2019屆新課標(biāo)高考生物一輪復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物科技專題第38講胚胎工程與生態(tài)工程講義選修

生物課標(biāo)版第38講胚胎工程與生態(tài)工程

考點(diǎn)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)生項(xiàng)目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場(chǎng)所①

睪丸曲細(xì)精管

②

卵巢

時(shí)間③

從初情期開始

④

從胚胎出現(xiàn)性別分化后

變形⑤

需變形

不需變形分裂均等分裂⑥

不均等分裂

結(jié)果形成4個(gè)精子形成1個(gè)卵子和3個(gè)極體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(dòng)物生殖道

內(nèi)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⑧

減Ⅱ中期

(時(shí)

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(jìn)入卵細(xì)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(dòng)物的早期胚胎發(fā)育是在⑩

輸卵管

中進(jìn)行的,一般到桑椹

胚期進(jìn)入子宮,囊胚期著床。(2)卵裂:細(xì)胞分裂方式是

有絲分裂

。(3)囊胚:由滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)構(gòu)成,

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

細(xì)胞具有發(fā)育全能性,能分化出幼體動(dòng)物的所有組織器官。(4)原腸胚:出現(xiàn)了

三

個(gè)胚層和原腸腔。二、體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞1.體外受精2.早期胚胎培養(yǎng)(1)培養(yǎng)液成分:無機(jī)鹽、有機(jī)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(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(gè)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(shí)質(zhì):胚胎分割可增加動(dòng)物后代,其實(shí)質(zhì)是

動(dòng)物的無性繁殖或克隆

。(3)注意:對(duì)囊胚分割時(shí),注意將

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。5.胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞)(1)來源:

早期胚胎或原始性腺

。(2)特點(diǎn):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(diǎn)二生態(tài)工程一、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟(jì)1.人類設(shè)計(jì)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(dá)到①

生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益

的

同步發(fā)展。2.生態(tài)工程的特點(diǎn):②

少消耗、多效益、可持續(xù)

。3.生態(tài)經(jīng)濟(jì):主要是通過實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則,使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污

染物,能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實(shí)現(xiàn)③

廢棄物的資源化

,而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(zhì)循環(huán)再生

原理:物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中,進(jìn)行區(qū)域小循

環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán),循環(huán)往復(fù),分層分級(jí)利用,從而達(dá)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(fù)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(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(yīng)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(gè)社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合而成的巨大

系統(tǒng)中,進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí),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(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力。5.系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理:生態(tài)工程需要考慮⑤

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(dá)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(dāng)?shù)蘑?/p>

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(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效

果,即“1+1>2”。三、生態(tài)工程的類型與設(shè)計(jì)原則1.生態(tài)工程的類型:根據(jù)性質(zhì)和設(shè)計(jì)目標(biāo)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(hù)性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)的①

農(nóng)業(yè)生態(tài)

工

程。(2)以②

環(huán)境保護(hù)

為目標(biāo)的林業(yè)生態(tài)工程,包括水土保持生態(tài)工

程、防風(fēng)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(biāo)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(jì)實(shí)施生態(tài)工程堅(jiān)持的原則(1)首先肯定生態(tài)工程的作用,特別是對(duì)④

恢復(fù)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(qiáng)大的生態(tài)恢復(fù)力量,不能誤認(rèn)為只要有了生態(tài)

工程,就可以走發(fā)達(dá)國家“⑤

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(xì)胞比乳腺癌細(xì)胞更容易進(jìn)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(chǔ)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(xì)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(xì)胞,需用雌激素對(duì)雌性杜

泊羊進(jìn)行處理。

(?)(8)(2014江蘇單科,19B)從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子

進(jìn)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(yīng),應(yīng)注

射免疫抑制劑。

(?)(10)(2014江蘇單科,19D)為了進(jìn)一步擴(kuò)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(shí),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(shí),既要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還要考慮到經(jīng)濟(jì)

和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力。

(√)(6)設(shè)計(jì)良性循環(huán)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)遵循的基本原則是追求經(jīng)濟(jì)效

益的最大化。

(?)(7)根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理,一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中種群的數(shù)量不應(yīng)超過環(huán)境容納量。?(√)(8)礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)工程的關(guān)鍵是優(yōu)先選擇農(nóng)作物以提高經(jīng)濟(jì)效

益。

(?)(9)我國在西部地區(qū)實(shí)行退耕還林還草工程,這屬于大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢

復(fù)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(diǎn)突破(1)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)①胚胎能夠移入受體的生理基礎(chǔ):哺乳動(dòng)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(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)。③胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ):受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本

不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。④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(shí)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(shì):充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)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(dòng)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(duì)受、供體進(jìn)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(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查;第二次

對(duì)受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。2.試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物的比較比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、胚胎移植核移植技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎(分割)移植實(shí)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(gè)個(gè)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(gè)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(jìn)程、挽救瀕危物種等考向一依托實(shí)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(jí)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(qǐng)回答:(1)試管胚胎技術(shù)中需要采集卵母細(xì)胞,采集的卵母細(xì)胞經(jīng)人工培養(yǎng)至

(時(shí)期),該時(shí)期在顯微鏡下可觀察到次級(jí)卵母細(xì)胞和

。(2)體外受精前要對(duì)精子進(jìn)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(dòng)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(xì)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(yīng)保持

。(4)純血馬的胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或

中分離出來的一類細(xì)胞,具有胚胎細(xì)胞的特性。形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細(xì)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(xué)誘導(dǎo)法(3)細(xì)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(xì)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(jí)卵母細(xì)胞和第一極體。(2)精子只有獲能后才能與成熟的卵母細(xì)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(xué)誘導(dǎo)法。(3)

隨著動(dòng)物克隆技術(shù)的發(fā)展,可以利用細(xì)胞核移植技術(shù)對(duì)良種馬進(jìn)行繁

殖,即將純血馬的細(xì)胞核移入其他馬的去核卵母細(xì)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(yīng)保持相同生理狀態(tài)。(4)胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺

中分離出來的一類細(xì)胞,具有胚胎細(xì)胞的特性。形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,

細(xì)胞核大,核仁明顯,功能上具有發(fā)育的全能性?？枷蚨柚鷮?shí)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(qǐng)回答下列問題:

(1)A細(xì)胞是

,在進(jìn)行體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行

處理。(2)進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育到

時(shí)期的胚胎進(jìn)

行操作。(3)②指的是

。(4)在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)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(duì)受體母牛進(jìn)行是否

的檢

查。答案(1)(次級(jí))卵母細(xì)胞獲能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)

要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(5)同期發(fā)情(6)妊娠解析(1)A細(xì)胞是次級(jí)卵母細(xì)胞,在進(jìn)行體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能

處理。(2)進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時(shí)期的胚胎進(jìn)

行操作。(3)圖中①是內(nèi)細(xì)胞團(tuán),②是囊胚腔。(4)在對(duì)囊胚階段的胚胎

進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)注意要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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(duì)受體母牛進(jìn)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(xiàng)原理比較項(xiàng)目理論基礎(chǔ)意義實(shí)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(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(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,提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力“三北”防護(hù)林建設(shè)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(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然構(gòu)成復(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(huì)、經(jīng)

濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理:分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能?；~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(guān)系2.生態(tài)工程的實(shí)例分析實(shí)例問題原理對(duì)策案例農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)循環(huán)利

用,在資源有限的條件下

能較多地產(chǎn)出,以解決人

多地少的矛盾物質(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(xué)和工程學(xué)原

理運(yùn)用多種原理,應(yīng)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(fù)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(hù)林生態(tài)工

程,退耕還林還草生態(tài)工

程濕地生態(tài)恢復(fù)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(fù)工

程礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理修復(fù)土地、恢復(fù)植被赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢

復(fù)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

化考向依托生態(tài)工程實(shí)例,考查生態(tài)工程的原理與應(yīng)用1.(2014重慶理綜,7Ⅰ,10分)為治理某廢棄采石場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境,對(duì)其進(jìn)行

了公園化建設(shè)。(1)對(duì)其進(jìn)行整理和覆土,并選擇適生植物進(jìn)行人工造林,不同恢復(fù)時(shí)期

的植物物種數(shù)如圖所示。t0→t1,植物殘?bào)w及凋落物中的有機(jī)物被生態(tài)

系統(tǒng)中的

轉(zhuǎn)化為無機(jī)物,使土壤條件得到改善;同時(shí)由于人工

林土壤中存在

,導(dǎo)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(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(huì)

和經(jīng)濟(jì)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(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)(2)整體性(系統(tǒng)論)解析(1)在生態(tài)系統(tǒng)中,將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的生物是分解者。人工林土壤中存在種子或繁殖體,會(huì)導(dǎo)致群落物種數(shù)增多,進(jìn)而使人工林

自我調(diào)節(jié)能力增強(qiáng),抵抗力穩(wěn)定性增強(qiáng)。由于陽光等資源有限,群落中

植物物種數(shù)增加,物種間競(jìng)爭(zhēng)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(huì)和經(jīng)濟(jì)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(xué)第12次周測(cè),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?cè)谏鷳B(tài)工程中有著重要的作

用,如處理生活污水。請(qǐng)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(gè)過程中,微生物通過

呼吸將污水中的有機(jī)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(xué)與工程學(xué)原理等。(3)一般來說,生態(tài)工程