选修3：胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题

2．关于受精过程的三个易错点 (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 完成的标志是雌、雄原 核的融合。 3．早期胚胎发育的过程
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(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用__________ 法。构建基因表达载体常用的工具酶是____________和____________。在培育有些转基 因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________。 (2)资料乙中的技术属于__________工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为 基础，通过基因修饰或基因合成，对__________进行改造，或制造一种__________的技 术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的________序列 发生了改变。 (3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到________种的、 生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实 例中，兔甲称为__________体，兔乙称为________体。
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1． [2013·新课标全国卷Ⅰ] 阅读如下资料： 资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小 鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。 资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改 造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的 半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。 资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎 移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内 发育。 回答下列问题：
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２．干细胞种类及胚胎干细胞的培养 (1)干细胞的种类
类别 全能干细胞
来源或举例 桑椹胚及以前
特点
能发育成完 整个体
多能干细胞 (胚胎干细胞)
内细胞团细胞、 原始性腺细胞(如
造血干细胞)
能分化成 动物体内的 任何组织
专能干细胞 (成体干细胞)
骨骼干细胞、 皮肤生发层细胞
或纤维细胞
能分化成 特定的组织
1．哺乳动物卵原细胞减数分裂成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精 子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图
(N表示染色体组)。据图分析，下列叙述错误的是( C )
A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节 B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同 D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞
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2． [2016·广西钦州一模] 图12­38­10为应用胚胎工程繁育良种牛的技术流程，请据 图回答：
图12­38­10
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(1)哺乳动物体内受精的发育规律是实现胚胎工程的理论基础。获能后的精子进入卵 子过程中，防止多精入卵发生的生理反应先后为______________、________________。 (2)图中①②分别为______________________________、______________。 (3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫________，进行该项技术的优势是 ________________________________，实施该技术时胚胎一般发育到____________阶段。 若此时需要对胚胎进行性别鉴定，正确的操作方法是图中的________图；若想得到两 个遗传信息完全相同的子代牛，正确的操作方法是图中的________图。 (4)胚胎干细胞对于生命科学的各项研究具有重要意义，除了从早期胚胎可分离得到 外，还可来自____________。
(2)为了获得更多的卵母细胞， 需用____________对雌性杜泊 羊进行处理。进行体外受精前， 需将卵母细胞培养到________ 期；精子需进行________处理。 (3)生产上常用 ________________期的胚胎进 行胚胎移植，移植的胚胎在受 体绵羊体内存活的生理基础是 _____________________________ ___________。
类型 项目
治疗性克隆 生殖性克隆
区别
目的
治疗人类疾病
用于生育， 产生新个体
水平 细胞水平 个体水平
都属无性繁殖；产生新个体、新 联系 组织，遗传信息相同
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3．“试管婴儿”与“设计试管婴儿”的区别
图12­38­11 图示过程中①②③是试管婴儿的培育过程，①②④⑤是设计试管婴儿培育的过程。后 者比前者多了胚胎移植前的“遗传学诊断”。
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[答案] (1)生殖隔离 存活时间 (2)特定缺陷 蛋白质 (3)基因诊断 染色体检查 (4)生殖性克隆 治疗性克隆
[解析] (1)一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种间存在生殖隔离，同时花粉的传播距离 和存活时间有限，不会造成转基因农作物与其他植物的杂交，因而也不太可能对生物多样性造 成威胁。 (2)在转基因生物或产品研究过程中，为保证转基因生物的安全，要把重组DNA的转移限制在 遗传上具有特定缺陷的生物上；对外源DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性或使 人过敏的蛋白质等。 (3)坚持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方 法得到解决。 (4)中国政府对于克隆技术的态度是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。
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1． [2016·辽宁葫芦岛二模] 请回答下列有关生物技术的安全性和伦理问题： (1)一些科学家认为，由于不同物种间存在____________，同时花粉的传播距离和 ____________有限，不会造成转基因农作物与其他植物的杂交，因而也不太可能对生 物多样性造成威胁。 (2)在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。例 如，把重组DNA的转移限制在遗传上具有____________的生物上；对外源DNA进行认 真选择，避免能够表达出对人体有毒性或使人过敏的__________等。 (3)一些持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕 育出有严重缺陷的孩子。但是坚持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚 胎分级、____________和______________等方法得到解决。 (4)对于克隆技术的争论，中国政府的态度是禁止______________，但不反对 ____________。
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[答案] (1)透明带反应 卵细胞膜反应 (2)用激素对供体母牛做超数排卵处理 收集胚胎(冲卵) (3)胚胎移植 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 桑椹胚或囊胚 B A (4)原始性腺
[解析] (1)当获能后的精子与卵子相遇时，释放出顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精 子穿越放射冠的通路，即顶体反应，透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道防线。 (2)图中①②分别为用激素对供体母牛进行超数排卵处理，收集胚胎(冲卵)。 (3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫胚胎移植，进行该项技术的优势是可充分发挥雌性优良 个体的繁殖潜力；胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行；进行性别鉴定时，所取组织 不能来自内细胞团，否则会影响胚胎发育，应选用滋养层细胞，所以只有B图(囊胚期)符合；若 想得到两个遗传信息完全相同的子代牛，需要对囊胚期胚胎进行分割移植，注意一定要将内细 胞团均等分割，A图符合 (4)胚胎干细胞除了从早期胚胎可分离得到外，还可来自原始性腺。
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2．下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段。请据图回答问题： (1)写出各个阶段的名称： A：__桑__椹__胚____B：__囊___胚_____C：_原__肠__胚___。 (2)写出图中各标号的名称： [2]__内__细__胞__团____，[4]_囊___胚__腔____，[5]__外__胚__层____，[7]__原__肠__腔____，[8]_内___胚__层____。 (3)A时期的细胞具有发育上的__全__能____性，B时期开始出现__细__胞___分__化___，C时 期开始出现_胚__层___分__化____。 (4)[2]将来发育成_胎___儿__的__各__种__组___织_。 (5)由受精卵到B阶段透明带破裂 之前这一过程中，细胞数目_增__多__， 胚胎总体积_基__本__不__变_____。
(2)胚胎干细胞的培养 图12­38­8
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1． [2016·河北邯郸一模] 杜泊羊以其生长速度快、 肉质好等优点，被称“钻石级”肉用绵羊。科研工 作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图 12­38­9所示，请据图回答问题：
图12­38­9 (1)此过程用到的生物技术有______________________ ________(答出两个)。
1．胚胎移植的五点归纳 (1)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不 能直接移植受精卵。 (2)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，而胚 胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。 (3)胚胎移植成功的两个条件：同种动物之间、供受体生理状态要相同。 (4)冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。 (5)两次处理：①用激素对供体(雌性个体)和受体进行同期发情处理；②用促 性腺激素对供体(雌性个体)进行超数排卵处理。 (6)胚胎移植属于有性生殖，胚胎分割属于无性生殖。
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[答案] (1)体外受精技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植 (2)促性腺激素 MⅡ中 获能 (3)桑椹胚或囊胚 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
[解析] (1)由图可知，此过程用到的生物技术有体外受精技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植等。 (2)对良种母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵，进而获得更多卵母细胞；进行体外受精前， 需将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期；精子需进行获能处理。 (3)进行胚胎移植时，一般选用桑椹胚或囊胚期的胚胎进行胚胎移植；移植的胚胎在受体绵羊体 内存活的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。
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)。
１．受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障” (1)顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为 顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵 子结合必不可少的条件。 (2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透 明带的生理反应，称作透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝 其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道 屏障。
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考点三 生物技术的安全性及伦理问题
1．关于转基因生物的争议
2．治疗性克隆和生殖性克隆的比较
优点
不足
①解决粮食短缺问题 ②减少农药使用，减 少环境污染 ③增加食物营养，提 高附加值 ④增加食物种类，提 升食物品质 ⑤提高生产效率，带 动相关产业发展
①可能产生有毒蛋白 或新过敏原 ②可能产生重组病菌、 重组病毒或超级杂草 ③可能使疾病的传播 跨越物种障碍 ④可能会损害生物多 样性 ⑤可能干扰生态系统 的稳定性