2020版高考生物總復習第32講胚胎工程與生態(tài)工程（含生物技術的安全性和倫理問題）課件中圖版.pptx

第32講 胚胎工程與生態(tài)工程(含生物技術的安全性和倫理問題),1.胚胎工程的概念 對動物_所進行的多種顯微操作和處理技術，如_、_、_、 _等技術。,考點一 體內受精和早期胚胎發(fā)育,早期胚胎或配子,體外受精,胚胎移植,胚胎分割,胚胎干細胞培養(yǎng),2.精子和卵子的發(fā)生,卵巢,初情期,性別分化,需變形,不均等分裂,4,1個卵子,3.受精作用 (1)場所：雌性的_。 (2)過程,輸卵管,M中期,4.早期胚胎發(fā)育過程,起點,有絲分裂,增加,不增加或略有縮小,32,全能性,胎兒的各種組織,胎膜和胎盤,表層,下方,(中圖版選修三P47圖134拓展)早期胚胎的發(fā)育過程中，卵裂時細胞的體積和所有的細胞體積之和有何變化？ 提示 卵裂過程中，細胞只分裂而不生長，所以每個細胞的體積越來越?。慌咛サ目傮w積表現(xiàn)為不增加或略有縮小。,(2019湖南長沙市模擬)胚胎工程的許多技術，實際是在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。請根據(jù)動物受精和早期胚胎發(fā)育過程回答下列問題： (1)在哺乳動物體內卵子的發(fā)生過程中，減數(shù)第一次分裂完成的時間是在雌性個體 ，當次級卵母細胞發(fā)育到 (時期)時才具備與精子受精的能力，受精的場所是 ，判斷卵子是否受精的重要標志是 。 (2)受精過程中防止多精入卵的兩道屏障是 和 。 (3)胚胎發(fā)育過程首先是卵裂，所得每個子細胞的體積比受精卵 ，胚胎發(fā)育到 期會導致透明帶破裂，胚胎從中伸展出來，這一過程叫做孵化。,(4)胚胎干細胞是由囊胚的 或 中分離出來的一類細胞，在人類疾病治療和科學研究中有著廣泛的應用。 解析 哺乳動物的卵細胞形成過程中的減數(shù)第一次分裂發(fā)生在雌性動物排卵前后，次級卵母細胞發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期才具備受精能力。受精的場所是輸卵管。判斷卵子是否受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。受精過程中防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應和卵細胞膜反應。胚胎干細胞是由囊胚的內細胞團或原始性腺中分離出來的一類細胞。,答案 (1)排卵前后 M中期 輸卵管 在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體 (2)透明帶反應 卵細胞膜反應(順序可顛倒) (3)小 囊胚 (4)內細胞團 原始性腺,1.體外受精與早期胚胎培養(yǎng) (1)體外受精,考點二 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)及胚胎工程的應用,輸卵管,卵巢,M中期,假陰道,培養(yǎng)法,(2)早期胚胎培養(yǎng) 培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽(兩鹽)；_(兩素)；_ (兩酸)，另外還有水、血清等。 胚胎去向：_。 2.胚胎移植 (1)地位：胚胎工程其他技術的最后一道工序。,維生素、激素,氨基酸、核苷酸,向受體移植或冷凍保存,(2)主要過程 (3)意義：充分發(fā)揮_。,超數(shù)排卵,沖胚,桑椹胚或囊胚,妊娠,雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能,3.胚胎分割 (1)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的_。 (2)實質：胚胎分割可增加動物后代的數(shù)量，其實質是_。 (3)注意：對囊胚分割時，注意將_均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,桑椹胚或囊胚,動物的無性繁殖或克隆,內細胞團,4.胚胎干細胞(ES或EK細胞) (1)來源：_。 (2)特點：形態(tài)上，體積小、細胞核大、核仁明顯；功能上，具有_；體外培養(yǎng)條件下可以_。 (3)培養(yǎng)過程,早期胚胎或原始性腺,發(fā)育的全能性,增殖而不分化,1.(中圖版選修三P53、P54“內文”拓展)排卵和沖胚有什么區(qū)別？ 提示 排卵是指卵子從卵泡中排出，沖胚是把供體母牛子宮內的早期胚胎沖洗出來。 2.(中圖版選修三P49“資料2”拓展)對囊胚階段的胚胎進行分割時，為什么要將內細胞團均等分割？ 提示 內細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎細胞，其他細胞為滋養(yǎng)細胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。,1.(2018遼寧丹東一模)器官移植中供體器官的嚴重缺乏一直是困擾需要器官移植患者的問題。中山大學眼科中心主任葛堅領導的研究小組培育出了猴鼠嵌合體“猴鼠”，期待成果可用于人體角膜等器官的移植。根據(jù)科研過程示意圖回答有關問題：,(1)圖中培養(yǎng)過程中為了防止雜菌污染要加入一定量的 ；而由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質還沒有完全弄清楚，所以還要加入_。 (2)囊胚已出現(xiàn)細胞分化，應將猴子的皮膚干細胞注射到小鼠囊胚的 部位，才能伴隨其發(fā)育成某種組織。 (3)實驗中和要同時注射激素在操作上稱為 。而將囊胚移入代孕母鼠體內屬于 技術，此技術對代孕受體的要求是_。 (4)在畜牧生產中采用這種技術的優(yōu)勢主要是 ，若想進一步提高胚胎的利用率，可采用 技術。,解析 (1)圖中為動物細胞培養(yǎng)過程；在該過程中，為了防止雜菌污染要加入一定量的抗生素；而由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質還沒有完全弄清楚，所以還要加入血清(或血漿)。(2)內細胞團將來發(fā)育成各種組織、器官。(3)實驗中和要同時注射激素在操作上稱為同期發(fā)情處理。(4)在畜牧生產中采用這種技術的優(yōu)勢主要是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，若想進一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術。 答案 (1)抗生素 血清(或血漿) (2)內細胞團 (3)同期發(fā)情處理 胚胎移植 同種、健康的生理狀態(tài)相同的其他雌性動物 (4)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 胚胎分割,2.(2019華大新高考聯(lián)盟聯(lián)考)ES細胞(胚胎干細胞)在基礎生物學、畜牧學和醫(yī)學上有十分重要的應用價值。請回答下列問題： (1)ES細胞在體 (填“內”或“外”)培養(yǎng)時，可以增殖而不發(fā)生分化。在ES細胞培養(yǎng)液中加入分化誘導因子 (只填一種即可)時，就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。 (2)將人的ES細胞進行細胞培養(yǎng)時，要用 酶分散細胞，制成細胞懸液，放入培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)。使用合成培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)時，通常需要加入 等天然成分。在細胞培養(yǎng)過程中，ES細胞主要通過 的方式進行細胞增殖。 (3)將來源于兩種不同哺乳動物的兩個ES細胞進行細胞融合，常用的生物誘導因素是 ，經融合后所形成的細胞被稱為 。動物細胞融合技術的意義在于 。,解析 (1)哺乳動物的胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，在體外培養(yǎng)的條件下，ES細胞可以增殖而不發(fā)生分化。在研究體外細胞分化時，在ES細胞的培養(yǎng)液中需添加誘導因子，如牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等，可誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。(2)將人的ES細胞進行細胞培養(yǎng)時，要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶分散細胞，制成細胞懸液，放入培養(yǎng)瓶中使用合成培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)時，通常要加入血清、血漿等一些天然成分。ES細胞主要通過有絲分裂的方式進行增殖。(3)將來源于兩種不同哺乳動物的兩個ES細胞進行細胞融合，常用的生物誘導因素是滅活的病毒。經融合后形成的細胞被稱為雜交細胞，動物融合技術的意義在于突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。,答案 (1)外 牛黃酸或丁酰環(huán)腺苷酸(任選其一) (2)胰蛋白或膠原蛋白(任選其一) 血清或血漿(任選其一) 有絲分裂 (3)滅活的病毒 雜交細胞 突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能,1.胚胎移植與胚胎分割中的相關問題 (1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”，移植的胚胎必須在原腸胚之前，但不能直接移植受精卵。 (2)兩次處理：用激素對供體(雌性個體)和受體進行同期發(fā)情處理；用促性腺激素對供體(雌性個體)進行超數(shù)排卵處理。 (3)兩次檢查：收集胚胎檢查；移植后是否妊娠檢查。 (4)胚胎移植成功的兩個條件：同種動物之間、供受體生理狀態(tài)要相同。 (5)沖卵含義：沖出早期胚胎，不是沖出卵子。 (6)胚胎分割時要將內細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。 (7)胚胎分割應選取桑椹胚或囊胚時期的胚胎，屬于無性繁殖或克隆。,2.胚胎移植的生理學基礎 (1)發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內，供、受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎提供相同的生理環(huán)境。 (2)早期胚胎沒有與母體子宮建立組織聯(lián)系，為胚胎收集提供了可能。 (3)受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，為胚胎的存活提供了可能。 (4)胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但其遺傳特性不受影響。,3.胚胎移植的實質和優(yōu)勢、時間 (1)胚胎移植的實質：是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉換，而胚胎本身的遺傳物質并不發(fā)生改變，因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。 (2)胚胎移植的優(yōu)勢：充分發(fā)揮雌性優(yōu)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(yè)的發(fā)展。 (3)胚胎移植時間：不同動物胚胎移植的時間不同，牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在816個細胞階段移植。幾乎所有動物都不能培養(yǎng)到原腸胚階段移植，因為此時細胞分化程度較高，移植成功率很低。,1.轉基因生物的安全性 (1)轉基因生物存在安全性問題的原因 目前對_、基因間的相互作用及基因的調控機制等都了解得相當有限。 目的基因往往是_的基因。 外源基因插入宿主基因組的部位往往是_的。 (2)對轉基因生物安全性的爭論：在_三個方面存在激烈的爭論。 (3)理性對待轉基因技術：_。,考點三 生物技術的安全性和倫理問題,基因的結構,異種生物,隨機,食物安全、生物安全、環(huán)境安全,趨利避害，不能因噎廢食,2.生物技術中的倫理問題 (1)克隆 治療性克隆與生殖性克隆 中國政府態(tài)度：_。,禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆,(2)試管嬰兒與設計試管嬰兒 試管嬰兒與設計試管嬰兒都是有性生殖，都要通過體外受精，并進行體外早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植，不同的是設計試管嬰兒胚胎移植前需進行“遺傳學診斷”或基因診斷。,3.基因身份證 (1)否定的理由：個人基因資訊的泄露造成_，勢必造成遺傳性失業(yè)大軍、個人婚姻困難和人際關系疏遠等嚴重后果。 (2)肯定的理由：一些遺傳性疾病在后代中復現(xiàn)率很高，通過基因檢測可以_，達到挽救患者生命的目的。,基因歧視,及早預防，適時治療,4.生物武器 (1)種類：致病菌、_、生化毒劑，以及經過_的致病菌。 (2)中國政府的態(tài)度：在任何情況下_生物武器，并反對_的擴散。,病毒,基因重組,不發(fā)展、不生產、不儲存,生物武器及其技術和設備,(2019湖南省長沙市模擬)現(xiàn)代生物技術在造福人類的同時，也可能引起一系列的安全和倫理問題，回答以下有關問題。 (1)關于轉基因生物的安全性問題的爭論主要集中在 安全、 安全和環(huán)境安全三個方面。 (2)生物武器包括 、 、生化毒劑以及經過基因重組的致病菌等。 (3)我國對于“克隆人”這一技術總體上來說是禁止 性克隆，但不反對_ 性克隆。 (4)設計試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入前需要對胚胎進行 。 (5)對于“基因身份證”，反對者認為：通過基因檢測確定和治療遺傳病目前困難重重，而且存在個人基因資訊泄露造成社會生活中出現(xiàn) 的風險，因此沒有必要進行基因檢測。,解析 (1)轉基因生物的安全性問題主要包括食物安全(滯后效應、過敏原、營養(yǎng)成分改變)、生物安全(對生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經過基因重組的致病菌等。(3)我國對于“克隆人”這一技術總體上來說是禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆。(4)設計試管嬰兒是指體外受精形成的胚胎在植入母體孕育前，根據(jù)人們的需要，將胚胎的一個細胞取出，進行某些設計，當檢測結果符合人們需要時，再把胚胎植入母體孕育，因此設計試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入前需要對胚胎進行遺傳學診斷。(5)對于“基因身份證”，反對者認為：通過基因檢測確定和治療遺傳病目前困難重重，而且存在個人基因資訊泄露造成社會生活中出現(xiàn)基因歧視的風險，因此沒有必要進行基因檢測。 答案 (1)食物 生物 (2)致病菌 病毒 (3)生殖 治療 (4)遺傳學診斷 (5)基因歧視,1.生態(tài)工程與生態(tài)經濟 (1)生態(tài)工程 任務：修復和重建已遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)；改善傳統(tǒng)的生產方式，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力。 目的：遵循自然界_的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境污染，達到_和_的同步發(fā)展。 特點：與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程是一類_、多效益、_的工程體系。,考點四 生態(tài)工程,物質循環(huán),經濟效益,生態(tài)效益,少消耗,可持續(xù),(2)生態(tài)經濟 原則：“循環(huán)經濟”。 特點：使一個系統(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產原料。 目的：實現(xiàn)廢棄物的資源化。 手段：生態(tài)工程。,2.生態(tài)工程所遵循的五項原理 (1)物質_原理 物質在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復， _利用。(如無廢棄物農業(yè)) (2)物種_原理 物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的_穩(wěn)定性。 (3)協(xié)調與平衡原理 生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡，需要考慮_。,循環(huán)再生,分層分級,多樣性,抵抗力,環(huán)境承載力,(4)_原理 人類處于社會經濟自然復合而成的巨大系統(tǒng)中。進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到_等系統(tǒng)的影響力。 (5)_原理 包括系統(tǒng)的結構決定功能原理和系統(tǒng)整體性原理。,整體性,經濟和社會,系統(tǒng)學和工程學,特別提醒 單一人工林比天然混交林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害物種多樣性原理；草原確定合理載畜量，不能過度放牧協(xié)調與平衡原理；引種考慮適應環(huán)境協(xié)調與平衡原理；林業(yè)生態(tài)工程建設，既考慮種樹又考慮生活問題整體性原理。,3.設計生態(tài)工程的五大原理及實例整合(連一連) 由此可見，除外均涉及_原理，除、外均涉及_原理。,整體性,協(xié)調與平衡,(2018江西臨川二中月考)傳統(tǒng)經濟模式正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，經濟發(fā)展必須符合生態(tài)學規(guī)律，改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，走生態(tài)經濟之路。 2016年11月，南昌市政府提出不僅要解決交通擁堵問題，還要打造海綿城市。海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環(huán)境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。,(1)人類要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須走生態(tài)經濟之路，生態(tài)經濟所遵循的主要原則和實現(xiàn)的重要手段分別是 和 。 (2)建設海綿城市的一個通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池內不僅安裝了現(xiàn)代化的雨水凈化系統(tǒng)，還種植了許多水生植被輔助凈化，這些植物的引種需遵循 原理；建設海綿城市的目的之一是“擴大公共產品有效投資，提高新型城鎮(zhèn)化質量，促進人與自然和諧發(fā)展”，體現(xiàn)了 原理。 (3)在進行生態(tài)工程建設時，應當根據(jù)當?shù)氐膶嶋H條件、因地制宜地進行。如小流域存在的主要問題是 ，針對這種問題我國甘肅隴南地區(qū)總結出了“九子登科”的治理模式，而礦山廢棄地生態(tài)修復工程的關鍵是 和土壤微生物群落的重建。,解析 (1)生態(tài)經濟主要是通過實行“循環(huán)經濟”的原則，使一個系統(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。(2)引種植物時需考慮其與當?shù)貧夂虻葪l件相適應，應遵循協(xié)調與平衡原理；促進經濟、社會、生態(tài)協(xié)調發(fā)展，應遵循整體性原理。(3)小流域存在的主要問題是水土流失比較嚴重；而礦山廢