2019-2020年高三生物一轮复习 第四十四讲 胚胎工程及生物技术的伦理问题学案.doc

2019-2020年高三生物一轮复习 第四十四讲 胚胎工程及生物技术的伦理问题学案考纲要求1动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（）。2.胚胎干细胞的移植（）。3.胚胎工程的应用（）。知识梳理一.体内受精和早期胚胎发育1.胚胎工程的概念（1）操作对象：动物的早期胚胎或配子。（2）技术：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。2.精子和卵子的发生（1）精子的发生：a.场所：睾丸的曲细精管。b.时间：初情期生殖机能衰退。c.过程：（2）卵子的发生：a.场所：卵巢、输卵管b.时间：胎儿期和初情期c.过程：3.受精（1）场所：输卵管（2）过程：准备阶段 精子获能：在雌性生殖道内获能 卵子的准备：发育到M中期才有受精能力受精阶段 顶体反应（穿越放射冠） 透明带反应（穿越透明带）) 卵细胞膜封闭作用（进入卵细胞膜）) 原核形成，配子结合成受精卵4.胚胎发育受精卵卵裂桑椹胚囊胚（内细胞团）原肠胚 （内细胞团发育成外胚层和内胚层滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘）二.体外受精和早期胚胎的培养1.体外受精（1）卵母细胞的采集和培养：超数排卵法：用促性腺激素处理后冲卵直接采集法：从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或直接从活体动物的卵巢中吸取（2）精子的采集和获能：采集：假阴道法、手握法、电刺激法获能：培养法、化学诱导法（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。2.胚胎的早期培养（1）目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。（2）培养液成分巧记两“盐”：无机盐和有机盐两“素”：维生素和激素两“酸”：氨基酸和核苷酸另有水和血清等（3）胚胎处理：受体移植或冷冻保存。三.胚胎工程的应用及前景1.胚胎移植（1）地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。（2）过程：对供、受体的选择和处理配种或进行人工授精对胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植移植后检查。（3）意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。易错警示！胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。两次检查：收集胚胎检查；移植后是否妊娠检查。冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。2.胚胎分割（1）材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（2）实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性生殖即克隆。（3）分割要求：对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，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（1）来源：早期胚胎或原始性腺。（2）特点：形态上，体积小、核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。深度思考请仔细分析下图，并回答：（1）试管婴儿与设计试管婴儿培育程序分别包含上面的哪些序号？（2）试管婴儿与设计试管婴儿在技术环节上的主要差异是什么？（3）在胚胎移植时下列中哪一项没有必要进行？对供体动物和受体动物进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应用激素对供体动物做超数排卵处理对供体、受体动物进行选择，并用激素进行同期发情处理冲卵后，对胚胎进行质量检查提示（1）、（2）图示过程中是试管婴儿的培育过程，是设计试管婴儿培育的过程。后者比前者多了胚胎移植前的“遗传学诊断”。（3）胚胎移植时，经同期发情处理后，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，故不必进行。巧记胚胎工程中八大“两”受精过程中防止多精入卵的两道屏障第一道屏障为精子穿越透明带后的“透明带反应”，第二道屏障为精子入卵后的“卵细胞膜反应”。体外受精时精子获能的两种常用方法培养法和化学诱导法。胚胎工程中两次使用“促性腺激素”对供体使用促性腺激素，以促其“多排卵”；对供、受体使用促性腺激素以作“同期发情处理”。胚胎移植时把握的两个发育期桑椹胚期和囊胚期。胚胎移植过程中的两次检查对胚胎进行质量检查（此时应发育到桑椹胚或囊胚阶段）；对受体母牛进行是否妊娠的检查。（6）胚胎早期培养时培养液中三个“两”两盐（无机盐、有机盐）、两素（激素、维生素）、两酸（氨基酸、核苷酸）胚胎分割中须关注的两个部位滋养层（可用于取样作DNA分析鉴定性别）、内细胞团（须将其均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育）引发伦理争论的两大技术生殖性克隆人、设计试管婴儿要点精析1.胚胎发育过程2.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，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，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。易错警示动物排出卵子的成熟程度不同，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，才具有与精子受精的能力。受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子，受精卵是个体发育的开始。3.胚胎移植的四大生理基础（1）胚胎“移入”的生理基础哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期，不论是否妊娠，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化相同（2）胚胎“收集”的生理基础早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于“游离”状态（3）胚胎在受体内“存活”的生理基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生“免疫排斥”反应（4）移植后胚胎得以“继续发育”的生理基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响4.克隆动物、试管动物与转基因动物遗传特性比较项目克隆动物试管动物转基因动物概念用核移植的方法获得的动物用体外受精的方法获得的动物由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物技术核移植体外受精DNA重组技术生殖方式无性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性相同点三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。（1）判断用于移植的胚胎来源及生殖方式（2）界定“人工授精”与“体外受精”人工授精是用人工的方法将公畜的精子注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母细胞在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。试题精粹1.下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是（）A图中过程表示胚胎发育，过程表示胚后发育B受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D原肠胚是进行胚胎移植的最好时期2.（改编题）如图是高等哺乳动物早期胚胎培养的过程，下列说法错误的是（）A胚胎发育经历的时期是受精卵卵裂期桑椹胚囊胚期原肠胚期幼体，其中最关键的时期是原肠胚期B图中标号3为饲养层细胞，它将来可发育为胎膜和胚盘C胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束D从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有D、E3.下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是（）A获取的精子经获能处理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一定是有丝分裂D过程属于胚胎移植过程4.下图为克隆小亚洲黄羊的培育过程，据图回答有关问题。（1）小亚洲黄羊D的遗传性状与_基本一致。（2）A、B、C三只羊中，哪一只羊没有提供遗传物质？_。（3）克隆亚洲黄羊的成功，在技术上的突破之处是_。A供核细胞是体细胞 B供核细胞是胚胎细胞C异品种克隆成功 D细胞核移植技术（4）克隆亚洲黄羊的过程是否遵循孟德尔的遗传分离定律，为什么？_。5.（xx山东济南3月模拟）下图为某转基因小鼠培育过程示意图，表示相关过程。请回答：（1）过程注射的A物质是_，目的是使供体母鼠_。（2）过程把目的基因和运载体连接需要在_的催化下完成，过程常用的方法是_。（3）过程要通入的气体除氧气外，还要含有5%左右的_，其作用是_。（4）蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用的方法是_。为获得较多基因组成相同的转基因小鼠，常采用_的方法。 6.（xx江西师大等重点中学联考）下图为绿色荧光小鼠制备流程图，Gfp是绿色荧光蛋白基因，请分析回答：（1）构建表达载体需要的酶是_，表达载体包含绿色荧光蛋白基因Gfp、_、_、终止子和复制原点等。（2）图中载体上的Neo基因是一种抗生素抗性基因，图中步骤所用的G418是一种抗生素（对细胞有毒害作用），添加G418的目的是_。（3）图中所用的胚胎干细胞来自于_。（4）图中步骤要将细胞注射入图中囊胚的_位置，图中步骤胚胎移植前要对代孕母鼠用激素进行_处理。（5）可以使用_方法在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿色荧光蛋白。7.如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题。（1）克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是_技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区别为前者是_，后者是_。（2）一般用_激素对供体母牛做超数排卵处理，用_激素处理受体牛以便接受胚胎。（3）如果培育转基因荷斯坦奶牛，可采用_技术将药用蛋白基因导入到_中，在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，常采用的方法是_技术，根据是否显示出杂交带进行鉴定。（4）上述技术应用于人类所得到的婴儿通常叫_，在生育方面有什么积极意义？但在传统伦理道德观念上又有什么争论？_。8.（xx江西赣州六校高三期末联考）以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题。（1）图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是_，过程必须用到_酶，过程使用的是_酶。表示_技术，表示基因工程中_过程；若方法C是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法，则方法C是_。（2）如果转基因牛D的牛奶中含有_，则说明血清蛋白基因在个体水平已表达成功，其他细胞中不含血清蛋白是_的结果。（3）图中A和B分别是指_和_。高考真题1.（xx天津理综，2）哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）。据图分析，下列叙述错误的是（）A次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C、和细胞分裂后期染色体数目相同D培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞2.（xx山东理综，36）人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：（1）htPA基因与载体用_切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用_技术。（2）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其_。采集的精子需要经过_，才具备受精能力。（3）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是_。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行_。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的_。（4）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到_，说明目的基因成功表达。3.（xx.四川卷.2）精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是（）A顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质C顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性D受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方 4.（xx江苏单科，19）杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是（）A为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂D为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎5.（xx.江苏卷.3）下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是（）A. 乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养B. 细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行C. 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的D. 培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质6.（xx.天津卷.6）2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析，下列叙述错误的是（）A、该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代B、捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿C、三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核D、三亲婴儿的培育还需要早期环胎培养和胚胎移植等技术7.（xx.广东卷.25）图9为培育转基因山羊生产人-酪蛋白的流程图下列叙述正确的是A. 过程所用的人-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得B. 过程可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植C. 过程可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体D. 过程人-酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译8.（xx.重庆卷.8）（20分）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。9.（xx.安徽卷.31）II.（9分）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） 在核移植前，必须先去掉卵母细胞的核。目的是，受体应选用期卵母细胞。（3） 进行胚胎移植时，代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生，这是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 。10.（xx.山东卷.36）（12分）【生物现代生物科技专题】治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：（1）过程采用的是细胞工程中的_技术，过程采用的是胚胎工程中的_技术。（2）体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液（基）的_。（3）如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体（重组载体）时必须使用_和_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。（4）胚胎干细胞可以来自于囊胚中的_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_（填“A”或“B”），则不会发生免疫排斥反应。