專題31胚胎工程與生態工程考點1胚胎工程一、胚胎工程的操作流程知識清單二、體內受精和早期胚胎培養1.精子與卵子的發生2.受精(1)精子獲能:剛排出的精子,不能立即與卵子受精,必須在

雌性動物生殖道

內發生相應的生

理變化后,才能獲得受精能力。(2)卵子的準備:卵子要在輸卵管內進一步成熟,到

減Ⅱ中期

時,才具備與精子受精的能力。(3)受精過程主要包括:精子穿過

放射冠和透明帶

,進入卵細胞膜,原核形成和融合。3.胚胎發育過程:受精卵→卵裂→囊胚→原腸胚→組織器官分化→幼體。(1)哺乳動物的早期胚胎發育是在

輸卵管

中進行的,一般到桑椹胚期進入子宮,囊胚期著床。項目精子的發生卵子的發生場所

睪丸曲細精管

卵巢

時間

從初情期開始

從胚胎出現性別分化后

變形

需變形

不需變形分裂均等分裂

不均等分裂

結果形成4個精子形成1個卵子和3個極體(2)卵裂:細胞分裂方式是

有絲分裂

。(3)囊胚:由滋養層細胞和內細胞團構成,

內細胞團

細胞具有發育全能性,能分化出幼體動物

的所有組織器官。(4)原腸胚:出現了

三

個胚層和原腸腔。[知能拓展]

1.排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。2.防止多精子入卵的機制包括:第一道屏障:透明帶反應;第二道屏障:卵細胞膜反應。3.受精標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體;而受精過程完成的標志是雌、雄原核

的融合。4.卵裂期細胞體積、數量及胚胎總體積的變化細胞體積縮小,細胞數量增加,胚胎總體積不變或略有縮小。三、體外受精和早期胚胎培養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;體外獲能方法通常有

培養

法和化學誘導法。(2)卵母細胞的采集和培養:給哺乳動物注射

促性腺

激素,使其超數排卵,然后從

輸卵管

中沖出卵子;也可從廢棄的卵巢或活體卵巢中采集,但需要培養到

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溶液中受精。2.早期胚胎培養(1)培養液成分: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。(2)胚胎去向:

向受體移植或冷凍保存

。[知能拓展]

1.原腸胚不屬于早期胚胎早期胚胎是指可用于移植的胚胎,包括原腸胚之前的囊胚、桑椹胚,甚至更早的階段。2.獲得精子和卵子后,兩者并不立即在體外結合:需要對精子進行獲能處理,并將卵母細胞培養至

減數第二次分裂中期。3.胚胎發育的過程中,細胞的全能性并非完全相同,桑椹胚細胞具有全能性,囊胚細胞開始分化,

原腸胚時期細胞已出現高度分化。四、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細胞1.胚胎移植(1)概念剖析①供體:能提供早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到胚胎的雌性動物。②受體:與供體

同種的、生理狀態相同

的其他雌性動物。③結果:產生新個體。(2)意義:充分發揮

雌性優良個體的繁殖潛力

。(3)生理學基礎①移入:排卵后,

供、受體生殖器官

的生理變化是相同的。②收集:早期胚胎處于

游離狀態

。③存活:受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發生

免疫排斥反應

。④遺傳性:供體胚胎可與受體子宮建立正常的

生理和組織

聯系,但移入受體的供體胚胎的遺傳特性

不受任何影響。

(5)胚胎移植的實質:早期胚胎在相同生理環境條件下

空間位置

的轉換,而胚胎本身的遺傳物質

并不發生改變,因此各種性狀能保持其原來的

優良特性

。(6)胚胎移植的優勢:充分發揮雌性優良個體的

繁殖潛力

,從而大大縮短了供體本身的

繁殖周期

,大大推動了畜牧業的發展。2.胚胎分割(1)材料:發育良好,形態正常的

桑椹胚或囊胚

。(2)實質:胚胎分割可增加動物后代,其實質是

動物的無性繁殖或克隆

。(4)基本程序:(3)注意:對囊胚分割時,注意將

內細胞團

均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步

發育。3.胚胎干細胞(1)來源:

早期胚胎或原始性腺

。(2)特點:在形態上,體積小、核大、核仁明顯;在功能上,具有

發育的全能性

;在體外培養條件

下可以

增殖而不分化

。(3)培養過程[知能拓展]

1.探究用于移植的胚胎來源及生殖方式(1)核移植

無性繁殖(2)體外受精

有性生殖(3)體內受精→沖卵→移植→有性生殖2.同期發情處理一般用雌性激素,超數排卵處理用促性腺激素。3.胚胎移植過程要經過兩次檢查,分別是:①沖卵后,對胚胎進行質量檢查;②移植后是否妊娠檢

查。比較項目試管動物克隆動物技術基礎體外受精、胚胎移植核移植技術、細胞培養、胚胎(分割)移植實例試管牛多利羊過程

生殖方式有性生殖

無性生殖遺傳物質遺傳物質來自兩個個體遺傳物質大部分來自供核生物體意義充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進程、挽救瀕危物種等4.試管動物與克隆動物的比較例2

(2016廣西潯州高中二模,40)圖為牛胚胎移植過程示意圖,請回答下列問題。

(1)①階段常用

激素對供體母牛進行處理,其目的是獲得更多的卵子。(2)沖卵的生理基礎是

。(3)③階段對胚胎進行質量檢查,這時的胚胎應發育到

或

階段。(4)若要通過④獲得遺傳物質完全相同的多個新個體,可對③階段檢查合格的胚胎進行

技術處理,該過程中應注意對

進行均等分割。(5)ES或EK細胞的形態特征是

,在培養液中加入

,可誘導其向不同類型的組織細胞分化。解析(1)胚胎工程中常用促性腺激素對供體母牛進行處理,其目的是獲得更多的卵子。(2)早

期胚胎形成后處于游離狀態,未與母體子宮建立聯系,這是沖卵的生理基礎。(3)胚胎移植前對

胚胎進行質量檢查,這時的胚胎應發育到囊胚或桑椹胚階段。(4)應用胚胎分割技術可以獲得遺

傳物質完全相同的多個新個體,胚胎分割時注意對內細胞團進行均等分割。(5)胚胎干細胞具有

體積小、細胞核大、核仁明顯等形態特征,在胚胎干細胞培養時向培養液中加入分化誘導因子,

可誘導其向不同類型的組織細胞分化。答案(1)促性腺(2)早期胚胎形成后處于游離狀態,未與母體子宮建立聯系(3)囊胚桑椹

胚(4)胚胎分割內細胞團(5)體積小、細胞核大、核仁明顯分化誘導因子考點2生態工程一、生態工程與生態經濟1.生態工程建設的目的是遵循自然界物質循環的規律,充分發揮資源的生產潛力,防止環境污染,

達到

生態效益與經濟效益

的同步發展。2.生態工程的特點:

少消耗、多效益、可持續

。3.生態經濟:主要是通過實行“循環經濟”的原則,使一個系統產出的污染物,能夠成為本系統或

者另一個系統的生產原料,從而實現

廢棄物的資源化

,而實現循環經濟最重要的手段之一就

是

生態工程

。項目理論基礎意義實例物質循環再生原理

物質循環

可避免

環境污染

及其對系統穩定和發展的影響無廢棄物農業

物種多

性樣

原理生態系統具有較高的抵抗力穩定性生物多樣性程度高可為各類生物的生存提供多種機會和條件;可提高系統的生產力“三北”防護林建設中的問題,珊瑚礁生態系統生物多樣性的問題協調與平衡原理

生物與環境

的協調與平衡生物數量不超過

環境承載力

,可避免

系統的失衡和破壞太湖富營養化問題、過度放牧等

整體性

原理社會、經濟、自然構成復合系統統一協調各種關系,保障系統的

平衡與穩定

林業建設中自然系統與社會、經濟系統

的關系問題系統學和工程學原理系統的結構決定功能原理:

分布式

優于

集中

和

環式

改善和優化系統的結構以改善功能桑基魚塘系統整體性原理:整體大于

部分之和

保持系統很高的生產力珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲的關系二、生態工程所遵循的基本原理1.生態工程的原理比較2.生態工程的實例分析實例問題原理對策案例農村綜合發展型生態工程實現物質的多級循環利用,在資源有限的條件下能較多地產出,取得經濟效益、社會效益和生態效益的全面提高物質循環再生原理、整體性原理、物種多樣性原理建立綜合發展型生態工程竇店村以沼氣工程為中心的生態工程小流域綜合治理生態工程小流域的水土流失整體性原理、協調與平衡原理、系統學和工程學理運用多種原理,應用多種措施綜合治理甘肅隴南地區“九子登科”治理模式大區域生態系統恢復工程土地荒漠化協調與平衡原理、整體性原理退耕還林還草、植樹造林等“三北”防護林生態工程,退耕還林還草生態工程濕地生態恢復工程濕地縮小和破壞控制污染、退田還湖江西鄱陽湖的生態恢復工程礦區廢棄地的生態恢復工程礦區生態環境問題系統學和工程學原理修復土地、恢復植被赤峰市元寶山礦區生態恢復工程城市環境生態工程環境污染協調與平衡原理、整體性原理等城市綠化、污水凈化、廢棄物處理、合理布局等污水及垃圾處理、城市綠化(2)圖示[知能拓展]

1.桑基魚塘模式(1)特點:人工建立的高產穩產的農業生態系統。做到蠶糞養魚,魚糞肥塘,塘泥肥田、肥桑,從而

獲得稻、魚、蠶繭三豐收。2.沼氣農田立體養殖模式(1)特點:通過控制溫室內的溫度、光照、氣體和水肥等因素,縮短生產周期,大幅度提高糧食、

蔬菜和水果的產量和質量。(2)圖示例2

(2016黑龍江模擬,40)一青年農民利用自己學習的生態學知識,在自家庭院里建了一個小

型生態農業,年創收上萬元。下圖是該家庭生態工程的模式圖,請據圖分析回答問題。(1)從圖中可知,人類生活中所需的能源來自于太陽能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相

比,突出的優點是

。(2)該生態工程中的能量能夠更多地被人類利用,原因是

。(3)生態工程建設的目的就是遵循自然界

的規律,充分發揮資源的生產潛

力,防止環境污染,達到經濟效益和生態效益的同步發展。與傳統工程相比較,生態工程具有

的特點。(4)人類設計生態工程的根本目標:在促進自然界良性循環的前提下,充分發揮資源的生產潛力,

防止環境污染,達到經濟效益和生態效益的同步發展。生態工程所遵循的基本原理是

、

、協調與平衡原理以及

、系統學和工程學原理。(5)據生態工程中的物種多樣性這一原理,有人認為生態農業建設中,應使食物鏈和營養級越長

越多越好,你是否支持這一觀點?

。解析(1)該生態農業減少了燃燒煤炭所產生的污染。(2)該生態工程充分利用了廢棄物中的能

量,使能量能夠更多地被人類利用。(3)生態工程建設的目的就是遵循自然界物質循環的規律,

充分發揮資源的生產潛力,防止環境污染,達到經濟效益和生態效益