學(xué)案第十一單元第41講胚胎工程生物技術(shù)的安全性和倫理問題

第41講胚胎工程生物技術(shù)的平安性和倫理問題考綱解讀考情播報(bào)最新考綱核心內(nèi)容1.動(dòng)物胚胎發(fā)育的根本過程與胚胎工程的理論根底(Ⅰ)2．胚胎干細(xì)胞的移植(Ⅰ)3．胚胎工程的應(yīng)用(Ⅱ)4．轉(zhuǎn)基因生物的平安性(Ⅰ)5．生物武器對(duì)人類的威逼(Ⅰ)6．生物技術(shù)中的倫理問題(Ⅰ)受精過程和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律、體外受精操作步驟、早期胚胎培育、胚胎分割及胚胎移植等；生物技術(shù)的平安性和倫理問題、轉(zhuǎn)基因生物的平安性問題、克隆技術(shù)的倫理問題、生物武器對(duì)人類的威逼問題1.考查方式：常以圖形為載體，結(jié)合人類的生產(chǎn)生活，結(jié)合必修免疫局部、細(xì)胞分裂等內(nèi)容，通過胚胎工程、克隆技術(shù)等，考查對(duì)各種生物技術(shù)的過程及相關(guān)概念的理解，以及綜合解決實(shí)際問題的力量。2．考查題型：以非選擇題的形式消失，屬中檔題。學(xué)問點(diǎn)一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子與卵子的發(fā)生2．受精過程“四步曲〞3．早期胚胎發(fā)育學(xué)問點(diǎn)二體外受精和早期胚胎發(fā)育1．體外受精2．胚胎的早期培育學(xué)問點(diǎn)三胚胎工程的應(yīng)用前景1．胚胎移植2．胚胎分割eq\x(\a\al(胚胎,分割))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(材料要求)發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚,\x(考前須知)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割))3．胚胎干細(xì)胞學(xué)問點(diǎn)四生物技術(shù)的平安性和倫理問題1．推斷體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育表達(dá)的正誤(1)(2015·江蘇卷)精子內(nèi)的頂體由溶酶體特化而來，頂體內(nèi)儲(chǔ)存的溶酶體酶是在精子的溶酶體中合成的(×)(2)(2015·江蘇卷)頂體膜和精子細(xì)胞膜融合表達(dá)生物膜的選擇透過性(×)(3)(2015·江蘇卷)精卵融合形成受精卵，受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來自父方另一半來自母方(×)(4)(2014·江蘇卷)從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子進(jìn)行體外受精(×)(5)排卵是指卵泡從卵巢中排出(×)(6)卵子形成過程中，減數(shù)第一次分裂和減數(shù)其次次分裂是連續(xù)的(×)(7)卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大(×)2．體外受精和早期胚胎培育及胚胎工程的應(yīng)用表達(dá)的正誤(1)(2015·江蘇卷)采納胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的數(shù)量是有限的(√)(2)(2015·江蘇卷)乳腺細(xì)胞比乳腺癌細(xì)胞更簡(jiǎn)單進(jìn)行離體培育(×)(3)(2015·江蘇卷)細(xì)胞核移植主要在同種動(dòng)物、同種組織的細(xì)胞之間進(jìn)行(×)(4)(2015·江蘇卷)培育早期胚胎的培育液中含維生素、激素等多種能源物質(zhì)(×)(5)在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)，要將滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割(×)(6)囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性(×)3．推斷生物技術(shù)的平安性和倫理問題表達(dá)的正誤(1)(2014·重慶卷)生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力(×)(2)(2014·重慶卷)反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的緣由之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒(√)(3)國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害(×)(4)轉(zhuǎn)入油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中(√)(5)目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物平安性的爭(zhēng)辯主要集中在食用平安性和環(huán)境平安性上(√)(6)轉(zhuǎn)基因作物被動(dòng)物食用后，目的基因會(huì)轉(zhuǎn)入動(dòng)物體細(xì)胞中(×)(7)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因集中影響野生植物的遺傳多樣性(√)1．人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：(1)htPA基因與載體用___________________________________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測(cè)目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，可采納________________技術(shù)。(2)為獵取更多的卵(母)細(xì)胞，要對(duì)供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經(jīng)過__________，才具備受精力量。(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是______________。為了獲得母羊，移植前需對(duì)已勝利轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體，這表達(dá)了早期胚胎細(xì)胞的________。(4)假設(shè)在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測(cè)到__________________，說明目的基因勝利表達(dá)。解析：(1)用同種限制酶切割質(zhì)粒和含有htPA基因的DNA片段可產(chǎn)生相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達(dá)載體；通常采納DNA分子雜交技術(shù)來檢測(cè)目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA。(2)為獲得更多的卵母細(xì)胞，通常對(duì)供體母羊注射促性腺激素使其超數(shù)排卵；采集的精子需要經(jīng)過獲能處理才具備受精力量。(3)通常用顯微注射法將重組表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物的受精卵；為了獲得母羊，移植前需要對(duì)已勝利轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行；早期胚胎細(xì)胞具有全能性，可利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體。(4)htPA基因的表達(dá)產(chǎn)物為人組織纖溶酶原激活物，假設(shè)在轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測(cè)到人組織纖溶酶原激活物，說明目的基因勝利表達(dá)。答案：(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針)(2)超數(shù)排卵獲能(處理)(3)顯微注射法全能性(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)2．以下圖表示高等動(dòng)物卵子的發(fā)生過程，請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)有關(guān)問題。(1)圖中A是____________，B是__________，E(過程)是指________，階段C是指?jìng)€(gè)體發(fā)育的____________(時(shí)期)，階段D是指?jìng)€(gè)體發(fā)育的____________(時(shí)期)。(2)當(dāng)觀看到其次極體時(shí)，可以說明______________________。(3)圖中的①②③分別表示的過程是______________________、____________________、__________________，其中有染色體著絲點(diǎn)分裂的是________(填序號(hào))。(4)排卵是指________從________中排出，剛排出的卵子尚未完全成熟，需要在________內(nèi)進(jìn)一步成熟。解析：(1)①是初級(jí)卵母細(xì)胞的生長(zhǎng)；②③為減數(shù)分裂，次級(jí)卵母細(xì)胞的減數(shù)其次次分裂是在受精過程中完成的，因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎兒期，減數(shù)分裂是從初情期后開頭的，因此C為胎兒期，D為初情期后。(2)當(dāng)觀看到其次極體時(shí)，說明卵子已經(jīng)受精。(3)著絲點(diǎn)分裂可發(fā)生在減數(shù)其次次分裂中，即③過程中。(4)排卵是指卵子從卵泡中排出，剛排出的卵子需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟。答案：(1)第一極體合子受精胎兒期初情期后(2)卵子已經(jīng)受精(3)初級(jí)卵母細(xì)胞生長(zhǎng)減數(shù)第一次分裂減數(shù)其次次分裂③(4)卵子卵泡輸卵管3．(2016·株洲模擬)克隆羊的勝利轟動(dòng)世界，它不僅奠定了克隆性治療的根底，又解決了器官移植中供體缺乏的問題。以下圖為人類對(duì)克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用圖。請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)以下問題：(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有______________________和______________等。(2)圖中兩個(gè)胚胎均能正常發(fā)育成個(gè)體，這說明_____________具有全能性。嬰兒1與嬰兒2之間______(填“能〞或“不能〞)進(jìn)行器官移植。為什么？__________________________________。(3)使用培育基進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培育時(shí)，通常要參加________等自然?成分。(4)圖中“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)→胚胎干細(xì)胞〞的培育過程中，必需用____________處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個(gè)細(xì)胞。(5)在體外培育胚胎干細(xì)胞時(shí)，需在培育皿底部添加(胚胎)成纖維細(xì)胞作為飼養(yǎng)層，該過程________(填“能〞或“不能〞)獲得動(dòng)物器官。解析：(1)從圖中可知，圖中涉及的技術(shù)有核移植、胚胎移植、胚胎分割、細(xì)胞培育等。(2)圖中胚胎1和2來自重組細(xì)胞，而重組細(xì)胞由核移植形成，兩個(gè)胚胎都發(fā)育成正常個(gè)體，說明動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性；由于嬰兒1和2均來自同一個(gè)重組細(xì)胞，遺傳物質(zhì)相同，它們間不存在免疫排斥反響，因而它們間可進(jìn)行器官移植。(3)動(dòng)物細(xì)胞體外培育時(shí)所需的養(yǎng)分物質(zhì)與體內(nèi)相同，由于人們對(duì)細(xì)胞所需的養(yǎng)分物質(zhì)還沒有完全搞清晰，需參加動(dòng)物血清等自然?成分以供應(yīng)未知養(yǎng)分成分。(4)動(dòng)物細(xì)胞培育的特點(diǎn)是貼壁生長(zhǎng)、接觸抑制，所以需用胰蛋白酶處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培育。(5)在體外培育胚胎干細(xì)胞時(shí)，需在培育皿底部添加成纖維細(xì)胞作為飼養(yǎng)層，該過程細(xì)胞只能分裂而不能分化獲得動(dòng)物器官。答案：(1)核移植胚胎移植(或胚胎分割、細(xì)胞培育等)(2)動(dòng)物體細(xì)胞核能由于兩者的遺傳物質(zhì)相同(3)血清(4)胰蛋白酶(5)不能4．(2016·武漢模擬)隨著科學(xué)技術(shù)的開展，人們可以依據(jù)需求來改造生物的性狀。如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，據(jù)圖答復(fù)以下問題。(1)在此過程中涉及的細(xì)胞水平的現(xiàn)代生物技術(shù)手段主要有_________________________________________________________。(2)圖中①經(jīng)過酶處理可以得到③，從③到④的過程中一般利用去核后未受精的卵細(xì)胞作為受體，而不用一般的體細(xì)胞，緣由是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)以下A～D中表示④到⑤過程中正確的操作方法的是________，把⑤送入⑥的最正確時(shí)期是________________________。(4)⑦是⑥的后代，那么⑦的遺傳性狀和__________________最相像，為什么？____________________________________________________________________________________________________________________。假如②的數(shù)量太少，常用__________________來擴(kuò)增。要實(shí)現(xiàn)⑦批量生產(chǎn)血清白蛋白，那么要求③的性染色體是__________，利用該方法得到的動(dòng)物叫做______________________________。(5)用這種方法生產(chǎn)藥物與工廠化生產(chǎn)藥物相比，前者的優(yōu)越性在于_________________________________________________。(6)⑦和某些轉(zhuǎn)基因羊可通過分泌乳汁來生產(chǎn)人類所需藥物，這類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物被稱為_______________________________________。解析：(1)在此過程中涉及的細(xì)胞水平的現(xiàn)代生物技術(shù)手段主要有核移植和動(dòng)物細(xì)胞培育。(2)動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)要用胰蛋白酶處理使組織中的各個(gè)細(xì)胞分散開來，之所以采納卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞，是由于卵細(xì)胞大、易操作、分化程度低，體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性。(3)胚胎分割是將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分成幾等份，所以答案選B。(4)胚胎移植的最正確時(shí)期是早期胚胎的桑椹胚期或囊胚期。克隆牛與供應(yīng)細(xì)胞核的個(gè)體性狀最相像。要從乳汁中獵取血清白蛋白，那么該牛應(yīng)當(dāng)是產(chǎn)乳汁的雌牛，其性染色體是XX，這樣通過導(dǎo)入目的基因的方法獲得的動(dòng)物叫轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物。(5)與工廠化生產(chǎn)藥物相比，用轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性在于節(jié)省資源、降低本錢等。(6)通過分泌乳汁來生產(chǎn)人類所需藥物的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物被稱為乳腺(房)生物反響器。答案：(1)核移植、動(dòng)物細(xì)胞培育(2)卵細(xì)胞大、易操作、分化程度低，體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性(3)B桑椹胚期或囊胚期(4)荷斯坦奶牛由于個(gè)體⑦的遺傳物質(zhì)大局部來自荷斯坦奶牛，⑥只是為胚胎發(fā)育供應(yīng)養(yǎng)分和場(chǎng)所，⑦并沒有獲得⑥的遺傳信息PCR技術(shù)XX轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物(5)節(jié)省資源、降低本錢等(6)乳腺(房)生物反響器5．如圖為牛胚胎移植過程示意圖，請(qǐng)答復(fù)以下問題。(1)①階段常用____________激素對(duì)供體母牛進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的卵子。(2)沖卵的生理根底是_________________________________。(3)③階段對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到__________或__________階段。(4)假設(shè)要通過④獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個(gè)新個(gè)體，可對(duì)③階段檢查合格的胚胎進(jìn)行__________技術(shù)處理，該過程中應(yīng)留意對(duì)__________進(jìn)行均等分割。(5)ES或EK細(xì)胞的形態(tài)特征是_______________________，在培育液中參加____________，可誘導(dǎo)其向不同類型的組織細(xì)胞分化。解析：(1)胚胎工程中常用促性腺激素對(duì)供體母牛進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的卵子。(2)早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立聯(lián)系，這是沖卵的生理根底。(3)胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段。(4)應(yīng)用胚胎分割技術(shù)可以獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個(gè)新個(gè)體，胚胎分割時(shí)留意對(duì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割。(5)胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等形態(tài)特征，胚胎干細(xì)胞在培育時(shí)參加分化誘導(dǎo)因子，可誘導(dǎo)其向不同類型的組織細(xì)胞分化。答案：(1)促性腺(2)早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立聯(lián)系(3)囊胚桑椹胚(4)胚胎分割內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(5)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯分化誘導(dǎo)因子6．(2016·洛陽模擬)世界衛(wèi)生組織解釋克隆為“遺傳上同一機(jī)體或細(xì)胞系(株)的無性繁殖〞。相對(duì)于植物克隆而言，動(dòng)物尤其是高等動(dòng)物的克隆比擬困難，以下圖表示哺乳動(dòng)物克隆的幾種方法的主要步驟，請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)以下問題：(1)方法2獲得的小牛的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來源于_____________。方法3中①和②發(fā)育成的小牛的遺傳物質(zhì)______(填“相同〞或“不同〞)。(2)細(xì)胞B取自囊胚的__________，具有全能性，稱為________細(xì)胞。囊胚_(dá)_______(填“已經(jīng)〞或“尚未〞)消失分化。(3)應(yīng)用圖示方法______得到的小牛與供體1遺傳物質(zhì)最相像。(4)克隆也可以理解為復(fù)制、拷貝，結(jié)合世界衛(wèi)生組織的定義，你認(rèn)為還有哪些現(xiàn)代生物技術(shù)也屬于克??？_________________________________________________________。(5)總統(tǒng)奧巴馬簽署行政令，打算解除對(duì)使用聯(lián)邦政府資金支持胚胎干細(xì)胞討論的限制。對(duì)此，各界反響不一，你的態(tài)度及理由是：________________________________________________。解析：方法1是用核移植克隆動(dòng)物，供體1供應(yīng)細(xì)胞核，供體3供應(yīng)卵子。方法2是供體1和供體2體內(nèi)受精，取其囊胚的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行核移植。方法3是供體1和供體2體內(nèi)受精，然后進(jìn)行胚胎分割移植。克隆除上述個(gè)體克隆外，植物的組織培育也是個(gè)體克隆，單克隆抗體是細(xì)胞的克隆，PCR是分子的克隆。答案：(1)供體1和供體2相同(2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胚胎干已經(jīng)(3)1(4)單克隆抗體、植物組織培育、PCR等(5)支持，胚胎干細(xì)胞的討論有利于治療人類某些頑癥(治療性克隆)，以及揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理等(或反對(duì)，胚胎干細(xì)胞取自胚胎，胚胎也是生命，另外可能被用于克隆人討論，引起倫理問題)(合理即可)7．棉鈴蟲是一種嚴(yán)峻危害棉花的害蟲。我國(guó)科學(xué)家發(fā)覺一種生活在棉鈴蟲消化道內(nèi)的蘇云金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死，而此毒蛋白對(duì)人畜無害。通過基因工程的方法，我國(guó)已將該毒蛋白基因移入棉株細(xì)胞內(nèi)并實(shí)現(xiàn)勝利表達(dá)。由于棉鈴蟲吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后會(huì)死亡，所以該棉花新品種在1998年推廣后，已取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。請(qǐng)依據(jù)上述材料答復(fù)以下問題：(1)該項(xiàng)科學(xué)成果在環(huán)境愛護(hù)上的重要作用是：____________________________________________________________________________________________________________________。(2)題中“毒蛋白基因移入棉株細(xì)胞內(nèi)并實(shí)現(xiàn)勝利表達(dá)〞中的“勝利表達(dá)〞含義是：____________________________________________________________________________________________________________________。(3)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________________。(4)在培育“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉〞的基因操作中，所用的基因的“剪刀〞是____________，基因的“縫合針線〞是_____________，基因的“運(yùn)載工具〞是____________。(5)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有利有弊，請(qǐng)各舉一例加以說明。有利方面：___________________________________________；有害方面：___________________________________________。解析：基因工程的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)、育種周期短，克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙?？瓜x棉的優(yōu)點(diǎn)是削減了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，愛護(hù)了生態(tài)環(huán)境。毒蛋白基因的表達(dá)經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程。答案：(1)削減了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，愛護(hù)了生態(tài)環(huán)境(2)毒蛋白基因在棉花細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成了毒蛋白(3)目的性強(qiáng)，育種周期短，克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(4)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶