第43講 胚胎工程與生物技術(shù)的安全性 和倫理問(wèn)題,考綱要求 (1)動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)() (2)胚胎干細(xì)胞的移植() (3)胚胎工程的應(yīng)用() (4)轉(zhuǎn)基因生物的安全性() (5)生物武器對(duì)人類的威脅() (6)生物技術(shù)中的倫理問(wèn)題(),教材導(dǎo)學(xué) 一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 試管動(dòng)物技術(shù)：是指通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。,四、轉(zhuǎn)基因生物的安全性,五、生物技術(shù)的倫理問(wèn)題,六、禁止生物武器,自我校對(duì) 一、曲細(xì)精管 初情期 卵巢 性別分化(胚胎時(shí)期) 透明帶反應(yīng) 卵黃膜封閉作用 胎膜和胎盤 二、培養(yǎng)法 化學(xué)誘導(dǎo)法 無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清 三、相同的 游離狀態(tài) 免疫排斥反應(yīng) 不受任何影響 桑椹胚或囊胚 具有發(fā)育的全能性,四、過(guò)敏原 改變 生物多樣性 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 社會(huì)監(jiān)督 法制制度 五、禁止生殖性克隆人 不贊成、不允許、不支持、不接受 基因檢測(cè) 某些基因信息 六、食物 生活必需品 軍隊(duì)和平民,考點(diǎn)突破 考點(diǎn)一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 1.精子和卵子的發(fā)生過(guò)程的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題分析 (1)哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在出生前(即胎兒時(shí)期)完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別，但不是唯一的區(qū)別，如發(fā)生場(chǎng)所、過(guò)程及結(jié)果也不相同。,(2)精子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是連續(xù)的，是在睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)進(jìn)行的。卵子的發(fā)生中兩次減數(shù)分裂是不連續(xù)的，減數(shù)第一次分裂在卵巢內(nèi)完成，產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體，進(jìn)入輸卵管，在與精子的結(jié)合過(guò)程中完成減數(shù)第二次分裂，產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵子和第二極體。當(dāng)原核融合時(shí)，第一極體完成分裂，形成2個(gè)第二極體。有的哺乳動(dòng)物的第一極體不再分裂。 (3)不同種動(dòng)物精子的形態(tài)相似，大小略有不同，但與動(dòng)物的體型大小無(wú)關(guān)。,2.哺乳動(dòng)物卵巢、卵泡和卵子的關(guān)系 卵巢是卵子形成、卵泡存在的場(chǎng)所，內(nèi)部包含許許多多不同發(fā)育階段的卵泡，而成熟的卵泡中可釋放出卵子，其中卵子的外面有輔助結(jié)構(gòu)透明帶，由卵丘細(xì)胞(卵泡細(xì)胞)形成放射冠，而卵子外面的細(xì)胞膜即卵細(xì)胞膜。排卵指卵子從卵泡中排出，而非卵泡從卵巢中排出。 列表比較如下：,【注意】 (1)排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。 (2)防止多精入卵的機(jī)制包括：第一道屏障：透明帶反應(yīng)；第二道屏障：卵細(xì)胞膜反應(yīng)。 (3)受精標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志： 受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體；而受精過(guò)程完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。 (4)卵裂期細(xì)胞體積、數(shù)量及胚胎總體積的變化： 細(xì)胞體積縮小，細(xì)胞數(shù)量增加，胚胎總體積不變或略有縮小。,【例1】 下列有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精作用的敘述，正確的是 ( ) A.采集到的精子和卵細(xì)胞相遇即可發(fā)生受精作用 B.排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過(guò)程 C.卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過(guò)程均在卵巢內(nèi)完成 D.受精作用的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體,【解析】 本題考查精子、卵細(xì)胞的形成及體外受精的知識(shí)。熟記精子、卵子及受精過(guò)程是正確解答該題的關(guān)鍵。采集到的精子必需經(jīng)獲能處理后才能受精，采集的卵細(xì)胞若是通過(guò)沖卵取出的則不需要培養(yǎng)直接就可與獲能的精子受精，若從卵巢取出的卵細(xì)胞則需要培養(yǎng)成熟后才可以與獲能的精子受精；排卵排出的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞而不是成熟的卵細(xì)胞；哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞形成的場(chǎng)所，未排卵之前是在卵巢進(jìn)行的，排卵之后減數(shù)分裂的繼續(xù)完成則是在輸卵管中。 【答案】 D,【例2】 高等哺乳動(dòng)物受精后不久，受精卵開始進(jìn)行細(xì)胞分裂。經(jīng)32細(xì)胞期、囊胚、原腸胚和組織器官的分化，最后發(fā)育成一個(gè)完整的幼體。如圖是胚胎發(fā)育過(guò)程中某階段示意圖，有關(guān)敘述不正確的是 ( ),A.依次為滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán) B.高等哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育經(jīng)歷的時(shí)期是受精卵卵裂期32細(xì)胞期囊胚期原腸胚期幼體，其中最關(guān)鍵的時(shí)期是原腸胚期 C.高等哺乳動(dòng)物細(xì)胞分化開始于囊胚期，終止于生命結(jié)束 D.進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇原腸胚期的胚胎進(jìn)行,【解析】 圖示為囊胚期結(jié)構(gòu)，圖中依次為滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。高等哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育經(jīng)歷的時(shí)期是受精卵卵裂期32細(xì)胞期囊胚期原腸胚期幼體，其中原腸胚分化形成三胚層，將來(lái)分化成不同的組織、器官，是最關(guān)鍵的時(shí)期。分化開始于囊胚期。 【答案】 D,考點(diǎn)二 體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 1.原腸胚不屬于早期胚胎 早期胚胎是指可用于移植的胚胎，包括原腸胚之前的囊胚、桑椹胚，甚至更早的階段。 2.胚胎早期培養(yǎng)液成分與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分不完全相同 胚胎早期培養(yǎng)液成分與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分基本相同，除無(wú)機(jī)鹽、營(yíng)養(yǎng)成分和調(diào)節(jié)物質(zhì)外，還需要血清、抗生素等。,【注意】 (1)獲得精子和卵子后，兩者并不立即在體外結(jié)合：需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，并將卵母細(xì)胞培養(yǎng)成熟至減數(shù)第二次分裂中期。 (2)胚胎發(fā)育的過(guò)程中，細(xì)胞的全能性并非完全相同，桑椹胚具有全能性，囊胚是開始分化的階段，原腸胚時(shí)期已出現(xiàn)高度分化。,【例3】 培育“試管山羊”的基本過(guò)程如圖所示。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。,(1)甲過(guò)程為_，其過(guò)程中可通過(guò)給母山羊注射_使其超數(shù)排卵。 (2)乙過(guò)程的操作之一是_處理。 (3)乙過(guò)程與丙過(guò)程中采用的培養(yǎng)液成分不同，乙過(guò)程的培養(yǎng)液為_或?qū)Ｓ玫氖芫芤?，丙過(guò)程的培養(yǎng)液為_。 (4)丁過(guò)程是_，是指將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的代孕母羊子宮內(nèi)。,【解析】 分析圖示可知，甲過(guò)程為卵母細(xì)胞的采集，一般用促性腺激素處理良種母山羊，使其超數(shù)排卵。乙過(guò)程為精子獲能以及受精，獲能的精子和成熟的卵子在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫?。丙過(guò)程為早期胚胎培養(yǎng)，在發(fā)育培養(yǎng)液中進(jìn)行。丁過(guò)程是胚胎移植，是指將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同(而不是性狀相同)的其他雌性動(dòng)物子宮內(nèi)使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體。,【答案】 (1)卵母細(xì)胞的采集 促性腺激素 (2)對(duì)精子進(jìn)行獲能 (3)獲能溶液 發(fā)育培養(yǎng)液 (4)胚胎移植,2.同期發(fā)情和超數(shù)排卵所使用的激素一樣嗎？ 不一樣，同期發(fā)情處理一般用雌性激素，超數(shù)排卵處理用促性腺激素。 3.胚胎移植過(guò)程要經(jīng)過(guò)兩次檢查 沖卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查；移植后是否妊娠檢查。,【注意】 (1)胚胎移植的供體和受體必須是同種生物，同一物種的動(dòng)物才有可能具有相同的生理特征。 (2)作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見或存量大的品種，供體則為優(yōu)良的品種。 (3)胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。,【例4】 下列有關(guān)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)的敘述不正確的是 ( ) A.哺乳動(dòng)物排卵后，同種供、受體生殖器官的生理變化是相同的，這是胚胎能夠移入受體的生理基礎(chǔ) B.早期胚胎形成后，未與母體子宮建立聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這是胚胎收集的生理基礎(chǔ) C.受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這是胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ) D.供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理、組織和遺傳上的聯(lián)系，這是供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ),【解析】 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，在遺傳上沒(méi)有聯(lián)系，因此受體不影響供體胚胎的遺傳特性。 【答案】 D,【例5】 如圖是科學(xué)家培育試管轉(zhuǎn)基因牛的過(guò)程示意圖，下列相關(guān)敘述不正確的是 ( ),A.過(guò)程通常用促性腺激素處理，可達(dá)到超數(shù)排卵的目的 B.圖中1是滋養(yǎng)層，2是透明帶 C.過(guò)程進(jìn)行時(shí)，受體應(yīng)處于適合的生理狀況，此時(shí)可利用激素對(duì)受體進(jìn)行同期發(fā)情處理 D.為確保得到所需性別的轉(zhuǎn)基因牛，往往對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定,【解析】 圖為體外發(fā)育形成的囊胚，其中1、2、3分別是透明帶、滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。 【答案】 B,【例6】 控制哺乳動(dòng)物的性別對(duì)于畜牧生產(chǎn)有著十分重要的意義。目前，分離精子技術(shù)是有效的性別控制方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用這一差異人們借助特殊儀器將它們分離開來(lái)，再通過(guò)胚胎工程技術(shù)就可培育出所需性別的試管牛(如圖所示)。,根據(jù)以上信息回答下列相關(guān)問(wèn)題： (1)試管動(dòng)物技術(shù)通常是指通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下_和受精，受精卵通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。 (2)圖中過(guò)程通常采用_技術(shù)。在這個(gè)過(guò)程中_的精子與卵子相遇時(shí)，首先發(fā)生_反應(yīng)釋放出有關(guān)的酶直接溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)。防止多精入卵的生理反應(yīng)有_。,(3)胚胎移植時(shí)，受體應(yīng)處于適合的生理狀況，此時(shí)可利用激素對(duì)受體進(jìn)行_處理。此外，受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生_反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)為了確保得到所需性別的試管牛，往往需要對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定，請(qǐng)舉出兩種對(duì)早期胚胎進(jìn)行性別鑒定的方法(只需寫出名稱或簡(jiǎn)要原理)。_ _。,【解析】 (1)人工采集的卵子與精子不能夠直接受精，精子需要經(jīng)過(guò)獲能處理，卵子需要再培養(yǎng)發(fā)育到減中期才可受精。 (2)精卵結(jié)合時(shí)，首先發(fā)生頂體反應(yīng)放出有關(guān)的酶直接溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，便于精子進(jìn)入。 (3)受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥，這是胚胎移植的生理基礎(chǔ)。胚胎移植時(shí)，為使受體、供體生理狀況相同，便于胚胎的移植，需要用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理。 (4)鑒定胚胎性別的最好方法是對(duì)胚胎細(xì)胞染色體分析，當(dāng)然也可運(yùn)用Y染色體上的基因制成探針檢測(cè)Y染色體的存在。,【答案】 (1)成熟 (2)體外受精 獲能 頂體 透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng) (3)同期發(fā)情 免疫排斥 (4)DNA分子雜交技術(shù)(利用基因探針鑒定)、分析胚胎細(xì)胞的染色體組型,考點(diǎn)四 胚胎干細(xì)胞 【例7】 胚胎干細(xì)胞研究在醫(yī)學(xué)上有重大應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)移植胚胎干細(xì)胞期望可以治療的疾病是 ( ) 糖尿病 血友病 唐氏綜合征(21三體綜合征) 老年癡呆癥 白化病 肝衰竭 鐮刀型細(xì)胞貧血癥 A. B. C. D.,【答案】 C,【例8】 如圖為牛胚胎移植過(guò)程示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。,(1)階段常用_激素對(duì)供體母牛進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的卵子。 (2)沖卵的生理基礎(chǔ)是_。 (3)階段對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到_或_階段。,(4)若要通過(guò)獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個(gè)新個(gè)體，可對(duì)階段檢查合格的胚胎進(jìn)行_技術(shù)處理，該過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)_進(jìn)行均等分割。 (5)ES或EK細(xì)胞的形態(tài)特征是_，在培養(yǎng)液中加入_，可誘導(dǎo)其向不同類型的組織細(xì)胞分化。,【解析】 (1)胚胎工程中常用促性腺激素對(duì)供體母牛進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的卵子。 (2)早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立聯(lián)系，這是沖卵的生理基礎(chǔ)。 (3)胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段。 (4)應(yīng)用胚胎分割技術(shù)可以獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個(gè)新個(gè)體，胚胎分割時(shí)注意對(duì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割。 (5)胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等形態(tài)特征，胚胎干細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)加入分化誘導(dǎo)因子，可誘導(dǎo)其向不同類型的組織細(xì)胞分化。,【答案】 (1)促性腺 (2)早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立聯(lián)系 (3)囊胚 桑椹胚 (4)胚胎分割 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) (5)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯 分化誘導(dǎo)因子,考點(diǎn)五 生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問(wèn)題的原因 (1)目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控機(jī)制及基因間的相互作用了解有限。 (2)目的基因往往是異種生物的基因。 (3)外源基因插入宿主細(xì)胞基因組的部位往往是隨機(jī)的。,2.克隆人的培育過(guò)程,4.試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn) 下圖為設(shè)計(jì)試管嬰兒的過(guò)程：,(1)設(shè)計(jì)試管嬰兒比試管嬰兒多出的過(guò)程是(用標(biāo)號(hào)表示)。 (2)試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問(wèn)題，設(shè)計(jì)試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。 (3)兩者都是體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過(guò)胚胎移植，都是有性生殖。,【例9】 (2012·江蘇)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述，錯(cuò)誤的是 ( ) A.種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離 B.轉(zhuǎn)基因作物被動(dòng)物食用后，目的基因會(huì)轉(zhuǎn)入動(dòng)物體細(xì)胞中 C.種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴(kuò)散而影響野生植物的遺傳多樣性 D.轉(zhuǎn)基因植物的目的基因可能轉(zhuǎn)入根際微生物,【解析】 種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)防止對(duì)別的植物產(chǎn)生基因污染，所以應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離，A項(xiàng)正確；動(dòng)物取食轉(zhuǎn)基因作物后，要經(jīng)過(guò)消化吸收才進(jìn)入身體，目的基因不可能直接進(jìn)入動(dòng)物細(xì)胞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因植物可能與野生植物發(fā)生雜交而出現(xiàn)基因交流，影響野生植物的多樣性，C項(xiàng)正確；目的基因被微生物攝入細(xì)胞內(nèi)后，可能進(jìn)入這些微生物中，D項(xiàng)正確。 【答案】 B,【例10】 “試管嬰兒”技術(shù)是通過(guò)將不孕夫婦的精子和卵細(xì)胞取出在試管中完成受精，并在試管中培養(yǎng)受精卵使其發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段，再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。它不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機(jī)會(huì)，也為人類的優(yōu)生開辟了新的途徑。據(jù)此回答： (1)“試管嬰兒”技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是 ( ) A.有性生殖 B.組織培養(yǎng) C.克隆技術(shù) D.基因工程,(2)“試管嬰兒”的形成用到下列哪些技術(shù)？_(填序號(hào))。 體外培養(yǎng) 人工授精 胚胎移植 核移植 (3)要得到“同卵雙胞胎”，采用的技術(shù)是_。雙胞胎的性別是否相同？_。,(4)“試管嬰兒”技術(shù)誕生后，繼而出現(xiàn)了“設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)”，二者在對(duì)人類作用上的區(qū)別是_。 (5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對(duì)設(shè)計(jì)嬰兒性別，其原因是_ _。 (6)設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)主要給人類解決什么醫(yī)學(xué)問(wèn)題 ( ) A.進(jìn)行同一配型的骨髓移植 B.解決不孕夫婦的生育問(wèn)題 C.進(jìn)行基因篩選，達(dá)到優(yōu)生優(yōu)育 D.得到所希望性別的胎兒,【解析】 本題考查生物技術(shù)的倫理問(wèn)題。正確區(qū)分試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)是正確解答該題的關(guān)鍵。 (1)試管嬰兒技術(shù)實(shí)際是體外受精，即經(jīng)過(guò)精卵結(jié)合，所以是有性生殖。 (2)試管嬰兒的培育過(guò)程為：,(3)要提高胚胎利用率可以進(jìn)行胚胎分割，如將一個(gè)受精卵的早期胚胎一分為二，再移植到母體子宮內(nèi)發(fā)育，可形成兩個(gè)嬰兒，即同卵雙胞胎，性別完全相同。 (4)普通試管嬰兒主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，而設(shè)計(jì)試管嬰兒則被用于治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植等的病癥。,(5)有些人認(rèn)為那些配型不合適的胚胎被丟度或殺死及濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)如設(shè)計(jì)嬰兒性別等引起性別比例失調(diào)，違反了倫理道理。 (6)設(shè)計(jì)試管嬰兒的出現(xiàn)可以解決白血病患者的骨髓配型問(wèn)題。但是B項(xiàng)中的問(wèn)題屬于試管嬰兒的技術(shù)，不是“設(shè)計(jì)試管嬰兒”。鑒定胎兒的性別，無(wú)論是正常的發(fā)育，還是試管嬰兒，都是不允許的；進(jìn)行基因篩選更是禁止的。,【答案】 (1)A (2) (3)胚胎分割移植 相同 (4)前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥；后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植等的疾病，胚胎在移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷 (5)破壞了人類正常性別比例，違反了倫理道德 (6)A,考點(diǎn)六 胚胎工程與基因工程和細(xì)胞工程的綜合 1.基因工程中轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育需要經(jīng)過(guò)胚胎工程的配合。 2.細(xì)胞工程中核移植技術(shù)獲得的重組細(xì)胞需要早期胚胎培養(yǎng)形成重組胚胎，并經(jīng)胚胎移植獲得克隆動(dòng)物。,【例11】 (2011·山東)人類疾病的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型常用于致病機(jī)理的探討及治療藥物的篩選。利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉(zhuǎn)基因模型大鼠的流程如圖所示。,(1)卵母細(xì)胞除從活體輸卵管中采集外，還可從已處死的雌鼠_中獲取。 (2)圖中的高血壓相關(guān)基因作為_，質(zhì)粒作為_，二者需用_切割后連接成重組載體，該過(guò)程與質(zhì)粒上含有_有關(guān)。,(3)子代大鼠如果_和_，即可分別在分子水平和個(gè)體水平上說(shuō)明高血壓相關(guān)基因已成功表達(dá)，然后可用其建立高血壓轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型。 (4)在上述轉(zhuǎn)基因大鼠的培育過(guò)程中，所用到的主要胚胎工程技術(shù)是_、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。,【解析】 (1)胚胎工程中卵母細(xì)胞的采集常從活體輸卵管中獲取，也可以從已處死的雌性動(dòng)物卵巢中獲取。 (2)圖示為轉(zhuǎn)基因技術(shù)在胚胎工程中的應(yīng)用，圖中的高血壓相關(guān)基因?yàn)槟康幕?，質(zhì)粒作為載體。構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，需用同種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒分子，由于二者有相同限制酶切割位點(diǎn)，二者可以連接形成基因表達(dá)載體。,(3)目的基因的表達(dá)檢測(cè)可以分別在分子水平和個(gè)體水平檢測(cè)，即檢測(cè)體內(nèi)是否產(chǎn)生相關(guān)蛋白質(zhì)和是否出現(xiàn)高血壓癥狀。 (4)題中轉(zhuǎn)基因大鼠培育過(guò)程中，用到的生物技術(shù)有轉(zhuǎn)基因技術(shù)、體外受精技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)，其中后三者屬于胚胎工程技術(shù)。,【答案】 (1)卵巢 (2)目的基因 載體 同種限制性核酸內(nèi)切酶(或：同種限制酶) 限制酶切割位點(diǎn) (3)檢測(cè)到體內(nèi)有相關(guān)蛋白 出現(xiàn)高血壓 (4)體外受精,課堂練習(xí) 1.關(guān)于哺乳動(dòng)物的受精和發(fā)育，下列敘述正確的是 ( ) A.雌性動(dòng)物排卵后遇精子即完成受精 B.動(dòng)物卵泡的形成始于發(fā)育成熟時(shí) C.動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程：受精卵卵裂桑椹胚囊胚原腸胚幼體 D.胚胎發(fā)育至囊胚時(shí)開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，這是由于基因開始進(jìn)行選擇性表達(dá),解析 雌性動(dòng)物排出的卵子并非成熟的卵子，即使遇到精子，也要在繼續(xù)成熟至減數(shù)第二次分裂中期時(shí)才具備與精子受精的能力，A項(xiàng)錯(cuò)誤。哺乳動(dòng)物卵泡(初級(jí)卵母細(xì)胞被卵泡細(xì)胞包圍形成卵泡)的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在出生前即胎兒時(shí)期完成的，B項(xiàng)錯(cuò)誤。動(dòng)物個(gè)體發(fā)育包括胚胎發(fā)育和胚后發(fā)育，選項(xiàng)中的發(fā)育過(guò)程為胚胎發(fā)育過(guò)程，而非整個(gè)個(gè)體發(fā)育過(guò)程，C項(xiàng)錯(cuò)誤。胚胎在發(fā)育至囊胚時(shí)開始分化，分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，D項(xiàng)正確。 答案 D,2.下列有關(guān)哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞在生物技術(shù)中的應(yīng)用正確的是( ) A.提取出來(lái)的卵細(xì)胞與精子相遇即可結(jié)合形成受精卵 B.直接進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)可形成試管動(dòng)物 C.可直接作為核移植的受體細(xì)胞 D.作為目的基因的受體細(xì)胞，但不能直接培育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,解析 獲取哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞時(shí)，提取出來(lái)的是初級(jí)卵母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞，其要發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期才能與獲能的精子結(jié)合形成受精卵，A項(xiàng)錯(cuò)誤。哺乳動(dòng)物的卵細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)不能形成試管動(dòng)物，需進(jìn)行受精后才可形成試管動(dòng)物，B項(xiàng)錯(cuò)誤。卵細(xì)胞去核后可以作為核移植的受體，C項(xiàng)錯(cuò)誤。卵細(xì)胞不能直接培育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，D項(xiàng)正確。 答案 D,3.如圖表示改造哺乳動(dòng)物遺傳特性的三種途徑。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ( ),A.獲得動(dòng)物1的受體細(xì)胞通常是受精卵 B.動(dòng)物2體內(nèi)各體細(xì)胞的基因種類相同 C.獲得動(dòng)物3的重組細(xì)胞具有全能性 D.上述動(dòng)物的獲得均需運(yùn)用胚胎移植,解析 動(dòng)物1為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，需要將外源基因?qū)胧芫阎校拍芙?jīng)過(guò)早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體，A項(xiàng)正確；動(dòng)物2個(gè)體中由轉(zhuǎn)基因細(xì)胞發(fā)育成的組織或器官具有外源基因，B項(xiàng)錯(cuò)誤；動(dòng)物3是由重組細(xì)胞發(fā)育而成的，故該重組細(xì)胞具有全能性，C項(xiàng)正確；題述三個(gè)動(dòng)物的獲得過(guò)程中都需要將胚胎培養(yǎng)到一定階段后移植到受體中，D項(xiàng)正確。 答案 B,4.下列關(guān)于生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題的分析，不合理的觀點(diǎn)是 ( ) A.轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后不會(huì)與野生物種雜交而威脅其他生物的生存 B.運(yùn)用重組DNA技術(shù)可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器 C.我國(guó)的政策是禁止進(jìn)行生殖性克隆人 D.轉(zhuǎn)基因生物合成的某些新的蛋白質(zhì)有可能成為某些人的過(guò)敏原或者引起中毒,解析 轉(zhuǎn)基因生物有可能會(huì)在近緣物種之間通過(guò)花粉雜交，造成基因庫(kù)的污染；轉(zhuǎn)基因技術(shù)如果被用于軍事，制造出生物武器，那將是對(duì)人類社會(huì)極大的威脅?？寺〖夹g(shù)還不成熟，且克隆人會(huì)帶來(lái)社會(huì)倫理問(wèn)題等，所以我國(guó)反對(duì)生殖性克隆，但不反對(duì)治療性克隆；某些新的蛋白質(zhì)有可能成為某些人的過(guò)敏原或者引起中毒。 答案 A,5.(2014·江蘇)杜泊羊以其生長(zhǎng)速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，被稱為“鉆石級(jí)”肉用綿羊。科研工作者通過(guò)胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示，相關(guān)敘述正確的是 ( ),A.為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用雌激素對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行處理 B.從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子進(jìn)行體外受精 C.為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應(yīng)，應(yīng)注射免疫抑制劑 D.為了進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖規(guī)模，可通過(guò)胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎,解析 超數(shù)排卵用促性腺激素 而不是雌激素，A項(xiàng)錯(cuò)。根據(jù)采集部位而定，如果是從輸卵管采集的卵細(xì)胞，已發(fā)育成熟，可直接與獲能的精子在體外受精；如果是從卵巢中采集的卵細(xì)胞，未發(fā)育成熟，都要經(jīng)過(guò)體外人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精，故B項(xiàng)錯(cuò)；受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)；為了進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖規(guī)模，可通過(guò)胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎或多胎，故D項(xiàng)正確。 答案 D,6.(2014·重慶)生物技術(shù)安全性和倫理問(wèn)題是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述，錯(cuò)誤的是 ( ) A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對(duì)人類有害的物質(zhì) B.當(dāng)今社會(huì)的普遍觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)，但不反對(duì)治療性克隆 C.反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒 D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來(lái)形成殺傷力,解析 在轉(zhuǎn)基因過(guò)程中，為避免基因污染和對(duì)人類的影響，必須嚴(yán)格選擇目的基因，A項(xiàng)正確；我國(guó)不反對(duì)治療性克隆，堅(jiān)決反對(duì)生殖性克隆，B項(xiàng)正確；反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒原因之一是防止選擇性設(shè)計(jì)嬰兒，違背倫理道德，C項(xiàng)正確；生物武器是指有意識(shí)的利用微生物、毒素、昆蟲侵襲敵人的軍隊(duì)、人口、農(nóng)作物或者牲畜等目標(biāo)，以達(dá)到戰(zhàn)爭(zhēng)目的的一類武器，干擾素為淋巴因子，非生物武器，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 D,7.下圖為培養(yǎng)“轉(zhuǎn)基因試管牛”的基本過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。,(1)A過(guò)程一般用_激素處理供體母牛，使其超數(shù)排卵，此前需用激素對(duì)供體母牛和代孕母牛進(jìn)行_處理。 (2)采集到的精子在進(jìn)行體外受精前必須進(jìn)行_處理，采集的卵母細(xì)胞也需要培養(yǎng)至_期才能受精。 (3)B過(guò)程通常用_法將含有抗凝血酶基因的表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵，這樣培育出來(lái)的試管牛進(jìn)入泌乳期后，即可從其乳汁中分離出來(lái)所需的_這一藥用蛋白。,解析 (1)通常采用孕激素對(duì)供體母牛和代孕母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存和發(fā)育條件，這也是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。其后還要用促性腺激素處理供體母牛，使其超數(shù)排卵。 (2)采集到的精子必須進(jìn)行獲能處理，卵母細(xì)胞也需要培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期才發(fā)育成熟，而具備受精的能力。 (3)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法，所培育的轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中將表達(dá)出該目的基因的產(chǎn)物抗凝血酶。,答案 (1)促性腺 同期發(fā)情 (2)獲能 減數(shù)第二次分裂中 (3)顯微注射 抗凝血酶,8.克隆羊的成功不僅奠定了疾病克隆性治療的基礎(chǔ)，又解決了器官移植中供體不足的問(wèn)題，同時(shí)也給人類帶來(lái)了一些過(guò)去尚未遇到的問(wèn)題。下圖為人類對(duì)克隆羊技術(shù)的拓展圖和應(yīng)用。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。,(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有_ _等。(至少寫三個(gè)) (2)下列有關(guān)胚胎移植的敘述正確的有 ( ) A.沖卵指的是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子 B.只有供、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育 C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) D.不同動(dòng)物其胚胎移植的時(shí)間不同，人的胚胎移植最好在四細(xì)胞階段進(jìn)行,(3)圖中兩個(gè)嬰兒長(zhǎng)大后，外貌、性格和其他特征與原型男人基本相同，這說(shuō)明_具有全能性。 (4)使用培養(yǎng)基進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常要加入_等天然成分，除了保證被培養(yǎng)細(xì)胞處于無(wú)菌、無(wú)毒及充足氧氣的環(huán)境中，還需要保證細(xì)胞生活所需的_和_；早期胚胎發(fā)育在_階段以前的細(xì)胞是全能細(xì)胞。,(5)圖中從“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)到胚胎干細(xì)胞”的培養(yǎng)過(guò)程中，必須用_處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個(gè)細(xì)胞。干細(xì)胞形成組織、器官必須要進(jìn)行_和_。 (6)在體外培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞能否獲得動(dòng)物器官？_，為什么？_ _。,解析 本題考查胚胎工程的應(yīng)用及胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)與應(yīng)用，熟記核移植、胚胎移植、胚胎分割等相關(guān)過(guò)程和胚胎干細(xì)胞等相關(guān)概念是正確解答該題的關(guān)鍵。 (1)獲得重組細(xì)胞，主要是核移植技術(shù)，重組細(xì)胞到早期胚胎，涉及到細(xì)胞培養(yǎng)，胚胎進(jìn)入代孕母體，則是胚胎移植，早期胚胎分為胚胎1和2，是胚胎分割。,(2)大量研究表明，受體對(duì)移植入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥，這是能夠進(jìn)行胚胎移植的生理基礎(chǔ)之一。 (3)兩個(gè)嬰兒的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自原型男人。(4)(5)(6)動(dòng)物培養(yǎng)基成分還沒(méi)有全搞清楚，因此在使用合成培養(yǎng)基時(shí)，通常加入血清、血漿等天然成分。桑椹胚細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，才可以培育出人造組織器官。但ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。,答案 (1)核移植 胚胎移植 細(xì)胞培養(yǎng) (2)ABD (3)動(dòng)物體細(xì)胞核 (4)血清 溫度 pH 桑椹胚 (5)胰蛋白酶 細(xì)胞的分裂 分化 (6)不能 胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下可以增殖而不發(fā)生分化,