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生物 課標版,第38講 胚胎工程與生態(tài)工程,考點一 胚胎工程,教材研讀,一、體內受精和早期胚胎發(fā)育 1.精子與卵子的發(fā)生,2.受精 (1)精子獲能:剛排出的精子,不能立即與卵子受精,必須在 ⑦ 雌性動物生殖道 內發(fā)生相應的生理變化后,才能獲得受精能力。 (2)卵子的準備:卵子要在輸卵管內進一步成熟,到⑧ 減Ⅱ中期 (時 期),才具備與精子受精的能力。 (3)受精過程主要包括:精子穿過⑨ 放射冠和透明帶 ,進入卵細胞膜, 原核形成和融合。,3.胚胎發(fā)育過程:受精卵→卵裂→囊胚→原腸胚→組織器官分化→幼 體。 (1)哺乳動物的早期胚胎發(fā)育是在⑩ 輸卵管 中進行的,一般到桑椹 胚期進入子宮,囊胚期著床。 (2)卵裂:細胞分裂方式是 有絲分裂 。 (3)囊胚:由滋養(yǎng)層細胞和內細胞團構成, 內細胞團 細胞具有發(fā)育 全能性,能分化出幼體動物的所有組織器官。 (4)原腸胚:出現(xiàn)了 三 個胚層和原腸腔。,二、體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細胞 1.體外受精,,,,,,2.早期胚胎培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分:無機鹽、有機鹽(兩鹽);⑥ 維生素、激素 (兩素); ⑦ 氨基酸、核苷酸 (兩酸),另外還有水、血清等。 (2)胚胎去向:⑧ 向受體移植或冷凍保存 。,3.胚胎移植 (1)地位:胚胎工程其他技術的最后一道工序。 (2)主要過程:,,,,,(3)意義:充分發(fā)揮 雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能 。,4.胚胎分割 (1)材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的 桑椹胚或囊胚 。 (2)實質:胚胎分割可增加動物后代,其實質是 動物的無性繁殖或克隆 。 (3)注意:對囊胚分割時,注意將 內細胞團 均等分割,否則會影響分 割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,5.胚胎干細胞(ES或EK細胞) (1)來源: 早期胚胎或原始性腺 。 (2)特點:形態(tài)上,體積小、核大、核仁明顯;功能上具有 發(fā)育的全能性 ;體外培養(yǎng)條件下可以 增殖而不分化 。 (3)培養(yǎng)過程,考點二 生態(tài)工程,一、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟 1.人類設計生態(tài)工程的根本目的是遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā) 揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達到① 生態(tài)效益與經(jīng)濟效益 的 同步發(fā)展。,2.生態(tài)工程的特點:② 少消耗、多效益、可持續(xù) 。 3.生態(tài)經(jīng)濟:主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則,使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污 染物,能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實現(xiàn)③ 廢棄物的資源化 ,而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一就是④ 生態(tài)工程 。,二、生態(tài)工程所遵循的基本原理 1.① 物質循環(huán)再生 原理:物質能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中,進行區(qū)域小循 環(huán)和全球地質大循環(huán),循環(huán)往復,分層分級利用,從而達到取之不盡、用 之不竭的效果。,2.物種多樣性原理:一般而言,物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的 ② 抵抗力穩(wěn)定性 。 3.協(xié)調與平衡原理:處理好生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡,除了考慮生物的生 態(tài)適應性外,還需要考慮③ 環(huán)境承載力(或環(huán)境容納量) 。 4.④ 整體性 原理:人類處在一個社會—經(jīng)濟—自然復合而成的巨大 系統(tǒng)中,進行生態(tài)工程建設時,不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還要 考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。,5.系統(tǒng)學和工程學原理:生態(tài)工程需要考慮⑤ 系統(tǒng)內部不同組分之間 的結構 ,通過改變和優(yōu)化結構,達到改善系統(tǒng)功能的目的。另外,系統(tǒng) 各組分之間要有適當?shù)蘑? 比例關系 ,只有這樣才能順利完成能量、 物質、信息等的轉換和流通,并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效 果,即“1+12”。,三、生態(tài)工程的類型與設計原則 1.生態(tài)工程的類型:根據(jù)性質和設計目標的不同,生態(tài)工程可以分為以下 類型。 (1)具有農業(yè)生態(tài)保護性質并以農產(chǎn)品生產(chǎn)為目標的① 農業(yè)生態(tài) 工 程。 (2)以② 環(huán)境保護 為目標的林業(yè)生態(tài)工程,包括水土保持生態(tài)工 程、防風固沙生態(tài)工程、水源涵養(yǎng)生態(tài)工程、城市綠化和園林生態(tài)工 程等。 (3)以③ 治理環(huán)境污染 為目標的治污生態(tài)工程,包括污水治理生態(tài) 工程、城市垃圾處理生態(tài)工程、湖泊和水源地治理生態(tài)工程等。,2.設計實施生態(tài)工程堅持的原則 (1)首先肯定生態(tài)工程的作用,特別是對④ 恢復和重建受損生態(tài)環(huán)境 的重要作用。 (2)不忘大自然固有的強大的生態(tài)恢復力量,不能誤認為只要有了生態(tài) 工程,就可以走發(fā)達國家“⑤ 先污染、破壞,后治理 ”的老路。,1.判斷有關胚胎工程說法的正誤。 (1)(2015江蘇單科,3A)乳腺細胞比乳腺癌細胞更容易進行離體培養(yǎng)。 (?) (2)(2015江蘇單科,3C)采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胚的數(shù)量是有限 的。 (√) (3)(2015江蘇單科,3D)培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含維生素、激素等多 種能源物質。 (?) (4)(2015四川理綜,2A)頂體內儲存的溶酶體酶是在精子的溶酶體中合 成的。 (?) (5)(2015四川理綜,2B)精子游向卵子所需的能量來自線粒體和細胞質基 質。 (√),(6)(2015四川理綜,2D)受精卵中的遺傳物質一半來自父方另一半來自 母方。 (?) (7)(2014江蘇單科,19A)為了獲得更多的卵母細胞,需用雌激素對雌性杜 泊羊進行處理。 (?) (8)(2014江蘇單科,19B)從卵巢中采集的卵母細胞可直接與獲能的精子 進行體外受精。 (?) (9)(2014江蘇單科,19C)為避免代孕綿羊對植入胚胎產(chǎn)生排斥反應,應注 射免疫抑制劑。 (?) (10)(2014江蘇單科,19D)為了進一步擴大繁殖規(guī)模,可通過胚胎分割技 術獲得同卵雙胎。 (√),2.判斷有關生態(tài)工程說法的正誤。 (1)生態(tài)工程是無消耗、多效益的工程。 (?) (2)“無廢棄物農業(yè)”遵循的是物種多樣性原理。 (?) (3)在建設高新農業(yè)時,沼氣池的建立遵循了物質循環(huán)再生原理。 (√) (4)“總體功能大于各部分之和的效果”是利用系統(tǒng)整體性原理。 (√) (5)在建設生態(tài)工程時,既要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還要考慮到經(jīng)濟 和社會等系統(tǒng)的影響力。 (√) (6)設計良性循環(huán)的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)時,應遵循的基本原則是追求經(jīng)濟效 益的最大化。 (?) (7)根據(jù)協(xié)調與平衡原理,一個生態(tài)系統(tǒng)中種群的數(shù)量不應超過環(huán)境容 納量。 (√),(8)礦山廢棄地生態(tài)修復工程的關鍵是優(yōu)先選擇農作物以提高經(jīng)濟效 益。 (?) (9)我國在西部地區(qū)實行退耕還林還草工程,這屬于大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢 復工程。 (√) (10)建立不同的生態(tài)工程要依據(jù)不同的原理,因地制宜,不能生搬硬套。 (√),突破一 胚胎工程 1.胚胎工程的操作流程分析,考點突破,(1)胚胎移植的生理學基礎 ①胚胎能夠移入受體的生理基礎:哺乳動物排卵后,同種供受體生殖器 官的生理變化是相同的。 ②胚胎收集的生理基礎: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)。 ③胚胎在受體內能夠存活的生理基礎:受體對移入子宮的外來胚胎基本 不發(fā)生免疫排斥反應。 ④供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎:供體胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系,且 供體胚胎的遺傳特性不受影響。,(2)胚胎移植的實質: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。 (3)胚胎移植的優(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。 (4)胚胎移植過程中兩次使用激素,第一次常用孕激素對受、供體進行 同期發(fā)情處理;第二次用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。 (5)胚胎移植過程中有兩次檢查:第一次對收集的胚胎進行檢查;第二次 對受體母畜是否妊娠進行檢查。,2.試管動物與克隆動物的比較,考向一 依托實例分析,考查體外受精與早期胚胎培養(yǎng) 1.英國純血馬是世界頂級馬術比賽的常用馬種,其數(shù)量少,生育力低。某 培育中心欲用試管胚胎技術或克隆技術提高優(yōu)質馬的生育率。請回答: (1)試管胚胎技術中需要采集卵母細胞,采集的卵母細胞經(jīng)人工培養(yǎng)至 (時期),該時期在顯微鏡下可觀察到次級卵母細胞和 。 (2)體外受精前要對精子進行一定的處理,使其 。體外獲能通 常采用的方法有培養(yǎng)法和 。 (3)隨著動物克隆技術的發(fā)展,我們也可以將純血馬的 移入其 他馬的 細胞中,將其激活并使之發(fā)育成胚胎,植入代孕母馬體 內。為保證胚胎移植成功,胚胎的供體和受體應保持 。,(4)純血馬的胚胎干細胞是由早期胚胎或 中分離出來的一類細 胞,具有胚胎細胞的特性。形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細胞核大,核仁明顯,功 能上具有 。 答案 (1) 減數(shù)第二次分裂中期 第一極體(或極體) (2)獲能 化學誘導法 (3)細胞核 去核卵母 相同生理狀態(tài) (4)原始性腺 發(fā)育的全能性,,解析 (1)將卵母細胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期,在顯微鏡下可看到 次級卵母細胞和第一極體。(2)精子只有獲能后才能與成熟的卵母細胞 完成受精作用。體外獲能通常采用的方法有培養(yǎng)法和化學誘導法。(3) 隨著動物克隆技術的發(fā)展,可以利用細胞核移植技術對良種馬進行繁 殖,即將純血馬的細胞核移入其他馬的去核卵母細胞中,將其激活并使 之發(fā)育成胚胎,植入代孕母馬體內。為保證胚胎移植成功,胚胎的供體 和受體應保持相同生理狀態(tài)。(4)胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺 中分離出來的一類細胞,具有胚胎細胞的特性。形態(tài)上表現(xiàn)為體積小, 細胞核大,核仁明顯,功能上具有發(fā)育的全能性。,考向二 借助實例,考查胚胎分割與胚胎移植的操作 2.(2017福建三明一中第二次月考,53)下圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割 移植培育優(yōu)質奶牛的過程,請回答下列問題: (1)A細胞是 ,在進行體外受精前要對精子進行 處理。 (2)進行胚胎分割時,應選擇發(fā)育到 時期的胚胎進 行操作。 (3)②指的是 。 (4)在對囊胚階段的胚胎進行分割時,應注意 。,(5)受體母牛必須和供體牛是同種,并且要經(jīng)過 處 理。 (6)將胚胎移植入受體后,還要對受體母牛進行是否 的檢 查。 答案 (1)(次級)卵母細胞 獲能 (2)桑椹胚或囊胚 (3)囊胚腔 (4) 要將內細胞團均等分割 (5)同期發(fā)情 (6)妊娠 解析 (1)A細胞是次級卵母細胞,在進行體外受精前要對精子進行獲能 處理。(2)進行胚胎分割時,應選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期的胚胎進 行操作。(3)圖中①是內細胞團,②是囊胚腔。(4)在對囊胚階段的胚胎 進行分割時,應注意要將內細胞團均等分割。(5)受體母牛必須和供體 牛是同種,并且要經(jīng)過同期發(fā)情處理。(6)將胚胎移植入受體后,還要對 受體母牛進行是否妊娠的檢查。,,突破二 生態(tài)工程,1.生態(tài)工程的五項原理比較,2.生態(tài)工程的實例分析,考向 依托生態(tài)工程實例,考查生態(tài)工程的原理與應用 1.(2014重慶理綜,7Ⅰ,10分)為治理某廢棄采石場的生態(tài)環(huán)境,對其進行 了公園化建設。 (1)對其進行整理和覆土,并選擇適生植物進行人工造林,不同恢復時期 的植物物種數(shù)如圖所示。t0→t1,植物殘體及凋落物中的有機物被生態(tài) 系統(tǒng)中的 轉化為無機物,使土壤條件得到改善;同時由于人工 林土壤中存在 ,導致群落中植物物種數(shù)增加;t1→t3,人工 林抵抗力穩(wěn)定性的變化是 ;群落中植物物種數(shù)逐漸增加,物種 之間 加劇。,(2)通過人工林建設和園林景觀構建,既改善了生態(tài)環(huán)境,又可提高社會 和經(jīng)濟效益,這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的 原理。,答案 (1)分解者 種子或繁殖體 增強 競爭 (2)整體性(系統(tǒng)論) 解析 (1)在生態(tài)系統(tǒng)中,將有機物轉化為無機物的生物是分解者。人 工林土壤中存在種子或繁殖體,會導致群落物種數(shù)增多,進而使人工林 自我調節(jié)能力增強,抵抗力穩(wěn)定性增強。由于陽光等資源有限,群落中 植物物種數(shù)增加,物種間競爭加劇。(2)人工林建設和園林景觀構建,既 改善了生態(tài)環(huán)境,又提高了社會和經(jīng)濟效益,這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的 整體性原理。,2.(2017湖南長沙長郡中學第12次周測,40)在繽彩紛呈的生物世界,微生 物似乎顯得過于微小與沉寂。然而,它們在生態(tài)工程中有著重要的作 用,如處理生活污水。請回答下列問題: (1)生活污水流經(jīng)某生活污水凈化處理系統(tǒng)中的“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 呼吸將污水中的有機物分解。 (2)生態(tài)工程中所遵循的基本原理有 、 、協(xié)調與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學與工程學原理等。 (3)一般來說,生態(tài)工程的主要任務是對已破壞的 進行修 復、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善并提高生態(tài)系統(tǒng) 的生產(chǎn)力,追求 、經(jīng)濟、社會效益的統(tǒng)一。,(4)很多微生物只能分解某一種有機物,如果想培育出能分解生活污水 中多種有機物的“超級微生物”,理論上可以采用 技術 對現(xiàn)有微生物進行改造,該技術的核心是 。如果在個 體水平上檢測改造的微生物是否符合要求,可采用的檢測方法是 。 答案 (1)無氧和有氧(或細胞) (2)物質循環(huán)再生原理 物種多樣性原理 (3)生態(tài)環(huán)境 生態(tài)(或自然生態(tài)) (4)基因工程(或基因拼接、轉基因) 基因表達載體的構建 用不同種 有機物分別培養(yǎng)改造后的微生物,觀察其分解能力,,解析 (1)厭氧沉淀池中的微生物通過無氧呼吸將污水中有機物分解, 曝氣池中的微生物通過有氧呼吸將污水中有機物分解,兼氧池中的微生 物通過有氧呼吸和無氧呼吸將污水中有機物分解。(2)生態(tài)工程中所遵 循的基本原理有物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調與平衡原 理、整體性原理、系統(tǒng)學與工程學原理等。(3)一般來說,生態(tài)工程的 主要任務是對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建,對造成環(huán)境污染和破 壞的生產(chǎn)方式進行改善并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,追求生態(tài)(或自然生 態(tài))、經(jīng)濟、社會效益的統(tǒng)一。(4)很多微生物只能分解某一種有機物, 如果想培育出能分解生活污水中多種有機物的“超級微生物”,理論上 可以采用基因工程技術對現(xiàn)有微生物進行改造,該技術的核心是基因表 達載體的構建。如果在個體水平上檢測改造的微生物是否符合要求,可 采用的檢測方法是用含不同種有機物的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)改造后的微生 物,觀察其分解能力。,