山东省平邑县曾子学校人教版高中生物选修三学案： 第3、4章 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题学案29

第3、 4章 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题（学案29）学习目标1. 动物胚胎发育的基本过程和胚胎工程的理论基础2.胚胎干细胞的移植3.转基因生物的安全性4.生物技术中的伦理问题预习探究1.精子和卵子的发生的比较项目精子的发生卵子的发生场所时间变形不需变形分裂均等分裂结果形成4个精子2.受精(1)精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在 发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。(2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到 时，才具备与精子受精的能力。3.体外受精(1)卵母细胞的采集和培养超数排卵法：用 处理后冲卵直接采集法 (2)精子的采集和获能采集： 、手握法、 获能： 、化学诱导法(3)受精： 和培养成熟的卵子在 或专用的受精溶液中完成受精作用。4.胚胎工程的应用及前景1.意义：充分发挥 。2.胚胎分割材料：发育良好，形态正常的 。实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是 。分割要求：对囊胚分割时，要注意将 均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。3.胚胎干细胞 。特点：形态上，体积小、核大、核仁明显；功能上具有 ；体外培养条件下可以 。5.对安全性问题的争论转基因生物与食物安全a.反对“ ”。b.担心出现 。c.担心出现新的 。d.担心 改变。e.侵犯宗教信仰者或素食者的权益。转基因生物与生物安全a.可能扩散到新的生态区域，破坏 。b.成为“入侵的外来物种”，威胁 。c.可能与某些细菌或病毒杂交，重组出有害的 。d.可能通过花粉传播进入杂草，形成“ ”。转基因生物与环境安全：转基因生物可能会对 的稳定性和 造成破坏。课堂探究1.精子的形成完全是在精巢中完成的，卵子的形成是否也完全在卵巢中进行？2. 受精过程中是如何避免多个精子入卵受精的？3.早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？4.排卵和冲卵有什么区别？5.试管婴儿和设计试管婴儿有何区别？当堂达标1.分析下面图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别()A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B.M和M的时间连续性C.成熟生殖细胞是否经过变形 D.成熟生殖细胞中染色体的数目2.下图表示卵子的发生过程。与此相关的叙述中，不合理的是()A.图中A是第一极体，B是合子，E是指受精，阶段C是指胎儿期，阶段D是指初情期后B.当观察到第二极体时，可以表明卵子已经完成了受精C.能发生染色体着丝点分裂的阶段是D.阶段存在的变异方式有基因突变、基因重组和染色体变异3.下列关于受精过程的叙述，错误的是()A.获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B.透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C.精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵D.雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂4.如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是()A.获取的精子经获能后才能进行体外受精B.过程只与细胞膜的流动性有关C.过程的细胞增殖方式是有丝分裂D.过程属于胚胎移植过程5.牛胚胎移植试验的主要流程如下，下列相关叙述正确的是()供体超数排卵配种胚胎收集_胚胎移植子代小牛。A.过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵母细胞并完成减数分裂B.过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提C.过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚D.过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致6.下列关于胚胎分割的叙述，正确的是()A.可以将胚胎任意分割成多块B.胚胎分割是一种有性生殖C.胚胎分割后，移植获得的后代基因型完全相同D.胚胎分割是在动物体内进行的7.转基因生物的安全性引起人们争论的技术原因是()转移基因的功能往往未知 转移基因的结构往往未知外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 外源基因往往是异种生物的基因A. B. C. D.8.随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图回答下列问题：(1)应用1中获得的良种小牛，遗传物质来源于_个体，性别为_。(2)在应用2、3、4中，若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其_，得到的卵母细胞需要发育至_时期才能受精。(3)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将_均等分割，否则将影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从_细胞取样做DNA分析。(4)应用4中细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中除需要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外，营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核苷酸，还要加入_；向培养液中通入95%空气和5%二氧化碳，空气中的氧气参与细胞的代谢，二氧化碳可以维持培养基的_。9.以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，ah为操作过程，请据图回答有关问题：(1)图中c的操作名称是_，d、f的操作名称是_。(2)图中用到的激素是_，其目的是获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；图中早期胚胎属于胚胎发育的_期，其中胚胎干细胞来源于_(填数字标号)。(3)过程h常用的方法是_。采用_技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。(4)图中A、B牛的性别_(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。10.阅读如下材料：材料甲传统哺乳动物的胚胎干细胞是在经核移植构建成重组胚胎的过程中获得的。材料乙现代在哺乳动物的体细胞中导入4个多能性相关的基因、2种特殊组蛋白的基因，在添加特殊化合物的培养基中培养，能快速获得诱导性多能干细胞(iPS)。但是，这种方法诱导的多能干细胞必须应用逆转录病毒才能进行基因组整合。材料丙应用iPS已经成功培养和分化出心肌、神经、胰腺、骨等多种体细胞和不同的组织，多能干细胞的研究在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。回答下列问题：(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的内细胞团或胎儿的_中分离得到的一类细胞。(2)iPS建立的过程需将病毒介导后的细胞接种于_细胞上，并于ES细胞专用培养体系中培养，以维持不分化状态；所用逆转录病毒相当于基因工程中的_，且病毒应对生物体_。(3)在体外培养条件下，培养液中加入_因子，可诱导iPS向不同类型的组织细胞分化，分化的实质是细胞中基因_的结果。(4)对上述两种方法获得的由自体干细胞诱导分化形成的相应组织、器官进行移植，与传统器官移植相比，其优点是可避免发生_反应。11.试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外受精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育46天，形成胚胎(如图所示)，然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最后出生的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。它的成功和发展，不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面的课题，有不可估量的积极作用。(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是_，该图示时期是胚胎发育的_期。(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_。(3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过_处理，卵子要培养到_(时期)。除此之外还用到_(填两种)技术。(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是_。(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_。