高考生物（人教版）一轮总复习学案选修3第3讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题

第3讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题考情研读·备考定位考点展示核心素养1．动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础。2．胚胎干细胞的移植。3．胚胎工程的应用。4．转基因生物的安全性。5．生物武器对人类的威胁。6．生物技术中的伦理问题。7．简述生态工程的原理。8．生态工程的实例。1．生命观念——理解胚胎发育的基本过程及胚胎工程的应用，理解生命的发生、发展。2．科学思维——深入分析转基因生物的安全性，生物技术的伦理问题，学会理性对待科学技术与社会发展的关系。3．社会责任——讨论生物武器对人类的威胁，担当应有的社会责任；了解环境问题，用生态工程的原理提出自己的见解，为环境建设尽力。考点一体内受精和早期胚胎发育自主回顾·素养储备基础梳理1．胚胎工程的概念(1)操作对象：动物的早期胚胎或配子。(2)技术：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。2．精子和卵子的发生(1)精子的发生①场所：睾丸的曲细精管。②时间：初情期→生殖机能衰退。③过程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一阶段：初级精母细胞的形成,第二阶段：精子细胞的形成,\a\vs4\al(第三阶段：,精子变形)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(细胞核→精子头的主要部分,高尔基体→头部顶体,中心体→精子尾,线粒体→聚集在尾的基部形成线粒体鞘))))(2)卵子的发生①场所：卵巢。②时间：胎儿期和初情期后。③eq\a\vs4\al(卵原,细胞)eq\o(→,\s\up7(有丝),\s\do5(分裂))eq\a\vs4\al(卵原,细胞)→eq\a\vs4\al(初级卵,母细胞)eq\o(→,\s\up7(MⅠ))eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→第一极体→2个第二极体,,,,MⅡ,↓,,,—\a\vs4\al(次级卵,母细胞)→\a\vs4\al(第二极体)\a\vs4\al(卵子)))|胎儿期→|初情期后→|3．受精(1)场所：输卵管。(2)过程：①准备阶段eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(精子获能：在雌性动物的生殖道内获能,卵子的准备：发育到MⅡ中期才有受精能力))②受精阶段eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(顶体反应穿越放射冠,↓,透明带反应穿越透明带,↓,卵细胞膜反应进入卵细胞膜,↓,原核形成，配子结合成受精卵))4．早期胚胎发育eq\x(卵裂期)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①细胞分裂方式：有丝分裂,②细胞数量增多，胚胎总体积不增加或略有缩小))↓eq\x(桑椹胚)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①细胞数目为32个左右,②细胞都具有全能性))eq\x(囊胚)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①内细胞团：发育为胎儿的各种组织,②滋养层细胞：发育成胎盘和胎膜))↓eq\x(原肠胚)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①外胚层：内细胞团表层的细胞,②内胚层：内细胞团下方的细胞))思维辨析易错整合，判断正误。(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的(×)(2)卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的(×)(3)排卵是指卵泡从卵巢中排出(×)(4)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力(√)(5)判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体(√)(6)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障(√)(7)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(×)(8)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(×)(9)在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑椹胚期(×)(10)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘(×)延伸探究1．精子的形成过程完全是在精巢中完成的，卵子的形成是否也完全在卵巢中进行？[提示]不是。卵子的形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，减数第二次分裂是在受精过程中进行的，场所是输卵管。2．如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题∶(1)用字母、箭头及名称表示出胚胎发育的先后顺序？(2)细胞分化、胚层分化分别出现在哪个时期？(3)2部位细胞将来的发育情况？(4)请在下图中绘出卵裂过程中每个细胞的体积、核内DNA含量与时间的关系。[提示](1)A桑椹胚→B囊胚→C原肠胚。(2)囊胚期、原肠胚期。(3)2部位细胞为内细胞团细胞，将来发育成胎儿的各种组织。(4)如图∶剖析难点·考点突破重难精讲1．精子和卵子的发生项目精子的发生卵子的发生不同点场所睾丸的曲细精管卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)时间初情期到生殖机能衰退①卵泡的形成和在卵巢内的储备：出生前(即胎儿时期)②排卵：初情期过程特点①减数第一次分裂和减数第二次分裂连续②需要变形①减数第一次分裂和减数第二次分裂不连续②不需要变形相同点①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半2．受精第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质；透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。第四步：配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。3．胚胎发育■关于体内受精的五点提醒(1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(3)防止多精入卵的机制包括：第一道屏障：透明带反应；第二道屏障：卵细胞膜反应。(4)受精标志和受精完成的标志受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。(5)卵裂期细胞体积、数量及胚胎总体积的变化细胞体积缩小，细胞数量增加，胚胎总体积不变或略有缩小。精准命题〔典例剖析〕例1如图为家畜卵子发生和成熟示意图(N表示染色体组)。下列叙述错误的是(A)A．Ⅰ→Ⅱ过程中细胞内DNA数目加倍B．Ⅱ的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的C．减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ不是成熟的卵子D．Ⅳ为受精卵，在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体[解析]Ⅰ→Ⅱ过程为染色体复制，复制完成后，细胞核内DNA数目加倍，但细胞质中也含有DNA，因此细胞内DNA数目没有加倍；Ⅱ的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的；减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ为一个次级卵母细胞和一个第一极体，次级卵母细胞的减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的。次级卵母细胞分裂产生一个成熟卵子和一个第二极体，故排出的Ⅲ不是成熟卵子；Ⅳ细胞核的染色体数目为2N，为受精卵，此时在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体。〔对应训练〕1．观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下面的问题：(1)图中①②③表示的细胞名称依次是卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞。假设该动物体细胞内有染色体2N条，则①②③④四种细胞内的染色体数目依次是2N、2N、N、2N。(2)在精子与卵子结合过程中完成的分裂是c(填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是透明带、卵细胞膜。(3)a、b、c过程依次发生在个体发育的什么时期？胎儿期、排卵前后、受精时。精子的发生与之不同的是整个过程都在初情期后完成。(4)卵子的发生与成熟过程进行到图中④时，即可进行受精，判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带间隙是否可以观察到两个极体。[解析]动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂的方式不断增加数量，并演变为初级卵母细胞，这些初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡。减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。在透明带与卵细胞膜间隙观察到两个极体时，说明卵子已经受精，这是判断卵子是否受精的重要标志。考点二体外受精和早期胚胎培养和胚胎工程的应用自主回顾·素养储备基础梳理1．体外受精(1)卵母细胞的采集和培养eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(超数排卵法：用促性腺激素处理后冲卵,直接采集法：从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或,直接从活体动物的卵巢中吸取))(2)精子的采集和获能eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(采集：假阴道法、手握法、电刺激法,获能：培养法、化学诱导法))(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子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)目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。(2)培养液成分巧记eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(两“盐”：无机盐和有机盐,两“素”：维生素和激素,两“酸”：氨基酸和核苷酸,另有水和血清等))(3)胚胎处理：受体移植或冷冻保存。3．胚胎工程的应用及前景(1)胚胎移植①概念剖析A．供体：能提供早期胚胎的雌性动物。B．受体：同种的、生理状态相同的其他雌性动物。②基本程序③意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。④生理学基础A．移入：排卵后，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。B．收集：早期胚胎处于游离状态。C．存活：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。D．遗传性：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性不受任何影响。(2)胚胎分割①概念A．方法：机械方法。B．分割份数：将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等。C．目的：获得同卵双胎或多胎。②特点：动物无性繁殖或克隆的方法之一。③材料：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。④要求：将内细胞团均等分割。(3)胚胎干细胞(ES或EK细胞)①来源：早期胚胎或原始性腺。②特点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A.形态：体积小、细胞核大、核仁明显,B.功能：具有发育的全能性,C.体外培养：可增殖而不发生分化))思维辨析易错整合，判断正误。(1)可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植(×)(2)小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培养(√)(3)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂(×)(4)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(√)(5)胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚(×)(6)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割(×)(7)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(√)(8)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性(×)(9)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点(×)(10)胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点(√)延伸探究据图分析胚胎移植的操作流程(1)图中供体牛和受体牛分别是哪些？选择标准是什么？(2)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？(3)用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？(4)排卵和冲卵有什么区别？[提示](1)供体牛是良种公、母牛；受体牛是一般受体奶牛和一般受体肉牛。选择标准：供体是遗传性能和生产性能优良的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。(2)对供体母牛进行超数排卵处理；对供、受体母牛进行同期发情处理。(3)桑椹胚或囊胚。(4)排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。剖析难点·考点突破重难精讲1．胚胎分割2．胚胎干细胞[易错警示](1)滋养层≠饲养层①滋养层：囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。②饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。(2)不同动物胚胎移植的时间不同①牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。②小鼠、家兔在桑椹胚前。③几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。3．试管动物与克隆动物的比较比较项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、细胞培养、胚胎(分割)移植实例试管牛多利羊过程生殖方式有性生殖无性繁殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质大部分来自供核生物体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等4．干细胞的种类类别来源或举例特点全能干细胞胚胎干细胞(囊胚期之前的细胞及内细胞团细胞)能形成机体的所有组织器官、发育成完整个体多能干细胞造血干细胞具有分化成多种细胞或组织的潜能，但无发育成完整个体的能力专能干细胞上皮组织基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞精准命题〔典例剖析〕例2(2021·三亚模拟)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称为原代培养，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为冲卵(或冲胚)；也可从灰鼠体内取出卵子，通过体外受精(或核移植)后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育，此项技术在生产实践中的主要意义是充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。暂不移入的胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团分离培养获得。这类细胞的形态特征有体积小，细胞核大，核仁明显。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗。[解析](1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为原代培养，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为冲卵；也可从灰鼠体内取出卵子，培养到一定时期再通过体外受精(或核移植)后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育；胚胎移植的意义是充分发挥雌性优良个体的繁殖能力；暂不移入的胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得。胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显等特征。iPS与ES细胞在功能上都具有发育全能性，因此对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗，这种技术称为治疗性克隆。┃┃技巧点拨►早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较项目早期胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子特有成分血清血清、血浆〔对应训练〕2．(2021·云南玉溪调研)如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：(1)A细胞是(次级)卵母细胞，为了获得更多的A细胞，对供体母牛用促性腺激素处理。(2)在进行体外受精前要对精子进行获能处理；受精后，体外培养受精卵时，提供CO2的目的是维持培养液的pH。(3)进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作。(4)②指的是囊胚腔。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将内细胞团均等分割。(5)胚胎移植时，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口，这种方法称为手术法。另一种方法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎，这种方法称为非手术法。(6)胚胎移植后，要对受体母牛进行是否妊娠的检查。[解析](1)图中A细胞与精子结合形成受精卵，故A是卵母细胞。使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，可以获得更多的卵母细胞。(2)在进行体外受精前利用培养法或化学诱导法对精子进行获能处理。动物细胞培养中，CO2可以维持培养液的pH。(3)进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行操作。(4)①是内细胞团，②是囊胚腔。为了避免影响胚胎的恢复和进一步发育，对囊胚期的胚胎进行分割时，应将内细胞团均等分割。(5)胚胎移植时，一般有手术法和非手术法，手术法需引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。非手术法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。(6)胚胎移植后，为了判断胚胎能否在受体子宫中存活，要对受体母牛进行是否妊娠的检查。考点三生物技术的安全性和伦理问题自主回顾·素养储备基础梳理1．转基因生物的安全性(1)转基因生物存在安全性问题的原因：①目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。②目的基因往往是异种生物的基因。③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。(2)eq\a\vs4\al(转基因成果)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(工程菌——重组微生物,基因制药,生物反应器——转基因动物,转基因农作物))(3)eq\a\vs4\al(安全,性问,题)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(食物安全\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(滞后效应,产生新的过敏原,营养成分改变,侵犯宗教信仰者或素食者的权益)),生物安全\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(成为新杂草,成为“入侵的外来物种”，威胁其他生物生存,产生出对人类或其他生物有害的病原体,通过基因重组产生“超级杂草”)),环境安全：破坏生态系统的稳定性和人类,生活环境))(4)理性看待生物技术①正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避害，不能因噎废食。②制定政策和法规，最大限度保证转基因技术和产品的安全性。2．关注生物技术的伦理问题反对支持克隆人伦理方面违反了人类的伦理道德观念，中国禁止生殖性克隆中国不反对治疗性克隆技术方面技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高可通过胚胎分级、基因诊断、染色体检查等方法解决技术问题设计试管婴儿胚胎也是生命，杀死胚胎无异于“谋杀”提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤基因检测技术方面很难用在具体医疗中有一些遗传性疾病可以通过基因检测后在早期采取预防措施道德方面可能引起基因歧视通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法，解决基因歧视问题3．禁止生物武器(1)生物武器的种类(连线)种类实例①致病菌、病毒a．重组流感病毒、新型鼠痘病毒②生化毒剂b．鼠疫菌、炭疽杆菌③基因重组的致病菌C．肉毒杆菌毒素[提示]①—b__②—c__③—a(2)我国政府观点在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。思维辨析易错整合，判断正误。(1)转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中(×)(2)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性(√)(3)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加(×)(4)如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不会存在安全性问题(×)(5)转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中(√)(6)中国政府禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆(√)延伸探究热图导析：分析试管婴儿及克隆人的培育流程图，回答下列问题Ⅰ．试管婴儿的培育过程：Ⅱ．克隆人的培育过程：(1)试管婴儿技术与克隆技术在技术环节上的主要差异是？[提示]前者需经过体外受精，后者需用到细胞核移植技术。(2)试管婴儿技术属于有性生殖，克隆技术属于无性生殖。(3)在Ⅰ的图示中，①②③是试管婴儿的培育过程，①②④⑤是设计试管婴儿培育的过程。后者与前者的主要区别是设计试管婴儿胚胎移植前的遗传学诊断过程。剖析难点·考点突破重难精讲1．试管婴儿与克隆人的比较一般过程实质说明试管婴儿体外受精、体外一定程度的胚胎发育、胚胎移植到子宫内继续发育有性生殖与人类正常生殖情况相比，主要是改变了受精和初期发育的场所克隆人将体细胞的核物质移到去核的卵母细胞中，将重组胚胎移植到子宫内，逐渐发育为新个体体细胞繁殖，属于无性生殖克隆过程证明了动物细胞核的全能性2．治疗性克隆与生殖性克隆的比较类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育，获得人的复制品水平细胞水平个体水平联系都属无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同3．设计试管婴儿技术与试管婴儿技术的比较设计试管婴儿试管婴儿技术手段多了胚胎移植前进行遗传学诊断这一环节不需进行遗传学诊断实践应用用于白血病、贫血病等疾病的治疗解决不孕不育二者都是体外受精、体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，从生殖方式上都为有性生殖■(1)设计试管婴儿和基因检测在应用方面并非完全不同，两者都可用于避免遗传病患儿的出生，从而降低人类遗传病发病率。(2)试管婴儿和克隆人的形成过程并不相同：前者进行减数分裂和受精作用，而后者只进行有丝分裂。精准命题〔典例剖析〕例3(2020·南阳期中)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述正确的是(A)A．转基因生物可能会造成前所未有的“外来物种”入侵B．对于克隆人和治疗性克隆，我国的态度是明令禁止C．设计试管婴儿需在植入前对胚胎进行产前诊断D．新型鼠疫病毒和重组流感病毒属于生化毒剂类生物武器，应当严令禁止生产[解析]转基因生物可能会造成前所未有的“外来物种”入侵，A正确；对于克隆人，我国的态度是明令禁止，B错误；试管婴儿技术在植入前对胚胎进行遗传学诊断，即基因诊断，C错误；生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等，应当予以禁止，D错误。〔对应训练〕3．(2020·吉安一模)请回答下列有关生物技术的安全性和伦理问题：(1)一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种间存在生殖隔离，同时花粉的传播距离和存活时间有限，不会造成转基因农作物与其它植物的杂交，因而也不太可能对生物多样性造成威胁。(2)在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。例如，把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上；对外源DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性或过敏的蛋白质等等。(3)一些持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷的孩子。但是支持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决。(4)对于克隆技术，中国政府的态度是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。[解析](1)一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种间存在生殖隔离，同时花粉的传播距离和存活时间有限，不会造成转基因农作物与其它植物的杂交，因而也不太可能对生物多样性造成威胁。(2)在转基因生物或产品研究过程中，为保证转基因生物的安全，要把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上；对外源DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性或过敏的蛋白质等等。(3)支持克隆人的科学家认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决。(4)中国政府对于克隆技术的态度是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。考点四生态工程的基本原理和实例自主回顾·素养储备基础梳理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．特点少消耗、多效益、可持续的工程体系。3．基本原理(1)物质循环再生原理：物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。(2)物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。(3)协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。(4)整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。(5)系统学和工程学原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。4．生态工程的实例(连线)思维辨析易错整合，判断正误。(1)生态工程是无消耗、多效益的工程(×)(2)设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化(×)(3)某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制，体现了物种多样性原理和协调与平衡原理(√)(4)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低(×)(5)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理(×)延伸探究如图为生态工程的相关原理示意图。请据图思考下列问题：(1)以上两图所体现的生态工程的原理分别是什么？(2)以下几种做法分别能体现哪种生态工程原理？①单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害；②草原确定合理载畜量，不能过度放牧；引种考虑适应环境；③林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题。[提示](1)甲图体现的是物质循环再生原理，乙图体现的是整体性原理。(2)①物种多样性原理；②协调与平衡原理；③整体性原理。剖析难点·考点突破重难精讲1．生态工程所遵循的基本原理基本原理项目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整体性原理社会、经济、自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定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：整体大于部分保持系统很高的生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系2．生态工程的实例和原理实例原理重点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①核心：沼气工程为中心②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①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益②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区域生态系统恢复工程协调与平衡原理、整体性原理“三北”防护林工程建设中应注意的问题：①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性③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①湿地被誉为地球的“肾脏”②退耕还湖，还要解决迁出居民的生活和就业问题矿区废弃地生态恢复工程系统学和工程学原理、协调与平衡原理植被恢复措施是植树种草城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理①城市大气污染主要来源是汽车尾气。禁止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能源的新型汽车②减少或禁止工厂污水排放③节水，使用无磷洗涤剂精准命题例4(2019·广东江门调研测试)阅读有关我国水稻育种的新成果：材料甲：中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平宣布了一项剔除水稻中重金属镉的新成果。该技术通过把水稻亲本中促进吸镉的基因“敲掉”，从而减少水稻种子中的镉含量。此项技术培育的新型水稻将扭转我国部分农作物重金属含量超标的趋势。材料乙：中科院夏新界培育的巨型稻生长周期与青蛙、泥鳅生长周期同步，可同时管理，节约人力与资金成本，通过采取“巨型稻＋青蛙＋泥鳅＋鱼”的生态种养新模式，实现一亩多收，粮渔共赢。回答下列问题：(1)材料甲中采用的技术与传统基因工程有所区别，但是也需要在构建表达载体后采用农杆菌转化法将载体导入水稻愈伤组织，愈伤组织再经再分化过程形成新型水稻植株。经检测，新型水稻的稻米镉含量不但比对照组稻米镉含量低_，而且远低于稻米镉含量的国际和国内安全标准。(2)材料乙中的青蛙在该生态系统的成分属于消费者。建设该类生态种养新模式的目的是遵循自然界物质循环的规律，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。生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理，整体性原理、系统学和工程学原理等。〔对应训练〕4．我国珠江三角洲地区，为了充分利用土地，创造了一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统——桑基鱼塘，如图所示。据图回答有关问题：(1)生态工程遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理等。(2)该生态工程能将蚕沙、蔗叶、滤泥等变成鱼类的饵料，塘泥中的微生物能将有机物转化成无机物，为甘蔗、桑树的光合作用提供无机营养，这一过程不但实现了废弃物的资源化，而且体现了生态经济的“循环经济”原则。(3)蚕沙是蚕食桑叶后排泄出来的粪便，蚕沙富含粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维等营养物质，是上等的肥料，也是猪、鱼、羊的理想饲料。某种鱼专以蚕沙为食，假设某一时间段蚕从上一个营养级固定的能量为1.5×105kJ，那么这部分能量最多有0kJ被这种鱼所同化。(4)该生态系统向外输出的物质主要有蚕丝、鱼、糖等。(5)该生态系统与一般的自然生态系统相比较，抵抗力稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。(6)桑基鱼塘的生产方式与改造前的传统耕作方式比较，主要的优点有减轻水患、提高经济效益、减少环境污染等(合理即可)(至少答2点)。课末总结知识导图·思维缕析学科素养·核心释疑1．防止多精入卵的两道屏障是：透明带反应和卵细胞膜反应。2．胚胎发育过程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。囊胚开始出现细胞分化，原肠胚出现胚层分化。3．胚胎移植的基本程序：对供、受体的选择和处理→配种或进行人工授精→对胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎移植→移植后检查。4．胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良动物的繁殖潜力。5．胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。6．与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。探究高考·明确考向1．(2020·山东卷，14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是(C)A．用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B．体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得[解析]促性腺激素可以使雌鼠超数排卵，获得更多的卵子，A正确；精子只有获能后才能完成受精，故体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理，B正确；胚胎移植通常选择桑椹胚或囊胚阶段，C错误；转基因技术可以定向改造小鼠的基因，所以遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得，D正确。故选C。2．(2020·江苏卷，23)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是(ABC)A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养[解析]为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培养时需要在5%CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。故选ABC。3．(2019·江苏卷，20)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是(D)A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C．过程③需用秋水仙素处理