01专题八第二讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题及生态工程

高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书第二讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书有关胚胎工程的6个易失分点(1)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(2)防止多精子入卵的机制包括第一道屏障(透明带反应)和第二道屏障(卵细胞膜反应)。(3)胚胎发育的过程中，桑椹胚具有全能性，囊胚是开始分化的阶段，原肠胚时期已出现高度分化。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(4)原肠胚不属于早期胚胎：早期胚胎是指可用于移植的胚胎，包括原肠胚之前的囊胚、桑椹胚，甚至更早的阶段。(5)胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同，除无机盐、营养成分和调节物质外，还需要血清、抗生素等。(6)同期发情和超数排卵所使用的激素不一样：同期发情处理一般用雌性激素，超数排卵处理用促性腺激素。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书1．胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞的内在联系高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(1)胚胎移植的4个结论①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换；胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。②胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书③胚胎移植过程中的两次检查：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。④胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成重组细胞并发育而成或胚胎分割形成的。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(2)胚胎分割的2个注意事项①材料选择：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。②分割注意点：选材为囊胚时，注意将内细胞团均等分割。(3)胚胎工程中受精作用的3个关键点①受精的标志是在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。②受精完成的标志是雌、雄原核的融合。③体外受精时，卵母细胞要培养到减数第二次分裂中期，精子需要获能。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(4)胚胎干细胞的培养流程高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书2．胚胎工程中3个概念的比较(1)试管婴儿与克隆人的差异试管婴儿克隆人技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、胚胎移植生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质主要来自核供体高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(2)试管婴儿和设计试管婴儿的异同点设计试管婴儿试管婴儿流程不同目的用于白血病、贫血症等疾病的治疗解决不孕夫妇的生育问题相同两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都属于有性生殖高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书角度一联系社会热点、科技研究成果，考查胚胎工程操作流程及应用1．(2015·湖北模拟)如图是牛胚胎移植示意图，请回答相关问题：(1)牛胚胎移植过程中，分娩产生的犊牛的遗传物质来自________________。移植前可选择发育良好、形态正常的________进行____________，实现同卵多胎。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(2)胚胎移植前可用SRY—PCR法进行性别鉴定，在用PCR扩增SRY基因时，需要的条件主要有扩增缓冲液、模板DNA、4种脱氧核苷酸、特定引物和____________________。(3)从供体母牛子宫内收集胚胎的方法叫________，其生理学基础是___________。(4)一头良种犊牛成年后肾功能异常，治疗方式选择器官移植，为避免发生免疫排斥，可通过__________________技术获其胚胎干细胞，再诱导分化成相应组织、器官，然后进行移植。胚胎干细胞可来源于囊胚的__________，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，即具有________________。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书解析：(1)在牛胚胎移植过程中，产生的犊牛的遗传物质分别来自于供体公牛和母牛；移植前可选择一些发育较好的早期胚胎，如桑椹胚和囊胚进行胚胎分割，可获得同卵双胚或多胚。(2)PCR技术是体外获得DNA的常用技术，需要的条件有缓冲液、模板、原料，还要有热稳定DNA聚合酶。(3)通过冲卵的方法可获得母牛子宫内的早期胚胎，冲卵中的“卵”是指胚胎，因为早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系。(4)通过动物体细胞核移植技术可获得胚胎干细胞，经过诱导分化成所需的组织或器官进行移植；囊胚的内细胞团尚未分化，具有发育的全能性，可分化为动物体内任何组织的细胞。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书答案：(1)供体公牛和母牛桑椹胚或囊胚胚胎分割(2)TaqDNA聚合酶(或热稳定DNA聚合酶)(3)冲卵早期胚胎未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态(4)体细胞核移植内细胞团发育的全能性高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书2．美国政府曾批准首例胚胎干细胞(ES细胞)人体临床实验。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题：(1)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，培养过程如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，必须用__________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。胚胎干细胞的结构特点是_____________________________。在培养动物细胞时，培养液中加入抗生素的目的是________________________。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(2)体外培养胚胎干细胞时，通常要加入________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的________和________；早期胚胎发育到________阶段以前的细胞是全能细胞。(3)胚胎干细胞可被应用于___________________等领域。(4)你支持应立法保护利用胚胎干细胞进行治疗性克隆吗？请陈述理由。______________________________。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书答案：(1)胰蛋白酶细胞体积小、细胞核大、核仁明显防止细菌污染(2)动物血清温度pH桑椹胚(3)治疗某些顽症，培育出人造组织器官进行移植，研究细胞分化(答案合理即可)(4)支持，通过人体胚胎干细胞进行克隆人体组织器官，可治疗人类很多顽症(或反对，通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞，胚胎是生命的开始，以一个生命的代价去挽救另一个生命，是违背伦理道德的)高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书角度二依托流程图示，考查生物工程的综合应用3．(2015·青岛一模)科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图。请回答相关问题：高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(1)过程①获得重组胚胎之前需要通过______________技术获得重组细胞，接受细胞核的去核卵母细胞应该处于________时期。(2)步骤②中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其______分离出ES细胞。步骤③中，需要构建含有干扰素基因的________。构建之前可以利用________技术对目的基因进行扩增。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(3)将基因导入ES细胞常用的方法是______________法。体外诱导ES细胞向不同方向分化是利用了ES细胞的________________。(4)为检测干扰素基因的表达情况，可采用____________(方法)，若有杂交带出现，表明目的基因已成功表达。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书解析：(1)过程①获得重组胚胎之前需要通过核移植技术获得重组细胞，接受细胞核的去核卵母细胞应该处于MⅡ期。(2)ES细胞可以从囊胚的内细胞团中分离出来，将目的基因导入受体细胞前，需要构建含有目的基因(干扰素基因)的表达载体。PCR技术可在体外大量扩增目的基因。(3)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。体外诱导ES细胞向不同方向分化是利用了ES细胞的全能性。(4)为检测目的基因的表达情况，可采用抗原—抗体杂交技术，若有杂交带出现，表明目的基因已成功表达。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书答案：(1)核移植MⅡ(2)内细胞团表达载体PCR(3)显微注射全能性(4)抗原—抗体杂交技术高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书4．(2015·浙江模拟)人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：a．将人体血清白蛋白基因导入“雌性奶牛胚胎”的细胞中，形成重组细胞①；b．取出重组细胞①的细胞核，注入去核牛卵细胞中，形成重组细胞②；高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书c．电脉冲刺激重组细胞②促使其形成早期胚胎；d．将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)重组细胞①和②中________(填“①”或“②”)实现了基因的重组。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书(2)在实验过程a中要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是_________________________。(3)实验过程b利用的技术是________，胚胎工程操作中最后环节是________。(4)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，让其分别发育成小牛，这些小牛的基因型(填“相同”或“不同”)__________，理由是_____________，此项技术称为________。(5)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES细胞)，培养如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，必须用____________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。培养过程中作为饲养层的是____________细胞。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书解析：利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白的大致过程，a利用了基因工程，b利用了细胞工程中细胞核移植技术，c利用了动物细胞培养的技术，d利用了胚胎移植的技术。(1)基因表达包括转录和翻译。重组细胞①实现了基因重组，重组细胞②实现了细胞核和细胞质的重组。(2)雌性奶牛能分泌乳汁，雌性转基因牛进入泌乳期后，可以从其乳汁中获得血清白蛋白。(3)过程b利用了细胞核移植技术，胚胎工程的最后一个环节是胚胎移植。(4)早期胚胎分离成的若干个胚胎细胞发育成的小牛基因型是相同的，因为这些胚胎干细胞都是同一个受精卵经过有丝分裂得到的，此项技术称为胚胎分割。(5)上述过程利用了基因工程、细胞工程、胚胎工程等技术。在培养过程中，要用胰蛋白酶处理胚胎成纤维细胞，使之分散成单个细胞。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书答案：(1)①(2)雌性转基因牛进入泌乳期后，可以从其乳汁中获得血清白蛋白(3)核移植胚胎移植(4)相同它们来自同一个受精卵胚胎分割(5)胰蛋白酶胚胎成纤维高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书规避与生态工程基本原理有关的3个易失分点(1)不同的生态工程所依据的原理可能不同。建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。(2)实现生态经济一定要遵循生态学的基本原理，如果违背这个原理，就一定会由盛转衰，最终导致崩溃。(3)污染物并不是不能利用的资源：对环境造成危害的污染物，采取一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。高考专题辅导与测试·生物创新方案系列丛书1．牢记5种生态工程具体实例的生态学原理(1)无废弃物农业——遵循物质循环再生原理(2)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。(3)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理。(4)污水排放与水体富营养化，引种考虑适应环境——协调与平衡原理。(5)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——整