2021届高考生物二轮复习-专题十八-胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案.doc
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1、2021届高考生物二轮复习 专题十八 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案2021届高考生物二轮复习 专题十八 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案年级:姓名:- 24 -专题十八 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题考纲要求1动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()2.胚胎干细胞的移植()3.胚胎工程的应用()4.转基因生物的安全性()5.生物武器对人类的威胁()6.生物技术中的伦理问题()7.简述生态工程的原理()8.生态工程的实例()授课提示:对应学生用书第109页细节拾遗1教材选修3 P63“讨论”: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
2、排出。2教材选修3 P64“旁栏思考”:进行体外受精时,将卵母细胞取出后,是否应当将它置于与输卵管中相似的环境,让它进一步成熟?提示:是。从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟,尚未完成减数第一次分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养,才能使其成熟,即达到受精前的成熟阶段。3教材选修3 P79“旁栏思考”: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?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。4教
3、材选修3 P122“讨论”:在“矿区废弃地的生态恢复工程”案例中,恢复植被的措施是植树和种草,为什么不是种植农作物?提示:矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,因此种植适应性强、耐旱的灌木、草和树等。易错诊断1早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质()2胚胎移植之前需要对供体和受体进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应()3动物细胞克隆、转基因工程等只要最后一步涉及胚胎移植,代孕母亲与供体母亲必须进行同期发情处理()4试管婴儿和胚胎移植技术都属于有性生殖()5设计试管婴儿不需对胚胎进行基因检测()6精子的获能不是获得ATP,而是受到外界环境中某些物质的作用,具备了受精的能力()7我国古代的
4、“无废弃物农业”,从生态学上看是遵循了物质循环再生原理()授课提示:对应学生用书第110页考点 胚胎工程1早期胚胎发育过程2.胚胎工程各技术间的关系3胚胎移植成功的四个基础(1)发情排卵后,在一段时间内,供、受体生殖器官的生理变化相同,能为胚胎的生长发育提供相同的生理环境。(2)早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系,为胚胎收集提供了可能。(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,为胚胎的存活提供了可能。(4)胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但其遗传特性不受影响。4胚胎工程的操作流程(1)胚胎移植过程中两次使用激素,第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体
5、进行超数排卵处理。(2)胚胎移植过程中的两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。(3)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的重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。特别提醒受精过程及胚胎工程中的注意点(1)受精过程中的“两种反应”与“两道屏障”透明带反应:精子触及卵细胞膜瞬间,将产生阻止后来精子进入透明带的反应它是防止多精入卵的第一道屏障。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它是防止多精入卵的第二道屏障。(2)两次使用的激素不同孕激素:对供、受体进行同期发情处理。促性腺激素:对供体
6、进行超数排卵处理。(3)精子的两种“获能”处理培养法:将取自附睾的精子置于“人工配制的获能液”中培养一段时间,使其获能。化学诱导法:将精子置于一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中诱导精子获能。(4)早期胚胎培养液成分的4个“两”两“盐”:无机盐和有机盐;两“酸”:氨基酸和核苷酸;两“素”:维生素和激素;两“液体”:水和血清。1(2020高考全国卷)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。回答下列问题:(1)步骤中需要使用的工具酶有_。步骤和所代表的操作分别是_和_。步骤称为_。(2)与乳腺生物反应
7、器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的_(答出2点即可)的限制。(3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息_(填“相同”或“不同”),原因是_。(4)从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有_(答出2点即可)。解析:(1)构建基因表达载体时,需要用限制性核酸内切酶切割W基因和载体,再由DNA连接酶将两者连接起来。步骤是将目的基因导入受体细胞,受体细胞为动物细胞(受精卵)时采用的是显微注射技术。步骤是将受精卵在体外培养成早期胚胎,步骤是将早期胚胎移植到代孕母体的子宫内。(2)乳腺生物反应器所选
8、择的动物必须是雌性,而且需要发育到一定年龄才能分泌乳汁。膀胱生物反应器可以不受转基因动物的性别和年龄的限制。(3)由受精卵经有丝分裂和细胞分化发育形成的同一动物个体中,乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞等体细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同,但两种细胞中基因选择性表达。(4)结合乳腺生物反应器的制备过程图,可知该流程涉及的胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。答案:(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶显微注射体外培养胚胎移植(2)性别、年龄(3)相同两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵(4)体外受精、胚胎移植2实验嵌合体是了解哺乳动物发育机制的关键点,也能为
9、不同多潜能干细胞状态的潜能提供咨询的来源。将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里,再将囊胚移入代孕鼠体内发育形成猴鼠嵌合体猴鼠,可用于器官的移植研究。请回答下列问题:(1)判断哺乳动物的受精过程是否完成的重要标志是_。 (2)胚胎干细胞的培养和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作,可以采取的措施有_。胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其原因是_。根据胚胎干细胞的这种功能特性,当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时,利用胚胎干细胞的治疗思路是_。(3)将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的_部位能获取所需组织,再将囊胚移入代孕鼠体内,此技术对代孕受体的要求是_。在畜牧生产中
10、采用这种技术的优势主要是_,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用_技术。解析:(1)判断哺乳动物的受精过程是否完成的重要标志是雌雄原核融合成合子。(2)胚胎干细胞的培养和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作,可以采取的措施有添加抗生素和定期更换培养液。胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其原因是胚胎干细胞具有发育的全能性。根据胚胎干细胞的这种功能特性,当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时,可以通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补。(3)将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位能获取所需组织,再将囊胚移入代孕鼠体内,此技术对代孕受体的要求是同种、
11、生理状态相同、有正常孕育能力的其他雌性动物。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技术。答案:(1)雌雄原核融合成合子(2)添加抗生素和定期更换培养液胚胎干细胞具有发育的全能性通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补(3)内细胞团同种、生理状态相同、有正常孕育能力的其他雌性动物可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎分割考点 生物技术的安全性与伦理问题1对转基因生物安全性的争论在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。2治疗性克隆和生殖性克隆的区别与联系类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的从胚胎
12、中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育,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3.试管婴儿和设计试管婴儿的异同点设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程,两种技术均属于有性生殖,其中属于解决不孕夫妇生育问题的是试管婴儿技术。1自从克隆羊“多利”的问世以来,很快在全世界引发了一场大讨论,其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。如图表示人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答。(1)图示过程应用的主要技术有_。(至少回答两点)(2)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有_。相同的胚胎干细胞,“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,
13、有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是基因的_的结果,该过程的开始发生在_期。(3)如将上述技术用于“克隆人”则需要进行_过程,目前世界上绝大多数国家反对进行“克隆人”实验的原因是_。(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是_。解析:(1)动物细胞核移植技术并将其培养成个体包括细胞核移植、动物细胞培养、胚胎干细胞诱导分化等技术。(2)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有全能性;细胞分化发生的实质是基因的选择性表达的结果,发生在囊胚期。(3)用于“克隆人”需要进行胚胎移植过程;由于克隆人实验会引起人类社会的伦理道德发生混乱,所以目前世界上大多数国家反对进行“克隆人”
14、实验。(4)胚胎干细胞分裂分化得到的器官,其中核DNA来自患者,故细胞膜上抗原与患者基本一样,器官移植没有免疫排斥反应。答案:(1)细胞核移植、动物细胞培养、胚胎干细胞诱导分化等 (2)全能性选择性表达囊胚(3)胚胎移植“克隆人”会引起人类社会的伦理道德发生混乱(4)没有免疫排斥反应2生物技术就像把双刃剑,它既可以造福人类,也可能在使用不当时给人类带来灾难。回答下列问题。(1)试管婴儿技术是体外受精、胚胎移植技术的俗称。精子和卵子在体外受精后,应将受精卵移入_中继续培养,以检查_。(2)“试管婴儿”技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿技术” ,二者在技术手段上的区别是_。有人认为用设计试管婴儿
15、的办法救治自己的孩子不合乎伦理道德,其主要理由是_。(3)2016年,“三亲试管婴儿”在英国出生,如图表示“三亲试管婴儿”的培育过程。图示过程中代表婴儿母亲卵母细胞的是_,“三亲试管婴儿”技术能避免母亲的_遗传病基因传递给后代。该婴儿的孕育过程中依次使用了_、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)“基因编辑婴儿”指通过基因编辑技术修改人体胚胎精子或卵细胞细胞核中的DNA后生下的婴儿。基因编辑是应对遗传性疾病的一个潜在办法,但它极具争议性,因为这些修改将遗传给后代,最终有可能影响整个人类的_。解析:(1)试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期
16、胚胎后,再经移植后产生后代的技术。精子和卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。(2)设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术,设计试管婴儿技术的胚胎在移植前需进行遗传学诊断。用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是否合乎伦理道德,对此人们持有不同的意见,反对的理由主要是有人认为这是把试管婴儿当作人体零配件工厂,对生命不尊重,他们认为早期的生命也有活下去的权利,拋弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”等等。(3)该母亲提供卵母细胞的细胞核,捐赠者提供去核卵母细胞,所以该婴儿母亲的卵母细胞是B;由图可知
17、,三亲试管婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,三亲婴儿的培育过程依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)基因编辑技术修改了人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA,修改后的基因将遗传给后代,并最终有可能影响整个人类的基因库。答案:(1)发育培养液受精状况和受精卵的发育能力(2)后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断把试管婴儿当人体零配件工厂,对生命不尊重,抛弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”等等(3)卵母细胞B线粒体核移植 (4)基因库考点 生态工程1理清生态经济、循环经济、生态工程之间的关系2把握生态工程基本原理的判断方法(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境
18、污染物质循环再生原理。(2)体现物种多、营养关系复杂物种多样性原理。(3)强调生物与环境的协调与平衡、涉及环境承载力协调与平衡原理。(4)涉及自然、经济和社会,指整个系统,如林业生态工程建设整体性原理。(5)涉及结构、功能,分布式、集中式、环式系统的结构决定功能原理(系统学和工程学原理)。(6)涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和;指系统内部,如互利共生系统整体性原理(系统学和工程学原理)。3生态工程设计的常用方法(1)生态工程设计的常用方法之一是食物链(网)的“相接”。(2)生态工程设计的常用方法之二是食物链(网)的“加环”。“加环”可为未被利用的部分能量找到出路。例如,用玉米的副
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