高考胚胎工程和生態(tài)工程知識點總結(jié)

1、高三導(dǎo)學(xué)案專題六：胚胎工程、安全性問題和生態(tài)工程學(xué)習(xí)目標(biāo)動物胚胎發(fā)育的基本過程 （A）胚胎工程的理論基礎(chǔ)（A）胚胎干細胞的移植（A）胚胎工程的應(yīng)用（B）生物技術(shù)的安全性和倫理問題（A生態(tài)工程的原理（A）生態(tài)工程的實例及應(yīng)用（B）回顧基礎(chǔ)第一部分：胚胎工程一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育（一）精子的發(fā)生1、場所：睪丸（精巢）2、時間：初情期-生殖機能衰退3、過程：（略）細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體變?yōu)轫旙w，中心體變?yōu)槲?，線粒體變?yōu)榍誓ぃ渌镔|(zhì)變?yōu)樵|(zhì)滴脫落（二）卵子的發(fā)生1、場所：卵巢、輸卵管（成熟卵子）2、時間：性別分化以后（胎兒期）3、過程：（1）胎兒期動物的胚胎在 性別分化 后以后,卵

2、原細胞 通過 有絲分裂不斷增加數(shù)量，并進一步演變?yōu)?初級卵母 細胞,這時，它被卵泡細胞包圍，形成 卵泡。（2）初情期后減數(shù)第一次分裂：是在雌性動物排卵前后完成 的，結(jié)果產(chǎn)生1個初級卵母細胞 和1個第一極體， 進入輸卵管，準(zhǔn)備與精子受精。（3）減數(shù)第二次分裂：是在精子和次級卵母細胞（減n中期）結(jié)合的過程中形成的,次級卵母細胞 經(jīng)分裂產(chǎn)生1個卵子和1個第二極體。*精子和卵子發(fā)生的比較名稱精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所睪丸的曲細精管一 卵巢 一時期從初情期開始胚胎在性別分 化以后是否變形需變形無需變形分裂情況均等分裂不均等分裂結(jié)果形成4個精子細 胞形成1個卵子 和3個極體MI 和 MH是否連續(xù)是否（三）受

3、精：精子與卵子結(jié)合形成合子1、場所：雌性的輸卵管內(nèi)完成的2、過程：（1）準(zhǔn)備階段1：精子獲能：剛排出的精子不能立 即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應(yīng)的 生理變化后，才能獲得受精能力（蘇教版：卵泡液、 輸卵管分泌物、血清等液體可使精子獲能）*準(zhǔn)備階段2:卵子的準(zhǔn)備：排出的卵子成熟程度不同， 有的可能是 次級卵母細胞,有的可能是初級卵母細 胞，它們都要在 輸卵管內(nèi)進一步成熟，當(dāng)達到減數(shù) 第二次分裂中期 時，才具備與精子受精的能力。 （2）受精階段：場所：輸卵管過程：通過頂體反應(yīng)精子穿越放射冠（卵丘細胞群） -接觸透明帶后穿越透明帶接觸卵黃膜（發(fā)生 透明帶反應(yīng)）-精子與卵黃膜融合，精子進入

4、卵（卵黃膜封閉作用）-尾脫離，核膜破裂形 成雄原核，卵子完成減數(shù)第二次分裂， 形成雌原核， 兩核結(jié)合，受精結(jié)束。（當(dāng)在卵黃膜和透明帶的間 隙觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精， 這是判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志）（3）減數(shù)分裂和受精作用的意義：對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物 的遺傳和變異，都是十分重要的。（四）動物胚胎發(fā)育的基本過程（1）卵裂期：細胞 有絲分裂，細胞數(shù)量不斷增加， 但胚胎的總體體積 并不增加，或略有減小。（2）桑棋胚：胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑棋。是全能細胞。（3）囊胚：細胞開始出現(xiàn)分化（該時期細胞的全 能性仍比較高

5、）。其中個體較大的細胞叫 內(nèi)細胞團 將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā) 育成胎膜和胎盤；胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)囊胚腔。（4）原腸胚：有了 三胚層的分化，具有 囊胚腔和 原腸腔。內(nèi)細胞團表層形成外胚層，下方細胞形成 內(nèi)胚層，由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫原腸腔。滋養(yǎng)層細 胞發(fā)育成胎膜和胎盤細胞分化在胚胎期達到最大 限度二、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)（一）體外受精1、概念：是指哺乳動物的精子和卵子在 體外人工 控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)。主要包括卵母 細胞的采集、精子的獲能和受精等幾個主要步驟。2、主要過程（1）卵母細胞的采集和培養(yǎng)：方法一：小型動物用促性腺激素處理,使其排出更 多的卵子，然后，從 輸卵

6、管中沖取卵子,直接與獲 能的精子在體外受精。一方法二：大家畜或大型動物，從 卵巢中采集卵母細 胞；都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的 精子受精。（2）精子的采集和獲能：假陰道法，手握法和電刺激法在體外受精前，要對精子進行 獲能處理。對嚙齒動物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制 的獲能液中）；對牛、羊等精子用化學(xué)法（放在肝 素或鈣離子載體溶液中）（3）受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細胞在獲能 溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。（二）胚胎的早期培養(yǎng)：1、精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的 發(fā)育能力。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取 出向

7、受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時 間不同。2、將體外培養(yǎng)的早期胚胎移植到受體子宮時，應(yīng)選擇發(fā)育至桑棋胚或囊胚期的胚胎,從而有利于提高妊娠率。三、胚胎工程的應(yīng)用及前景（一）胚胎移植1、概念：胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的 其它雌性動物的體內(nèi)，使之繼 續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。（供體 為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(yīng)為 常見或存量 大的品種。）2意義：（優(yōu)勢）大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu) 良個體的繁殖能力。應(yīng)用：良種畜群迅速擴大，加速了育種工作和品種

8、改良；胚胎移植不受時間和地域的限制，大量節(jié)省 了購買種畜的費用；一次多胎或一次雙胎；建立胚 胎庫，保存品種資源和瀕危物種。3、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)（1）動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖 器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入 受體提供了相同的生理環(huán)境。（2）哺乳動物的早期胚胎形成后,在一定時間內(nèi) 不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離 狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。（3）受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免 疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可 能。（4）供體胚胎可與子宮建立正常的生理和組織聯(lián) 系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過 程中不受任何影響。4、過

9、程：選肄供體母牛受體母牛I I同用發(fā)情處現(xiàn)1部提排卵供律公牛一I推卵I ，做檢？t培養(yǎng) ,I妊罪楂itI分娩肝肺掰旭谷牛）對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn) 性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的 受體，供體和受體是 同一物種。并用激素進行同期 發(fā)情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處 理。配種或人工授精。對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi) 的胚胎沖洗出來（也叫沖卵）。對胚胎進行質(zhì)量檢 查，此時的胚胎應(yīng)發(fā)育到 桑棋或胚囊胚階段。直接 向受體移植或放入 一196 C的液氮中保存。對胚胎進行移植。移植后的檢查。對受體母牛進行是否

10、妊娠的檢 查。【特別提示】用于移植的胚胎應(yīng)為 桑川胚或囊胚。胚胎移植的供體和受體必須是同種生物，同一物 種的動物才有可能具有相同的生理特征。作為供體的動物是優(yōu)良品種，受體的雌性動物則是常見或存量大的品種。5、地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精 等任何一項胚胎工 程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過 胚胎移植技術(shù)才 能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”(二)胚胎分割1、概念：是指采用機械方法將 早期胚胎切割2等份、4等份 等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。這種方法 可視為一種胚胎克隆方法。2、意義：提高家畜的胚胎利用率。來自同一胚胎的后代具 有相同的遺傳物質(zhì)，屬于 無性繁殖。3、材料：發(fā)育良好，

11、形態(tài)正常的 桑棋胚或囊胚。(桑棋胚 至囊胚的發(fā)育過程中，細胞開始分化，但其 全能性 仍很高，也可用于胚胎分割。)4、操作過程：選擇良好的桑棋胚或囊胚 移入培養(yǎng)皿中，用分割針 或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎注入透 明帶中或直接移植給受體。注意：對囊胚階段的 胚胎分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響 分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。可對滋養(yǎng)層切割 取樣，做DN后析性另怪定(三)胚胎干細胞1、概念：哺乳動物的胚胎干細胞簡稱 ES或EK細胞，來源 于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。2、特點：具有胚胎細胞 的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為 體積小，細 胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性。 3、

12、胚胎干細胞的主要用途是：可以用于治療人類的某些頑疾。細胞壞死、退化 或功能異常引起的，如帕金森綜合癥、少年糖尿病 和老年癡呆等。目前，在動物實驗方面，用 ES細 胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細胞已成功治愈糖尿病、 肝衰竭等。用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后 免疫排斥的問題在體外條件下研究細胞分化的理想材料，這為揭 示細胞分化和細胞凋亡 的機理提供了有效的手段； 可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律； 第二部分：生物技術(shù)的安全性和倫理問題一、轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭論 ：(1)基因生物與食物安全：反方觀點：反對“實質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應(yīng)、 出現(xiàn)新的過敏原、營養(yǎng)成分改變正方觀點：有安全性評價、科

13、學(xué)家負責(zé)的態(tài)度、無 實例無證據(jù)(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全:對生物多樣性的影響 反方觀點：擴散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為 入侵外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜 草、有可能造成“基因污染”正方觀點： 生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距 離有限、花粉存活時間有限(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全：對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的 影響反方觀點：打破物種界限、二次污染、重組出有害 的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體 正方觀點：不改變生物原有的分類地位、減少農(nóng)藥 使用、保護農(nóng)田土壤環(huán)境二、生物技術(shù)的倫理問題(1)克隆人：兩種不同觀點，多數(shù)人持否定態(tài)度。否定的理由：克隆人嚴重違反了人類倫理道德，是克隆技

14、術(shù)的濫用；克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；克隆人是在人一 為的制造在心理上和社會地位上都不健全的人?？隙ǖ睦碛桑杭夹g(shù)性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術(shù)也只 有通過實踐才能使之成熟。中國政府的態(tài)度： 禁止生殖性克隆，不反對治療性 克隆。四不原則:不贊成、不允許、不支持、不接 受任何生殖性克隆人的實驗。(2)試管嬰兒：兩種目的試管嬰兒的區(qū)別兩種。不同觀點，多數(shù)人持認可態(tài)度。否定的理由：把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠，是對生命的不尊重；早期生命也有活下去的權(quán)利，拋 棄或殺死多余胚胎,無異于“謀殺”?？隙ǖ睦碛桑航鉀Q了不育問題，提供骨髓中造血

15、干 細胞救治患者最好、最快捷 的方法,提供骨髓造血 干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷?；蛏矸葑C：否定的理由：個人基因資訊的泄漏造成 基因歧視， 勢必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、造成個人婚姻困難、人 際關(guān)系疏遠等嚴重后果?？隙ǖ睦碛桑和ㄟ^ 基因檢測 可以及早采取預(yù)防措施，適時進行治療，達到挽救患者生命的目的。三、生物武器(1)種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過基 因重組的致病菌。(2)散布方式：吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶 菌昆蟲叮咬等。(3)特點：致病力強、多數(shù)具傳染性、傳染途徑多、 污染面廣、有潛伏期、不易被發(fā)現(xiàn)、危害時間長等。(4)禁止生物武器公約及中國政府的態(tài)度第三部分：生態(tài)工程、生態(tài)工程

16、的基本原理項目理論基礎(chǔ)意義實例物質(zhì)循劃、再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系 統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展無廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高 系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性“三北”防護林建設(shè)中的單 純林問題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng) 的生物多樣性問題協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào) 與平衡可避免系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)化問題整體性原理社會、經(jīng)濟、自然 復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系 統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社 會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功 能原理改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以 改善功能?；~塘原理系統(tǒng)整體性原理： 整體大于部分保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關(guān)系

17、二、生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景1、生態(tài)工程的實例分析主要原理注意問題農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程物質(zhì)循環(huán)再生原埋、整 體性原理、物種多樣性 原理核心：沼氣工程優(yōu)點：農(nóng)林牧副漁全回發(fā)展； 開發(fā)可更新資源，減少環(huán)境污染小流域綜合治理生態(tài)工程整體性原理、協(xié)調(diào)與平 衡原理、工程學(xué)原理“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經(jīng) 濟效益不同氣候帶、 不同自然條件和不同 經(jīng)濟發(fā)展水平的地區(qū)，生態(tài)工程模式應(yīng)各具 特色大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程物種多樣性原理、協(xié)調(diào) 與平衡原理、整體性原 理工程建設(shè)中應(yīng)注意的問題考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題，種植適宜品種考慮樹種多樣性，保證防護林體系穩(wěn)定不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同策略濕地生態(tài)恢復(fù)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整體 性原理主要措施：退耕還林主要困難：解決遷出湖區(qū)居民的生計問題礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理種植耐旱的灌木、草和樹確定合理載牧量改良表土城市劃、境生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整