20届高考生物二轮复习第1部分专题7第2讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题及生态工程

第2讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程[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(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)。7.简述生态工程的原理(Ⅱ)。8.生态工程的实例(Ⅰ)。1．胚胎工程(1)受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，受精完成的标志是雌雄原核融合完成。(2)早期胚胎培养中培养液的成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，以及血清等物质。(3)用非激素处理法采集的卵母细胞需要在体外人工培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精。(4)胚胎移植仅属于一种技术，移植的是通过有性生殖或无性生殖产生的胚胎，其本身并不是一种生殖方式。(5)胚胎移植的生理学基础：①供、受体生殖器官的生理变化相同；②早期胚胎与母体子宫无组织上的联系；③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系。(6)胚胎移植过程中两次使用激素：第一次是对供受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。(7)胚胎移植过程中两次检查：第一次对收集的胚胎进行质量检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。2．生物技术引发的伦理问题(1)关于设计试管婴儿的争论焦点①把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。②抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎，无异于“谋杀”。(2)关于基因检测的争论焦点①对个人隐私权提出挑战。②制造基因歧视。3．生态工程(1)生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。(2)生态工程的研究对象为“社会—经济—自然”复合系统。(3)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。1．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()2．采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的()3．培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质()4．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()5．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育()6．受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方()7．顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的()8．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害()9．转基因生物不改变生物原有的分类地位、减少了农药使用、保护了农田土壤环境()答案1.√2.√3.×4.×5.√6.×7.×8.×9.√1．对囊胚进行分割时，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。2．胚胎在受体内存活的最可能的生理基础是受体子宫基本上不对外来胚胎发生免疫排斥反应。3．生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。考点一胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题1．胚胎工程的操作流程2．试管婴儿和设计试管婴儿(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④。(2)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题；设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(3)两者都需体外受精，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。3．转基因生物的安全性问题(1)食物安全方面：可能合成毒蛋白、出现新的过敏原、改变食物的营养成分等。(2)生物安全方面：有可能造成“基因污染”，危害生物的多样性。(3)环境安全方面：有可能打破物种的原有界限，改变生态系统的能量流动和物质循环；造成二次污染或产生危害动植物和人类的病原微生物。考向一胚胎工程及其应用1．(2019·山东菏泽一模)2018年11月，一对名为“露露”和“娜娜”的基因编辑婴儿的诞生引发了国内巨大的争议。基因编辑过程的实质是用特殊的引导序列将“基因剪刀——Cas9酶”精准定位到所需修饰的基因上然后进行编辑。据此回答下列问题：(1)科学家用____________法将特殊的引导序列与“基因剪刀——Cas9酶”导入目的细胞，上述实例中目的细胞为____________。(2)“露露”与“娜娜”其实也是试管婴儿，试管婴儿需让成熟且____________的精子与成熟的卵细胞结合形成受精卵，然后进行早期胚胎培养。该时期所用培养液中含有的物质有无机盐和有机盐类、氨基酸、维生素、____________、____________，以及血清等。(3)胚胎干细胞在功能上具有____________，通常可以从____________________中分离得到。早期胚胎中的干细胞，在许多领域有着广泛的应用，如用于_______________________________________________________________________________________________(答出一点即可)。答案(1)显微注射受精卵(2)获能激素核苷酸(3)发育的全能性早期胚胎、原始性腺治疗人类疾病、培育用于器官移植的人造组织器官、研究体外细胞分化(任答一点)解析(1)将特殊的引导序列与“基因剪刀——Cas9酶”导入的目的细胞是受精卵细胞，采用显微注射法。(2)体外受精需要将成熟的精子获能后与成熟的卵细胞结合形成受精卵；早期胚胎培养所用的培养基需要加入无机盐和有机盐类、氨基酸、维生素、激素、核苷酸以及血清等。(3)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺，在功能上具有发育的全能性。胚胎干细胞的主要用途包括：治疗人类的某些顽疾；培育各种组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题；作为在体外条件下研究细胞分化的理想材料。2．重组人血小板生成素(rhTPO)是一种新发现的造血生长因子，下图为通过乳腺生物反应器产生rhTPO的相关过程。(1)在获取目的基因时________________(填“能”或“不能”)用SmaⅠ切割，原因是______________________________________________________________________________________。重组质粒中的标记基因是_________________________________________________________，标记基因的作用是_______________________________________________________________。(2)受精过程中，防止多精入卵的屏障包括____________和____________，判断受精完成的标志是____________。(3)通常采用____________技术将重组质粒导入受精卵，图中所示的过程与胚胎工程相关的有_________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少写出两个)。答案(1)不能SmaⅠ的酶切位点位于目的基因中，如果用SmaⅠ切割，不能得到完整的目的基因抗卡那霉素基因鉴别受体细胞中是否含有目的基因，以便筛选(2)透明带反应卵细胞膜反应雌雄原核的融合(3)显微注射体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植(任选两个)解析(1)题图中目的基因上存在三个限制酶切割位点，由于SmaⅠ的酶切位点位于目的基因中，利用该限制酶切割会破坏目的基因，因此应选用HindⅢ和XhoⅠ两种限制酶切割目的基因，而利用这两种限制酶切割质粒会破坏质粒上的抗四环素基因，则应选用质粒上的抗卡那霉素基因作为标记基因。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，以便筛选。(2)受精过程中，防止多精入卵的屏障包括透明带反应和卵细胞膜反应，雌雄原核完成融合是受精完成的标志。(3)将重组质粒导入受精卵常用的是显微注射技术；题图中所示的过程与胚胎工程相关的有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。考向二生物技术的安全性和伦理问题3．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养得到早期胚胎，再将早期胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。这项技术不仅使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答下列问题：(1)“试管婴儿”技术在生物学上主要依据的原理是______。A．有性生殖B．组织培养C．克隆技术D．基因工程(2)要通过人工方法得到“同卵双胞胎”，采用的技术是____________。同卵双胞胎的性别是否相同？________(填“是”或“否”)。(3)“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___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，在技术手段上的区别是____________________________________。(4)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_______________________________________。答案(1)A(2)胚胎分割移植是(3)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等的疾病后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断(4)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德解析(1)试管婴儿也是由精子与卵细胞结合形成的受精卵发育而来的，是有性生殖的产物。(2)进行胚胎分割移植，可形成同卵双胞胎，二者性别完全相同。(3)“试管婴儿”技术主要用于帮助不孕夫妇孕育胎儿；“设计试管婴儿”技术可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病。(4)设计婴儿性别会引起性别比例失调，违反了伦理道德。4．现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全性和伦理问题，回答以下有关问题：(1)为了减少转基因技术对人类的危害，在转基因生物或其产品的研究过程中若用大肠杆菌作为转基因的受体菌株，限定必须使用在______________________条件下便会死去的菌株。(2)生物武器包括__________、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现____________的风险，因此没有必要进行基因检测。答案(1)37摄氏度人体温度(2)致病菌(3)基因歧视解析(1)转基因生物的安全性问题主要包括食物安全、生物安全、环境安全，为了减少转基因技术对人类的危害，在转基因生物或其产品的研究过程中若用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用在37摄氏度人体温度条件下便会死去的菌株。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现基因歧视的风险，因此没有必要进行基因检测。考点二生态工程1．生态工程的原理和实例2．根据实例，确定生态工程的原理生态工程实例生态工程原理无废弃物农业遵循物质循环再生原理在人工林中增加植被层次遵循物种多样性原理太湖水体富营养化，引起大面积水华违反协调与平衡原理前面造林，后面砍林违反整体性原理3.生态农业设计6大原则(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结