2021届高考生物人教通用一轮复习方略课件：选修3-4　胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题 .ppt

,第4课胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题,内容索引,核心素养测评,考点一、受精、早期胚胎发育和培养【必备知识速填】1.精子和卵子的发生:,曲细精管,卵巢,初情期,出生前,有丝,减数,2.体内受精:(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,当达到_中期时,才具备与精子受精的能力。,雌性动物生殖道,减数第二次分裂,(3)受精过程:,3.早期胚胎发育过程:,【秒判正误】1.精子和卵子的发生都是从初情期开始。()分析:卵子的发生在胚胎时期性别分化以后即开始进行。2.卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。()分析:次级卵母细胞和精子结合的同时,完成减数第二次分裂,排出第二极体;第一极体不再分裂,和第二极体同时出现在卵细胞膜和透明带之间。,3.在胚胎发育过程中,细胞的分化出现在桑椹胚。()分析:囊胚期开始出现细胞分化,胚胎分化为滋养层细胞和内细胞团。4.内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。()分析:内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层则发育成胎儿的胎膜和胎盘。5.精子获能就是获得“能量”。()分析:精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。,【重点难点讲透】1.“排卵”的三点提醒:(1)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是指卵泡从卵巢中排出。(2)排出的卵子是初级卵母细胞(如马)或次级卵母细胞(如猪、牛),而不是成熟的卵子。(3)排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟,直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。,2.受精过程的三个易混点:(1)精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。(2)受精的场所为输卵管,而胚胎发育的场所为输卵管和子宫。(3)受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体,而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。,【典例示范】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)。,请据图分析回答:(1)次级卵母细胞形成的过程需要_激素调节。(2)细胞的名称是_,在精子的作用下才能形成成熟卵子,由此可见,减数第二次分裂是在_过程中完成的。(3)、和细胞分裂后期染色体数目_(填“相同”或“不相同”)。(4)培育转基因动物应选择_(细胞)作为受体细胞。,【解析】(1)据题图可知,初级卵母细胞在形成次级卵母细胞的过程中需要促性腺激素处理。(2)细胞为次级卵母细胞,减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程(受精)中完成的。(3)、和分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵,它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为:2N、2N、4N,染色体数不相同。(4)动物细胞的受精卵全能性高,因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞。答案:(1)促性腺(2)次级卵母细胞精子和卵子结合(受精)(3)不相同(4)细胞,【素养新命题】(1)精子和卵子在发生上有哪些重要区别?(科学探究:观察能力)提示: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,这是精子和卵子在发生上的重要区别。精子的形成需要变形,卵子的形成不需要变形。,(2)如果没有防止多精入卵的机制,可能会出现什么结果?(生命观念:结构与功能观)提示:可能出现多个精子与卵细胞融合的现象,造成受精卵中含有多个染色体组,而这样的受精卵难以正常发育。,【热考角度通关】角度一精子、卵子的发生和受精过程的考查1.(2020济宁模拟)如图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程,其中表示操作过程。请回答以下问题:,(1)图中过程涉及的精子需进行_处理;防止多精入卵的两道屏障为_。(2)图中过程所用的方法是_。外源基因插入牛受精卵中的DNA上后,有的受精卵能发育成转基因牛,而有的会死亡,请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因:_。,(3)图中b、c分别代表囊胚的_。(4)图中过程表示_,一般培养到_阶段才进行过程。,【解析】(1)图中过程表示受精作用,涉及的精子需进行获能处理才具有受精能力。防止多精入卵的两道屏障分别为透明带反应、卵细胞膜反应。(2)图中过程是将外源基因导入受精卵中,所用的方法是显微注射法。如果外源基因插入牛受精卵中的DNA上后,导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能表达,则会引起受精卵死亡。(3)图中的b表示囊胚腔,c表示内细胞团。(4)图中过程表示胚胎移植,此时的胚胎一般发育至囊胚或桑椹胚。,答案:(1)获能透明带反应、卵细胞膜反应(2)显微注射法外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能表达(合理即可)(3)囊胚腔、内细胞团(4)胚胎移植囊胚或桑椹胚,科学思维抽象与概括受精过程中的“三大反应”“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前提条件。(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,称为透明带反应,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。,角度二早期胚胎发育过程2.如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)写出胚胎发育各个阶段的名称: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)动物胚胎是由受精卵经有丝分裂形成的,受精卵由一个精子和卵子结合,防止多精入卵受精的两道屏障分别是_和_。,【解析】(1)图中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原肠胚。(2)B时期中1是滋养层,2是内细胞团,3是透明带,4是囊胚腔;C时期中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)防止多精入卵受精的两道屏障分别是透明带反应和卵细胞膜反应。,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)透明带反应卵细胞膜反应,【加固训练】1.哺乳动物排卵后卵巢内残留的某些细胞团称为黄体,其在卵巢内存在的时间长短取决于雌性哺乳动物是否妊娠。如果没有妊娠,黄体发育两周后即退化,反之可以维持数月。回答下列问题:(1)哺乳动物精子的发生过程和卵子发生过程的主要区别有:精子的形成需经过变形且生殖细胞数量多;卵子的发生不需变形且生殖细胞数量少。除此之外还有_(答出一个区别即可)。,(2)在受精前,精子发生相应的生理变化后才具备受精能力,该过程称为_。在受精阶段,精子与卵子相遇时,首先发生_,释放出来的酶溶解放射冠和透明带。当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止多个精子入卵受精的反应,称为_。(3)进行胚胎分割时,需对囊胚阶段的内细胞团进行均等分割,其原因是_。(4)胚胎植入子宫后能产生大量的蛋白质类激素X,而未受孕的母体内激素X的含量极低。请推测激素X对黄体的生理作用是_。,【解析】(1)哺乳动物精子的发生过程和卵子发生过程的主要区别有:精子的形成需经过变形且生殖细胞数量多;卵子的发生不需变形且生殖细胞数量少,除此之外还有精子的发生起始于雄性动物的初情期,卵子的发生和储备起始于胎儿期。(2)在受精前,精子发生相应的生理变化后才具备受精能力,该过程称为精子获能。在受精阶段,精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,释放出来的酶溶解放射冠和透明带。当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止多个精子入卵受精的反应,称为透明带反应。(3)对早期胚胎进行胚胎分割,要注意将囊胚阶段的内细胞团均等分割,以利于分割后的胚胎恢复和进一步发育,若分割不均匀,会使得含内细胞团少的部分发育不良或不发育。(4)没有妊娠,黄体发育两周后即退化,反之可以维持数月,胚胎植入子宫后能产生大量的蛋白质类激素X,而未受孕的母体内激素X的含量极低,说明激素X能维持黄体的寿命。,答案:(1)精子的发生起始于雄性动物的初情期,卵子的发生和储备起始于胎儿期(2)精子获能顶体反应透明带反应(3)若分割不均匀,会使得含内细胞团少的部分发育不良或不发育(4)维持黄体的寿命,2.如图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答下列有关问题:,(1)图中A是_,B是_,E是_,阶段C是指个体发育的_(时期)。(2)精子开始形成的时期是_,精子形成过程不同于卵子形成过程的最主要特征是_,该过程保留的主要结构是_和_。(3)当观察到两个极体时,表明_。(4)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是_(填序号)。(5)阶段C发生的场所是_。,【解析】(1)图中为卵原细胞增殖(有丝分裂)并演变为初级卵母细胞的过程;为减数第一次分裂,产生次级卵母细胞和第一极体(A);为减数第二次分裂,只有在受精时,次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂,因此E是精子,B是合子;阶段C为卵泡的形成,发生在胎儿期。(2)精子开始形成的时期是初情期,精原细胞经过减数分裂,产生精子细胞,精子细胞需要经过变形过程才能形成精子(卵子形成不需要变形),精子细胞中很多结构会消失,而细胞核和线粒体则会保留下来。(3)当观察到两个极体时,表明卵子已经完成了受精。(4)染色体的着丝点分裂可发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,即图中的阶段。(5)阶段C(卵泡的形成)发生在卵巢内。,答案:(1)第一极体合子精子胎儿期(2)初情期需要变形细胞核线粒体(3)卵子已经完成了受精(4)(5)卵巢,考点二体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用【必备知识速填】1.体外受精:,2.胚胎的早期培养:,3.胚胎工程的应用及前景:(1)胚胎移植:地位:胚胎工程及其他技术的最后一道工序。过程:,生理学基础:,实质:早期胚胎在_的条件下空间位置的转移。意义:充分发挥_优良个体的繁殖潜能。,生理环境相同,雌性,(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的数量,其实质是_即克隆。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。,桑椹胚或囊胚,动物的无性生殖,内细胞团,4.胚胎干细胞(ES或EK细胞):(1)来源:_。,早期胚胎或原始性腺,(4)培养过程:,【秒判正误】1.在胚胎移植中,对供体母畜要用促性腺激素进行超数排卵处理。()分析:促性腺激素可以促进卵巢的发育和雌性激素的产生,进而促进卵细胞的生成。2.从输卵管冲取的卵子可直接与获能的精子结合。()分析:从输卵管冲取的卵子处于减数第二次分裂中期,可直接与获能的精子结合。,3.胚胎分割时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。()分析:胚胎分割时应选取发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,原肠胚分化程度较高,不宜进行胚胎分割。4.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。()分析:同一胚胎的所有细胞来自同一个受精卵的有丝分裂,遗传物质相同。,5.对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割。()分析:对囊胚进行分割时,要将内细胞团均等分割。6.胚胎干细胞在滋养层细胞上培养时只增殖而不发生分化。()分析:胚胎干细胞在饲养层细胞上培养时只增殖而不发生分化。7.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点。()分析:胚胎干细胞蛋白质合成旺盛,核仁较大。,【重点难点讲透】1.胚胎移植的三个易错点:(1)排卵和冲卵不同:排卵是指卵子从卵泡中排出,冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。(2)移植胚胎来源及生殖方式:,(3)供体牛和受体牛的选择标准:供体是遗传性能和生产性能优秀的个体,受体是健康、有繁殖能力的个体,且二者必须是同一物种。,2.试管动物与克隆动物的比较:,【教材命题源】教材原文:选修3_P81“思考与探究1”,据图分析胚胎移植的操作流程。,命题角度角度1.图中供体牛和受体牛分别是哪些?选择标准是什么?提示:供体牛是良种公牛和良种母牛;受体牛是低产受体奶牛和黄牛。选择标准:供体是遗传性能和生产性能优良的个体,受体是健康、有繁殖能力的个体。,角度2.对供体牛和受体牛要进行怎样的处理?提示:对供体母牛进行超数排卵处理;对供、受体母牛进行同期发情处理。角度3.用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎?提示:桑椹胚或囊胚。,【典例示范】培育“试管山羊”的基本过程如图所示。据图回答下列问题:,(1)甲过程为_,该过程中可通过给母山羊注射_使其超数排卵,然后,从_中冲取卵子。(2)乙过程的操作之一是对精子进行_处理。(3)乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同,乙过程的培养液为_或专用的受精溶液,丙过程的培养液为_。(4)丁过程是_,是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内。,【解析】(1)分析图示可知,甲过程为卵母细胞的采集,一般用促性腺激素处理良种母山羊,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精。(2)乙过程为精子获能以及受精作用。(3)获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养,在发育培养液中进行。(4)丁过程为胚胎移植,是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同(而不是性状相同)的其他雌性动物子宫内使之继续发育为新个体。,答案:(1)卵母细胞的采集促性腺激素输卵管(2)获能(3)获能溶液发育培养液(4)胚胎移植,【素养新命题】(1)排卵和冲卵有什么区别?(科学思维:比较与分析)提示:排卵是指卵子从卵泡中排出,冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。,(2)若是体外受精,获取精子和卵子后是不是立即完成受精?为什么?(生命观念:结构与功能观)提示:不能,收集的精子应先用培养法或化学诱导法进行体外获能;卵细胞也要等发育到减数第二次分裂中期,然后将获能的精子和卵子放在培养液小滴内共同培养一段时间才能完成受精。,【热考角度通关】角度一考查体外受精和早期胚胎培养过程1.(2019广州模拟)如图表示转基因牛的培育过程,请据图分析回答下列问题。,(1)过程为_。(2)体外培养胚胎干细胞时,通常要加入_等一些天然成分,除了要保证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中,还需要保证细胞生活所需的适宜的_和_。(3)过程是将细胞注入图中囊胚的_位置,母牛A和B需要用激素进行处理使其_。(4)为获得较多基因型相同的犊牛,常采用_的方法。过程是_,实质上是_的过程。,【解析】(1)过程为用被酶切割的载体和目的基因构建基因表达载体。(2)动物细胞培养液的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素和动物血清、血浆等。动物细胞培养的条件:无菌、无毒的环境;营养物质(合成培养基);温度(36.50.5)和pH(7.27.4);气体环境(氧气和二氧化碳)等。(3)从图中分析,含有目的基因的胚胎干细胞应注入囊胚的内细胞团,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。供体母牛和受体母牛需要进行同期发情处理。(4)为获得较多基因型相同的胚胎可采用胚胎分割的方法。胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。,答案:(1)构建基因表达载体(2)血清、血浆温度pH(3)内细胞团同期发情(4)胚胎分割胚胎移植早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移,科学思维比较与分析早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较,角度二胚胎工程及其应用2.(2020铜川模拟)中国科学家成功突破了克隆猴这个世界生物学前沿的难题,率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型,实现了我国在非人灵长类研究领域由国际“并跑”到“领跑”的转变。据此回答下列问题。(1)克隆猴的诞生,体现了动物细胞的_具有全能性。相对于植物组织培养而言,动物尤其是高等动物的克隆比较困难的原因是_。克隆过程中一般利用未受精的去核卵细胞作为受体细胞,原因是_。,(2)克隆猴培养过程中需要用_酶处理使细胞从瓶壁上分离下来。为了提高动物细胞克隆的形成率,可以选择适宜的培养基,添加_等天然成分,以滋养细胞支持生长。培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是_。(3)克隆猴除了用到动物细胞工程的相关生物技术手段外,还必须用到_和_等技术。,【解析】(1)克隆猴的诞生,体现了动物细胞的细胞核具有全能性。相对于植物组织培养而言,动物尤其是高等动物的克隆比较困难的原因是动物细胞难以脱分化,体细胞核内虽然有全套基因,但大部分基因在分化后就不再表达,很难被激活。克隆过程中一般利用未受精的去核卵细胞作为受体细胞,原因是卵细胞体积大,易操作,营养丰富,未受精的卵细胞的细胞质中含有激活体细胞的细胞核全能性的物质。,(2)克隆猴培养过程中需要用胰蛋白(或胶原蛋白)酶处理,使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。为了提高动物细胞克隆的形成率,可以选择适宜的培养基,添加动物血清等天然成分,以滋养细胞支持生长。培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是维持培养液的pH。(3)克隆猴除了用到动物细胞工程的相关生物技术手段外,还必须用到早期胚胎培养、胚胎移植技术等生物技术。,答案:(1)细胞核动物细胞难以脱分化,体细胞核内虽然有全套基因,但大部分基因在分化后就不再表达,很难被激活卵细胞体积大,易操作,营养丰富,未受精的卵细胞的细胞质中含有激活体细胞的细胞核全能性的物质(或未受精的卵细胞的细胞质易激发体细胞的细胞核全能性表达)(2)胰蛋白(或胶原蛋白)动物血清维持培养液的pH(3)早期胚胎培养胚胎移植,角度三考查胚胎干细胞技术应用3.如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题:,(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)图中分化程度最低的干细胞是_。在体外培养条件下,培养液中加入_因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_的结果。,(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将图中的_细胞移植到患者体内。(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能作为供体细胞的是成熟的_,其原因是_。,【解析】(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,这个早期胚胎指的是囊胚阶段的内细胞团。(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,其全能性最高,在体外培养条件下,在培养液中加入分化诱导因子,则该种干细胞可被诱导分化形成不同类型的组织细胞。(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。(4)骨髓是人体的造血组织,存在有造血功能的干细胞,骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核,所以不能作为供体。,答案:(1)囊胚原始性腺细胞(2)胚胎干细胞分化诱导(3)选择性表达(4)造血干(5)红细胞哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核,【加固训练】1.如图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究,分析回答下列问题:,(1)a过程表示基因工程,则其核心步骤是_。该过程所使用的工具酶有_。(2)b过程可增加ES细胞的数量,若想从早期胚胎中获得更多的ES细胞,可将早期胚胎培养至_(时)期。d过程移入的胚胎能够存活,是因为代孕子宫不会对其发生_,同时能与受体子宫建立正常的_的联系。用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物_,该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。(3)上述研究过程中使用的技术有_(至少3个)。若要培养试管动物,除以上技术外,还需要运用_技术。,【解析】(1)基因工程的核心步骤是构建目的基因(致癌基因)的表达载体,需要限制酶和DNA连接酶的催化。(2)图中b过程为利用动物细胞培养获得更多的ES细胞的过程。若要从早期胚胎中获得更多ES细胞,则可将早期胚胎培养至囊胚期。d为胚胎移植,移植到受体子宫内的胚胎能存活,表明代孕子宫不会对其发生免疫排斥反应,同时能与受体子宫建立正常的生理和组织上的联系。以肝癌细胞为抗原获得的杂交瘤细胞可分泌抗肝癌细胞抗体。(3)a为基因工程技术,b过程涉及动物细胞培养技术,c表示早期胚胎培养技术,d表示胚胎移植技术。培养试管动物还需要体外受精技术。,答案:(1)(致癌)基因表达载体的构建限制酶和DNA连接酶(2)囊胚免疫排斥反应生理和组织上抗肝癌细胞抗体(3)DNA重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植体外受精,2.某基因研究院培育出了转基因克隆绵羊,该绵羊能合成深海鱼体内富含的不饱和脂肪酸omega-3。(1)在培育转基因克隆绵羊过程中,除去处于_期的卵母细胞的细胞核,通过_使该细胞与供体细胞融合,进而构建重组胚胎。,(2)为保证胚胎移植顺利进行,需要在合适的季节对供、受体母羊进行_处理,重组胚胎发育到_阶段时,可将其移入受体母羊。(3)培育过程中,科研人员同时将omega-3合成酶的基因片段转移到了该羊基因组中,该过程的核心是_,目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过程,称为_。,【解析】(1)在培育转基因克隆绵羊过程中,首先要进行细胞核移植,即除去处于减数第二次分裂中期的卵母细胞的细胞核,通过电刺激使该细胞与供体细胞融合,进而构建重组胚胎。(2)为保证胚胎移植顺利进行,需要在合适的季节对供、受体母羊进行同期发情处理;重组胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时,可将其移入受体母羊。(3)科研人员将omega-3合成酶的基因片段转移到了该羊基因组中,利用了基因工程的技术,基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤;目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过程,称为转化。,答案:(1)减数第二次分裂中电刺激(或离心、振荡皆可)(2)同期发情桑椹胚或囊胚(3)基因表达载体的构建转化,考点三生物技术的安全性和伦理问题【必备知识速填】1.转基因成果:(1)基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域是_。(2)科学家将_、_等转入动物体内,培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜;转基因植物方面,目前已经培育出了大批具有_、_、_和耐储藏等新性状的作物。(3)种植转基因植物面积较大的国家有_、_、_、_等;种植的转基因作物中_和_最多,其次是棉花和油菜。,对微生,物的基因改造,生长激素基因,促生长激素释放激素基因,抗虫,抗病,抗除草剂,美国,巴西,阿根廷,加拿大,大豆,玉米,2.转基因产品的安全性:(1)转基因作为一项技术本身是_的,由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的_。(2)理性看待转基因技术。,中性,安全性评价,3.生物技术的伦理问题设计试管婴儿和基因身份证:,胚胎,骨髓造血干细胞,基因结构及其作用,及早预防,适时治疗,基因歧视,伦理道德,4.生物武器:(1)种类:致病菌、_、生化毒剂,以及经过_的致病菌等。(2)中国政府的态度:在任何情况下_、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。,病毒,基因重组,不发展、不生产,【重点难点讲透】比较试管婴儿和设计试管婴儿1.试管婴儿和设计试管婴儿过程如图所示:,2.试管婴儿和设计试管婴儿的异同点:,【热考角度通关】角度一转基因产品的安全性1.(2020齐齐哈尔模拟)马铃薯植株在长期栽培过程中容易遭受病毒的侵染,从而导致严重减产。科学家通过基因工程技术将抗病毒的PVX基因成功导入马铃薯细胞中,培育出抗病毒的马铃薯植株。回答下列问题:(1)以相关mRNA为材料,在_酶的作用下,可以获得抗病毒的PVX基因。将获得的PVX基因在体外进行扩增,可以采用_(填中文名称),该技术中所利用的特殊酶是_。,(2)若要使抗病毒的PVX基因在受体细胞中复制并表达,需要通过质粒载体而不能直接将抗病毒的PVX基因导入受体细胞,其原因是目的基因无_(答出两点即可)。(3)在进行基因操作时,将抗病毒的PVX基因导入马铃薯细胞常用的方法为_。检测目的基因是否表达出相应的蛋白质,在个体水平上可以采用_。,【解析】(1)以mRNA为材料,获得抗病毒的PVX基因,可通过逆转录酶的催化获得。将获得的PVX基因在体外进行扩增,可以采用多聚酶链式反应(PCR),该技术中所利用的特殊酶是热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)。(2)目的基因上无复制原点、表达所需的启动子和终止子,故要使抗病毒的PVX基因在受体细胞中复制并表达,需要通过质粒载体而不能直接将抗病毒的PVX基因导入受体细胞。(3)将抗病毒的PVX基因导入马铃薯细胞常用的方法为农杆菌转化法。在个体生物学水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是将相应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上。,答案:(1)逆转录多聚酶链式反应热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)(2)复制原点、表达所需的启动子和终止子(3)农杆菌转化法将相应病毒接种到马铃薯植株上的方法,角度二生物技术的伦理问题2.重症联合免疫缺陷(SCID)是一种罕见的遗传病,该病是由于腺苷脱氨酶ADA缺陷所致,ADA活性下降将使细胞损伤或死亡,致细胞体液免疫缺陷,ADA活性缺陷性疾病为X染色体隐性遗传病,虽然ADA编码基因也发现有缺失突变,但大部分为碱基置换突变。(1)某研究小组利用一种经过修饰的腺病毒作为_,将治疗SCID的正常基因导入胚胎干细胞内,胚胎干细胞再经_形成骨髓细胞,然后移植给人体。这种对SCID患者进行治疗的方法称为_。,(2)有一对正常的夫妇生了一个患SCID的儿子,他们希望通过设计试管婴儿再生一个健康的孩子。设计试管婴儿的基本程序:首先为女性注射激素,实现超数排卵,然后从卵巢中吸取卵母细胞,培养到M中期;再将成熟的卵子与获能的精子经_形成受精卵,然后将受精卵移入_中继续培养获得早期胚胎;从早期胚胎中取出一个细胞进行_,选择无致病基因的胚胎进行移植。(3)这对夫妇用该试管婴儿的脐带血救治患病孩子。大多数人认为,用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是符合伦理道德的,理由是_。,【解析】(1)在对SCID患者进行治疗时,首先从病人体内获得治疗SCID的正常基因,进行培养,在体外借助一种经过修饰的腺病毒作为载体进行基因转移,将转入治疗SCID的正常基因的胚胎干细胞定向诱导分化,继而形成骨髓细胞,然后移植给人体,这种治疗方法称为体外基因治疗。(2)设计试管婴儿所需受精卵是通过体外受精形成的。受精卵形成后需移入发育培养液进行培养获得早期胚胎。在进行胚胎移植前要对形成的早期胚胎进行遗传学诊断。(3)用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是符合伦理道德的,理由在于:父母是出于强烈的爱子之心,千方百计地救治自己孩子的行为;同时也是救治患者最好、最快捷的办法之一。,答案:(1)载体细胞分化(定向诱导分化)体外基因治疗(2)体外受精发育培养液遗传学诊断(3)父母是出于强烈的爱子之心,是为了救治孩子(这是救治患者最好、最快捷的办法之一;提供造血干细胞等不会对婴儿造成伤害),【加固训练】回答有关试管婴儿的问题:,(1)试管婴儿技术在生殖方式上属于_,该图示时期是胚胎发育的_期。(2)人的受精卵通过卵裂,产生多细胞胚胎,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_。,【解析】(1)“试管婴儿”技术需要在体外完成精卵结合,属于有性生殖,观察题图可知,该图中有囊胚腔,是典型的囊胚期图。(2)受精卵通过有丝分裂增加细胞数目。(3)受精前,精子需要进行获能处理,卵子需要培养到减数第二次分裂中期才能受精。除体外受精技术外,培育试管婴儿还需要通过早期胚胎培养和胚胎移植技术。(4)“试管婴儿”技术主要用于解决不孕不育问题,而设计试管婴儿可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病等。(5)现在大多数人反对设计婴儿性别,主要是因为破坏了人类正常的性别比例,影响人类社会的发展。,答案:(1)有性生殖囊胚(2)有丝分裂(3)获能减数第二次分裂中期早期胚胎培养、胚胎移植(4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症,后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病(5)破坏了人类正常的性别比例,影响人类社会的发展,