【走向高考】2017年高考生物一輪復習現(xiàn)代生物科技專題第3講胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件

走向高考·生物路漫漫其修遠兮吾將上下而求索人教版·高考總復習現(xiàn)代生物科技專題選修三第三講胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基礎回顧2考點突破3課時作業(yè)4考綱要求1考綱要求1．動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(Ⅱ)。2．體外受精與早期胚胎培養(yǎng)(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(shù)中的倫理問題(Ⅰ)?；A回顧早期胚胎體外受精胚胎移植

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卵巢胎兒期和初情期后排卵前后精子和卵子結(jié)合輸卵管

雌性動物的生殖道

MⅡ中期

放射冠透明帶卵細胞膜

卵裂期桑椹胚內(nèi)細胞團胎膜和胎盤

促性腺激素

假陰道法電刺激法培養(yǎng)法獲能的精子獲能溶液

無機鹽和有機鹽維生素和激素氨基酸和核苷酸血清受體移植同種的、生理狀態(tài)相同

雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力

供、受體生殖器官

游離狀態(tài)免疫排斥反應

生理和組織遺傳特性

配種或進行人工授精胚胎移植

同卵雙胎或多胎無性繁殖或克隆桑椹胚或囊胚內(nèi)細胞團

早期胚胎或原始性腺小大核仁全能性發(fā)生分化工程菌生物反應器滯后效應新的過敏原營養(yǎng)成分入侵的外來物種穩(wěn)定性

趨利避害政策和法規(guī)

五、關注生物技術(shù)的倫理問題反對支持克隆人倫理方面違反了人類的倫理道德觀念，中國禁止__________克隆中國不反對__________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胚胎分級、基因診斷、__________檢查等方法解決技術(shù)問題設計試管嬰兒胚胎也是生命，殺死胚胎無異于“謀殺”提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷生殖性治療性染色體反對支持基因檢測技術(shù)方面很難用在具體醫(yī)療中有一些遺傳性疾病可以通過基因檢測后在早期采取預防措施道德方面可能引起_____________通過正確的科學知識傳播、倫理道德教育和立法，解決基因歧視現(xiàn)象基因歧視

六、禁止生物武器1．生物武器的種類(連線)種類實例①致病菌、病毒 a．重組流感病毒、新型鼠 痘病毒②生化毒劑 b．鼠疫菌、炭疽桿菌③基因重組的致病菌 c．肉毒桿菌毒素2．我國政府觀點在任何情況下____________________________生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設備的擴散。不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存

(3)在胚胎移植時下列①～④中哪一項沒有必要進行？①對供體動物和受體動物進行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應。②用激素對供體動物做超數(shù)排卵處理。③對供體、受體動物進行選擇，并用激素進行同期發(fā)情處理。④沖卵后，對胚胎進行質(zhì)量檢查。[提示](1)、(2)圖示過程中①②③是試管嬰兒的培育過程，①②④⑤是設計試管嬰兒培育的過程。后者比前者多了胚胎移植前的“遺傳學診斷”。(3)①胚胎移植時，經(jīng)同期發(fā)情處理后，受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應，故①不必進行。答案D解析在胚胎移植時，需用促性腺激素對供體母牛進行處理進行超數(shù)排卵，而受體母牛是用孕激素處理，A項錯誤；受精過程可以在體內(nèi)進行，然后在體外進行胚胎分割，B項錯誤；胚胎移植時不能用原腸胚，C項錯誤；目前，以二分胚胎的移植成功率最高，而同卵多胎的成功率低，D項正確。答案B解析種植轉(zhuǎn)基因作物應與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離，否則可能引起基因污染，也可能由于生物入侵影響當?shù)氐纳锒鄻有?；目的基因為DNA分子，動物食用后會消化成小分子核苷酸，所以不會轉(zhuǎn)入動物體細胞中，B項錯誤。(2)用激素處理的目的是使B牛____________________，從B牛體內(nèi)獲得的卵母細胞需要培養(yǎng)到__________(時期)才能與精子結(jié)合。(3)A牛的精子要與B牛的卵細胞結(jié)合，完成受精作用，必須先__________。卵子受精的標志是________________。(4)生產(chǎn)上常用__________期的胚胎進行胚胎移植。若希望同時獲得多個性狀相同的家畜個體，可以使用__________技術(shù)。答案(1)動物細胞培養(yǎng)胚胎移植(2)超數(shù)排卵減數(shù)第二次分裂中期(3)獲能在卵細胞膜和透明帶的間隙能夠觀察到兩個極體(4)桑椹胚或囊胚胚胎分割解析(1)方法Ⅰ、Ⅱ中都用到了動物細胞培養(yǎng)技術(shù)和胚胎移植技術(shù)。(2)超數(shù)排卵應用促性腺激素處理，獲得的卵母細胞需要在減數(shù)第二次分裂中期才能與精子結(jié)合。(3)體外受精前應該讓精子獲能，然后才能完成受精作用。卵子受精的標志是卵細胞膜和透明帶之間能觀察到兩個極體。(4)胚胎移植常用桑椹胚或囊胚進行，胚胎分割能同時獲得性狀相同的多個個體?？键c突破1．精子和卵子的發(fā)生體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生不同點場所睪丸的曲細精管卵巢(減數(shù)第一次分裂)、輸卵管(減數(shù)第二次分裂)時間初情期到生殖機能衰退①卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備：出生前(即胎兒時期)②排卵：初情期項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生不同點特點①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂連續(xù)②需要變形①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂不連續(xù)②不需要變形相同點①原始生殖細胞的增殖為有絲分裂②生殖細胞的成熟為減數(shù)分裂；成熟過程均經(jīng)一次復制和兩次分裂，子細胞中染色體數(shù)目減半2．受精第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細胞之間的物質(zhì)；透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子進入卵細胞膜。卵細胞膜反應是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。第四步：配子結(jié)合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。3．胚胎發(fā)育[高考警示]關于體內(nèi)受精的五點提醒(1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。(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)防止多精入卵的機制包括：第一道屏障：透明帶反應；第二道屏障：卵細胞膜反應。(4)受精標志和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；而受精過程完成的標志是雌、雄原核的融合。(5)卵裂期細胞體積、數(shù)量及胚胎總體積的變化細胞體積縮小，細胞數(shù)量增加，胚胎總體積不變或略有縮小。解析受精過程包括精、卵相遇，發(fā)生頂體反應，精子穿越放射冠；精子接觸透明帶；精子穿越透明帶，接觸卵細胞膜；精子頭膨脹，同時卵子完成減數(shù)第二次分裂，釋放第二極體；雌、雄原核形成，核膜消失，兩個原核融合；第一次卵裂即將開始。答案D(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)動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只由一個精子和卵子結(jié)合，防止多精入卵受精的兩道屏障分別是____________________、____________________。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)桑椹胚細胞具有全能性；囊胚開始出現(xiàn)細胞分化，已分化為滋養(yǎng)層細胞和內(nèi)細胞團；原腸胚已有胚層分化，分化為外胚層、內(nèi)胚層，在內(nèi)、外胚層之間將形成中胚層。(4)內(nèi)細胞團將發(fā)育為胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層將發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤。(5)受精時的透明帶反應和卵細胞膜反應是防止多精入卵的兩道屏障。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)透明帶反應卵細胞膜反應1．體外受精(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)體外受精與胚胎工程的應用動物種類卵母細胞的采集方法采集后的培養(yǎng)實驗動物(小鼠、兔)以及家畜(豬、羊)等超數(shù)排卵：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，再從輸卵管中沖取卵子直接與獲能的精子在體外受精大家畜或大型動物(牛、馬等)從已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞(2)精子的采集和獲能①收集精子的方法：假陰道法、手握法和電刺激法等。②對精子進行獲能處理方法名稱方法內(nèi)容適用對象培養(yǎng)法將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中，培養(yǎng)一段時間嚙齒動物、家兔、豬等化學誘導法將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物進行誘導牛、羊等家畜2．胚胎移植(1)理論基礎胚胎移入的基礎哺乳動物發(fā)情排卵后，一段時間內(nèi)，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的胚胎收集的基礎哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)移入胚胎存活的基礎受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應保留遺傳特性的基礎供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響(2)基本程序3．胚胎分割4．胚胎干細胞[高考警示](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。A．甲過程中可通過給母山羊注射有關激素使其超數(shù)排卵B．乙過程的目的之一是促進卵母細胞和精子的成熟C．丙過程與乙過程中應采用相同成分的培養(yǎng)液D．丁過程中早期胚胎需移植到與供體性狀相同的代孕母山羊子宮內(nèi)解析甲過程的目的是采集卵母細胞并培養(yǎng)成熟，可通過注射促性腺激素促進母山羊超數(shù)排卵。乙過程的目的是促進精子和卵細胞結(jié)合，完成受精作用。受精是在獲能溶液或?qū)ｉT的受精溶液中進行的，而早期胚胎培養(yǎng)是在發(fā)育培養(yǎng)液中進行的。丁過程是胚胎移植，是將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物子宮內(nèi)使之繼續(xù)發(fā)育的過程。答案A(1)①階段常用__________激素對供體母牛進行處理，其目的是獲得更多的卵子。(2)沖卵的生理基礎是_____________________。(3)③階段對胚胎進行質(zhì)量檢查，這時的胚胎應發(fā)育到__________或__________階段。(4)若要通過④獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個新個體，可對③階段檢查合格的胚胎進行__________技術(shù)處理，該過程中應注意對__________進行均等分割。(5)ES或EK細胞的形態(tài)特征是_________，在培養(yǎng)液中加入_______，可誘導其向不同類型的組織細胞分化。解析(1)胚胎工程中常用促性腺激素對供體母牛進行處理，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，這是沖卵的生理基礎。(3)胚胎移植前對胚胎進行質(zhì)量檢查，這時的胚胎應發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段。(4)應用胚胎分割技術(shù)可以獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個新個體，胚胎分割時注意對內(nèi)細胞團進行均等分割。(5)胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯等形態(tài)特征，胚胎干細胞在培養(yǎng)時加入分化誘導因子，可誘導其向不同類型的組織細胞分化。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)細胞團(5)體積小、細胞核大、核仁明顯分化誘導因子[技巧點撥]圖解試管動物與克隆動物的生產(chǎn)流程(1)試管動物生產(chǎn)流程(2)克隆動物的培育流程1．理性看待轉(zhuǎn)基因生物(1)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點生物技術(shù)的安全性和倫理問題優(yōu)點缺點①解決糧食短缺問題②大大減少農(nóng)藥的使用量，減少環(huán)境污染③增加食物營養(yǎng)，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，帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展①可能出現(xiàn)新的過敏原或重組形成新病毒②可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草③可能使疾病的傳播跨越物種障礙④可能會損害生物多樣性⑤可能會對人類生活環(huán)境造成二次污染(2)對待轉(zhuǎn)基因生物的正確態(tài)度①對轉(zhuǎn)基因生物出現(xiàn)激烈的倫理方面的爭論是正常的，關鍵是社會應有正確的輿論導向，從而促進科學技術(shù)的發(fā)展。②國家對轉(zhuǎn)基因技術(shù)要制定符合本國利益的政策和法規(guī)。③在轉(zhuǎn)基因生物或其產(chǎn)品研究過程中，科學家要自覺遵守科學研究道德。(3)轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因①目前對基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控機制及基因間的相互作用了解有限。②目的基因往往是異種生物的基因。③外源基因插入宿主細胞基因組的部位往往是隨機的。2．試管嬰兒與克隆人的比較一般過程實質(zhì)說明試管嬰兒體外受精、體外一定程度的胚胎發(fā)育、胚胎移植到子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育有性生殖與人類正常生殖情況相比，主要是改變了受精和初期發(fā)育的場所克隆人將體細胞的核物質(zhì)移到去核的卵細胞中，將重組胚胎移植到子宮內(nèi)，逐漸發(fā)育為新個體體細胞繁殖，屬于無性生殖克隆過程證明了動物細胞核的全能性3．治療性克隆與生殖性克隆的比較類型項目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細胞用于醫(yī)學研究和治療用于生育，獲得人的復制品水平細胞水平個體水平聯(lián)系都屬無性生殖；產(chǎn)生新個體或新組織，遺傳信息相同4．設計試管嬰兒技術(shù)與試管嬰兒技術(shù)的比較設計試管嬰兒試管嬰兒技術(shù)手段多了胚胎移植前進行遺傳學診斷這一環(huán)節(jié)不需進行遺傳學診斷實踐應用用于白血病、貧血病等疾病的治療解決不孕不育二者都是體外受精、體外早期胚胎發(fā)育，再進行胚胎移植，從生殖方式上都為有性生殖[高考警示](1)設計試管嬰兒和基因檢測在應用方面并非完全不同，兩者都可用于避免遺傳病患兒的出生，從而降低人類遺傳病發(fā)病率。(2)試管嬰兒和克隆人的形成過程并不相同：前者進行減數(shù)分裂和受精作用，而后者只進行有絲分裂。解析建立有關生物技術(shù)安全性和倫理問題的法律法規(guī)，是規(guī)范生物研究、防止生物技術(shù)濫用的有力武器；還可規(guī)范科學家的研究行為，對生物技術(shù)產(chǎn)生負面影響有抑制作用。答案AA．利用“設計試管嬰兒”的臍帶血B．“設計試管嬰兒”不一定非考慮他的性別C．利用“設計試管嬰兒”技術(shù)設計畸形胎兒，以供展覽D．利用“設計試管嬰兒”提供骨髓造血干細胞，救治病人解析試管嬰兒的設計一般是為了救治病人，需要試管嬰兒的骨髓干細胞、臍帶血等，這樣的設計都符合倫理道德，而那些為達到不正當目的而設計試管嬰兒的做法都違背倫理道德。答案C思維導圖要點強記1．受精過程：獲能的精子穿過放射冠和透明帶→精卵通過細胞表面的糖蛋白相互識別→精子遺傳物質(zhì)進入卵細胞。2．胚胎發(fā)育過程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原腸胚→組織器官分化→幼體。答案B解析促性腺激素可以促進超數(shù)排卵；采集的卵母細胞要培養(yǎng)到MⅡ中期才可以與獲能的精子結(jié)合；假陰道法、手握法和電刺激法等是收集精子的常用方法；體外受精前，通常采用培養(yǎng)法和化學誘導法誘導精子獲能。A．為了獲得更多的卵母細胞，需用雌激素對雌性杜泊羊進行處理B．從卵巢中采集的卵母細胞可直接與獲能的精子進行體外受精C．為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應，應注射免疫抑制劑D．為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎答案D解析本題杜泊羊的培育來考查胚胎工程的原理和過程。為了獲得更多的卵母細胞，需用促性腺激素對雌性杜泊羊進行處理；從卵巢中采集的卵母細胞需培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能與獲能的精子進行體外受精；代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ゲ划a(chǎn)生排斥反應，不需注射免疫抑制劑；通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎，可提高繁殖率。答案B解析溶酶體酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其合成場所是核糖體；精子游動所需能量來自呼吸作用，呼吸作用在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中進行；頂體膜與精子細胞膜融合體現(xiàn)了生物膜的流動性；受精卵中核遺傳物質(zhì)一半來自父方另一半來自母方，受精卵中質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細胞。(2)甲過程代表的技術(shù)是__________，操作時的技術(shù)關鍵是__________，該技術(shù)在實踐中的主要應用意義是____________________；乙過程取滋養(yǎng)層可用于__________。答案(1)囊胚囊胚腔滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團(2)胚胎分割將內(nèi)細胞團均等分