2024高考生物二轮复习专题九现代生物科技专题考点三胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题学案

PAGE7-考点三胚胎工程及生物技术的平安性和伦理问题1．胚胎工程的主要技术2．受精作用和早期胚胎发育过程（1）受精条件：精子必需经过①获能过程，对于啮齿类动物的精子，一般采纳培育法。卵母细胞必需发育至MⅡ中期才能参加受精过程。（2）受精过程：首先发生顶体反应释放顶体酶，然后发生透亮带反应和卵细胞膜反应阻挡多精入卵。（3）早期胚胎发育过程：③④过程的分裂方式是有丝分裂。细胞起先发生分化的时期是囊胚期，该时期分化形成内细胞团和滋养层。（4）早期胚胎培育：发育培育液中的“两素”“两酸”分别指维生素、激素、氨基酸、有机酸。3.胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞的内在联系（1）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发育而成或胚胎分割形成的。其过程：①两次运用激素：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；其次次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。②两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；其次次对受体母畜是否妊娠进行检查。（2）胚胎移植的优势：充分发挥雌性优良个体繁殖潜能。（3）胚胎分割的两个留意事项。①材料选择：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。②分割留意点：选材为囊胚时，留意将内细胞团均等分割。4.胚胎移植的生理学基础（1）能够移入受体的生理基础：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更是相同的。（2）收集的生理基础：早期胚胎形成后，在肯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。（3）在受体内能够存活的生理基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。（4）供体胚胎正常发育的生理基础：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。5.生物技术的平安性和伦理问题（1）基因工程三大平安问题：食物平安、生物平安、环境平安。（2）理清治疗性克隆和生殖性克隆的区分和联系项目治疗性克隆生殖性克隆区分目的从胚胎中取出干细胞用于医学探讨和治疗用于生育，获得人的复制品水平细胞水平个体水平联系都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同①治疗性克隆的目的是治疗人类疾病；生殖性克隆的目的是用于生育。②中国政府的看法是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。（3）试管婴儿和设计试管婴儿的异同点：①设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程C。②试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题；设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。③两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培育，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。1.精子获能是指精子获得受精“实力”，而不是获得能量。2.用非激素处理法采集的卵母细胞须要在体外人工培育到减数其次次分裂中期才能与获能的精子受精。3.受精的标记≠受精完成的标记，受精的标记是在透亮带和卵细胞膜之间视察到两个极体；而受精完成的标记是雌、雄原核的融合。4.胚胎移植是胚胎工程中最终一道程序，移植的胚胎必需在原肠胚之前，不能干脆移植受精卵。5.胚胎移植的供体和受体必需是同种生物。6.不同动物胚胎移植的时间不同，牛、羊要培育到桑椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前。几乎全部动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植胜利率很低。7.滋养层≠饲养层，滋养层是囊胚时期沿透亮带内壁排列的个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘；饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培育时，可作为供应干细胞分裂、增殖的养分细胞。8.胚胎移植仅属于一种技术，移植的是通过有性生殖或无性生殖产生的胚胎，其本身并不是一种生殖方式。9.克隆动物、胚胎分割动物属于无性繁殖；试管动物属于有性生殖，具备双亲的遗传性状；转基因动物属于有性生殖或保持原生殖方式，具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性。10.将基因转入线粒体或叶绿体可以防止基因污染问题。11.我国对转基因生物实行了标识制度，但不是全部国家都有这个制度。12.生物武器具有局限性，缘由是病原微生物的生存、繁殖、死亡易受温度、湿度等环境的影响，运用时也受地形、风向等多种条件的影响，运用不当可危害本方平安。1.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？提示：是指卵子从卵泡中排出。2.当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生反应，释放出有关的酶干脆溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反应依次有、（时间依次不行颠倒）。提示：顶体透亮带反应卵细胞膜反应3.试管婴儿技术中须要对女性进行超数排卵处理，超数排卵的方法是给女性注射激素，超数排卵技术带来的危害之一是_________________________________________________________________________。提示：促性腺对孕妇的身体不利、卵巢早衰、影响孕妇内分泌、影响胎儿的健康发育等4.某正常夫妻生下的一个血友病男孩，不幸在一次意外中大量失血死亡。该夫妻想借助试管婴儿技术再生一个健康孩子。请结合你所学的学问帮他们解决有关问题：（1）人类精子是在（器官）内形成的，从初情期（青春期）期起先，直到生殖机能减退，而女性卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在（时期）完成的，这是精子和卵子发生上的重要区分。（2）医生建议这对夫妇最好选择女性胎儿，这须要在胚胎移植前取1～2个细胞视察或做DNA分析来做性别鉴定。提示：（1）睾丸诞生前（胎儿时期）（2）性染色体形态1.干细胞技术在再生医学中具有广袤的应用前景。我国科学家利用胚胎干细胞通过靶向编辑单个长寿基因（FOXO3）产生了世界上首例遗传增加的人类血管细胞。这些血管细胞与野生型血管细胞相比，能延缓细胞苍老和增加心血管稳态。请回答下列问题：（1）探讨人员利用基因编辑技术置换了人类胚胎干细胞中FOXO3基因的两个核苷酸，从而使FOXO3蛋白结构变更，使其磷酸化和降解过程受到抑制。这一探讨属于的范畴；由此推断经过基因编辑的胚胎干细胞能延缓苍老的干脆缘由最可能是______________________________________________________。（2）胚胎干细胞在培育时除了必需的养分条件外，还须要相宜的气体环境，为防止代谢产物对细胞造成危害，应实行的措施是。提示：（1）蛋白质工程FOXO3蛋白结构变更磷酸化和降解过程受到抑制，发挥作用的时间延长（2）定期更换培育液2.中国政府不反对治疗性克隆，但禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原则是：不赞成、、、不接受。提示：不允许不支持3.利用病原微生物、毒素、生化毒剂等作为斗争武器，危害性极大。阅读下列材料，回答问题：材料一联合国组织的一个专家小组的探讨报告指出，虽然很多国家签订了《禁止生物武器公约》，但对生物武器的研制工作并未停止，因此，对生物武器防治方法的探讨也应得到加强。材料二将生物战剂做成干粉或液体喷洒到空气中，形成有害的气雾云团，叫做“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小，肉眼很难看得见，渗透力极强，杀伤范围广。一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶经呼吸道感染，所以，使人致死的剂量较其他感染途径小。（1）有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物，应属于哪些类群？（请列举两例）__________________________________________。（2）在斗争中，为预防敌方运用生物武器，你认为参战部队实行的最有效措施是。请简述这一措施的原理：______________________________________________________________________。提示：（1）细菌、病毒、衣原体、立克次氏体等（答两项即可）（2）接种常见病原体的疫苗使参战人员体内产生相应的抗体和记忆细胞，当病原体侵入人体时，会快速产生剧烈的免疫反应（2024·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号猪运用处理，使其超数排卵，收集并选取处在时期的卵母细胞用于核移植。（2）采集2号猪的组织块，用处理获得分散的成纤维细胞，放置于37℃的CO2培育箱中培育，其中CO2的作用是。（3）为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行。产出的基因编辑猪的性染色体来自于号猪。（4）为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采纳的方法有（填序号）。①DNA测序②染色体倍性分析③体细胞结构分析④抗原—抗体杂交解析：（1）据图分析可知，1号猪供应的是卵母细胞，对其注射促性腺激素可使其超数排卵，获得的卵母细胞须要培育到减数其次次分裂中期才能进行核移植。（2）将2号猪的组织块分散成单个的成纤维细胞须要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，该细胞的培育应在37℃含5%的CO2的恒温培育箱中进行，其中CO2的主要作用是维持培育液的pH。（3）利用胚胎分割技术对图示早期胚胎进行分割，可以获得更多的基因编辑猪；据图分析可知，核移植的细胞核来自于2号猪，因此产出的基因编辑猪的性染色体来自于2号猪。（4）检测病毒外壳蛋白基因（目的基因）是否导入4号猪，可以采纳DNA分子杂交法检测目的基因的序列；目的基因表达的最终产物是蛋白质（病毒外壳蛋白），可以利用抗原－抗体杂交法进行检测，故选①④。答案：（1）促性腺激素减数其次次分裂中期（2）胰蛋白酶（胶原蛋白酶）维持培育液的pH（3）分割2（4）①④热点1胚胎工程及应用1.通过胚胎工程建立的转基因动物模型，常用于基因表达调控的探讨、良种动物的筛选以及基因药物的生产等。制备转基因鼠的流程如图所示，请回答下列有关问题：（1）体外受精时，人工采集的动物精子必需经过处理才能完成图示中的①过程，完成②过程常采纳的方法是。（2）图示中甲为处于期的去核卵母细胞。以体细胞为供体进行⑤过程胜利率较低，而以胚胎干细胞为供体胜利率会显著提高，缘由是_______________________________________________________________________________________。（3）图中重组细胞须要利用技术培育到相宜时期才能进行移植，胚胎移植过程中，是否须要通过注射免疫抑制剂以避开代孕鼠对植入的胚胎产生排斥反应？（填“是”或“否”）。为获得更多转基因鼠，可在胚胎移植前对胚胎进行。（4）进行胚胎移植的优势是可以。解析：（1）体外受精时，人工采集的精子必需经过获能处理才能完成受精作用，②过程表示将目的基因导入受体细胞，由于受体细胞是动物细胞，故常用方法是显微注射法。（2）⑤表示动物体细胞核移植，故甲应为处于减数其次次分裂中期的去核卵母细胞。胚胎干细胞分化程度低，复原其全能性相对简单，故胚胎干细胞核移植的胜利率要比体细胞核移植胜利率高。（3）重组细胞须要通过早期胚胎培育技术培育到囊胚或桑椹胚时期才能进行移植，胚胎移植过程中，供体胚胎与受体子宫不发生免疫排斥反应，故不须要注射免疫抑制剂来避开代孕鼠对植入的胚胎产生排斥反应。为获得更多转基因鼠，可在胚胎移植前对胚胎进行分割。（4）胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。答案：（1）获能显微注射技术（2）减数其次次分裂中（MⅡ中）胚胎干细胞分化程度低，复原其全能性相对简单（3）早期胚胎培育否分割（4）充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎工程技术的几个易错点（1）体外受精留意点。①对象：获能精子和成熟卵子。②条件：获能溶液或专用受精溶液。（2）精子的两种“获能”处理。培育法：将取自附睾的精子置于“人工配制的获能液”中培育一段时间，使其获能。化学诱导法：将精子置于肯定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中诱导精子获能。（3）两种“冲卵”的不同。①体外受精：冲出的是卵子。②胚胎移植：冲出的是早期胚胎。（4）早期胚胎培育液成分的4个“两”。①两“盐”：无机盐和有机盐。②两“酸”：氨基酸和核苷酸。③两“素”：维生素和激素。④两“液体”：水和血清。热点2生物技术的平安性及伦理问题2.日本明治高校和京都府立高校的科学家团队通过转基因技术，开发出一种在猪体内生长的可为人类供应移植器官的方法。探讨人员首先从胰腺病患者身上提取诱导性多能干细胞（iPSC），然后将干细胞注入猪胚胎中。这种胚胎经过基因改造，不具备长出胰腺的实力，因而在猪身上腾出了一个空间，可供人体器官在猪胚胎内生长。在母猪分娩之前，探讨人员将子宫移走，带到无病原体房间将猪仔取出，并用无菌人造牛奶饲养1个月，之后这些猪仔就可以进行器官移植了。请回答下列问题：（1）诱导性多能干细胞（iPSC）具有与胚胎干细胞类似的功能，可以发育成人体的各种组织和器官。人体内有很多的多能干细胞，如乳腺中的多