1、研考点重点难点探究 固考基双基体系优化 目 录 ONTENTSC悟高考真题演练 4 课时作业 第十一单元 现代生物科技专题第3讲 胚胎工程及安全伦理问题考纲要求 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.生物技术中的伦理问题()。5.转基因生物的安全性()。6.生物武器对人类的威胁()。一、体内受精和早期胚胎发育1精子和卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸曲细精管时间从开始胚胎出现后和初情期以后变形不需变形分裂均等分裂(第一极体分裂除外)结果形成个精子形成和 3 个极体卵巢初情期性别分化需变形不均等分裂41个卵子2.受精3胚
2、胎发育过程二、体外受精和早期胚胎培养1体外受精2.胚胎的早期培养三、胚胎工程的应用及前景1胚胎移植2胚胎分割3胚胎干细胞四、生物技术的安全性和伦理问题1完善胚胎移植的过程示意图，并填空：(1)排卵是指卵子从中排出，冲卵是指把供体母牛子宫内的冲洗出来。(2)动物的早期胚胎一般发育到胚或阶段才能进行移植。(3)若要获得多个遗传物质完全相同的新个体，可对检查合格的胚胎用胚胎分割技术处理，该过程属于或克隆。卵泡早期胚胎桑椹囊胚无性繁殖2分析试管婴儿与克隆人的培育过程，回答下列问题：.试管婴儿的培育过程：.克隆人的培育过程：(1)试管婴儿技术与克隆技术在技术环节上的主要差异是前者需经过，后者需用到技术。
3、(2)试管婴儿技术属于生殖，克隆技术属于生殖。(3)在的图示中，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过程。体外受精细胞核移植有性无性遗传学诊断考点一 体内受精和早期胚胎发育考点研析1体内受精的过程“四步曲”第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞之间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子与卵细胞膜相互接触，精子入卵。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。2受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两
4、道屏障”概念内容作用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形成精子穿越放射冠的通路，是精子和卵子结合必不可少的条件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防止多精入卵受精的第一道屏障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防止多精入卵受精的第二道屏障3.早期胚胎发育的过程示意图(1)起点是受精卵分裂，在输卵管内完成受精作用时即已开始，直至发育成为成熟的胎儿。(2)卵裂期的特点：细胞有丝分裂使细胞数目增加，但胚胎总体积并不增加或略缩小，因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内遗传物质并未减少。(3)
5、桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。(4)桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。命题探究1胚胎工程应用前景广阔，请回答：(1)胚胎工程是指对动物_所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物_进行的模拟操作。(2)防止多个精子与卵子受精的生理反应包括_。(3)合子形成后即在输卵管内进行_分裂，开始发育。胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为_，其显著
6、特点是胚胎的总体积_。解析：(1)胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，胚胎工程实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。(2)防止多个精子与卵子受精的生理反应包括透明带反应和卵细胞膜反应。(3)合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂；胚胎发育的早期在透明带内进行，这一时期称为卵裂期，其显著特点是胚胎的总体积不增加或略有缩小。答案：(1)早期胚胎或配子 自然受精和早期胚胎发育条件(2)透明带反应和卵细胞膜反应(3)有丝 卵裂期 不增加或略有缩小2如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：(1)写出各个阶段的名称：A：_，B：_，C：
7、_。(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)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只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_、_。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)桑椹胚细胞具有全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚
8、层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。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 卵细胞膜反应考点二 体外受精及胚胎工程的应用考点研析1体外受精与早期胚胎培养(1)体外受精(2)早期胚胎培养培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。2胚胎移植(1)概念：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式
9、得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。(2)胚胎移植的基本程序(3)胚胎移植的生理学基础(胚胎移植成功的保障)环节生理基础意义移入哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期，不论是否妊娠，同种动物供、受体生殖器官的生理变化是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境收集 早期胚胎形成后，未与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态为胚胎的收集提供了可能存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内的存活提供了可能发育供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且不影响供体胚胎的遗传特性为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的
10、保障，且保持了胚胎的优良遗传特性(4)实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。3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繁殖或克隆。(3)注意：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。4胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞)(1)来源：早期胚胎或原始性腺。(2)特点：形态上，体积小、细胞核大、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。(3)培养过程命题探究3应用胚胎工程技术可以培育出“试
11、管牛”。(1)试管牛的培育需体外受精、早期胚胎培养和_以及在母体中发育和产出等过程。体外培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和_。(2)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是_。(3)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤中的核心步骤是_。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是_(填“受精卵”或“乳腺细胞”)。(4)如图是对牛胚胎所做的处理，甲过程使用的是_技术，乙过程取滋养层用于_。解
12、析：(1)卵母细胞培育至减数第二次分裂的中期才具有与精子结合的能力，此时细胞完成了减数第一次分裂，因此在显微镜下可以观察到一个大的次级卵母细胞和一个小的(第一)极体。(2)获取卵母细胞时，通常采用促性腺激素处理，促使其超数排卵，从而可以一次性获取多个卵细胞。(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；将重组质粒导入动物细胞常用的方法是显微注射法，常用的受体细胞是受精卵。(4)根据以上分析可知，甲过程使用的技术是细胞分割技术，乙表示取滋养层细胞进行性别鉴定。答案：(1)胚胎移植(第一)极体(2)促性腺激素(3)基因表达载体的构建 显微注射法 受精卵(4)胚胎分割 性别鉴定4我国已实现部分“胚胎
13、工程产业化”，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，ah 表示操作过程，请回答：(1)培育“试管牛 C”技术的操作流程是_(填字母)，d 操作的名称是_，h操作的核心是_，受精时受体的卵母细胞处于_期。(2)图中数字标号代表的结构名称是_，_，_。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到_阶段的早期胚胎进行分割处理，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(3)图中用到的激素是_，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。解析：胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等多种技术。(1)培育“试管牛 C”包括体外受精胚胎移植后代(
14、abfg)；d 操作是指胚胎移植，h 操作是指基因工程技术，其核心是基因表达载体的构建；受精时受体的卵母细胞处于 M中期。(2)囊胚的结构包括：(内细胞团)、(滋养层)和(囊胚腔)，胚胎分割时一般采用的是囊胚或桑椹胚；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意内细胞团的均等分割。(3)胚胎移植用到的激素是促性腺激素，根据受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应的原理使胚胎在受体子宫中存活。答案：(1)abfg 胚胎移植 基因表达载体的构建 M中(2)滋养层 囊胚腔 内细胞团 桑椹胚或囊胚 将内细胞团均等分割(3)促性腺激素 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应考点三 生物技术的安全性和伦理问题考点研析1分
15、析转基因生物的安全性(1)转基因生物的优缺点优点缺点解决粮食短缺问题；减少农药使用，减少环境污染；增加食物营养，提高附加值；增加食物种类，提升食物品质；提高生产效率，带动相关产业发展可能产生新病毒或新过敏原；可能产生抗除草剂的杂草；可能使疾病的传播跨越物种障碍；可能会损害生物多样性；可能会对人类生活环境造成二次污染(2)转基因生物的安全性辩论关注焦点正方观点反方观点食物安全有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变生物安全(对生物多样性的影响)生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限扩散到种植区之外变成野生种类
16、、成为入侵外来物种、重组出有害病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”环境安全(对生态系统稳定性的影响)不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境打破物种界限，二次污染，重组出的有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体2.试管婴儿(1)试管婴儿的培育过程(2)设计试管婴儿引发的伦理问题观点理由不符合伦理道德把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重早期的生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余的胚胎，无异于“谋杀”有人会滥用设计试管婴儿技术来设计婴儿性别等符合伦理道德设计试管婴儿是为了救人，是救治患者的最好、最快捷的办法之一提供骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤
17、脐带血乃试管婴儿的“身外之物”政府观点 中国卫计委在体外受精胚胎移植及其衍生技术规范中规定，实施体外受精胚胎移植及其衍生技术必须获得卫计委的批准证书3.克隆人(1)克隆人的培育过程(2)克隆技术引发的伦理问题观点理由不赞成克隆人严重违反了人类伦理道德；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；克隆技术尚不成熟赞成技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决；克隆人是一项科学研究，既然是科学，就应该允许研究克隆中国政府的态度禁止生殖性克隆人，原则是不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，但不反对
18、治疗性克隆(3)与试管婴儿的区别试管婴儿技术与克隆技术在技术环节上的主要差异是前者需经过体外受精，后者用到细胞核移植技术。试管婴儿技术属于有性生殖，克隆技术属于无性生殖。4治疗性克隆与生殖性克隆的比较 类型项目 治疗性克隆生殖性克隆目的从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育，获得人的复制品区别水平细胞水平个体水平联系都属无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同命题探究5.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
19、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。请回答下列问题：(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“
20、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：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。受精之后，受精卵进行有丝分裂，使细胞数目增多。观察题图可知，该图中有囊胚腔，是典型的囊胚期图。试管婴儿技术主要用于解决不孕不育问题，而设计试管婴儿主要可以治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病等。大多数人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死，及滥用设计试管婴儿技术，如设计婴儿性别等导致性别比例失调，违反了伦理道德。答案：(1)受精作用 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
21、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；后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断(5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德结论语句要记牢易错易混辨析清1.受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别精子遗传物质进入卵细胞。2.防止多精入卵的两道屏障是：透明带反应和卵细胞膜反应。3.胚胎发育过程：受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚组织器官分化幼体。囊胚开始出现细胞分化，原肠胚出现胚层分化。4.胚胎移植的基本程序：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。5.胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良动物
22、的繁殖潜力。(1)受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚；细胞分化开始于囊胚，桑椹胚的形成没有经过细胞分化。(2)囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团细胞具有全能性。(3)激素应用：胚胎移植过程中两次使用激素，第一次对受体、供体进行同期发情处理用的是孕激素；第二次用于供体超数排卵的是促性腺激素。(4)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。(5)胚胎移植时间：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，人胚胎可在816个细胞阶段移植。几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度较高，移植成功率很低。1(
23、2015高考安徽卷节选).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_。解析：.(1)依据图示，为表达载体构建过程，A 为含有目的基因的表达载体。(2)在核移植前，去掉受体卵母细胞核的目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维
24、细胞；受体细胞应选用减中期的卵母细胞。(3)在胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎的存活提供了可能。(4)由于整合有目的基因的成纤维细胞可以进行传代培养，故理论上可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中(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高考山东卷)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
25、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。解析：(1)图中过程采用体细胞核移植技术；过程为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎的过程，利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时，气体环境为 95%的空气和 5%的 CO2，CO2 作用是维持培养液的
26、 pH。(3)构建基因表达载体时，需用的工具酶为限制酶和 DNA 连接酶。基因表达载体上除目的基因外，还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性，可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官若移植给核供体，则不会发生免疫排斥反应。答案：(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或：酸碱度)(3)限制性核酸内切酶(或：限制酶)DNA 连接酶(注：两空可颠倒)标记(4)内细胞团 B3(2015高考重庆卷)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
27、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
28、因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用_技术。解析：(1)B 为适宜本地生长的母牛，选择 B 作为母本可保证胚胎在母体内正常生长发育。具高产奶基因的纯种公牛与具适宜本地生长基因的纯种母牛杂交的后代 C 未表现出高产奶性状，说明高产奶是隐性性状(假设由基因 a 控制)；同时 C 表现为适宜本地生 长，说 明 适 宜 本 地 生 长 是 显 性 性 状(假 设 由 基 因 B 控 制)。A(aabb)B(AABB)C(AaBb)，A(aabbXY)C(AaBbXX)1/8aaBbXX。(2)胚胎工程中精子要具有受精能力，需对其进行获能处理；卵子的成熟在受精过程(即图中)中完成。在胚胎培养过程中，培养基中的葡萄糖的作用是供能。为筛选出具有优良性状(即高产奶、适宜本地生长)的母牛，在胚胎移植前需鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的基因。(3)采用胚胎分割技术可提高已有胚胎的利用率。答案：(1)生长发育(或胚胎发育)隐性 A C 1/8(2)获能或增强活力 供能 性别、高产奶和适应生长的基因 (3)胚胎分割课时作业 点击进入word.
