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专题3 胚胎工程与生物技术的安全性 和伦理问题,考点一 受精、早期胚胎发育和培养 【核心知识通关】 1.精子和卵子的发生： (1)精子的发生。 场所：睾丸的_。 时间：_生殖机能衰退。,曲细精管,初情期,初级精母细胞,精子细胞,精子头,头部顶体,中心体,线粒体鞘,(2)卵子的发生。 场所：卵巢。 时间：_。,胎儿期和初情期后,排卵前后,精、卵结合,2.受精作用的过程：,雌性动物生殖道,减数第二次分裂中期,放射冠,透明带,卵细胞膜,3.早期胚胎发育：,有丝分裂,增多,不增加或略有,缩小,32,全能性,胎儿的各种组织,胎盘和胎膜,表层,下方,4.体外受精： (1)卵母细胞的采集和培养。 采集：_处理后冲卵，在活体或屠宰体的 _内直接采集。 培养：人工培养到_。,促性腺激素,卵巢,减数第二次分裂中期,(2)精子的采集和获能。 采集：假阴道法、_、电刺激法。 获能：培养法和_(在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中获能)。 (3)受精：在_溶液或专用的_溶液中完成受精作用。,手握法,化学诱导法,获能,受精,5.胚胎的早期培养： (1)培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨 基酸、核苷酸、_等物质。 (2)胚胎处理：当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取 出向受体移植，或_。,血清,冷冻保存,【特别提醒】 关于体内受精的几点提醒 (1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。,(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。,(3)受精的标志受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 (4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。,【思维拓展】卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律 (1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。 (2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。,(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。,【高考模拟精练】 1.(2016张家口模拟)如图A为成熟精子的结构示意图，图B是家畜卵子发生和成熟过程示意图。请据图回答下列问题( 内填图中序号)：,(1)哺乳动物精子的发生是在_内完成的；卵子的发生是在雌性动物的_内完成的。 (2)精子头部的顶体是由_发育来的，在受精阶段发生顶体反应，释放_溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。获能的精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜完成受精的过程中会产生两次生理反应，阻止其他精子入卵，它们是透明带反应和_。,(3)图B中代表个体发育_期；代表_(写结构名称)；代表_(写细胞分裂时期)。 (4)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在_完成的。 (5)一个次级卵母细胞经减数分裂形成_个卵子和_个第二极体。,【解析】(1)哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的； 卵子的发生是在雌性动物的卵巢内完成的。(2)精子头 部的顶体是由高尔基体发育来的，在受精阶段发生顶 体反应，释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质和透明 带。受精过程中阻止多精子入卵的两道屏障分别是透 明带反应和卵细胞膜反应。(3)初级卵母细胞的储备在 胎儿期完成；代表卵细胞膜；初情期后发生的变,化是指初级卵母细胞经过减数第一次分裂(M)形成次级卵母细胞和第一极体，次级卵母细胞经过减数第二次分裂(M)形成卵细胞和第二极体，然后由卵细胞与精子结合形成合子(受精卵)。(4)哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的。(5)一个次级卵母细胞经减数分裂形成1个卵子和1个第二极体。,答案：(1)睾丸 卵巢 (2)高尔基体 顶体酶 卵细胞膜反应 (3)胎儿 卵细胞膜 减数第二次(M)分裂 (4)出生前(胎儿时期) (5)1 1,【知识总结】受精过程中的三大反应与防止多精入卵受精的两道屏障 (1)顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。,(2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这个反应称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。,2.(2016广州模拟)下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段。请据图回答问题：,(1)写出各个阶段的名称： A：_B：_C：_。 (2)写出图中各标号的名称： 2_，4_，5_， 7_，8_。,(3)A时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现_，C时期开始出现_。 (4)2将来发育成_。 (5)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，细胞数目_，胚胎总体积_ _。,【解析】(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。 (2)图B中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。 (3)桑椹胚细胞具有发育的全能性，囊胚开始出现细胞分化，已分化成滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已具有胚层分化，分化为外胚层和内胚层。,(4)内细胞团将发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。 (5)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，虽然细胞数目增多，但胚胎总体积基本不变。,答案：(1)桑椹胚 囊胚 原肠胚 (2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层 (3)全能 细胞分化 胚层分化 (4)胎儿的各种组织 (5)增多 基本不变,【延伸探究】 (1)上题中，A、B、C三图存在胚胎干细胞的是哪个(些)？试分析原因。 提示：A和B。A是桑椹胚，桑椹胚细胞没有发生细胞分化，每个细胞都是胚胎干细胞。B是囊胚，囊胚的内细胞团细胞是胚胎干细胞。,(2)B图透明带破裂，该胚胎正在进行什么发育过程？ 提示：孵化。透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这个过程叫孵化。,【加固训练】 1.(2015安庆模拟)下图为哺乳动物精细胞变形为精子的过程图解，请据图回答问题：,(1)写出上图中各部分的名称： 1_，2_，3_， 4_，5_，6_， 7_，8_。 (2)精细胞变形为精子的过程中，细胞中的很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，为什么？,(3)为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？ _ _。,【解析】图A是精细胞结构示意图，图B是变形后的精子结构示意图。图中1是高尔基体，将形成精子头部的顶体5；2是线粒体，将聚集形成图B中的7线粒体鞘；3是细胞核，将形成图B中的6精子头的主要部分；4是中心体，将形成图B中的8尾。,答案：(1)高尔基体 线粒体 细胞核 中心体 顶体 头 线粒体鞘 尾 (2)细胞核是精子遗传物质储存的场所，也是精卵结合后的后代遗传特性和代谢活动的控制中心，而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解有机物产生能量的场所。 (3)线粒体是精子维持生存和运动所需能量的“动力工厂”,2.试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。请根据试管牛的生产流程图回答相关问题：,(1)过程分别表示_、_。 (2)对供体母牛的要求是_， 通常母牛每次只排出一枚卵母细胞。 (3)从母牛体内获得的卵母细胞需要到_ _(时期)才能与精子结合。在体外培养受精卵时，需要满足以下条件：_、营养、温度和pH以及气体环境。,【解析】培育试管动物首先选择遗传性能和生产性能优秀的母牛，获取的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期进行体外受精。 答案：(1)体外受精 胚胎移植 (2)遗传性能和生产性能优秀 (3)减数第二次分裂中期 无菌、无毒的环境,3.(2013福建高考)克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。,请回答： (1)图中重组细胞的细胞核来自_ 细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和_胚最终发育为克隆猪。,(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2 cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl-2 mRNA的分子数，从而反映出Bcl-2基因的转录水平。 图中X表示_过程。 从基因组数据库中查询Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成_用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模板是_。,【解题指南】(1)思考核移植的操作过程。 (2)回忆胚胎发育经历的几个关键时期(包括卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚、组织器官的形成)。 (3)思考PCR反应的原理(包括模板DNA、热稳定DNA聚合酶、引物、互补链合成)。,【解析】本题综合考查细胞工程和胚胎工程等现代生物科技知识。 (1)核移植过程是将体细胞的细胞核与去核的卵母细胞形成重组细胞。早期胚胎移植到受体子宫内继续发育，经桑椹胚、囊胚、原肠胚，最终发育成个体。,(2)X过程是以mRNA为模板，在逆(反)转录酶的催化作用下，合成DNA的过程，X表示反转录。查询Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，然后设计合成引物用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模板就是Bcl-2cDNA的两条链。,答案：(1)体 原肠 (2)反转录 引物 Bcl-2 cDNA,考点二 胚胎工程的应用及前景 【核心知识通关】 1.胚胎移植： (1)生理基础：,生理变化,不会与母体子宫建立组织上的联系,免疫排斥反应,遗传特性,(2)受体：_的其他雌性动物。 (3)意义：_。,同种的、生理状态相同,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,(4)基本程序：,同期发情,胚胎移植,(5)胚胎移植的几个关键环节。 胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工 序”，移植的胚胎必须在_之前，不能直接移 植受精卵。,原肠胚,无性,有性,胚胎移植的供体和受体必须是_生物，同一物种 的动物才有可能具有相同的生理特征。 两次检查：a.收集胚胎进行质量检查；b.移植后是 否_检查。 冲卵含义：冲出_，不是冲出卵子。,同种,妊娠,早期胚胎,2.胚胎分割： (1)理论基础：细胞的_。 (2)材料选择：发育良好、形态正常的_。 (3)囊胚期分割要求：_均等分割，以免影响分 割后胚胎的恢复和进一步发育。 (4)意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方 法之一。,全能性,桑椹胚或囊胚,内细胞团,3.胚胎干细胞(ES或EK细胞)： (1)来源：_。 形态：体积_、细胞核_、_明显 (2)特点 功能：具有发育的_ 体外培养：可增殖而不发生_,早期胚胎或原始性腺,小,大,核仁,全能性,分化,【特别提醒】 有关胚胎分割的两个关键点 (1)滋养层饲养层。 滋养层：囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。 饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。,(2)不同动物胚胎移植的时间不同。 牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。 小鼠、家兔在桑椹胚前。 几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。,【高考模拟精练】 1.(2015安徽高考)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图：,(1)由过程获得的A为_。 (2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_。受体应选用_期卵母细胞。 (3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生_，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。,(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为_ _。,【解题指南】(1)图示信息：构建基因表达载体、导入受体细胞、通过核移植技术培育转基因动物。 (2)隐含信息：核移植时取材的原因、胚胎移植时供体与受体的选择技巧。,【解析】本题主要考查基因工程操作步骤、核移植技术、胚胎移植知识。 (1)由题图信息可知，表示将人凝血因子IX基因与运载体结合，并且获得含有人凝血因子IX基因的基因表达载体A。,(2)为了保证重组细胞中的核遗传物质来自整合有目的基因的成纤维细胞，在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的细胞核。M期卵母细胞中不仅含有重组需要的因子，而且细胞已达到成熟状态，所以受体选用M期卵母细胞。,(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。 (4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养，通过传代培养可产生大量整合有目的基因的成纤维细胞用于核移植，理论上可以不断采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，最终获得无限个转基因绵羊。,答案：(1)含目的基因的表达载体 (2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 M (3)免疫排斥反应 (4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养,2.(2015重庆高考)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。 (1)拟进行如下杂交： A(具高产奶基因的纯种)B(具适宜本地生长基因的纯种)C,选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常_。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是_性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是_，后代中出现这种母牛的概率是_(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。,(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。,精子要具有受精能力，需对其进行_处理；卵子的成熟在过程_中完成。在过程的培养基中含有葡萄糖，其作用是_。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的_。子代母牛的优良性状与过程_的基因重组有关。 (3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用_技术。,【解题指南】(1)隐含信息：胚胎移植条件、体外受精的条件。 (2)关键知识：杂交育种原理与应用、体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术。,【解析】本题考查基因的自由组合定律和胚胎工程。 (1)选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常 生长发育或胚胎发育，即不发生免疫排斥且能发生生 理组织联系；由交配结果可知，高产奶和不适宜本地 生长是隐性性状；假设M/m控制产奶性状，N/n控制适 宜不适宜本地生长性状，则牛A、B、C的基因型分别 是：mmnn、MMNN、MmNn，因两对基因分别位于不同对,常染色体上，利用基因重组的原理，要获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，应选择A与C杂交，即mmnnMmNn，后代中出现产奶量高且适宜本地生长的母牛的概率为1/2(mm)1/2(Nn)1/2(雌性)=1/8。,(2)精子在受精前需进行获能处理，卵子的减数第二次分裂在受精作用即过程中才得以完成；体外培养胚胎时，需在培养液中提供葡萄糖等物质以保证充足的能量供应。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的性别，以及是否具有高产奶和适宜本地生长等优良基因，子代母牛的优良性状与过程(产生mN卵子的减数分裂过程)的基因重组有关。,(3)利用胚胎分割，可同时获得多个基因型相同的后代，提高了已有胚胎的利用率。 答案：(1)生长发育或胚胎发育 隐性 AC 1/8 (2)获能或增强活力 供能 性别、高产奶和适宜本地生长的基因 (3)胚胎分割,3.(2013山东高考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：,(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。 (2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_，也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。,(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用_方法保存。 (4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得，iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。,【解题指南】(1)明确冲卵的含义，是从母体子宫内获得胚胎，而不是卵子。 (2)明确获得的胚胎经质量检查后的两条处理途径：一是直接向受体移植，二是放入-196的液氮中保存。,【解析】本题考查动物细胞培养、胚胎工程的有关内容。 (1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。 (2)将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来的操作叫冲卵。,(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入-196的液氮中冷冻保存。 (4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。iPS细胞与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。,答案：(1)原代培养 接触抑制 (2)冲卵(或冲胚) 体外受精(或核移植) (3)胚胎移植 冷冻(或低温) (4)内细胞团细胞 诱导分化,4.(2016武汉模拟)下图为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程，据图回答下列问题：,(1)克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是_技术，这两种繁殖动物的方式相比，实质性的区别为前者是_，后者是_(填“无性生殖”或“有性生殖”)。 (2)一般用_激素对供体母牛做超数排卵处理。,(3)纯种荷斯坦小奶牛繁殖成功的原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立_ _，但是移入受体的供体胚胎的_在孕育过程中不受任何影响。,(4)某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛，科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体；再将其导入受精卵中；然后还要采用DNA分子杂交技术检测_ _。,【解析】(1)培育克隆动物采用的特有的技术手段是核移植技术，核移植技术为无性生殖。图示繁殖过程采用了体外受精和早期胚胎培养等技术，属于有性生殖。 (2)一般使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理。,(3)纯种荷斯坦奶牛繁殖成功的原因之一是：供体胚胎(纯种荷斯坦奶牛的胚胎)可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。 (4)在基因工程中，常采用DNA分子杂交技术检测转基因荷斯坦奶牛的DNA上是否插入了药用蛋白基因。,答案：(1)核移植 无性生殖 有性生殖 (2)促性腺 (3)正常的生理和组织联系 遗传特性 (4)转基因荷斯坦奶牛的DNA上是否插入了药用蛋白基因,5.(2016江淮十校联考)我国科学家通过Dazl基因的异位表达，最终在体外将小鼠胚胎干细胞同时诱导出了游动的精子和卵子。请回答： (1)精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入_继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。受精卵的早期分裂过程中，细胞的表面积与体积的比值变化趋势是_。,(2)根据分裂潜能，干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整个体)、多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(可发育成专门的组织和器官)，则这些干细胞在发育中的分化前后顺序是_ _。 (3)胚胎干细胞可用于治疗性克隆，需要把胚胎干细胞在一定的条件下，通过_和_ _形成不同的组织和器官，然后才能进行移植。,【解析】(1)精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。受精卵的早期分裂过程中，细胞的数量不断增加，细胞的表面积增大，体积不变或减小，因此细胞的表面积与体积的比值变化趋势是逐渐增大。,(2)全能干细胞可发育为多能干细胞，多能干细胞可发育为专能干细胞。(3)胚胎干细胞可用于治疗性克隆，需要把胚胎干细胞在一定的条件下，通过离体培养和诱导分化形成不同的组织和器官，然后才能进行移植。,答案：(1)发育培养液 逐渐增大 (2)全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞 (3)离体培养 诱导分化,【知识总结】干细胞的类型,【加固训练】 (2015沈阳模拟)长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题：,(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有_、_。 (2)与受精和受精后有关的过程有：第一次卵裂开始；卵细胞膜反应；顶体反应；穿越透明带；雌、雄原核的形成；核膜消失，雌、雄原核融合。其正确的顺序为_(填序号)。,(3)图中对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理的目的是_，对供体母牛进行超数排卵处理的措施是_。 (4)在体外培养早期胚胎时，除需要适宜的营养物质外，还需要_等条件。从A到E中，适宜牛的胚胎移植的时期有_；图中标号3为_，它将来可发育为_。,(5)动物的早期胚胎移植到与供体处于相同_的同种雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的免疫学基础是_。,【解析】(1)从题图中可以看出，试管牛和克隆羊的培 育过程中都必须用到动物细胞培养(早期胚胎培养)和 胚胎移植等生物技术。(2)与受精和受精后有关的过程 有：顶体反应；穿越透明带；卵细胞膜反应； 雌、雄原核的形成；核膜消失，雌、雄原核融合 形成受精卵；第一次卵裂开始。(3)图中对供体母牛 和受体母牛进行同期发情处理的目的是使供、受体处 于相同的生理状态；对供体母牛进行超数排卵处理的,措施是注射促性腺激素。(4)在体外培养早期胚胎时，除需要适宜的营养物质外，还需要无菌无毒环境、适宜的温度和pH、适宜的气体环境等。从A到E中，D桑椹胚和E囊胚期都适宜牛的胚胎移植。图中标号3为滋养层细胞，它将来可发育为胎膜和胎盘。(5)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的原因是移植后的胚胎在受体子宫中不发生排斥反应。,答案：(1)动物细胞培养(早期胚胎培养) 胚胎移植 (2) (3)使供、受体处于相同生理状态 注射促性腺激素 (4)无菌无毒环境、适宜的温度和pH、适宜的气体环境 D、E 滋养层细胞 胎膜和胎盘 (5)生理状态 不发生排斥反应,考点三 生物技术的安全性和伦理问题 【核心知识通关】 1.转基因成果： (1)转基因微生物方面。 制造出_，如清除石油污染的_ 等。 使用_的微生物生产稀缺的生化药物，即_ _。,重组微生物,假单胞杆菌,DNA重组,基,因制药,(2)转基因动物方面。 培育出生长迅速、_的转基因家畜、家 禽，如转基因牛、猪、鸡、鲤鱼、鲫鱼等。 把转基因动物(如奶牛)变成_，让它们的 奶中富含某种营养物质、_或人类所需要的 _。,营养品质优良,生物反应器,珍贵药物,蛋白质,(3)转基因植物方面。 成果：培育出了大批具有_、_、抗除草 剂、_等全新性状的农作物。 推广国家及品种：转基因农作物种植面积较大的国 家有美国、阿根廷、巴西、加拿大、印度和_，以 转基因_最多，其次是转基因棉花和油菜。,抗虫,抗病,抗逆,中国,大豆和玉米,2.转基因生物的安全性的争论：,“实质性等同”,“实质性等同”,滞后效应,生物安全,生殖隔离,农药使用,物种界限,3.理性看待生物技术： (1)正视转基因技术可能带来的安全性问题，要_ _，不能因噎废食。 (2)制定_，最大程度保证转基因技术和产 品的安全性。,趋利,避害,政策和法规,4.克隆人： (1)克隆人的培育过程：,(2)试管婴儿与克隆人的比较：,体外受精,子宫,有性,核物质,子宫,无性,细胞核,5.试管婴儿和设计试管婴儿的比较：,(1)不同点。 所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行 _，试管婴儿不需进行遗传学诊 断或基因诊断。 应用：试管婴儿主要是解决_问题， 设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。,遗传学诊断或基因诊断,不孕夫妇的生育,(2)相同点。 都是_受精，并进行体外_培养，都要经 过胚胎移植，都是_生殖。,体外,早期胚胎,有性,6.关注生物技术的伦理问题：,生殖性,治疗性,不成熟,染色体,胚胎,骨髓造血干细胞,基因检测,基因歧视,伦理道德,【特别提醒】安全性常见误区 (1)引入外来物种增加生物多样性：如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物造成生存影响，可能会造成生物多样性的锐减。 (2)转基因生物具有危害阻止技术的发展：应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能的危害而阻止技术的发展。,【高考模拟精练】 1.(2016泉州模拟)一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了大量的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题：,(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地生物多样性构成威胁。如果同意这种观点，请列举3条理由： _； _； _。,(2)用转基因玉米加工的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护_。在有关标识中应标注“_”或“_”。,(3)随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正确的是( ) A.转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 B.基因污染是一种不可扩散的污染 C.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性 D.转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存,【解析】(1)转基因生物不会对当地的生物多样性构 成威胁，有以下理由：转基因生物虽然具有某些新的 性状，但其生命力没有人们想象的那么强，扩散到种 植区以外时，会很快死亡。转基因生物的种植需有一 定的水、肥等条件，以及配套的种植技术。转基因生 物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进行自然 杂交；许多植物花粉的传播距离有限，花粉存活时间,有限，具有受精能力的时间更短。(2)2002年，我国农 业部颁布了农业转基因生物标识管理办法，要求 对转基因生物产品及其加工品加贴标注，以方便消费 者自主选择，保护消费者的知情权。在有关标识中应 标注“转基因品”或“加工原料为转基因”。 (3)基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如转 基因作物的花粉可以散落到它的近亲作物上，从而污,染生物基因库。杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性；转基因生物还有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。,答案：(1)玉米与其他植物之间存在生殖隔离 玉米的花粉传播距离有限 玉米花粉的存活时间有限(或其他合理理由) (2)消费者的知情权 转基因玉米加工品 加工原料为转基因玉米 (3)B,2.(2016亳州模拟)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下面是治疗性克隆的过程图解。,(1)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有_。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因的_ _。 (2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用_技术。,(3)若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植，图中患者是O型血，提供卵细胞的女性是AB型血，则骨髓移植成功后患者的血型是_型。 (4)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是_ _。,【解析】(1)由图示可知，高度分化的细胞核仍然具有全能性，胚胎干细胞能够分化出各种各样的细胞，原因是细胞内基因的选择性表达。(2)通过胚胎分割技术可以得到两个基因型完全相同的胚胎。(3)血型由细胞核内的基因控制，O型血白血病病人通过治疗性克隆，获得骨髓进行骨髓移植，由于细胞核是患者本人提供的，因此血型不变。(4)通过图示形成克隆器官，可以解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。,答案：(1)全能性 选择性表达 (2)胚胎分割 (3)O (4)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题,3.(2016济南模拟)由李建远教授率领的科研团队，在山东烟台毓璜顶医院成功克隆出5枚符合国际公认技术鉴定指标的人类囊胚。实验流程如下(字母表示操作技术或生理过程)。阅读材料并回答相关问题：,(1)A过程中，采取的关键措施是_。 (2)B过程中，李建远教授采用三维立体偏振光纺锤体成像系统对核DNA精确定位后，再用微激光对卵子的某一结构打孔，才能精确剔除卵子细胞核。这一结构主要是指( ) A.放射冠 B.透明带 C.卵细胞膜 D.核膜,(3)在培养皮肤成纤维细胞和淋巴细胞时，往往会发生细胞接触抑制现象，需要用_等处理。为了保证培养过程中无菌、无毒的环境，通常还要在细胞培养液中添加一定量的_。 (4)C表示_技术，D过程往往需要使用物理或化学方法激活，其中完成的细胞增殖方式是_ _。,(5)通过克隆胚胎进而用其衍生而来的器官来取代患者本人病变的器官，就会避免免疫排斥反应，根本原因是_。,【解析】(1)想取得多枚卵子，需要向志愿者注射促性 腺激素促其超数排卵。(2)对卵子的第一道屏障打孔， 才能精确剔除卵子细胞核，这一道屏障是透明带。 (3)在培养皮肤成纤维细胞和淋巴细胞时，需要用胰蛋 白酶或胶原蛋白酶等处理，原因是将细胞分散解除接 触性抑制。培养过程中通常在细胞培养液中添加一定 量的抗生素，其目的是防止培养过程中的污染。,(4)C是指把细胞核移入去核的卵细胞中，属于核移植，体细胞的增殖方式是有丝分裂。(5)通过克隆胚胎进而用其衍生而来的器官来取代患者本人病变的器官，由于遗传物质完全相同，会避免免疫排斥反应。,答案：(1)注射促性腺激素 (2)B (3)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 抗生素 (4)核移植 有丝分裂 (5)遗传物质完全相同,【知识总结】治疗性克隆和生殖性克隆的比较,【加固训练】 (2015洛阳模拟)阅读以下材料，回答问题： 自第一例转基因鱼在我国诞生以来，转基因鱼的研究取得长足进步，如转入生长激素(GH)基因的鱼生长速度快，饵料转化率高。但鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。目前，我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统。,(1)转基因鱼成功培育的物质基础是_。 (2)已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质，若将人的GH基因转移到鱼体内，则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是_。,(3)转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率，以至生长快于非转基因鱼，蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼。其可能的原因是_ _ _。,(4)鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，试分析引起生态安全性问题的原因。_ _ _。,(5)多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的，试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因。 _ _。,【解题指南】解答本题需明确： (1)GH的作用：GH能够促进鱼类生长。 (2)三倍体鱼的特点：高度不育，基因不会扩散到其他物种。,【解析】(1)鱼类的遗传物质都是DNA，是转基因鱼成 功的物质基础。(2)控制含有191个氨基酸的蛋白质合 成的基因中，含有的脱氧核苷酸数至少为1916= 1 146。(3)转基因鱼转入了生长激素(GH)基因，合成 大量的生长激素，使蛋白质的转换效率提高，结果鱼 的生长速度加快。(4)鱼类易于逃逸、扩散，与同种 野生鱼杂交，容易引起生态危机。(5)三倍体鱼由于,减数分裂过程中联会紊乱而不能产生正常的生殖细胞，表现为高度不育，这样就保障了生态安全。,答案：(1)遗传物质都是DNA (2)1 146 (3)合成了大量生长激素，生长激素能促进蛋白质合成 (4)转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼带有转基 因，具有生长优势，使其捕食对象大量减少，与其他 物种竞争，引起生态危机 (5)三倍体鱼不能繁殖，可以人工控制养殖数量和范 围，避免发生杂交、竞争而引起生态危机,【延伸探究】 (1)题中所涉及的安全性属于转基因生物安全性的哪一个方面？ 提示：环境安全。 (2)将GH基因导入鱼的适宜方法是什么？ 提示：显微注射法。,
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