山東省平邑縣曾子學(xué)校人教版高中生物選修三學(xué)案： 第3、4章 胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題學(xué)案29

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1、 第3、 4章 胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題（學(xué)案29） 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 動物胚胎發(fā)育的基本過程和胚胎工程的理論基礎(chǔ) 2.胚胎干細(xì)胞的移植 3.轉(zhuǎn)基因生物的安全性 4.生物技術(shù)中的倫理問題 預(yù)習(xí)探究 1.精子和卵子的發(fā)生的比較 項(xiàng)目 精子的發(fā)生 卵子的發(fā)生 場所 時(shí)間 變形 不需變形 分裂 均等分裂 結(jié)果 形成4個(gè)精子 2.受精 (1)精子獲能：剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在 發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。 (2)卵子的準(zhǔn)備：卵子要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，到

2、 時(shí)，才具備與精子受精的能力。 3..體外受精 (1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 超數(shù)排卵法：用 處理后沖卵 直接采集法 (2)精子的采集和獲能 采集： 、手握法、 獲能： 、化學(xué)誘導(dǎo)法 (3)受精： 和培養(yǎng)成熟的卵子在 或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔谩? 4.胚胎工程的應(yīng)用及前景 1.意義：充分發(fā)揮 。 2.胚胎分割 ①材料：發(fā)育

3、良好，形態(tài)正常的 。 ②實(shí)質(zhì)：胚胎分割可增加動物后代，其實(shí)質(zhì)是 。 ③分割要求：對囊胚分割時(shí)，要注意將 均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。 3.胚胎干細(xì)胞 ① 。 ②特點(diǎn)：形態(tài)上，體積小、核大、核仁明顯；功能上具有 ；體外培養(yǎng)條件下可以 。 5.對安全性問題的爭論 ①轉(zhuǎn)基因生物與食物安全 a.反對“ ”。 b.擔(dān)心出現(xiàn)

4、 。 c.擔(dān)心出現(xiàn)新的 。 d.擔(dān)心 改變。 e.侵犯宗教信仰者或素食者的權(quán)益。 ②轉(zhuǎn)基因生物與生物安全 a.可能擴(kuò)散到新的生態(tài)區(qū)域，破壞 。 b.成為“入侵的外來物種”，威脅 。 c.可能與某些細(xì)菌或病毒雜交，重組出有害的 。 d.可能通過花粉傳播進(jìn)入雜草，形成“ ”。 ③轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全：轉(zhuǎn)基因生物可能會對 的穩(wěn)定性和 造成破壞。 課堂探究 1

5、..精子的形成完全是在精巢中完成的，卵子的形成是否也完全在卵巢中進(jìn)行？ 2. 受精過程中是如何避免多個(gè)精子入卵受精的？ 3.早期胚胎的發(fā)育過程中，卵裂時(shí)細(xì)胞的體積和所有的細(xì)胞體積之和有何變化？ 4.排卵和沖卵有什么區(qū)別？ 5..試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒有何區(qū)別？ 當(dāng)堂達(dá)標(biāo) 1.分析下面圖解，判斷以下哪一項(xiàng)不是精子、卵細(xì)胞發(fā)生的區(qū)別(　　) A.初級精母細(xì)胞、初級卵母細(xì)胞的形成時(shí)間 B.MⅠ和MⅡ的時(shí)間連續(xù)性 C.成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形 D.成熟生殖細(xì)胞中染色體

6、的數(shù)目 2.下圖表示卵子的發(fā)生過程。與此相關(guān)的敘述中，不合理的是(　　) A.圖中A是第一極體，B是合子，E是指受精，階段C是指胎兒期，階段D是指初情期后 B.當(dāng)觀察到第二極體時(shí)，可以表明卵子已經(jīng)完成了受精 C.能發(fā)生染色體著絲點(diǎn)分裂的階段是①④ D.①階段存在的變異方式有基因突變、基因重組和染色體變異 3.下列關(guān)于受精過程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶進(jìn)入放射冠 B.透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障 C.精子與卵細(xì)胞膜相互融合，精子入卵 D.雄原核形成的同時(shí)，卵子完成減數(shù)第二次分裂 4.如圖表示通過體

7、外受精培育牛的過程，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.獲取的精子經(jīng)獲能后才能進(jìn)行體外受精 B.②過程只與細(xì)胞膜的流動性有關(guān) C.③過程的細(xì)胞增殖方式是有絲分裂 D.④過程屬于胚胎移植過程 5.牛胚胎移植試驗(yàn)的主要流程如下，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) ①供體超數(shù)排卵→②配種→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→⑥子代小牛。 A.①過程需要注射有關(guān)激素，目的是獲得更多的卵母細(xì)胞并完成減數(shù)分裂 B.③過程是以哺乳動物早期胚胎與子宮建立了組織上的聯(lián)系為前提 C.④過程是“對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查”，可移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或原腸胚 D.⑤過程成功率的高低主要決定于供、受體生理狀

8、況是否一致 6.下列關(guān)于胚胎分割的敘述，正確的是(　　) A.可以將胚胎任意分割成多塊 B.胚胎分割是一種有性生殖 C.胚胎分割后，移植獲得的后代基因型完全相同 D.胚胎分割是在動物體內(nèi)進(jìn)行的 7.轉(zhuǎn)基因生物的安全性引起人們爭論的技術(shù)原因是(　　) ①轉(zhuǎn)移基因的功能往往未知 ②轉(zhuǎn)移基因的結(jié)構(gòu)往往未知 ③外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的 ④外源基因往往是異種生物的基因 A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 8.隨著生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，動物的生殖方式變得越來越多樣化。如圖是胚胎工程技術(shù)研究及應(yīng)用的相關(guān)情況，供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛

9、，供體2是健康的黃牛，請據(jù)圖回答下列問題： (1)應(yīng)用1中獲得的良種小牛，遺傳物質(zhì)來源于________個(gè)體，性別為____________。 (2)在應(yīng)用2、3、4中，若要使精子和卵母細(xì)胞在體外成功結(jié)合，需要對精子進(jìn)行處理，使其__________，得到的卵母細(xì)胞需要發(fā)育至__________________時(shí)期才能受精。 (3)應(yīng)用3可解決良種動物快速大量繁殖的問題；對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將__________________均等分割，否則將影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育，如需做性別鑒定，還需從______________細(xì)胞取樣做DNA

10、分析。 (4)應(yīng)用4中細(xì)胞進(jìn)行定向誘導(dǎo)，可分化形成各種組織和器官。在胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)過程中除需要適宜的溫度、無菌、無毒等環(huán)境條件以外，營養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、核苷酸，還要加入____________；向培養(yǎng)液中通入95%空氣和5%二氧化碳，空氣中的氧氣參與細(xì)胞的代謝，二氧化碳可以維持培養(yǎng)基的__________。 9.以下是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過程，a～h為操作過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)圖中c的操作名稱是__________，d、f的操作名稱是________。 (2)圖中用到的激素是__________________，其

11、目的是獲得更多的卵母細(xì)胞，卵母細(xì)胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎；圖中早期胚胎屬于胚胎發(fā)育的________期，其中胚胎干細(xì)胞來源于________(填數(shù)字標(biāo)號)。 (3)過程h常用的方法是____________。采用__________________________________技術(shù)來檢測轉(zhuǎn)基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。 (4)圖中A、B牛的性別__________________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。 10.閱讀如下材料： 材料甲　傳統(tǒng)哺乳動物的胚胎干細(xì)胞是在經(jīng)核移植構(gòu)建成重組胚胎的過程中獲得的。 材料乙　現(xiàn)代在哺乳動物的體細(xì)胞中導(dǎo)入4個(gè)多能性相關(guān)的基

12、因、2種特殊組蛋白的基因，在添加特殊化合物的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，能快速獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)。但是，這種方法誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞必須應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄病毒才能進(jìn)行基因組整合。 材料丙　應(yīng)用iPS已經(jīng)成功培養(yǎng)和分化出心肌、神經(jīng)、胰腺、骨等多種體細(xì)胞和不同的組織，多能干細(xì)胞的研究在器官再生、修復(fù)和疾病治療方面極具應(yīng)用價(jià)值?；卮鹣铝袉栴}： (1)胚胎干細(xì)胞是從動物胚胎發(fā)育至______________期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的__________中分離得到的一類細(xì)胞。 (2)iPS建立的過程需將病毒介導(dǎo)后的細(xì)胞接種于____________細(xì)胞上，并于ES細(xì)胞專用培養(yǎng)體系中培養(yǎng)，以維持不分化狀態(tài)；所用逆轉(zhuǎn)錄病

13、毒相當(dāng)于基因工程中的____________，且病毒應(yīng)對生物體________________。 (3)在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入__________因子，可誘導(dǎo)iPS向不同類型的組織細(xì)胞分化，分化的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞中基因__________________的結(jié)果。 (4)對上述兩種方法獲得的由自體干細(xì)胞誘導(dǎo)分化形成的相應(yīng)組織、器官進(jìn)行移植，與傳統(tǒng)器官移植相比，其優(yōu)點(diǎn)是可避免發(fā)生____________反應(yīng)。 11.試管嬰兒是通俗名詞，在專業(yè)文獻(xiàn)中稱為體外受精及胚胎移植。試管嬰兒是指精子和卵子的結(jié)合是在試管內(nèi)進(jìn)行的，并使受精卵在符合條件的環(huán)境內(nèi)生長、分裂和發(fā)育4～6天，形成胚胎(如圖所示)

14、，然后將胚胎移植到子宮腔內(nèi)，使之能在子宮腔內(nèi)發(fā)育，最后出生的一種生育方法，這是科學(xué)技術(shù)要求非常高的一種方法。它的成功和發(fā)展，不僅給不孕不育夫婦帶來了希望，而且對研究人類的生殖生理和胚胎發(fā)生學(xué)以及優(yōu)生學(xué)等方面的課題，有不可估量的積極作用。 (1)試管嬰兒技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是________，該圖示時(shí)期是胚胎發(fā)育的________期。 (2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細(xì)胞、組織，并進(jìn)而形成器官和系統(tǒng)，從細(xì)胞水平看，卵裂的分裂方式是________________。 (3)“試管嬰兒”是指精子和卵子在試管內(nèi)進(jìn)行結(jié)合的體外受精技術(shù)，受精前精子需要事先經(jīng)過________處理，卵子要培養(yǎng)到____________________(時(shí)期)。除此之外還用到____________________(填兩種)技術(shù)。 (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)，二者在對人類作用上的區(qū)別是________________________________________________________________________。 (5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對設(shè)計(jì)嬰兒性別，其原因是_________________________________________________。