2019屆新課標高考生物一輪復(fù)習專題27胚胎工程和生態(tài)工程講義

專題27胚胎工程和生態(tài)工程高考生物考點一

胚胎工程知識清單<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⑦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⑧減Ⅱ中期

(時

期)才具有受精能力。(3)受精過程:獲能的精子穿越次級卵母細胞的⑨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)育過程二

體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細胞1.體外受精(1)精子的采集與獲能:采集方法有假陰道法、手握法和電刺激法等;獲

能方法有培養(yǎng)法和

化學(xué)誘導(dǎo)

法。(2)卵母細胞的采集:給動物注射

促性腺

激素,使其超數(shù)排卵,然后從輸卵管中沖取卵子;也可從廢棄的卵巢或活體卵巢中采集,但需要培

養(yǎng)到

減Ⅱ中期

時,才可受精。(3)體外受精:獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精。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

等物質(zhì)。(2)胚胎去向:向受體移植或

冷凍

保存。3.胚胎移植(1)地位:胚胎工程的最后一道工序。(2)過程:(3)意義:充分發(fā)揮

雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能

。4.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,其實質(zhì)是

動物的無性繁殖或克隆

。(3)注意:對囊胚分割時,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。5.胚胎干細胞(1)來源:

早期胚胎或原始性腺

。(2)特點:形態(tài)上,表現(xiàn)為體積小、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

。1.體內(nèi)受精的過程——“四步曲”第一步:精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并

溶解卵丘細胞之間的物質(zhì),透明帶反應(yīng)是防止多精子入卵受精的第一道

屏障。第二步:精子與卵細胞膜相互接觸,精子入卵。卵細胞膜反應(yīng)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)。<重點難點>知能拓展

(1)受精過程中有三大反應(yīng):頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)、卵細

胞膜反應(yīng)。頂體反應(yīng)主要是形成精子穿越放射冠的通路,透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障,卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的第二道屏障。(2)受精的標志是卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體,受精

過程結(jié)束的標志是雌、雄原核融合成合子。2.胚胎移植(1)概念:是指將雌性動物的早期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得

到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之

繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。(2)胚胎移植的基本程序(3)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(胚胎移植成功的保障)環(huán)節(jié)生理基礎(chǔ)意義移入哺乳動物在發(fā)情排卵后的最初一段時期,不論是否妊娠,同種動物供、受體生殖器官的生理變化是相同的為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境收集早期胚胎形成后,未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài)為胚胎的收集提供了可能存活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)為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能發(fā)育供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,且不影響供體胚胎的遺傳特性為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障,且保持了胚胎的優(yōu)良遺傳特性(4)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。例1

(2015山東理綜,36,12分)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官

移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下:

(1)過程①采用的是細胞工程中的

技術(shù),過程②采用的是

胚胎工程中的

技術(shù)。(2)體細胞進行體外培養(yǎng)時,所需氣體主要有O2和CO2,其中CO2的作用是

維持培養(yǎng)液(基)的

。(3)如果克隆過程中需進行基因改造,在構(gòu)建基因表達載體(重組載體)時

必須使用

和

兩種工具酶?；虮磉_載體上除目的基因外,還需有

基因,以便選出成

功導(dǎo)入基因表達載體的細胞。(4)胚胎干細胞可以來自于囊胚中的

。在一定條件下,胚胎干

細胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給

個體

(填“A”或“B”),則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。

解析

(1)圖中①過程采用體細胞核移植技術(shù);過程②為重組細胞經(jīng)胚胎培養(yǎng)發(fā)育至早期胚胎的過程,利用了(早期)胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)動物細

胞培養(yǎng)時,氣體環(huán)境為95%的空氣和5%的CO2,CO2作用是維持培養(yǎng)液的

pH。(3)構(gòu)建基因表達載體時,需用的工具酶為限制酶和DNA連接酶。

基因表達載體上除目的基因外,還需要有標記基因、啟動子、終止子

等。標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有

目的基因的細胞篩選出來。(4)囊胚中的內(nèi)細胞團具有發(fā)育的全能性,

可以作為胚胎干細胞的來源。通過核移植技術(shù)獲得的組織器官若移植

給核供體,則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。

答案(1)(體細胞)核移植(早期)胚胎培養(yǎng)(2)pH(或:酸堿度)(3)限制性(核酸)內(nèi)切酶(或:限制酶)DNA連接酶(注:兩空可顛倒)標記(4)內(nèi)細胞團B考點二

生物技術(shù)的安全性和倫理問題一

轉(zhuǎn)基因生物的安全性1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性的原因(1)目前對①基因

的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用、調(diào)控機制都了解得

相當有限。(2)目的基因往往是②異種生物

的基因。(3)外源基因插入宿主基因組的部位是③隨機

的。2.轉(zhuǎn)基因生物安全性的討論:主要在食物安全、生物安全、④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):⑤趨利避害

,不能因噎廢食。<基礎(chǔ)知識>二

生物技術(shù)中的倫理問題1.克隆人(1)分類:⑥治療性克隆

和生殖性克隆。(2)中國態(tài)度:⑦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(1)試管嬰兒:運用體外受精和胚胎移植技術(shù)繁殖個體,目的是解決⑧

不孕夫婦的生育

問題。(2)設(shè)計試管嬰兒:體外受精獲得的胚胎在移植前進行⑨遺傳學(xué)診斷

,以便篩選出符合特定要求的胚胎。3.基因身份證(1)否定的理由:個人基因資訊的泄漏造成⑩基因歧視

,勢必造成遺

傳性失業(yè)大軍、個人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠等嚴重后果。(2)肯定的理由:某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。三

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。1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性辯論關(guān)注焦點正方觀點反方觀點食物安全有安全性評價、科學(xué)家負責的態(tài)度、無實例無證據(jù)反對“實質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應(yīng)、出現(xiàn)新的過敏原、營養(yǎng)成分改變生物安全(對生物多樣性的影響)生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限擴散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來物種、重組出有害病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響)不改變生物原有的分類地位、減少農(nóng)藥使用、保護農(nóng)田土壤環(huán)境打破物種界限,二次污染,重組出的有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體<重點難點>2.克隆技術(shù)引發(fā)的倫理問題觀點理由不贊成①克隆人嚴重違反了人類倫理道德;②克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念;③克隆人是人為地制造在心理上和社會地位上都不健全的人;④克隆技術(shù)尚不成熟贊成①技術(shù)性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法得到解決;②克隆人是一項科學(xué)研究,既然是科學(xué),就應(yīng)該允許研究克隆中國政府的態(tài)度禁止生殖性克隆人,原則是不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗,但不反對治療性克隆3.設(shè)計試管嬰兒引發(fā)的倫理問題觀點理由不符合倫理道德①把試管嬰兒當做人體零配件工廠,是對生命的不尊重;②早期的生命也有活下去的權(quán)利,拋棄或殺死多余的胚胎,無異于“謀殺”;③有人會濫用設(shè)計試管嬰兒技術(shù)來設(shè)計嬰兒性別等符合倫理道德①設(shè)計試管嬰兒是為了救人,是救治患者的最好、最快捷的辦法之一;②提供骨髓中造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷;③臍帶血乃試管嬰兒的“身外之物”政府觀點中國衛(wèi)生部在《體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定,實

施體外受精—胚胎移植及其衍生技術(shù)必須獲得衛(wèi)生部的批準證書例2

(2017江蘇蘇州上學(xué)期期初測試,17)下列關(guān)于生物技術(shù)安全性和

倫理問題的敘述,錯誤的是

()A.轉(zhuǎn)基因植物合成的蛋白質(zhì),可能成為某些人群新的過敏原B.克隆人可沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)倫理道德觀念C.如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,則不存在安全性問題D.運用重組基因技術(shù)可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器

解析轉(zhuǎn)基因植物存在生物安全問題,如轉(zhuǎn)基因植物的抗除草劑基因可能通過花粉傳播而進入雜草中,C錯誤。

答案

C考點三

生態(tài)工程<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,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)

境污染,達到①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②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)③廢棄物的資源化

。(4)手段:④生態(tài)工程

。二

生態(tài)工程所遵循的基本原理1.⑤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⑥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,除了考慮生物的生

態(tài)適應(yīng)性外,還需要考慮⑦環(huán)境承載力(或環(huán)境容納量)

。4.⑧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,還要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。5.系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理(1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理:生態(tài)工程通過⑨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)蘑獗壤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。1.對生態(tài)工程概念的理解(1)原理技術(shù)①應(yīng)用系統(tǒng)學(xué)和生態(tài)學(xué)等學(xué)科的基本理論和方法。②通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝。(2)操作①對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)、重建。②對造成環(huán)境污染的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善。(3)結(jié)果①提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。②促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。<重點難點>2.生態(tài)工程的原理比較項目理論基礎(chǔ)意義實例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性,提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力“三北”防護林建設(shè)中的問題,

珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性的問題協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力,可避免系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)化問題、過度放牧等整體性原理社會、經(jīng)濟、自然構(gòu)成復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系,保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理:分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能?；~塘系統(tǒng)整體性原理:整體大于部分之和保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力珊瑚礁中藻類和珊瑚蟲的關(guān)系知能拓展

整體性原理≠系統(tǒng)整體性原理(1)整體性原理

整體性原理指社會、經(jīng)濟、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一,保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定

與平衡,例如:林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)與經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題,

即種樹的同時考慮經(jīng)濟收入、糧食、燃料等問題。(2)系統(tǒng)整體性原理指整體大于部分之和,即1+1>2。目的是保持系統(tǒng)具

有很高的生產(chǎn)力,具體是指互利共生的生物體現(xiàn)系統(tǒng)整體性原理,如:藻

類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。3.生態(tài)工程的實例分析實例主要原理注意問題案例農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理①核心:沼氣工程;②優(yōu)點:農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展;開發(fā)可更新資源,減少環(huán)境污染竇店村以沼氣工程為中心的生態(tài)工程小流域綜合治理生態(tài)工程整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理①“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經(jīng)濟效益;②不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟發(fā)展水平的地區(qū),生態(tài)工程模式應(yīng)各具特點甘肅隴南地區(qū)“九子登科”模式大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理①考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題,種植適宜品種;②考慮樹種多樣性,保證防護林體系穩(wěn)定性;③不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當?shù)厍闆r采取不同策略“三北”防護林生態(tài)工程、退耕還林還草生態(tài)工程濕地生態(tài)恢復(fù)工程①主要措施:退耕還湖;②主要困難:解決遷出湖區(qū)居民的生計問題江西鄱陽湖的生態(tài)恢復(fù)工程礦區(qū)廢棄地的生態(tài)