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专题29胚胎工程与生态工程高考生物考点一胚胎工程考点清单基础知识一、体内受精和早期胚胎发育1.精子与卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体2.受精(1)精子①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②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.胚胎发育过程受精卵:胚胎发育的起点 卵裂期:在透明带内进行有丝分裂,细胞数量不断增加, 但胚胎总体积并不增加,或略有缩小③桑椹胚:细胞的全能性最高,是胚胎分割的最佳时期 囊胚 原肠胚:出现三个胚层和原肠腔【名师点拨】(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。二、体外受精与早期胚胎培养1.体外受精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。(2)胚胎去向:向受体移植或冷冻保存。三、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞培养1.胚胎移植(1)地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。(2)主要过程:2.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数目,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。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:形态上,体积小、细胞核大、核仁明显;功能上具有⑥发育的全能性;体外培养条件下可以增殖而不分化。说明: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。(3)培养过程重难突破一、胚胎工程的操作流程分析1.胚胎移植的生理学基础(1)胚胎能够移入受体的生理学基础:哺乳动物排卵后,同种供、受体生殖器官的生理变化是相同的。(2)胚胎收集的生理学基础:早期胚胎形成后,未与母体子宫建立联系,而是处于游离状态。(3)胚胎在受体内能够存活的生理学基础:受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。(4)供体胚胎正常发育的生理学基础:供体胚胎可与受体子宫建立联系,且供体胚胎的遗传特性不受影响。2.胚胎移植的实质: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。3.胚胎移植的优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,从而大大缩短了供体本身的繁殖周期,大大推动了畜牧业的发展。4.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。5.胚胎移植过程中有两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。二、移植胚胎来源及生殖方式移植胚胎来源及生殖方式 三、生物技术分析1.转基因植物的培育:基因工程+植物组织培养。2.转基因动物的培育:基因工程+动物细胞培养+早期胚胎培养+胚胎移植。3.克隆动物的培育:核移植+动物细胞培养+早期胚胎培养+胚胎移植。4.植物体细胞杂交:植物细胞融合+植物组织培养。5.试管婴儿培育:体外受精+动物细胞培养+早期胚胎培养+胚胎移植。四、克隆动物、试管动物和转基因动物的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基因工程遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备受精卵及被转入的目的基因两方的遗传性状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考点二生物技术的安全性、伦理问题与生物武器考点清单基础知识一、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.对转基因生物安全性的争论:在①食物安全、生物安全、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:趋利避害,不能因噎废食。二、生物技术中的伦理问题1.克隆(1)治疗性克隆与生殖性克隆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于无性生殖;产生新个体或新组织,遗传信息不变(2)中国政府的态度:②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试管婴儿与设计试管婴儿都要通过a体外受精,并进行b体外早期胚胎培养和胚胎移植,不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行c遗传学诊断。三、基因身份证1.否定的理由:个人基因资讯的泄露造成基因歧视,势必造成遗传性失业大军、个人婚姻困难和人际关系疏远等严重后果。2.肯定的理由:一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。四、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。考点三生态工程考点清单基础知识一、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:实现废弃物的资源化。(4)手段:生态工程。二、生态工程所遵循的基本原理1.②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,除考虑生物的生态适应性外,还需要考虑环境承载力(或环境容纳量)。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③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。重难突破1.“网络法”理清生态工程的概念与原理(1)概念 2.“表格法”记忆生态工程的实例(2)原理类型实例农村综合发展型生态工程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甘肃陇南“九子登科”治理模式大区域生态系统恢复工程“三北防护林”、退耕还林还草生态工程湿地生态恢复工程鄱阳湖湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程赤峰市元宝山矿区生态恢复工程城市环境生态工程污水及垃圾处理,城市绿化3.生态工程设计的常用方法——食物网的“相接”与“加环”(1)生态工程设计的常用方法之一是食物链(网)的“相接”。例如,在稻田养鱼的农业生态工程中,鱼与稻原属于不同生态系统的食物链(网),但在人为调控下,将一些草食性鱼、滤食性鱼和杂食性鱼(如草鱼、鲢鱼和罗非鱼等)的鱼苗放养在稻田中,使稻田生态系统的结构有所改变,物质循环和能量流动更为合理。(2)生态工程设计的常用方法之二是食物链(网)的“加环”。“加环”可为未被利用的能量部分找到出路。例如,用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇等,其残余物用来培养食用菌,栽培食用菌后的残余物再用来养殖蛆蛹,蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等。生态工程实例生态工程原理无废弃物农业遵循物质循环再生原理在人工林中增加植被层次遵循物种多样性原理太湖水体富营养化引起大面积水华违反协调与平衡原理前面造林,后面砍树违反整体性原理4.根据实例,确定生态工程的相关原理