2023年老高考生物一轮复习第33讲 胚胎工程与生态工程(含生物技术的安全性和伦理问题).pdf
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1、2023/内,01强基础增分策眉容索O2)增素能精准突破弓/,03;悟考情演练真题知考向明考情提素养重考能1简述动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程生命观念生态工程的结构决的理论基础定其功能全国2简述干细胞在生物医学工程中的应用价值卷3举例说出日常生活中的转基因产品及影响建立胚胎移植和试内容4举例说明生物武器对人类的威胁科学思维管动物的基本操作要求5简述生态工程的原理及应用流程模型6实验搜集“转基因食品是否安全”及关千设计试管婴儿的资料近五科学探究胚胎工程的应用年全2020全国II(38)、2020全国III(38)转基因生物的安全国卷社会责任性、实施生态工程考情保护生态环境罹基福增分策眉一、体内
2、受精和早期胚胎发育1胚胎工程的概念对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。2精子和卵子的发生,一一一一一一一一一一一一一一一、i精子的发生-睾丸曲细精管从卵巢开始减数第一次分裂和三减数第二次分裂是特点连续的,需变形形成成熟的精子,细胞质均等分裂,一一一一一一一一一一一一一一一、卵子的发生!、-,初情期胚胎出现性别分化后减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的,无需变形即为成熟的卵子,细胞质不均等分裂(第一极体分裂除外)形成4个精子形成1个卵子和3个极体3受精作用(1)场所:雌性的输卵管。(2)过程是指抖千获得受特”能力”,面不是
3、庆得能量,4 受精阶段精子,获能:在雌性动物生殖道内发生卵子的准备:发育到减数第二次分裂中期才具备受精能力顶体反应(穿越放射冠)v 透明带反应(穿越透明带)v 卵细胞膜反应(进入卵细胞膜)v 原核形成,配子结合成受精卵提醒(1)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。(2)受精卵遗传物质的来源:核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。4早期胚胎发育过程令令令(勹趟C50))令2细胞4细胞8细胞、J了受精卵人卵裂期桑棋胚/r-.I!胚胎发育.-,-._ 细胞分裂方式为有丝分裂,细!廿亥阶段前的I I I l的起点1 I I
4、 l-.胞数目增多,但胚胎总体积并!每一个细胞不增加或略有缩小 都属千全能-.,细胞己贮I-.:囊胚腔透明带内细胞团滋养层囊胚外胚层滋养层今原肠腔内胚层原肠胚I八r-一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一l、-.-._ _.内细胞团:发育为胎儿的各种组织滋养层细胞:发育为胎膜和胎盘囊胚腔:内含液体出现了三个胚层和原肠腔旁栏边角(选修3p63“讨论”)刚排出的卵是成熟的卵子吗?它在母体的什么部位与精子受精?提示刚排出的卵子尚未完全成熟,仅完成减数第一次分裂,需要在输卵管内进一步成熟,直到减数第二次分裂中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。易错辨析(1)精子
5、和卵子的发生都是从初情期开始的。(X)精子的发生从初情期开始,卵子的发生则从胚胎出现性别分化后开始。(2)卵子形成过程中,减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。(X)卵子形成过程中,减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的。(3)排卵是指卵泡从卵巢中排出。(X)排卵是指卵子从卵泡中排出。(4)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。()(5)卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。()(6)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。()(7)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。(X)在卵裂初期卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断减小。(8)卵裂期胚
6、胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。(X)卵裂期胚胎中细胞数目不断增加,而有机物总量不断减少。二、体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用1体外受精与早期胚胎培养(1)体外受精A活体输卵管中冲取卵子仁石干面接受精;雷培养到仍为有性生殖已屠宰母畜卵巢中采集裘中期才可受精精子的采集和获能大型动物体型小、易控制的动物野生或经济动物假阻道法手握法龟刺激法培养法或化学诱导法获能在获能溶液中或专用受精溶液中进行(2)早期胚胎培养、,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力叩培养液成分:无机盐、有机盐(两盐);维生素、激素(两素);氨基酸、核首酸(两酸),另外还有血清等。胚胎去向:
7、向受体移植或冷冻保存。2胚胎移植.、,实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(1)地位:胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。(2)主要过程顾、受体的选择和处理选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理、I 配种或进行人工授精1除闭伎悖邸泼务处理外,对受砱、还友闭穿浪未处理对胚胎的收集、检查、处理胚胎移植收集:冲卵检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑楛胚或囊胚阶段,,z夕车在承肠总阶段移拉,因允此对分化程度高移挂成功牟1佟低,为外豕修直捩移拉受抹卵处理:直接向受体移植或放入196C的液氮中保存方法:手术法和
8、非手术法胚胎移植后的检查尸检查受体是否妊娠(3)意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。(4)生理学基础生理学基础胚胎移胚胎存胚胎发胚胎收入基础活基础育基础集基础哺乳动物排卵受体子宫对供体胚胎可与早期胚胎在一后,在一段时外来胚胎基受体子宫建立定时间内不会间内同种动物本上不发生正常的生理和与母体子宫建的供、受体生免疫排斥反组织联系,且供立组织上的联殖器官的生理应体胚胎的遗传系,处千游离变化是相同的特性不受影响状态3胚胎分割一一一-无性繁殖或克隆(1)材料:发育良好,形态正常的桑楛胚或囊胚。(2)实质:胚胎分割可增加动物后代的数量,其实质是动物的无性繁殖或克隆。(3)注意:对竞胚阶段的胚胎进行分割时
9、,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。对未知性别的胚胎可以取滋养层,做DNA分析性别鉴定。4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,具有发育的全能性;体外培养条件下可以增殖而不发生分化。(3)培养过程受精卵日全能囊胎国五顷细胞胚儿II细胞加饲养层细胞,内细胞团细胞ES细胞分离培养ii不加饲养层细胞,分裂分化提醒界定“滋养层”与饲养层”(1)滋养层:囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,最终发育成胎膜和胎盘。(2)饲养层:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在于细胞培养时,可作为提供于细
10、胞分裂、增殖的营养细胞。旁栏边角(选修3p63“正文内容“拓展)排卵和冲卵有什么区别?提示排卵是指卵子从卵泡中排出,冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。易错辨析(1)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理。(X)胚胎移植技术中对受体母畜使用孕激素处理,对供体母畜使用促性腺激素处理。(2)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。()(3)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。()(4)胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点。()(5)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(X)内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层发育成胎膜和胎盘。三、生物技术的安全性和伦理问
11、题1转基因产品的安全性(1)对转基因产品安全性的争论CD争论起因:不同的价值观取向可能产生对转基因技术的不同见解,特别是在转基因食品的安全性等方面发生激烈争论。争论内容举例:转基因生物研发和安全评估。转基因食品销售及我国有关转基因生物研究和商品化的法规和政策。(2)理性看待转基因技术叩理性看待转基因技术不是人云亦云,更不是坻毁科学创新、造谣惑众。需要以完备的相关科学知识为基础,即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程。要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。制定法规维护消费者对转基因产品的知情权和选择权,保证转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。成立权威评价机构,为保障农业转基因生物安全提
12、供重要技术支撑。2关注生物技术的伦理问题项目反对支持克伦理违反了人类的伦理道德观念,中中国不反对治疗性克隆方面国禁止生照性克隆隆技术技术不成熟,流产率高、畸形率可通过胚胎分级、基因诊断和人方面高、出生后死亡率高染色体检查等方法解决技术问题设计试胚胎也是生命,杀死胚胎无异于提供骨髓造血干细胞并不会对试管管婴儿“谋杀”婴儿造成损伤基技术很难用在具体医疗中有一些遗传性疾病可以通过因方面基因检测后在早期采取预防措施检道德可能引起基因歧视通过正确的科学知识传播、伦理道德测方面教育和立法解决基因歧视现象3禁止生物武器(1)生物武器的种类(连线)三巨心致病菌、病毒a重组流感病毒、新型鼠痐病毒生化毒齐I鼠疫杆
13、菌、炭疽杆菌基因重组的致病菌飞肉毒杆菌毒素(2)我国政府观点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。易错辨析(1)转基因作物被动物食用后,目的基因就会转入动物体细胞中。(X)目的基因会被消化道消化,变成小分子物质。(2)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性。()(3)转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中。()(4)转基因抗虫植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。(X)由千植物与害虫间是相互选择的,转基因抗虫植物可使昆虫群体抗性基因频率增加。(5)如果转基因植物的外源基因来源千自然界,则不会存在安全性问题。(X)即便外源基因来
14、自自然界,它的转入也可能破坏原有的基因结构,具有不确定性,所以也会存在安全性问题。(6)生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。()(7)生殖性克隆人会面临流产、死胎和畸形儿等问题与人类传统伦理道德背道而驰。()四、生态工程1生态工程与生态经济(1)人类设计生态工程的根本目的是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染达到生态效益与经济效益的同步发展。(2)生态工程的特点少消耗、多效益、可持续。(3)生态经济:主要是通过实行“循环经济”的原则,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,从而实现废弃物的资源化而实现循环经济最重要的手段之一就是生态
15、工程。2生态工程所遵循的基本原理(1)物质循环再生原理物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球地质大循环循环往复,分层分级利甩从而达到取之不尽、用之不竭的效果。(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,除了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)整体性原理人类处在一个社会经济自然复合而成的巨大系统中,进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。(5)系统学和工程学原理:生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构,
16、达到改善系统功能的目的。另外系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大千各部分之和的效果,即“1+12“。3设计生态工程的五大原理及实例整合(连线)实例原理心农村综合发展一物质循环再生原理型生态工小流域综合治理生态工千口、,物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理实例4)湿地生态恢复工程5)矿区废弃地的生态恢复工程飞:昙:系2气系统学和工程学原刚:由此可见,除外均涉及整体性原理,除句外均涉及协调与平衡原理。旁栏边角1.(选修3P122“图5-16“改编)进行矿区废弃地生态恢复工程建设时,恢复植被的措施是植树和种草,为什么不是种植农作物
17、?提示矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物生长,因此代之以适应性强、耐旱的灌木、草和树等。2.(选修3P110“讨论l”)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?提示纯樟子松林、杨树林的生物多样性低,食物链短而单调,缺少松毛虫、天牛的天敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源。珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如,氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流到系统外。易错辨析(1)在生态工程中有效选择生物组分并合理布设是生态工
18、程的自生原理所必需的。()(2)我国古代先民依靠“无废弃物农业“保证了土壤肥力,改善了土壤结构,这符合物质循环再生原理。()(3)我国西北地区干旱少雨,种植乔木类(如杨树)符合协调与平衡原理。(X)我国西北地区干旱少雨,不适宜乔木生长,故种植乔木不符合协调与平衡原理。(4)自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。()(5)建立农村综合发展型生态工程是实现经济、社会、生态效益全面提高的有效途径。()(6)只要合理设计生态工程就可以遵从“先污染、后治理”的路线。(X)任何情况下均不能走“先污染,后治理的路线。(7)林业生态工程建设既考虑种树又考虑生活问
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