选修三胚胎工程和生态工程(11)

1、选修三胚胎工程和生态工程第一讲胚胎工程考点1体内受精与早期胚胎发育1精子与卵子的发生(1)精子的发生场所：睾丸的曲细精管内。时期：从初情期开始，直到生殖机能衰退。过程(2)卵子的发生场所：卵巢。时期：胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后。过程两次分裂的时间：第一次是在雌性动物排卵前后完成的，第二次是在精子和卵子结合的过程中完成的。2受精(1)(2)受精阶段(3)卵子受精完成的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体3胚胎发育受精卵卵裂桑椹胚囊胚4精子与卵子发生的比较项目精子发生卵子发生区别场所睾丸曲细精管(场所唯一)卵巢、输卵管(场所不唯一)时间初情期后性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储

2、备，是在出生前完成的，减是在精子和卵子的结合过程中完成的过程特点M和M是连续的，需变形；细胞质均等分配M和M是不连续的，不需要变形；细胞质不均等分配结果形成4个精子形成1个卵细胞和3个极体相同点原始生殖细胞自身的增殖为有丝分裂；有性生殖细胞的形成为减数分裂；减数分裂过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半5.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应： (2)透明带反应：第一道屏障。(3)卵黄膜封闭作用：第二道屏障。1(2013·天津理综，2)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺

3、乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。据图分析，下列叙述错误的是()。A次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C、和细胞分裂后期染色体数目相同D培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞答案C2(2013·西安五校联考三)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题。(1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的_能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于_卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂_期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明_过

4、程已完成。(3)动物的早期胚胎移植到同种且_与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用_激素对供体进行处理，其目的是获得更多的_，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行_处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_条件下。考点2体外受精、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞1体外受精(1)精子、卵子的获取与培养获取方法获能方法卵子促性腺激素处理后冲取卵子直接从输卵管中冲

5、出能(能，不能)直接与获能精子在体外受精在活体或屠宰体的卵巢内直接采集人工培养到减中期时，才可受精精子假阴道法培养法和化学诱导法(在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中获能)手握法电刺激法(2)受精：获能的精子和成熟的卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。2胚胎的早期培养(1)培养液成分(2)胚胎处理：当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植，或冷冻保存。3胚胎移植(1)胚胎来源：转基因、核移植、体外受精、体内受精(2)实质：产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程(3)地位：胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能(能，不能)直接移

6、植受精卵。(4)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。(5)生理基础4胚胎分割(1)理论基础：细胞的全能性。(2)所需仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。(3)基本程序：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。(4)囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(5)意义：加快繁殖速度。5胚胎干细胞(1)来源：是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的。(2)特点(3)应用6试管动物、克隆动物及转基因动物的生产流程比较(1)试管动物生产流程(2)克隆动物的培育流程(3)转基因动物的生产流程7克隆动物、试管动物与转基因动物遗传

7、特性比较项目克隆动物试管动物转基因动物概念用核移植的方法获得的动物用体外受精的方法获得的动物由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物技术核移植体外受精DNA重组技术生殖方式无性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性相同点三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。1(2013·山东理综，35)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养

8、称为_，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_，也可从灰鼠体内取出卵子， 通过_后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。2(山东理综，35)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养

9、，其目的是_；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供_气体以维持_。(3)图中过程A称为_，它在胚胎工程中的意义在于_。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母牛后，如果_，即说明目的基因已经表达。3(2012·山东理综，35)毛角蛋白型中间丝(KIF )基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF 基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。(1)过程中最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和_。(2)在过程中，用_处理将皮肤组织块分散成单

10、个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是_。(3)在过程中，用_处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行_处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎。4(2013·福建理综，33)克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自_细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑

11、椹胚、囊胚和_胚最终发育为克隆猪。(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl2 cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl2mRNA的分子数，从而反映出Bcl2基因的转录水平。图中X表示_过程。从基因组数据库中查询Bcl2mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成_用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模板是_。第2讲生态工程考点1生态工程的基本原理1关注生态工程的建设(1)建设目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。(2)生态工程的特点：少消耗、多效益、可持续。(3)生态经济原则：实行“循环经济”，使一个系统产出的污染物

12、，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废物的资源化。手段：建设生态工程。模式：实现“原料产品原料产品”的无废弃物生产体系。2生态工程所遵循的基本原理基础原理理论基础意 义实 例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力“三北防护林”建设中的问题；珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题；过度放牧等整体性原理社会、经济、自然构成复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定

13、林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改善和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体功能大于部分功能之和保持系统很高的生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系考点2生态工程实例分析2生态工程的实例类型主要原理注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理核心：沼气工程优点：农林牧副渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益；不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色大

14、区域生态系统恢复工程物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理工程建设中应注意的问题：考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性；不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理主要措施：退耕还湖；主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理种植耐旱的灌木、草和树；确定合理载牧量；改良表土城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理等解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油；水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化 1(江苏高考)江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题。生态型种植

15、养殖模式图(1)牛棚内产生的_可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的_可扩散进入牛棚。(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行_，腐熟的产物肥效提高，这是因为_。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是_。(4)牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、_和_。(5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植、养殖模式较好地实现了_。2(2013·浙江高考“生物科学与社会”模块，8改编)下面是关于生物净化的问题。请回答：(1)生物净化技术的主要原理是通过人为地放

16、大和强化生态系统的_能力，以达到有效治理环境污染的目的。(2)在污水生物净化过程中，当污水流入水体后，好氧微生物首先大量_，并以水中的_作为营养来源。随着水体的不断净化，水中的溶氧量有一个明显的_过程。(3)下列关于活性污泥法的概述，错误的是()。A. 活性污泥是一种微生物共同体B. 活性污泥使用后不能重复利用C. 污水中的有机物污染物在曝气池中得到净化D. 活性污染泥法的处理过程可用计算机进行自动化监控3(2011·新课标全国卷，40)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_呼吸将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、_和_等原理。(4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。4如图是我国常见的一种生态农业示意图，请据图回答问题。(1)生态工程所遵循的基本原理有整体