新高考生物人教版一轮复习课件第12单元第3讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题

第3讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题课标考情——知考向核心素养——提考能课标考点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．关注转基因生物产品的安全性4．举例说明生物武器对人类的威胁5．讨论生物技术中的伦理问题生命观念认同胚胎工程的各项技术手段在生命基础科学、畜牧学和生殖医学领域的重要作用科学思维基于正确运用生物学基本概念和原理，就生物技术与工程的安全与伦理问题表明自己的观点并展开讨论科学探究针对人类生产或生活的某一需求，在胚胎工程中选取恰当的技术和方法，尝试提出初步的工程学设计构想，完成初步设计或简单应用社会责任了解试管婴儿技术为不育夫妇带来的福音，激发学习兴趣和责任感；能够正确宣传转基因生物的安全性等课标考情——知考向核心素养——提考能近年考情2020全国卷Ⅲ(38)、2020山东卷(14)趋势分析1.考查方式：非选择题2．广东命题趋势：与基因工程结合，考查某一胚胎工程实例，重点考查胚胎工程的操作过程及注意事项自主学习·巩固基础知识点一体内受精和早期胚胎发育1．精子与卵子的发生【答案】睾丸卵巢初情期均等不均等[自主学习]2．受精过程“四步曲”【答案】顶体透明带反应卵细胞膜反应3．早期胚胎发育【答案】有丝分裂增多不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织胎膜和胎盘表层下方1．思考判断(1)有关精、卵细胞的发生及受精的判断①精子和卵子的发生都是从初情期开始的。 (

)②卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。 (

)③排卵是指卵泡从卵巢中排出。 (

)④成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。 (

)⑤卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。

(

)[自主检测](2)有关早期胚胎发育的判断①卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。 (

)②卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。 (

)③在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑椹胚期。 (

)④内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。 (

)【答案】(1)①×

②×

③×

④√

⑤√(2)①×

②×

③×

④×2．深挖教材(1)刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？(2)早期胚胎的发育过程中，卵裂期胚胎发育过程中物质和体积有何变化？【答案】(1)提示：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。(2)提示：①有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，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。知识点二体外受精和早期胚胎培养1．体外受精【答案】性腺激素假阴道法培养法获能溶液[自主学习]2．胚胎的早期培养【答案】无机盐有机盐激素核苷酸血清3．胚胎移植【答案】生理变化游离免疫遗传特性人工授精胚胎移植4．胚胎分割【答案】桑椹胚囊胚内细胞团胚胎干细胞

来源人早期胚胎或______________分离出来特点①形态：体积小、细胞核大、核仁明显；②功能：具有发育的_________；③体外培养：可以只增殖而不______应用治疗人类某些顽症，培育人造组织器官，用于________，研究体外___________的理想材料5．胚胎干细胞原始性腺

全能性

分化

器官移植

细胞分化

1．思考判断(1)有关胚胎移植与胚胎分割技术的判断①在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理。 (

)②胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理。(

)③胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。 (

)④胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。 (

)[自主检测](2)有关胚胎干细胞的判断①胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点。 (

)②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。 (

)③胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的组织细胞分化。 (

)【答案】(1)①√

②×

③×

④√(2)①√

②×

③√2．深挖教材(1)排卵和冲卵有什么区别？(2)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】(1)提示：排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体子宫内的早期胚胎冲洗出来。(2)提示：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，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。知识点三生物技术的安全性和伦理问题【答案】基因结构调控机制异种基因组生殖不赞成不支持基因检测基因歧视致病菌不生产[自主学习]思考判断(1)转基因作物被动物食用后，目的基因就会转入动物体细胞中。 (

)(2)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的基因多样性。 (

)(3)转入油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中。(

)(4)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。(

)(5)如果转基因植物的外源基因来源于自然界，则不会存在安全性问题。 (

)【答案】(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×[自主检测]重难探究·素养达标体内受精和早期胚胎发育[深度讲解]1．精子和卵子的发生的比较项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体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”(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：在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，这个反应称为透明带反应，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。3．胚胎发育(1)过程。(2)卵裂期胚胎发育过程中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，没有从母体获取有机物，但一直呼吸消耗，所以有机物总量减少。②细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，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。受精过程的3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≠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；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。

[考向预测](1)考查体内受精的过程(素养目标：生命观念)1．下列关于受精过程的叙述，错误的是 (

)A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C．精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂【答案】A(二)考查早期胚胎发育的过程(素养目标：生命观念)2．如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答问题：(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_______________________________________________________。【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)透明带反应和卵细胞膜反应【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)桑椹胚细胞具有发育上的全能性，囊胚开始出现细胞分化，已分化成滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已具有胚层分化，分化为外胚层和内胚层。(4)内细胞团将发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。(三)考查体外受精的过程(素养目标：生命观念)3．下图是体外受精技术培育试管动物的大致流程，请回答下列问题：(1)精子的顶体内含有的________能协助精子穿过卵母细胞的__________________。(2)体外培养受精卵时，除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还提供________气体以维持____________相对稳定。(3)动物的早期胚胎需移植到同种且________与供体相同的动物体内，被移植的胚胎之所以能存活是因为受体对______________________________________。(4)如果将某种目的基因导入动物细胞，以期获得新性状，最常用的方法是用显微注射技术将________________________导入受精卵中，目的基因能够导入受体细胞内，并且在受体细胞中稳定表达的过程称为________。【答案】(1)顶体酶放射冠和透明带(2)CO2培养液的pH

(3)生理状态外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(4)含有目的基因的表达载体(重组表达载体DNA分子)转化【解析】(1)精子的顶体内含有顶体酶，能溶解卵丘细胞之间的物质，协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)动物细胞培养时，需要一定的气体环境，即95%的空气和5%的CO2，其中O2可以维持细胞呼吸，CO2可以维持培养液的pH相对稳定。(3)胚胎移植是指将动物的早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，被移植的胚胎之所以能存活是因为受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)将含目的基因的基因表达载体导入动物细胞且目的基因能稳定表达的过程称为转化。胚胎工程的应用[深度讲解]1．胚胎移植的理论基础胚胎移入的生理学基础哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的胚胎收集的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这为胚胎收集提供了可能移入胚胎存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应保留遗传特性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响2．胚胎工程的三个操作流程(1)试管动物生产流程。(2)克隆动物的培育流程。(3)胚胎移植的培育流程(以牛胚胎移植为例)。3．干细胞的分类及特点项目专能干细胞多能干细胞全能干细胞特点只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体能形成机体的所有组织器官、发育成完整个体举例上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞造血干细胞胚胎干细胞克隆动物和试管动物的异同(1)试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。(2)试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。(3)试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。(4)试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自供核个体。(5)获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。

[考向预测](一)考查胚胎移植和胚胎分割的应用(素养目标：社会责任)1．下图为应用胚胎工程繁育良种牛的技术流程，请据图回答：(1)哺乳动物体内受精的发育规律是实现胚胎工程的理论基础。获能后的精子进入卵子过程中，防止多精入卵发生的生理反应先后为________________、________________。(2)图中①②分别为______________________、________________。(3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫__________________，进行该项技术的优势是______________________________，实施该技术时胚胎一般发育到________________阶段。若需要对胚胎进行性别鉴定，正确的操作方法是下列的__________图；若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛，正确的操作方法是下列的________图。(4)胚胎干细胞对于生命科学的各项研究具有重要意义，除了从早期胚胎中可分离得到胚胎干细胞外，还可从____________中得到。【答案】(1)透明带反应卵细胞膜反应(2)用激素对供体母牛进行超数排卵处理收集胚胎(或冲卵)

(3)胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力桑椹胚或囊胚B

A

(4)原始性腺(二)考查胚胎干细胞的应用(素养目标：社会责任)2．如图为小白鼠的胚胎干细胞分化示意图。请分析回答：(1)图中分化程度最低的是____________。在体外培养条件下，培养液中加入________因子，可诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。科学家将小鼠已分化体细胞的细胞核移入卵母细胞质中，培育出“克隆鼠”，这里用卵母细胞的原因是________________________________________________________________________________________。直到今天也不能用类似____________(某种植物细胞工程的技术手段)的方法直接获得完整的动物个体。因此，培育“克隆鼠”过程，实际是通过________(某种动物细胞工程的技术手段)来实现的。(2)在培育转基因鼠的过程中，人们将关键基因通过逆转录病毒转入小白鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。在该技术中，逆转录病毒是关键基因进入成纤维细胞的________，它能够携带外源基因进入受体细胞。(3)在制取单克隆抗体过程中，用______________细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌______________的杂交瘤细胞。【答案】(1)胚胎干细胞分化诱导卵母细胞可以给它提供表达全能性的环境植物组织培养(动物体细胞)核移植(2)(运)载体(3)效应B淋巴特异性抗体典题演练·破解高考1．(2020年海南模拟)试管婴儿技术不仅为部分不育的夫妇提供生育的机会，也给一些遗传病患者生育健康的下一代带来希望。回答下列问题。(1)在采集卵母细胞之前，需要给供卵者注射适量的促性腺激素，目的是___________________________________________________。(2)从卵巢中吸取的卵母细胞，不能直接与获能精子受精，原因是____________________________________________________________。(3)受精过程中，卵母细胞会发生透明带反应和卵细胞膜反应，作用是__________________________________________。(4)利用设计试管婴儿技术，在胚胎植入母体孕育前，需要对胚胎进行遗传学诊断，筛除____________的胚胎，有利于生育健康的下一代。如果滥用设计试管婴儿技术，将会对社会产生负面影响，滥用设计试管婴儿技术的表现之一是将该技术用于设计_________________________________________________。【答案】(1)使其产生更多的卵子(2)从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，需要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精(3)防止多精入卵(4)有遗传缺陷婴儿性别【解析】(1)在采集卵母细胞之前，为了让供卵者超数排卵，产生更多的卵子，需要给供卵者注射适量的促性腺激素。(2)从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，需要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(3)受精过程中，卵母细胞会发生透明带反应，是防止多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。易错警示精子的形成过程是连续的，即一个精原细胞可以通过连续的减数分裂形成精子，但卵细胞的形成不是连续的，减数第二次分裂需要在受精时才会发生。2．(2019年江苏卷)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：(1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处