2020届高三生物二轮复习第17讲胚胎工程和生态工程课件.pdf

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1、第第1717讲讲 胚胎工程和生态工程胚胎工程和生态工程 知识联网知识联网 参考答案 桑椹胚、囊胚 化学诱导法 血清 繁殖潜能 原始性腺 全能性 食物 环境 设计试管婴儿 病毒 记一记记一记 1.必须记住的 早期胚胎发育过程 2.早期胚胎培养中培养液的成分及早期胚胎去向 (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。 3.理清胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞的内在联系 (1)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的, 还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。 (

2、2)胚胎移植的优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。 (3)胚胎分割的2个注意事项 材料选择:选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 分割注意点:选材为囊胚时,注意将内细胞团均等分割。 (3)胚胎分割的2个注意事项 材料选择:选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 分割注意点:选材为囊胚时,注意将内细胞团均等分割。 4.牢记5种生态工程具体实例的生态学原理 (1)无废弃物农业遵循物质循环再生原理。 (2)单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害物种多样性原 理。 (3)草原确定合理载畜量,不能过度放牧协调与平衡原理。 (4)污水排放与水体富营养化,引种考虑适应环境协调与平衡原 理。 (5)林

3、业生态工程建设,既考虑种树又考虑生活问题整体性原理。 辨一辨辨一辨 ( )1.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方。(2015四川 理综,2D) ( ) 2.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的。(2015四川 理综,2A) ( ) 3.应选用原肠胚做雌雄鉴别。(2017江苏单科,11B) ( ) 4.鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植。(2017江苏单科,11C) ( ) 5.精子在获能液中于37 、5% CO2条件下培养的目的是使精子获 能。(2017江苏单科,14A) ( ) 6.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵 的作用。(2017江苏单科,14B)

4、 ( ) 7.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态 学差异。(2017江苏单科,14C) ( ) 8.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育。(2017 江苏单科,14D) ( ) 9.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的。(2015江苏单 科,3C) ( ) 10.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质。(20 15江苏单科,3D) 答案 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 总纲目录总纲目录 高频命题点1 胚胎工程 高频命题点2 生态工程 高频命题点1 胚胎工程 新题速递新题速递 1.(2017湖南衡阳调研,38)科学

5、家利用活体卵子及皮肤成纤维细胞,在实 验室已成功克隆出了数个人体胚胎,进而可开发出有研究价值的胚胎干 细胞。回答下列问题: (1)胚胎干细胞在形态上表现为体积小,细胞核大, 明显等特点, 在功能上具有 。自然状况下的胚胎干细胞是从 哺乳动物的 中分离出来的一类细胞。 (2)若将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变,在分子水 平上需要采用 技术。 (3)通过胚胎干细胞体外诱导分化,可培育出人造组织器官,解决目前 和 问题。 (4)科学家克隆人体胚胎时选用活体卵子,而不用精子,其原因是 。 答案 (1)核仁 发育的全能性 早期胚胎或原始性腺 (2)DNA分子杂交(基因探针) (3)临床存在

6、的供体器官不足 器官移植后免疫排斥 (4)卵细胞含有早期胚胎发育所需要的营养物质;卵细胞较大,也较易操作 解析 (1)胚胎干细胞在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显等特点,在功能上 具有发育的全能性。自然状况下的胚胎干细胞是从哺乳动物的早期胚胎或原始性 腺中分离出来的一类细胞。(2)若将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因 突变,在分子水平上需要采用DNA分子杂交技术。(3)通过胚胎干细胞体外诱导分 化,可培育出人造组织器官。目前临床上器官移植存在两大问题:供体器官不足和器 官移植后免疫排斥。(4)科学家克隆人体胚胎时选用活体卵子,而不用精子,其原因 是卵细胞较大,营养物质丰富,含有早

7、期胚胎发育所需要的营养物质,也较易操作。 2.(2017河南濮阳三模,38)下面是繁育良种奶牛的示意图,据图回答下列 问题: (1)对供体母牛用 处理可获得更多的卵母细胞,经人工 授精后可得到早期胚胎。在胚胎移植前,若对胚胎进行性别鉴定,可以 在分子水平上对早期胚胎进行性别鉴定,也可以在细胞水平上通过对 的分析进行性别鉴定。体外培养受精卵时,培养液中提供 CO2的目的是 。若要对囊胚阶段的胚胎进行分割, 其操作过程中需要注意的问题是 。 (2)对受体母牛要进行同期发情处理是为了 ,图示流程中冲卵的“卵”是指 。实际生产中常利用体细 胞克隆保持供体母牛的许多优良性状,操作中用于核移植的体细胞一般

8、 选用 代以内的细胞,其原因是 。 答案 (1)促性腺激素 性染色体 维持培养液的pH 将内细胞团均等分 割 (2)使供体、受体的生理变化相同 早期胚胎 10 10代以内的细胞一 般能保持正常的二倍体核型 解析 (1)对供体母牛用促性腺激素处理可使其超数排卵,以获得更多的卵母细胞。若在细胞 水平上对胚胎进行性别鉴定,可通过对性染色体分析加以鉴别。体外培养受精卵时,培养液中 提供CO2用于维持培养液的pH。若要对囊胚阶段的胚胎进行分割,需要注意将内细胞团均等 分割。(2) 对受体母牛要进行同期发情处理是为了给供体的胚胎移入受体提供相同的生理环 境。题图过程中的冲卵实际上是获得早期胚胎。实际生产中

9、常利用体细胞克隆保持供体母 牛的许多优良性状,操作中用于核移植的体细胞一般选用10代以内的细胞,其原因是10代以内 的细胞一般能保持正常的二倍体核型。 整合突破整合突破 1.生物工程技术应用组合生物工程技术应用组合 (1)转基因植物培育:基因工程+植物组织培养。 (2)转基因动物培育:基因工程+动物细胞培养+胚胎移植。 (3)克隆动物培育:核移植+动物细胞培养+胚胎移植。 (4)植物体细胞杂交:酶工程+体细胞融合+植物组织培养。 (5)试管婴儿培育:体外受精+动物细胞培养+胚胎移植。 2.胚胎移植的胚胎移植的5个关键点个关键点 (1)实质:早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换。 (2)两

10、次使用激素: 第一次:同期发情处理。 第二次:促性腺激素,供体超数排卵处理。 (3)“冲卵”的不同: 胚胎移植过程冲出的是早期胚胎。 体外受精过程冲出的是卵子。 (4)两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体是否妊娠进 行检查。 (5)可移植时期:桑椹胚或囊胚。 3.与胚胎工程相关的与胚胎工程相关的3个误区个误区 (1)误认为桑椹胚是由受精卵分裂分化形成的;误认为囊胚已进行细胞 分化,其细胞均无全能性。桑椹胚是由受精卵分裂形成的,没有分化;而 囊胚期虽然已进行细胞分化,但囊胚的内细胞团仍具有全能性。 (2)误将克隆动物与试管动物都当作无性繁殖。克隆动物的产生是无性 繁殖;而试管动物则

11、是在体外受精形成受精卵,由受精卵发育成的个体, 因此属于有性繁殖。 (3)误认为胚胎移植的胚胎只来源于体内受精的胚胎。胚胎移植的胚胎 有三个来源:体内正常受精的胚胎、核移植的胚胎和体外受精产生的早 期胚胎。 4.有关伦理问题的两组概念比较有关伦理问题的两组概念比较 (1)治疗性克隆和生殖性克隆的区别与联系 注:中国政府的态度是禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆。 (2)试管婴儿和设计试管婴儿的异同点 项目治疗性克隆生殖性克隆 区别目的治疗人类疾病用于生育,产生新个体 水平细胞水平个体水平 联系都属无性繁殖 a.设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程。 b.试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题,设

12、计试管婴儿用于白血 病、贫血症等疾病的治疗。 c.两者都是体外受精,并进行体外早期胚胎培养,都要经过胚胎移植,都 是有性生殖。 经典再练经典再练 1.(2017天津河西一模,8)Leigh氏综合征是一种神经障碍性疾病,其致病 基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有1/4的线粒体携带这种致病基 因,她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合征而夭亡。她的第三个孩子 因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父 母”的男婴。请根据男婴孕育过程回答下面的问题: (1)该母亲的前两个孩子患病夭亡的原因是 , 该健康男婴孕育过程中依次使用了 、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。 (2)图示过程中代表

13、该母亲卵母细胞的是 (填“A”或“B”)。 取卵之前,该母亲需要注射 激素。 (3)早期胚胎需经过 (水平)检测合格后才能植入母 亲的子宫继续发育。 (4)在胚胎孕育过程中,医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育,原 因是 。 答案 (1)该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞,而受精卵的线 粒体几乎全都来自卵细胞,导致前两个孩子患病夭亡 核移植、体外受 精 (2)B 促性腺 (3)DNA分子水平 (4)男性的线粒体不会遗传给后代 解析 (1)根据题意可知,该母亲约有1/4的线粒体携带这种致病基因,并 且该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞,而受精卵的线粒体几乎 全部来自卵细胞,这导致前两个

14、孩子患病夭亡;根据图示信息可知,该健 康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚 胎移植等技术。(2)图中首先对卵母细胞A去核,然后与卵母细胞B的细 胞核融合,重组的卵细胞中含有卵母细胞A的细胞质,说明A的细胞质基 因是正常的,因此代表该母亲卵母细胞的是B。取卵之前,该母亲需要注 射促性腺激素,进行超数排卵。(3)早期胚胎需经过DNA分子水平检测 合格后才能植入母亲的子宫继续发育。(4)在胚胎孕育过程中,由于男 性的线粒体不会遗传给后代,因此医疗团队特意选择了男性胚胎移入子 宫发育。 2.(2017海南琼海嘉积中学一模,31)英国纯血马是世界顶级马术比赛的 常用马种,其数量少

15、,生育力低。现代生物工程能有效提高优质马的生 育效率。请回答下列问题: (1)可以用由 分泌的激素处理适龄纯血母马,使其一次性排 出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。采集的卵母细胞人工培养至 减数第二次分裂的中期。培养过程中要定期更换培养液,其原因是 。 (2)为取得同卵双胎或多胎,可以在胚胎发育的 期用 机械方法将胚胎分割。 (3)随着动物体细胞克隆技术的发展,人们可以将纯血马的 移入其他马的 细胞中,将其激活并发育成 ,植入代孕母马体内。 (4)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时,也对人们的传统 观念造成极大冲击。我国政府的态度是禁止 性克隆人。 答案 (1)垂体 长时间不更换培养

16、液,会导致细胞代谢产物的积累而 毒害细胞 (2)桑椹胚或囊胚 (3)体细胞细胞核 去核卵母 早期胚胎 (4)生殖 解析 (1)用垂体分泌的促性腺激素处理适龄纯血母马,可使其超数排 卵。采集的卵母细胞培养过程中要定期更换培养液,防止细胞代谢产物 的积累而毒害细胞。(2)桑椹胚或囊胚的内细胞团细胞为全能干细胞, 可以在胚胎发育的桑椹胚或囊胚期用机械方法将胚胎分割,以取得同卵 双胎或多胎。(3)利用克隆技术可以将纯血马的体细胞细胞核移入其他 马的去核卵母细胞中,将其激活并发育成早期胚胎,植入代孕母马体 内。(4)我国政府的态度是不反对治疗性克隆,禁止生殖性克隆人。 高频命题点2 生态工程 新题速递新

17、题速递 (2017湖南长沙长郡中学第12次周测,40)在缤彩纷呈的生物世界,微生物 似乎显得过于微小与沉寂。然而,它们在生态工程中有着重要的作用, 如处理生活污水。请回答下列问题: (1)生活污水流经某生活污水净化处理系统中的“厌氧沉淀池”、“曝 气池”和“兼氧池”后得到初步净化,在这个过程中,微生物通过 呼吸将污水中的有机物分解。 (2)生态工程中所遵循的基本原理有 、 、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理等。 (3)一般来说,生态工程的主要任务是对已破坏的 进行修复、 重建,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善并提高生态系统的生 产力,追求 、经济、社会效益的统一。 (4)很

18、多微生物只能分解某一种有机物,如果想培育出能分解生活污水 中多种有机物的“超级微生物”,理论上可以采用 技术 对现有微生物进行改造,该技术的核心是 。如果在个 体水平上检测改造的微生物是否符合要求,可采用的检测方法是 。 答案 (1)无氧和有氧(或细胞) (2)物质循环再生原理 物种多样性原理 (3)生态环境 生态(或自然生态) (4)基因工程(或基因拼接、转基因) 基因表达载体的构建 用不同种 有机物分别培养改造后的微生物,观察其分解能力 解析 (1)厌氧沉淀池中的微生物通过无氧呼吸将污水中有机物分解, 曝气池中的微生物通过有氧呼吸将污水中有机物分解,兼氧池中的微生 物通过有氧呼吸和无氧呼吸

19、将污水中有机物分解。(2)生态工程中所遵 循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原 理、整体性原理、系统学与工程学原理等。(3)一般来说,生态工程的 主要任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破 坏的生产方式进行改善并提高生态系统的生产力,追求生态(或自然生 态)、经济、社会效益的统一。(4)很多微生物只能分解某一种有机物, 如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的“超级微生物”,理论上 可以采用基因工程技术对现有微生物进行改造,该技术的核心是基因表 达载体的构建。如果在个体水平上检测改造的微生物是否符合要求,可 采用的检测方法是用含不同种有机物的培养基分

20、别培养改造后的微生 物,观察其分解能力。 整合突破整合突破 1.网络法理清生态工程的概念、原理与实例网络法理清生态工程的概念、原理与实例 (1)概念 (2)原理与实例整合 由此可见,除外均涉及整体性原理,除、外均涉及协调与平衡原 理。 2.“表格法表格法”记忆生态工程的实例记忆生态工程的实例 类型类型实例实例 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

21、理,城市绿化 3.生态工程设计的常用方法生态工程设计的常用方法 (1)生态工程设计的常用方法之一是食物链(网)的“相接”。 (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。 经典再练经典再练 柴静的纪录片穹顶之下引发了全国人民对雾霾的关注和讨论,而 天津港火灾爆炸事故遗址将在彻底清理后建设海港生态公园,这再次将 生态环境与生态经济推上舆论的焦点。生态工程的建设已经成为社会 关注的热点。请回答下列问题: (1)山

22、西省为产煤大省,生态环境破坏严重,矿区废弃地的生态恢复工程 的关键在于植被恢复,以及植被恢复所必需的 的重 建。 (2)某生态工程以沼气工程为中心,各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲 料喂养畜、禽、鱼,人、畜、禽粪便作为原料生产沼气,沼渣水返还农 田、菜园、果园、苗圃、鱼塘,主要体现了生态工程的 原理。该生态工程建设中,鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过 其 。该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在 一起,优化了系统结构,遵循 原理。在该生 态工程中,种植不同的农作物、果树,饲养多种畜禽,这体现了生态工程 的 原理。 (3)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时,需选择符合要求的 植物,这遵

23、循了生态工程的 原理。 答案 (1)土壤微生物群落 (2)物质循环再生 环境容纳量 系统的 结构决定功能 物种多样性 (3)协调与平衡 解析 (1)在矿区生态环境的恢复工程中,关键是植被的恢复及植被恢复所必需的土 壤微生物群落的重建。(2)某生态工程以沼气工程为中心,各类植物的秸秆、枝叶用 来生产饲料喂养畜、禽、鱼,人、畜、禽粪便作为原料生产沼气,沼渣水返还农田、 菜田、果园、苗圃、鱼塘,主要体现了生态工程的物质循环再生原理。该生态工程 建设中,鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量(K值)。生态系统把 鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起,优化了系统结构,遵循系统的结构决定功能 的原理。该生态工程种植不同的农作物、果树,饲养多种畜禽,这体现了生态工程的 物种多样性原理。(3)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时,需选择符合要 求的植物,这遵循了生态工程的协调与平衡原理。