高考生物培優(yōu)增分一輪全國經(jīng)典版講義第37講胚胎工程生物技術的安全性和倫理問題

第37講胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題[考綱明細]1.動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(Ⅰ)2.胚胎干細胞的移植(Ⅰ)3.胚胎工程的應用(Ⅱ)4.轉(zhuǎn)基因生物的安全性(Ⅰ)5.生物武器對人類的威脅(Ⅰ)6.生物技術中的倫理問題(Ⅰ)板塊一知識·自主梳理一、胚胎工程的概念1．操作對象：動物早期胚胎或配子。2．技術手段：體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等。3．特點：經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。二、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子的發(fā)生(1)場所：睪丸。(2)時間：從初情期開始，到生殖機能衰退。(3)精子的形成過程(4)變形過程中細胞發(fā)生的變化2．卵子的發(fā)生(1)場所：卵巢。(2)時間：在胚胎的性別分化后。(3)過程②卵子是否受精的標志當在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精，這是判斷卵子是否受精的重要標志。③精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別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，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別。3．體內(nèi)受精(1)場所：雌性動物的輸卵管內(nèi)。(2)受精前的準備階段①精子獲能：剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力。②卵子的準備：卵子要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，到減Ⅱ中期時，才具備與精子受精的能力。(3)受精過程4．早期胚胎發(fā)育三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應用1．體外受精2．胚胎的早期培養(yǎng)(1)目的：檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。(2)培養(yǎng)液成分：兩“鹽”：無機鹽、有機鹽；兩“素”：維生素、激素；兩“酸”：氨基酸、核苷酸；另有水和血清等。(3)胚胎處理：向受體內(nèi)移植或冷凍保存。3．胚胎工程的應用及前景(1)胚胎移植①概念：將雌性動物體內(nèi)的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同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。②地位：胚胎工程其他技術的最后一道工序。③意義a．充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。b．大大縮短了供體本身的繁殖周期，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量，從而推動了畜牧業(yè)的發(fā)展。④生理學基礎⑤基本程序(2)胚胎分割①胚胎分割時應注意的問題a．胚胎選擇：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。b．分割：在對囊胚階段的胚胎進行分割時，一定要將內(nèi)細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎恢復和進一步發(fā)育。②實質(zhì)：通過無性生殖或克隆增加后代數(shù)量。(3)胚胎干細胞①胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。四、生物技術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目前對基因的結構、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等都了解得相當有限。②目的基因往往是異種生物的基因。③外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。(2)對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論：在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面存在激烈的爭論。(3)理性對待轉(zhuǎn)基因技術：趨利避害，不能因噎廢食。2．關注生物技術的倫理問題(1)克?、僦委熜钥寺∨c生殖性克?、谥袊畱B(tài)度：中國不反對治療性克隆，反對生殖性克隆。(2)試管嬰兒與設計試管嬰兒①過程區(qū)別：設計試管嬰兒比試管嬰兒多出的過程是上圖中的d。②所用技術手段不同：設計試管嬰兒胚胎移植前需要進行遺傳學診斷，而試管嬰兒無需進行遺傳學診斷。③應用不同：試管嬰兒主要解決不孕夫婦的生育問題，而設計試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥等疾病的治療。④相同點：兩者都是體外受精，并進行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過胚胎移植，都屬于有性生殖。(3)基因身份證①否定的理由：個人基因資訊的泄露造成基因歧視，勢必造成遺傳學失業(yè)大軍、個人婚姻困難和人際關系疏遠等。②肯定的理由：一些遺傳性疾病在后代中復現(xiàn)率很高，通過基因檢測可以及早預防、適時治療，達到挽救患者生命的目的。3．禁止生物武器(1)生物武器的種類：致病菌、病毒、生化毒劑以及基因重組的致病菌等。(2)中國政府的態(tài)度：在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術和設備的擴散?！羯钊胨伎?．受精的標志和受精完成的標志是一回事嗎？提示受精的標志≠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。2．排卵和沖卵有什么區(qū)別？提示排卵指卵子從卵泡中排出；沖卵是把供體母體子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。3．試管嬰兒和設計試管嬰兒有什么不同？提示(1)過程不同：后者比前者多了胚胎移植前的遺傳學診斷。(2)目的不同：試管嬰兒主要解決不孕夫婦的生育問題，而設計試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥等的治療?！糇圆樵\斷1．排卵是指卵泡從卵巢中排出。()答案×2．從卵巢中采集的卵母細胞不能直接與獲能的精子完成受精。()答案√3．在胚胎移植中，對供體母畜要進行超數(shù)排卵處理，對供、受體要進行同期發(fā)情處理。()答案√4．胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割。()答案×5．胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點。()答案×板塊二考點·題型突破考點1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育題型一配子的發(fā)生1．哺乳動物卵原細胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過程，只有在促性腺激素和精子的誘導下才能完成。下面為某哺乳動物卵子及早期胚胎的形成過程示意圖(N表示染色體組)。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()A．次級卵母細胞形成的過程需要激素調(diào)節(jié)B．細胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ細胞分裂后期染色體數(shù)目相同D．培育轉(zhuǎn)基因動物應選擇細胞Ⅳ作為受體細胞答案C解析分析題圖可知，在促性腺激素的作用下減數(shù)第一次分裂完成并產(chǎn)生次級卵母細胞，A正確；只有在精子的作用下，次級卵母細胞才能完成減數(shù)第二次分裂形成成熟卵子，B正確；Ⅱ為初級卵母細胞，在減數(shù)第一次分裂后期染色體數(shù)目為2N，Ⅲ為次級卵母細胞，在減數(shù)第二次分裂后期，著絲點分裂后染色體數(shù)為2N，Ⅳ為受精卵，在有絲分裂后期，著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍為4N，三者在分裂后期染色體數(shù)目不同，C錯誤；動物基因工程中常用受精卵作為受體細胞，D正確。2．分析下面圖解，判斷以下哪一項不是精子、卵細胞發(fā)生的區(qū)別()A．初級精母細胞、初級卵母細胞的形成時間B．MⅠ和MⅡ的時間連續(xù)性C．成熟生殖細胞是否經(jīng)過變形D．成熟生殖細胞中染色體的數(shù)目答案D解析初級精母細胞是雄性動物初情期開始后才由精原細胞分裂形成的，而初級卵母細胞是在胎兒期性別分化后形成的；精子的產(chǎn)生過程中，MⅠ和MⅡ是連續(xù)的，而卵細胞產(chǎn)生通過MⅠ形成次級卵母細胞，在精子與卵子的結合過程中才完成MⅡ；精子細胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細胞不需要變形；成熟的精子和卵細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成，都含有相當于親本體細胞一半的染色體數(shù)目。故選D。技法提升對“卵子的發(fā)生”的說明(1)正常情況下，一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。(2)排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。(3)卵子從卵泡中排出時只完成了減數(shù)第一次分裂，減數(shù)第二次分裂發(fā)生在輸卵管中，在精子和卵子結合的過程中完成。題型二體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育過程3．下列關于受精過程的敘述，錯誤的是()A．獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶進入放射冠B．透明帶反應是防止多精入卵的第一道屏障C．精子與卵細胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂答案A解析大量獲能的精子與卵子相遇時，即開始釋放頂體酶，溶解放射冠的卵丘細胞之間的物質(zhì)，這樣部分精子可接觸到透明帶，A錯誤；透明帶反應是防止多精入卵的第一道屏障，卵細胞膜反應是第二道屏障，B正確；精子與卵細胞膜相互融合，精子的頭部即進入卵細胞中，C正確；雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂，D正確。4．[2017·蘇州模擬]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________。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?？键c2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應用題型一體外受精和早期胚胎培養(yǎng)過程1．如圖表示通過體外受精培育牛的過程，下列敘述錯誤的是()A．獲取的精子經(jīng)獲能后才能進行體外受精B．②過程只與細胞膜的流動性有關C．③過程的細胞增殖方式是有絲分裂D．④過程屬于胚胎移植過程答案B解析在進行體外受精時，獲取的精子需獲能后才能進行體外受精，A正確；圖中的②過程是受精作用，該過程涉及精卵細胞的識別、細胞膜的融合(與膜的流動性有關)、核的融合等，B錯誤；③過程是卵裂過程，該過程的細胞增殖方式是有絲分裂，C正確；④過程是將早期胚胎移入受體子宮的過程，屬于胚胎移植過程，D正確。2．根據(jù)哺乳動物體外受精的過程回答以下問題。(1)體外受精的過程主要包括____________________、________________及受精等幾個步驟。(2)精子獲能的方法有________和____________________。(3)體外采集小鼠的卵子常用________。A．超數(shù)排卵處理法B．活體采卵法C．從早期胚胎中采集D．從屠宰后母鼠卵巢中采集(4)怎樣用一個流程圖表示體外受精過程？答案(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)精子的采集和獲能(2)培養(yǎng)法化學誘導法(3)A(4)如圖所示解析(1)哺乳動物體外受精的過程主要包括卵母細胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能及受精幾個步驟。(2)精子獲能的方法有培養(yǎng)法和化學誘導法。(3)對于實驗小動物，卵子的采集常采用超數(shù)排卵處理法，對大家畜或大型動物，常采用活體采卵法或從已屠宰母畜的卵巢中采集的方法。技法提升人工授精和體外受精的比較題型二胚胎移植和胚胎分割3．下列關于胚胎分割的敘述，正確的是()A．可以將胚胎任意分割成多塊B．胚胎分割是一種有性生殖C．胚胎分割后，移植獲得的后代基因型完全相同D．胚胎分割是在動物體內(nèi)進行的答案C解析胚胎分割可以看做無性生殖，它所形成的后代基因型完全相同，遺傳性狀極為相似。胚胎分割是在動物體外進行的操作，但不能無限分割。4．下面為牛胚胎移植示意圖，請據(jù)圖回答：(1)牛胚胎移植程序中，①通常采用________進行同期發(fā)情處理，然后②用________激素使供體母牛超數(shù)排卵。(2)④胚胎移植過程一般有________和________兩種方法。(3)⑤過程產(chǎn)生的犢牛的遺傳物質(zhì)與⑥的遺傳物質(zhì)是否相同？________，為什么？___________________________________。(4)進行胚胎移植的優(yōu)勢是________________________________。(5)沖卵的生理基礎是__________________________________。(6)④移植的胚胎，也可以是來源于體外受精或者核移植，體外受精形成的胚胎發(fā)育成的個體可以稱為________(填“試管”或“克隆”)動物，核移植形成的胚胎發(fā)育成的個體可以稱為________(填“試管”或“克隆”)動物。答案(1)激素促性腺(2)手術非手術(3)不相同犢牛的遺傳物質(zhì)來源于供體母牛和公牛，且供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受受體母牛的影響(4)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力(5)早期胚胎形成后，處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系(6)試管克隆解析(1)胚胎移植時供、受體牛必須處在相同的發(fā)情期，通常用激素進行處理，然后用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。(2)胚胎移植方法一般有：手術法，引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口；非手術法，將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應部位，注入胚胎。(3)受體母牛只是提供胚胎發(fā)育的場所。(4)進行胚胎移植可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。(5)沖卵的生理基礎是早期胚胎形成后，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，仍處于游離狀態(tài)。(6)體外受精獲得試管動物，核移植獲得克隆動物。5．以下是科學家采用不同方法培育良種牛的過程，a～h為操作過程，請據(jù)圖回答有關問題：(1)圖中c的操作名稱是________________，d、f的操作名稱是________________。(2)圖中用到的激素是________________，其目的是獲得更多的卵母細胞，卵母細胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎；圖中早期胚胎屬于胚胎發(fā)育的________期，其中胚胎干細胞來源于________(填數(shù)字標號)。(3)過程h常用的方法是________________。采用________________技術來檢測轉(zhuǎn)基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。(4)圖中A、B牛的性別________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。答案(1)胚胎分割胚胎移植(2)促性腺激素囊胚③(3)顯微注射法DNA分子雜交(4)相同解析(1)分析題圖可知，a過程是體外受精，b過程是早期胚胎培養(yǎng)，c操作是胚胎分割，d、f操作是胚胎移植。(2)用促性腺激素處理母畜，可獲得更多的卵母細胞，卵母細胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎；圖中胚胎屬于胚胎發(fā)育的囊胚期，其中③指內(nèi)細胞團，胚胎干細胞可來源于此。(3)常用顯微注射法將外源基因?qū)雱游锸荏w細胞，采用DNA分子雜交技術來檢測轉(zhuǎn)基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。(4)A、B牛由同一個胚胎分割而來，二者遺傳物質(zhì)相同，性別相同。技法提升胚胎移植中的四個注意點(1)胚胎移植過程中兩次使用激素，第一次用激素對受、供體進行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。(2)胚胎移植過程中有兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查；第二次對受體母畜是否妊娠進行檢查。(3)不同動物胚胎移植的時間不同：牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段，小鼠、家兔在桑椹胚前。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。(4)胚胎移植是有性生殖還是無性生殖，取決于胚胎是由受精卵形成的，還是由核移植技術形成重組細胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的。題型三胚胎干細胞培養(yǎng)6．[2017·南陽測試]胚胎干細胞培養(yǎng)的基本過程如下圖所示，下列敘述正確的是()A．①過程的培養(yǎng)液與動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分不同之處是不含有動物血清B．②過程采用酶處理的方式將內(nèi)細胞團細胞分散開C．③過程培養(yǎng)基中需加入經(jīng)紫外線照射后的成纖維細胞，以促進胚胎干細胞分化D．早期胚胎繼續(xù)發(fā)育會在外層形成滋養(yǎng)層細胞，最終這部分細胞發(fā)育為成體的一部分答案B解析動物細胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同，需要有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素，以及血清、血漿等天然成分，早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分一般都比較復雜，除了一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等，A錯誤；③表示胚胎干細胞只分裂不分化的狀態(tài)，C錯誤；滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤，D錯誤。7．現(xiàn)在有一個嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在以后他生長發(fā)育過程中如果出現(xiàn)了某種難治療的疾病，就可以通過血液中的干細胞來為其治病，關于這個實例說法正確的是()A．用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要激發(fā)細胞的所有全能性B．用臍帶血中的干細胞能夠治療這個孩子所有的疾病C．如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用到細胞培養(yǎng)技術D．如果要移植用他的干細胞培育出的器官，應該要長期給他使用免疫抑制藥物答案C解析用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，不需要激發(fā)細胞的所有全能性，只需誘導干細胞分化形成相應的器官即可，A錯誤；用臍帶血中的干細胞不能治療這個孩子所有的疾病，如傳染性疾病等，B錯誤；如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用細胞培養(yǎng)技術，然后發(fā)育成器官，C正確；自體器官移植不會發(fā)生免疫排斥反應，所以自體移植后不需要用免疫抑制藥物，D錯誤。8．如圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請回答：(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)圖中分化程度最低的干細胞是______________________。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入________因子，可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化。(3)在機體內(nèi)，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因____________________的結果。(4)某患者不能產(chǎn)生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質(zhì)是將上圖中的________細胞移植到患者體內(nèi)。答案(1)囊胚原始性腺(2)胚胎干細胞分化誘導(3)選擇性表達(4)造血干解析(1)胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，這個早期胚胎指的是囊胚階段的內(nèi)細胞團。(2)圖中分化程度最低的干細胞是胚胎干細胞，其全能性最高，在體外培養(yǎng)條件下，在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子，則該種干細胞可誘導分化形成不同類型的組織細胞。(3)細胞分化是細胞中基因選擇性表達的結果。(4)骨髓是人體的造血組織，存在有造血功能的干細胞，骨髓移植的實質(zhì)是將造血干細胞移植到患者體內(nèi)。易錯警示滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層滋養(yǎng)層：囊胚時期沿透明帶內(nèi)壁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。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?？键c3生物技術的安全性和倫理問題題型一生物技術的安全性問題1．轉(zhuǎn)基因生物的安全性引起人們爭論的技術原因是()①轉(zhuǎn)移基因的功能往往未知②轉(zhuǎn)移基因的結構往往未知③外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的④外源基因往往是異種生物的基因A．①②B．②③C．③④D．①③答案C解析由于人們對基因結構、基因間相互作用及基因調(diào)控機制等了解有限，故人們對轉(zhuǎn)基因生物的安全性還存在爭論，轉(zhuǎn)移基因的功能往往是已知的。2．下列哪些說法已得到了證實()A．一些轉(zhuǎn)基因植物成為“入侵的外來物種”，威脅著生態(tài)系統(tǒng)中其他的生物的生存B．轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物已使雜草成了抗除草劑的“超級雜草”C．轉(zhuǎn)Bt基因玉米的花粉可使某種斑蝶幼蟲死亡D．已發(fā)現(xiàn)因食用轉(zhuǎn)基因食物而死亡的病例答案C解析從理論上說，一些轉(zhuǎn)基因植物可能會成為“入侵的外來物種”，威脅著生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存，但沒有被證實，A錯誤；轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物可能使雜草成為抗除草劑的“超級雜草”，沒有得到證實，B錯誤；據(jù)報道一種斑蝶幼蟲食用了轉(zhuǎn)Bt基因玉米的花粉后有44%的個體死亡，C正確；到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)因食用轉(zhuǎn)基因食物而死亡的病例，D錯誤。技法提升安全性常見誤區(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锏纳嬖斐捎绊?，可能會造成生物多樣性的銳減。(2)轉(zhuǎn)基因生物具有危害≠阻止技術的發(fā)展：應用正確態(tài)度對待轉(zhuǎn)基因技術，不能因為可能的危害而阻止技術的發(fā)展。題型二生物技術的倫理問題3．中國政府禁止生殖性克隆人，不接受任何生殖性克隆人的實驗，原因是()A．克隆人不是正常的個體B．克隆人的技術性問題無法得到解決C．克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念D．大多數(shù)人對克隆人的研究持否定態(tài)度答案C解析克隆人嚴重違反了人類倫理道德，是在人為地制造在心理上和社會地位上都不健全的人，因此中國政府禁止生殖性克隆人。4．[2017·湖北荊州松滋二中期中]試管嬰兒是通俗名詞，在專業(yè)文獻中稱為體外受精及胚胎移植。試管嬰兒是指精子和卵子的結合是在試管內(nèi)進行的，并使受精卵在符合條件的環(huán)境內(nèi)生長、分裂和發(fā)育4～6天，形成胚胎(如下圖所示)，然后將胚胎移植到子宮腔內(nèi)，使之能在子宮腔內(nèi)發(fā)育，最后出生的一種生育方法，這是科學技術要求非常高的一種方法。它的成功和發(fā)展，不僅給不孕不育夫婦帶來了希望，而且對研究人類的生殖生理和胚胎發(fā)生學以及優(yōu)生學等方面提供了新的課題，有不可估量的積極作用。(1)試管嬰兒技術在生物學上所依據(jù)的原理是____________，該圖示時期是胚胎發(fā)育的________期。(2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、組織，并進而形成器官和系統(tǒng)，從細胞水平看，卵裂的分裂方式是________。(3)“試管嬰兒”是指精子和卵子在試管內(nèi)進行結合的體外受精技術，受精前精子需要事先經(jīng)過________處理，卵子要培養(yǎng)到________________(時期)。除此之外還用到___________________(填兩種)技術。(4)“試管嬰兒”技術誕生后，繼而出現(xiàn)了“設計試管嬰兒”技術，二者在對人類作用上的區(qū)別是_______________________。(5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對設計嬰兒性別，其原因是_____________。答案(1)受精作用囊胚(2)有絲分裂(3)獲能減數(shù)第二次分裂中期早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(4)前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾?。缓笳吲咛ピ谝浦睬靶柽M行遺傳學診斷(5)破壞了人類正常的性別比例，違反了倫理道德解析受精前，精子需要進行獲能處理，卵子需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵進行有絲分裂，使細胞數(shù)目增多。觀察題圖可知，該圖中有囊胚腔，是典型的囊胚期圖。試管嬰兒技術主要用于解決不孕不育問題，而設計試管嬰兒主要可以治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾病等。大多數(shù)人認為那些配型不合適的胚胎被丟棄或殺死，及濫用設計試管嬰兒技術，如設計嬰兒性別等導致性別比例失調(diào)，違反了倫理道德。板塊三方向·真題體驗1．[2017·江蘇高考]下列關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)育答案C解析分割的胚胎細胞雖有相同的遺傳物質(zhì)，但由于發(fā)育條件的不同，個體間也會存在形態(tài)學差異，C項錯誤。2．[2017·江蘇高考]牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加H-Y單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應器進行生物制藥。下列相關敘述正確的是()A．H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌B．應選用原腸胚做雌雄鑒別C．鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D．用H-Y抗原免疫母?？色@得相應抗體答案D解析單克隆抗體是由雜交瘤細胞產(chǎn)生的，A錯誤；原腸胚分化程度較高，取原腸胚細胞做雌雄鑒別易損傷胚胎，影響胚胎發(fā)育，應選用囊胚期的滋養(yǎng)層細胞，B錯誤；因題干中明確利用乳腺生物反應器，故應選用雌性胚胎進行胚胎移植，以獲得雌性個體，這樣才能利用乳腺生物反應器進行生物制藥，C錯誤；用H-Y抗原免疫母牛，會使母牛產(chǎn)生免疫反應，刺激B細胞分化形成漿細胞，進而產(chǎn)生相應抗體，D正確。3．[2016·江蘇高考]印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物，通過胚胎工程技術，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如下圖所示。下列相關敘述正確的是()A．步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割B．誘導超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細胞C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于培養(yǎng)液D．步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同答案B解析步驟甲為體外受精，步驟乙為胚胎移植，A錯誤；誘導超數(shù)排卵所用的激素是促性腺激素，只作用于性腺細胞，B正確；受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于卵細胞中的卵黃，C錯誤；步驟甲體外受精使用的是獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤?，與早期胚胎培養(yǎng)液成分相差較大，D錯誤。4．[2015·安徽高考]科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術獲得轉(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，其技術路線如下圖。(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____________________________。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中(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)解析(1)分析圖示可知，過程①構建的A為含目的基因的表達載體。(2)核移植以前，必須去掉受體卵母細胞的核，目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞。受體應該選用處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞。(3)在進行胚胎移植時，受體即代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的外來胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應。(4)轉(zhuǎn)基因體細胞克隆產(chǎn)生的重組細胞具有全能性，培養(yǎng)產(chǎn)生的含目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng)，因此理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊。限時規(guī)范特訓一、選擇題1．如圖為胚胎發(fā)育過程中的某一時期示意圖。下列有關敘述錯誤的是()A．高等哺乳動物胚胎發(fā)育中，圖示時期的細胞已出現(xiàn)分化，細胞分化終止于生命結束B．圖中①②③依次為透明帶、滋養(yǎng)層、內(nèi)細胞團C．胚胎從①中伸展出來的過程叫做孵化D．進行胚胎分割時，應選擇圖示時期之后的胚胎進行答案D解析高等哺乳動物胚胎發(fā)育中的細胞分化開始于圖示囊胚時期，終止于生命結束，A正確；由圖示可知，圖中①②③依次為透明帶、滋養(yǎng)層、內(nèi)細胞團，B正確；①為透明帶，囊胚的擴大會導致透明帶的破裂，胚胎伸展出來，這一過程叫孵化，C正確；圖示為囊胚期，進行胚胎分割時，應選擇圖示時期的胚胎或之前的桑椹胚進行，D錯誤。2．動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎，圖a、b、c表示現(xiàn)代生物工程技術，①②③表示分別對應a、b、c的結果。根據(jù)圖示，下列說法正確的是()A．若a是核移植技術，①反應了動物細胞也具有全能性B．若c是胚胎分割技術，③中個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同C．①②③中作為受體的動物品種是珍稀的或存量少的雌性動物D．若b是體外受精技術，則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能答案D解析動物細胞通過核移植技術獲得動物個體只能證明動物細胞的細胞核具有全能性，A錯誤；胚胎分割技術是將一個囊胚或者桑椹胚分割成多份獲得多個后代個體，屬于無性繁殖，獲得的個體的基因型一定相同，但是表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境條件共同作用的結果，可能不同，B錯誤；珍稀的或存量少的雌性動物屬于保護動物，不能作為生物工程的受體，應該用本地中數(shù)量較多的雌性動物，C錯誤；胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術，它可充分發(fā)揮優(yōu)秀個體的繁殖潛力，D正確。3．下列有關生物技術安全和倫理問題的觀點不合理的是()A．對于轉(zhuǎn)基因技術，我們應該趨利避害，理性看待B．我國禁止生殖性克隆和治療性克隆C．我國不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對其擴散D．對于基因檢測應該保護個人遺傳信息的隱私權答案B解析我們應該利用轉(zhuǎn)基因技術為人類造福。我國禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆，利用治療性克隆生產(chǎn)一些人造器官可用于醫(yī)學治療。4．牛胚胎移植試驗的主要流程如下，下列敘述正確的是()①供體超數(shù)排卵→②配種→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→⑥子代小牛。A．①過程需要注射有關激素，目的是獲得更多的卵母細胞并完成減數(shù)分裂B．③過程是以哺乳動物早期胚胎與子宮建立了組織上的聯(lián)系為前提C．④過程是“對胚胎進行質(zhì)量檢查”，可移植的胚胎應發(fā)育到囊胚或原腸胚D．⑤過程成功率的高低主要決定于供、受體生理狀況是否一致答案D解析卵細胞形成中的減數(shù)第二次分裂是在受精作用過程中完成的，A錯誤；③過程是以哺乳動物早期胚胎處于游離狀態(tài)為前提，B錯誤；④過程是“對胚胎進行質(zhì)量檢查”，可移植的胚胎應發(fā)育到桑椹胚或囊胚，C錯誤；⑤過程成功率的高低主要決定于供、受體生理狀況是否一致，D正確。5．下圖為哺乳動物胚胎工程的有關操作流程。下列敘述正確的是()A．①過程運用超數(shù)排卵技術可得到多個胚胎B．③過程可以用胃蛋白酶處理囊胚獲得干細胞C．④過程需要在無菌的二氧化碳培養(yǎng)箱中進行D．⑤過程可以直接獲得各種效應T細胞答案C解析題圖中①過程指早期胚胎的體外培養(yǎng)，②過程指胚胎移植，③過程指胚胎干細胞的獲取，④過程指胚胎干細胞的培養(yǎng)，⑤過程指利用胚胎干細胞培育各種組織細胞。運用超數(shù)排卵技術只能獲得多個卵母細胞，A錯誤；從早期胚胎(囊胚)中分離內(nèi)細胞團(胚胎干細胞)一般用胰蛋白酶處理，B錯誤；動物細胞培養(yǎng)都需要在無菌的二氧化碳培養(yǎng)箱中進行，C正確；利用胚胎干細胞可以培育出多種淋巴細胞，但效應T細胞需經(jīng)相應抗原的刺激才能獲得，D錯誤。二、非選擇題6．[2017·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)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。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，細胞總體積不變或減小，則單個細胞的體積減小，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。7．[2017·濟南模擬]由李建遠教授率領的科研團隊，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鑒定指標的人類囊胚。實驗流程如下(字母表示操作技術或生理過程)。閱讀材料并回答相關問題：(1)A過程中，采取的關鍵措施是________。(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構打孔，才能精確剔除卵子細胞核。這一結構主要是指()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，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__________________。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。8．胚胎工程技術包含的內(nèi)容很豐富，如圖是胚胎工程技術研究及應用的相關情況，其中供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛，供體2是黃牛，請據(jù)圖回答下列問題。(1)應用1中獲得的小牛，其遺傳物質(zhì)來源于________，細胞B的名稱是________。(2)應用2中牛完成體內(nèi)受精的場所是________，剛移植在子宮內(nèi)的胚胎其發(fā)育程度一般為________，胚胎移植后可以通過________從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質(zhì)。這種試管牛的產(chǎn)生，采用的胚胎工程技術有______________________(至少答出兩種)等。(3)應用3中細胞C、D分別取自________、________。(4)應用4中通過________技術獲得二分胚①和②，同時，可以通過取樣________進行分子水平的早期胚胎性別鑒定；也可以在細胞水平上通過對________的分析進行性別鑒定。答案(1)供體1和供體2MⅡ中期卵母細胞(或減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞)(2)輸卵管桑椹胚或囊胚胎盤體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(3)原始性腺(或生殖腺)早期胚胎(囊胚的內(nèi)細胞團)(4)胚胎分割滋養(yǎng)層染色體(或性染色體)解析(1)從圖示可看出應用1中獲得的小牛，其遺傳物質(zhì)來源于供體1和供體2，細胞B為處于MⅡ中期卵母細胞。(2)體內(nèi)受精的場所為輸卵管。胚胎移植一般選擇桑椹胚或囊胚進行移植，胚胎移植后可以通過胎盤從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質(zhì)，試管牛應用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術手段。(3)細胞C來自生殖腺，而細胞D來自早期胚胎，利用胚胎分割可獲得多胚，利用滋養(yǎng)層的細胞可進行早期胚胎性別鑒定，也可通過對染色體的分析進行性別鑒定。9．一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锒鄻有詷嫵赏{。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________。在有關標識中應標注“________”或“______________”。(3)隨著轉(zhuǎn)基因技術的發(fā)展，“基因污染”應運而生，關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)消費者的知情權轉(zhuǎn)基因玉米加工品加工原料為轉(zhuǎn)基因玉米(3)B解析(1)轉(zhuǎn)基因生物不會對當?shù)氐纳锒鄻有詷嫵赏{，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。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。在有關標識中應標注“轉(zhuǎn)基因××品”或