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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(Ⅰ)。2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)。3.胚胎工程的应用(Ⅱ)。4.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)。5.转基因生物的安全性(Ⅰ)。6.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。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：Ⅰ.试管婴儿的培育过程：Ⅱ.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。(2)试管婴儿技术属于生殖，克隆技术属于生殖。(3)在Ⅰ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①②③①②④⑤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)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：__________。(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①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。②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，a～h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①______________________________，②__________，③__________。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(a→b→f→g)；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MⅡ中期。(2)囊胚的结构包括：③(内细胞团)、①(滋养层)和②(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)a→b→f→g胚胎移植基因表达载体的构建MⅡ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．分析转基因生物的安全性(1)转基因生物的优缺点优点缺点①解决粮食短缺问题；②减少农药使用，减少环境污染；③增加食物营养，提高附加值；④增加食物种类，提升食物品质；⑤提高生产效率，带动相关产业发展①可能产生新病毒或新过敏原；②可能产生抗除草剂的杂草；③可能使疾病的传播跨越物种障碍；④可能会损害生物多样性；⑤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