2017版高考生物一轮复习现代生物科技专题第39讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题新人教版

1第39讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题考点一体内受精和早期胚胎发育1.精子和卵子的发生的比较项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体2.受精(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，到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。(3)受精过程23.早期胚胎发育卵裂期①细胞分裂方式：有丝分裂②细胞数量增多，胚胎总体积不增加或略有缩小↓桑椹胚①细胞数目为32个左右②细胞都具有全能性↓囊胚①内细胞团：发育为胎儿的各种组织②滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘↓原肠胚①外胚层：内细胞团表层的细胞②内胚层：内细胞团下方的细胞[诊断与思考]1.判断下列说法的正误(1)培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质(×)(2)从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精(×)(3)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力(√)(4)排卵是指卵泡从卵巢中排出(×)(5)精子和卵子的发生都是从初情期开始的(×)(6)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(×)(7)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(×)2.精子的形成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？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，其中减数第3二次分裂是在受精过程中进行的，场所是输卵管。3.受精过程中是如何避免多个精子入卵受精的？提示通过两次反应，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。4.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，总的体积基本不变。题组一图析配子的发生1.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，在精子与卵细胞结合的过程中才完成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。2.下图表示卵子的发生过程。与此相关的叙述中，不合理的是()A.图中A是第一极体，B是合子，E是指受精，阶段C是指胎儿期，阶段D是指初情期后B.当观察到第二极体时，可以表明卵子已经完成了受精C.能发生染色体着丝点分裂的阶段是①④4D.①阶段存在的变异方式有基因突变、基因重组和染色体变异答案D解析图中①为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；③为减数第一次分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期后开始的，因此阶段C为胎儿期，阶段D为初情期后。当观察到两个极体时，表明卵子已完成了受精作用。着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，因此①④均能发生着丝点分裂。有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异，没有基因重组。题组二体内受精及早期胚胎发育过程分析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接触到卵子周围的放射冠时，即开始释放顶体酶，解离放射冠的卵丘细胞之间的物质，这样部分精子可径直接触到透明带，A错误；透明带反应是多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜的封闭作用是第二道防线，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，卵子完成第二次减数分裂，D正确。4.如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：(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)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合，防止多精入卵受精的两道屏障分别是____________________、____________________。5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)透明带反应卵细胞膜反应解析(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)桑椹胚细胞具有全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。1.图解精子和卵子的产生过程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≠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。3.卵裂期胚胎发育过程中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，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，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。考点二体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用61.体外受精(1)卵母细胞的采集和培养超数排卵法：用促性腺激素处理后冲卵直接采集法：从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或直接从活体动物的卵巢中吸取(2)精子的采集和获能采集：假阴道法、手握法、电刺激法获能：培养法、化学诱导法(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。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。培养液成分巧记两“盐”：无机盐和有机盐两“素”：维生素和激素两“酸”：氨基酸和核苷酸另有水和血清等(3)胚胎处理：向受体移植或冷冻保存。3.胚胎工程的应用及前景(1)胚胎移植①地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。②过程③意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。(2)胚胎分割①材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。②实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性生殖即克隆。③分割要求：对囊胚分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。7(3)胚胎干细胞①来源：早期胚胎或原始性腺。②特点：形态上，体积小、核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。[诊断与思考]1.判断下列说法的正误(1)采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的(√)(2)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割(×)(3)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性(×)(4)在胚胎移植中，对供体母畜要做超数排卵处理，对供、受体要做同期发情处理(√)(5)胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚(×)(6)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(√)2.胚胎移植是胚胎工程中的核心技术，下图表示胚胎移植的操作流程。请据图思考下列问题：(1)图中供体牛和受体牛分别是哪些？选择标准是什么？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秀的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。(2)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？提示对供体牛进行超数排卵处理；对供、受体进行同期发情处理。(3)用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？提示桑椹胚或囊胚。(4)排卵和冲卵有什么区别？8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。题组一体外受精过程分析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；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；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；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。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)采集精子的方法主要有____________、____________和________________。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)假阴道法手握法电刺激法培养法化学诱导法(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9精几个步骤。(2)精子采集的方法有假阴道法、手握法、电刺激法。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。题组二早期胚胎培养和胚胎移植的条件和过程分析3.牛胚胎移植试验的主要流程如下，下列相关叙述正确的是()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。4.随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图回答下列问题：(1)应用1中获得的良种小牛，遗传物质来源于________个体，性别为____________。(2)在应用2、3、4中，若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其______