)：體積___、細胞核___、_____明顯 (2)特點 ②功能：具有發(fā)育的_______ ③體外培養(yǎng)：可增殖而不發(fā)生_____,,早期胚胎或原始性腺,小,大,核仁,全能性,分化,【特別提醒】 有關(guān)胚胎分割的兩個關(guān)鍵點 (1)滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層。 ①滋養(yǎng)層：囊胚時期沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列的、個體較小的細胞，滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤。 ②飼養(yǎng)層：飼養(yǎng)層細胞一般為輸卵管上皮細胞，在干細胞培養(yǎng)時，可作為提供干細胞分裂、增殖的營養(yǎng)細胞。,(2)不同動物胚胎移植的時間不同。 ①牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段。 ②小鼠、家兔在桑椹胚前。 ③幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植，因為此時分化程度高，移植成功率很低。,【高考模擬精練】 1.(2015·安徽高考)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路線如圖：,(1)由過程①獲得的A為______________________。 (2)在核移植之前，必須先去掉受體卵母細胞的核，目的是__________________。受體應選用____________期卵母細胞。 (3)進行胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生__________，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。,(4)采用胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆，理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因為___________ ____________。,【解題指南】(1)圖示信息：構(gòu)建基因表達載體、導入受體細胞、通過核移植技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因動物。 (2)隱含信息：核移植時取材的原因、胚胎移植時供體與受體的選擇技巧。,【解析】本題主要考查基因工程操作步驟、核移植技術(shù)、胚胎移植知識。 (1)由題圖信息可知，①表示將人凝血因子IX基因與運載體結(jié)合，并且獲得含有人凝血因子IX基因的基因表達載體A。,(2)為了保證重組細胞中的核遺傳物質(zhì)來自整合有目的基因的成纖維細胞，在核移植之前，必須先去掉受體卵母細胞的細胞核。MⅡ期卵母細胞中不僅含有重組需要的因子，而且細胞已達到成熟狀態(tài)，所以受體選用MⅡ期卵母細胞。,(3)進行胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng)，通過傳代培養(yǎng)可產(chǎn)生大量整合有目的基因的成纖維細胞用于核移植，理論上可以不斷采用胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆，最終獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊。,答案：(1)含目的基因的表達載體 (2)保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞 MⅡ (3)免疫排斥反應 (4)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng),2.(2015·重慶高考)某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應性差的純種公牛。 (1)擬進行如下雜交： ♂A(具高產(chǎn)奶基因的純種)×♀B(具適宜本地生長基因的純種)→C,選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常______________。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是____________性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是________________，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是______________(假設(shè)兩對基因分別位于不同對常染色體上)。,(2)用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體。,精子要具有受精能力，需對其進行__________處理；卵子的成熟在過程________中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是____________________。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的____________________。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程____________的基因重組有關(guān)。 (3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用_____技術(shù)。,【解題指南】(1)隱含信息：胚胎移植條件、體外受精的條件。 (2)關(guān)鍵知識：雜交育種原理與應用、體外受精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、胚胎分割技術(shù)。,【解析】本題考查基因的自由組合定律和胚胎工程。 (1)選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常 生長發(fā)育或胚胎發(fā)育，即不發(fā)生免疫排斥且能發(fā)生生 理組織聯(lián)系；由交配結(jié)果可知，高產(chǎn)奶和不適宜本地 生長是隱性性狀；假設(shè)M/m控制產(chǎn)奶性狀，N/n控制適 宜不適宜本地生長性狀，則牛A、B、C的基因型分別 是：mmnn、MMNN、MmNn，因兩對基因分別位于不同對,常染色體上，利用基因重組的原理，要獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，應選擇♂A與♀C雜交，即mmnn×MmNn，后代中出現(xiàn)產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛的概率為1/2(mm)×1/2(Nn)×1/2(雌性)=1/8。,(2)精子在受精前需進行獲能處理，卵子的減數(shù)第二次分裂在受精作用即過程③中才得以完成；體外培養(yǎng)胚胎時，需在培養(yǎng)液中提供葡萄糖等物質(zhì)以保證充足的能量供應。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的性別，以及是否具有高產(chǎn)奶和適宜本地生長等優(yōu)良基因，子代母牛的優(yōu)良性狀與過程②(產(chǎn)生mN卵子的減數(shù)分裂過程)的基因重組有關(guān)。,(3)利用胚胎分割，可同時獲得多個基因型相同的后代，提高了已有胚胎的利用率。 答案：(1)生長發(fā)育或胚胎發(fā)育 隱性 ♂A×♀C 1/8 (2)獲能或增強活力 ③ 供能 性別、高產(chǎn)奶和適宜本地生長的基因 ② (3)胚胎分割,3.(2013·山東高考)科學家通過誘導黑鼠體細胞去分化獲得誘導性多能干細胞(iPS)，繼而利用iPS細胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠，流程如下：,(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為____________，培養(yǎng)的細胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為____________。 (2)圖中2-細胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為____________，也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過____________后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。,(3)圖中重組囊胚通過____________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用____________方法保存。 (4)小鼠胚胎干細胞(ES)可由囊胚的____________分離培養(yǎng)獲得，iPS與ES細胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細胞進行定向____________后用于疾病的細胞治療。,【解題指南】(1)明確沖卵的含義，是從母體子宮內(nèi)獲得胚胎，而不是卵子。 (2)明確獲得的胚胎經(jīng)質(zhì)量檢查后的兩條處理途徑：一是直接向受體移植，二是放入-196℃的液氮中保存。,【解析】本題考查動物細胞培養(yǎng)、胚胎工程的有關(guān)內(nèi)容。 (1)原代培養(yǎng)指將動物組織用酶處理成單個細胞后進行的初次培養(yǎng)。接觸抑制指貼壁的細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象。 (2)將早期胚胎從母體子宮中沖洗出來的操作叫沖卵。,(3)暫不進行胚胎移植的胚胎可放入-196℃的液氮中冷凍保存。 (4)胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺分離出來的一類細胞。iPS細胞與ES細胞一樣，可通過定向誘導分化修補某些功能異常的細胞來治療疾病。,答案：(1)原代培養(yǎng) 接觸抑制 (2)沖卵(或沖胚) 體外受精(或核移植) (3)胚胎移植 冷凍(或低溫) (4)內(nèi)細胞團細胞 誘導分化,4.(2016·武漢模擬)下圖為純種荷斯坦奶牛的繁殖過程，據(jù)圖回答下列問題：,(1)克隆動物培養(yǎng)過程與圖示繁殖過程相比特有的技術(shù)手段是________技術(shù)，這兩種繁殖動物的方式相比，實質(zhì)性的區(qū)別為前者是____________，后者是____________(填“無性生殖”或“有性生殖”)。 (2)一般用____________激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。,(3)純種荷斯坦小奶牛繁殖成功的原因之一是純種荷斯坦奶牛胚胎可與受體黃牛的子宮建立_____________ ________，但是移入受體的供體胚胎的________在孕育過程中不受任何影響。,(4)某研究所決定培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因荷斯坦奶牛，科研人員先構(gòu)建含藥用蛋白基因的表達載體；再將其導入受精卵中；然后還要采用DNA分子雜交技術(shù)檢測___________ ___________________________________________。,【解析】(1)培育克隆動物采用的特有的技術(shù)手段是核移植技術(shù)，核移植技術(shù)為無性生殖。圖示繁殖過程采用了體外受精和早期胚胎培養(yǎng)等技術(shù)，屬于有性生殖。 (2)一般使用促性腺激素對供體母牛進行超數(shù)排卵處理。,(3)純種荷斯坦奶牛繁殖成功的原因之一是：供體胚胎(純種荷斯坦奶牛的胚胎)可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受任何影響。 (4)在基因工程中，常采用DNA分子雜交技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因荷斯坦奶牛的DNA上是否插入了藥用蛋白基因。,答案：(1)核移植 無性生殖 有性生殖 (2)促性腺 (3)正常的生理和組織聯(lián)系 遺傳特性 (4)轉(zhuǎn)基因荷斯坦奶牛的DNA上是否插入了藥用蛋白基因,5.(2016·江淮十校聯(lián)考)我國科學家通過Dazl基因的異位表達，最終在體外將小鼠胚胎干細胞同時誘導出了游動的精子和卵子。請回答： (1)精子和卵子在體外受精后，應將受精卵移入____________________繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。受精卵的早期分裂過程中，細胞的表面積與體積的比值變化趨勢是____________。,(2)根據(jù)分裂潛能，干細胞可分為全能干細胞(可發(fā)育成完整個體)、多能干細胞(可發(fā)育成多種組織和器官)和專能干細胞(可發(fā)育成專門的組織和器官)，則這些干細胞在發(fā)育中的分化前后順序是_______________ _____________________。 (3)胚胎干細胞可用于治療性克隆，需要把胚胎干細胞在一定的條件下，通過______________和_________ _____形成不同的組織和器官，然后才能進行移植。,【解析】(1)精子和卵子在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。受精卵的早期分裂過程中，細胞的數(shù)量不斷增加，細胞的表面積增大，體積不變或減小，因此細胞的表面積與體積的比值變化趨勢是逐漸增大。,(2)全能干細胞可發(fā)育為多能干細胞，多能干細胞可發(fā)育為專能干細胞。(3)胚胎干細胞可用于治療性克隆，需要把胚胎干細胞在一定的條件下，通過離體培養(yǎng)和誘導分化形成不同的組織和器官，然后才能進行移植。,答案：(1)發(fā)育培養(yǎng)液 逐漸增大 (2)全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞 (3)離體培養(yǎng) 誘導分化,【知識總結(jié)】干細胞的類型,【加固訓練】 (2015·沈陽模擬)長期以來，優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近年來發(fā)展起來的細胞工程和胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機，請據(jù)圖完成下列問題：,(1)在試管牛和克隆羊的培育過程中都必須用到的生物技術(shù)有____________、____________。 (2)與受精和受精后有關(guān)的過程有：①第一次卵裂開始；②卵細胞膜反應；③頂體反應；④穿越透明帶；⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合。其正確的順序為____________(填序號)。,(3)圖中對供體母牛和受體母牛進行同期發(fā)情處理的目的是____________，對供體母牛進行超數(shù)排卵處理的措施是__________________________。 (4)在體外培養(yǎng)早期胚胎時，除需要適宜的營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要__________________等條件。從A到E中，適宜牛的胚胎移植的時期有__________；圖中標號3為__________，它將來可發(fā)育為____________。,(5)動物的早期胚胎移植到與供體處于相同________的同種雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)叫做胚胎移植。移植后的胚胎能在受體子宮中存活的免疫學基礎(chǔ)是________________。,【解析】(1)從題圖中可以看出，試管牛和克隆羊的培 育過程中都必須用到動物細胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))和 胚胎移植等生物技術(shù)。(2)與受精和受精后有關(guān)的過程 有：③頂體反應；④穿越透明帶；②卵細胞膜反應； ⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合 形成受精卵；①第一次卵裂開始。(3)圖中對供體母牛 和受體母牛進行同期發(fā)情處理的目的是使供、受體處 于相同的生理狀態(tài)；對供體母牛進行超數(shù)排卵處理的,措施是注射促性腺激素。(4)在體外培養(yǎng)早期胚胎時，除需要適宜的營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要無菌無毒環(huán)境、適宜的溫度和pH、適宜的氣體環(huán)境等。從A到E中，D桑椹胚和E囊胚期都適宜牛的胚胎移植。圖中標號3為滋養(yǎng)層細胞，它將來可發(fā)育為胎膜和胎盤。(5)移植后的胚胎能在受體子宮中存活的原因是移植后的胚胎在受體子宮中不發(fā)生排斥反應。,答案：(1)動物細胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng)) 胚胎移植 (2)③④②⑤⑥① (3)使供、受體處于相同生理狀態(tài) 注射促性腺激素 (4)無菌無毒環(huán)境、適宜的溫度和pH、適宜的氣體環(huán)境 D、E 滋養(yǎng)層細胞 胎膜和胎盤 (5)生理狀態(tài) 不發(fā)生排斥反應,考點三 生物技術(shù)的安全性和倫理問題 【核心知識通關(guān)】 1.轉(zhuǎn)基因成果： (1)轉(zhuǎn)基因微生物方面。 ①制造出___________，如清除石油污染的___________ 等。 ②使用________的微生物生產(chǎn)稀缺的生化藥物，即___ _______。,重組微生物,假單胞桿菌,DNA重組,基,因制藥,(2)轉(zhuǎn)基因動物方面。 ①培育出生長迅速、_____________的轉(zhuǎn)基因家畜、家 禽，如轉(zhuǎn)基因牛、豬、雞、鯉魚、鯽魚等。 ②把轉(zhuǎn)基因動物(如奶牛)變成___________，讓它們的 奶中富含某種營養(yǎng)物質(zhì)、_________或人類所需要的 _______。,營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良,生物反應器,珍貴藥物,蛋白質(zhì),(3)轉(zhuǎn)基因植物方面。 ①成果：培育出了大批具有_____、_____、抗除草 劑、_____等全新性狀的農(nóng)作物。 ②推廣國家及品種：轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積較大的國 家有美國、阿根廷、巴西、加拿大、印度和_____，以 轉(zhuǎn)基因___________最多，其次是轉(zhuǎn)基因棉花和油菜。,抗蟲,抗病,抗逆,中國,大豆和玉米,2.轉(zhuǎn)基因生物的安全性的爭論：,“實質(zhì)性等同”,“實質(zhì)性等同”,滯后效應,生物安全,生殖隔離,農(nóng)藥使用,物種界限,3.理性看待生物技術(shù)： (1)正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來的安全性問題，要_____ _____，不能因噎廢食。 (2)制定___________，最大程度保證轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn) 品的安全性。,趨利,避害,政策和法規(guī),4.克隆人： (1)克隆人的培育過程：,(2)試管嬰兒與克隆人的比較：,體外受精,子宮,有性,核物質(zhì),子宮,無性,細胞核,5.試管嬰兒和設(shè)計試管嬰兒的比較：,(1)不同點。 ①所用技術(shù)手段：設(shè)計試管嬰兒胚胎移植前需進行 _____________________，試管嬰兒不需進行遺傳學診 斷或基因診斷。 ②應用：試管嬰兒主要是解決_______________問題， 設(shè)計試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥的治療。,遺傳學診斷或基因診斷,不孕夫婦的生育,(2)相同點。 都是_____受精，并進行體外_________培養(yǎng)，都要經(jīng) 過胚胎移植，都是_____生殖。,體外,早期胚胎,有性,6.關(guān)注生物技術(shù)的倫理問題：,生殖性,治療性,不成熟,染色體,胚胎,骨髓造血干細胞,基因檢測,基因歧視,倫理道德,【特別提醒】安全性常見誤區(qū) (1)引入外來物種≠增加生物多樣性：如果引進的生物會破壞環(huán)境或者對當?shù)厣镌斐缮嬗绊?，可能會造成生物多樣性的銳減。 (2)轉(zhuǎn)基因生物具有危害≠阻止技術(shù)的發(fā)展：應用正確態(tài)度對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)，不能因為可能的危害而阻止技術(shù)的發(fā)展。,【高考模擬精練】 1.(2016·泉州模擬)一個學習小組的同學在對當?shù)卦耘嘧魑锓N類進行調(diào)查時，發(fā)現(xiàn)有的地方種植了轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米，這種玉米在噴灑除草劑的環(huán)境中生長良好，雜草被除草劑殺死，玉米還能正常生長，給農(nóng)民節(jié)省了大量的人力和物力。跟蹤調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，這種轉(zhuǎn)基因玉米除直接食用外，還被加工成食品擺在超市的貨架上。請回答下列問題：,(1)一部分同學認為，這種轉(zhuǎn)基因玉米不會對當?shù)厣锒鄻有詷?gòu)成威脅。如果同意這種觀點，請列舉3條理由： ①_________________________________________； ②_________________________________________； ③_________________________________________。,(2)用轉(zhuǎn)基因玉米加工的食品被擺在超市貨架上，生產(chǎn)廠商根據(jù)我國的有關(guān)規(guī)定，對產(chǎn)品進行轉(zhuǎn)基因生物標注，這樣做是為了保護____________________。在有關(guān)標識中應標注“____________________”或“________________________”。,(3)隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，“基因污染”應運而生，關(guān)于基因污染的下列說法不正確的是( ) A.轉(zhuǎn)基因作物可通過花粉散落到它的近親作物上，從而污染生物基因庫 B.基因污染是一種不可擴散的污染 C.雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因，可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 D.轉(zhuǎn)基因生物有可能成為“入侵的外來物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存,【解析】(1)轉(zhuǎn)基因生物不會對當?shù)氐纳锒鄻有詷?gòu) 成威脅，有以下理由：轉(zhuǎn)基因生物雖然具有某些新的 性狀，但其生命力沒有人們想象的那么強，擴散到種 植區(qū)以外時，會很快死亡。轉(zhuǎn)基因生物的種植需有一 定的水、肥等條件，以及配套的種植技術(shù)。轉(zhuǎn)基因生 物與其他自然生物之間存在生殖隔離，難以進行自然 雜交；許多植物花粉的傳播距離有限，花粉存活時間,有限，具有受精能力的時間更短。(2)2002年，我國農(nóng) 業(yè)部頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標識管理辦法》，要求 對轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品及其加工品加貼標注，以方便消費 者自主選擇，保護消費者的知情權(quán)。在有關(guān)標識中應 標注“轉(zhuǎn)基因××品”或“加工原料為轉(zhuǎn)基因××”。 (3)基因污染是可以隨著自然界中的生物擴散的，如轉(zhuǎn) 基因作物的花粉可以散落到它的近親作物上，從而污,染生物基因庫。雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因，可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；轉(zhuǎn)基因生物還有可能成為“入侵的外來物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存。,答案：(1)①玉米與其他植物之間存在生殖隔離 ②玉米的花粉傳播距離有限 ③玉米花粉的存活時間有限(或其他合理理由) (2)消費者的知情權(quán) 轉(zhuǎn)基因玉米加工品 加工原料為轉(zhuǎn)基因玉米 (3)B,2.(2016·亳州模擬)供體器官的短缺和排斥反應是制約器官移植的兩個重要問題。而治療性克隆能最終解決這些問題。下面是治療性克隆的過程圖解。,(1)“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分化的體細胞的核仍然具有________。相同的胚胎干細胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是胰島細胞，有的是血細胞，有的是心肌細胞，究其本質(zhì)原因是基因的_________ ________。 (2)重組的新細胞經(jīng)過發(fā)育，要想獲得基因型完全相同的兩個胚胎，可采用______________技術(shù)。,(3)若將上述技術(shù)用于白血病病人的骨髓移植，圖中患者是O型血，提供卵細胞的女性是AB型血，則骨髓移植成功后患者的血型是________型。 (4)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要優(yōu)點是_____________________________________________ ____________________。,【解析】(1)由圖示可知，高度分化的細胞核仍然具有全能性，胚胎干細胞能夠分化出各種各樣的細胞，原因是細胞內(nèi)基因的選擇性表達。(2)通過胚胎分割技術(shù)可以得到兩個基因型完全相同的胚胎。(3)血型由細胞核內(nèi)的基因控制，O型血白血病病人通過治療性克隆，獲得骨髓進行骨髓移植，由于細胞核是患者本人提供的，因此血型不變。(4)通過圖示形成克隆器官，可以解決臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。,答案：(1)全能性 選擇性表達 (2)胚胎分割 (3)O (4)解決了臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題,3.(2016·濟南模擬)由李建遠教授率領(lǐng)的科研團隊，在山東煙臺毓璜頂醫(yī)院成功克隆出5枚符合國際公認技術(shù)鑒定指標的人類囊胚。實驗流程如下(字母表示操作技術(shù)或生理過程)。閱讀材料并回答相關(guān)問題：,(1)A過程中，采取的關(guān)鍵措施是________________。 (2)B過程中，李建遠教授采用三維立體偏振光紡錘體成像系統(tǒng)對核DNA精確定位后，再用微激光對卵子的某一結(jié)構(gòu)打孔，才能精確剔除卵子細胞核。這一結(jié)構(gòu)主要是指( ) A.放射冠 B.透明帶 C.卵細胞膜 D.核膜,(3)在培養(yǎng)皮膚成纖維細胞和淋巴細胞時，往往會發(fā)生細胞接觸抑制現(xiàn)象，需要用_____________________等處理。為了保證培養(yǎng)過程中無菌、無毒的環(huán)境，通常還要在細胞培養(yǎng)液中添加一定量的__________。 (4)C表示__________技術(shù)，D過程往往需要使用物理或化學方法激活，其中完成的細胞增殖方式是________ ___________。,(5)通過克隆胚胎進而用其衍生而來的器官來取代患者本人病變的器官，就會避免免疫排斥反應，根本原因是________________________。,【解析】(1)想取得多枚卵子，需要向志愿者注射促性 腺激素促其超數(shù)排卵。(2)對卵子的第一道屏障打孔， 才能精確剔除卵子細胞核，這一道屏障是透明帶。 (3)在培養(yǎng)皮膚成纖維細胞和淋巴細胞時，需要用胰蛋 白酶或膠原蛋白酶等處理，原因是將細胞分散解除接 觸性抑制。培養(yǎng)過程中通常在細胞培養(yǎng)液中添加一定 量的抗生素，其目的是防止培養(yǎng)過程中的污染。,(4)C是指把細胞核移入去核的卵細胞中，屬于核移植，體細胞的增殖方式是有絲分裂。(5)通過克隆胚胎進而用其衍生而來的器官來取代患者本人病變的器官，由于遺傳物質(zhì)完全相同，會避免免疫排斥反應。,答案：(1)注射促性腺激素 (2)B (3)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶) 抗生素 (4)核移植 有絲分裂 (5)遺傳物質(zhì)完全相同,【知識總結(jié)】治療性克隆和生殖性克隆的比較,【加固訓練】 (2015·洛陽模擬)閱讀以下材料，回答問題： 自第一例轉(zhuǎn)基因魚在我國誕生以來，轉(zhuǎn)基因魚的研究取得長足進步，如轉(zhuǎn)入生長激素(GH)基因的魚生長速度快，餌料轉(zhuǎn)化率高。但魚類易于逃逸、擴散，因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，需研究轉(zhuǎn)基因魚對生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴散問題。目前，我國科學家只是將三倍體的轉(zhuǎn)基因魚投入自然系統(tǒng)。,(1)轉(zhuǎn)基因魚成功培育的物質(zhì)基礎(chǔ)是_____________。 (2)已知人的GH是一個含有191個氨基酸的蛋白質(zhì)，若將人的GH基因轉(zhuǎn)移到魚體內(nèi)，則轉(zhuǎn)基因魚增加的脫氧核苷酸數(shù)至少是________________。,(3)轉(zhuǎn)基因魚通過較高的能量轉(zhuǎn)化效率取得較高的特定生長率，以至生長快于非轉(zhuǎn)基因魚，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換效率也顯著高于非轉(zhuǎn)基因魚。其可能的原因是________ ____________________________________________ ____________________________________________。,(4)魚類易于逃逸、擴散，因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，試分析引起生態(tài)安全性問題的原因。___________________________________ _____________________________________________ ___________________________________________。,(5)多倍體魚類對控制過度繁殖是有效的，試從保障生態(tài)安全性問題分析只投放三倍體魚的原因。 _____________________________________________ ___________________________________________。,【解題指南】解答本題需明確： (1)GH的作用：GH能夠促進魚類生長。 (2)三倍體魚的特點：高度不育，基因不會擴散到其他物種。,【解析】(1)魚類的遺傳物質(zhì)都是DNA，是轉(zhuǎn)基因魚成 功的物質(zhì)基礎(chǔ)。(2)控制含有191個氨基酸的蛋白質(zhì)合 成的基因中，含有的脫氧核苷酸數(shù)至少為191×6= 1 146。(3)轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)入了生長激素(GH)基因，合成 大量的生長激素，使蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換效率提高，結(jié)果魚 的生長速度加快。(4)魚類易于逃逸、擴散，與同種 野生魚雜交，容易引起生態(tài)危機。(5)三倍體魚由于,減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂而不能產(chǎn)生正常的生殖細胞，表現(xiàn)為高度不育，這樣就保障了生態(tài)安全。,答案：(1)遺傳物質(zhì)都是DNA (2)1 146 (3)合成了大量生長激素，生長激素能促進蛋白質(zhì)合成 (4)轉(zhuǎn)基因魚與同種野生魚雜交，使野生魚帶有轉(zhuǎn)基 因，具有生長優(yōu)勢，使其捕食對象大量減少，與其他 物種競爭，引起生態(tài)危機 (5)三倍體魚不能繁殖，可以人工控制養(yǎng)殖數(shù)量和范 圍，避免發(fā)生雜交、競爭而引起生態(tài)危機,【延伸探究】 (1)題中所涉及的安全性屬于轉(zhuǎn)基因生物安全性的哪一個方面？ 提示：環(huán)境安全。 (2)將GH基因?qū)媵~的適宜方法是什么？ 提示：顯微注射法。,