新高考生物人教版一輪復(fù)習(xí)課件第12單元第3講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題

第3講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題課標(biāo)考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能課標(biāo)考點1.簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程2．簡述胚胎工程的基本技術(shù)3．關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性4．舉例說明生物武器對人類的威脅5．討論生物技術(shù)中的倫理問題生命觀念認同胚胎工程的各項技術(shù)手段在生命基礎(chǔ)科學(xué)、畜牧學(xué)和生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要作用科學(xué)思維基于正確運用生物學(xué)基本概念和原理，就生物技術(shù)與工程的安全與倫理問題表明自己的觀點并展開討論科學(xué)探究針對人類生產(chǎn)或生活的某一需求，在胚胎工程中選取恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)和方法，嘗試提出初步的工程學(xué)設(shè)計構(gòu)想，完成初步設(shè)計或簡單應(yīng)用社會責(zé)任了解試管嬰兒技術(shù)為不育夫婦帶來的福音，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和責(zé)任感；能夠正確宣傳轉(zhuǎn)基因生物的安全性等課標(biāo)考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能近年考情2020全國卷Ⅲ(38)、2020山東卷(14)趨勢分析1.考查方式：非選擇題2．廣東命題趨勢：與基因工程結(jié)合，考查某一胚胎工程實例，重點考查胚胎工程的操作過程及注意事項自主學(xué)習(xí)·鞏固基礎(chǔ)知識點一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子與卵子的發(fā)生【答案】睪丸卵巢初情期均等不均等[自主學(xué)習(xí)]2．受精過程“四步曲”【答案】頂體透明帶反應(yīng)卵細胞膜反應(yīng)3．早期胚胎發(fā)育【答案】有絲分裂增多不增加或略有縮小32全能性胎兒的各種組織胎膜和胎盤表層下方1．思考判斷(1)有關(guān)精、卵細胞的發(fā)生及受精的判斷①精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開始的。 (

)②卵子形成過程中，減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的。 (

)③排卵是指卵泡從卵巢中排出。 (

)④成熟的精子并不具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。 (

)⑤卵子受精的標(biāo)志是在卵細胞膜和透明帶的間隙出現(xiàn)兩個極體。

(

)[自主檢測](2)有關(guān)早期胚胎發(fā)育的判斷①卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大。 (

)②卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加。 (

)③在胚胎發(fā)育過程中，細胞的分化出現(xiàn)在桑椹胚期。 (

)④內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎膜和胎盤。 (

)【答案】(1)①×

②×

③×

④√

⑤√(2)①×

②×

③×

④×2．深挖教材(1)剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？(2)早期胚胎的發(fā)育過程中，卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積有何變化？【答案】(1)提示：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。(2)提示：①有機物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，沒有從母體獲取有機物，而一直呼吸消耗，有機物總量減少。②細胞體積：胚胎總體積不變或略有縮小，但細胞數(shù)目增多，所以每個細胞體積減小。③細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。知識點二體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1．體外受精【答案】性腺激素假陰道法培養(yǎng)法獲能溶液[自主學(xué)習(xí)]2．胚胎的早期培養(yǎng)【答案】無機鹽有機鹽激素核苷酸血清3．胚胎移植【答案】生理變化游離免疫遺傳特性人工授精胚胎移植4．胚胎分割【答案】桑椹胚囊胚內(nèi)細胞團胚胎干細胞

來源人早期胚胎或______________分離出來特點①形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯；②功能：具有發(fā)育的_________；③體外培養(yǎng)：可以只增殖而不______應(yīng)用治療人類某些頑癥，培育人造組織器官，用于________，研究體外___________的理想材料5．胚胎干細胞原始性腺

全能性

分化

器官移植

細胞分化

1．思考判斷(1)有關(guān)胚胎移植與胚胎分割技術(shù)的判斷①在胚胎移植中，對供體母畜要進行超數(shù)排卵處理，對供、受體要進行同期發(fā)情處理。 (

)②胚胎移植技術(shù)中對供體和受體母畜都要進行相同激素處理。(

)③胚胎分割移植時應(yīng)選取發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或原腸胚。 (

)④胚胎分割移植實現(xiàn)同卵多胎的成功率較低。 (

)[自主檢測](2)有關(guān)胚胎干細胞的判斷①胚胎干細胞在體外培養(yǎng)條件下具有增殖而不發(fā)生分化的特點。 (

)②胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點。 (

)③胚胎干細胞在分化誘導(dǎo)因子的作用下可以向不同類型的組織細胞分化。 (

)【答案】(1)①√

②×

③×

④√(2)①√

②×

③√2．深挖教材(1)排卵和沖卵有什么區(qū)別？(2)對囊胚階段的胚胎進行分割時，為什么要將內(nèi)細胞團均等分割？【答案】(1)提示：排卵是指卵子從卵泡中排出，沖卵是把供體子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。(2)提示：內(nèi)細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細胞，其他細胞為滋養(yǎng)層細胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。知識點三生物技術(shù)的安全性和倫理問題【答案】基因結(jié)構(gòu)調(diào)控機制異種基因組生殖不贊成不支持基因檢測基因歧視致病菌不生產(chǎn)[自主學(xué)習(xí)]思考判斷(1)轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因就會轉(zhuǎn)入動物體細胞中。 (

)(2)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的基因多樣性。 (

)(3)轉(zhuǎn)入油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中。(

)(4)轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加。(

)(5)如果轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不會存在安全性問題。 (

)【答案】(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×[自主檢測]重難探究·素養(yǎng)達標(biāo)體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育[深度講解]1．精子和卵子的發(fā)生的比較項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所睪丸的曲細精管卵巢時間從初情期開始從胚胎出現(xiàn)性別分化后變形需變形不需變形分裂均等分裂不均等分裂結(jié)果形成4個精子形成1個卵子和3個極體2．受精過程中的“三大反應(yīng)”與防止多精入卵受精的“兩道屏障”(1)頂體反應(yīng)：精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過程即為頂體反應(yīng)。頂體反應(yīng)的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子結(jié)合必不可少的條件。(2)透明帶反應(yīng)：在精子觸及卵細胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應(yīng)，這個反應(yīng)稱為透明帶反應(yīng)，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3)卵細胞膜反應(yīng)：精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)，稱為卵細胞膜反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。3．胚胎發(fā)育(1)過程。(2)卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律。①有機物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，沒有從母體獲取有機物，但一直呼吸消耗，所以有機物總量減少。②細胞體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細胞數(shù)目增多，所以每個細胞體積減小。③細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。受精過程的3個易混點(1)精子獲能是指精子獲得受精能力，而不是獲得能量。(2)排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。(3)受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志：受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。

[考向預(yù)測](1)考查體內(nèi)受精的過程(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)1．下列關(guān)于受精過程的敘述，錯誤的是 (

)A．獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶進入放射冠B．透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障C．精子外膜與卵細胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂【答案】A(二)考查早期胚胎發(fā)育的過程(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)2．如圖表示哺乳動物發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖回答問題：(1)寫出各個階段的名稱：A：____________，B：____________，C：__________。(2)寫出圖中各標(biāo)號的名稱：[2]____________，[4]__________，[5]__________，[7]______________，[8]______________。(3)A時期的細胞具有發(fā)育上的____________性，B時期開始出現(xiàn)__________，C時期開始出現(xiàn)________。(4)[2]將來發(fā)育成__________________________。(5)動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只由一個精子和卵子結(jié)合，防止多精入卵受精的兩道屏障分別是_______________________________________________________。【答案】(1)桑椹胚囊胚原腸胚(2)內(nèi)細胞團囊胚腔外胚層原腸腔內(nèi)胚層(3)全能細胞分化胚層分化(4)胎兒的各種組織(5)透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)【解析】(1)圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚。(2)圖B中[1]是滋養(yǎng)層，[2]是內(nèi)細胞團，[3]是透明帶，[4]是囊胚腔；圖C中[5]是外胚層，[6]是滋養(yǎng)層，[7]是原腸腔，[8]是內(nèi)胚層。(3)桑椹胚細胞具有發(fā)育上的全能性，囊胚開始出現(xiàn)細胞分化，已分化成滋養(yǎng)層細胞和內(nèi)細胞團；原腸胚已具有胚層分化，分化為外胚層和內(nèi)胚層。(4)內(nèi)細胞團將發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將發(fā)育成胎膜和胎盤。(三)考查體外受精的過程(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)3．下圖是體外受精技術(shù)培育試管動物的大致流程，請回答下列問題：(1)精子的頂體內(nèi)含有的________能協(xié)助精子穿過卵母細胞的__________________。(2)體外培養(yǎng)受精卵時，除給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還提供________氣體以維持____________相對穩(wěn)定。(3)動物的早期胚胎需移植到同種且________與供體相同的動物體內(nèi)，被移植的胚胎之所以能存活是因為受體對______________________________________。(4)如果將某種目的基因?qū)雱游锛毎?，以期獲得新性狀，最常用的方法是用顯微注射技術(shù)將________________________導(dǎo)入受精卵中，目的基因能夠?qū)胧荏w細胞內(nèi)，并且在受體細胞中穩(wěn)定表達的過程稱為________。【答案】(1)頂體酶放射冠和透明帶(2)CO2培養(yǎng)液的pH

(3)生理狀態(tài)外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(4)含有目的基因的表達載體(重組表達載體DNA分子)轉(zhuǎn)化【解析】(1)精子的頂體內(nèi)含有頂體酶，能溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)，協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。(2)動物細胞培養(yǎng)時，需要一定的氣體環(huán)境，即95%的空氣和5%的CO2，其中O2可以維持細胞呼吸，CO2可以維持培養(yǎng)液的pH相對穩(wěn)定。(3)胚胎移植是指將動物的早期胚胎移植到同種且生理狀態(tài)與供體相同的動物體內(nèi)，被移植的胚胎之所以能存活是因為受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(4)將含目的基因的基因表達載體導(dǎo)入動物細胞且目的基因能穩(wěn)定表達的過程稱為轉(zhuǎn)化。胚胎工程的應(yīng)用[深度講解]1．胚胎移植的理論基礎(chǔ)胚胎移入的生理學(xué)基礎(chǔ)哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的胚胎收集的基礎(chǔ)哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這為胚胎收集提供了可能移入胚胎存活的基礎(chǔ)受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)保留遺傳特性的基礎(chǔ)供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響2．胚胎工程的三個操作流程(1)試管動物生產(chǎn)流程。(2)克隆動物的培育流程。(3)胚胎移植的培育流程(以牛胚胎移植為例)。3．干細胞的分類及特點項目專能干細胞多能干細胞全能干細胞特點只能分化成一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細胞能分化成多種細胞或組織，但不能發(fā)育成完整個體能形成機體的所有組織器官、發(fā)育成完整個體舉例上皮組織基底層的干細胞，成纖維細胞造血干細胞胚胎干細胞克隆動物和試管動物的異同(1)試管動物和克隆動物的性狀不同：前者由父本和母本共同決定，后者一般與核供體相同。(2)試管動物和克隆動物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是無性生殖。(3)試管動物和克隆動物的產(chǎn)生過程不同：前者經(jīng)過了體外受精過程，后者經(jīng)過了核移植過程。(4)試管動物和克隆動物細胞核遺傳物質(zhì)來源不同：前者細胞核遺傳物質(zhì)來自母本和父本兩個個體，后者細胞核遺傳物質(zhì)僅來自供核個體。(5)獲得試管動物和克隆動物相同之處：二者都經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植環(huán)節(jié)。

[考向預(yù)測](一)考查胚胎移植和胚胎分割的應(yīng)用(素養(yǎng)目標(biāo)：社會責(zé)任)1．下圖為應(yīng)用胚胎工程繁育良種牛的技術(shù)流程，請據(jù)圖回答：(1)哺乳動物體內(nèi)受精的發(fā)育規(guī)律是實現(xiàn)胚胎工程的理論基礎(chǔ)。獲能后的精子進入卵子過程中，防止多精入卵發(fā)生的生理反應(yīng)先后為________________、________________。(2)圖中①②分別為______________________、________________。(3)將早期胚胎移入受體母牛內(nèi)的技術(shù)叫__________________，進行該項技術(shù)的優(yōu)勢是______________________________，實施該技術(shù)時胚胎一般發(fā)育到________________階段。若需要對胚胎進行性別鑒定，正確的操作方法是下列的__________圖；若想得到兩個遺傳信息完全相同的子代牛，正確的操作方法是下列的________圖。(4)胚胎干細胞對于生命科學(xué)的各項研究具有重要意義，除了從早期胚胎中可分離得到胚胎干細胞外，還可從____________中得到。【答案】(1)透明帶反應(yīng)卵細胞膜反應(yīng)(2)用激素對供體母牛進行超數(shù)排卵處理收集胚胎(或沖卵)

(3)胚胎移植可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力桑椹胚或囊胚B

A

(4)原始性腺(二)考查胚胎干細胞的應(yīng)用(素養(yǎng)目標(biāo)：社會責(zé)任)2．如圖為小白鼠的胚胎干細胞分化示意圖。請分析回答：(1)圖中分化程度最低的是____________。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入________因子，可誘導(dǎo)胚胎干細胞向不同類型的組織細胞分化?？茖W(xué)家將小鼠已分化體細胞的細胞核移入卵母細胞質(zhì)中，培育出“克隆鼠”，這里用卵母細胞的原因是________________________________________________________________________________________。直到今天也不能用類似____________(某種植物細胞工程的技術(shù)手段)的方法直接獲得完整的動物個體。因此，培育“克隆鼠”過程，實際是通過________(某種動物細胞工程的技術(shù)手段)來實現(xiàn)的。(2)在培育轉(zhuǎn)基因鼠的過程中，人們將關(guān)鍵基因通過逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入小白鼠的成纖維細胞，使其變成多功能干細胞。在該技術(shù)中，逆轉(zhuǎn)錄病毒是關(guān)鍵基因進入成纖維細胞的________，它能夠攜帶外源基因進入受體細胞。(3)在制取單克隆抗體過程中，用______________細胞與骨髓瘤細胞融合，經(jīng)多次篩選最終得到能分泌______________的雜交瘤細胞。【答案】(1)胚胎干細胞分化誘導(dǎo)卵母細胞可以給它提供表達全能性的環(huán)境植物組織培養(yǎng)(動物體細胞)核移植(2)(運)載體(3)效應(yīng)B淋巴特異性抗體典題演練·破解高考1．(2020年海南模擬)試管嬰兒技術(shù)不僅為部分不育的夫婦提供生育的機會，也給一些遺傳病患者生育健康的下一代帶來希望?；卮鹣铝袉栴}。(1)在采集卵母細胞之前，需要給供卵者注射適量的促性腺激素，目的是___________________________________________________。(2)從卵巢中吸取的卵母細胞，不能直接與獲能精子受精，原因是____________________________________________________________。(3)受精過程中，卵母細胞會發(fā)生透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)，作用是__________________________________________。(4)利用設(shè)計試管嬰兒技術(shù)，在胚胎植入母體孕育前，需要對胚胎進行遺傳學(xué)診斷，篩除____________的胚胎，有利于生育健康的下一代。如果濫用設(shè)計試管嬰兒技術(shù)，將會對社會產(chǎn)生負面影響，濫用設(shè)計試管嬰兒技術(shù)的表現(xiàn)之一是將該技術(shù)用于設(shè)計_________________________________________________。【答案】(1)使其產(chǎn)生更多的卵子(2)從卵巢中取出的卵母細胞還沒有成熟，需要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精(3)防止多精入卵(4)有遺傳缺陷嬰兒性別【解析】(1)在采集卵母細胞之前，為了讓供卵者超數(shù)排卵，產(chǎn)生更多的卵子，需要給供卵者注射適量的促性腺激素。(2)從卵巢中取出的卵母細胞還沒有成熟，需要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。(3)受精過程中，卵母細胞會發(fā)生透明帶反應(yīng)，是防止多精入卵的第一道屏障，卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的第二道屏障。易錯警示精子的形成過程是連續(xù)的，即一個精原細胞可以通過連續(xù)的減數(shù)分裂形成精子，但卵細胞的形成不是連續(xù)的，減數(shù)第二次分裂需要在受精時才會發(fā)生。2．(2019年江蘇卷)利用基因編輯技術(shù)將病毒外殼蛋白基因?qū)胴i細胞中，然后通過核移植技術(shù)培育基因編輯豬，可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。下圖為基因編輯豬培育流程，請回答下列問題：(1)對1號豬使用________處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處