1、專題29胚胎工程與生態(tài)工程,高考生物,考點一胚胎工程,考點清單,基礎(chǔ)知識 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,必須在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才能獲得受精能力。 (2)卵子的準備:卵子要在輸卵管內(nèi)進一步成熟,到減中期(時期)才具有受精能力。 (3)受精過程:獲能的精子穿越放射冠和透明帶精子進入卵細胞膜原核形成和融合。,3.胚胎發(fā)育過程 受精卵:胚胎發(fā)育的起點 卵裂期:在透明帶內(nèi)進行有絲分裂,細胞數(shù)量不斷增加, 但胚胎總體積并不增加,或略有縮小 桑椹胚:細胞的全能性最高,是胚胎分割的最佳時期,囊胚 原腸胚:出現(xiàn)三個胚層和原腸腔,【名師

2、點撥】(1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”,而不是獲得能量。 (2)排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。 二、體外受精與早期胚胎培養(yǎng) 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。,三、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細胞培養(yǎng) 1.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:,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數(shù)目,其實質(zhì)是動物的無性繁殖或克隆。 (3)注意:對囊

3、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(fù)和進一步發(fā)育。 3.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、細胞核大、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。,說明:飼養(yǎng)層細胞一般為輸卵管上皮細胞,在干細胞培養(yǎng)時,可作為提供干細胞分裂、增殖的營養(yǎng)細胞。,(3)培養(yǎng)過程,重難突破 一、胚胎工程的操作流程分析 1.胚胎移植的生理學基礎(chǔ) (1)胚胎能夠移入受體的生理學基礎(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。,(2)胚胎收集的生理學基礎(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)

4、。 (3)胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理學基礎(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(yīng)。 (4)供體胚胎正常發(fā)育的生理學基礎(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

5、集的胚胎進行檢查;第二次對受體母畜是否妊娠進行檢查。 二、移植胚胎來源及生殖方式 移植胚胎來源 及生殖方式 三、生物技術(shù)分析 1.轉(zhuǎn)基因植物的培育:基因工程+植物組織培養(yǎng)。 2.轉(zhuǎn)基因動物的培育:基因工程+動物細胞培養(yǎng)+早期胚胎培養(yǎng)+胚胎移植。,3.克隆動物的培育:核移植+動物細胞培養(yǎng)+早期胚胎培養(yǎng)+胚胎移植。 4.植物體細胞雜交:植物細胞融合+植物組織培養(yǎng)。 5.試管嬰兒培育:體外受精+動物細胞培養(yǎng)+早期胚胎培養(yǎng)+胚胎移植。 四、克隆動物、試管動物和轉(zhuǎn)基因動物的比較,考點二生物技術(shù)的安全性、倫理問題與生物武器,考點清單,基礎(chǔ)知識 一、轉(zhuǎn)基因生物的安全性 1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因 (

6、1)目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等都了解得相當有限。 (2)目的基因往往是異種生物的基因。 (3)外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。 2.對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論:在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面存在激烈的爭論。,3.理性對待轉(zhuǎn)基因技術(shù):趨利避害,不能因噎廢食。 二、生物技術(shù)中的倫理問題 1.克隆,(1)治療性克隆與生殖性克隆,(2)中國政府的態(tài)度:禁止生殖性克隆,不反對治療性克隆。 2.試管嬰兒與設(shè)計試管嬰兒 試管嬰兒與設(shè)計試管嬰兒都要通過a體外受精,并進行b體外早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植,不同的是設(shè)計試管嬰兒胚胎移植前需進行c遺傳學診斷。 三、基因身份證 1

7、.否定的理由:個人基因資訊的泄露造成基因歧視,勢必造成遺傳性失業(yè)大軍、個人婚姻困難和人際關(guān)系疏遠等嚴重后果。 2.肯定的理由:一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高,通過基因檢測可以及早預(yù)防,適時治療,達到挽救患者生命的目的。,四、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等。 2.中國政府的態(tài)度:在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器,并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴散。,考點三生態(tài)工程,考點清單,基礎(chǔ)知識 一、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟 1.生態(tài)工程 (1)任務(wù):修復(fù)和重建已遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng),改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。 (2)目的:遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律

8、,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。 (3)特點:與傳統(tǒng)工程相比,生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。,2.生態(tài)經(jīng)濟 (1)原則:“循環(huán)經(jīng)濟”。 (2)特點: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。 (3)目的:實現(xiàn)廢棄物的資源化。 (4)手段: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:實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)往復(fù),分層分級利用。 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,除考慮生物的生態(tài)適應(yīng)性外,還需要考慮環(huán)境承載力(

9、或環(huán)境容納量)。 4.整體性原理:進行生態(tài)工程建設(shè)時,不但要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還要考慮經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。 5.系統(tǒng)學和工程學原理 (1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理:生態(tài)工程通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu),達到改善系統(tǒng)功能的目的。 (2)系統(tǒng)整體性原理:系統(tǒng)各組分之間要有適當?shù)谋壤P(guān)系,完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通,實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果。,三、生態(tài)工程的類型與設(shè)計原則 1.生態(tài)工程的類型 (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。 (3)以治理環(huán)境污染為目標的治污生態(tài)工程。 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(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大的生態(tài)恢復(fù)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。,重難突破 1.“網(wǎng)絡(luò)法”理清生態(tài)工程的概念與原理 (1)概念,2.“表格法”記憶生態(tài)工程的實例,(2)原理,3.生態(tài)工程設(shè)計的常用方法食物網(wǎng)的“相接”與“加環(huán)” (1)生態(tài)工程設(shè)計的常用方法之一是食物鏈(網(wǎng))的“相接”。例如,在稻田養(yǎng)魚的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程中,魚與稻原屬于不同生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈(網(wǎng)),但在人為調(diào)控下,將一些草食性魚、濾食性魚和雜食性魚(如草魚、鰱魚和羅非魚等)的魚苗放養(yǎng)在稻田中,使稻田生態(tài)系統(tǒng)