二轮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[明确考纲要求]1.胚胎工程：(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)。2.生物技术的安全性和伦理问题：(1)转基因生物的安全性(Ⅰ)。(2)生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。(3)生物技术中的伦理问题(Ⅰ)。3.生态工程：(1)简述生态工程的原理(Ⅱ)。(2)生态工程的实例(Ⅰ)。第2讲本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能[关键处填充]第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能第2讲网络构建·自我诊断输卵管和子宫桑椹胚、囊胚促性腺激素培养法和化学诱导法“两盐”、“两素”、“两酸”外加动物血清胚胎工程的最后一道“工序”充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚加快繁殖速度早期胚胎或原始性腺具有发育的全能性转基因抗性作物的培育生物安全设计试管婴儿完全禁止生产生物武器生态学原理工程学原理本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能[连接处思考]1.试管婴儿用到了哪些生物技术？第2讲网络构建·自我诊断提示体外受精、动物细胞培养、胚胎移植等。2.克隆生物是100%复制供核亲本吗？提示不是，克隆动物的绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外少量的DNA，即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。3.胚胎移植是一种生殖方式吗？提示胚胎移植仅属于一种技术，可用于有性和无性生殖产生的胚胎的移植。本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能[自我诊断]1.下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能解析A项中，体外受精需要精子获能，以及卵子发育到减数第二次分裂中期。B项中，桑椹胚或囊胚阶段适于胚胎移植。C项中，血清是早期胚胎培养与动物细胞培养必需的物质。D项中，试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术。第2讲网络构建·自我诊断答案B本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能2.胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是________________________；从良种公牛采集的精子需____________后才能进行受精作用。第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供____________气体以维持______________。(3)图中过程A称为____________，它在胚胎工程中的意义在于__________________________。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是____________；获得转基因母牛后，如果_____________________________即说明目的基因已经成功表达。第2讲网络构建·自我诊断解析(1)采集到的卵母细胞要在人工培养到成熟后才能与获能的精子受精，采集到的精子也需获能处理才能与卵子结合。本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(2)培养基制备时要提供CO2以维持培养液的pH，保证细胞的正常生活环境。(3)早期胚胎移入受体子宫的过程为胚胎移植，胚胎移植充分发挥了雌性优良个体的繁殖潜力，大大提高了优良母畜的繁殖率。(4)基因工程技术中，将目的基因导入动物受体细胞的常用方法是显微注射法，导入成功后，如果检测到牛乳中含有人类白细胞介素，则证明目的基因已经成功表达。第2讲网络构建·自我诊断答案(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力)获能(2)CO2培养液(基)的pH(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能3.(2011·江苏卷，29)池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如下图)。请回答下列问题：(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性________。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为________。第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有________________________。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的________，有效减少水体中的N、P等含量。(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有_________________________________、__________________。(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为。(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过____________、____________________进行调控。第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能解析(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。(2)该生态系统属于人工设计的生态工程。与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生态塘和潜流湿地中的水生植物和滤食动物能够有效减少水体中N、P等的含量，起到净化水体的作用。(3)通过设备将前一池塘上层水导入下一个池塘的底部，可以实现上、下水层的交换，增加水中溶氧量和提高饵料利用率。第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(4)随着养殖塘中生物体排放的有机污水的积累，越靠后的养殖塘中微生物分解有机物产生的N、P含量会越高，从而造成水体富营养化，故该养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为保持池塘水体中适当的N、P含量，可以通过不间断地补水和排水来实现，或者是通过水泵控制水的流量来实现。第2讲网络构建·自我诊断答案(1)高正反馈(2)生态塘和潜流湿地净化作用(3)增加水的溶氧量提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高(5)补水和排水水泵控制水的流量(循环频率)本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能必考点1胚胎工程1.完善下面的早期胚胎发育过程第2讲高频考点·命题示例有丝分裂越来越小基本不变全能内细胞团滋养层内细胞团内、中、外本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能2.梳理胚胎移植的培育流程以牛胚胎移植为例：第一步：对进行选择，并用处理。第二步：用激素对供体母牛做处理。第三步：超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精。第四步：胚胎的收集(冲卵)。第五步：冲卵后，对胚胎进行。这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段，并培养或保存。第六步：。第七步：对受体母牛进行。第八步：受体母牛产下胚胎移植的犊牛。第2讲高频考点·命题示例供、受体母牛激素进行同期发情超数排卵质量检查胚胎的移植是否妊娠的检查本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能特别提醒冲卵是从供体母牛体内获得早期胚胎的过程，而不是获得受精卵或卵细胞。第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能【命题示例1】我国已实现部分“胚胎工程产业化”，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请回答：(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是____________(填字母)，d操作的名称是__________，h操作的核心是__________________，受精时受体的卵母细胞处于__________期。第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(2)图中数字标号代表的结构名称是①__________，②__________，③____________。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到____________阶段的早期胚胎进行分割处理，在进行胚胎分割时，应注意________________。(3)图中用到的激素是________，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______________________。第2讲高频考点·命题示例解析胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等多种技术。(1)培育试管牛C包括体外受精→胚胎移植→后代(a→b→f→g)；d操作是胚胎移植，h操作是基因工程技术，核心是基因表达载体的构建，受精时受体的卵母细胞处于MⅡ中期。本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(2)囊胚的结构包括：③内细胞团、①滋养层和②囊胚腔，胚胎分割时一般采用的是囊胚或桑椹胚，这个阶段的细胞分化程度相对比较低，分割时要注意内细胞团的均等和不受损伤。(3)胚胎移植用到的激素是促性腺激素，根据受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应的原理使胚胎在受体子宫中存活。第2讲高频考点·命题示例答案(1)a→b→f→g胚胎移植基因表达载体的构建MⅡ中(2)滋养层囊胚腔内细胞团桑椹胚或囊胚将内细胞团均等分割(3)促性腺激素受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能纠错锦囊胚胎工程中的误区分析(1)胚胎发育的四个误区误区一受精卵进行细胞分裂和细胞分化，形成桑椹胚。纠正：受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚。原因：细胞分化开始于囊胚，桑椹胚的形成没有经过细胞分化。误区二囊胚细胞开始分化，组成囊胚的细胞没有全能性。纠正：囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团细胞具有全能性原因：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，具有全能性。误区三卵裂期是指早期胚胎发育的时期。纠正：卵裂期是早期胚胎发育的一部分。原因：原肠胚属于早期胚胎，但不属于卵裂期。第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能误区四胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是早期胚胎。纠正：胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是桑椹胚和囊胚。原因：早期胚胎包括桑椹胚、囊胚、原肠胚。原肠胚不适于胚胎移植和胚胎分割移植。(2)胚胎移植过程中的三个注意点①两次使用激素：第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。②两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。③产下的子代性状取决于所用父本和供体，性别取决于父本提供何种类型的精子，二者与受体没有关系。第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能【命题示例2】培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是()A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培