高考生物一輪復習現(xiàn)代生物科技專題第38講胚胎工程與生態(tài)工程課件.ppt

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(nèi)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 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 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。 (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。,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); 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 。,3.胚胎移植 (1)地位:胚胎工程其他技術(shù)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(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 。 (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。,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(shè)計生態(tài)工程的根本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 。,二、生態(tài)工程所遵循的基本原理 1. 物質(zhì)循環(huán)再生 原理:物質(zhì)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(zhì)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 抵抗力穩(wěn)定性 。 3.協(xié)調(diào)與平衡原理:處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡,除了考慮生物的生 態(tài)適應性外,還需要考慮 環(huán)境承載力(或環(huán)境容納量) 。 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(shè)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 系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間 的結(jié)構(gòu) ,通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu),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)?比例關(guān)系 ,只有這樣才能順利完成能量、 物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)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(shè)計原則 1.生態(tài)工程的類型:根據(jù)性質(zhì)和設(shè)計目標的不同,生態(tài)工程可以分為以下 類型。 (1)具有農(nóng)業(yè)生態(tài)保護性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標的 農(nóng)業(yè)生態(tài) 工 程。 (2)以 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 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(shè)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 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“ 先污染、破壞,后治理 ”的老路。,1.判斷有關(guān)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(shù)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(zhì)。 () (4)(2015四川理綜,2A)頂體內(nèi)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(zhì)基 質(zhì)。 (),(6)(2015四川理綜,2D)受精卵中的遺傳物質(zhì)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?qū)χ踩肱咛ギa(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(shù)獲得同卵雙胎。 (),2.判斷有關(guān)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(nóng)業(yè)”遵循的是物種多樣性原理。 () (3)在建設(shè)高新農(nóng)業(yè)時,沼氣池的建立遵循了物質(zhì)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(shè)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(shè)計良性循環(huán)的農(nóng)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(diào)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(guān)鍵是優(yōu)先選擇農(nóng)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(chǔ) 胚胎能夠移入受體的生理基礎(chǔ):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。 胚胎收集的生理基礎(chǔ):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)。 胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ):受體對移入子宮的外來胚胎基本 不發(fā)生免疫排斥反應。 供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ):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(zhì):是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。 (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(shù)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(shù)或克隆技術(shù)提高優(yōu)質(zhì)馬的生育率。請回答: (1)試管胚胎技術(shù)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(shù)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(nèi)。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(shù)的發(fā)展,可以利用細胞核移植技術(shù)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(nèi)。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(zhì)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)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(nèi)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)圖中是內(nèi)細胞團,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(nèi)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,7,10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(shè)。 (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。t0t1,植物殘體及凋落物中的有機物被生態(tài) 系統(tǒng)中的 轉(zhuǎn)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;t1t3,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(shè)和園林景觀構(gòu)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(zhuǎn)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(diào)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(shè)和園林景觀構(gòu)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(diào)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(shù) 對現(xiàn)有微生物進行改造,該技術(shù)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(zhì)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(zhuǎn)基因) 基因表達載體的構(gòu)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(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)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(shù)對現(xiàn)有微生物進行改造,該技術(shù)的核心是基因表 達載體的構(gòu)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。,