1、第38讲 胚胎工程及生物技术的 安全性和伦理问题,1.简述动物胚胎发育的基本过程。 2.简述胚胎工程的基本技术。 3.关注转基因生物的安全性问题。 4.举例说出生物武器对人类的威胁。 5.讨论生物技术中的伦理问题。 6.活动:利用互联网搜集有关干细胞研究进展的资料。 7.活动:搜集文献资料,就“转基因食品是否安全”展开辩论。 8.搜集历史上使用生物武器的资料,并分析其严重危害。,-3-,必备知识梳理,关键能力突破,体内受精与早期胚胎发育 1.精子和卵子的发生,-4-,必备知识梳理,关键能力突破,-5-,必备知识梳理,关键能力突破,-6-,必备知识梳理,关键能力突破,2.体内受精 (1)场所:雌
2、性动物的 输卵管 内。 (2)受精前的准备阶段 精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在 雌性动物生殖道 发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。 卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到 减中期 时,才具备与精子受精的能力。,-7-,必备知识梳理,关键能力突破,(3)受精过程,顶体,透明带反应,卵细胞膜反应,-8-,必备知识梳理,关键能力突破,-9-,必备知识梳理,关键能力突破,-10-,必备知识梳理,关键能力突破,教材拾遗1.(选修3第63页“讨论”)(1)一个卵泡中能形成几个成熟的卵子? 答案正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 (2)排卵是指卵子从卵泡中排出,还是
3、指卵泡从卵巢中排出? 答案是指卵子从卵泡中排出。 (3)刚排出的卵是成熟的卵子吗?卵子在母体的什么部位与精子受精? 答案刚排出的卵子尚未完全成熟,仅完成减数第一次分裂,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。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。,-11-,必备知识梳理,关键能力突破,2.(选修3第64页“旁栏思考题”)进行体外受精时,将卵母细胞取出后,是否应当将它置于与输卵管中相似的环境,让它进一步成熟? 答案是的。从卵巢上取出的卵母细胞还没有成熟,尚未完成减数第一次分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养,才能使其成熟,即达到受精前的成熟阶段。,-12-
4、,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程的分析,建立起结构与功能相适应的观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,理解哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。 3.科学探究运用已有的减数分裂和受精作用等知识探究哺乳动物的胚胎发育过程。 4.社会责任通过胚胎工程的建立过程,认识到科学、技术与社会就是在这种相互影响中得到发展的。,-13-,必备知识梳理,关键能力突破,图甲表示卵子的发生过程,图乙表示哺乳动物发育过程的几个阶段,请据图回答下列问题。,-14-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)图甲中A是第一极体,B、E分别指合子和受精,阶段C是指
5、胎儿期,阶段D是指初情期后。能发生染色体着丝点分裂的阶段是 (填图中标号)。 (2)细胞分化开始出现于哪个时期?部分的细胞将来形成什么结构? 答案细胞分化开始出现于G(囊胚)时期。部分的细胞将来形成胎膜和胎盘。 (3)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? 答案卵裂过程中,细胞只分裂而不生长,所以每个细胞的体积越来越小,总的体积基本不变。,-15-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 精、卵细胞的发生过程分析 1.下列不是精子、卵子发生的区别的是( ) 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
6、中染色体的数目,答案,解析,-16-,必备知识梳理,关键能力突破,2.观察家畜卵子的发生和成熟示意图,思考并回答下列问题。(1)图中表示的细胞名称依次是 。假设该动物体细胞内有染色体2n条,则四种细胞内的染色体数目依次是 。,-17-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)图中a、b、c表示细胞分裂,依次为 ,在精子与卵子结合过程中完成的分裂是 (填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是 。 (3)a、b、c过程依次发生在个体发育的什么时期? 。精子的发生与之不同的是整个过程都在 后完成。 (4)卵子的发生与成熟过程进行到图中时,即可进行受精,判断卵子是否受精的标志是 。,-18-,
7、必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞 2n、2n、n、2n (2)有丝分裂、M分裂、M分裂 c 透明带、卵细胞膜 (3)胎儿期、初情期后、初情期后(受精时) 初情期 (4)在卵细胞膜和透明带间隙是否可以观察到两个极体,-19-,必备知识梳理,关键能力突破,解析 (1)中有第一极体,说明b、c两个过程分别代表减数第一次分裂和减数第二次分裂。减数第一次分裂产生的为次级卵母细胞;卵原细胞进行DNA复制后体积增大,形成初级卵母细胞。受精过程中进行的减数第二次分裂c产生,中包含了雄原核与雌原核融合后的细胞核,染色体数目恢复到体细胞数目。 (2)(3)卵原细胞通过有
8、丝分裂使自身数目增加,所以a为有丝分裂。动物的胚胎在性别分化以后,雌性胎儿卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂的方式不断增加数量,并演变为初级卵母细胞,这些初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡。减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后(初情期)完成的;减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的过程中完成的。 (4)在透明带与卵细胞膜间隙观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志。,-20-,必备知识梳理,关键能力突破,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
9、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。,-21-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 体内受精及早期胚胎发育过程分析 3.(2018云南师大附中调研)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
10、、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,答案,解析,-22-,必备知识梳理,关键能力突破,4.下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. 。 (2)写出图中各标号的名称: 2 ;4 ;5 ; 7 ;8 。,-23-,必备知识梳理,关键能力突破,(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形成,防止多精入卵受精的两道屏障分别是 、 。,-24-,必备知识梳理,关键能力突破,答案
11、 (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 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)桑椹胚时期的细胞具有全能性;囊胚开始出现细胞分化,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
12、多精入卵的两道屏障。,-25-,必备知识梳理,关键能力突破,1.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)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。 (3)受精的标志不等于受精完成的标志。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。 2.卵裂期胚胎中的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,不从母体获取有机物,而一直通过呼吸等代谢过程消耗,有机物总量减少。 (2)细胞体积: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
13、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。,-26-,必备知识梳理,关键能力突破,体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 1.体外受精与早期胚胎培养 (1)体外受精,-27-,必备知识梳理,关键能力突破,(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: 受体移植或冷冻保存 。,-28-,必备知识梳理,关键能力突破,2.胚胎移植 (1)地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。 (2)主要过程对供、受体的选择和处理 配种或进行人工授精 ,-29-,必备知识梳理,关键能力突破, 胚
14、胎移植方法:手术法和非手术法 胚胎移植后的检查检查受体母牛是否 妊娠 (3)意义:充分发挥 雌性优良个体的繁殖潜能 。,-30-,必备知识梳理,关键能力突破,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 。,-31-,必备知识梳
15、理,关键能力突破,(3)培养过程,教材拾遗(选修3第79页“旁栏思考题”)对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为什么要将内细胞团均等分割? 答案内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,含内细胞团少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。,-32-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对哺乳动物体外受精技术的分析,建立起结构与功能相适应的观念。 2.科学思维运用比较与概括的方法,理解哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤和哺乳动物胚胎的早
16、期培养方法。 3.科学探究运用已有的体内受精和早期胚胎发育的过程等知识探究哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤和早期胚胎的培养方法。 4.社会责任认识到体外受精在家畜快速繁殖中具有重要作用;关注胚胎工程的研究进展和应用价值。,-33-,必备知识梳理,关键能力突破,(科学探究、社会责任)(2015山东高考)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:,-34-,必备知识梳理,关键能力突破,(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
17、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。,-35-,必备知识梳理,关键能力突破,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 B,-36-,必备知识梳理,关键能力突破,解析 本题主要考
18、查了动物细胞工程、胚胎工程的技术手段,以及基因工程的工具。 (1)把B个体的体细胞核移植到A个体去核的卵母细胞中,得到的重组细胞再经过早期胚胎培养获得发育到不同时期的早期胚胎。 (2)动物细胞培养需要在含有95%空气和5%二氧化碳的混合气体的培养箱中进行培养,二氧化碳可维持培养液的pH(酸碱度)。 (3)构建基因表达载体时需对目的基因和运载体用限制酶和DNA连接酶进行改造。基因表达载体必须含有标记基因以便于筛选出含目的基因的受体细胞。 (4)胚胎干细胞可来自囊胚中的内细胞团。因为该胚胎的细胞核遗传物质全部来自B个体,所以图中获得的组织和器官适合移植给B个体。,-37-,必备知识梳理,关键能力突
19、破,考向1 体外受精过程和早期胚胎培养分析 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( ),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,答案,解析,-38-,必备知识梳理,关键能力突破,2.(2019广西桂林十八中月考)小鼠是常用实验动物,其受精卵在交配24小时后进行第一次分裂,3天后发育成桑椹胚,并进入子宫。下图为转基因鼠培育过程流程图。请据图回答问题。,-39-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)给供体母鼠注射促性腺激素,目的是使其 。在供体母鼠交配后的次日清晨,从其 处收集受精卵,置于含
20、 的混合气体的培养箱中培养。 (2)受精卵在培养箱中培养几小时后,可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到 。将DNA溶液注入受精卵的 原核中,注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵,马上进行移植,或放入 中保存。 (3)受精卵移植的前一天晚上,受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配,使母鼠呈假孕的生理状态,这样做的目的是 。 (4)由于科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限,再加上目的基因是异种生物基因,同时由于 , 所以在转基因小鼠中,有时候会出现一些科学家意想不到的后果。,-40-,必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)超数排卵 输卵管 95%空气加5%CO2 (2)两个极体
21、 雄 -196 液氮 (3)为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境 (4)目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的,-41-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 胚胎移植和胚胎分割的条件和过程分析 3.下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。请回答下列问题。,-42-,必备知识梳理,关键能力突破,(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)对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是 。 (3)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
22、最可能原因: 。 (4)图中b、c分别代表囊胚的 。 (5)图中过程表示 ,由一个囊胚经过程得到的B、C牛性别相同的概率为 。,-43-,必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)获能 透明带反应、卵细胞膜反应 (2)促使其超数排卵 (3)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) (4)囊胚腔、内细胞团 (5)胚胎分割和胚胎移植 100% 解析 (1)图中过程指的是获能的精子与成熟卵细胞结合成合子,完成受精作用的过程。防止多精入卵的两道屏障为透明带反应和卵细胞膜反应。 (2)为了使良种奶牛产生多个卵细胞,需用促性腺激素处理。 (3)将目
23、的基因导入受体细胞的DNA中,如果破坏生命活动必需的某些基因,受体细胞将会死亡,不能发育成转基因生物。 (4)由一个囊胚得到两个个体,要涉及胚胎分割和胚胎移植技术,且得到的两个个体性别相同。,-44-,必备知识梳理,关键能力突破,胚胎移植的三个关键环节 (1)移植的胚胎必须在原肠胚之前,但不能直接移植受精卵。(3)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。,-45-,必备知识梳理,关键能力突破,考向3 胚胎干细胞的应用及过程分析 4.(2018江苏南京金陵中学期末)请据图分析回答下列问题。(1)图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从 或 中分离获取。,-46-,
24、必备知识梳理,关键能力突破,(2)过程是将胚胎干细胞置于经射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上,并加入动物血清、抗生素等物质培养,维持细胞不分化的状态。在此过程中,饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的 ,加入抗生素是为了 。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。 (3)过程是将带有遗传标记的ES细胞注入囊胚的囊胚腔,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素,这项研究利用了胚胎干细胞具有 的特点。在哺乳动物早期胚胎发育过程中,囊胚的后一个阶段是 。,-47-,必备知识梳理,关键能力突破,(4)过程是培育转基因小鼠,将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建
25、基因表达载体,目的是 。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是 。 (5)过程得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时,必须去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是 ,该过程研究的意义在于有利于解决 问题。 (6)该研究中,包含的生物技术有 (至少写出两种)。,-48-,必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)早期胚胎 原始性腺 (2)营养物质 防止杂菌污染 (3)发育全能性 原肠胚 (4)使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用 显微注射法 (5)去除胸腺后不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞
26、不会被排斥 临床上供体器官不足或器官移植后发生免疫排斥等 (6)动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植,-49-,必备知识梳理,关键能力突破,解析 (1)胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中分离获取。(2)饲养层细胞可为胚胎干细胞增殖提供所需的营养物质,而加入抗生素可防止杂菌污染。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性。哺乳动物的早期胚胎发育过程为受精卵桑椹胚囊胚原肠胚。(4)基因工程中最关键的步骤为构建基因表达载体,目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法。(5)为解决免疫排斥问
27、题,在实验时,必须去除小鼠的胸腺,使其不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞不会被排斥。为解决临床上供体器官不足等问题,常用转基因动物作器官移植的供体。(6)该研究中,包含的生物技术有动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植等。,-50-,必备知识梳理,关键能力突破,干细胞的分类及特点,-51-,必备知识梳理,关键能力突破,生物技术的安全性和伦理问题 1.转基因生物的安全性 (1)转基因生物存在安全性问题的原因 目前对 基因的结构 、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。 目的基因往往是 异种生物 的基因。 外源基因插入宿主基因组的部位往往是 随机 的。 (2)对
28、转基因生物安全性的争论:在 食物安全、生物安全、环境安全 三个方面存在激烈的争论。 (3)理性对待转基因技术: 趋利避害,不能因噎废食 。,-52-,必备知识梳理,关键能力突破,2.生物技术中的伦理问题 (1)克隆 治疗性克隆与生殖性克隆中国政府的态度: 禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆。,-53-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)试管婴儿与设计试管婴儿试管婴儿与设计试管婴儿都要通过体外受精,并进行体外早期胚胎培养和胚胎移植,不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行“遗传学诊断”。 3.基因身份证 (1)否定的理由:个人基因资讯的泄露造成 基因歧视 ,势必造成遗传学失业大军、个人婚姻困难和人际关
29、系疏远等。 (2)肯定的理由:一些遗传性疾病在后代中复现率很高,通过基因检测可以 及早预防,适时治疗 ,达到挽救患者生命的目的。,-54-,必备知识梳理,关键能力突破,4.生物武器 (1)种类:致病菌、 病毒 、生化毒剂,以及经过 基因重组 的致病菌。 (2)中国政府的态度:在任何情况下 不发展、不生产、不储存 生物武器,并反对 生物武器及其技术和设备 的扩散。,-55-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对与生物技术安全性和伦理问题有关的讨论,建立起科学价值观。 2.科学思维运用批判性思维的方法,理解不同观点的内容和论据。 3.社会责任认识到生物武器对人类的威胁。,-
30、56-,必备知识梳理,关键能力突破,(社会责任)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( ) A.应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质 B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆 C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿 D.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力,答案,解析,-57-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 生物技术的安全性 1.阅读以下材料,回答下列问题。 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
31、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生态系统。,-58-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)转基因鱼培育成功的物质基础是 。 (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 个。 (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,以致其生长速度快于非转基因鱼,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
32、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,培育成功的三倍体“湘云鲫”,其形成过程是 。试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因。 。,-59-,必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)遗传物质都是DNA (2)1 146 (3)转基因鱼体内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,会使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争加剧,可能引起生态危机 (5)转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体,然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体 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
33、、竞争,引起生态危机,-60-,必备知识梳理,关键能力突破,解析 (1)转基因技术就是通过基因拼接,把目的基因拼接到载体上,实质上是DNA之间的连接。(2)GH是含有191个氨基酸的蛋白质,蛋白质的氨基酸数目、控制蛋白质合成的mRNA上的碱基数目及控制蛋白质合成的DNA上的碱基数目的比值为136,所以转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是1 146个。(3)该转基因鱼转入的是生长激素基因,生长激素能促进生长,主要是促进蛋白质的合成和骨的生长。(4)由于鱼类具有易于逃逸、扩散的特点,当转基因鱼扩散到其他环境时,与其他种类的鱼杂交,被转入的基因就有可能转移到其他的鱼体内,造成基因污染;同时,由于该种转基
34、因鱼具有生长优势,会使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争时,优势明显,所以可能引起生态危机。 (5)三倍体鱼由于不能产生正常的生殖细胞,无法繁殖后代,因此不会造成生态危机。,-61-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 生物技术的伦理道德问题 2.(2018黑龙江齐齐哈尔三模)随着生物技术的发展,现代的试管婴儿技术不仅能解决部分人的生育问题,还能用于部分肿瘤疾病、遗传性疾病的治疗等,实现优生优育。回答下列问题。 (1)培育试管婴儿时,为了提高受孕率,需培植多个胚胎,因此需要用 处理,促进女性排出更多的卵子。 (2)从受精卵到原肠胚需依次经历哪些时期? 卵裂期 。,-62-,必备知识梳理,关键能
35、力突破,(3)一对夫妻,妻子是血友病患者,而丈夫正常。为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行 ,目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序:从被检测的囊胚中取出几个 (填“滋养层”或“内细胞团”)细胞,提取DNA进行扩增,用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)制成的探针进行检测,若未出现杂交链,胚胎性别为 ,而基因工程中 也会用到DNA探针。,-63-,必备知识梳理,关键能力突破,(4)下图是进行治疗性克隆时获取病人胚胎干细胞的两种方法,其中方法一中的获得用到了 技术,方法二中获得运用的原理是 。,-64-,必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)促性腺激素 (2
36、)桑椹胚期囊胚期 (3)性别鉴定 滋养层 女性 目的基因的检测和鉴定 (4)显微注射 细胞膜具有一定的流动性,-65-,必备知识梳理,关键能力突破,解析 (1)促性腺激素能促进超数排卵。(2)受精卵发育至原肠胚需要依次经历的时期为卵裂期桑椹胚期囊胚期。(3)血友病属于伴X染色体隐性遗传病(相关基因用B、b表示)。一对夫妻,妻子是血友病患者(XbXb),而丈夫正常(XBY),则他们所生儿子均患病,女儿均正常,因此为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行性别鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序:从被检测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA进行扩增,用位于Y染色体上
37、的性别决定基因(即SRY基因)制成的探针进行检测,若未出现杂交链,说明不含Y染色体,则胚胎性别为女性。基因工程中目的基因的检测和鉴定也会用到DNA探针。(4)方法一中的获得用到了显微注射技术,方法二中获得的方法是细胞融合,而细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。,-66-,必备知识梳理,关键能力突破,试管婴儿和设计试管婴儿的异同点(1)过程不同:设计试管婴儿胚胎移植前需要进行遗传学诊断,而试管婴儿无须进行遗传学诊断。 (2)应用不同:试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题,而设计试管婴儿主要用于白血病等的治疗。 (3)相同点:两者都是体外受精,并且都需要进行体外早期胚胎培养,都要经过胚胎移植,都
38、是有性生殖。,-67-,1,2,3,4,5,1.精子和卵子在发生上的重要区别是( ) A.受精前精子有获能反应,而卵子没有 B.卵子的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的,而精子是在初情期之后 C.卵子形成的时间很长,而精子只需要两个月左右 D.卵原细胞的增殖过程是通过有丝分裂,而精原细胞的增殖过程则是通过减数分裂,答案,解析,-68-,1,2,3,4,5,2.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是 ( ) A.精子在获能液中于37 、5% CO2 条件下培养的目的是使精子获能 B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用 C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因
39、此发育成的个体没有形态学差异 D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育,答案,解析,-69-,1,2,3,4,5,3.下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤,下列叙述正确的是( )A.胚胎移植可以定向产生基因突变 B.可选择在桑椹胚期进行胚胎分割 C.两个胚胎具有不同遗传物质 D.可移植到任何母牛子宫内发育,答案,解析,-70-,1,2,3,4,5,4.转基因生物的安全性引起人们争论的技术原因是( ) 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,-71-,1,2,3
40、,4,5,5.(2018河南信阳摸底)如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛。据图回答下列问题。,-72-,1,2,3,4,5,(1)应用1为获得克隆牛的过程,从活体牛的卵巢中吸取的卵母细胞需要在体外培养到 期,并通过 去除卵母细胞中的细胞核。最终克隆动物的遗传物质来自 。 (2)应用2为获得试管牛的过程,在 前,需要对采集的优良公牛的精子用 法进行获能处理。胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序,胚胎能够在受体内存活的生理基础是 。 (3)应用3中的细胞C取自牛胎儿的 。应用4在获得二分胚和的同时,需要取囊胚的 细胞做DNA分析进行性别鉴定。,-73-
41、,1,2,3,4,5,答案 (1)减数第二次分裂中(M中) 显微操作 供体1和供体2 (2)体外受精 化学诱导 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 (3)原始性腺 滋养层 解析 应用1:供体1提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛。应用2:优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属有性生殖。应用3:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。应用4:采用了胚胎分割技术。,-74-,1,2,3,4,5,(1)从活体牛的卵巢中吸取的卵母细胞需要在体外培养到减数第二次分裂中期;核移植时,需要采用显微操作去除卵母细胞中的细胞核;由以上分析可知,应用1中获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2,因此其遗传物质来源于供体1和供体2。(2)在受精前,需要对精子进行获能处理,对于牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这是胚胎能够在受体内存活的生理基础。(3)胚胎干细胞来自早期胚胎或原始性腺,因此应用3中的细胞C取自胎儿的原始性腺,取囊胚的滋养层细胞可做DNA分析进行性别鉴定。,
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