2019屆新課標高考生物沖刺復習專題30胚胎工程與生態(tài)工程講義

專題31胚胎工程與生態(tài)工程考點1胚胎工程一、胚胎工程的操作流程知識清單二、體內(nèi)受精和早期胚胎培養(yǎng)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

雌性動物生殖道

內(nèi)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(nèi)進一步成熟,到

減Ⅱ中期

時,才具備與精子受精的能力。(3)受精過程主要包括:精子穿過

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

輸卵管

中進行的,一般到桑椹胚期進入子宮,囊胚期著床。項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所

睪丸曲細精管

卵巢

時間

從初情期開始

從胚胎出現(xiàn)性別分化后

變形

需變形

不需變形分裂均等分裂

不均等分裂

結(jié)果形成4個精子形成1個卵子和3個極體(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(nèi)細胞團構(gòu)成,

內(nèi)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。[知能拓展]

1.排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。2.防止多精子入卵的機制包括:第一道屏障:透明帶反應;第二道屏障:卵細胞膜反應。3.受精標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體;而受精過程完成的標志是雌、雄原核

的融合。4.卵裂期細胞體積、數(shù)量及胚胎總體積的變化細胞體積縮小,細胞數(shù)量增加,胚胎總體積不變或略有縮小。三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1.體外受精(1)精子的采集與獲能:采集方法有

假陰道

法、手握法和電刺激法等;體外獲能方法通常有

培養(yǎng)

法和化學誘導法。(2)卵母細胞的采集和培養(yǎng):給哺乳動物注射

促性腺

激素,使其超數(shù)排卵,然后從

輸卵管

中沖出卵子;也可從廢棄的卵巢或活體卵巢中采集,但需要培養(yǎng)到

減Ⅱ中期

時,才可受精。(3)體外受精:獲能的精子和成熟的卵子在相應溶液中受精。2.早期胚胎培養(yǎng)(1)培養(yǎng)液成分:無機鹽、有機鹽(兩鹽);

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

。[知能拓展]

1.原腸胚不屬于早期胚胎早期胚胎是指可用于移植的胚胎,包括原腸胚之前的囊胚、桑椹胚,甚至更早的階段。2.獲得精子和卵子后,兩者并不立即在體外結(jié)合:需要對精子進行獲能處理,并將卵母細胞培養(yǎng)至

減數(shù)第二次分裂中期。3.胚胎發(fā)育的過程中,細胞的全能性并非完全相同,桑椹胚細胞具有全能性,囊胚細胞開始分化,

原腸胚時期細胞已出現(xiàn)高度分化。四、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細胞1.胚胎移植(1)概念剖析①供體:能提供早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到胚胎的雌性動物。②受體:與供體

同種的、生理狀態(tài)相同

的其他雌性動物。③結(jié)果:產(chǎn)生新個體。(2)意義:充分發(fā)揮

雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力

。(3)生理學基礎①移入:排卵后,

供、受體生殖器官

的生理變化是相同的。②收集:早期胚胎處于

游離狀態(tài)

。③存活: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

。④遺傳性:供體胚胎可與受體子宮建立正常的

生理和組織

聯(lián)系,但移入受體的供體胚胎的遺傳特性

不受任何影響。

(5)胚胎移植的實質(zhì):早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下

空間位置

的轉(zhuǎn)換,而胚胎本身的遺傳物質(zhì)

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

。(6)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。2.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(zhì):胚胎分割可增加動物后代,其實質(zhì)是

動物的無性繁殖或克隆

。(4)基本程序:(3)注意:對囊胚分割時,注意將

內(nèi)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。3.胚胎干細胞(1)來源:

早期胚胎或原始性腺

。(2)特點:在形態(tài)上,體積小、核大、核仁明顯;在功能上,具有

發(fā)育的全能性

;在體外培養(yǎng)條件

下可以

增殖而不分化

。(3)培養(yǎng)過程[知能拓展]

1.探究用于移植的胚胎來源及生殖方式(1)核移植

無性繁殖(2)體外受精

有性生殖(3)體內(nèi)受精→沖卵→移植→有性生殖2.同期發(fā)情處理一般用雌性激素,超數(shù)排卵處理用促性腺激素。3.胚胎移植過程要經(jīng)過兩次檢查,分別是:①沖卵后,對胚胎進行質(zhì)量檢查;②移植后是否妊娠檢

查。比較項目試管動物克隆動物技術(shù)基礎體外受精、胚胎移植核移植技術(shù)、細胞培養(yǎng)、胚胎(分割)移植實例試管牛多利羊過程

生殖方式有性生殖

無性生殖遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來自兩個個體遺傳物質(zhì)大部分來自供核生物體意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進程、挽救瀕危物種等4.試管動物與克隆動物的比較例2

(2016廣西潯州高中二模,40)圖為牛胚胎移植過程示意圖,請回答下列問題。

(1)①階段常用

激素對供體母牛進行處理,其目的是獲得更多的卵子。(2)沖卵的生理基礎是

。(3)③階段對胚胎進行質(zhì)量檢查,這時的胚胎應發(fā)育到

或

階段。(4)若要通過④獲得遺傳物質(zhì)完全相同的多個新個體,可對③階段檢查合格的胚胎進行

技術(shù)處理,該過程中應注意對

進行均等分割。(5)ES或EK細胞的形態(tài)特征是

,在培養(yǎng)液中加入

,可誘導其向不同類型的組織細胞分化。解析(1)胚胎工程中常用促性腺激素對供體母牛進行處理,其目的是獲得更多的卵子。(2)早

期胚胎形成后處于游離狀態(tài),未與母體子宮建立聯(lián)系,這是沖卵的生理基礎。(3)胚胎移植前對

胚胎進行質(zhì)量檢查,這時的胚胎應發(fā)育到囊胚或桑椹胚階段。(4)應用胚胎分割技術(shù)可以獲得遺

傳物質(zhì)完全相同的多個新個體,胚胎分割時注意對內(nèi)細胞團進行均等分割。(5)胚胎干細胞具有

體積小、細胞核大、核仁明顯等形態(tài)特征,在胚胎干細胞培養(yǎng)時向培養(yǎng)液中加入分化誘導因子,

可誘導其向不同類型的組織細胞分化。答案(1)促性腺(2)早期胚胎形成后處于游離狀態(tài),未與母體子宮建立聯(lián)系(3)囊胚桑椹

胚(4)胚胎分割內(nèi)細胞團(5)體積小、細胞核大、核仁明顯分化誘導因子考點2生態(tài)工程一、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟1.生態(tài)工程建設的目的是遵循自然界物質(zhì)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

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:

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)

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

生態(tài)工程

。項目理論基礎意義實例物質(zhì)循環(huán)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)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)

物種多

性樣

原理生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性生物多樣性程度高可為各類生物的生存提供多種機會和條件;可提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力“三北”防護林建設中的問題,珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的問題協(xié)調(diào)與平衡原理

生物與環(huán)境

的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不超過

環(huán)境承載力

,可避免

系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)化問題、過度放牧等

整體性

原理社會、經(jīng)濟、自然構(gòu)成復合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關系,保障系統(tǒng)的

平衡與穩(wěn)定

林業(yè)建設中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)

的關系問題系統(tǒng)學和工程學原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理:

分布式

優(yōu)于

集中

和

環(huán)式

改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能桑基魚塘系統(tǒng)整體性原理:整體大于

部分之和

保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲的關系二、生態(tài)工程所遵循的基本原理1.生態(tài)工程的原理比較2.生態(tài)工程的實例分析實例問題原理對策案例農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程實現(xiàn)物質(zhì)的多級循環(huán)利用,在資源有限的條件下能較多地產(chǎn)出,取得經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的全面提高物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理建立綜合發(fā)展型生態(tài)工程竇店村以沼氣工程為中心的生態(tài)工程小流域綜合治理生態(tài)工程小流域的水土流失整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、系統(tǒng)學和工程學理運用多種原理,應用多種措施綜合治理甘肅隴南地區(qū)“九子登科”治理模式大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程土地荒漠化協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理退耕還林還草、植樹造林等“三北”防護林生態(tài)工程,退耕還林還草生態(tài)工程濕地生態(tài)恢復工程濕地縮小和破壞控制污染、退田還湖江西鄱陽湖的生態(tài)恢復工程礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題系統(tǒng)學和工程學原理修復土地、恢復植被赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復工程城市環(huán)境生態(tài)工程環(huán)境污染協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理等城市綠化、污水凈化、廢棄物處理、合理布局等污水及垃圾處理、城市綠化(2)圖示[知能拓展]

1.?；~塘模式(1)特點:人工建立的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。做到蠶糞養(yǎng)魚,魚糞肥塘,塘泥肥田、肥桑,從而

獲得稻、魚、蠶繭三豐收。2.沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式(1)特點:通過控制溫室內(nèi)的溫度、光照、氣體和水肥等因素,縮短生產(chǎn)周期,大幅度提高糧食、

蔬菜和水果的產(chǎn)量和質(zhì)量。(2)圖示例2

(2016黑龍江模擬,40)一青年農(nóng)民利用自己學習的生態(tài)學知識,在自家庭院里建了一個小

型生態(tài)農(nóng)業(yè),年創(chuàng)收上萬元。下圖是該家庭生態(tài)工程的模式圖,請據(jù)圖分析回答問題。(1)從圖中可知,人類生活中所需的能源來自于太陽能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相

比,突出的優(yōu)點是

。(2)該生態(tài)工程中的能量能夠更多地被人類利用,原因是

。(3)生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然界

的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛

力,防止環(huán)境污染,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。與傳統(tǒng)工程相比較,生態(tài)工程具有

的特點。(4)人類設計生態(tài)工程的根本目標:在促進自然界良性循環(huán)的前提下,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,

防止環(huán)境污染,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。生態(tài)工程所遵循的基本原理是

、

、協(xié)調(diào)與平衡原理以及

、系統(tǒng)學和工程學原理。(5)據(jù)生態(tài)工程中的物種多樣性這一原理,有人認為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設中,應使食物鏈和營養(yǎng)級越長

越多越好,你是否支持這一觀點?

。解析(1)該生態(tài)農(nóng)業(yè)減少了燃燒煤炭所產(chǎn)生的污染。(2)該生態(tài)工程充分利用了廢棄物中的能

量,使能量能夠更多地被人類利用。(3)生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然界物質(zhì)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,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益