高考生物复习第38讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题.pptx
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1、第38讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题,第十单元现代生物科技专题,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()。4.转基因生物的安全性()。5.生物武器对人类的威胁()。6.生物技术中的伦理问题()。,考点一体内受精和早期胚胎发育,考点二体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用,内容索引,考点三生物技术的安全性和伦理问题,重温高考演练模拟,知识网络答题语句,课时作业,考点一,体内受精和早期胚胎发育,1.精子和卵子的发生的比较(1)精子的发生,梳理知识要点,有丝,次级精母细胞,(2)卵子的发生,次级卵母,第二极体,卵原,2.受精
2、(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,减数第二次分裂中,(3)受精过程,第一步,第二步,精子穿越放射冠和透明带,反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质,_是防止多精入卵受精的第一道屏障,透明带反应,精子进入卵细胞膜,_是防止多精入卵受精的第二道屏障,卵细胞膜反应,第三步,第四步,原核的形成,合子,雄原核形成和雌原核形成,雌雄原核融合形成合子(受精卵形成),顶体,易混辨析受精过程的三个易混点(1)精子获能是指精子获得受精
3、“能力”,而不是获得能量。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。(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;而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。,3.早期胚胎发育,卵裂期,细胞分裂方式:分裂细胞数量增多,胚胎总体积不增加或略有缩小,有丝,_,细胞数目为32个左右细胞都具有全能性,_,:发育为胎儿的各种组织:发育成胎膜和胎盘,外胚层:内细胞团表层的细胞内胚层:内细胞团下方的细胞,桑椹胚,囊胚,内细胞团,滋养层细胞,原肠胚,1.判断常考语句,澄清易混易错(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的()(2)从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的
4、精子进行体外受精()(3)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力()(4)排卵是指卵泡从卵巢中排出()(5)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(),2.分析命题热图,明确答题要点如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段,请据图分析:,(1)A、B、C的名称分别是什么?,提示,(2)图中的4和7两个空腔是同一个结构吗?,提示,(3)细胞分化开始出现于哪个时期?1部分的细胞将来形成什么结构?,提示,(4)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?,提示,命题点一图析配子的发生1.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
5、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)。,探究命题方向,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,答案,解析,命题点一图析配子的发生2.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,答案,解析,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,命题点二体内受精及早期胚胎发育过程分析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,
6、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,答案,解析,命题点二体内受精及早期胚胎发育过程分析4.下图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是,答案,解析,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,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
7、:胚胎总体积不变或略有缩小,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。,考点二,体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用,(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。,1.体外受精(1)卵母细胞的采集和培养,梳理知识要点,超数排卵法:用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:、手握法、_获能:、化学诱导法,促性腺激素,假阴道法,电刺激法,培养法,获能的精子,获能溶液,2.胚胎的早期培养(1)目的:检查受精
8、状况和受精卵的发育能力。(2)培养液:培养液,成分包括无机盐、维生素、氨基酸、等营养成分,以及等物质。(3)胚胎处理:向或冷冻保存。,有机盐,激素,核苷酸,血清,受体移植,发育,特别提醒早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较,3.胚胎工程的应用及前景(1)胚胎移植地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。过程,同期发情,胚胎移植,超数,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)胚胎干细胞来源:。特点:形态上,体积小、核大、核仁明显;功能上具有_;体外培养
9、条件下可以。,雌性优良个体的繁殖潜能,桑椹胚或囊胚,动物的无性生殖即克隆,内细胞团,早期胚胎或原始性腺,发育的全能性,增殖而不分化,特别提醒干细胞的分类及特点,1.判断常考语句,澄清易混易错(1)培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质()(2)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植()(3)在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割()(4)在胚胎移植中,对供体母畜要做超数排卵处理,对供、受体要做同期发情处理()(5)胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚()(6)胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点(),2.分析命题热图,明确答题要点胚胎移植是胚胎工程
10、中的核心技术,右图表示胚胎移植的操作流程。请据图思考下列问题:,(1)图中供体牛和受体牛分别是哪些?选择标准是什么?,提示,(2)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理?,提示,(3)用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎?,提示,(4)排卵和冲卵有什么区别?,提示,命题点一体外受精和早期胚胎培养过程分析1.如图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是,答案,解析,探究命题方向,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,在进行体外受精时,获取的精子需获能后才能进行体外受精;图中的过程是受精作用,该过程涉及精
11、卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等;过程是卵裂过程,该过程的细胞增殖方式是有丝分裂;过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程,属于胚胎移植过程。,命题点一体外受精和早期胚胎培养过程分析2.根据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题。(1)体外受精的过程主要包括_、_及受精等几个步骤。,答案,解析,卵母细胞的采集和培养,精子的采集和获能,(2)精子获能的方法有_和_。,答案,解析,培养法,化学诱导法,(3)体外采集小鼠的卵子常用_。A.超数排卵处理法B.活体采卵法C.从早期胚胎中采集D.从屠宰后母鼠卵巢中采集,答案,解析,(4)怎样用一个流程图表示体外受精过程?,答案,如图所示,人
12、工授精和体外受精的比较,命题点二胚胎移植培育试管动物的流程考查3.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,答案,解析,卵细胞形成中的减数第二次分裂是在受精作用过程中完成的,A错误;过程是以哺乳动物早期胚胎处于游离状态为前提,B错误;过程是“对胚胎进行质量检查”,可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚,C错误
13、;过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致,D正确。,命题点二胚胎移植培育试管动物的流程考查4.(2015重庆,8)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)。,答案,解析,生长发育或胚胎发育,隐性,AC,1/8,
14、(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。,获能或增强活力,供能,性别、高产奶和适应,生长的基因,答案,解析,(3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用_技术。,答案,解析,胚胎分割,克隆动物和试管动物的异同,(1)试管动物和克隆动物的性状不同:前者由父本和母本共同决定,后者一般与核供体相同。(2)试管动物和克隆动物的生殖方式不同:前者是有性生殖,后者是无性生殖。(3)试管动物和克隆动物的产生
15、过程不同:前者经过了体外受精过程,后者经过了核移植过程。(4)试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同:前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体,后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。,命题点三胚胎分割和胚胎干细胞的应用及过程分析5.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,答案,解析,命题点三胚胎分割和胚胎干细胞的应用及过程分析6.阅读如下材料,回答下列问题: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
16、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。,(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
17、,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。,答案,桑椹胚或囊胚,原始性腺,饲养层,载体,无害,分化诱导,选择性表达,免疫排斥,(1)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。(2)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。,滋养层饲养层,考点三,生物技术的安全性和伦理问题,1.转基因生物的安全性,(1)转基因成果,重组微生物基因制药转基因优良家畜、家禽
18、生产细胞产品转基因抗性农作物,(2)对安全性问题的争论转基因生物与食物安全a.反对“”。,工程菌,生物反应器,实质性等同,梳理知识要点,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“”。,滞后效应,过敏原,营养成分,生态平衡,其他生物的生存,病原体,超级杂草,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。(3)理性看待转基因技术正视转基因技术可能带来的安全性问题,要_,不能因噎废
19、食。制定,最大程度保证转基因技术和产品的安全性。,生态系统,人类生活环境,趋利避害,政策和法规,2.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,具体医疗,基因检,测,基因歧视,伦理道,德,3.禁止生物武器(1)生物武器的种类(连线),致病菌、病毒,种类,生化毒剂,基因重组的致病菌,实例,a.重组流感病毒、新型鼠痘病毒,b.鼠疫菌、炭疽杆菌,c.肉毒杆菌毒素,(2)我国政府观点:在任何情况下生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。,不发展、不生产、不储存,1.判断常考语句,澄清易混易错(1)国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害()(2
20、)转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中()(3)目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上()(4)转基因作物被动物食用后,目的基因会转入动物体细胞中()(5)种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物的遗传(基因)多样性()(6)我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆(),2.分析命题热图,明确答题要点下图是培育试管婴儿的过程,请分析:,(1)过程对精子和卵细胞有什么要求?,提示,(2)进行过程时,应选择什么时期的早期胚胎?,(3)图中和两种获得试管婴儿的培育方法有何不同?,提示,提示,探究命题方向,命题点一生物技术的安全性问题分析1.转基因生物的安全性引起人们争论的技
21、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.,答案,解析,命题点一生物技术的安全性问题分析2.阅读以下材料,回答问题:材料自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来,转基因鱼的研究取得很大进步。如转入外源生长激素(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。最近,我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统。(1)转基因鱼培育成功的物质基础是_。,答案,解析,遗传物质都是DNA,(2)已知
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