選修三胚胎工程和生態(tài)工程(11)

1、選修三胚胎工程和生態(tài)工程第一講胚胎工程考點(diǎn)1體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育1精子與卵子的發(fā)生(1)精子的發(fā)生場所：睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)。時期：從初情期開始，直到生殖機(jī)能衰退。過程(2)卵子的發(fā)生場所：卵巢。時期：胎兒時期(性別分化以后)和初情期以后。過程兩次分裂的時間：第一次是在雌性動物排卵前后完成的，第二次是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的。2受精(1)(2)受精階段(3)卵子受精完成的標(biāo)志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體3胚胎發(fā)育受精卵卵裂桑椹胚囊胚4精子與卵子發(fā)生的比較項(xiàng)目精子發(fā)生卵子發(fā)生區(qū)別場所睪丸曲細(xì)精管(場所唯一)卵巢、輸卵管(場所不唯一)時間初情期后性別分化后開始，卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲

2、備，是在出生前完成的，減是在精子和卵子的結(jié)合過程中完成的過程特點(diǎn)M和M是連續(xù)的，需變形；細(xì)胞質(zhì)均等分配M和M是不連續(xù)的，不需要變形；細(xì)胞質(zhì)不均等分配結(jié)果形成4個精子形成1個卵細(xì)胞和3個極體相同點(diǎn)原始生殖細(xì)胞自身的增殖為有絲分裂；有性生殖細(xì)胞的形成為減數(shù)分裂；減數(shù)分裂過程均經(jīng)一次染色體復(fù)制和兩次細(xì)胞分裂，子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半5.受精過程中的“三大反應(yīng)”與防止多精入卵受精的“兩道屏障”(1)頂體反應(yīng)： (2)透明帶反應(yīng)：第一道屏障。(3)卵黃膜封閉作用：第二道屏障。1(2013·天津理綜，2)哺乳動物卵原細(xì)胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過程，只有在促性腺激素和精子的誘導(dǎo)下才能完成。下面為某哺

3、乳動物卵子及早期胚胎的形成過程示意圖(N表示染色體組)。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()。A次級卵母細(xì)胞形成的過程需要激素調(diào)節(jié)B細(xì)胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C、和細(xì)胞分裂后期染色體數(shù)目相同D培育轉(zhuǎn)基因動物應(yīng)選擇細(xì)胞作為受體細(xì)胞答案C2(2013·西安五校聯(lián)考三)請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問題。(1)精細(xì)胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的_能協(xié)助精子穿過卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。(2)某動物排卵時，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時卵子處于_卵母細(xì)胞階段。當(dāng)該細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂_期時，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體，則表明_過

4、程已完成。(3)動物的早期胚胎移植到同種且_與供體相同的動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用_激素對供體進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的_，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細(xì)胞是否為活細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)活胚胎細(xì)胞不能被染色，其原因是活細(xì)胞膜_。(4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體，可對發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進(jìn)行_處理，再植入到受體內(nèi)。若要對早期胚胎進(jìn)行長期保存，應(yīng)將其置于_條件下。考點(diǎn)2體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞1體外受精(1)精子、卵子的獲取與培養(yǎng)獲取方法獲能方法卵子促性腺激素處理后沖取卵子直接從輸卵管中沖

5、出能(能，不能)直接與獲能精子在體外受精在活體或屠宰體的卵巢內(nèi)直接采集人工培養(yǎng)到減中期時，才可受精精子假陰道法培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法(在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中獲能)手握法電刺激法(2)受精：獲能的精子和成熟的卵子可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔谩?胚胎的早期培養(yǎng)(1)培養(yǎng)液成分(2)胚胎處理：當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植，或冷凍保存。3胚胎移植(1)胚胎來源：轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精、體內(nèi)受精(2)實(shí)質(zhì)：產(chǎn)生胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過程(3)地位：胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能(能，不能)直接移

6、植受精卵。(4)意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。(5)生理基礎(chǔ)4胚胎分割(1)理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。(2)所需儀器設(shè)備：實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。(3)基本程序：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針或分割刀進(jìn)行分割。(4)囊胚期分割要求：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。(5)意義：加快繁殖速度。5胚胎干細(xì)胞(1)來源：是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的。(2)特點(diǎn)(3)應(yīng)用6試管動物、克隆動物及轉(zhuǎn)基因動物的生產(chǎn)流程比較(1)試管動物生產(chǎn)流程(2)克隆動物的培育流程(3)轉(zhuǎn)基因動物的生產(chǎn)流程7克隆動物、試管動物與轉(zhuǎn)基因動物遺傳

7、特性比較項(xiàng)目克隆動物試管動物轉(zhuǎn)基因動物概念用核移植的方法獲得的動物用體外受精的方法獲得的動物由被轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成的動物技術(shù)核移植體外受精DNA重組技術(shù)生殖方式無性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遺傳特性主要與供核個體相同具備雙親的遺傳性狀具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特異性相同點(diǎn)三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，且移植所選胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。1(2013·山東理綜，35)科學(xué)家通過誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)，繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠，流程如下：(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后，對其進(jìn)行的初次培養(yǎng)

8、稱為_，培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為_。(2)圖中2細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為_，也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子， 通過_后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)圖中重組囊胚通過_技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的_分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細(xì)胞進(jìn)行定向_后用于疾病的細(xì)胞治療。2(山東理綜，35)胚胎工程是一項(xiàng)綜合性的動物繁育技術(shù)，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。(1)從良種母牛采集的卵母細(xì)胞，都需要進(jìn)行體外培養(yǎng)

9、，其目的是_；從良種公牛采集的精子需_后才能進(jìn)行受精作用。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時，除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外，還需要提供_氣體以維持_。(3)圖中過程A稱為_，它在胚胎工程中的意義在于_。(4)研制能夠產(chǎn)生人類白細(xì)胞介素的牛乳腺生物反應(yīng)器，需將目的基因?qū)肱Ｊ芫?，最常用的?dǎo)入方法是_；獲得轉(zhuǎn)基因母牛后，如果_，即說明目的基因已經(jīng)表達(dá)。3(2012·山東理綜，35)毛角蛋白型中間絲(KIF )基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān)。獲得轉(zhuǎn)KIF 基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡單流程如圖。(1)過程中最常用的運(yùn)載工具是_，所需要的酶是限制酶和_。(2)在過程中，用_處理將皮膚組織塊分散成單

10、個成纖維細(xì)胞。在培養(yǎng)過程中，將成纖維細(xì)胞置于5% CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是_。(3)在過程中，用_處理以獲取更多的卵(母)細(xì)胞。成熟卵(母)細(xì)胞在核移植前需要進(jìn)行_處理。(4)從重組細(xì)胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術(shù)是_。在胚胎移植前，通過_技術(shù)可獲得較多胚胎。4(2013·福建理綜，33)克隆豬成功率較低，與早期胚胎細(xì)胞的異常凋亡有關(guān)。Bcl2基因是細(xì)胞凋亡抑制基因，用PCR技術(shù)可以檢測該基因轉(zhuǎn)錄水平，進(jìn)而了解該基因與不同胚胎時期細(xì)胞凋亡的關(guān)系。克隆豬的培育及該基因轉(zhuǎn)錄水平檢測流程如圖。請回答：(1)圖中重組細(xì)胞的細(xì)胞核來自_細(xì)胞，早期胚胎移入受體子宮后繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑

11、椹胚、囊胚和_胚最終發(fā)育為克隆豬。(2)在PCR過程中可檢測出cDNA中Bcl2 cDNA的分子數(shù)，進(jìn)而計(jì)算總mRNA中Bcl2mRNA的分子數(shù)，從而反映出Bcl2基因的轉(zhuǎn)錄水平。圖中X表示_過程。從基因組數(shù)據(jù)庫中查詢Bcl2mRNA的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列設(shè)計(jì)合成_用于PCR擴(kuò)增，PCR過程第一輪循環(huán)的模板是_。第2講生態(tài)工程考點(diǎn)1生態(tài)工程的基本原理1關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)(1)建設(shè)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(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。(2)生態(tài)工程的特點(diǎn)：少消耗、多效益、可持續(xù)。(3)生態(tài)經(jīng)濟(jì)原則：實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物

12、，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(shí)現(xiàn)廢物的資源化。手段：建設(shè)生態(tài)工程。模式：實(shí)現(xiàn)“原料產(chǎn)品原料產(chǎn)品”的無廢棄物生產(chǎn)體系。2生態(tài)工程所遵循的基本原理基礎(chǔ)原理理論基礎(chǔ)意 義實(shí) 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(hù)林”建設(shè)中的問題；珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題協(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(jì)、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

13、林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟(jì)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：整體功能大于部分功能之和保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關(guān)系考點(diǎn)2生態(tài)工程實(shí)例分析2生態(tài)工程的實(shí)例類型主要原理注意問題農(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、物種多樣性原理核心：沼氣工程優(yōu)點(diǎn)：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、工程學(xué)原理“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益；不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)，生態(tài)工程模式應(yīng)各具特色大

14、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理工程建設(shè)中應(yīng)注意的問題：考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題，種植適宜品種；考慮樹種多樣性，保證防護(hù)林體系穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同策略濕地生態(tài)恢復(fù)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理主要措施：退耕還湖；主要困難：解決遷出湖區(qū)居民的生計(jì)問題礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理種植耐旱的灌木、草和樹；確定合理載牧量；改良表土城市環(huán)境生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理等解決大氣污染措施：禁止使用有鉛汽油；水污染：減少或禁止污水排放，進(jìn)行污水凈化 1(江蘇高考)江蘇某農(nóng)戶創(chuàng)建的冬季生態(tài)型種植養(yǎng)殖模式如下圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。生態(tài)型種植

15、養(yǎng)殖模式圖(1)牛棚內(nèi)產(chǎn)生的_可擴(kuò)散進(jìn)入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用產(chǎn)生的_可擴(kuò)散進(jìn)入牛棚。(2)秸稈除了作為牛的飼料外，還可與牛糞混合堆放進(jìn)行_，腐熟的產(chǎn)物肥效提高，這是因?yàn)開。這種肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜產(chǎn)量。(3)在牛的品系、飼料品種和用量不變的條件下，采用這種養(yǎng)殖模式，牛的生長速率明顯提高，其主要原因是_。(4)牛棚保溫所需的熱能來源于牛自身散熱、地?zé)?、_和_。(5)從生態(tài)系統(tǒng)主要功能的角度分析，這種種植、養(yǎng)殖模式較好地實(shí)現(xiàn)了_。2(2013·浙江高考“生物科學(xué)與社會”模塊，8改編)下面是關(guān)于生物凈化的問題。請回答：(1)生物凈化技術(shù)的主要原理是通過人為地放

16、大和強(qiáng)化生態(tài)系統(tǒng)的_能力，以達(dá)到有效治理環(huán)境污染的目的。(2)在污水生物凈化過程中，當(dāng)污水流入水體后，好氧微生物首先大量_，并以水中的_作為營養(yǎng)來源。隨著水體的不斷凈化，水中的溶氧量有一個明顯的_過程。(3)下列關(guān)于活性污泥法的概述，錯誤的是()。A. 活性污泥是一種微生物共同體B. 活性污泥使用后不能重復(fù)利用C. 污水中的有機(jī)物污染物在曝氣池中得到凈化D. 活性污染泥法的處理過程可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動化監(jiān)控3(2011·新課標(biāo)全國卷，40)現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng)，處理流程為“厭氧沉淀池曝氣池兼氧池植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經(jīng)凈化處理后，可用于澆灌綠地?；卮饐栴}：(1)污水流經(jīng)厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過_呼吸將有機(jī)物分解。(2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了_(生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群)。在植物池的食物網(wǎng)中，植物位于第_營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于_所固定的_能。(3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調(diào)與平衡、_和_等原理。(4)一般來說，生態(tài)工程的主要任務(wù)是對_進(jìn)行修復(fù)，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。4如圖是我國常見的一種生態(tài)農(nóng)業(yè)示意圖，請據(jù)圖回答問題。(1)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體