2019届新课标高考生物一轮复习专题27胚胎工程和生态工程讲义VIP

专题27胚胎工程和生态工程高考生物考点一

胚胎工程知识清单<基础知识>一

体内受精和早期胚胎发育1.精子与卵子的发生2.受精(1)精子⑦获能

:刚排出的精子,必须在雌性生殖道内发生相应的生

理变化后,才能获得受精能力。(2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到⑧减Ⅱ中期

(时

期)才具有受精能力。(3)受精过程:获能的精子穿越次级卵母细胞的⑨放射冠和透明带

→精子进入卵细胞膜→原核形成和融合。3.胚胎发育过程二

体外受精、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞1.体外受精(1)精子的采集与获能:采集方法有假阴道法、手握法和电刺激法等;获

能方法有培养法和

化学诱导

法。(2)卵母细胞的采集:给动物注射

促性腺

激素,使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子;也可从废弃的卵巢或活体卵巢中采集,但需要培

养到

减Ⅱ中期

时,才可受精。(3)体外受精:获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精。2.早期胚胎培养(1)培养液成分:无机盐、有机盐(两盐),维生素、激素(两素),

氨基酸、核苷酸

(两酸),另外还有水、

血清

等物质。(2)胚胎去向:向受体移植或

冷冻

保存。3.胚胎移植(1)地位:胚胎工程的最后一道工序。(2)过程:(3)意义:充分发挥

雌性优良个体的繁殖潜能

。4.胚胎分割(1)材料:发育良好,形态正常的

桑椹胚或囊胚

。(2)实质:胚胎分割可增加动物后代,其实质是

动物的无性繁殖或克隆

。(3)注意:对囊胚分割时,注意将

内细胞团

均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。5.胚胎干细胞(1)来源:

早期胚胎或原始性腺

。(2)特点:形态上,表现为体积小、细胞核大、核仁明显;功能上具有

发育的全能性

;体外培养条件下可以

增殖而不分化

。1.体内受精的过程——“四步曲”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

溶解卵丘细胞之间的物质,透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道

屏障。第二步:精子与卵细胞膜相互接触,精子入卵。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。雄原核形成和雌原核形成。第四步:合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。<重点难点>知能拓展

(1)受精过程中有三大反应:顶体反应、透明带反应、卵细

胞膜反应。顶体反应主要是形成精子穿越放射冠的通路,透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障,卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。(2)受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体,受精

过程结束的标志是雌、雄原核融合成合子。2.胚胎移植(1)概念:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得

到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之

继续发育为新个体的技术。(2)胚胎移植的基本程序(3)胚胎移植的生理学基础(胚胎移植成功的保障)环节生理基础意义移入哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期,不论是否妊娠,同种动物供、受体生殖器官的生理变化是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境收集早期胚胎形成后,未与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态为胚胎的收集提供了可能存活受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内的存活提供了可能发育供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,且不影响供体胚胎的遗传特性为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障,且保持了胚胎的优良遗传特性(4)实质:是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变,因此各种性状能保持其原来的优良特性。例1

(2015山东理综,36,12分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官

移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下:

(1)过程①采用的是细胞工程中的

技术,过程②采用的是

胚胎工程中的

技术。(2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是

维持培养液(基)的

。(3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时

必须使用

和

两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有

基因,以便选出成

功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的

。在一定条件下,胚胎干

细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给

个体

(填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。

解析

(1)图中①过程采用体细胞核移植技术;过程②为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎的过程,利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细

胞培养时,气体环境为95%的空气和5%的CO2,CO2作用是维持培养液的

pH。(3)构建基因表达载体时,需用的工具酶为限制酶和DNA连接酶。

基因表达载体上除目的基因外,还需要有标记基因、启动子、终止子

等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有

目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性,

可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官若移植

给核供体,则不会发生免疫排斥反应。

答案(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或:酸碱度)(3)限制性(核酸)内切酶(或:限制酶)DNA连接酶(注:两空可颠倒)标记(4)内细胞团B考点二

生物技术的安全性和伦理问题一

转基因生物的安全性1.转基因生物存在安全性的原因(1)目前对①基因

的结构、基因间的相互作用、调控机制都了解得

相当有限。(2)目的基因往往是②异种生物

的基因。(3)外源基因插入宿主基因组的部位是③随机

的。2.转基因生物安全性的讨论:主要在食物安全、生物安全、④环境安

全

三个方面存在激烈的争论。3.理性对待转基因技术:⑤趋利避害

,不能因噎废食。<基础知识>二

生物技术中的伦理问题1.克隆人(1)分类:⑥治疗性克隆

和生殖性克隆。(2)中国态度:⑦禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆

。2.试管婴儿与设计试管婴儿(1)试管婴儿:运用体外受精和胚胎移植技术繁殖个体,目的是解决⑧

不孕夫妇的生育

问题。(2)设计试管婴儿:体外受精获得的胚胎在移植前进行⑨遗传学诊断

,以便筛选出符合特定要求的胚胎。3.基因身份证(1)否定的理由:个人基因资讯的泄漏造成⑩基因歧视

,势必造成遗

传性失业大军、个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。(2)肯定的理由:某些遗传性疾病在后代中复现率很高,通过基因检测可

以

及早预防

,适时治疗,达到挽救患者生命的目的。三

生物武器1.种类:致病菌、

病毒

、生化毒剂,以及经过

基因重组

的致病菌等。2.中国政府的态度: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。1.转基因生物的安全性辩论关注焦点正方观点反方观点食物安全有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变生物安全(对生物多样性的影响)生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”环境安全(对生态系统稳定性的影响)不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境打破物种界限,二次污染,重组出的有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体<重点难点>2.克隆技术引发的伦理问题观点理由不赞成①克隆人严重违反了人类伦理道德;②克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;③克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人;④克隆技术尚不成熟赞成①技术性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;②克隆人是一项科学研究,既然是科学,就应该允许研究克隆中国政府的态度禁止生殖性克隆人,原则是不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但不反对治疗性克隆3.设计试管婴儿引发的伦理问题观点理由不符合伦理道德①把试管婴儿当做人体零配件工厂,是对生命的不尊重;②早期的生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余的胚胎,无异于“谋杀”;③有人会滥用设计试管婴儿技术来设计婴儿性别等符合伦理道德①设计试管婴儿是为了救人,是救治患者的最好、最快捷的办法之一;②提供骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤;③脐带血乃试管婴儿的“身外之物”政府观点中国卫生部在《体外受精—胚胎移植及其衍生技术规范》中规定,实

施体外受精—胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部的批准证书例2

(2017江苏苏州上学期期初测试,17)下列关于生物技术安全性和

伦理问题的叙述,错误的是

()A.转基因植物合成的蛋白质,可能成为某些人群新的过敏原B.克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念C.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题D.运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器

解析转基因植物存在生物安全问题,如转基因植物的抗除草剂基因可能通过花粉传播而进入杂草中,C错误。

答案

C考点三

生态工程<基础知识>一

生态工程与生态经济1.生态工程(1)任务:修复和重建已遭到破坏的生态系统,改善传统的生产方式,提高

生态系统的生产力。(2)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①经济效益

和生态效益的同步发展。(3)特点:与传统工程相比,生态工程是一类②少消耗

、多效益、可

持续的工程体系。2.生态经济(1)原则:“循环经济”。(2)特点:使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的

生产原料。(3)目的:实现③废弃物的资源化

。(4)手段:④生态工程

。二

生态工程所遵循的基本原理1.⑤物质循环再生

原理:实现物质的循环往复,分层分级利用。2.物种多样性原理:一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较高的⑥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,除了考虑生物的生

态适应性外,还需要考虑⑦环境承载力(或环境容纳量)

。4.⑧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(1)系统的结构决定功能原理:生态工程通过⑨改变和优化结构

,达

到改善系统功能的目的。(2)系统整体性原理:系统各组分之间要有适当的⑩比例关系

,完成

能量、物质、信息等的转换和流通,实现

总体功能

大于各部分之和的效果。三

生态工程的类型与设计原则1.生态工程的类型(1)具有农业生态保护性质并以农产品生产为目标的

农业生态

工程。(2)以

环境保护

为目标的林业生态工程。(3)以

治理环境污染

为目标的治污生态工程。2.设计实施生态工程坚持的原则(1)首先肯定生态工程的作用,特别是对

恢复和重建受损生态环境

的重要作用。(2)不忘大自然固有的强大的生态恢复力量,不能误认为只要有了生态

工程,就可以走发达国家“

先污染、破坏,后治理

”的老路。1.对生态工程概念的理解(1)原理技术①应用系统学和生态学等学科的基本理论和方法。②通过系统设计、调控和技术组装。(2)操作①对已破坏的生态环境进行修复、重建。②对造成环境污染的传统生产方式进行改善。(3)结果①提高生态系统的生产力。②促进人类社会和自然环境的和谐发展。<重点难点>2.生态工程的原理比较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的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:整体大于部分之和保持系统很高的生产力珊瑚礁中藻类和珊瑚虫的关系知能拓展

整体性原理≠系统整体性原理(1)整体性原理

整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一,保障整个系统的稳定

与平衡,例如:林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题,

即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。(2)系统整体性原理指整体大于部分之和,即1+1>2。目的是保持系统具

有很高的生产力,具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理,如:藻

类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻类和真菌等。3.生态工程的实例分析实例主要原理注意问题案例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;②优点:农、林、牧、副、渔全面发展;开发可更新资源,减少环境污染窦店村以沼气工程为中心的生态工程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点甘肃陇南地区“九子登科”模式大区域生态系统恢复工程协调与平衡原理、整体性原理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“三北”防护林生态工程、退耕还林还草生态工程湿地生态恢复工程①主要措施:退耕还湖;②主要困难:解决迁出湖区居民的生计问题江西鄱阳湖的生态恢复工程矿区废弃地的生态