2020版高考生物總復(fù)習(xí)第32講胚胎工程與生態(tài)工程（含生物技術(shù)的安全性和倫理問題）課件中圖版.pptx

第32講 胚胎工程與生態(tài)工程(含生物技術(shù)的安全性和倫理問題),1.胚胎工程的概念 對動物_所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如_、_、_、 _等技術(shù)。,考點一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育,早期胚胎或配子,體外受精,胚胎移植,胚胎分割,胚胎干細(xì)胞培養(yǎng),2.精子和卵子的發(fā)生,卵巢,初情期,性別分化,需變形,不均等分裂,4,1個卵子,3.受精作用 (1)場所：雌性的_。 (2)過程,輸卵管,M中期,4.早期胚胎發(fā)育過程,起點,有絲分裂,增加,不增加或略有縮小,32,全能性,胎兒的各種組織,胎膜和胎盤,表層,下方,(中圖版選修三P47圖134拓展)早期胚胎的發(fā)育過程中，卵裂時細(xì)胞的體積和所有的細(xì)胞體積之和有何變化？ 提示 卵裂過程中，細(xì)胞只分裂而不生長，所以每個細(xì)胞的體積越來越小；胚胎的總體積表現(xiàn)為不增加或略有縮小。,(2019湖南長沙市模擬)胚胎工程的許多技術(shù)，實際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。請根據(jù)動物受精和早期胚胎發(fā)育過程回答下列問題： (1)在哺乳動物體內(nèi)卵子的發(fā)生過程中，減數(shù)第一次分裂完成的時間是在雌性個體 ，當(dāng)次級卵母細(xì)胞發(fā)育到 (時期)時才具備與精子受精的能力，受精的場所是 ，判斷卵子是否受精的重要標(biāo)志是 。 (2)受精過程中防止多精入卵的兩道屏障是 和 。 (3)胚胎發(fā)育過程首先是卵裂，所得每個子細(xì)胞的體積比受精卵 ，胚胎發(fā)育到 期會導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從中伸展出來，這一過程叫做孵化。,(4)胚胎干細(xì)胞是由囊胚的 或 中分離出來的一類細(xì)胞，在人類疾病治療和科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。 解析 哺乳動物的卵細(xì)胞形成過程中的減數(shù)第一次分裂發(fā)生在雌性動物排卵前后，次級卵母細(xì)胞發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期才具備受精能力。受精的場所是輸卵管。判斷卵子是否受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。受精過程中防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。胚胎干細(xì)胞是由囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。,答案 (1)排卵前后 M中期 輸卵管 在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體 (2)透明帶反應(yīng) 卵細(xì)胞膜反應(yīng)(順序可顛倒) (3)小 囊胚 (4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 原始性腺,1.體外受精與早期胚胎培養(yǎng) (1)體外受精,考點二 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應(yīng)用,輸卵管,卵巢,M中期,假陰道,培養(yǎng)法,(2)早期胚胎培養(yǎng) 培養(yǎng)液成分：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽(兩鹽)；_(兩素)；_ (兩酸)，另外還有水、血清等。 胚胎去向：_。 2.胚胎移植 (1)地位：胚胎工程其他技術(shù)的最后一道工序。,維生素、激素,氨基酸、核苷酸,向受體移植或冷凍保存,(2)主要過程 (3)意義：充分發(fā)揮_。,超數(shù)排卵,沖胚,桑椹胚或囊胚,妊娠,雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能,3.胚胎分割 (1)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的_。 (2)實質(zhì)：胚胎分割可增加動物后代的數(shù)量，其實質(zhì)是_。 (3)注意：對囊胚分割時，注意將_均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。,桑椹胚或囊胚,動物的無性繁殖或克隆,內(nèi)細(xì)胞團(tuán),4.胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞) (1)來源：_。 (2)特點：形態(tài)上，體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯；功能上，具有_；體外培養(yǎng)條件下可以_。 (3)培養(yǎng)過程,早期胚胎或原始性腺,發(fā)育的全能性,增殖而不分化,1.(中圖版選修三P53、P54“內(nèi)文”拓展)排卵和沖胚有什么區(qū)別？ 提示 排卵是指卵子從卵泡中排出，沖胚是把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。 2.(中圖版選修三P49“資料2”拓展)對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，為什么要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割？ 提示 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)胞，其他細(xì)胞為滋養(yǎng)細(xì)胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。,1.(2018遼寧丹東一模)器官移植中供體器官的嚴(yán)重缺乏一直是困擾需要器官移植患者的問題。中山大學(xué)眼科中心主任葛堅領(lǐng)導(dǎo)的研究小組培育出了猴鼠嵌合體“猴鼠”，期待成果可用于人體角膜等器官的移植。根據(jù)科研過程示意圖回答有關(guān)問題：,(1)圖中培養(yǎng)過程中為了防止雜菌污染要加入一定量的 ；而由于人們對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全弄清楚，所以還要加入_。 (2)囊胚已出現(xiàn)細(xì)胞分化，應(yīng)將猴子的皮膚干細(xì)胞注射到小鼠囊胚的 部位，才能伴隨其發(fā)育成某種組織。 (3)實驗中和要同時注射激素在操作上稱為 。而將囊胚移入代孕母鼠體內(nèi)屬于 技術(shù)，此技術(shù)對代孕受體的要求是_。 (4)在畜牧生產(chǎn)中采用這種技術(shù)的優(yōu)勢主要是 ，若想進(jìn)一步提高胚胎的利用率，可采用 技術(shù)。,解析 (1)圖中為動物細(xì)胞培養(yǎng)過程；在該過程中，為了防止雜菌污染要加入一定量的抗生素；而由于人們對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全弄清楚，所以還要加入血清(或血漿)。(2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成各種組織、器官。(3)實驗中和要同時注射激素在操作上稱為同期發(fā)情處理。(4)在畜牧生產(chǎn)中采用這種技術(shù)的優(yōu)勢主要是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，若想進(jìn)一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術(shù)。 答案 (1)抗生素 血清(或血漿) (2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) (3)同期發(fā)情處理 胚胎移植 同種、健康的生理狀態(tài)相同的其他雌性動物 (4)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 胚胎分割,2.(2019華大新高考聯(lián)盟聯(lián)考)ES細(xì)胞(胚胎干細(xì)胞)在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上有十分重要的應(yīng)用價值。請回答下列問題： (1)ES細(xì)胞在體 (填“內(nèi)”或“外”)培養(yǎng)時，可以增殖而不發(fā)生分化。在ES細(xì)胞培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子 (只填一種即可)時，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。 (2)將人的ES細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，要用 酶分散細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液，放入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。使用合成培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，通常需要加入 等天然成分。在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，ES細(xì)胞主要通過 的方式進(jìn)行細(xì)胞增殖。 (3)將來源于兩種不同哺乳動物的兩個ES細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合，常用的生物誘導(dǎo)因素是 ，經(jīng)融合后所形成的細(xì)胞被稱為 。動物細(xì)胞融合技術(shù)的意義在于 。,解析 (1)哺乳動物的胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，在體外培養(yǎng)的條件下，ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化。在研究體外細(xì)胞分化時，在ES細(xì)胞的培養(yǎng)液中需添加誘導(dǎo)因子，如牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等，可誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。(2)將人的ES細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶分散細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液，放入培養(yǎng)瓶中使用合成培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，通常要加入血清、血漿等一些天然成分。ES細(xì)胞主要通過有絲分裂的方式進(jìn)行增殖。(3)將來源于兩種不同哺乳動物的兩個ES細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合，常用的生物誘導(dǎo)因素是滅活的病毒。經(jīng)融合后形成的細(xì)胞被稱為雜交細(xì)胞，動物融合技術(shù)的意義在于突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。,答案 (1)外 牛黃酸或丁酰環(huán)腺苷酸(任選其一) (2)胰蛋白或膠原蛋白(任選其一) 血清或血漿(任選其一) 有絲分裂 (3)滅活的病毒 雜交細(xì)胞 突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能,1.胚胎移植與胚胎分割中的相關(guān)問題 (1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”，移植的胚胎必須在原腸胚之前，但不能直接移植受精卵。 (2)兩次處理：用激素對供體(雌性個體)和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理；用促性腺激素對供體(雌性個體)進(jìn)行超數(shù)排卵處理。 (3)兩次檢查：收集胚胎檢查；移植后是否妊娠檢查。 (4)胚胎移植成功的兩個條件：同種動物之間、供受體生理狀態(tài)要相同。 (5)沖卵含義：沖出早期胚胎，不是沖出卵子。 (6)胚胎分割時要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。 (7)胚胎分割應(yīng)選取桑椹胚或囊胚時期的胚胎，屬于無性繁殖或克隆。,2.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) (1)發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，供、受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎提供相同的生理環(huán)境。 (2)早期胚胎沒有與母體子宮建立組織聯(lián)系，為胚胎收集提供了可能。 (3)受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎的存活提供了可能。 (4)胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但其遺傳特性不受影響。,3.胚胎移植的實質(zhì)和優(yōu)勢、時間 (1)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。 (2)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。 (3)胚胎移植時間：不同動物胚胎移植的時間不同，牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在816個細(xì)胞階段移植。幾乎所有動物都不能培養(yǎng)到原腸胚階段移植，因為此時細(xì)胞分化程度較高，移植成功率很低。,1.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 目前對_、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限。 目的基因往往是_的基因。 外源基因插入宿主基因組的部位往往是_的。 (2)對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論：在_三個方面存在激烈的爭論。 (3)理性對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)：_。,考點三 生物技術(shù)的安全性和倫理問題,基因的結(jié)構(gòu),異種生物,隨機(jī),食物安全、生物安全、環(huán)境安全,趨利避害，不能因噎廢食,2.生物技術(shù)中的倫理問題 (1)克隆 治療性克隆與生殖性克隆 中國政府態(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)計試管嬰兒都是有性生殖，都要通過體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植，不同的是設(shè)計試管嬰兒胚胎移植前需進(jìn)行“遺傳學(xué)診斷”或基因診斷。,3.基因身份證 (1)否定的理由：個人基因資訊的泄露造成_，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(yuǎn)等嚴(yán)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_，達(dá)到挽救患者生命的目的。,基因歧視,及早預(yù)防，適時治療,4.生物武器 (1)種類：致病菌、_、生化毒劑，以及經(jīng)過_的致病菌。 (2)中國政府的態(tài)度：在任何情況下_生物武器，并反對_的擴(kuò)散。,病毒,基因重組,不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存,生物武器及其技術(shù)和設(shè)備,(2019湖南省長沙市模擬)現(xiàn)代生物技術(shù)在造福人類的同時，也可能引起一系列的安全和倫理問題，回答以下有關(guān)問題。 (1)關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題的爭論主要集中在 安全、 安全和環(huán)境安全三個方面。 (2)生物武器包括 、 、生化毒劑以及經(jīng)過基因重組的致病菌等。 (3)我國對于“克隆人”這一技術(shù)總體上來說是禁止 性克隆，但不反對_ 性克隆。 (4)設(shè)計試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入前需要對胚胎進(jìn)行 。 (5)對于“基因身份證”，反對者認(rèn)為：通過基因檢測確定和治療遺傳病目前困難重重，而且存在個人基因資訊泄露造成社會生活中出現(xiàn) 的風(fēng)險，因此沒有必要進(jìn)行基因檢測。,解析 (1)轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題主要包括食物安全(滯后效應(yīng)、過敏原、營養(yǎng)成分改變)、生物安全(對生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過基因重組的致病菌等。(3)我國對于“克隆人”這一技術(shù)總體上來說是禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆。(4)設(shè)計試管嬰兒是指體外受精形成的胚胎在植入母體孕育前，根據(jù)人們的需要，將胚胎的一個細(xì)胞取出，進(jìn)行某些設(shè)計，當(dāng)檢測結(jié)果符合人們需要時，再把胚胎植入母體孕育，因此設(shè)計試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入前需要對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。(5)對于“基因身份證”，反對者認(rèn)為：通過基因檢測確定和治療遺傳病目前困難重重，而且存在個人基因資訊泄露造成社會生活中出現(xiàn)基因歧視的風(fēng)險，因此沒有必要進(jìn)行基因檢測。 答案 (1)食物 生物 (2)致病菌 病毒 (3)生殖 治療 (4)遺傳學(xué)診斷 (5)基因歧視,1.生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟(jì) (1)生態(tài)工程 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。 目的：遵循自然界_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_和_的同步發(fā)展。 特點：與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程是一類_、多效益、_的工程體系。,考點四 生態(tài)工程,物質(zhì)循環(huán),經(jīng)濟(jì)效益,生態(tài)效益,少消耗,可持續(xù),(2)生態(tài)經(jīng)濟(jì) 原則：“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”。 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。 目的：實現(xiàn)廢棄物的資源化。 手段：生態(tài)工程。,2.生態(tài)工程所遵循的五項原理 (1)物質(zhì)_原理 物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)， _利用。(如無廢棄物農(nóng)業(yè)) (2)物種_原理 物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的_穩(wěn)定性。 (3)協(xié)調(diào)與平衡原理 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮_。,循環(huán)再生,分層分級,多樣性,抵抗力,環(huán)境承載力,(4)_原理 人類處于社會經(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，不但要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到_等系統(tǒng)的影響力。 (5)_原理 包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理和系統(tǒng)整體性原理。,整體性,經(jīng)濟(jì)和社會,系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué),特別提醒 單一人工林比天然混交林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害物種多樣性原理；草原確定合理載畜量，不能過度放牧協(xié)調(diào)與平衡原理；引種考慮適應(yīng)環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡原理；林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)，既考慮種樹又考慮生活問題整體性原理。,3.設(shè)計生態(tài)工程的五大原理及實例整合(連一連) 由此可見，除外均涉及_原理，除、外均涉及_原理。,整體性,協(xié)調(diào)與平衡,(2018江西臨川二中月考)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須符合生態(tài)學(xué)規(guī)律，改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，走生態(tài)經(jīng)濟(jì)之路。 2016年11月，南昌市政府提出不僅要解決交通擁堵問題，還要打造海綿城市。海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。,(1)人類要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須走生態(tài)經(jīng)濟(jì)之路，生態(tài)經(jīng)濟(jì)所遵循的主要原則和實現(xiàn)的重要手段分別是 和 。 (2)建設(shè)海綿城市的一個通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池內(nèi)不僅安裝了現(xiàn)代化的雨水凈化系統(tǒng)，還種植了許多水生植被輔助凈化，這些植物的引種需遵循 原理；建設(shè)海綿城市的目的之一是“擴(kuò)大公共產(chǎn)品有效投資，提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展”，體現(xiàn)了 原理。 (3)在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H條件、因地制宜地進(jìn)行。如小流域存在的主要問題是 ，針對這種問題我國甘肅隴南地區(qū)總結(jié)出了“九子登科”的治理模式，而礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)工程的關(guān)鍵是 和土壤微生物群落的重建。,解析 (1)生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，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，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。(2)引種植物時需考慮其與當(dāng)?shù)貧夂虻葪l件相適應(yīng)，應(yīng)遵循協(xié)調(diào)與平衡原理；促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展，應(yīng)遵循整體性原理。(3)小流域存在的主要問題是水土流失比較嚴(yán)重；而礦山廢