第38講-胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件

第38講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題【課標解讀】課標要求細解課標核心素養(yǎng)1.簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程2.活動要求:利用互聯(lián)網(wǎng)搜集有關(guān)干細胞研究進展的資料3.簡述胚胎工程的基本技術(shù)4.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題5.活動要求:搜集文獻資料,就“轉(zhuǎn)基因食品是否安全”展開辯論6.舉例說出生物武器對人類的威脅活動要求:搜集歷史上使用生物武器的資料,并分析其嚴重危害7.討論生物技術(shù)中的倫理問題1.簡述精子與卵子的發(fā)生的相同點與不同點2.簡述受精過程和早期胚胎發(fā)育的基本過程和特點3.敘述體外受精及早期胚胎培養(yǎng)的條件及要求4.說出胚胎移植的理論基礎(chǔ)及技術(shù)流程5.說明胚胎分割技術(shù)的原理、步驟及技術(shù)流程6.理解胚胎干細胞的移植的概念及應(yīng)用7.關(guān)注生物技術(shù)的安全性和倫理問題1.生命觀念:通過胚胎發(fā)育過程,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能觀,物質(zhì)與能量觀2.科學(xué)思維:采用歸納與概括、演繹與推理等方法,以文字、圖示或模型的形式,理解動物胚胎發(fā)育的技術(shù)流程3.科學(xué)探究:利用互聯(lián)網(wǎng)搜集有關(guān)干細胞研究進展的資料4.社會責(zé)任:搜集文獻資料,就“轉(zhuǎn)基因食品是否安全”和“生殖性克隆人”以及歷史上使用生物武器的資料等社會熱點議題進行理性判斷,形成珍愛生命、人與自然和諧發(fā)展的觀念考點一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育研析教材

內(nèi)化基本概念1.精子與卵子的發(fā)生(1)五個不同點的比較項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所睪丸曲細精管

.時間從

開始胚胎出現(xiàn)

后和初情期以后變形

.不需變形分裂均等分裂

(第一極體分裂除外)結(jié)果形成

個精子形成

和3個極體初情期卵巢性別分化需變形不均等分裂1個卵子4(2)二者的聯(lián)系①原始生殖細胞的增殖方式為

。②原始生殖細胞產(chǎn)生成熟生殖細胞為

;減數(shù)分裂過程中染色體行為、數(shù)目變化相同,都復(fù)制一次,分裂兩次,子細胞中染色體數(shù)目

。2.受精作用的過程有絲分裂減數(shù)分裂減半頂體反應(yīng)透明帶反應(yīng)卵細胞膜反應(yīng)3.早期胚胎發(fā)育過程有絲分裂增多不增加或略有縮小32全能細胞胎兒的各種組織胎膜和胎盤表層下方【深挖教材】(1)排卵是指卵子從卵泡中排出,還是指卵泡從卵巢中排出?提示:是指卵子從卵泡中排出。(2)剛排出的卵是成熟的卵子嗎?它在何處與精子受精?提示:剛排出的卵子尚未完全成熟,僅完成減數(shù)第一次分裂(或未完成減數(shù)第一次分裂,如馬),需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟,直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的?！咀灾髟\斷】(1)精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開始的(

)提示:精子發(fā)生從初情期開始;卵子發(fā)生從胚胎出現(xiàn)性別分化后開始?！?2)卵子受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙出現(xiàn)兩個極體(

)解析:卵母細胞自身一般分裂到減數(shù)第二次分裂中期即停止分裂,此時只分裂出第一極體;當(dāng)精子與處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞結(jié)合時(即受精時),次級卵母細胞才被激活分裂出第二極體,所以只要在卵細胞膜和透明帶之間能看到兩個極體就代表有精子與其受精。(3)在胚胎發(fā)育過程中細胞的分化出現(xiàn)在桑椹胚時期(

)解析:在胚胎發(fā)育過程中細胞的分化出現(xiàn)在囊胚時期?！獭?4)排卵是指卵泡從卵巢中排出(

)解析:排卵指卵子從卵泡中排出?！?5)受精前,精子需要獲能,卵子不需要獲能(

)解析:卵子在受精前也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程?！了伎继骄?/p>

培養(yǎng)科學(xué)思維1.受精過程中發(fā)生了哪些反應(yīng)?哪些機制保證了受精過程中只有一個精子的核和卵細胞的核結(jié)合過程及作用反應(yīng)過程作用頂體反應(yīng)精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放

的過程形成精子穿越

的通路,是精子和卵子結(jié)合必不可少的條件透明帶反應(yīng)精子觸及卵細胞膜的瞬間,會產(chǎn)生阻止后來的精子進入

的生理反應(yīng)

的第一道屏障卵細胞膜反應(yīng)精子入卵后,

會立即發(fā)生一種生理反應(yīng),拒絕其他精子再進入卵內(nèi)防止多精入卵受精的第二道屏障頂體酶放射冠透明帶防止多精入卵受精卵細胞膜(1)寫出各個階段的名稱:A:

,B:

,C:

。(2)辨認圖中各結(jié)構(gòu)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

。桑椹胚2.請據(jù)圖分析哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段。囊胚原腸胚內(nèi)細胞團囊胚腔外胚層原腸腔內(nèi)胚層全能細胞分化胚層分化胎兒的各種組織增多基本不變剖析題型

提升核心素養(yǎng)題型一精子和卵子發(fā)生和成熟過程1.(2018·江蘇鹽城)精子內(nèi)的頂體由溶酶體特化而來。精卵識別后,頂體釋放溶酶體酶使卵子外層形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.細胞中溶酶體酶的釋放可造成細胞裂解B.精子游向卵子所需的能量主要來自線粒體C.受精卵的形成依賴于生物膜的選擇透過性D.受精卵細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方,一半來自母方C解析:溶酶體是“消化車間”,能夠分解衰老、損傷的細胞器,因此細胞中溶酶體酶的釋放可造成細胞裂解;精子游向卵子所需的能量主要來自聚集在精子尾部的線粒體;受精卵的形成依賴于生物膜的流動性;受精作用的實質(zhì)是精子的細胞核與卵細胞的細胞核相互融合,使彼此的染色體會合在一起,則受精卵細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方,一半來自母方。2.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:(1)精子的產(chǎn)生部位是

。卵子的形成發(fā)生在

內(nèi)。

(2)精子頭部的頂體是由

發(fā)育來的,在受精作用時發(fā)生頂體反應(yīng),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作用,會產(chǎn)生兩次生理反應(yīng),阻止其他精子入卵,它們是透明帶反應(yīng)和

。

(3)圖B中下列序號所代表的含義是:①

;③

;⑦

。

(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。

解析:哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備發(fā)生在胎兒時期即出生前,性成熟后再繼續(xù)發(fā)育。卵細胞形成發(fā)生在卵巢中。精子形成發(fā)生在睪丸的曲細精管中。答案:(1)睪丸的曲細精管卵巢(2)高爾基體頂體酶卵細胞膜反應(yīng)(3)胎兒卵細胞膜減數(shù)第二次(4)出生前(即胎兒時期)題型二體內(nèi)受精及早期胚胎發(fā)育過程分析3.下列關(guān)于高等哺乳動物受精與胚胎發(fā)育的敘述,正確的是(

)A.絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性B.頂體反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障C.囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有發(fā)育全能性D.原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個胚層A解析:同種動物的精卵細胞的表面有特異性相互識別的蛋白,這是同種動物的精卵能結(jié)合的原因之一;頂體反應(yīng)不能防止多精入卵受精;滋養(yǎng)層細胞不具有發(fā)育的全能性,即不能分化出成體動物的所有組織和器官;原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)中外三個胚層。4.如圖表示高等動物的個體發(fā)育過程,下列說法正確的是(

)解析:由受精卵發(fā)育為幼體是胚胎發(fā)育,①過程僅表示早期胚胎發(fā)育;卵裂過程中胚胎總體積基本不變,而每個細胞的體積減小;原腸胚期已發(fā)生了細胞的分化,最好在早期胚胎時進行移植,如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚階段移植,而其他生物要在更早階段進行。CA.圖中①過程表示整個胚胎發(fā)育B.受精卵卵裂過程中,每個細胞的體積不斷增大C.囊胚的內(nèi)細胞團能發(fā)育成胎兒的各種組織D.原腸胚是進行胚胎移植的最好時期題后提升卵裂期胚胎發(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縮小,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?？键c二體外受精、早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應(yīng)用研析教材

內(nèi)化基本概念1.體外受精與早期胚胎培養(yǎng)(1)體外受精促性腺激素卵巢MⅡ假陰道法培養(yǎng)法獲能(2)早期胚胎培養(yǎng)①培養(yǎng)液成分:無機鹽、有機鹽(兩鹽);

(兩素);

(兩酸),另外還有水、血清等。②胚胎去向:

。2.胚胎移植(1)概念:將雌性動物體內(nèi)的

,或者通過

及其他方式得到的胚胎,移植到

的其他雌性動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。(2)地位:胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。(3)意義:充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的

。維生素、激素氨基酸、核苷酸向受體移植或冷凍保存早期胚胎體外受精同種的、生理狀態(tài)相同繁殖潛能(4)基本程序同期發(fā)情超數(shù)沖卵胚胎移植(5)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(胚胎移植成功的保障)環(huán)節(jié)生理基礎(chǔ)意義移入哺乳動物在發(fā)情排卵后的最初一段時間,不論是否妊娠,

.生殖器官的生理變化是相同的為供體的胚胎移入

提供了相同的生理環(huán)境收集早期胚胎形成后,

母體子宮建立聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài)為胚胎的收集提供了可能存活受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生

反應(yīng)為胚胎在受體內(nèi)的

提供了可能發(fā)育供體胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系,且不影響供體胚胎的遺傳特性為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障,且保持了胚胎的

.同種動物供、受體受體未與免疫排斥存活優(yōu)良遺傳特性3.胚胎分割(1)材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的

。(2)實質(zhì):胚胎分割可增加動物后代,其實質(zhì)是

。(3)注意:對囊胚分割時,注意將

均等分割,否則會影響分割后胚胎的

。4.胚胎干細胞(ES或EK細胞)(1)來源:

。(2)特點:形態(tài)上,體積

、細胞核

、核仁明顯;功能上,具有

;體外培養(yǎng)條件下可以

。(3)培養(yǎng)過程桑椹胚或囊胚動物的無性繁殖或克隆內(nèi)細胞團恢復(fù)和進一步發(fā)育小早期胚胎或原始性腺大發(fā)育的全能性增殖而不分化【深挖教材】對囊胚階段的胚胎進行分割時,為什么要將內(nèi)細胞團均等分割?提示:內(nèi)細胞團是發(fā)育成胚胎的基礎(chǔ)細胞,若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割,會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育,少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育等問題?！咀灾髟\斷】(1)從輸卵管沖取的卵子可與獲能的精子直接發(fā)生受精作用(

)提示:從輸卵管沖取的卵子可以直接與獲能的精子在體外受精,無須培養(yǎng)?！?2)在胚胎分割移植時,應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或原腸胚(

)提示:進行胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。×(3)胚胎干細胞具有細胞體積較大,核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(

)解析:胚胎干細胞具有體積小,細胞核大,核仁明顯和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點。(4)在胚胎移植中,對供體母羊要用促性腺激素進行超數(shù)排卵處理(

)解析:促性腺激素可以促進卵巢分泌雌性激素,進而促進卵子的生成。(5)胚胎分割時應(yīng)取內(nèi)細胞團的細胞做DNA分析進行性別鑒定(

)解析:胚胎分割時應(yīng)取滋養(yǎng)層的細胞做DNA分析進行性別鑒定?！痢獭了伎继骄?/p>

培養(yǎng)科學(xué)思維如圖為胚胎移植過程示意圖,請回答下列問題:(1)胚胎移植對甲、乙、丙牛有何選擇標準?提示:供體(甲、丙)是遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體,受體(乙)是健康、有繁殖能力的個體。(2)過程①、②、③分別代表什么?提示:同期發(fā)情處理、胚胎移植、超數(shù)排卵。(3)在胚胎移植過程中兩次檢查的目的是什么?提示:①收集胚胎進行質(zhì)量檢查。②移植后是否妊娠檢查。(4)欲得到更多的后代丁,可將收集得到的胚胎進行如何處理?提示:胚胎分割?！旧疃人伎肌?1)排卵和沖卵有何區(qū)別?提示:排卵是卵子從卵泡中排出,沖卵是把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。(2)胚胎移植的實質(zhì)是什么?提示:是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變,因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。剖析題型

提升核心素養(yǎng)題型一體外受精和早期胚胎培養(yǎng)過程分析1.(2017·江蘇卷)下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述,錯誤的是(

)A.精子在獲能液中于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能B.小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng),注射相關(guān)激素有促進超數(shù)排卵的作用C.分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質(zhì),因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學(xué)差異D.注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育C解析:精子在獲能液中于適宜條件下培養(yǎng)可以使精子獲能;小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng),注射促性腺激素能促進其超數(shù)排卵;分割的胚胎細胞雖有相同的遺傳物質(zhì),但由于生物的性狀還受環(huán)境等因素的影響,故發(fā)育成的個體會存在形態(tài)學(xué)差異;胚胎干細胞可以發(fā)育成組織、器官,注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育。2.(山東卷節(jié)選)胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術(shù),可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。如圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。解析:(1)獲取的卵母細胞只有少數(shù)成熟,大部分需培養(yǎng)后才發(fā)育成熟,具備受精條件。獲得的精子也要經(jīng)過獲能處理后才能與卵母細胞受精。(2)動物細胞培養(yǎng)需要給予O2和CO2,CO2的目的是維持培養(yǎng)液(基)正常的pH。(3)胚胎移植是胚胎工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也為研究胚胎工程的其他技術(shù)提供了保障。(1)從良種母牛采集的卵母細胞,都需要進行體外培養(yǎng),其目的是

;從良種公牛采集的精子需

后才能進行受精作用。

(2)在體外培養(yǎng)受精卵時,除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外,還需要提供

氣體以維持

。

(3)圖中過程A稱為

,它在胚胎工程中的意義在于

。

答案:(1)使卵母細胞成熟(或使卵母細胞獲得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)的pH(3)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率題后提升人工授精和體外受精的比較比較項目人工授精體外受精概念人工授精技術(shù)是指用相應(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,使母畜受孕的過程體外受精是指哺乳動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)場所母畜的生殖道內(nèi)體外過程人工采精→檢查與儲存精液→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)胚胎發(fā)育場所受精卵的形成和胚胎發(fā)育場所在母畜體內(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)題型二胚胎移植的應(yīng)用及過程分析3.(2018·江蘇徐州模擬)如圖是克隆牛的操作流程示意圖,有關(guān)敘述正確的是(

)CA.卵母細胞屬于初級卵母細胞B.犢牛的質(zhì)基因可來自代孕母牛C.細胞①、②的培養(yǎng)與早期胚胎的培養(yǎng)都需加入動物血清D.早期胚胎發(fā)育到囊胚期時,需要取內(nèi)細胞團部分細胞做DNA分析解析:卵母細胞是指發(fā)育到減Ⅱ中期的卵母細胞,屬于次級卵母細胞;犢牛的質(zhì)基因主要來自供體母牛的卵母細胞;動物細胞培養(yǎng)與早期胚胎的培養(yǎng)都需要加入血清或血漿等天然物質(zhì);早期胚胎發(fā)育到囊胚期時,需要取滋養(yǎng)層細胞做DNA分析,進行性別鑒定。4.(2014·山東卷)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:解析:(1)將目的基因和載體用同一種限制酶切割后能產(chǎn)生相同的末端,便于構(gòu)建表達載體。檢測目的基因是否成功插入的技術(shù)為DNA分子雜交技術(shù)。(2)利用促性腺激素可促進母羊超數(shù)排卵。采集的精子必須經(jīng)過獲能處理后才具備受精能力。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)(1)htPA基因與載體用

切割后,通過DNA連接酶連接,以構(gòu)建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA,可采用

技術(shù)。

(2)為獲取更多的卵(母)細胞,要對供體母羊注射促性腺激素,使其

。采集的精子需要經(jīng)過

,才具備受精能力。

(3)將重組表達載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是

。為了獲得母羊,移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行

。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體,這體現(xiàn)了早期胚胎細胞的

。

(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到

,說明目的基因成功表達。

解析:(3)將重組表達載體導(dǎo)入動物受精卵的常用方法是顯微注射法。為了獲得母羊,需對胚胎進行性別鑒定,性染色體組成為XX類型才能發(fā)育為母羊。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個個體,體現(xiàn)了早期胚胎細胞的全能性。(4)基因成功表達的標志是產(chǎn)生了相應(yīng)的蛋白質(zhì),因此htPA基因成功表達的標志是在轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測到htPA(或人組織纖溶酶原激活物)。答案:(3)顯微注射法性別鑒定全能性(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)5.(2018·河北模擬)慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況,缺乏白蛋白人就容易出現(xiàn)浮腫。人體的白蛋白正常值在每100mL血液中含有3.8～4.8g,如果比正常值低很多時就需要注射人血白蛋白,所以臨床上對白蛋白需求量很大。下圖是利用嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器制備藥用白蛋白的流程圖:(1)要實現(xiàn)①超數(shù)排卵,應(yīng)在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用

處理,然后在恰當(dāng)時期采集卵子。通過②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,常要用化學(xué)誘導(dǎo)法對羊的精子進行

處理,即用一定濃度的

處理。

解析:(1)促性腺激素可促進性腺的發(fā)育,在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用促性腺激素處理,可實現(xiàn)讓其超數(shù)排卵。通過②采集的精子用一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液進行化學(xué)誘導(dǎo)處理,可使之獲能。答案:(1)促性腺激素獲能肝素或鈣離子載體A23187溶液解析:(2)已知白蛋白基因的堿基序列,可用DNA合成儀通過人工合成的方法獲取目的基因?；虮磉_載體中除目的基因和標記基因外,還需要有乳腺蛋白基因的啟動子和終止子,乳腺蛋白基因的啟動子可以在啟動乳腺蛋白基因轉(zhuǎn)錄的同時啟動白蛋白基因的轉(zhuǎn)錄,終止子可使轉(zhuǎn)錄停止。(3)滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤,取囊胚期的滋養(yǎng)層細胞鑒定性別,對胚胎發(fā)育影響較小。嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器是讓目的基因在乳腺細胞中特異性表達,以便從乳汁中提取白蛋白,因此應(yīng)選擇雌性胚胎進行移植。答案:(2)人工合成乳腺蛋白基因的啟動子終止子(3)滋養(yǎng)層雌性(2)若我們已知白蛋白基因的堿基序列,一般采用

的方法獲取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺細胞中特異性表達,完整的基因表達載體要包括目的基因、

、

、標記基因等部分。

(3)對移植前的胚胎進行性別鑒定時,宜取囊胚期的

細胞進行鑒定,一般采用SRY—PCR方法,選擇出現(xiàn)陰性反應(yīng)的

(性別)胚胎進行移植。

題后提升試管動物與克隆動物的區(qū)別比較項目試管動物克隆動物技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植核移植技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植實例試管?？寺⊙蜻^程生殖方式有性生殖無性生殖遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來自兩個個體遺傳物質(zhì)大部分來自供核生物體意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進程、挽救瀕危物種等題型三胚胎分割的應(yīng)用及過程分析6.(2018·江蘇卷)下列關(guān)于采用胚胎工程技術(shù)實現(xiàn)某良種肉用?？焖俜敝车臄⑹?正確的是()A.采取激素注射等方法對良種母牛作超數(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行移植C.使用免疫抑制劑以避免代孕牛對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A解析:胚胎工程中,通常采用注射激素的方法對良種母牛進行超數(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行移植;受體母牛不會對移入子宮的外來胚胎發(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,最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎,而同卵多胎成功的比例很小。7.(2018·黑龍江齊齊哈爾模擬)隨著生物技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代的試管嬰兒技術(shù)不僅能解決部分人的生育問題,還能實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育?；卮鹣铝袉栴}:(1)培育試管嬰兒時,為了提高受孕率,需培植多個胚胎,因此需要用

處理,促進女性排出更多的卵子。從早期胚胎發(fā)育過程分析,從受精卵到原腸胚的過程中依次經(jīng)歷卵裂期→

,出現(xiàn)孵化的時期為

期。

解析:(1)培育試管嬰兒時,為了提高受孕率,對女性用促性腺激素處理,可促進女性排出更多的卵子。早期胚胎發(fā)育過程中,從受精卵到原腸胚依次經(jīng)歷了卵裂期→桑椹胚期→囊胚期,囊胚期透明帶破裂,胚胎從中伸展出來,稱為孵化。答案:(1)促性腺激素桑椹胚期→囊胚期囊胚解析:(2)血友病為伴X隱性遺傳病,妻子是血友病患者,丈夫正常,則其兒子一定患病,女兒一定正常,為了生育一個健康的孩子,進行胚胎移植前需要進行性別鑒定。囊胚中的滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育為胎膜、胎盤,取滋養(yǎng)層細胞進行基因檢測不會對早期胚胎造成傷害。在基因工程中目的基因的檢測和鑒定會用到放射性同位素標記的目的基因單鏈制成的DNA探針。答案:(2)性別鑒定滋養(yǎng)層目的基因的檢測和鑒定(2)優(yōu)生的最基本目的是讓每個家庭生出健康的孩子,若一對夫妻,妻子是血友病患者,丈夫正常,為了生育一個健康的孩子,進行胚胎移植前需要進行

,目前最有效最準確的方法是SRY—PCR法,操作的基本程序是:從被檢測的囊胚中取出幾個

細胞,提取DNA進行擴增,然后用DNA探針進行檢測。在基因工程中

時也會用到DNA探針。解析:(3)胚胎分割移植技術(shù)提高了胚胎的利用率,讓優(yōu)良雌性供體僅提供胚胎,讓普通雌性受體承擔(dān)孕育胚胎的任務(wù),因此大大縮短了供體本身的繁殖周期,可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力,加快繁殖速度。答案:(3)大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力(3)在試管嬰兒技術(shù)中用到了胚胎移植技術(shù),而在一些優(yōu)良家畜繁育過程中常會用到胚胎分割移植技術(shù),該技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的重要意義是

。

題型四胚胎干細胞的應(yīng)用8.(2018·湖南教育聯(lián)盟聯(lián)考)2018年3月14日物理學(xué)家霍金去世,他曾經(jīng)患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥即“漸凍癥”。有研究表明該病是由于突變的基因使神經(jīng)元合成了某種毒蛋白,從而阻礙了軸突內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的流動;也有最新研究結(jié)果表明,利用誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)制作前驅(qū)細胞,然后移植給漸凍癥實驗鼠,能延長其壽命。下列相關(guān)描述錯誤的是(

)A.將控制合成破壞運動神經(jīng)元的毒蛋白基因替換,可以起到一定的治療作用B.植入神經(jīng)干細胞,使受損的運動功能得到恢復(fù),也可以起到一定的治療作用C.誘導(dǎo)多能干細胞分化成多種細胞中核遺傳物質(zhì)不完全相同D.誘導(dǎo)多能干細胞的分化實質(zhì)是基因的選擇性表達,細胞種類增多C解析:替換毒蛋白基因,導(dǎo)致神經(jīng)元不能合成破壞神經(jīng)元的毒蛋白,從而達到治療的目的;植入神經(jīng)干細胞,可增殖分化形成相應(yīng)的運動神經(jīng)元,使受損的運動功能得到恢復(fù);誘導(dǎo)多能干細胞分化成多種細胞屬于細胞分化過程,細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達,細胞中的遺傳物質(zhì)不變。9.閱讀如下材料,回答下列問題:材料甲

傳統(tǒng)哺乳動物的胚胎干細胞是在經(jīng)核移植構(gòu)建成重組胚胎的過程中獲得的。材料乙

現(xiàn)代在哺乳動物的體細胞中導(dǎo)入4個多能性相關(guān)的基因、2種特殊組蛋白的基因,在添加特殊化合物的培養(yǎng)基中培養(yǎng),能快速獲得誘導(dǎo)性多能干細胞(iPS)。但是,這種方法誘導(dǎo)的多能干細胞必須應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄病毒才能進行基因組整合。材料丙

應(yīng)用iPS已經(jīng)成功培養(yǎng)和分化出心肌、神經(jīng)、胰腺、骨等多種體細胞和不同的組織,多能干細胞的研究在器官再生、修復(fù)和疾病治療方面極具應(yīng)用價值。(1)胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至

期的內(nèi)細胞團或胎兒的

中分離得到的一類細胞。

(2)iPS建立的過程需將病毒介導(dǎo)后的細胞接種于

細胞上,并于ES細胞專用培養(yǎng)體系中培養(yǎng),以維持不分化狀態(tài);所用逆轉(zhuǎn)錄病毒相當(dāng)于基因工程中的

,且病毒應(yīng)對生物體

。解析:(2)胚胎干細胞在體外培養(yǎng)條件下,ES細胞可不斷增殖,而不發(fā)生分化,但需要將細胞培養(yǎng)在飼養(yǎng)層細胞上。由資料乙可知,逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是將目的基因?qū)氲绞荏w細胞中,相當(dāng)于基因工程中載體的作用,作為載體應(yīng)對受體細胞無害。答案:(1)桑椹胚或囊胚原始性腺(2)飼養(yǎng)層載體無害(3)在體外培養(yǎng)條件下,培養(yǎng)液中加入

因子,可誘導(dǎo)iPS向不同類型的組織細胞分化,分化的實質(zhì)是細胞中基因

的結(jié)果。

(4)對上述兩種方法獲得的由自體干細胞誘導(dǎo)分化形成的相應(yīng)組織、器官進行移植,與傳統(tǒng)器官移植相比,其優(yōu)點是可避免發(fā)生

反應(yīng)。

解析:(4)胚胎干細胞誘導(dǎo)分化形成的相應(yīng)組織器官,與自身器官的抗原性一致。因此不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。答案:(3)分化誘導(dǎo)選擇性表達(4)免疫排斥題后提升滋養(yǎng)層與飼養(yǎng)層的區(qū)別及胚胎移植時間(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?？键c三生物技術(shù)的安全性和倫理問題1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性(1)轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因①目前對

、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等都了解得相當(dāng)有限。②目的基因往往是

的基因。③外源基因插入宿主基因組的部位往往是

的。(2)對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論:在

三個方面存在激烈的爭論。(3)理性對待轉(zhuǎn)基因技術(shù):

?；虻慕Y(jié)構(gòu)異種生物研析教材

內(nèi)化基本概念隨機食物安全、生物安全、環(huán)境安全趨利避害,不能因噎廢食2.生物技術(shù)的倫理問題(1)克隆人①治療性克隆與生殖性克隆類型項目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的治療人類疾病用于生育,產(chǎn)生新個體水平

水平

水平聯(lián)系都屬于

繁殖;產(chǎn)生的新個體、新組織遺傳信息相同細胞②中國政府態(tài)度:

。(2)設(shè)計試管嬰兒:設(shè)計試管嬰兒需要對胚胎進行

。個體禁止生殖性克隆人,不反對治療性克隆基因檢測無性3.基因身份證(1)否定的理由:個人基因資訊的泄露造成

,勢必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、個人婚姻困難和人際關(guān)系疏遠等。(2)肯定的理由:一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高,通過基因檢測可以,

達到挽救患者生命的目的。4.生物武器的種類提示:①—b②—c③—a基因歧視及早預(yù)防,及時治療【自主診斷】(1)轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后,目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細胞中(

)解析:轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后,目的基因在動物體內(nèi)會被分解。(2)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性(

)解析:轉(zhuǎn)基因植物可能與野生植物發(fā)生雜交而出現(xiàn)基因交流,影響野生植物的多樣性。(3)轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物,不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加(

)解析:轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物可殺死無抗性昆蟲,對昆蟲的抗性起了選擇作用,所以會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加。×√×(4)如果轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,則不會存在安全性問題()解析:來源于自然界的目的基因?qū)胫参矬w后,可能破壞原有的基因結(jié)構(gòu),具有不確定性,外源基因也可能通過花粉傳播,使其他植物成為“超級植物”等,所以轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在著安全性問題。(5)我國禁止生殖性克隆人和治療性克隆()解析:我國禁止生殖性克隆人,但不反對治療性克隆。××(6)中國反對生物武器,但中國在特殊情況下可以生產(chǎn)生物武器()解析:我國政府承諾在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器?！?.下圖是培育試管嬰兒的過程,請分析:思考探究

培養(yǎng)科學(xué)思維(1)圖中①②③和①②④⑤兩種獲得試管嬰兒的培育方法有何不同?提示:①②③是普通試管嬰兒的培育過程,①②④⑤是設(shè)計試管嬰兒培育的過程。后者比前者多了胚胎移植前的“遺傳學(xué)診斷”過程。(2)圖中①②③和①②④⑤兩種獲得試管嬰兒的培育方法有何相同點?提示:兩者都是體外受精、體外早期胚胎發(fā)育,再進行胚胎移植,從生殖方式上都應(yīng)為有性生殖。2.設(shè)計試管嬰兒引發(fā)的倫理問題的不同觀點和理由觀點理由不符合倫理道德①把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠,是對生命的不尊重②早期的生命也有活下去的權(quán)利,拋棄或殺死多余的胚胎,無異于“謀殺”③有人會濫用設(shè)計試管嬰兒技術(shù)來

等符合倫理道德①設(shè)計試管嬰兒是為了救人,是救治患者的最好、最快捷的辦法之一②提供

并不會對試管嬰兒造成損傷③臍帶血乃試管嬰兒的“身外之物”政府觀點中國衛(wèi)生部在《體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定,實施體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)必須獲得衛(wèi)生部的批準證書設(shè)計嬰兒性別骨髓中造血干細胞3.如何理性看待轉(zhuǎn)基因生物(1)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點分析優(yōu)點缺點①解決

問題②減少

,減少環(huán)境污染③增加

,提高附加值④增加食物種類,提升食物品質(zhì)⑤提高生產(chǎn)效率,帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展①可能產(chǎn)生

.②可能產(chǎn)生

.

.③可能使疾病的傳播跨越物種障礙④可能會損害

.⑤可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的多樣性糧食短缺農(nóng)藥使用食物營養(yǎng)有毒蛋白或新過敏原重組病菌、重組病毒或超級雜草生物多樣性(2)對待轉(zhuǎn)基因生物的正確態(tài)度:趨利避害,但不能因噎廢食。剖析題型

提升核心素養(yǎng)題型一生物技術(shù)的安全性問題分析1.(2018·江蘇高考預(yù)測)下列關(guān)于生物技術(shù)安全性和倫理問題的敘述,錯誤的是(

)A.如果轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,則不存在安全性問題B.轉(zhuǎn)基因植物合成的蛋白質(zhì),可能成為某些人群新的過敏原C.克隆人可沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)倫理道德觀念D.運用重組基因技術(shù)可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器A解析:如果轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,存在安全性問題;轉(zhuǎn)基因植物合成的蛋白質(zhì),可能成為某些人群新的過敏原;克隆人可沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)倫理道德觀念;運用重組基因技術(shù)可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器。2.害蟲損傷番茄的葉片后,組成葉片細胞的細胞壁能釋放出一種類激素物質(zhì),這種物質(zhì)可以擴散到番茄的其他部位,誘導(dǎo)細胞內(nèi)蛋白酶抑制劑基因表達,合成蛋白酶抑制劑,導(dǎo)致害蟲不能消化食物而死亡?？茖W(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)把番茄的蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)移到玉米中,使玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀,有效抵御了玉米螟對玉米的危害。請結(jié)合上面的材料回答:(1)轉(zhuǎn)移了番茄蛋白酶抑制劑基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制劑的具體部位是

,合成的化合物還需要在

中加工才具有生物活性。

(2)這種抗玉米螟玉米品種的培育技術(shù)屬于

技術(shù),這種技術(shù)的原理是

。解析:(1)番茄蛋白酶抑制劑的本質(zhì)為蛋白質(zhì),其合成部位為核糖體,但還需要在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中加工才具有生物活性。(2)由材料可獲得信息,抗玉米螟玉米品種的培育運用的是轉(zhuǎn)基因技術(shù),這種技術(shù)的原理是基因重組。答案:(1)核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體(2)轉(zhuǎn)基因基因重組(3)在種植了這種轉(zhuǎn)基因玉米的農(nóng)田中的雜草是否也會出現(xiàn)抗玉米螟性狀?原因是什么?

。(4)抗玉米螟玉米具有顯著的生態(tài)效應(yīng)。你認為種植該玉米的農(nóng)田是否還需要進行防蟲管理?理由是什么?

。(5)有人對食用該玉米的安全性表示擔(dān)憂,你認為這種擔(dān)憂有無道理?請簡要說明理由: