2024高考生物二輪復(fù)習(xí)專題九現(xiàn)代生物科技專題考點(diǎn)三胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題學(xué)案

PAGE7-考點(diǎn)三胚胎工程及生物技術(shù)的平安性和倫理問題1．胚胎工程的主要技術(shù)2．受精作用和早期胚胎發(fā)育過程（1）受精條件：精子必需經(jīng)過①獲能過程，對(duì)于嚙齒類動(dòng)物的精子，一般采納培育法。卵母細(xì)胞必需發(fā)育至MⅡ中期才能參加受精過程。（2）受精過程：首先發(fā)生頂體反應(yīng)釋放頂體酶，然后發(fā)生透亮帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)阻擋多精入卵。（3）早期胚胎發(fā)育過程：③④過程的分裂方式是有絲分裂。細(xì)胞起先發(fā)生分化的時(shí)期是囊胚期，該時(shí)期分化形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層。（4）早期胚胎培育：發(fā)育培育液中的“兩素”“兩酸”分別指維生素、激素、氨基酸、有機(jī)酸。3.胚胎移植、胚胎分割和胚胎干細(xì)胞的內(nèi)在聯(lián)系（1）胚胎移植是有性生殖還是無性生殖，取決于胚胎是由受精卵形成的，還是由核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的。其過程：①兩次運(yùn)用激素：第一次常用孕激素對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；其次次用促性腺激素對(duì)供體做超數(shù)排卵處理。②兩次檢查：第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查；其次次對(duì)受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。（2）胚胎移植的優(yōu)勢(shì)：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體繁殖潛能。（3）胚胎分割的兩個(gè)留意事項(xiàng)。①材料選擇：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。②分割留意點(diǎn)：選材為囊胚時(shí)，留意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。4.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)（1）能夠移入受體的生理基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時(shí)間內(nèi)，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變更是相同的。（2）收集的生理基礎(chǔ)：早期胚胎形成后，在肯定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)。（3）在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ)：受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。（4）供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ)：供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，且不影響供體胚胎的遺傳特性。5.生物技術(shù)的平安性和倫理問題（1）基因工程三大平安問題：食物平安、生物平安、環(huán)境平安。（2）理清治療性克隆和生殖性克隆的區(qū)分和聯(lián)系項(xiàng)目治療性克隆生殖性克隆區(qū)分目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)探討和治療用于生育，獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞水平個(gè)體水平聯(lián)系都屬于無性生殖；產(chǎn)生新個(gè)體或新組織，遺傳信息相同①治療性克隆的目的是治療人類疾??；生殖性克隆的目的是用于生育。②中國政府的看法是禁止生殖性克隆人，但不反對(duì)治療性克隆。（3）試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn)：①設(shè)計(jì)試管嬰兒比試管嬰兒多出的是過程C。②試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問題；設(shè)計(jì)試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。③兩者都是體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培育，都要經(jīng)過胚胎移植，都是有性生殖。1.精子獲能是指精子獲得受精“實(shí)力”，而不是獲得能量。2.用非激素處理法采集的卵母細(xì)胞須要在體外人工培育到減數(shù)其次次分裂中期才能與獲能的精子受精。3.受精的標(biāo)記≠受精完成的標(biāo)記，受精的標(biāo)記是在透亮帶和卵細(xì)胞膜之間視察到兩個(gè)極體；而受精完成的標(biāo)記是雌、雄原核的融合。4.胚胎移植是胚胎工程中最終一道程序，移植的胚胎必需在原腸胚之前，不能干脆移植受精卵。5.胚胎移植的供體和受體必需是同種生物。6.不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同，牛、羊要培育到桑椹胚或囊胚階段，小鼠、家兔在桑椹胚前。幾乎全部動(dòng)物都不能到原腸胚階段移植，因?yàn)榇藭r(shí)分化程度高，移植勝利率很低。7.滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層，滋養(yǎng)層是囊胚時(shí)期沿透亮帶內(nèi)壁排列的個(gè)體較小的細(xì)胞，滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤；飼養(yǎng)層細(xì)胞一般為輸卵管上皮細(xì)胞，在干細(xì)胞培育時(shí)，可作為供應(yīng)干細(xì)胞分裂、增殖的養(yǎng)分細(xì)胞。8.胚胎移植僅屬于一種技術(shù)，移植的是通過有性生殖或無性生殖產(chǎn)生的胚胎，其本身并不是一種生殖方式。9.克隆動(dòng)物、胚胎分割動(dòng)物屬于無性繁殖；試管動(dòng)物屬于有性生殖，具備雙親的遺傳性狀；轉(zhuǎn)基因動(dòng)物屬于有性生殖或保持原生殖方式，具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特異性。10.將基因轉(zhuǎn)入線粒體或葉綠體可以防止基因污染問題。11.我國對(duì)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)行了標(biāo)識(shí)制度，但不是全部國家都有這個(gè)制度。12.生物武器具有局限性，緣由是病原微生物的生存、繁殖、死亡易受溫度、濕度等環(huán)境的影響，運(yùn)用時(shí)也受地形、風(fēng)向等多種條件的影響，運(yùn)用不當(dāng)可危害本方平安。1.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？提示：是指卵子從卵泡中排出。2.當(dāng)獲能后的精子與卵子相遇時(shí)，首先發(fā)生反應(yīng)，釋放出有關(guān)的酶干脆溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反應(yīng)依次有、（時(shí)間依次不行顛倒）。提示：頂體透亮帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)3.試管嬰兒技術(shù)中須要對(duì)女性進(jìn)行超數(shù)排卵處理，超數(shù)排卵的方法是給女性注射激素，超數(shù)排卵技術(shù)帶來的危害之一是_________________________________________________________________________。提示：促性腺對(duì)孕婦的身體不利、卵巢早衰、影響孕婦內(nèi)分泌、影響胎兒的健康發(fā)育等4.某正常夫妻生下的一個(gè)血友病男孩，不幸在一次意外中大量失血死亡。該夫妻想借助試管嬰兒技術(shù)再生一個(gè)健康孩子。請(qǐng)結(jié)合你所學(xué)的學(xué)問幫他們解決有關(guān)問題：（1）人類精子是在（器官）內(nèi)形成的，從初情期（青春期）期起先，直到生殖機(jī)能減退，而女性卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在（時(shí)期）完成的，這是精子和卵子發(fā)生上的重要區(qū)分。（2）醫(yī)生建議這對(duì)夫婦最好選擇女性胎兒，這須要在胚胎移植前取1～2個(gè)細(xì)胞視察或做DNA分析來做性別鑒定。提示：（1）睪丸誕生前（胎兒時(shí)期）（2）性染色體形態(tài)1.干細(xì)胞技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)中具有廣袤的應(yīng)用前景。我國科學(xué)家利用胚胎干細(xì)胞通過靶向編輯單個(gè)長壽基因（FOXO3）產(chǎn)生了世界上首例遺傳增加的人類血管細(xì)胞。這些血管細(xì)胞與野生型血管細(xì)胞相比，能延緩細(xì)胞蒼老和增加心血管穩(wěn)態(tài)。請(qǐng)回答下列問題：（1）探討人員利用基因編輯技術(shù)置換了人類胚胎干細(xì)胞中FOXO3基因的兩個(gè)核苷酸，從而使FOXO3蛋白結(jié)構(gòu)變更，使其磷酸化和降解過程受到抑制。這一探討屬于的范疇；由此推斷經(jīng)過基因編輯的胚胎干細(xì)胞能延緩蒼老的干脆緣由最可能是______________________________________________________。（2）胚胎干細(xì)胞在培育時(shí)除了必需的養(yǎng)分條件外，還須要相宜的氣體環(huán)境，為防止代謝產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞造成危害，應(yīng)實(shí)行的措施是。提示：（1）蛋白質(zhì)工程FOXO3蛋白結(jié)構(gòu)變更磷酸化和降解過程受到抑制，發(fā)揮作用的時(shí)間延長（2）定期更換培育液2.中國政府不反對(duì)治療性克隆，但禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原則是：不贊成、、、不接受。提示：不允許不支持3.利用病原微生物、毒素、生化毒劑等作為斗爭武器，危害性極大。閱讀下列材料，回答問題：材料一聯(lián)合國組織的一個(gè)專家小組的探討報(bào)告指出，雖然很多國家簽訂了《禁止生物武器公約》，但對(duì)生物武器的研制工作并未停止，因此，對(duì)生物武器防治方法的探討也應(yīng)得到加強(qiáng)。材料二將生物戰(zhàn)劑做成干粉或液體噴灑到空氣中，形成有害的氣霧云團(tuán)，叫做“生物戰(zhàn)劑氣溶膠”。它的顆粒很小，肉眼很難看得見，滲透力極強(qiáng)，殺傷范圍廣。一些通常通過食物或昆蟲傳播的病原體也可以通過氣溶膠經(jīng)呼吸道感染，所以，使人致死的劑量較其他感染途徑小。（1）有可能成為“生物戰(zhàn)劑氣溶膠”病原體的生物，應(yīng)屬于哪些類群？（請(qǐng)列舉兩例）__________________________________________。（2）在斗爭中，為預(yù)防敵方運(yùn)用生物武器，你認(rèn)為參戰(zhàn)部隊(duì)實(shí)行的最有效措施是。請(qǐng)簡述這一措施的原理：______________________________________________________________________。提示：（1）細(xì)菌、病毒、衣原體、立克次氏體等（答兩項(xiàng)即可）（2）接種常見病原體的疫苗使參戰(zhàn)人員體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞，當(dāng)病原體侵入人體時(shí)，會(huì)快速產(chǎn)生劇烈的免疫反應(yīng)（2024·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(xì)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(qǐng)回答下列問題：（1）對(duì)1號(hào)豬運(yùn)用處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處在時(shí)期的卵母細(xì)胞用于核移植。（2）采集2號(hào)豬的組織塊，用處理獲得分散的成纖維細(xì)胞，放置于37℃的CO2培育箱中培育，其中CO2的作用是。（3）為獲得更多基因編輯豬，可在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自于號(hào)豬。（4）為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導(dǎo)入4號(hào)豬并正常表達(dá)，可采納的方法有（填序號(hào)）。①DNA測序②染色體倍性分析③體細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析④抗原—抗體雜交解析：（1）據(jù)圖分析可知，1號(hào)豬供應(yīng)的是卵母細(xì)胞，對(duì)其注射促性腺激素可使其超數(shù)排卵，獲得的卵母細(xì)胞須要培育到減數(shù)其次次分裂中期才能進(jìn)行核移植。（2）將2號(hào)豬的組織塊分散成單個(gè)的成纖維細(xì)胞須要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，該細(xì)胞的培育應(yīng)在37℃含5%的CO2的恒溫培育箱中進(jìn)行，其中CO2的主要作用是維持培育液的pH。（3）利用胚胎分割技術(shù)對(duì)圖示早期胚胎進(jìn)行分割，可以獲得更多的基因編輯豬；據(jù)圖分析可知，核移植的細(xì)胞核來自于2號(hào)豬，因此產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自于2號(hào)豬。（4）檢測病毒外殼蛋白基因（目的基因）是否導(dǎo)入4號(hào)豬，可以采納DNA分子雜交法檢測目的基因的序列；目的基因表達(dá)的最終產(chǎn)物是蛋白質(zhì)（病毒外殼蛋白），可以利用抗原－抗體雜交法進(jìn)行檢測，故選①④。答案：（1）促性腺激素減數(shù)其次次分裂中期（2）胰蛋白酶（膠原蛋白酶）維持培育液的pH（3）分割2（4）①④熱點(diǎn)1胚胎工程及應(yīng)用1.通過胚胎工程建立的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型，常用于基因表達(dá)調(diào)控的探討、良種動(dòng)物的篩選以及基因藥物的生產(chǎn)等。制備轉(zhuǎn)基因鼠的流程如圖所示，請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：（1）體外受精時(shí)，人工采集的動(dòng)物精子必需經(jīng)過處理才能完成圖示中的①過程，完成②過程常采納的方法是。（2）圖示中甲為處于期的去核卵母細(xì)胞。以體細(xì)胞為供體進(jìn)行⑤過程勝利率較低，而以胚胎干細(xì)胞為供體勝利率會(huì)顯著提高，緣由是_______________________________________________________________________________________。（3）圖中重組細(xì)胞須要利用技術(shù)培育到相宜時(shí)期才能進(jìn)行移植，胚胎移植過程中，是否須要通過注射免疫抑制劑以避開代孕鼠對(duì)植入的胚胎產(chǎn)生排斥反應(yīng)？（填“是”或“否”）。為獲得更多轉(zhuǎn)基因鼠，可在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行。（4）進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以。解析：（1）體外受精時(shí)，人工采集的精子必需經(jīng)過獲能處理才能完成受精作用，②過程表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，由于受體細(xì)胞是動(dòng)物細(xì)胞，故常用方法是顯微注射法。（2）⑤表示動(dòng)物體細(xì)胞核移植，故甲應(yīng)為處于減數(shù)其次次分裂中期的去核卵母細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞分化程度低，復(fù)原其全能性相對(duì)簡單，故胚胎干細(xì)胞核移植的勝利率要比體細(xì)胞核移植勝利率高。（3）重組細(xì)胞須要通過早期胚胎培育技術(shù)培育到囊胚或桑椹胚時(shí)期才能進(jìn)行移植，胚胎移植過程中，供體胚胎與受體子宮不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故不須要注射免疫抑制劑來避開代孕鼠對(duì)植入的胚胎產(chǎn)生排斥反應(yīng)。為獲得更多轉(zhuǎn)基因鼠，可在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行分割。（4）胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。答案：（1）獲能顯微注射技術(shù)（2）減數(shù)其次次分裂中（MⅡ中）胚胎干細(xì)胞分化程度低，復(fù)原其全能性相對(duì)簡單（3）早期胚胎培育否分割（4）充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力胚胎工程技術(shù)的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)（1）體外受精留意點(diǎn)。①對(duì)象：獲能精子和成熟卵子。②條件：獲能溶液或?qū)Ｓ檬芫芤?。?）精子的兩種“獲能”處理。培育法：將取自附睪的精子置于“人工配制的獲能液”中培育一段時(shí)間，使其獲能?；瘜W(xué)誘導(dǎo)法：將精子置于肯定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中誘導(dǎo)精子獲能。（3）兩種“沖卵”的不同。①體外受精：沖出的是卵子。②胚胎移植：沖出的是早期胚胎。（4）早期胚胎培育液成分的4個(gè)“兩”。①兩“鹽”：無機(jī)鹽和有機(jī)鹽。②兩“酸”：氨基酸和核苷酸。③兩“素”：維生素和激素。④兩“液體”：水和血清。熱點(diǎn)2生物技術(shù)的平安性及倫理問題2.日本明治高校和京都府立高校的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，開發(fā)出一種在豬體內(nèi)生長的可為人類供應(yīng)移植器官的方法。探討人員首先從胰腺病患者身上提取誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPSC），然后將干細(xì)胞注入豬胚胎中。這種胚胎經(jīng)過基因改造，不具備長出胰腺的實(shí)力，因而在豬身上騰出了一個(gè)空間，可供人體器官在豬胚胎內(nèi)生長。在母豬分娩之前，探討人員將子宮移走，帶到無病原體房間將豬仔取出，并用無菌人造牛奶飼養(yǎng)1個(gè)月，之后這些豬仔就可以進(jìn)行器官移植了。請(qǐng)回答下列問題：（1）誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPSC）具有與胚胎干細(xì)胞類似的功能，可以發(fā)育成人體的各種組織和器官。人體內(nèi)有很多的多能干細(xì)胞，如乳腺中的多