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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频考点整合考点一受精及胚胎发育的过程1．受精过程(1)准备阶段：包括精子获能及卵子达到减数第二次分裂中期。(2)受精阶段：包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，雌、雄核形成及其融合。(3)防止多个精子受精的屏障①透明带反应。②卵黄膜封闭作用。(4)受精的标志和受精完成的标志①卵子受精的标志：在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。受精卵卵裂越来越小，总体积基本不变桑椹胚：卵裂形成的包括32个细胞左右的胚，每个细胞都属于全能细胞囊胚特点：细胞已分化，内细胞团将发育为胎儿的各种组织组织器官形成幼体2.早期胚胎发育过程训练1下列有关胚胎工程的叙述，正确的是()A．“试管动物”的生殖方式属于无性生殖B．卵裂时期每一个细胞的体积比受精卵大C．通过胚胎移植技术可充分发挥良种母畜的繁殖潜力D．对某一胚胎的干细胞核移植，产生的动物中雄性和雌性的概率各占1/2解析“试管动物”是通过体外受精，体内发育获得的，属于有性生殖。卵裂时期每一个细胞的体积比受精卵小。对某一胚胎的干细胞核移植，产生的子代动物个体性别相同。C训练2(2009·江苏卷，8)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加B．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割C．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D．胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取解析A项中，由于呼吸作用不断消耗有机物，有机物总量不断减少；B项中，胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割；C项中胚胎干细胞具有旺盛的分裂能力，蛋白质合成旺盛，核仁应较大；D项中胚胎干细胞是一类未分化、分裂能力很强的细胞，可从早期胚胎中分离获取。答案D考点二胚胎移植的基础及其操作流程1．生理学基础(1)哺乳动物排卵后，同种供受体生殖器官的生理变化是相同的，这是胚胎能够移入受体的生理基础。(2)早期胚胎形成后，未与母体子宫建立联系，而是处于游离状态，这是胚胎收集的生理基础。(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎在受体内能够存活的生理基础。(4)供体胚胎可与受体子宫建立联系，且不影响供体胚胎的遗传特性，这是供体胚胎正常发育的生理基础。2．操作流程对供体、受体雌性个体选择并用激素进行同期发情处理↓用激素对供体雌性做超数排卵处理↓超数排卵的雌性发情后，选择同种优秀雄性进行配种或人工授精↓胚胎收集(冲卵)↓胚胎质量检查，此时胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段↓胚胎移植↓对受体进行是否妊娠的检查↓产下胚胎移植的幼体训练3(2010·山东卷，35)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于__________________________。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________；获得转基因母牛后，如果____________即说明目的基因已经表达。解析(1)从良种母牛采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(2)动物细胞培养的条件之一是提供气体环境：O2和CO2，前者的作用是维持细胞正常代谢，后者的作用是维持培养液的pH。(3)图中过程A是胚胎移植，意义是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。(4)将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法；获得转基因母牛后，若在其乳汁中含有人类白细胞介素，则说明目的基因得到了表达。答案(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力)获能(2)CO2培养液(基)的pH(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)训练4自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示，回答下列问题：(1)使一头良种雌性黄牛，在一年内繁殖数百头后代，最简便的方法是____________________。(2)现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行____________处理；还要用激素使供体母牛________________。胚胎收集的过程也叫做__________。用于移植的胚胎应发育到______________或______________阶段。(3)采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和__________________。体外受精主要包括________________、_________________和__________________等几个主要步骤。解析(1)通过人工授精的方法，可以在短时间内大量繁殖优良品种。(2)胚胎移植进行前，首先要对供体母牛和代孕母牛进行同期发情处理，同时还要用激素处理供体母牛使其超数排卵；人工收集发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植。(3)试管动物技术包括体外受精和胚胎早期培养，体外受精又包括卵母细胞的采集、精子的采集和获能和受精三个阶段。答案(1)人工授精(2)同期发情超数排卵冲卵桑椹胚囊胚(3)早期胚胎的培养卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(精子的获取)受精考点二生物技术可能引发的安全性问题和伦理问题1．转基因生物可能引起的安全性问题(1)食物安全问题①出现滞后效应。②出现新的过敏源。③营养成分改变。④侵犯宗教信仰者或素食者的权益。(2)生物安全问题①成为新杂草。②成为“入侵的外来物种”，威胁其他生物生存。③通过基因重组产生“超级杂草”。(3)环境安全问题①打破自然界物种的原有界限，破坏生态系统稳定性。②重组微生物降解某些化合物的过程中产生污染环境的中间产物。③重组DNA与微生物杂交，产生有害病原微生物。④转基因植物的花粉中含有的毒蛋白或过敏蛋白可通过蜜蜂进入蜂蜜中，最后进入其他动物和人体。2．生物技术引发的伦理问题(1)克隆人技术①违反人类伦理道德。②冲击现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念。③人为制造在心理上和社会地位上都不健全的人。(2)设计试管婴儿①把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。②抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎无异于“谋杀”。(3)基因检测①对个人隐私权提出挑战。②制造基因贱民。3．正确看待生物技术(1)正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避害，不能因噎废食。(2)支持治疗性克隆，反对任何生殖性克隆人实验。训练52006年7月19日，美国总统布什行使否决权，阻止国会参众两院通过的要求放宽政府资助人类胚胎干细胞研究限制的法案。2006年7月25日，欧盟(EU)同意将欧盟的资金用于人类胚胎干细胞研究。试回答：(1)高等动物的克隆方法一般是：供体(被克隆个体)的体细胞核＋去核卵细胞——→a重组细胞―—→b早期胚胎——→c个体①“多利”采用了上述技术路线，一般认为这种生殖(繁殖)方式是________生殖；“多利”是百分之百的复制品吗？为什么？_________________________________________。②a是________过程，c过程应用了________技术。A．细胞融合B．核移植C．体外受精D．胚胎移植③b过程在离体条件下进行，除了营养和适宜电脉冲刺激之外，至少还需要三个条件。④“胚胎干细胞”是指胚胎发育初期具有无限增殖能力和全能分化能力的细胞。中国科学家利用牛胚胎干细胞改进了克隆技术，培育出多头克隆牛，使得工厂化生产克隆动物成为可能，其方法可能是：供体牛的细胞核+去核卵细胞→→→→许多克隆牛。(2)布什总统为什么反对胚胎干细胞研究？(多选)________。A．克隆立法相对滞后B．如果克隆人早期胚胎的实验不加控制地进行下去，克隆人终将诞生C．克隆人一旦出生，整个人伦方面观念化的东西都被推翻，同时会带来人种优化、宗教混乱等社会政治问题D．克隆技术并不绝对成熟，不能保证克隆出无缺陷的人E．大力推广克隆技术对保持生物多样性具有重要意义(3)中国卫生部明确表示：中国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，赞成以治疗和预防疾病为目的的人类胚胎干细胞研究(治疗性克隆)，但研究必须是有序的，并要在有效监控条件下进行。试分析治疗性克隆与生殖性克隆的区别及其潜在意义。____________________________________________________________________________。解析(1)①由于“多利”主要含单亲体细胞核遗传物质，所以可认为是无性生殖。通过该克隆技术复制的只是被克隆个体的核基因，而细胞质基因来自去核卵细胞，所以“多利”不是百分之百的复制品。②回忆教材知识判断a、c分别为核移植和胚胎移植。③胚胎在母体子宫中发育，需要适宜温度、pH、水环境等条件，所以离体时必须模拟该环境条件。④根据“胚胎干细胞是指胚胎发育初期具有无限增殖能力和全能分化能力的细胞”进行推理作答。(2)综合所学知识可知，不加限制地运用克隆技术会威胁生物多样性。(3)治疗性克隆仅表达部分基因，克隆出部分组织或器官，用于疾病治疗或器官移植；生殖性克隆表达整个基因组，克隆出完整个体，用于人类辅助生殖。答案(1)①无性不是，因为通过该克隆技术复制的只是核基因，而细胞质基因来自去核卵细胞②BD③适宜温度、pH、水环境④重组细胞胚胎干细胞胚胎分割移植(2)ABCD(3)治疗性克隆仅表达部分基因，克隆出部分组织或器官，用于疾病治疗或器官移植；生殖性克隆表达整个基因组，克隆出完整个体，用于人类辅助生殖应考高分突破选择题抢分技巧——找准选项例1科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法，正确的是()A．iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性B．iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期C．iPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变D．iPS细胞分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因解析“iPS细胞”是一种多能干细胞，而多能干细胞既能分裂又能进行细胞分化。细胞的全能性应该体现在由该细胞形成新个体的过程中。高度分化的细胞如神经细胞等是不能再进行细胞分裂的，不能进行分裂的细胞是不具有细胞周期的。细胞分化是基因选择性表达的结果，而多细胞生物的各个体细胞由于源自一个受精卵，具有相同的遗传信息。答案B方法点评“干细胞”是科技热点，在命题时常以新材料考查最基础的知识，为此，做这类题目时，要准确提取关系信息，利用相关知识作出准确答案。简答题保分对策——抓住要点例22009年2月6日，美国首次批准了一种从转基因山羊乳汁中提取的抗血栓药物上市，下图表示利用转基因山羊生产抗血栓药物的过程。请回答：(1)为了使乳汁中含有抗血栓药物，需要获取仅在细胞中特异性表达的基因启动子，实现a过程常用的方法是。(2)b为过程，依据的原理是。(3)为了获得更多的转基因山羊可对时期的胚胎进行分割，囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的。(4)胚胎移植过程中，需对供、受体母羊进行处理。④在受体内能够存活的生理学基础是________________________________________。解析本题考查了胚胎工程、基因工程、细胞全能性。a是将目的基因转到动物细胞，采用的方法是显微注射法。b是动物细胞培养，最终获得胚胎，又称为早期胚胎培养。转基因动物生产的药物可以