2021版高考生物一轮复习第39讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题课件 人教版

2021版高考生物一轮复习第39讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题课件 人教版

第 39 讲　胚胎工程及 生物技术 的 安全性和伦理问题 - 2 - - 3 - 必备知识 核心素养 关键能力 体内受精与早期胚胎发育 1 . 精子和卵子的发生 曲细精管　 卵巢　 初情期 - 4 - 必备知识 核心素养 关键能力 - 5 - 必备知识 核心素养 关键能力 连续的 不连续的 有丝分裂 - 6 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 体内受精 (1) 场所 : 雌性动物的 　　　　　　　 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 　　　　　　　 　 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 　　　　　 时 , 才具备与精子受精的能力。   (3) 受精过程 : 获能的精子穿过 　　　　　　　　　 ( 与 　 反应 有关 )→ 精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别 → 精子入卵 → 雌、雄原核的形成与融合。   (4) 防止多精入卵的机制 : 第一道屏障是 　　　　　 反应 ; 第二道屏障是 　　　　　　　　　 反应。   输卵管 雌性动物生殖道 减 Ⅱ 中期 放射冠和透明带 顶体 透明带 卵细胞膜 - 7 - 必备知识 核心素养 关键能力 3 . 早期 胚胎发育 有丝分裂 增加 不增加或略有缩小　 32 全能性 - 8 - 必备知识 核心素养 关键能力 胎儿的各种组织 胎膜和胎盘 表层 下方 - 9 - 必备知识 核心素养 关键能力 教材拾遗 ( 选修 3 第 63 页 “ 讨论 ”)(1) 一个卵泡中能形成几个成熟的卵子 ? (2) 刚排出的卵是成熟的卵子吗 ? 卵子在母体的什么部位与精子受精 ? 提示 : 正常情况下 , 一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 提示 : 刚排出的卵子尚未完全成熟 , 仅完成减数第一次分裂 , 需要在输卵管内进一步成熟 , 直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。 - 10 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1) 精子和卵子的发生都是从初情期开始的。 ( 　　 ) (2) 卵子形成过程中 , 减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。 ( 　　 ) (3) 排卵是指卵泡从卵巢中排出。 ( 　　 ) (4) 雄性动物刚刚排出的精子并不具有受精能力 , 必须获能后才具备受精能力。 ( 　　 ) (5) 卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。 ( 　　 ) (6) 透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。 ( 　　 ) √ × × × √ √ - 11 - 必备知识 核心素养 关键能力 (7) 卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。 ( 　　 ) (8) 卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。 ( 　　 ) (9) 在胚胎发育过程中 , 细胞的分化出现在桑椹胚期。 ( 　　 ) (10) 内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。 ( 　　 ) × × × × - 12 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 　 精、卵细胞的发生及早期胚胎的发育 ( 科学思维 ) 图甲表示卵子的发生过程 , 图乙表示哺乳动物发育过程的几个阶段 , 请据图回答下列问题。 - 13 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 图甲中 A 是第一极体 ,B 、 E 分别指 　　　　　　　　　　 , 阶段 C 是指胎儿期 , 阶段 D 是指初情期后。能发生染色体着丝点分裂的阶段是 　　　　 ( 填图中标号 ) 。   (2) 精子的形成过程完全是在精巢中完成的 , 卵子的形成是否也完全在卵巢中进行 ? (3) 图乙中 , 细胞分化开始出现于哪个时期 ? ① 部分的细胞将来形成什么结构 ? 合子和 受精 ① ④ 提示 : 不是。卵子的形成过程中 , 减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的 , 减数第二次分裂是在受精过程中进行的 , 场所是输卵管。 提示 : 细胞分化开始出现于 G( 囊胚 ) 时期。 ① 部分的细胞将来形成胎膜和胎盘。 - 14 - 必备知识 核心素养 关键能力 (4) 图乙中的 F 、 G 、 H 的名称分别是什么 ? 图乙中的 ④ 和 ⑦ 两个空腔是同一个结构吗 ? (5) 早期胚胎的发育过程中 , 卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化 ? 提示 : 桑椹胚、囊胚、原肠胚。不是 , 分别是囊胚腔和原肠腔 。 提示 : 卵裂过程中 , 细胞只分裂而不生长 , 所以每个细胞的体积越来越小 , 但总体积并不增加或略有缩小。 - 15 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 精、卵细胞的发生与受精过程 1 . 观察家畜卵子的发生和成熟示意图 , 思考并回答下列问题 。 (1) 图中 ①②③ 表示的细胞名称依次是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。假设该动物体细胞内有染色体 2 n 条 , 则 ①②③④ 四种细胞内的染色体数目依次是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 16 - 必备知识 核心素养 关键能力 (2) 图中 a 、 b 、 c 表示细胞分裂 , 依次为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 , 在精子与卵子结合过程中完成的分裂是 　　 ( 填 “a”“b” 或 “c”) 。图中的 p 、 q 表示的结构依次是 　　　　　　　　　　　　 。   (3)a 、 b 、 c 过程依次发生在个体发育的什么时期 ? 　　　　　　　　　　　　　　　　 。精子的发生与之不同的是整个过程都在 　　　　　　　　 后完成。   (4) 卵子的发生与成熟过程进行到图中 ④ 时 , 即可进行受精 , 判断卵子是否受精的标志是 　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 17 - 必备知识 核心素养 关键能力 答案 : (1) 卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞　 2 n 、 2 n 、 n 、 2 n (2) 有丝分裂、 M Ⅰ 分裂、 M Ⅱ 分裂　 c 透明带、卵细胞膜 (3) 胎儿期、初情期后、初情期后 ( 受精时 ) 　初情期 (4) 在卵细胞膜和透明带间隙是否可以观察到两个极体 - 18 - 必备知识 核心素养 关键能力 解析 : (1) ③ 中有第一极体 , 说明 b 、 c 两个过程分别代表减数第一次分裂和减数第二次分裂。减数第一次分裂产生的 ③ 为次级卵母细胞 ; 卵原细胞进行 DNA 复制后体积增大 , 形成初级卵母细胞 ② 。受精过程中进行的减数第二次分裂 c 产生 ④ , ④ 中包含了雄原核与雌原核融合后的细胞核 , 染色体数目恢复到体细胞数目。 (2)(3) 卵原细胞通过有丝分裂使自身数目增加 , 所以 a 为有丝分裂。动物的胚胎在性别分化以后 , 雌性胎儿卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂的方式不断增加数量 , 并演变为初级卵母细胞 , 这些初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡。减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后 ( 初情期 ) 完成的 ; 减数第二次分裂是在精子和卵细胞结合的过程中完成的。 (4) 在透明带与卵细胞膜间隙观察到两个极体时 , 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。 - 19 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】 1 . 受精过程中的 “ 三大反应 ” 与防止多精入卵的 “ 两道屏障 ” (1) 顶体反应 : 精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道 , 是精子和卵子结合必不可少的条件。 (2) 透明带反应 : 精子触及卵细胞膜的瞬间 , 会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应 , 称作透明带反应 , 它是防止多精入卵的第一道屏障。 (3) 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 , 称为卵细胞膜反应 , 这是防止多精入卵的第二道屏障。 - 20 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 受精过程的三个易混点 (1) 精子获能是指精子获得受精 “ 能力 ”, 而不是获得能量。 (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) 受精的标志不等于受精完成的标志。受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体 ; 而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。 - 21 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 早期胚胎发育过程 2 . 下图表示高等动物的个体发育过程 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 图中 ① 过程表示胚胎发育 , ② 过程表示胚后发育 B. 受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中 , 每个细胞的体积不断增大 C. 兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜 D. 原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期 答案 解析 解析 关闭 由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育 , 由幼体发育为成体的过程是胚后发育 ,A 项错误 ; 卵裂形成的囊胚总体积基本不变 , 而每个细胞的体积减小 ,B 项错误 ; 兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物 , 都是真正的陆生脊椎动物 , 羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境 , 还具有防震和保护作用 ,C 项正确 ; 原肠胚期已发生了细胞的分化 , 最好在早期胚胎时进行移植 , 如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植 , 还有的生物要在更早阶段进行 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 C - 22 - 必备知识 核心素养 关键能力 3 . 下列关于蛙胚胎发育过程的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. 通过细胞分裂不断增加细胞数量 , 并在一定时期发生细胞分化 B. 胚胎发育过程中细胞不断分裂 , 但不发生凋亡 C. 随着细胞分裂次数的增加 , 蛙胚的有机物总量不断增加 D. 发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加 答案 解析 解析 关闭 在蛙的胚胎发育过程中 , 通过细胞分裂增加细胞数量 , 在囊胚期细胞开始分化 ,A 项正确 ; 胚胎发育过程中 , 既有细胞的分裂和分化 , 也有细胞的衰老和凋亡 ,B 项错误 ; 在蛙胚胎发育的过程中 , 由于细胞呼吸的消耗 , 有机物的总量不断减少 ,C 项错误 ; 蛙胚胎发育过程中需要从环境中获得氧气 , 但利用的营养物质是受精卵自身含有的 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 A - 23 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】卵裂期胚胎中的物质和体积变化的规律 (1) 有机物 : 胚胎没有和母体建立联系 , 不从母体获取有机物 , 而一直通过呼吸等代谢过程消耗 , 有机物总量减少。 (2) 细胞体积 : 胚胎总体积不变或略有缩小 , 但细胞数目增多 , 所以每个细胞体积减小。 (3) 细胞中 DNA 含量 : 伴随细胞分裂 , 细胞数目增多 , 总 DNA 含量增多 , 但每个细胞中核 DNA 含量保持相对稳定。 - 24 - 必备知识 核心素养 关键能力 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 1 . 体外受精与早期胚胎培养 (1) 体外受精 输卵管 卵管 MⅡ 中期 假阴道 培养法 - 25 - 必备知识 核心素养 关键能力 (2) 早期胚胎培养 ① 培养液成分 : 无机盐、有机盐 ( 两盐 ), 　　　　　　　　　 ( 两素 ), 　　　　　　　　　　 ( 两酸 ) 。另外 , 还有水、血清等。   ② 胚胎去向 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   维生素、 激素 氨基酸、核苷酸 受体移植或冷冻保存 - 26 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 胚胎移植 (1) 地位 : 胚胎工程其他技术的最后一道工序。 (2) 主要过程 超数排卵 - 27 - 必备知识 核心素养 关键能力 (3) 意义 : 充分发挥 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 冲卵 桑椹胚或囊胚 妊娠 雌性优良个体的繁殖潜能 - 28 - 必备知识 核心素养 关键能力 3 . 胚胎分割 (1) 材料 : 发育良好、形态正常的 　　　　　　　　　　　　 。   (2) 实质 : 胚胎分割可增加动物后代 , 其实质是 　　　　　　　　　　　　　 。   (3) 注意 : 对囊胚分割时 , 注意将 　　　　　　　　 均等分割 , 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。   桑椹胚或囊胚 动物 的无性繁殖 ( 或克隆 ) 内细胞团 - 29 - 必备知识 核心素养 关键能力 4. 胚胎干细胞 ( ES 或 EK 细胞 ) (1) 来源 : 　 。   (2) 特点 : 形态上 , 体积小、细胞核大、核仁明显 ; 功能上 , 具有 　　　　　　　　　　　 ; 体外培养条件下可以 　　　　　　　　　　　 。   (3) 培养 过程 早期胚胎或原始性腺 发育的全能性 殖而不分化 - 30 - 必备知识 核心素养 关键能力 教材拾遗 ( 选修 3 第 79 页 “ 旁栏思考题 ”) 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 , 其他细胞为滋养层细胞 , 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 , 含内细胞团少的部分发育受阻或发育不良 , 甚至不能发育等问题。 - 31 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1) 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。 ( 　　 ) (2) 胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。 ( 　　 ) (3) 胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。 ( 　　 ) (4) 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。 ( 　　 ) (5) 胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。 ( 　　 ) (6) 在对囊胚进行分割时 , 要将滋养层细胞均等分割。 ( 　　 ) (7) 胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点。 ( 　　 ) √ × √ √ × × √ - 32 - 必备知识 核心素养 关键能力 (8) 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。 ( 　　 ) (9) 胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的组织细胞分化。 ( 　　 ) × √ - 33 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 　 胚胎移植过程分析 ( 科学思维 ) 胚胎移植是胚胎工程中的核心技术 , 下图表示繁育良种奶牛的技术流程示意图。请据图思考下列问题。 - 34 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 图中供体牛和受体牛分别是哪些 ? 选择标准是什么 ? (2) 对供体牛和受体牛要进行怎样的处理 ? (3) 用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎 ? 提示 : 供体牛是良种公、母牛 ; 受体牛是一般受体奶牛和一般受体肉牛。选择标准 : 供体是遗传性能和生产性能优良的个体 , 受体是健康、有繁殖能力的个体。 提示 : 对供体母牛进行超数排卵处理 ; 对供、受体母牛进行同期发情处理。 提示 : 桑椹胚或囊胚 。 - 35 - 必备知识 核心素养 关键能力 (4) 排卵和冲卵有什么区别 ? (5) 在胚胎移植过程中两次检查的目的是什么 ? (6) 欲得到更多的后代 , 可将收集得到的胚胎进行如何处理 ? 提示 : 排卵是指卵子从卵泡中排出 , 冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。 提示 : ① 收集胚胎进行质量检查。 ② 移植后是否妊娠检查 。 提示 : 胚胎分割 。 - 36 - 必备知识 核心素养 关键能力 【解疑释惑】胚胎移植中的 3 个关注点 (1) 胚胎移植过程中两次使用激素 : 第一次是用激素对受体和供体进行同期发情处理 ; 第二次是用促性腺激素处理供体使其超数排卵。 (2) 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。 (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发育成的 , 还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的 , 或由胚胎分割获得的。 - 37 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 体外受精过程和早期胚胎培养 1 .(2019 广西桂林十八中月考 ) 小鼠是常用实验动物 , 其受精卵在交配 24 小时后进行第一次分裂 ,3 天后发育成桑椹胚 , 并进入子宫。下图为转基因鼠培育过程流程图。请据图回答问题。 - 38 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 给供体母鼠注射促性腺激素 , 目的是使其 　　　　　　　 。在供体母鼠交配后的次日清晨 , 从其 　　　　　　 处收集受精卵 , 置于含 　　　　　　　　　　　　　 的混合气体的培养箱中培养。   (2) 受精卵在培养箱中培养几小时后 , 可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到 　　　　　　　　 。将 DNA 溶液注入受精卵的 　　　　 原核中 , 注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵 , 马上进行移植 , 或放入 　 中保存。   (3) 受精卵移植的前一天晚上 , 受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配 , 使母鼠呈假孕的生理状态 , 这样做的目的是   　　　　　　 。   (4) 由于科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限 , 再加上目的基因是异种生物基因 , 同时由于   　　　　 , 所以在转基因小鼠中 , 有时候会出现一些科学家意想不到的后果。   - 39 - 必备知识 核心素养 关键能力 答案 : (1) 超数排卵　输卵管　 95% 空气加 5%CO 2 　 (2) 两个极体　雄　 -196 ℃ 液氮　 (3) 为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境　 (4) 目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的 - 40 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】早期胚胎培养与动物细胞培养的 比较 - 41 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 胚胎移植 2 .(2019 湖北天门、黄冈等八市 3 月联考 ) 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研究、良种动物的筛选以及基因工程药物的生产等。制备转基因鼠的流程如图所示。 (1) 体外受精时用促性腺激素超数排卵处理后 , 从 　　　　　　　 中冲取的卵子可以直接与获能的精子在体外完成图示中的 ① 过程 , 完成 ② 过程前通常需要先构建 　　　　　　　　　　 。   - 42 - 必备知识 核心素养 关键能力 (2) ④ 过程中通常选取囊胚期的 　　　　　　 细胞进行培养 , 为维持培养液 pH 的相对稳定 , 必须将培养瓶放置在 　　　　　　 中 进行培养 , 为保证培养的细胞处于无菌无毒的环境中 , 通常采取的措施是 　   　 。   (3) ⑤ 过程中通常选用 10 代以内的细胞作为供体细胞 , 原因是   　 。   (4) 为解决不孕夫妇的生育问题而进行的试管婴儿与 “ 设计试管婴儿 ” 的区别是 “ 设计试管婴儿 ” 需要在胚胎移植前进行 　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 43 - 必备知识 核心素养 关键能力 答案 : (1) 输卵管　基因表达载体 (2) 内细胞团　 CO 2 培养箱　在培养液中添加一定量的抗生素和定期更换培养液 (3)10 代以内的细胞能保持细胞正常的二倍体核型 (4) 遗传学诊断 ( 或基因诊断 ) - 44 - 必备知识 核心素养 关键能力 解析 : (1) 体外受精时用促性腺激素超数排卵处理后 , 从输卵管中冲取的卵子可以直接与获能的精子在体外完成图示中的 ① 受精过程 , ② 过程表示将目的基因导入受体细胞 , 通常需要先构建基因表达载体。 (2) ④ 过程中通常选取囊胚期的内细胞团细胞进行培养 , 为维持培养液 pH 的相对稳定 , 必须将培养瓶放置在 CO 2 培养箱中进行培养 , 为保证培养的细胞处于无菌、无毒的环境中 , 采取的措施是在培养液中添加一定量的抗生素和定期更换培养液。 (3) ⑤ 过程中通常选用 10 代以内的细胞作为供体细胞 , 原因是 10 代以内的细胞能保持细胞正常的二倍体核型。 (4) 设计试管婴儿需要在胚胎移植前进行遗传学诊断 ( 或基因诊断 ) 。 - 45 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】胚胎移植的三个关键环节 (1) 移植的胚胎必须在原肠胚之前 , 但不能直接移植受精卵 。 (3) 胚胎移植的供体和受体必须是同种生物 , 同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。 - 46 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 3 　 干细胞技术应用 3 .(2019 湖南益阳 4 月模拟 ) 对人体胚胎干细胞的研究和利用是生物学和医学研究的重要课题。回答下列有关问题。 (1) 人体胚胎干细胞可以从 　　　　　　 或 　　　　　　 获得。   (2) 在功能上 , 胚胎干细胞的特点是   　　　　　　　　 。   (3) 胚胎干细胞在体外培养时 , 需要将培养液置于含有 5%CO 2 的培养箱中进行培养 ,5%CO 2 的作用是 　　　　　　　　　　　　 。在体外培养时 , 若将胚胎干细胞培养在 　　　　　　 细胞上 , 能维持胚胎干细胞不分化的状态 ; 但若在培养液中加入 　　　　　　　　 , 会诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。   (4) 在获得克隆动物时 , 利用胚胎干细胞核移植技术比体细胞核移植技术更容易获得克隆动物 , 其原因是    　 。   - 47 - 必备知识 核心素养 关键能力 答案 : (1) 早期胚胎　原始性腺 ( 两空顺序可颠倒 ) (2) 具有发育的全能性 (3) 维持培养液的 pH 　饲养层　分化诱导因子 ( 或 “ 牛磺酸 ”“ 丁酰环腺苷酸 ”) (4) 胚胎干细胞的分化程度低 , 恢复其全能性相对容易 , 而体细胞分化程度高 , 恢复全能性十分困难 - 48 - 必备知识 核心素养 关键能力 解析 : (1) 人体胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中获得。 (2) 在功能上 , 胚胎干细胞的特点是具有发育的全能性。 (3) 动物细胞培养中提供 5%CO 2 的作用是维持培养液的 pH 。在体外培养时 , 若将胚胎干细胞培养在饲养层细胞上 , 能维持胚胎干细胞不分化的状态 ; 若在培养液中加入分化诱导因子。会诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。 (4) 胚胎干细胞的分化程度低 , 恢复其全能性相对容易 , 而体细胞分化程度高 , 恢复其全能性十分困难 , 因此在获得克隆动物时 , 利用胚胎干细胞核移植技术比体细胞核移植技术更容易获得。 - 49 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】干细胞的分类及 特点 - 50 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 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 　　　　　　　　 的基因。   ③ 外源基因插入宿主基因组的部位往往是 　　　　 的。   (2) 对转基因生物安全性的争论 : 在 　　 　　　　　　 　　　 三 个方面存在激烈的争论。   (3) 理性对待转基因技术 : 　　　　　　　　　　　　　　　 。   基因的 结构 异种生物 随机 食物安全、生物安全、环境 安全 趋利避害 , 不能因噎废食 - 51 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . 生物技术中的伦理问题 (1) 克隆 ① 治疗性克隆与生殖性克隆 ② 中国政府的态度 :   　　　 　　　　　 。   禁止生殖性克隆 , 不反对治疗性克隆 - 52 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2) 试管婴儿与设计 试管婴儿 试管婴儿与设计试管婴儿都要通过 ① 体外受精 , 并进行 ② 体外早期胚胎培养和 ③ 胚胎移植 , 不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行 “ ④ 遗传学诊断 ” 。 - 53 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 . 基因身份证 (1) 否定的理由 : 个人基因资讯的泄露造成 　　　　　　　　 , 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 　　　　　　　　　　　 , 达到挽救患者生命的目的。   4 . 生物武器 (1) 种类 : 致病菌、 　　　　 、生化毒剂 , 以及经过 　　　　　　　　 的致病菌。   (2) 中国政府的态度 : 在任何情况下 　　　　　　　　　　　　 生物武器 , 并反对 　　　　　　　　　　　　　　　 的扩散。   基因 歧视 及早预防 , 适时治疗 病毒 基因重组 不发展、不生产、不储存 生物武器及其技术和设备 - 54 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 正误判断 (1) 转基因作物被动物食用后 , 目的基因就会转入动物体细胞中。 ( 　　 ) (2) 种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的基因多样性。 ( 　　 ) (3) 转入油菜的抗除草剂基因 , 可能通过花粉传入环境中。 ( 　　 ) (4) 转抗虫基因的植物 , 不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。 ( 　　 ) (5) 如转基因植物的外源基因来源于自然界 , 则不会存在安全性问题。 ( 　　 ) (6) 中国政府禁止生殖性克隆 , 但不反对治疗性克隆。 ( 　　 ) (7) 中国反对生物武器 , 但中国在特殊情况下可以生产生物武器。 ( 　　 ) √ × √ × × √ × - 55 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 探究 1 　 转基因技术的安全性 ( 社会责任 ) 自 1984 年第一例转基因鱼在我国诞生以来 , 转基因鱼的研究取得很大进步。如转入外源生长激素 (GH) 基因的鱼生长速度快 , 饵料转化率高 , 但鱼类易于逃逸、扩散 , 因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题 , 需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近 , 我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然生态系统。 (1) 转基因鱼培育成功的物质基础是什么 ? 提示 : 遗传物质都是 DNA 。 - 56 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2) 鱼类易于逃逸、扩散 , 因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题 , 试分析引起生态安全性问题的原因 。 (3) 多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的 , 科学家成功培育出三倍体 “ 湘云鲫 ”, 说出其培育过程 。 (4) 试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因。 提示 : 转基因鱼与同种野生鱼杂交 , 使野生鱼带有转基因 , 具有生长优势 , 使其捕食对象大量减少 , 与其他物种竞争加剧 , 引起生态危机。 提示 : 转基因的二倍体个体经染色体加倍成为四倍体转基因个体 , 然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体。 提示 : 三倍体鱼不能繁殖 , 可以人工控制养殖数量和范围 , 避免发生杂交、竞争 , 引起生态危机。 - 57 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 探究 2 　 生物技术的伦理问题 ( 社会责任 ) 试管婴儿和设计试管婴儿的比较。 (1) 不同点 ① 所用技术手段 : 设计试管婴儿胚胎移植 前 　　　 ( 填 “ 需要 ” 或 “ 不需要 ”) 进行遗传学诊断或基因诊断 , 试管婴儿 　　　　　　 ( 填 “ 需要 ” 或 “ 不需要 ”) 进行遗传学诊断或基因诊断。   ② 应用 : 试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题 , 设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。 (2) 二者的相同点有哪些 ?( 答出三点即可 ) 需要 不需要 提示 : 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 , 都是有性生殖。 - 58 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 考向 　 生物技术的安全性和伦理问题 1 . 克隆羊多利的问世 , 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。下图所示为人类治疗性克隆的大概过程 , 请据图回答下列问题。 - 59 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (1) 过程 A 表示 　　　　　　　　　　 , 是目前实现体细胞克隆的关键技术 , 该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体 , 由 ① 　　　　　　　　 提供细胞质 , 进行人工重组。   (2) 经过程 B 得到的结构中 , ④ 是未分化的细胞 , 因而这些细胞被认为是胚胎干细胞。在体外培养条件下 , 胚胎干细胞具有增殖能力并保持 　　　　　　 状态。   (3) 治疗性克隆的结果说明高度分化的体细胞核具有 　　　　　　 。相同的胚胎干细胞 ,“ 克隆 ” 的结果各种各样 , 如有的是神经细胞 , 有的是血细胞 , 有的是肌肉细胞 , 究其本质原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　 的结果。   (4) 对于治疗性克隆仍然存在许多争论 , 有一男子患有白血病 , 后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复 , 你认为这种做法符合伦理道德吗 ? 　　　　 。为什么 ?      　 。   - 60 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 细胞核移植　卵子 ( 或次级卵母细胞 ) 　 (2) 未分化　 (3) 全能性　基因选择性表达　 (4) 符合　因为脐带血不是来自胚胎 , 其中的造血干细胞属于成体干细胞 ( 其他合理答案也可 ) 解析 : (1) 从图中可以看出 ,A 是细胞核移植的过程 , 该技术主要是应用患者的体细胞核与去核的卵母细胞进行人工重组。 (2) 胚胎干细胞在体外培养的条件下 , 具有增殖能力并能保持未分化状态。 (3) 在现有的条件下 , 动物细胞的全能性不能得到表达 , 但是动物细胞核的全能性可以表达出来 ; 在分化成各种细胞的过程中 , 基因进行了选择性表达。 (4) 我们不支持生殖性克隆 , 但支持治疗性克隆 , 治疗性克隆符合伦理道德 , 特别是用脐带血进行治疗 ( 并非胚胎 ) 更符合伦理道德 ( 其他合理解释也可 ) 。 - 61 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . 对番茄的研究中发现 , 害虫损伤番茄叶片后 , 叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子 , 这种物质通过组织扩散到茎和其他叶片上 , 启动了蛋白酶抑制剂的基因 , 开始高效合成蛋白酶抑制剂 , 并在茎叶中迅速积累 , 以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用 , 因此害虫取食后 , 就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米 , 让玉米获得与番茄相似的抗虫性状 , 以对付异常猖獗的玉米螟 ( 一种玉米害虫 ) 。试分析回答下列问题。 (1) 番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的 　　　　　　　　 处合成的。   (2) 将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内 , 使玉米形成新的性状 , 这种变异属于 　 。   - 62 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (3) 能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著 , 有人认为抗虫玉米就是无虫玉米 , 不必防治害虫。你是否赞成这种说法 ? 说明理由。 (4) 有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。你认为这种担忧有道理吗 ? 试以学过的知识进行简要分析说明。 - 63 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 核糖体　 (2) 基因重组　 (3) 不赞成。转基因玉米能抵抗玉米螟 , 并不能抵抗所有的害虫。 (4)( 答案不唯一 ) 如 : ① 有道理。这种转基因玉米的果实中可能含有蛋白酶抑制剂 , 食用后可能抑制人体消化酶的活性 , 使人无法对食物进行消化而出现病患。 ② 没必要担忧。因为人与害虫消化酶的结构存在差异 , 玉米的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用 , 但对人可能无影响。 ③ 没必要担忧。人类食用的通常是煮熟后的玉米食品 , 玉米蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏 , 因此不会对人的消化造成不良影响 。 - 64 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 解析 : (1) 蛋白质合成的场所是核糖体。 (2) 可遗传变异有基因突变、基因重组和染色体变异 , 转基因生物 ( 基因工程 ) 产生的变异属于基因重组。 (3) 培育出的转基因生物不是万能的 , 具有专一性 , 只能对导入基因表达的性状起作用。即转基因玉米能抵抗玉米螟 , 并不能抵抗所有害虫。 (4) 见答案。 - 65 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2018 全国 Ⅲ )2018 年《细胞》期刊报道 , 中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆 , 获得两只克隆猴 ——“ 中中 ” 和 “ 华华 ” 。回答下列问题。 (1)“ 中中 ” 和 “ 华华 ” 的获得涉及核移植过程 , 核移植是 指   　 。   通过核移植方法获得的克隆猴 , 与核供体相比 , 克隆猴体细胞的染色体数目 　　　　 ( 填 “ 减半 ”“ 加倍 ” 或 “ 不变 ”) 。   (2) 哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植 , 胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度 　　　　 ( 填 “ 大于 ” 或 “ 小于 ”) 体细胞核移植 , 其原因是 　   　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 66 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (3) 在哺乳动物核移植的过程中 , 若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体 , 通常 , 所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目 　　　　 ( 填 “ 相同 ” 或 “ 不同 ”), 性染色体组合 　　　　 ( 填 “ 相同 ” 或 “ 不同 ”) 。   - 67 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 将动物的一个细胞核 , 移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中　不变 (2) 小于　胚胎细胞分化程度低 , 恢复全能性相对容易 (3) 相同　不同 解析 : 本题以克隆动物为背景考查动物细胞工程的操作及应用。 (1) 克隆动物过程中涉及的动物细胞工程技术有核移植技术、胚胎移植技术等 , 其中核移植技术是指将供体细胞的细胞核移入一个去核的卵母细胞中 , 构建重组细胞 , 使其发育成一个胚胎 , 将来发育成一个动物个体。在整个过程中 , 细胞只进行有丝分裂 , 细胞中染色体数目不变。 (2) 胚胎细胞比体细胞分化程度低 , 故胚胎细胞核移植比体细胞核移植成功的难度小。 (3) 通过核移植获得克隆动物的过程中 , 细胞中染色体数目不变。雌、雄动物的常染色体数目相同 , 而性染色体组合不同。