新高考适用2024版高考生物一轮总复习选择性必修3生物与技术第10单元生物技术与工程第4讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题课件

这是一份新高考适用2024版高考生物一轮总复习选择性必修3生物与技术第10单元生物技术与工程第4讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点三，考点二，胚胎早期发育，动物繁殖能力，胚胎移植，同卵双胎，显微操作仪，桑葚胚或囊胚，将内细胞团均等分割等内容，欢迎下载使用。

第十单元　生物技术与工程
第4讲　胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题
考点一 胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程概念的理解
易错整合，判断正误。(1)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞。( 　　)(2)卵子发育到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。( 　　)(3)在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜内的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。( 　　)
(4)精子入卵后形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。( 　　)(5)胚胎发育过程中，囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。( 　　)
1．受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的？提示：有机物的总量不断减少，但有机物的种类增加。2．受精卵早期分裂时胚胎中DNA总量和每个细胞中DNA含量有何变化？提示：胚胎中总DNA含量逐渐增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
3．细胞分化开始出现于哪个时期？胚胎发育过程中哪些细胞有全能性？提示：细胞分化开始出现于囊胚期，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，受精卵全能性最高，囊胚的内细胞团细胞属于全能细胞。
受精阶段的主要过程及生理反应
考向　受精 (2022·山东质检)体外受精技术实际上是在体外条件下，对哺乳动物自然受精条件进行的模拟操作。如图表示体内一个精子受精的部分过程，下列有关分析错误的是( 　　)
A．图中的第一极体和卵子均处于MⅡ中期，故体外受精时应从卵巢中选择吸取MⅠ中期的卵子B．①②过程中，透明带和卵细胞膜会发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内C．精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核D．受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育
解析：排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟，才能参与受精，所以人在体外受精时应从输卵管内冲取成熟的卵子，对于大型动物可从卵巢内获取卵母细胞，但需要在体外培养到减数分裂Ⅱ中期才能参与受精，A错误。
〔变式训练〕1．下图表示精子入卵后，发生(或引起)的一系列变化形成受精卵的过程。下列叙述错误的是( 　　)A．图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂ⅡB．经图中Y过程只形成了雌原核C．精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶
解析：精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。故Y过程既形成了雌原核，又形成了第二极体。
考向　胚胎早期发育 如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期。下列叙述错误的是( 　　)A．①过程发生同源染色体分离B．②过程通过有丝分裂增殖C．胚胎发育到③过程开始发生分化D．处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
解析：①是受精作用，该过程中不会发生同源染色体分离，A错误；囊胚期胚胎的内部出现了含有液体的腔，为囊胚腔，D正确。
〔变式训练〕2．如图为哺乳动物受精卵发育过程中某一时期的示意图，下列叙述正确的是( 　　)
A．图中的细胞还没有分化，图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团B．此图为卵裂期，胚胎的总体积并未增加，有机物的总量减少C．进行胚胎分割时，取③中的细胞做性别鉴定D．胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化解析：囊胚时期细胞已出现分化，A错误；此图为囊胚期，胚胎的总体积并未增加，有机物的总量减少，B错误；对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定，C错误。
考点二　胚胎工程技术及其应用
1．体外受精(1)过程
(2)意义①提高__________________的有效措施。②为____________提供可用的胚胎。
2．胚胎移植(1)概念
3．胚胎分割(1)概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得____________或______的技术。(2)仪器设备：体视显微镜和_______________。(3)材料：发育良好、形态正常的__________________。若分割囊胚阶段的胚胎时，要___________________________。(4)意义：促进__________________的繁殖，产生的遗传性状______的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；胚胎移植前进行____________、_______________等，对于人工控制____________、动物繁育健康后代具有重要意义。
易错整合，判断正误。(1)哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等步骤。( 　　)(2)通过转基因、核移植和体外受精获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。( 　　)(3)胚胎移植中通常选遗传性状优良、生产能力强的受体母牛，选有健康体质和正常繁殖能力的供体母牛。( 　　)
(4)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。( 　　)(5)胚胎分割过程中，可取滋养层细胞进行DNA分析、性别鉴定等。( 　　)
1．为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？提示：使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。2．在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？提示：第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
3．胚胎移植的优势是什么？提示：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。4．下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。
(1)上图①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么？提示：常用来做DNA分析，鉴定性别。(2)上图②过程得到的两个a经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗？提示：不是，来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割移植可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
胚胎分割、核移植和胚胎移植的比较
考向　体外受精 随着生物科学技术的发展，生产动物新个体的方式变得越来越多样化。如图表示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，下列相关叙述错误的是( 　　)
A．应用1中获得的良种小牛为雌性，是无性生殖的产物B．应用2、3、4所用的受精卵可以不通过人工授精获得C．应用3过程中对桑葚胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割D．应用4中的组织和器官是通过对胚胎干细胞进行定向诱导分化得到的
解析：应用1中获得的小牛为克隆牛，其细胞核遗传物质来源于供体1(荷斯坦高产奶牛)，所以良种小牛是雌性，A正确；应用2、3、4所用的受精卵不一定来源于体外受精，也可以来自体内受精，B正确；对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团均等分割，C错误；应用4中的细胞为胚胎干细胞，进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官，用于器官移植研究，D正确。
〔变式训练〕3．应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。(1)试管牛的培育需体外受精、早期胚胎培养和____________以及在母体中发育和产出等过程。体外培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和__________。(2)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是_______________。
(3)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤中的核心步骤是______________________。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_______________，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是_________(填“受精卵”或“乳腺细胞”)。
(4)如图是对牛胚胎所做的处理，甲过程使用的是____________技术，乙过程取滋养层用于____________。
解析：(1)卵母细胞培育至减数第二次分裂的中期才具有与精子结合的能力，此时细胞完成了减数第一次分裂，因此在显微镜下可以观察到一个大的次级卵母细胞和一个小的(第一)极体。(2)获取卵母细胞时，通常采用促性腺激素处理，促使其超数排卵，从而可以一次性获取多个卵细胞。(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；将重组质粒导入动物细胞常用的方法是显微注射法，常用的受体细胞是受精卵。(4)根据分析可知，甲过程使用的技术是胚胎分割技术，乙表示取滋养层细胞进行性别鉴定。
考向　胚胎移植和胚胎分割梅花鹿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→子代梅花鹿A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原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、受体生理状况的一致性
解析：超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵母细胞，而不是卵原细胞，A错误；③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，B错误；④过程为胚胎质量检查，可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚，C错误。
〔变式训练〕4．和牛是世界公认的高档肉牛品种，其体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：
(1)用_________激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行______处理后才具有与卵母细胞受精的能力。(2)试管牛的培育需要的工程技术有____________和胚胎移植等。(3)移植的胚胎处于______期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是_______________________________________________；为培育子代雌性小牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取_________细胞进行DNA分析。
受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发
(4)为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为____________，最终目的是____________________________________；这一过程中，要特别注意将内细胞团______分割，其原因是___________________________________________________________________________________。
产生多个基因型相同的后代
若分割不均匀，将影响分割后的胚胎恢
复和发育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育
考点三　生物技术的安全性和伦理问题
2.对转基因产品安全性的争论
3．理性看待转基因技术(1)理性看待转基因技术①要清晰地了解转基因技术的_____________________。②应看到人们的观点受到许多复杂的________________________等因素的影响。③要靠确凿的______和严谨的______进行思考和辩论。(2)我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持____________；推广上要慎重，做到____________；管理上要严格，__________________。
4．生殖性克隆人面临的伦理问题(1)生殖性克隆和治疗性克隆的比较
(2)关于生殖性克隆人的争论
(3)我国_________、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。(4)警惕用_______________和___________________________等技术研究生殖性克隆人。
“人类基因组编写计划”
5．禁止生物武器①种类：病菌类、病毒类和____________类等。②特点：_________________________________。③散布途径：直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布。(2)禁止生物武器中国政府的态度是在任何情况下_____________________、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
致病能力强、攻击范围广
易错整合，判断正误。(1)基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域是微生物基因工程。( 　　)(2)很多生物学家认为，克隆技术已经很成熟，可以推广使用，甚至可以克隆人。( 　　)(3)生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存和进化。( 　　)(4)生物武器相对容易获得，也便于携带和施放，但不会引起公众恐慌。( 　　)
1．我国科学家将来自玉米的α－淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，可以防止转基因花粉的传播的原因？提示：由于α－淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性。2．生殖性克隆的原理是什么？提示：动物细胞的细胞核具有全能性。
1．比较“试管婴儿”和“设计试管婴儿”(1)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”的过程
(2)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”的异同点
2．比较克隆动物、试管动物与转基因动物
考向　对转基因产品安全性的争论 当面对日常生活中与转基因技术有关的话题时，我们需要理性地表明观点和参与讨论。下列不属于理性看待转基因技术的是( 　　)A．转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用，同时也存在一定风险B．对转基因作物推广要依法监管，只要有证据表明某转基因产品有害，就应该禁止
C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D．转基因技术是按照人们的意愿对生物进行的设计和改造，不存在负面影响解析：转基因技术存在负面影响，如会出现滞后效应、出现过敏源、食物的营养成分改变等，D错误。
〔变式训练〕5．生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述正确的是( 　　)A．转基因生物可能会造成前所未有的“外来物种”入侵B．对于克隆人和治疗性克隆，我国的态度是明令禁止C．设计试管婴儿需在植入前对胚胎进行产前诊断D．新型鼠疫病毒和重组流感病毒属于生化毒剂类生物武器，应当严令禁止生产
解析：转基因生物可能会造成前所未有的“外来物种”入侵，A正确；对于克隆人，我国的态度是明令禁止，B错误；试管婴儿技术在植入前对胚胎进行遗传学诊断，即基因诊断，C错误；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，应当予以禁止，D错误。
考向　生殖性克隆和治疗性克隆下列关于克隆和试管婴儿的叙述，错误的是( 　　)A．治疗性克隆属于无性生殖，生殖性克隆属于有性生殖B．使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病，属于治疗性克隆C．“设计试管婴儿”与“试管婴儿”主要区别是前者在植入前需对胚胎进行遗传学诊断D．生殖性克隆和治疗性克隆均需要应用动物细胞培养和体细胞核移植技术解析：克隆是无性生殖，A错误。
〔变式训练〕6．(2022·辽宁联考)培育“试管山羊”的基本过程如图所示。若要培育成功，下列叙述错误的是( 　　)A．甲过程中可通过给母山羊注射促性腺激素使其超数排卵B．乙过程的目的是促进卵母细胞和精子的成熟C．丙过程与乙过程中采用不同成分的培养液D．丁过程中早期胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内
解析：甲过程可通过给母山羊注射有关激素(促性腺激素)使其超数排卵，A正确；乙过程的目的是促进体外受精形成受精卵，B错误；丙是早期胚胎发育过程，而乙是受精作用过程，丙与乙过程中采用的培养液的成分不同，C正确；丁过程中早期胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内，故在移植前通常需要同期发情处理，D正确。
1．(2021·北京卷)社会上流传着一些与生物有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是( 　　)A．长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素B．转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒C．消毒液能杀菌，可用来清除人体内新冠病毒D．如果孩子的血型和父母都不一样，肯定不是亲生的
解析：维生素会受到高温破坏，加热、光照、长时间储存等都会造成维生素的流失和分解，A正确；转基因抗虫棉对非靶标生物无毒性，B错误；消毒液只能杀死表面的病毒细菌，但无法清除体内的病毒，C错误；如果孩子的血型和父母都不一样，也可能是亲生的，如A型血和B型血的父母也可以生出O型血的孩子，D错误。
2．(2021·辽宁卷)如图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是( 　　)A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
解析：后代丁的细胞核遗传物质来自甲牛，细胞质遗传物质来自乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。
3．(2020·山东卷)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( 　　)A．用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B．体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
解析：用促性腺激素处理可以使雌鼠超数排卵，获得更多的卵子，A正确；精子只有获能后才能完成受精，故体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理，B正确；胚胎移植通常是桑葚胚或囊胚阶段的胚胎，C错误；转基因技术可以定向改造小鼠的基因，所以遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得，D正确。
4．(2022·全国甲卷改编)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题：(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是____________________________________________________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是______(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到________时才具备与精子受精的能力。
刚排出的精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后才能获得
(2)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是___________________________________________________________________________________________________________________________________。
对受体母羊进行发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代