【生物】2019届一轮复习人教版第37讲　胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案

【生物】2019届一轮复习人教版第37讲　胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案

第37讲　胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题 ‎[考纲明细]　1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)　2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)　3.胚胎工程的应用(Ⅱ)　4.转基因生物的安全性(Ⅰ)　5.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)　6.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)‎ 板块一　知识·自主梳理 一、胚胎工程的概念 ‎1．操作对象：动物早期胚胎或配子。‎ ‎2．技术手段：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。‎ ‎3．特点：经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。‎ 二、体内受精和早期胚胎发育 ‎1．精子的发生 ‎(1)场所：睾丸。‎ ‎(2)时间：从初情期开始，到生殖机能衰退。‎ ‎(3)精子的形成过程 ‎(4)变形过程中细胞发生的变化 ‎2．卵子的发生 ‎(1)场所：卵巢。‎ ‎(2)时间：在胚胎的性别分化后。‎ ‎(3)过程 ‎②卵子是否受精的标志 当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精，这是判断卵子是否受精的重要标志。‎ ‎③精子和卵子在发生上的重要区别 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。‎ ‎3．体内受精 ‎(1)场所：雌性动物的输卵管内。‎ ‎(2)受精前的准备阶段 ‎①精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。‎ ‎②卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减Ⅱ中期时，才具备与精子受精的能力。‎ ‎(3)受精过程 ‎4．早期胚胎发育 三、体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 ‎1．体外受精 ‎2．胚胎的早期培养 ‎(1)目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。‎ ‎(2)培养液成分：两“盐”：无机盐、有机盐；两“素”：维生 素、激素；两“酸”：氨基酸、核苷酸；另有水和血清等。‎ ‎(3)胚胎处理：向受体内移植或冷冻保存。‎ ‎3．胚胎工程的应用及前景 ‎(1)胚胎移植 ‎①概念：将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。‎ ‎②地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。‎ ‎③意义 a．充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。‎ b．大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量，从而推动了畜牧业的发展。‎ ‎④生理学基础 ‎⑤基本程序 ‎(2)胚胎分割 ‎①胚胎分割时应注意的问题 a．胚胎选择：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。‎ b．分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，一定要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎恢复和进一步发育。‎ ‎②实质：通过无性生殖或克隆增加后代数量。‎ ‎(3)胚胎干细胞 ‎①胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。‎ 四、生物技术的安全性和伦理问题 ‎1．转基因生物的安全性 ‎(1)转基因生物存在安全性问题的原因 ‎①目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。‎ ‎②目的基因往往是异种生物的基因。‎ ‎③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)理性对待转基因技术：趋利避害，不能因噎废食。‎ ‎2．关注生物技术的伦理问题 ‎(1)克隆 ‎①治疗性克隆与生殖性克隆 ‎②中国政府态度：中国不反对治疗性克隆，反对生殖性克隆。‎ ‎(2)试管婴儿与设计试管婴儿 ‎①过程区别：设计试管婴儿比试管婴儿多出的过程是上图中的d。‎ ‎②所用技术手段不同：设计试管婴儿胚胎移植前需要进行遗传学诊断，而试管婴儿无需进行遗传学诊断。‎ ‎③应用不同：试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，而设计试 管婴儿主要用于白血病、贫血症等疾病的治疗。‎ ‎④相同点：两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都属于有性生殖。‎ ‎(3)基因身份证 ‎①否定的理由：个人基因资讯的泄露造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、个人婚姻困难和人际关系疏远等。‎ ‎②肯定的理由：一些遗传性疾病在后代中复现率很高，通过基因检测可以及早预防、适时治疗，达到挽救患者生命的目的。‎ ‎3．禁止生物武器 ‎(1)生物武器的种类：致病菌、病毒、生化毒剂以及基因重组的致病菌等。‎ ‎(2)中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。‎ ‎◆　深入思考 ‎1．受精的标志和受精完成的标志是一回事吗？‎ 提示　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。‎ ‎2．排卵和冲卵有什么区别？‎ 提示　排卵指卵子从卵泡中排出；冲卵是把供体母体子宫内的早期胚胎冲洗出来。‎ ‎3．试管婴儿和设计试管婴儿有什么不同？‎ 提示　(1)过程不同：后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。‎ ‎(2)目的不同：试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症等的治疗。‎ ‎◆　自查诊断 ‎1．排卵是指卵泡从卵巢中排出。(　　)‎ 答案　×‎ ‎2．从卵巢中采集的卵母细胞不能直接与获能的精子完成受精。‎ ‎(　　)‎ 答案　√‎ ‎3．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。(　　)‎ 答案　√‎ ‎4．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。(　　)‎ 答案　×‎ ‎5．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。(　　)‎ 答案　×‎ 板块二　考点·题型突破 考点1‎ 体内受精和早期胚胎发育 题型一　配子的发生 ‎1．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。‎ 据图分析，下列叙述错误的是(　　)‎ A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节 B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同 D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞 答案　C 解析　分析题图可知，在促性腺激素的作用下减数第一次分裂完成并产生次级卵母细胞，A正确；只有在精子的作用下，次级卵母细 胞才能完成减数第二次分裂形成成熟卵子，B正确；Ⅱ为初级卵母细胞，在减数第一次分裂后期染色体数目为2N，Ⅲ为次级卵母细胞，在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后染色体数为2N，Ⅳ为受精卵，在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍为4N，三者在分裂后期染色体数目不同，C错误；动物基因工程中常用受精卵作为受体细胞，D正确。‎ ‎2．分析下面图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别(　　)‎ A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B．MⅠ和MⅡ的时间连续性 C．成熟生殖细胞是否经过变形 D．成熟生殖细胞中染色体的数目 答案　D 解析　初级精母细胞是雄性动物初情期开始后才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的；精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ；精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形；成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。故选D。‎ 技法提升 ‎　对“卵子的发生”的说明 ‎(1)正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。‎ ‎(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)卵子从卵泡中排出时只完成了减数第一次分裂，减数第二次分裂发生在输卵管中，在精子和卵子结合的过程中完成。‎ 题型二　体内受精和早期胚胎发育过程 ‎3．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 解析　大量获能的精子与卵子相遇时，即开始释放顶体酶，溶解放射冠的卵丘细胞之间的物质，这样部分精子可接触到透明带，A错误；透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜反应是第二道屏障，B正确；精子与卵细胞膜相互融合，精子的头部即进入卵细胞中，C正确；雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂，D正确。‎ ‎4．[2017·苏州模拟]下图表示哺乳动物胚胎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)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，细胞数目________，胚胎总体积________。‎ 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)增多　基本不变 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。‎ ‎(5)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，虽然细胞数目增多，但胚胎总体积基本不变。‎ 考点2‎ 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 题型一　体外受精和早期胚胎培养过程 ‎1．如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是(　　)‎ A．获取的精子经获能后才能进行体外受精 B．②过程只与细胞膜的流动性有关 C．③过程的细胞增殖方式是有丝分裂 D．④过程属于胚胎移植过程 答案　B 解析　在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精，A正确；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等，B错误；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂，C正确；④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程，D正确。‎ ‎2．根据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题。‎ ‎(1)体外受精的过程主要包括____________________、________________及受精等几个步骤。‎ ‎(2)精子获能的方法有________和____________________。‎ ‎(3)体外采集小鼠的卵子常用________。‎ A．超数排卵处理法 B．活体采卵法 C．从早期胚胎中采集 D．从屠宰后母鼠卵巢中采集 ‎(4)怎样用一个流程图表示体外受精过程？‎ 答案　(1)卵母细胞的采集和培养　精子的采集和获能 ‎(2)培养法　化学诱导法　(3)A ‎(4)如图所示 解析　(1)哺乳动物体外受精的过程主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精几个步骤。‎ ‎(2)精子获能的方法有培养法和化学诱导法。‎ ‎(3)对于实验小动物，卵子的采集常采用超数排卵处理法，对大家畜或大型动物，常采用活体采卵法或从已屠宰母畜的卵巢中采集的方法。‎ 技法提升 人工授精和体外受精的比较 题型二　胚胎移植和胚胎分割 ‎3．下列关于胚胎分割的叙述，正确的是(　　)‎ A．可以将胚胎任意分割成多块 B．胚胎分割是一种有性生殖 C．胚胎分割后，移植获得的后代基因型完全相同 D．胚胎分割是在动物体内进行的 答案　C 解析　胚胎分割可以看做无性生殖，它所形成的后代基因型完全相同，遗传性状极为相似。胚胎分割是在动物体外进行的操作，但不能无限分割。‎ ‎4．下面为牛胚胎移植示意图，请据图回答：‎ ‎(1)牛胚胎移植程序中，①通常采用________进行同期发情处理，然后②用________激素使供体母牛超数排卵。‎ ‎(2)④胚胎移植过程一般有________和________两种方法。‎ ‎(3)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同？________，为什么？___________________________________。‎ ‎(4)进行胚胎移植的优势是________________________________。‎ ‎(5)冲卵的生理基础是__________________________________。‎ ‎(6)④移植的胚胎，也可以是来源于体外受精或者核移植，体外受精形成的胚胎发育成的个体可以称为________(填“试管”或“克隆”)动物，核移植形成的胚胎发育成的个体可以称为________(填“试管”或“克隆”)动物。‎ 答案　(1)激素　促性腺　(2)手术　非手术 ‎(3)不相同　犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛，且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响 ‎(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 ‎(5)早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系 ‎(6)试管　克隆 解析　(1)胚胎移植时供、受体牛必须处在相同的发情期，通常用激素进行处理，然后用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。‎ ‎(2)胚胎移植方法一般有：手术法，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口；非手术法，将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。‎ ‎(3)受体母牛只是提供胚胎发育的场所。‎ ‎(4)进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。‎ ‎(5)冲卵的生理基础是早期胚胎形成后，未与母体子宫建立组织上的联系，仍处于游离状态。‎ ‎(6)体外受精获得试管动物，核移植获得克隆动物。‎ ‎5．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作 过程，请据图回答有关问题：‎ ‎(1)图中c的操作名称是________________，d、f的操作名称是________________。‎ ‎(2)图中用到的激素是________________，其目的是获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；图中早期胚胎属于胚胎发育的________期，其中胚胎干细胞来源于________(填数字标号)。‎ ‎(3)过程h常用的方法是________________。采用 ‎________________技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。‎ ‎(4)图中A、B牛的性别________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。‎ 答案　(1)胚胎分割　胚胎移植 ‎(2)促性腺激素　囊胚　③‎ ‎(3)显微注射法　DNA分子杂交　(4)相同 解析　(1)分析题图可知，a过程是体外受精，b过程是早期胚胎培养，c操作是胚胎分割，d、f操作是胚胎移植。‎ ‎(2)用促性腺激素处理母畜，可获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；图中胚胎属于胚胎发育的囊胚期，其中③指内细胞团，胚胎干细胞可来源于此。‎ ‎(3)常用显微注射法将外源基因导入动物受体细胞，采用DNA分子杂交技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。‎ ‎(4)A、B牛由同一个胚胎分割而来，二者遗传物质相同，性别相同。‎ 技法提升 ‎　胚胎移植中的四个注意点 ‎(1)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次用激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。‎ ‎(2)胚胎移植过程中有两次检查：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)不同动物胚胎移植的时间不同：牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。‎ ‎(4)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。‎ 题型三　胚胎干细胞培养 ‎6．[2017·南阳测试]胚胎干细胞培养的基本过程如下图所示，下列叙述正确的是(　　)‎ A．①过程的培养液与动物细胞培养的培养液成分不同之处是不含有动物血清 B．②过程采用酶处理的方式将内细胞团细胞分散开 C．③过程培养基中需加入经紫外线照射后的成纤维细胞，以促进胚胎干细胞分化 D．早期胚胎继续发育会在外层形成滋养层细胞，最终这部分细胞发育为成体的一部分 答案　B 解析　动物细胞培养所需的营养物质与体内基本相同，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，以及血清、血浆等天然成分，早期胚胎培养的培养液成分一般都比较复杂，除了一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等，A 错误；③表示胚胎干细胞只分裂不分化的状态，C错误；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，D错误。‎ ‎7．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是(　　)‎ A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性 B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病 C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术 D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物 答案　C 解析　用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性，只需诱导干细胞分化形成相应的器官即可，A错误；用脐带血中的干细胞不能治疗这个孩子所有的疾病，如传染性疾病等，B错误；如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用细胞培养技术，然后发育成器官，C正确；自体器官移植不会发生免疫排斥反应，所以自体移植后不需要用免疫抑制药物，D错误。‎ ‎8．如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。‎ ‎(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因____________________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上图中的________细胞移植到患者体内。‎ 答案　(1)囊胚　原始性腺　(2)胚胎干细胞　分化诱导　(3)选择性表达　(4)造血干 解析　(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，这个早期胚胎指的是囊胚阶段的内细胞团。‎ ‎(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，其全能性最高，在体外培养条件下，在培养液中加入分化诱导因子，则该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞。‎ ‎(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，存在有造血功能的干细胞，骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内。‎ 易错警示 ‎　滋养层≠饲养层 滋养层：囊胚时期沿透明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：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。‎ 考点3‎ 生物技术的安全性和伦理问题 题型一　生物技术的安全性问题　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．转基因生物的安全性引起人们争论的技术原因是(　　)‎ ‎①转移基因的功能往往未知　②转移基因的结构往往未知　③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的　④外源基因往往是异种生物的基因 A．①② B．②③ C．③④ D．①③‎ 答案　C 解析　由于人们对基因结构、基因间相互作用及基因调控机制等了解有限，故人们对转基因生物的安全性还存在争论，转移基因的功能往往是已知的。‎ ‎2．下列哪些说法已得到了证实(　　)‎ A．一些转基因植物成为“入侵的外来物种”，威胁着生态系统中其他的生物的生存 B．转基因抗除草剂植物已使杂草成了抗除草剂的“超级杂草”‎ C．转Bt基因玉米的花粉可使某种斑蝶幼虫死亡 D．已发现因食用转基因食物而死亡的病例 答案　C 解析　从理论上说，一些转基因植物可能会成为“入侵的外来物种”，威胁着生态系统中其他生物的生存，但没有被证实，A错误；转基因抗除草剂植物可能使杂草成为抗除草剂的“超级杂草”，没有得到证实，B错误；据报道一种斑蝶幼虫食用了转Bt基因玉米的花粉后有44%的个体死亡，C正确；到目前为止，还没有发现因食用转基因食物而死亡的病例，D错误。‎ 技法提升 ‎　安全性常见误区 ‎(1)引入外来物种≠增加生物多样性：如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响，可能会造成生物多样性的锐减。‎ ‎(2)转基因生物具有危害≠阻止技术的发展：应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能的危害而阻止技术的发展。‎ 题型二　生物技术的伦理问题 ‎3．中国政府禁止生殖性克隆人，不接受任何生殖性克隆人的实验，原因是(　　)‎ A．克隆人不是正常的个体 B．克隆人的技术性问题无法得到解决 C．克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念 D．大多数人对克隆人的研究持否定态度 答案　C 解析　克隆人严重违反了人类伦理道德，是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，因此中国政府禁止生殖性克隆人。‎ ‎4．[2017·湖北荆州松滋二中期中]试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外受精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育4～6天，形成胚胎(如下图所示)，然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最后出生的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。它的成功和发展，不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面提供了新的课题，有不可估量的积极作用。‎ ‎(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是____________，该图示时期是胚胎发育的________期。‎ ‎(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是________。‎ ‎(3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过________处理，卵子要培养到________________(时期)。除此之外还用到___________________(填两种)技术。‎ ‎(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是_______________________。‎ ‎(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_____________。‎ ‎ 答案　(1)受精作用　囊胚　(2)有丝分裂 ‎(3)获能　减数第二次分裂中期　早期胚胎培养、胚胎移植 ‎(4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断 ‎(5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德 解析　受精前，精子需要进行获能处理，卵子需要培养到减数第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵进行有丝分裂，使细胞数目增多。观察题图可知，该图中有囊胚腔，是典型的囊胚期图。试管婴儿技术主要用于解决不孕不育问题，而设计试管婴儿主要可以治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病等。大多数人认为那些配型不 合适的胚胎被丢弃或杀死，及滥用设计试管婴儿技术，如设计婴儿性别等导致性别比例失调，违反了伦理道德。‎ 板块三　方向·真题体验 ‎1．[2017·江苏高考]下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是(　　)‎ A．精子在获能液中于37 ℃、5% CO2条件下培养的目的是使精子获能 B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用 C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异 D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育 答案　C 解析　分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于发育条件的不同，个体间也会存在形态学差异，C项错误。‎ ‎2．[2017·江苏高考]牛雄性胚胎中存在特异性HY抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加HY单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．HY单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌 B．应选用原肠胚做雌雄鉴别 C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植 D．用HY抗原免疫母牛可获得相应抗体 答案　D 解析　单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，A错误；原肠胚分化程度较高，取原肠胚细胞做雌雄鉴别易损伤胚胎，影响胚胎发育，应选用囊胚期的滋养层细胞，B错误；因题干中明确利用乳腺生物反应器，故应选用雌性胚胎进行胚胎移植，以获得雌性个体，这样才能利用乳腺生物反应器进行生物制药，C错误；用HY抗原免疫母牛，‎ 会使母牛产生免疫反应，刺激B细胞分化形成浆细胞，进而产生相应抗体，D正确。‎ ‎3．[2016·江苏高考]印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割 B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞 C．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液 D．步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同 答案　B 解析　步骤甲为体外受精，步骤乙为胚胎移植，A错误；诱导超数排卵所用的激素是促性腺激素，只作用于性腺细胞，B正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞中的卵黄，C错误；步骤甲体外受精使用的是获能溶液或专用的受精溶液，与早期胚胎培养液成分相差较大，D错误。‎ ‎4．[2015·安徽高考]科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如下图。‎ ‎(1)由过程①获得的A为________________________。‎ ‎(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_______________________________________________。‎ 受体应选用________期卵母细胞。‎ ‎(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生__________________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。‎ ‎(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为____________________________。‎ 答案　(1)含目的基因的表达载体 ‎(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞　‎ MⅡ中 ‎(3)免疫排斥反应 ‎(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养 解析　(1)分析图示可知，过程①构建的A为含目的基因的表达载体。‎ ‎(2)核移植以前，必须去掉受体卵母细胞的核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。受体应该选用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞。‎ ‎(3)在进行胚胎移植时，受体即代孕母羊对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。‎ ‎(4)转基因体细胞克隆产生的重组细胞具有全能性，培养产生的含目的基因的成纤维细胞可进行传代培养，因此理论上可获得无限个转基因绵羊。‎ 限时规范特训 一、选择题 ‎1．如图为胚胎发育过程中的某一时期示意图。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．高等哺乳动物胚胎发育中，图示时期的细胞已出现分化，细胞分化终止于生命结束 B．图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团 C．胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化 D．进行胚胎分割时，应选择图示时期之后的胚胎进行 答案　D 解析　高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示囊胚时期，终止于生命结束，A正确；由图示可知，图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团，B正确；①为透明带，囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化，C正确；图示为囊胚期，进行胚胎分割时，应选择图示时期的胚胎或之前的桑椹胚进行，D错误。‎ ‎2．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，图a、b、c表示现代生物工程技术，①②③表示分别对应a、b、c的结果。根据图示，下列说法正确的是(　　)‎ A．若a是核移植技术，①反应了动物细胞也具有全能性 B．若c是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表现型一定相同 C．①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物 D．若b是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能 答案　D 解析　动物细胞通过核移植技术获得动物个体只能证明动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；胚胎分割技术是将一个囊胚或者桑椹胚分割成多份获得多个后代个体，属于无性繁殖，获得的个体的基因型一定相同，但是表现型是基因型和环境条件共同作用的结果，可能不同，B错误；珍稀的或存量少的雌性动物属于保护动物，不能作为生物工程的受体，应该用本地中数量较多的雌性动物，C错误；胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术，它可充分发挥优秀个体的繁殖潜力，D正确。‎ ‎3．下列有关生物技术安全和伦理问题的观点不合理的是(　　)‎ A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待 B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆 C．我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散 D．对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权 答案　B 解析　我们应该利用转基因技术为人类造福。我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆，利用治疗性克隆生产一些人造器官可用于医学治疗。‎ ‎4．牛胚胎移植试验的主要流程如下，下列叙述正确的是(　　)‎ ‎①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→⑥子代小牛。‎ A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵母细胞并完成减数分裂 B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提 C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚 D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致 答案　D 解析　卵细胞形成中的减数第二次分裂是在受精作用过程中完成的，A错误；③过程是以哺乳动物早期胚胎处于游离状态为前提，B错误；④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，C错误；⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致，D正确。‎ ‎5．下图为哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是(　　)‎ A．①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎 B．③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞 C．④过程需要在无菌的二氧化碳培养箱中进行 D．⑤过程可以直接获得各种效应T细胞 答案　C 解析　题图中①过程指早期胚胎的体外培养，②过程指胚胎移植，③过程指胚胎干细胞的获取，④过程指胚胎干细胞的培养，⑤过程指利用胚胎干细胞培育各种组织细胞。运用超数排卵技术只能获得多个卵母细胞，A错误；从早期胚胎(囊胚)中分离内细胞团(胚胎干细胞)一般用胰蛋白酶处理，B错误；动物细胞培养都需要在无菌的二氧化碳培养箱中进行，C正确；利用胚胎干细胞可以培育出多种淋巴细胞，但效应T细胞需经相应抗原的刺激才能获得，D错误。‎ 二、非选择题 ‎6．[2017·江淮十校联考]我国科学家通过Dazl基因的异位表达，最终在体外将小鼠胚胎干细胞同时诱导出了游动的精子和卵子。请回答：‎ ‎(1)精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入________继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。受精卵的早期分裂过程中，细胞的表面积与体积的比值变化趋势是________。‎ ‎(2)干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整个体)、多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(可发育成专门的组织和器官)，则这些干细胞在发育中的分化前后顺序是__________________。‎ ‎(3)胚胎干细胞可用于治疗性克隆，需要把胚胎干细胞在一定的条件下，通过________和________形成不同的组织和器官，然后才能进行移植。‎ 答案　(1)发育培养液　逐渐增大 ‎(2)全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞 ‎(3)离体培养　诱导分化 解析　(1)精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。受精卵的早期分裂过程中，细胞的数量不断增加，细胞的表面积增大，细胞总体积不变或减小，则单个细胞的体积减小，因此细胞的表面积与体积的比值变化趋势是逐渐增大。‎ ‎(2)全能干细胞可发育为多能干细胞，多能干细胞可发育为专能 干细胞。‎ ‎(3)胚胎干细胞可用于治疗性克隆，需要把胚胎干细胞在一定的条件下，通过离体培养和诱导分化形成不同的组织和器官，然后才能进行移植。‎ ‎7．[2017·济南模拟]由李建远教授率领的科研团队，在山东烟台毓璜顶医院成功克隆出5枚符合国际公认技术鉴定指标的人类囊胚。实验流程如下(字母表示操作技术或生理过程)。阅读材料并回答相关问题：‎ ‎(1)A过程中，采取的关键措施是________。‎ ‎(2)B过程中，李建远教授采用三维立体偏振光纺锤体成像系统对核DNA精确定位后，再用微激光对卵子的某一结构打孔，才能精确剔除卵子细胞核。这一结构主要是指(　　)‎ A．放射冠 B．透明带 C．卵细胞膜 D．核膜 ‎(3)在培养皮肤成纤维细胞和淋巴细胞时，往往会发生细胞接触抑制现象，需要用__________________等处理。为了保证培养过程中无菌、无毒的环境，通常还要在细胞培养液中添加一定量的________。‎ ‎(4)C表示________技术，D过程往往需要使用物理或化学方法激活，其中完成的细胞增殖方式是________。‎ ‎(5)通过克隆胚胎进而用其衍生而来的器官来取代患者本人病变的器官，就会避免免疫排斥反应，根本原因是__________________。‎ 答案　(1)注射促性腺激素　(2)B ‎(3)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　抗生素 ‎(4)核移植　有丝分裂 ‎(5)遗传物质完全相同 解析　(1)想取得多枚卵子，需要向志愿者注射促性腺激素促其超数排卵。‎ ‎(2)对卵子的第一道屏障打孔，才能精确剔除卵子细胞核，这一道屏障是透明带。‎ ‎(3)在培养皮肤成纤维细胞和淋巴细胞时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理，原因是将细胞分散解除接触性抑制。培养过程中通常在细胞培养液中添加一定量的抗生素，其目的是防止培养过程中的污染。‎ ‎(4)C是指把细胞核移入去核的卵细胞中，属于核移植，体细胞的增殖方式是有丝分裂。‎ ‎(5)通过克隆胚胎进而用其衍生而来的器官来取代患者本人病变的器官，由于遗传物质完全相同，会避免免疫排斥反应。‎ ‎8．胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题。‎ ‎(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于________，细胞B的名称是________。‎ ‎(2)应用2中牛完成体内受精的场所是________‎ ‎，刚移植在子宫内的胚胎其发育程度一般为________，胚胎移植后可以通过________从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有______________________(至少答出两种)等。‎ ‎(3)应用3中细胞C、D分别取自________、________。‎ ‎(4)应用4中通过________技术获得二分胚①和②，同时，可以通过取样________进行分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对________的分析进行性别鉴定。‎ 答案　(1)供体1和供体2　MⅡ中期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞)‎ ‎(2)输卵管　桑椹胚或囊胚　胎盘　体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 ‎(3)原始性腺(或生殖腺)　早期胚胎(囊胚的内细胞团)‎ ‎(4)胚胎分割　滋养层　染色体(或性染色体)‎ 解析　(1)从图示可看出应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于供体1和供体2，细胞B为处于MⅡ中期卵母细胞。‎ ‎(2)体内受精的场所为输卵管。胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚进行移植，胚胎移植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质，试管牛应用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术手段。‎ ‎(3)细胞C来自生殖腺，而细胞D来自早期胚胎，利用胚胎分割可获得多胚，利用滋养层的细胞可进行早期胚胎性别鉴定，也可通过对染色体的分析进行性别鉴定。‎ ‎9．一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了大量的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题：‎ ‎(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地生物多样性构成威胁。如果同意这种观点，请列举3条理由：‎ ‎①‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用转基因玉米加工的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护________。在有关标识中应标注“________”或“______________”。‎ ‎(3)随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正确的是(　　)‎ A．转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 B．基因污染是一种不可扩散的污染 C．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性 D．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存 答案　(1)①玉米与其他植物之间存在生殖隔离　‎ ‎②玉米的花粉传播距离有限　③玉米花粉的存活时间有限(或其他合理理由)‎ ‎(2)消费者的知情权　转基因玉米加工品　加工原料为转基因玉米 ‎(3)B 解析　(1)转基因生物不会对当地的生物多样性构成威胁，有以下理由：转基因生物虽然具有某些新的性状，但其生命力没有人们想象的那么强，扩散到种植区以外时，会很快死亡。转基因生物的种植需有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术。转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进行自然杂交；许多植物花粉的传播距离有限，花粉存活时间有限，具有受精能力的时间更短。‎ ‎(2)2002年，我国农业部颁布了《农业转基因生物标识管理办法》，要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注，以方便消费者自主选择，保护消费者的知情权。在有关标识中应标注“转基因××品”或“加工原料为转基因××”。‎ ‎(3)基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如转基因作物的花粉可以散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库。杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性；转基因生物还有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。‎ ‎10．[2017·河南新乡高三调研]我国全面二孩政策已于2016年1月1日起正式实施。十二年前，33岁的产妇朱女士利用试管婴儿技术，成功生下一个男孩。2016年3月，朱女士决定生育第二个孩子，医院找到当年为她冷冻的“胚胎”，经过检胎等程序，朱女士已成功怀孕12周。冷冻12年后复苏、植入，该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”的宝宝。有意思的是，这个沉睡了12年的“冰宝宝”，跟自己11岁的亲哥哥其实是“同龄”。请回答以下相关问题：‎ ‎(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，医生在取卵前通常需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡发育。试管婴儿技术采用了体外受精等技术，精子顶体内含有的________能协助精子穿过卵细胞的________最终进入卵细胞内完成受精作用。‎ ‎(2)通过胚胎移植技术将冷冻的“胚胎”移入朱女士子宫内，使其继续发育，胚胎移植的实质是________________________。沉睡了12年的“冰宝宝”跟自己11岁的亲哥哥其实是“同龄”。二者性别相同的概率为________。‎ ‎(3)若进行试管婴儿的某夫妇，其中妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷)，则子女患病的情况为________，该疾病的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传定律。‎ ‎(4)‎ 与试管婴儿相比，人们对克隆人争议较大。持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷的孩子；但是坚持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和________等方法得到解决。而有些人利用试管婴儿技术选择生男孩还是女孩，从种群特征角度分析，这会严重影响人口的________，进而影响人口数量，产生一系列社会问题。‎ 答案　(1)促性腺　顶体酶　放射冠和透明带 ‎(2)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移　1/2‎ ‎(3)全患病　不遵循　(4)染色体检查　性别比例 解析　(1)注射促性腺激素，能获得更多卵子；顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵细胞的放射冠和透明带，最终进入卵细胞。‎ ‎(2)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；生男、生女的概率相等，均为1/2。‎ ‎(3)线粒体疾病的遗传方式是细胞质遗传，具有母系遗传的特点，不遵循孟德尔遗传定律，母亲患病子女全患病。‎ ‎(4)通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法，可帮助检测有严重缺陷的孩子，弥补克隆技术的不足；人为地选择生男孩还是生女孩，会严重影响人口的性别比例。‎ ‎11．[2017·烟台模拟]下图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列问题。‎ ‎(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有____________________和__________________。‎ ‎(2)用激素处理的目的是使B牛________________，从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到__________________(时期)才能与精子结合。‎ ‎(3)A牛的精子要与B牛的卵细胞结合，完成受精作用，必须先 ‎________。卵子受精的标志是____________________________。‎ ‎(4)生产上常用________________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的个体，可以使用________技术。‎ 答案　(1)动物细胞培养'胚胎移植 ‎ (2)超数排卵'减数第二次分裂中期 ‎(3)获能'在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体 ‎(4)桑椹胚或囊胚　胚胎分割 解析　(1)方法Ⅰ、Ⅱ中都用到了动物细胞培养技术和胚胎移植技术。‎ ‎(2)超数排卵应用促性腺激素处理，获得的卵母细胞需要在减数第二次分裂中期才能与精子结合。‎ ‎(3)体外受精前应该让精子获能，然后才能完成受精作用。卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带之间能观察到两个极体。‎ ‎(4)胚胎移植常用桑椹胚或囊胚进行，胚胎分割能同时获得性状相同的多个个体。‎