年高考生物一輪復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第3講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題學(xué)案選修3

第3講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題課標(biāo)導(dǎo)航4.2.5簡(jiǎn)述干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價(jià)值4.3.1簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過(guò)了受精及早期發(fā)育等過(guò)程4.3.2簡(jiǎn)述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)6.1.1舉例說(shuō)出日常生活中的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品6.1.2探討轉(zhuǎn)基因技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中帶來(lái)的影響6.2.1舉例說(shuō)出生殖性克隆人面臨的倫理問(wèn)題6.2.2分析說(shuō)明我國(guó)為什么不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)6.3.1舉例說(shuō)明歷史上生物武器對(duì)人類(lèi)造成了嚴(yán)重的威脅與傷害6.3.2認(rèn)同我國(guó)反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子與卵子發(fā)生過(guò)程(1)精子的發(fā)生(2)卵子的發(fā)生2．受精3．早期胚胎發(fā)育二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1．體外受精2．胚胎的早期培養(yǎng)三、胚胎工程的應(yīng)用及前景1．胚胎移植2．胚胎分割3．胚胎干細(xì)胞四、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題1．生物技術(shù)的三個(gè)安全性和三個(gè)倫理問(wèn)題安全性問(wèn)題①食物安全，②生物安全，③環(huán)境安全倫理問(wèn)題①克隆人，②設(shè)計(jì)試管嬰兒，③基因檢測(cè)2．試管嬰兒與克隆人(1)試管嬰兒的培育過(guò)程(2)克隆人的培育過(guò)程3．治療性克隆與生殖性克隆的比較項(xiàng)目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療用于生育，獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞水平個(gè)體水平聯(lián)系都屬無(wú)性生殖；產(chǎn)生新個(gè)體或新組織，遺傳信息相同[基礎(chǔ)微點(diǎn)練清]1．判斷正誤(1)在自然條件下，受精在子宮中完成(×)[新人教版選擇性必修3P59“概念檢測(cè)”T1(1)](2)精子需要獲能才能與卵子結(jié)合，而卵子一經(jīng)排出就具備受精能力(×)[新人教版選擇性必修3P59“概念檢測(cè)”T1(2)](3)精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生反應(yīng)阻止其他精子入卵(√)[新人教版選擇性必修3P59“概念檢測(cè)”T1(3)](4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)(×)(5)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎(√)(6)胚胎分割時(shí)需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(×)(7)胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)(×)(8)胚胎干細(xì)胞在分化誘導(dǎo)因子的作用下可以向不同類(lèi)型的組織細(xì)胞分化(√)2．下列有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵子發(fā)生的敘述，錯(cuò)誤的是()A．精細(xì)胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體B．不同種動(dòng)物的精子形態(tài)相似，但大小不同，體型越大的動(dòng)物精子越大C．卵母細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期時(shí)，才具備受精能力D．哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在出生前完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別解析：選B不同種動(dòng)物的精子形態(tài)相似，大小略有不同，但與動(dòng)物的體型大小無(wú)關(guān)。3．(新人教版選擇性必修3P105“概念檢測(cè)”T1)當(dāng)面對(duì)日常生活中與轉(zhuǎn)基因技術(shù)有關(guān)的話(huà)題時(shí)，我們需要理性地表明觀(guān)點(diǎn)和參與討論。下列不屬于理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的是()A．要靠確鑿的證據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿媮?lái)思考轉(zhuǎn)基因技術(shù)的影響B(tài)．只要有證據(jù)表明產(chǎn)品有害，就應(yīng)該禁止轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用C．要看到經(jīng)濟(jì)、文化和倫理道德觀(guān)念等的差異使人們對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有不同的看法D．要在清晰地了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理和操作規(guī)程的基礎(chǔ)上來(lái)討論轉(zhuǎn)基因技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題解析：選B轉(zhuǎn)基因作為一項(xiàng)技術(shù)，本身是中性的，當(dāng)有證據(jù)表明某種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品有害，就該禁止該產(chǎn)品的使用，而不是禁止轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用。4．(新人教版選擇性必修3P59“拓展應(yīng)用”T1)精母細(xì)胞在變成精子的過(guò)程中，很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核與線(xiàn)粒體都保留了下來(lái)，請(qǐng)嘗試用你所了解的哺乳動(dòng)物受精的相關(guān)知識(shí)來(lái)解釋這一現(xiàn)象。提示：細(xì)胞核內(nèi)有遺傳物質(zhì)DNA，所以被保留。精子呈蝌蚪狀，靠尾部的擺動(dòng)來(lái)運(yùn)動(dòng)，而線(xiàn)粒體就集中在尾部，為精子的運(yùn)動(dòng)提供能量。5．如圖是利用高等哺乳動(dòng)物的生殖細(xì)胞進(jìn)行的體外受精技術(shù)培育試管動(dòng)物的大致流程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在體外受精前，要對(duì)精子進(jìn)行________處理，從而使精子具有與卵細(xì)胞受精的能力。(2)體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，需給予一定量的O2和CO2。受精卵進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是________，消耗的O2是用于________的產(chǎn)生。(3)從受精卵到早期胚胎過(guò)程中所利用的胚胎工程技術(shù)是________，胚胎移植前通過(guò)________技術(shù)可獲得較多胚胎。解析：(1)獲得的精子需要進(jìn)行獲能處理后才具有受精能力。(2)受精卵進(jìn)行的細(xì)胞呼吸是有氧呼吸，有氧呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是線(xiàn)粒體基質(zhì)；有氧呼吸第三階段O2與[H]反應(yīng)形成H2O。(3)受精卵培養(yǎng)成早期胚胎需要利用早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。將早期胚胎分割(囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割)后，可以獲得多個(gè)胚胎。答案：(1)獲能(2)線(xiàn)粒體基質(zhì)H2O(水)(3)早期胚胎培養(yǎng)胚胎分割一、體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育[試考題·查欠缺]1．(2020·山東等級(jí)考)經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚，通過(guò)胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B．體外受精前要對(duì)小鼠的精子進(jìn)行獲能處理C．胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D．遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得解析：選C為獲得更多卵子，需要用促性腺激素對(duì)雌性個(gè)體進(jìn)行超數(shù)排卵處理，A正確；剛排出的精子不能與卵子受精，必須進(jìn)行獲能處理后才具備受精能力，B正確；胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量，牛、羊等一般要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段才進(jìn)行移植，小鼠等可在更早的階段移植，C錯(cuò)誤；可通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞，D正確。2．(2020·全國(guó)卷Ⅲ)W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路，制備一種膀胱生物反應(yīng)器來(lái)獲得W，基本過(guò)程如圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)步驟①中需要使用的工具酶有________________________________________________________________________。步驟②和③所代表的操作分別是________和__________。步驟④稱(chēng)為_(kāi)_______。(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的______________(答出2點(diǎn)即可)的限制。(3)一般來(lái)說(shuō)，在同一動(dòng)物個(gè)體中，乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息________(填“相同”或“不同”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________。(4)從上述流程可知，制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有________________________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。解析：(1)步驟①是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，該過(guò)程需要使用的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)和DNA連接酶，用限制酶分別切割載體和目的基因，用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來(lái)。步驟②和③所代表的操作分別是顯微注射和體外培養(yǎng)。步驟④是將早期胚胎植入到代孕母體內(nèi)，稱(chēng)為胚胎移植。(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的性別和年齡的限制。(3)乳腺上皮細(xì)胞和膀胱上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞。一般來(lái)說(shuō)，在同一動(dòng)物個(gè)體中，其體細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵分裂、分化而來(lái)的，細(xì)胞在分裂、分化過(guò)程中，其細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息一般是不變的，因此兩種上皮細(xì)胞的染色體DNA所含的遺傳信息相同。(4)據(jù)題述流程可知，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶顯微注射體外培養(yǎng)胚胎移植(2)性別、年齡(3)相同兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來(lái)源于同一個(gè)受精卵(4)體外受精、胚胎移植[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]1．精子和卵子發(fā)生的比較項(xiàng)目精子卵子區(qū)別場(chǎng)所睪丸的曲細(xì)精管卵巢時(shí)間從初情期開(kāi)始，直至生殖機(jī)能衰退從胚胎出現(xiàn)性別分化后和初情期以后變形需變形不需變形分裂均等分裂不均等分裂結(jié)果形成4個(gè)精子形成1個(gè)卵子和3個(gè)極體聯(lián)系①性原細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(有絲),\s\do5(分裂))eq\a\vs4\al(增加性原細(xì)胞數(shù)目)eq\o(→,\s\up7(減數(shù)),\s\do5(分裂))eq\a\vs4\al(成熟生殖細(xì)胞)②減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，染色體數(shù)目減半2．受精過(guò)程中的“三大反應(yīng)”3．關(guān)于體內(nèi)受精應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題(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(dòng)物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，如豬、羊等；有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期時(shí)，才具備與精子受精的能力。(3)受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志：受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀(guān)察到兩個(gè)極體；而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。(4)受精卵遺傳物質(zhì)的來(lái)源：核遺傳物質(zhì)來(lái)自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核(即精卵各提供1/2)，而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞。4．卵裂期胚胎發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律(1)有機(jī)物：胚胎沒(méi)有和母體建立聯(lián)系，沒(méi)有從母體獲取有機(jī)物，而一直呼吸消耗，有機(jī)物總量減少。(2)細(xì)胞數(shù)目和體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細(xì)胞數(shù)目增多，每個(gè)細(xì)胞體積減小。(3)細(xì)胞中DNA含量：伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。[練題點(diǎn)·全過(guò)關(guān)]1．(2020·江蘇高考，多選)小鼠胚胎干細(xì)胞經(jīng)定向誘導(dǎo)可獲得多種功能細(xì)胞，制備流程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．為獲得更多的囊胚，采用激素注射促進(jìn)雄鼠產(chǎn)生更多的精子B．細(xì)胞a和細(xì)胞b內(nèi)含有的核基因不同，所以全能性高低不同C．用胰蛋白酶將細(xì)胞a的膜蛋白消化后可獲得分散的胚胎干細(xì)胞D．胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)出的各種細(xì)胞都需在CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)解析：選ABC限制獲得更多早期胚胎的主要問(wèn)題是沒(méi)有足夠的卵母細(xì)胞，所以應(yīng)該通過(guò)注射促性腺激素促進(jìn)雌鼠超數(shù)排卵，A錯(cuò)誤；細(xì)胞a和細(xì)胞b是由同一個(gè)受精卵分裂分化形成的，所以?xún)杉?xì)胞的核基因應(yīng)該是相同的，由于基因的選擇性表達(dá)，囊胚期細(xì)胞b已經(jīng)分化形成了滋養(yǎng)層細(xì)胞，所以全能性降低，B錯(cuò)誤；用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理組織一段時(shí)間，消化了細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，從而獲得分散的胚胎干細(xì)胞，C錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2，一般將動(dòng)物細(xì)胞置于含95%空氣加5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，D正確。2．(2021·海口模擬)回答下列問(wèn)題。(1)雄鼠精細(xì)胞經(jīng)過(guò)變形，________發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的________能溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，協(xié)助精子穿過(guò)卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。(2)雌鼠排卵時(shí)，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時(shí)卵子處于________卵母細(xì)胞階段，當(dāng)該細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂________期時(shí)，才具備受精能力。(3)進(jìn)行小鼠胚胎工程操作時(shí)，首先在光控周期下(光照14h，黑暗10h)飼養(yǎng)成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是__________________。然后從雌鼠的______________中取出卵子，在一定條件下培養(yǎng)成熟；并從雄鼠附睪中取出精子，在一定條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，目的是__________。再在37℃、5%CO2條件下，精卵共同培養(yǎng)4h，沖洗后繼續(xù)培養(yǎng)。定時(shí)在顯微鏡下觀(guān)察胚胎的變化，第5天可以看到胚胎發(fā)生收縮，細(xì)胞間隙擴(kuò)大，接著胚胎內(nèi)部開(kāi)始出現(xiàn)裂隙，這是胚胎________期開(kāi)始的標(biāo)志。(4)如果體外受精后，在精核和卵核融合之前，用微型吸管吸除雄核，再用細(xì)胞松弛素B(能抑制紡錘體的形成)處理，處理后的受精卵可發(fā)育成小鼠。這種育種方法叫________育種，在動(dòng)物新品種選育中的顯著優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________。(5)如果將小鼠甲的體細(xì)胞核移入小鼠乙的去核卵細(xì)胞中，由重組細(xì)胞發(fā)育成小鼠丙，則小鼠丙的基因來(lái)源于________________________________________。(6)如果將外源基因?qū)胄∈笫芫眩瑒t外源基因可能隨機(jī)插入到小鼠受精卵DNA中。這種受精卵有的可發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小鼠，有的卻死亡。請(qǐng)分析因外源基因插入導(dǎo)致受精卵死亡的最可能的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)精細(xì)胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，精子與卵細(xì)胞相遇，發(fā)生頂體反應(yīng)，使得頂體內(nèi)的頂體酶釋放出來(lái)，溶解放射冠，接著穿過(guò)透明帶。(2)雌鼠排卵時(shí)，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時(shí)卵子處于初級(jí)卵母細(xì)胞階段，當(dāng)卵母細(xì)胞在輸卵管內(nèi)發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期時(shí)，才具備受精能力。(3)對(duì)雌鼠進(jìn)行光控周期飼養(yǎng)并注射促性腺激素，其目的是促進(jìn)排卵，然后從雌鼠輸卵管或卵巢中取出卵子，在一定條件下培養(yǎng)成熟；從雄鼠附睪中取出精子，在一定條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，目的是使精子獲能，因?yàn)槭芫饔眠M(jìn)行時(shí)，精子要消耗大量能量。卵裂開(kāi)始后胚胎內(nèi)部出現(xiàn)裂隙，這是胚胎囊胚期開(kāi)始的標(biāo)志。(4)處理后的受精卵由于只有雌核，而細(xì)胞松弛素B處理作用能抑制紡錘體的形成，所以處理后的受精卵染色體數(shù)目將加倍，這種育種方法叫單倍體育種，在動(dòng)物新品種選育中的顯著優(yōu)點(diǎn)是容易獲得純合子并明顯縮短育種時(shí)間。(5)將小鼠甲的體細(xì)胞核移入小鼠乙的去核卵細(xì)胞中，由重組細(xì)胞發(fā)育成小鼠丙，則小鼠丙的基因來(lái)源于小鼠甲(體細(xì)胞)的核基因和小鼠乙(卵細(xì)胞)的細(xì)胞質(zhì)基因。(6)若外源基因的插入使受精卵內(nèi)生命活動(dòng)必需的某些基因不能正常表達(dá)，則插入外源基因的這種受精卵可能會(huì)死亡，不會(huì)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小鼠。答案：(1)高爾基體頂體酶(2)初級(jí)中(3)促進(jìn)排卵(或超數(shù)排卵)輸卵管(或卵巢)使精子獲能囊胚(4)單倍體容易獲得純合子，并明顯縮短育種年限(時(shí)間)(5)小鼠甲(體細(xì)胞)核基因和小鼠乙(卵細(xì)胞)的細(xì)胞質(zhì)基因(6)外源基因的插入使受精卵內(nèi)生命活動(dòng)必需的某些基因不能正常表達(dá)二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應(yīng)用[試考題·查欠缺]1．(2018·江蘇高考)下列關(guān)于采用胚胎工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)某良種肉用牛快速繁殖的敘述，正確的是()A．采取激素注射等方法對(duì)良種母牛作超數(shù)排卵處理B．體外培養(yǎng)發(fā)育到原腸胚期的胚胎即可進(jìn)行移植C．使用免疫抑制劑以避免代孕牛對(duì)植入胚胎的排斥反應(yīng)D．利用胚胎分割技術(shù)，同卵多胎較同卵雙胎成功率更高解析：選A胚胎工程中，通常采用注射激素的方法對(duì)良種母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理；體外培養(yǎng)發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期的胚胎即可進(jìn)行移植；受體母牛不會(huì)對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，所以受體不需要使用免疫抑制劑；采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，最常見(jiàn)的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功率很低。2．(2020·海南高考)下列關(guān)于人體造血干細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是()A．造血干細(xì)胞比胚胎干細(xì)胞的分化程度高B．造血干細(xì)胞分化產(chǎn)生的B細(xì)胞在胸腺中發(fā)育成熟C．造血干細(xì)胞可不斷增殖和分化，捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞不影響人體健康D．造血干細(xì)胞移植是治療白血病的有效手段解析：選B造血干細(xì)胞可以分化成紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板等，胚胎干細(xì)胞可以分化為任何一種組織細(xì)胞，造血干細(xì)胞的分化程度比胚胎干細(xì)胞高，A正確；造血干細(xì)胞分化產(chǎn)生的B細(xì)胞在骨髓中發(fā)育成熟，T細(xì)胞在胸腺中發(fā)育成熟，B錯(cuò)誤；造血干細(xì)胞可不斷增殖和分化，補(bǔ)充到血液中去，捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞不影響人體健康，C正確；造血干細(xì)胞移植可用于治療白血病，D正確。[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]1．人工授精和體外受精的比較比較項(xiàng)目人工授精體外受精概念用相應(yīng)的器械采集公畜的精液，再將其注入正在發(fā)情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的過(guò)程哺乳動(dòng)物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過(guò)程場(chǎng)所母畜的生殖道內(nèi)體外過(guò)程人工采精→檢查與儲(chǔ)存精液→人工授精(用人工的方法將精液注入正在發(fā)情的母畜生殖道中)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)體外,精子的采集和獲能體外))eq\a\vs4\al(受精,體外)胚胎發(fā)育場(chǎng)所受精卵的形成和胚胎發(fā)育在母畜體內(nèi)受精卵的形成和早期胚胎發(fā)育在體外，胚胎移植后的胚胎發(fā)育在母畜體內(nèi)2．胚胎移植中的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)兩次激素使用第一次：用孕激素對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理第二次：用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵兩次檢查第一次：對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查第二次：對(duì)受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查移植時(shí)間不同牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段小鼠、家兔培養(yǎng)到桑椹胚前幾乎所有動(dòng)物都不能到原腸胚階段移植繁殖方式胚胎由受精卵形成，屬于有性生殖胚胎由核移植或胚胎分割形成，屬于無(wú)性生殖[練題點(diǎn)·全過(guò)關(guān)]1．如圖是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過(guò)程，a～h為操作過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題：(1)圖中a的操作名稱(chēng)是__________，c的操作名稱(chēng)是__________，操作時(shí)要注意將________________________________________________________________________。(2)圖中d、f為胚胎移植，其實(shí)質(zhì)是________________________________________________，移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是________________________________________________________。為了保證供、受體的生理狀態(tài)相同，用激素進(jìn)行__________________。(3)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于圖中的________(填圖中數(shù)字標(biāo)號(hào))。胚胎干細(xì)胞在____________細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持________________的狀態(tài)。(4)圖中A、B牛的性別________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。解析：(1)分析圖解可知，圖中a操作表示體外受精，c操作表示胚胎分割，胚胎分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。為了保證供、受體的生理狀態(tài)相同，用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理。(3)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于圖中的③，即內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。胚胎干細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持(只增殖)不分化的狀態(tài)。(4)A、B牛是通過(guò)胚胎分割產(chǎn)生的同卵雙生個(gè)體，遺傳物質(zhì)相同，因此兩者的性別相同。答案：(1)體外受精胚胎分割內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(2)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)同期發(fā)情處理(3)③飼養(yǎng)層(只增殖)不分化(4)相同2．人重癥聯(lián)合免疫缺陷綜合征(SCID)是由于“人重組激活基因”的缺失或突變，導(dǎo)致人體不能產(chǎn)生成熟的T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞?？茖W(xué)家對(duì)“人重組激活基因”缺失患者進(jìn)行基因治療的流程圖如下。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：(1)“人重組激活基因”缺失對(duì)人體免疫功能的影響是使________________免疫缺陷。圖中的A為_(kāi)___________，若要得到較多數(shù)量的A，需要對(duì)供體注射_______________。(2)流程圖結(jié)構(gòu)C中的a為_(kāi)_____________；b將來(lái)發(fā)育成__________。之所以能用結(jié)構(gòu)C中的c誘導(dǎo)成造血干細(xì)胞，是因?yàn)閏具有______________。(3)②過(guò)程采用的技術(shù)為_(kāi)___________，采用患者自身的體細(xì)胞核經(jīng)過(guò)①②③過(guò)程獲得轉(zhuǎn)基因的造血干細(xì)胞進(jìn)行移植，其優(yōu)點(diǎn)是_________________________。解析：(1)由于患者“人重組激活基因”的缺失或突變，導(dǎo)致人體不能產(chǎn)生成熟的T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞，所以“人重組激活基因”缺失使體液免疫和細(xì)胞免疫均發(fā)生缺陷。圖中的A為去核的卵母細(xì)胞，若要得到較多的A，需要對(duì)供體注射促性腺激素使其超數(shù)排卵。(2)結(jié)構(gòu)C中的a為透明帶，b(滋養(yǎng)層)將來(lái)發(fā)育成胎盤(pán)和胎膜。之所以能用結(jié)構(gòu)C中的c誘導(dǎo)成造血干細(xì)胞，是因?yàn)閏(內(nèi)細(xì)胞團(tuán))具有發(fā)育的全能性。(3)②過(guò)程為早期胚胎培養(yǎng)，采用患者自身的體細(xì)胞核經(jīng)過(guò)①②③過(guò)程獲得轉(zhuǎn)基因的造血干細(xì)胞進(jìn)行移植，其優(yōu)點(diǎn)是不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。答案：(1)體液免疫和細(xì)胞去核的卵母細(xì)胞促性腺激素(2)透明帶胎盤(pán)和胎膜發(fā)育的全能性(3)早期胚胎培養(yǎng)不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)3．據(jù)報(bào)道，中科院動(dòng)物研究所的科學(xué)家利用CRISPR—Cas9基因編輯技術(shù)創(chuàng)造出12只健康豬，其體內(nèi)脂肪比普通豬低約24%。低脂肪的動(dòng)物有一個(gè)基因能通過(guò)燃燒脂肪控制體溫，創(chuàng)造出低脂肪的豬將能節(jié)省養(yǎng)殖戶(hù)的大量保溫費(fèi)用，減少寒冷冬季造成的損失?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為了獲得更多的豬卵(母)細(xì)胞，要對(duì)供體豬注射促性腺激素，促進(jìn)其__________。采集的精子需經(jīng)過(guò)__________處理，才具備受精能力。判斷卵細(xì)胞是否完成受精的標(biāo)志是________________________________________________________________________。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，培養(yǎng)液中通常需加入__________等一些天然成分，還需提供CO2以維持________________。(3)在豬胚胎移植前要對(duì)接受胚胎的受體進(jìn)行________處理。胚胎能在受體豬的子宮內(nèi)存活并正常發(fā)育，其生理原因是__________________________________。解析：(1)為了獲得更多的豬卵(母)細(xì)胞，要對(duì)供體豬注射促性腺激素，促進(jìn)其超數(shù)排卵。采集的精子需經(jīng)過(guò)獲能處理，才具備受精能力。在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀(guān)察到兩個(gè)極體是受精完成的標(biāo)志。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，培養(yǎng)液中通常需加入(動(dòng)物)血清等一些天然成分，還需提供CO2以維持培養(yǎng)液的pH。(3)在豬胚胎移植前要對(duì)接受胚胎的受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。胚胎能在受體豬的子宮內(nèi)存活并正常發(fā)育，其生理原因是受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系。答案：(1)超數(shù)排卵獲能在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀(guān)察到兩個(gè)極體(2)(動(dòng)物)血清培養(yǎng)液的pH(3)同期發(fā)情受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系三、生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題[試考題·查欠缺]1．(2020·北京高考)生物安全是國(guó)家安全體系的組成部分。新冠肺炎疫情蔓延對(duì)我國(guó)生物安全防御體系建設(shè)提出了新的要求，引起了全社會(huì)對(duì)生物安全形勢(shì)的高度關(guān)注。以下選項(xiàng)中不會(huì)給我國(guó)帶來(lái)生物安全風(fēng)險(xiǎn)的是()A．人類(lèi)及動(dòng)植物中可能爆發(fā)的重大疫病B．保護(hù)沿海灘涂紅樹(shù)林中的生物多樣性C．全球氣候變暖導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境發(fā)生改變D．收集我國(guó)公民及生物資源的遺傳信息解析：選B人類(lèi)及動(dòng)植物中可能爆發(fā)的重大疫病，會(huì)影響生態(tài)環(huán)境以及人類(lèi)的生存和發(fā)展，會(huì)給我國(guó)帶來(lái)生物安全風(fēng)險(xiǎn)；保護(hù)沿海灘涂紅樹(shù)林中的生物多樣性，有利于保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會(huì)給我國(guó)帶來(lái)生物安全風(fēng)險(xiǎn)；全球氣候變暖導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境發(fā)生改變，會(huì)影響生物多樣性，對(duì)生物圈的穩(wěn)態(tài)也會(huì)造成嚴(yán)重威脅，影響到人類(lèi)的生存和發(fā)展，會(huì)給我國(guó)帶來(lái)生物安全風(fēng)險(xiǎn)；收集我國(guó)公民的遺傳信息，可能會(huì)造成基因歧視，帶來(lái)許多不公平的社會(huì)問(wèn)題等，會(huì)給我國(guó)帶來(lái)生物安全風(fēng)險(xiǎn)。2．(2021·洛陽(yáng)月考)CCR5是HIV入侵人體T細(xì)胞的主要輔助受體之一。有科學(xué)家為了使嬰兒一出生就具有抵抗艾滋病的能力，通過(guò)基因編輯破壞了受精卵中的CCR5基因，該做法引起了民眾普遍的擔(dān)憂(yōu)。下列各項(xiàng)不屬于擔(dān)憂(yōu)依據(jù)的是()A．CCR5基因可能還參與了其他生理過(guò)程的調(diào)控B．基因編輯技術(shù)有可能因編輯對(duì)象錯(cuò)誤(脫靶)造成不可預(yù)知的后果C．被編輯個(gè)體受其他疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)提高D．該技術(shù)雖然符合人類(lèi)倫理道德，但可能存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)解析：選DCCR5基因可能還參與了其他生理過(guò)程的調(diào)控，破壞CCR5基因后其他生理過(guò)程可能會(huì)受到影響，故會(huì)引發(fā)民眾擔(dān)憂(yōu)；基因編輯技術(shù)有可能因編輯對(duì)象錯(cuò)誤(脫靶)造成不可預(yù)知的后果，故會(huì)引發(fā)民眾的擔(dān)憂(yōu)；被編輯個(gè)體受其他疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)提高，會(huì)引發(fā)民眾的擔(dān)憂(yōu)；該技術(shù)不符合人類(lèi)倫理道德。[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]1．轉(zhuǎn)基因生物安全性的兩個(gè)常見(jiàn)誤區(qū)(1)引入外來(lái)物種≠增加生物多樣性：如果引進(jìn)的生物會(huì)破壞環(huán)境或者對(duì)當(dāng)?shù)厣锏纳嬖斐捎绊?，可能?huì)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(yīng)該用正確的態(tài)度對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)，不能因?yàn)榭赡艿奈：Χ柚辜夹g(shù)的發(fā)展。2．關(guān)注生物技術(shù)的倫理問(wèn)題反對(duì)支持克隆人倫理方面違反了人類(lèi)的倫理道德觀(guān)念，中國(guó)禁止生殖性克隆中國(guó)不反對(duì)治療性克隆技術(shù)方面技術(shù)不成熟，流產(chǎn)率高、畸形率高、出生后死亡率高可通過(guò)胚胎分級(jí)、基因診斷和染色體檢查等方法解決技術(shù)問(wèn)題設(shè)計(jì)試管嬰兒胚胎也是生命，殺死胚胎無(wú)異于“謀殺”提供骨髓造血干細(xì)胞并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷基因檢測(cè)技術(shù)方面人類(lèi)對(duì)基因結(jié)構(gòu)及基因間的相互作用尚缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，很難用在具體醫(yī)療中有一些遺傳性疾病可以通過(guò)基因檢測(cè)后在早期采取預(yù)防措施道德方面可能引起基因歧視通過(guò)正確的科學(xué)知識(shí)傳播、倫理道德教育和立法，解決基因歧視現(xiàn)象3．克隆動(dòng)物、試管動(dòng)物與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物項(xiàng)目克隆動(dòng)物試管動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物概念用核移植的方法獲得的動(dòng)物用體外受精的方法獲得的動(dòng)物由被轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成的動(dòng)物技術(shù)核移植體外受精DNA重組技術(shù)生殖方式無(wú)性生殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遺傳特性主要與供核個(gè)體相同具備雙親的遺傳性狀具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特性相同點(diǎn)三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，且移植所選胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎[練題點(diǎn)·全過(guò)關(guān)]1．(2020·臨沂模擬)為解決以大米為主食的兒童易出現(xiàn)VA缺乏癥和營(yíng)養(yǎng)不良問(wèn)題，科學(xué)家將玉米的八氫番茄紅素合成酶基因(psy)和歐文氏菌的八氫番茄紅素去飽和酶基因(crtl)轉(zhuǎn)入到水稻中，獲得了β-胡蘿卜素含量達(dá)到37μg/g的“黃金大米”二代產(chǎn)品。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)克隆玉米的psy基因可以采用________技術(shù)，該技術(shù)分為不同的類(lèi)型。如果以玉米psy基因的mRNA為模板進(jìn)行，除在反應(yīng)體系中添加成對(duì)的________、四種dNTP外，還需要添加的酶有____________________(答出兩種即可)。(2)在轉(zhuǎn)基因工程中，先獲取水稻的幼胚并進(jìn)行________處理，然后將幼胚接種到培養(yǎng)基中，幼胚細(xì)胞發(fā)生______形成愈傷組織；再用含基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌侵染該愈傷組織，轉(zhuǎn)基因愈傷組織經(jīng)過(guò)________過(guò)程，獲得轉(zhuǎn)基因試管苗。(3)“黃金大米”因轉(zhuǎn)入psy和crtl而富含β-胡蘿卜素，水稻細(xì)胞中psy和crtl控制β胡蘿卜素合成的方式是________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)轉(zhuǎn)基因“黃金大米”已經(jīng)在四個(gè)國(guó)家獲得上市許可，人們對(duì)其食用的安全性，有的表示質(zhì)疑，有的表示支持。你的觀(guān)點(diǎn)及理由是__________________________________________________________________________________________________(答出一條理由即可)。解析：(1)psy基因的體外復(fù)制可以采用PCR技術(shù)，如果以玉米psy基因的mRNA為模板進(jìn)行，除在反應(yīng)體系中添加成對(duì)的引物，四種脫氧核苷酸，還需要加入逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶。(2)植物組織培養(yǎng)技術(shù)需要先進(jìn)行消毒，再接種到培養(yǎng)基上，幼胚發(fā)生脫分化過(guò)程形成愈傷組織；轉(zhuǎn)基因愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程形成試管苗。(3)β胡蘿卜素不是蛋白質(zhì)，所以水稻細(xì)胞中psy和crtl控制β胡蘿卜素合成的方式是基因控制酶的合成從而控制胡蘿卜素的合成。(4)對(duì)于基因產(chǎn)物的安全性，答案是開(kāi)放的，例如：支持，多環(huán)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩u(píng)估機(jī)制