2019高考生物二輪復習 第17講 胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題與生態(tài)工程課件.ppt

第17講胚胎工程、生物技術安全性與倫理問題、生態(tài)工程,1.動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎();2.胚胎干細胞的移植();3.胚胎工程的應用();4.轉基因生物的安全性();5.生物武器對人類的威脅();6.生物技術中的倫理問題();7.簡述生態(tài)工程的原理();8.生態(tài)工程的實例()。,參考答案桑椹胚、囊胚化學誘導法血清繁殖潛能原始性腺全能性食物環(huán)境設計試管嬰兒病毒,總綱目錄,高頻命題點1胚胎工程,1.必須記住哺乳動物的早期胚胎發(fā)育過程(填空),特別提醒早期胚胎培養(yǎng)中培養(yǎng)液的成分及早期胚胎去向(1)培養(yǎng)液成分:無機鹽、有機鹽(兩鹽);維生素、激素(兩素);氨基酸、核苷酸(兩酸),另外還有水、血清等。(2)胚胎去向:向受體移植或冷凍保存。,2.理清胚胎移植、胚胎分割和胚胎干細胞的內(nèi)在聯(lián)系(填空),特別提醒(1)實質(zhì):早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉換。(2)兩次使用激素:第一次:同期發(fā)情處理。第二次:促性腺激素,供體超數(shù)排卵處理。(3)“沖卵”的不同:胚胎移植過程沖出的是早期胚胎。體外受精過程沖出的是卵子。(4)兩次檢查:第一次對收集的胚胎進行檢查;第二次對受體是否妊娠進行檢查。,整合突破有絲分裂小全能滋養(yǎng)層內(nèi)細胞團超數(shù)排卵桑椹胚或囊胚內(nèi)細胞團細胞原始性腺,1.經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生后代都屬于有性生殖嗎?2.桑椹胚和囊胚都是受精卵發(fā)育來的未分化細胞嗎?,思維延展1.胚胎移植產(chǎn)生后代屬于有性生殖還是無性生殖,取決于胚胎是由受精卵形成的(有性生殖),還是核移植技術形成的重組細胞發(fā)育而成的或胚胎分割形成的(無性生殖)。2.桑椹胚是由受精卵分裂形成的,沒有分化;囊胚期細胞已經(jīng)分化,不過其中的內(nèi)細胞團仍具有全能性。,考向突破胚胎工程及其應用,1.(2018廣東江門一模,38)荷斯坦奶牛是世界上產(chǎn)奶量最高的奶牛品種之一。某良種公司引進純種荷斯坦奶牛,并用以下途徑繁育出荷斯坦良種奶牛群體。請回答以下問題。(1)請把上面空格的內(nèi)容補充完整:激素;處理;。,(2)該公司為了在短時間內(nèi)得到更多的良種奶牛,常常在進行過程之前采用技術進行操作。若進行操作的是囊胚階段的胚胎,要注意的是。(3)若一次給受體母牛移入多個胚胎,產(chǎn)生的多個后代基因型相同嗎?(填“一定不相同”或“可能不相同”或“一定相同”)。為什么?。(4)為了確保得到雌性的奶牛,往往需要對移植前的胚胎進行性別鑒定,請舉出一種對早期胚胎進行性別鑒定的方法(只需寫出名稱或簡要原理)。,答案(1)促性腺同期發(fā)情胚胎移植(2)胚胎分割將內(nèi)細胞團均等分割(3)可能不相同因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來(4)DNA分子雜交技術,解析(1)對良種荷斯坦母牛進行超數(shù)排卵處理時需使用促性腺激素。對受體母牛要進行同期發(fā)情處理,以使其生殖器官的生理變化與供體相同。質(zhì)量檢查、培養(yǎng)合格的早期胚胎可以進行胚胎移植。(2)欲得到更多的良種奶牛,常常在進行胚胎移植之前采用胚胎分割技術進行操作。對囊胚階段的胚胎進行分割時,要注意將內(nèi)細胞團均等分割。(3)若一次給受體母牛移入多個胚胎,產(chǎn)生的多個后代基因型可能不相同,因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來。(4)對移植前的胚胎進行性別鑒定時,可取滋養(yǎng)層細胞,利用DNA分子雜交技術,做DNA分析性別鑒定。,2.(2018東北三省四市一模,38)2018年1月25日,我國研究人員在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,經(jīng)體細胞核移植技術培育出第一批靈長類動物食蟹猴,可作為研究癌癥等人類疾病的動物模型。下圖為體細胞核移植技術培育食蟹猴的操作過程,請回答:(1)2001年,美國科學家已經(jīng)培育出胚胎細胞核移植猴。獲得食蟹猴的體細胞核移植技術難度明顯高于胚胎細胞核移植,原因是,。(2)進行過程時,為提供成纖維細胞培養(yǎng)所需的無毒環(huán)境,應進行的實驗措施是,其目的是。(3)據(jù)圖分析,過程是利用法將成纖維細胞注入猴去核的M中期卵母細胞的。(4)圖中過程的實質(zhì)是早期胚胎在條件下空間位置的轉移。(5)上述實驗的突破之處是使用了去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,在,確定其作用時,研究人員用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)融合細胞得到A組實驗數(shù)據(jù),用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)向融合細胞中注入去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的融合細胞得到B組實驗數(shù)據(jù)。下圖中X為融合細胞發(fā)育成的胚胎數(shù)、Y為囊胚數(shù)、Z為內(nèi)細胞團數(shù)。分析實驗數(shù)據(jù)可知,Kd4d的mRNA的作用是既能提高又能提高。,答案(1)體細胞分化程度高,恢復其全能性較難(2)定期更換培養(yǎng)液防止成纖維細胞代謝產(chǎn)物的積累對細胞自身造成危害(3)顯微注射卵細胞膜與透明帶之間(4)相同生理(5)融合細胞發(fā)育成囊胚的成功率囊胚中內(nèi)細胞團的形成率,解析(1)由于體細胞分化程度高,恢復其全能性較難,所以食蟹猴的體細胞核移植技術難度明顯高于胚胎細胞核移植。(2)過程表示動物細胞培養(yǎng),為了提供細胞培養(yǎng)所需的無毒環(huán)境,應該定期更換培養(yǎng)液,以防止成纖維細胞代謝產(chǎn)物的積累對細胞自身造成危害。(3)圖中過程表示利用顯微注射法將成纖維細胞注入猴去核的M中期卵母細胞的卵細胞膜與透明帶之間。(4)過程表示胚胎移植,其實質(zhì)是早期胚胎在相同生理條件下空間位置的轉移。(5)據(jù)圖分析,B組的囊胚形成率、內(nèi)細胞團形成率都明顯高于A組,說明Kd4d的mRNA既能提高融合細胞發(fā)育成囊胚的成功率,又能提高囊胚中內(nèi)細胞團的形成率。,高頻命題點2生物技術安全性和倫理問題,1.基因工程的三大安全問題:(填空)(1)食物安全方面:可能合成毒蛋白、出現(xiàn)新的、改變食物的營養(yǎng)成分等。(2)生物安全方面:有可能造成“”,危害生物的。(3)環(huán)境安全方面:有可能打破,改變生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán);造成二次污染或產(chǎn)生危害動植物和人類的病原微生物。,2.界定“克隆”動物與“試管”動物(填空),特別提醒界定治療性克隆與生殖性克隆(1)治療性克隆屬細胞水平,其目的是治療人類疾病。(2)生殖性克隆屬個體水平,其目的是用于生育,產(chǎn)生新個體。(3)中國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人,但不反對治療性克隆。,3.試管嬰兒和設計試管嬰兒(填空)設計試管嬰兒比試管嬰兒多出的是過程,兩種技術屬于有性生殖,其中為了解決不孕夫婦生育問題的是技術。,整合突破過敏原基因污染多樣性物種界限體細胞核移植有性生殖d試管嬰兒,考向突破生物技術安全性與倫理道德問題,1.(2018吉林調(diào)研三,38)2017年7月,一篇刊登于Nature上的動物研究結果顯示,向大腦中注射干細胞能延緩衰老、提高認知和延長壽命。同年11月,Nature上又發(fā)表了一項令人激動的成果,科學家借助轉基因干細胞,成功挽救了一名患有罕見且無法治愈的皮膚病(EB,該病源于基因突變)的小男孩,使其擁有全新的皮膚。請回答下列問題。(1)目前獲得多潛能干細胞的方法有很多,如可采用細胞核移植技術,將體細胞的細胞核轉移到細胞中,再將這種重組細胞體外培養(yǎng)至囊胚階段,從中分離進行培養(yǎng),該方法能獲得多潛能干細胞的根本原因是。,(2)在對資料中患皮膚病的小男孩進行治療時,科學家從小男孩尚且正常的皮膚上采集一小塊(郵票大小),包括其中的干細胞。在實驗室,先對皮膚細胞進行基因改造?；蚬こ痰暮诵牟襟E是。檢測目的基因能否在皮膚細胞中表達常用的方法是。(3)該治療方法屬于治療性克隆。接著,對改造后的細胞進行培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中,為防止代謝產(chǎn)物積累對細胞造成傷害,應,通常還要加入等天然成分以滿足對營養(yǎng)的需要。,答案(1)去核的卵母內(nèi)細胞團動物細胞核具有全套的遺傳信息(2)基因表達載體的構建抗原抗體雜交技術(3)定期更換培養(yǎng)液血清,解析(1)由于動物細胞核具有全套的遺傳信息,采用細胞核移植技術可獲得多潛能干細胞。將體細胞的細胞核轉移到去核的卵母細胞中,再將這種重組細胞體外培養(yǎng)至囊胚階段,從中分離內(nèi)細胞團進行培養(yǎng)獲得多潛能干細胞。(2)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建。檢測目的基因能否在皮膚細胞(受體細胞)中表達時,常用抗原抗體雜交的方法檢測受體細胞中是否含有目的基因控制合成的蛋白質(zhì)。(3)采用動物細胞培養(yǎng)技術,對改造后的細胞進行培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中,為防止代謝產(chǎn)物積累對細胞造成傷害,應定期更換培養(yǎng)液,通常還要加入血清等天然成分以滿足培養(yǎng)需要。,2.(2018廣東佛山綜合能力測試二,38)我國科學家突破了體細胞克隆猴的世界難題,首次成功培育出體細胞克隆猴“中中”和“華華”。這標志著我國將率先開啟以獼猴作為實驗動物模型的時代。下圖為克隆猴的流程示意圖。請回答下列問題:,(1)我國克隆猴利用的是猴胎兒成纖維細胞,該細胞是已分化的體細胞,從理論上分析,它具有細胞的全能性,這是因為。(2)克隆猴時需要進行“去核”操作,即去掉卵母細胞的細胞核。先在體外培養(yǎng)卵母細胞讓其分裂,一般選擇的細胞進行去核操作;然后進行“核移植”,即將體細胞的細胞核移到去核卵母細胞中形成重組細胞,此時采用的技術是;得到的重組細胞再進行人工激活使其分裂形成胚胎。(3)科學家將79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴中,最終只有兩只,母猴正常懷孕產(chǎn)下“中中”和“華華”,他倆的性別是否一致?;原因是。(4)克隆動物有很多優(yōu)點:可以加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁育;。(5)靈長類生物克隆成功是克隆技術的重大突破,在該技術應用方面,應注意哪些潛在的風險?。,答案(1)成纖維細胞的細胞核中含有猴的全部核基因(2)減數(shù)第二次分裂中期(或M中期)顯微注射技術(3)是“中中”“華華”的細胞核中遺傳物質(zhì)一致,是經(jīng)過有絲分裂形成的(4)可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立實驗動物模型研究人類疾病)(5)避免進一步擴大到對人的克隆,引發(fā)倫理問題,解析(1)由于成纖維細胞的細胞核中含有猴的全部核基因,因此成纖維細胞具有全能性。(2)去核操作一般選擇減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞。將體細胞的細胞核移到去核卵母細胞中形成重組細胞的方法是顯微注射技術。(3)79枚克隆胚胎是通過有絲分裂形成,其細胞核遺傳物質(zhì)一致,即“中中”“華華”的細胞核中遺傳物質(zhì)一樣,因此“中中”和“華華”的性別一致。(4)克隆動物的優(yōu)點:可以加速家畜遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁育。可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立實驗動物模型研究人類疾病)。(5)克隆技術存在潛在的風險,應避免進一步擴大到對人的克隆,引發(fā)倫理問題。,高頻命題點3生態(tài)工程,1.設計生態(tài)工程的五大原則與實例(連線),2.生態(tài)工程設計的常用方法(填空)(1)食物鏈(網(wǎng))的“相接”。(2)食物鏈(網(wǎng))的“加環(huán)”?！凹迎h(huán)”可為部分找到出路。,3.牢記5種生態(tài)工程具體實例的生態(tài)學原理(填空)(1)無廢棄物農(nóng)業(yè)遵循原理。(2)單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低,易暴發(fā)蟲害原理。(3)為草原確定合理載畜量,不能過度放牧原理。(4)污水排放與水體富營養(yǎng)化,引種考慮適應環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡原理。(5)林業(yè)生態(tài)工程建設,既考慮種樹又考慮生活問題原理。,整合突破未利用的能量物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性協(xié)調(diào)與平衡整體性,考向突破生態(tài)工程(2018名校模擬六,38)長江的水體污染主要是由于流入長江的次級河流在流經(jīng)城鎮(zhèn)時,城市中的生活污水、工業(yè)廢水大量排入河流,造成河流污染。某小組利用人工浮床技術對次級河流中水質(zhì)凈化分析,實驗裝置如圖。,實驗及流程:(1)圖中植物的作用是。該植物采收后,可以直接用作飼料,也可干燥處理后用來提取銅、鋅、汞等金屬。,(2)此案例屬生態(tài)工程的實例,它遵循的生態(tài)工程原理是(寫其中一個)。(3)該小組利用人工浮床開展了“菰(茭白)和菖蒲對生活污水凈化效果的研究”,請你寫出該實驗裝置每組應采取的處理措施:。為了避免實驗誤差,你認為每個實驗裝置中的植物株數(shù)應。(4)該工程能有效防止“水華”發(fā)生,提高水體的透明度。其原因是,。(5)該小組實驗結果如表,從此表中看出,該小組研究的因變量為,你能從表中得出的結論是。,答案(1)吸收水中的化學元素(2)城市環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理等(3)一組只栽茭白,一組只栽菖蒲,一組混栽等量的茭白和菖蒲,一組空白對照(不栽植物)相等且多數(shù)(4)一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的氮、磷污染物,減少藻類生長所需的無機鹽;另一方面又能通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖(5)污水中N、P含量的變化兩種植物不論單獨種植還是等量混合種植凈化效果均明顯高于對照組(菖蒲對總磷的去除效果明顯高于菰和菖蒲混合種植),解析(1)人工浮床的原理就是利用浮床植物發(fā)達的根系吸附大量懸浮物,靠其中的微生物降解和吞噬作用凈化水中的污染物,其次浮床植物在生長過程中還能利用水中的氮、磷污染物。(2)此案例屬城市環(huán)境生態(tài)工程,遵循協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理等。(3)該實驗的目的是探究菰(茭白)和菖蒲對生活污水的凈化效果,該實驗的自變量是植物的種類,因此根據(jù)對照性原則和單一變量原則應該設計四組實驗:一組只栽茭白,一組只栽菖蒲,一組混栽等量的茭白和菖蒲,一組空白對照。每個實驗裝置中的植物株數(shù)屬于無關變量,應該保持相等且多數(shù),以避免產(chǎn)生實驗誤差。(4)一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的,氮、磷污染物,減少藻類生長所需的無機鹽;另一方面又能通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖,因此該工程能有效防止”水華”發(fā)生,提高水體的透明度。(5)該實驗的因變量是污水中N、P含量的變化;從表中數(shù)據(jù)可以看出,兩種植物不論單獨種植還是等量混合種植,凈化效果均明顯高于對照組。,