2011届高三生物二轮专题复习课件：9.2 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程

1、第二讲 胚胎工程、生物技术的安全性 和伦理问题、生态工和,题组1 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题,1(2010江苏生物，16)下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙 述，错误的是 ( ) A对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理 B人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割 C利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 D一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例,解析：进行胚胎移植前需对受体母羊和供体母羊进行同期发情处理，使它们具有相同的生理环境；胚胎分割应选择桑椹胚或囊胚时期的健康胚胎；胚胎分割技术属于无性繁殖，可获得两个基因型完全相同的胚胎；一次给受体母羊

2、植入多个胚胎，从而发育出多个个体，增加了双胞胎和多胞胎的比例。 答案：B,2(2010江苏生物，17)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的淀 粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降， 某些基因的突变会导致淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不 能用于老年痴呆症治疗的是 ( ) A胚胎移植技术 B胚胎干细胞技术 C单克隆抗体技术 D基因治疗技术 解析：根据题意可知，治疗老年痴呆症的途径有：导入正常的基因 (基因治疗技术)；提供和修复受损伤的神经元(胚胎干细胞技术)；降 低淀粉样蛋白体的含量(单克隆抗体技术)。而胚胎移植是为了获 得优良个体，不能用于治疗该病。 答案：A,3(201

3、0上海生物，29)图中a表示基因工程，c表示发酵 工程，d表示克隆技术，则e和b分别表示 ( ),A胚胎移植和细胞培养 B显微注射技术和细胞培养 C细胞培养和花粉离体培养 D显微注射技术和花粉离体培养 解析：基因工程、发酵工程和克隆技术中都涉及细胞培养，因而 可确定e表示细胞培养；b可以表示花粉离体培养。 答案：C,4(2010江苏生物，18)下列关于转基因植物的叙述，正确的是 ( ) A转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中 B转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题 解析：

4、抗除草剂基因导入到油菜的染色体后则可以通过花粉传入环 境中；转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫，对昆虫的抗性具有选 择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加；转基因技术打破 了生殖隔离，动物的生长激素基因转入植物后可以表达；来源于自 然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有的基因结构，具有不 确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植 物”等，所以转基因技术存在着安全性问题。 答案：A,5(2010上海综合，18)运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把 光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来。科学家计划在海水中 大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。与矿物柴油

5、相 比，使用这种“生物柴油”的优点是 ( ) 可再生 不显著增加碳排放 不排放含硫废气 不会对生态 环境造成负面影响 A B C D 解析：转基因生物柴油来自“工程硅藻”，其成分是脂质，与矿物柴 油比较优点是：可再生，不显著增加碳排放，不会排放含硫废气， 减少环境污染；对生态环境是否造成负面影响还不确定。 答案：A,6(2010山东理综，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

6、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。,使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力),获能,CO2,培养液(基)的pH,胚胎移植,提高优良母畜的繁殖率,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),解析：本题综合考查胚胎工程和基因工程的知识。(1)人工采集的卵母细胞 要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前， 要

7、对精子进行获能处理。(2)体外培养受精卵所需气体主要有O2和CO2，O2 是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH稳定。(3)把早 期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌 性优良个体的繁殖潜力。(4)基因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的 方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介 素说明目的基因已经表达。,7(2009四川理综，30)将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定 的细胞(命名为M细胞)，再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细 胞被特定药物破坏的小鼠)体内，然后测定小鼠的血糖浓度，结果 如图所示(虚线表示正常小鼠的血

8、糖浓度值)。请回答相关问题： (1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用 _酶将其分散成单个细胞。 (2)根据实验结果可以判定M细胞已具有_细胞的功能。说 明判定的理由_。,胰蛋白,胰岛B,胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素,(3)用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果(用“”表示能检测到，用“”表示不能检测到)。 上述实验结果表明，胚胎干细胞通过_ _定向分化为M细胞。 (4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞？_，请说明理由_。,基因的选择性表达(胰岛素基因的,表达),能,细胞核含有

9、该物种所特有的全套遗传物质(细胞核的全能性),解析：(1)已机械剪碎的动物组织细胞的分离可以使用胰蛋白酶使之分散 开来。(2)由于胰岛B细胞受损导致无法合成胰岛素来降血糖，血糖浓度 过高随尿排出，导致糖尿病的产生。本题中通过曲线反应了未移植M细 胞和移植M细胞小鼠血糖浓度的变化，可见移植M细胞的小鼠血糖浓度 降低，显然M细胞发挥了胰岛B细胞的功能。(3)这里的M细胞是小鼠的 胚胎干细胞经过细胞增殖、分化而产生的，由于是通过有丝分裂增殖， 所以M细胞和胚胎干细胞的DNA是一样的，然而细胞分化的实质为基因 的选择性表达，追究其原因就是相同的DNA转录形成了不同的RNA，进 一步合成了不同的蛋白质，

10、所以M细胞和胚胎干细胞中的RNA是不一样 的，从而在进行DNA探针杂交实验时出现了如表格中显示的杂交结果。 (4)细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质，故其细胞核移植到去核的 卵细胞中，重组细胞能分化为其他类型细胞。,8 (2009宁夏理综，41)下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意 图。请回答： (1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的内细胞团或胎儿的 _中分离得到的一类细胞。 (2)图中分化程度最低的干细胞是_。在体外培养条件 下，培养液中加入_因子，可诱导该种干细胞向不同类型的 组织细胞分化。,囊胚,原始性腺细胞,胚胎干细胞,分化诱导,(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细

11、胞中基因_ 的结果。 (4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。 骨髓移植的实质是将图中的_细胞移植到患者体内。 (5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤 细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的_，其原因 是_。 (6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞 停留于细胞周期的_期。 (7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，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。,选择性表达,造血干,红细胞,细胞中无细胞核,间,B淋巴,特异性抗体,解析：(1)胚胎干细胞是从早期胚胎或胎儿原始性腺中分

12、离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。 (2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，要想将该种干细胞诱导分化形成不同类型的组织细胞，须向培养液中加入分化诱导因子。 (3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。 (4)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内。,(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞 核，所以不能作为供体。 (6)细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和 有关蛋白质的合成。 (7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用B淋巴细胞与骨髓瘤细

13、胞融合，经筛选最终得到能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞。,题组2 生态工程,9(2007四川理综，3)在社会主义新农村建设中， 四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了 新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述不 正确的是 ( ),A该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜 B该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分 C该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率 D沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性 解析：生态农业实现了能量的多级利用和物质的循环利用，虽不能提高各营养级的能量传递效率，但提高了该生态系统的稳定性。 答案：C,10(2007广东生物，16)“猪沼茶

14、”是华南山地丘陵地区常见的生态 农业模式，由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物) 四个子系统构成。该生态农业模式 ( ) A是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统 B实现了物质和能量在系统中的多级循环利用 C使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环 D注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入 解析：该生态农业系统除了茶树、猪、人和微生物外，还有农作 物；在生态系统中物质可以循环利用，能量不能循环利用，只能是 单向流动；生态农业系统需要从外部投入肥料、能量，才能正常运 转；生态农业系统最大的优点是废物资源化的良性循环利用。 答案：C,11(2008江苏生物，26)江苏某农户

15、创建的冬季生态型种植养殖模式如 图所示，请据图回答下列问题。 (1)牛棚内产生的_可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合 效率；蔬菜光合作用产生的_可扩散进入牛棚。 (2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行_， 腐熟的产物肥效提高，这是因为_。 这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。,二氧化碳,氧气,发酵,微生物将有机物分解为无机物,(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是_。 (4)牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、_和_。 (5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了_。,牛棚内温度较高，因而牛维

16、持体温消耗的能量较少,太阳光能,发酵产热,物质的循环利用和能量的高效利用,解析：(1)植物通过光合作用消耗二氧化碳产生氧气，动物则是消耗氧气 产生二氧化碳，彼此有利。(2)通过微生物的发酵作用也可以分解有机 物，产生二氧化碳和无机盐供给绿色植物。(3)这种养殖模式使冬季牛棚 内温度较高，牛维持体温消耗的能量较少，自然生长速率明显提高。(5) 生态农业的基本原理是物质的循环再生和能量的多级利用。,12(2009广东生物，32)为加强水体治理，珠江流域某城市构建了较大 面积的人工湿地。 (1)当污染物随水流进入该湿地时，湿地水体中碳元素的迁移和转化 途径如图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径

17、。,(2)一段时间后，湿地中出现了轮虫等浮游动物，可控制绿藻等浮游植物 的增殖；管理员还放养了一些鱼和鸭，为城市增添自然气息。请写出可 能存在的食物链(两条)。 (3)如果含有重金属的工业废水进入该系统，请根据生态学基本原理，指 出可能产生哪些负面影响。 解析：由图可知，可溶性有机碳可作为好氧细菌的碳源，被好氧细菌分解利用，好氧细菌呼吸作用产生的二氧化碳等作为黑藻、绿藻等植物光合作用的原料，同时又是其呼吸作用的产物，在细菌、植物、无机环境之间形成了稳定的物质循环。根据题意，可梳理出两条食物链。重金属盐在食物链中有富集现象，对处于较高营养级的人危害很大，而且难于降解，易发生二次污染。,答案：(1

18、) （2）绿藻轮虫鱼 黑藻鱼鸭 (3)重金属进入食物链，危害人体健康；重金属无法降解，易发生二次污 染。,考点1 胚胎工程相关问题整合,一、网络构建,二、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 原核形成及其融合。 (3)防止多个精子入卵受精的屏障 透明带反应。 卵黄膜封闭作用。 (4)受精的标志和受精完成的标志 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。 受精完成的标志：雌、雄原核的融合。,2早期胚胎发育过程,三、胚胎工程的操作流程 1试管动物生产流程,2克隆

19、动物的培育流程 根据发育成新个体D的重组细胞核由动物B提供，而性别及大多数 遗传性状是由核内遗传物质决定的，故B、D两者的性别及大多数遗 传性状相同。 克隆动物的起点是经过核移植形成的一个细胞，其遗传物质主要 来自供核一方。,3胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例：,四、胚胎工程的应用 1 胚胎移植的过程： 配种或人工授精 胚胎移植检查。 2胚胎分割：采用机械方法将 , 经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 3胚胎干细胞(ES或EK细胞) (1)来源：由 或 中分离出来的一类细胞。 (2)特点： 。 (3)应用：治疗人类的某些顽症； 培育移植用的人造组织器官； 作为研究体外细胞分化的理想材料。,对

20、供、受体的选择和处理,对胚胎的收集、检查、培养或保存,早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,早期胚胎,原始性腺,体积小、细胞核大、核仁明显，具有发育的全能性,五、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 出现滞后效应； ；营养成分改变；侵犯宗教 信仰者或素食者的权益。 (2)生物安全问题 成为新杂草； ，威胁其他生物生存；通 过基因重组产生“超级杂草”。 (3)环境安全问题 打破自然界物种的原有界限， 。 重组微生物降解某些化合物的过程中 。 重组DNA与微生物杂交，产生 。 转基因植物的花粉中含有的有毒蛋白或过敏蛋白可通过蜜蜂进入蜂 蜜中

21、，最后进入其他动物和人体内。,出现新的过敏原,成为“入侵的外来物种”,破坏生态系统稳定性,产生污染环境的中间产物,有害病原微生物,2生物技术引发的伦理问题 (1)克隆人技术 。 冲击现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念。 人为制造心理上和社会地位上都不健全的人。 (2)设计试管婴儿 把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。 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 。 。,违反人类伦理道德,对个人隐私权提出挑战,制造基因歧视,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) 。 4生物武器 (1)分类： 、病

22、毒、 、经过基因重组的致病菌等。 (2)特点： 、 、危害时间长、隐蔽性强。 (3)公众态度：禁止生物武器的研发、生产、储存、扩散、使用。,支持治疗性克隆，反对任何生殖性克隆人实验,致病菌,生化毒剂,致病性强,传染力强,1几种特殊的生殖方式的比较,【例1】 (深圳3月)牛胚胎移植的基本程序如图所示，请据图回答：,(1)图中a、b、c过程分别是指_、_、_。 (2)供体母牛的主要职能是_；受体母牛 必须具备_。 (3)为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是_；处理的时 期是_；理由是_ _。 (4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有_。 (5)

23、你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？ _。,超数排卵,冲卵,胚胎移植,只产生具有优良遗传特性的胚胎,健康的体质和健康的繁殖能力,胚胎分割移植,桑椹胚或囊胚期,此时还未出现细胞分化或分化程度低,体积小、细胞核大、核仁明显,胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种,体积小、细胞核大、核仁明显,【例2】 “试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中 完成受精，并在试管中培养受精卵使其发育到桑椹胚或囊胚阶段,再 将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男 女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。 据此回答： (1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是( ) A有性生殖 B组织培养 C克隆技术 D基因工程 (2)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？_(填序号)。 体外培养 人工授精 胚胎移植 核移植,A,(3)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_。 双胞胎的性别是否相同？_。