高考生物二輪專題ppt課件

1、第二講　胚胎工程、生物技術的安全性 和倫理問題、生態(tài)工程,1．(2012年高考江蘇卷)通過胚胎移植技術，可以實現良種牛的快速繁殖。下列相關敘述正確的是(　　)A．對供體和受體母牛都要進行相同激素處理B．受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進行C．對沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植D．胚胎分割移植實現同卵多胎的成功率較低解析：本題主要考查胚胎移植的有關問題。常用孕激素對受體母牛進行同期發(fā)情處理，對

2、供體母牛還要注射促性腺激素做超數排卵處理，故A錯；受精和早期胚胎培養(yǎng)可在雌性動物體內完成，也可以在體外完成，故B錯；對沖卵獲得的桑椹胚或囊胚檢查合格后方可移植，故C錯；胚胎分割移植最常見的是同卵雙胎，而同卵多胎的成功率很小，故D對。答案：D,2．(2012年高考江蘇卷)下列關于轉基因生物安全性的敘述，錯誤的是 (　　)A．種植轉基因作物應與傳統(tǒng)農業(yè)種植區(qū)隔離B．轉基因作物被動物食用后，目的基因會轉入動物體細胞中C．種植轉基因植物

3、有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性D．轉基因植物的目的基因可能轉入根際微生物解析：本題主要考查轉基因生物安全性的相關問題，種植轉基因作物時為了避免基因污染，應與傳統(tǒng)農業(yè)種植區(qū)隔離，故A對；轉基因作物被動物食用后，目的基因會被動物消化，不會轉入動物體細胞中，故B錯；轉基因植物有可能將基因擴散至野生植物中，從而影響野生植物的遺傳多樣性，故C對；轉基因植物的目的基因可被微生物利用，故D對。答案：B,3．(2011年高考江蘇卷)下

4、列關于胚胎工程的敘述，錯誤的是(　　)A．體外受精是指獲能的精子和成熟的卵子在相應溶液中受精B．受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進行胚胎移植C．早期胚胎培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清 D．試管嬰兒技術主要包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術解析：體外受精是指獲能的精子與成熟的卵子在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精的過程，A項正確；胚胎移植應在早期胚胎培養(yǎng)至桑椹胚或囊胚期進行，B項錯誤；早期胚胎培養(yǎng)液中含有一些無機鹽

5、和有機鹽類，含維生素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分以及激素、血清等物質，動物細胞培養(yǎng)液的成分為糖類、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素，還有血清等成分，故C項正確；試管嬰兒技術與試管動物技術類似，包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術等，D項正確。答案：B,4．(2011年高考廣東卷)華南虎是國家一級保護動物，可采用試管動物技術進行人工繁殖，該技術包括的環(huán)節(jié)有(　　)①轉基因?、诤艘浦病、垠w外受精?、荏w細胞克隆?、菖咛ヒ浦睞．①③

6、　　　　　　　　B．①④C．②⑤ D．③⑤解析：試管動物技術是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，再通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，經過移植產生后代的技術，所以該技術包括的環(huán)節(jié)有③體外受精和⑤胚胎移植。答案：D,5．(2010年高考山東理綜)胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。,(1)從良

7、種母牛采集的卵母細胞，都需要進行體外培養(yǎng)，其目的是________；從良種公牛采集的精子需________后才能進行受精作用。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時，除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還需要提供________氣體以維持________。(3)圖中過程A稱為________，它在胚胎工程中的意義在于________。(4)研制能夠產生人類白細胞介素的牛乳腺生物反應器，需將目的基因導入牛受精卵，最常用的導入方法是_______

8、_；獲得轉基因母牛后，如果________即說明目的基因已經表達。,解析：(1)從良種母牛采集的卵母細胞都要在體外經人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。(2)動物細胞培養(yǎng)的條件之一是提供氣體環(huán)境：O2和CO2，前者的作用是維持細胞正常代謝，后者的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)圖中過程A是胚胎移植，意義是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。(4)將目的基因導入動物細胞的常用方法是顯微注射法；獲得轉基因母牛后，若在其乳汁中含有人類白細胞介素，

9、則說明目的基因得到了表達。答案：(1)使卵母細胞成熟(或：使卵母細胞獲得受精能力)　獲能　(2)CO2　培養(yǎng)液(基)的pH　(3)胚胎移植　提高優(yōu)良母畜的繁殖率　(4)顯微注射法　牛奶中含有人類白細胞介素(或：牛乳腺細胞已合成人類白細胞介素),6．(2011年高考福建卷)一對表現型正常的夫婦，生了一個鐮刀型細胞貧血癥(常染色體隱性遺傳病)患兒。在他們欲生育第二胎時，發(fā)現妻子的雙側輸卵管完全堵塞，不能完成體內受精。醫(yī)生為該夫婦實施了體外

10、受精和產前基因診斷，過程如下圖。,請回答：(1)過程①是指在體外進行的________處理，從而使精子與卵子結合形成受精卵；過程②稱為________。(2)在對胎兒進行鐮刀型細胞貧血癥的產前基因診斷時，要先從羊水中的胎兒細胞提取物質③________進行PCR擴增，然后用Mst Ⅱ對擴增產物進行切割，產生多個片段的酶切產物。據此判斷，Mst Ⅱ是一種________酶。(3)不同長度的酶切產物在電泳時移動的速率不同，形成不同的電

11、泳條帶。該家庭成員的鐮刀型細胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如④，據此判斷該胎兒為________(正常/患者/攜帶者)。,解析：(1)體外受精時精子要經過獲能處理，卵子要培養(yǎng)到減數第二次分裂的中期時才能受精。受精后形成的受精卵在體外培養(yǎng)到8～16個細胞的早期胚胎，再移植到母體的子宮內進一步發(fā)育。(2)基因診斷時首先要從細胞中提取DNA，切割DNA分子的酶為限制性核酸內切酶。(3)按題意分析，雙親都是雜合子，各含一個正?；蚝鸵粋€致病基因，患

12、兒中兩個基因都為致病基因，比較電泳帶譜，可知胎兒中含的都是正?；?。答案：(1)精子獲能　胚胎移植　(2)DNA　限制性核酸內切　(3)正常,[核心強化]1．受精及胚胎發(fā)育的過程(1)精子和卵子的發(fā)生①精子的發(fā)生：精原細胞先通過有絲分裂增殖，部分精原細胞發(fā)育成初級精母細胞后進行減數分裂。變形過程中，細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，為精子運動提供能量，其他物質濃縮為

13、原生質滴直至脫落。②卵子的發(fā)生：在胎兒時期，卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞，被卵泡細胞包圍；減Ⅰ分裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精；減Ⅱ分裂是在受精過程中完成的。,(2)受精過程①準備階段：包括精子獲能及卵子達到減數第二次分裂中期。②受精階段：包括精子穿越放射冠和透明帶，進入卵黃膜，雌、雄原核形成及其融合。③防止多個精子入卵受精的屏障a．透明帶反應。b．卵黃膜封閉作用。④受精的標志和受

14、精完成的標志a．卵子受精的標志：在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。b．受精完成的標志：雌、雄原核的融合。,(3)早期胚胎發(fā)育過程,[特別提醒]　(1)排卵指卵子從卵泡中排出，而非卵泡從卵巢中排出。(2)桑椹胚細胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳時期。囊胚開始出現分化形成內細胞團和滋養(yǎng)層，內細胞團細胞可發(fā)育成胎兒的各種組織，該階段還可進行胚胎分割。,2．胚胎移植(1)以牛胚胎為例，把胚胎移植基本程序用流程圖形式表示：,(2)

15、胚胎移植成功與否要有兩個條件①同種動物之間進行胚胎移植易于成功，這里的“同種”是指“同物種”。②供、受體生理狀態(tài)要相同a．應對供體和受體母畜進行同期發(fā)情處理，使它們的生理條件達到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關鍵。b．胚胎移入受體子宮的位置應該與其在供體內的位置相同或相似，移入胚胎一側的受體子宮角對應的卵巢必須有黃體存在。,[特別提醒]　(1)超數排卵使用促性腺激素，同期

16、發(fā)情處理可以使用促性腺激素等促進排卵和抑制排卵的激素。(2)胚胎移植不屬于生殖方式，僅屬于一種技術，可用于有性和無性生殖產生的胚胎的移植。(3)胚胎分割屬于無性繁殖技術，對囊胚進行分割時，要注意將內細胞團均等分割。(4)在胚胎移植過程中，兩次檢查，第一次是對收集胚胎的檢查，第二次是對受體母牛是否妊娠的檢查。,3．胚胎分割(1)材料選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(2)囊胚期分割要求：內細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎

17、的恢復和進一步發(fā)育。(3)意義：加快繁殖速度，是動物無性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法還有核移植。,[要點整合]1．胚胎移植(1)實質：是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉換，而胚胎本身的遺傳物質并不發(fā)生改變，因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。(2)優(yōu)勢：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，從而大大縮短了供體本身的繁殖周期，大大推動了畜牧業(yè)的發(fā)展。(3)胚胎移植成功與否要有兩個條件①胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受

18、體之間進行。②進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,2．胚胎干細胞特點與培養(yǎng)(1)特點①形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯。②功能：具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。③體外培養(yǎng)ES細胞可以增殖而不分化。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。,(2)種類,(3)培養(yǎng)關鍵：需要一種能促進胚胎干細胞的生長，但抑制其分化的培養(yǎng)體系，這種體系就是胚胎成纖維細胞。,(4)培養(yǎng)過程,1．(2013年德州模擬)人

19、的血清白蛋白作為血漿容量擴充劑用途廣泛，是當前的研究熱點之一。下圖是利用奶牛生產人類血清白蛋白的圖解，請回答：,(1)圖中所涉及的生物技術中，屬于細胞水平的是________、________。(2)獲?、倩虻某Ｓ梅椒ㄓ衉_______(舉一例)，基因工程的核心是________。(3)②→③一般需用________酶處理。為獲取數量較多的未受精卵細胞，需用________處理母牛。(4)⑤→⑦為________技術，操作的時期

20、是________。,解析：(1)圖中所涉及的細胞工程技術有核移植技術和動物細胞培養(yǎng)技術。(2)獲取目的基因的方法有從基因文庫中提取、PCR技術擴增、人工化學合成。(3)進行動物細胞培養(yǎng)時，首先需使用胰蛋白酶將組織處理成單細胞；用促性腺激素處理供體母牛，可促進其超數排卵。(4)圖中過程是由一個胚胎形成多個胚胎，應屬于胚胎分割移植，其操作時期為胚胎發(fā)育的早期，如桑椹胚或囊胚階段。答案：(1)核移植技術　動物細胞培養(yǎng)　(2)從基因文庫中提

21、取(或PCR技術擴增、人工化學合成)　基因表達載體的構建　(3)胰蛋白　促性腺激素　(4)胚胎分割移植　桑椹胚或囊胚,[要點整合]1．轉基因生物可能引起的安全性問題(1)食物安全問題①出現滯后效應；②出現新的過敏原；③營養(yǎng)成分改變；④侵犯宗教信仰者或素食者的權益。(2)生物安全問題①成為新雜草；②成為“入侵的外來物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物生存；③重組出對人類或其他生物有害的病原體；④通過基因重組產生“超級雜草”。,(3)環(huán)

22、境安全問題①打破自然界物種的原有界限，破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。②重組微生物降解某些化合物的過程中產生污染環(huán)境的中間產物。③重組DNA與微生物雜交，產生有害病原微生物。④轉基因植物的花粉中含有的有毒蛋白或過敏蛋白可通過蜜蜂進入蜂蜜中，最后進入其他動物和人體內。,2．生物技術引發(fā)的倫理問題(1)克隆人技術①違反人類倫理道德。②沖擊現有婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)倫理道德觀念。③人為制造心理上和社會地位上都不健全的人。(2)設計試

23、管嬰兒①把試管嬰兒當作人體零配件工廠，是對生命的不尊重。②拋棄或殺死配型不合適的多余胚胎，無異于“謀殺”。(3)基因檢測①對個人隱私權提出挑戰(zhàn)。②制造基因歧視。,3．正確看待生物技術(1)正視轉基因技術可能帶來的安全性問題，要趨利避害，不能因噎廢食。(2)支持治療性克隆，反對任何生殖性克隆人實驗。4．生物武器(1)分類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經過基因重組的致病菌等。(2)特點：致病性強、傳染力強、危害時間長、隱

24、蔽性強。(3)公眾態(tài)度：禁止生物武器的研發(fā)、生產、儲存、擴散、使用。,[特別提醒]　(1)克隆產生的后代與親代不一定完全相同，其原因是：細胞質基因不同；發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變或染色體變異；后天生長環(huán)境條件的影響。(2)轉基因生物存在安全性的原因：目前對基因的結構、調控機制及基因間的相互作用了解有限；目的基因往往是異種生物的基因；外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。,2．下列哪項不是轉基因食物潛在的安全隱患(　　)A．轉基

25、因植物有可能合成出對人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質B．轉基因植物合成的某些新的蛋白質有可能成為某些人的致敏原C．某些轉基因生物可以合成白細胞介素—2，進入人體增強相應細胞的免疫力D．某些基因足以使植物體內某些代謝途徑發(fā)生變化，導致轉基因農作物營養(yǎng)成分的改變解析：轉基因生物可引發(fā)食物安全的主要理由如下：對食物的安全性檢測不夠；擔心出現滯后效應；擔心出現新的致敏原；擔心營養(yǎng)成分改變等。因此A、B、D三項都屬于轉基因食物潛在的安全隱

26、患，C項是轉基因技術在制藥方面的應用。答案：C,[要點整合]生態(tài)工程遵循的原理,3．“三北防護林”工程建設中注意了以下兩個問題：①考慮到樹種的生態(tài)適應性問題；②考慮到樹種多樣性問題。這分別體現了生態(tài)工程的哪些原理(　　)A．系統(tǒng)學原理和物種多樣性原理B．協調與平衡原理和物種多樣性原理C．整體性原理和物種多樣性原理D．物種多樣性原理和整體性原理解析：選擇的樹種必須具有對當地環(huán)境的適應性，屬于協調與平衡原理；要增加物種的多樣性

27、，使生態(tài)系統(tǒng)更穩(wěn)定，屬于物種多樣性原理。答案：B,一、分清兩個標志——受精的標志和受精完成的標志1．受精標志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體。2．受精完成的標志：雌、雄原核的融合。二、卵子和精子能夠受精的前提條件比較1．成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后方才具備受精能力。2．動物排出的卵子并未成熟且成熟程度因動物種類不同而異，但只有達到減Ⅱ中期時，才具備與精子受精的能力。,三、胚胎分割、胚胎移植易混淆的問題1．

28、材料選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。2．囊胚期分割要求：內細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。四、從細胞識別和生理上來分析兩個保障1．同種生物精卵結合的保障卵細胞透明帶上存在精子的特異性識別的受體，只允許同種生物的精子與卵細胞結合。2．防止多精入卵的保障(1)透明帶反應。(2)卵黃膜封閉作用。,五、胚胎發(fā)育誤區(qū)誤區(qū)1　受精卵進行細胞分裂和細胞分化，形成桑椹胚。糾正：受精卵進行細胞分裂，形成桑椹

29、胚。原因：細胞分化開始于囊胚，桑椹胚的形成沒有經過細胞分化。誤區(qū)2　囊胚細胞開始分化，組成囊胚的細胞沒有全能性。糾正：囊胚細胞開始分化，但囊胚的內細胞團細胞具有全能性。原因：內細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，具有全能性。誤區(qū)3　卵裂期是指早期胚胎發(fā)育的時期。糾正：卵裂期是早期胚胎發(fā)育的一部分。原因：原腸胚屬于早期胚胎，但不屬于卵裂期。誤區(qū)4　胚胎移植以及胚胎分割移植的操作對象是早期胚胎。糾正：胚胎移植以及胚胎分割移植的

30、操作對象是桑椹胚和囊胚。原因：早期胚胎包括桑椹胚、囊胚、原腸胚。原腸胚不適于胚胎移植和胚胎分割移植。,［例1］ (2011年高考浙江卷)培育“試管山羊”的基本過程如下圖所示。若要培育成功，下列敘述正確的是(　　),A．甲過程中可通過給母山羊注射有關激素使其超數排卵B．乙過程的目的之一是促進卵母細胞和精子的成熟C．丙過程與乙過程中應采用相同成分的培養(yǎng)液D．丁過程中早期胚胎需移植到與供體性狀相同的代孕母羊子宮內[解析]　對小型動

31、物而言，一般采用注射促性腺激素的方法來促進雌性個體的超數排卵，A項正確；乙過程為體外受精過程，B項錯誤；乙過程即受精時用獲能培養(yǎng)液或者專門的受精溶液，丙過程為體外胚胎培養(yǎng)過程，所用溶液為發(fā)育培養(yǎng)液，C項錯誤；對代孕母羊的要求只是身體健康，而對它的性狀無要求，D項錯誤。[答案]　A,[拓展提升]　生物工程技術應用的組合(1)轉基因植物培育：基因工程＋植物組織培養(yǎng)。(2)轉基因動物培育：基因工程＋動物細胞培養(yǎng)＋胚胎移植。(3)核移植

32、(克隆)動物培育：核移植＋動物細胞培養(yǎng)＋胚胎移植。(4)胚胎移植：有性生殖＋動物細胞培養(yǎng)＋胚胎移植。(5)植物體細胞雜交：酶工程＋體細胞融合＋植物組織培養(yǎng)。(6)試管嬰兒：體外受精＋動物細胞培養(yǎng)＋胚胎移植。,［例2］轉基因技術就是對某一物種具有特殊性狀的基因進行分離，并把它移植到另一物種上去，從而使另一物種具有組合基因。然而轉基因技術也會帶來負面影響。下列哪項可能不是由轉基因生物帶來的弊端(　　)A．對生物多樣性的影響，如抗除草

33、劑作物的產生會破壞農田的生物多樣性B．使近親野生物種具有抗性基因，可能會變成“超級雜草”C．轉基因生物的食品加工帶來食品污染D．轉基因生物的大規(guī)模繁殖導致生態(tài)入侵,[解析]　轉基因技術的利用目的，主要就是為了大量表達所轉接的基因，以滿足人類的需要。由于基因的表達產物一般為蛋白質，轉基因食品進入人體內，其表達合成的蛋白質會被消化酶分解，即使有部分未表達的基因被食入體內，也同樣會被消化酶分解掉，所以不可能帶來食品污染。但由于基因有漂移

34、現象，大量的轉基因生物出現，會導致一些基因在生物界中自由漂移而進入其他物種中，從而帶來相應的弊端。[答案]　C,［例3］ (2011年高考新課標全國卷)現有一生活污水凈化處理系統(tǒng)，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經凈化處理后，可用于澆灌綠地?；卮饐栴}：(1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過________呼吸將有機物分

35、解。(2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了________(生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群)。在植物池的食物網中，植物位于第________營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于__________所固定的________能。,(3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協調與平衡、________和________等原理。(4)一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對________進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生

36、產方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力。[解析]　(1)生活污水流經厭氧沉淀池時，厭氧微生物通過無氧呼吸將有機物分解；流經曝氣池時，其中的需氧微生物通過有氧呼吸將有機物分解；流經兼氧池時，其中的微生物則通過有氧呼吸和無氧呼吸將有機物分解。(2)水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物組成的整體，不止一種生物，故排除種群；不包含無機環(huán)境，故排除生態(tài)系統(tǒng)，則這個整體屬于群落。植物為生產者，屬于第一營養(yǎng)級；生態(tài)系統(tǒng)中消費者和分解者的能量都

37、是最終來源于生產者固定的太陽能。,(3)生態(tài)工程的建立要把社會、經濟和自然作為一個統(tǒng)一的整體來考慮，需要考慮生物與環(huán)境的協調與平衡，分層、分級利用廢棄物中的物質，并增加生物的種類以增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故生態(tài)工程需遵循的基本原理有整體性原理、協調與平衡原理、物質循環(huán)再生原理和物種多樣性原理等。(4)生態(tài)工程對恢復和重建受損的生態(tài)系統(tǒng)有著重要作用，通過生態(tài)工程對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復和改善，可提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力。[答案]　(1)無