生物30 胚胎工程与生态工程.ppt

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1、专题31胚胎工程与生态工程考点考点1胚胎工程胚胎工程一、胚胎工程的操作流程一、胚胎工程的操作流程知识清单二、体内受精和早期胚胎培养二、体内受精和早期胚胎培养1.精子与卵子的发生2.受精(1)精子获能:刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。(2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到减中期时,才具备与精子受精的能力。(3)受精过程主要包括:精子穿过放射冠和透明带,进入卵细胞膜,原核形成和融合。3.胚胎发育过程:受精卵卵裂囊胚原肠胚组织器官分化幼体。(1)哺乳动物的早期胚胎发育是在输卵管中进行的,一般到桑椹胚期进入子宫,囊胚期着床。项目

2、精子的发生卵子的发生场所睾丸曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体(2)卵裂:细胞分裂方式是有丝分裂。(3)囊胚:由滋养层细胞和内细胞团构成,内细胞团细胞具有发育全能性,能分化出幼体动物的所有组织器官。(4)原肠胚:出现了三个胚层和原肠腔。知能拓展知能拓展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.防止多精子入卵的机制包括:第一道屏障:透明带反应;第二道屏障:卵细胞膜反应。3.受精标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。4.卵裂期细胞体积、数量及胚胎

3、总体积的变化细胞体积缩小,细胞数量增加,胚胎总体积不变或略有缩小。三、体外受精和早期胚胎培养三、体外受精和早期胚胎培养1.体外受精(1)精子的采集与获能:采集方法有假阴道法、手握法和电刺激法等;体外获能方法通常有培养法和化学诱导法。(2)卵母细胞的采集和培养:给哺乳动物注射促性腺激素,使其超数排卵,然后从输卵管中冲出卵子;也可从废弃的卵巢或活体卵巢中采集,但需要培养到减中期时,才可受精。(3)体外受精:获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精。2.早期胚胎培养(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

4、冻保存。知能拓展知能拓展1.原肠胚不属于早期胚胎早期胚胎是指可用于移植的胚胎,包括原肠胚之前的囊胚、桑椹胚,甚至更早的阶段。2.获得精子和卵子后,两者并不立即在体外结合:需要对精子进行获能处理,并将卵母细胞培养至减数第二次分裂中期。3.胚胎发育的过程中,细胞的全能性并非完全相同,桑椹胚细胞具有全能性,囊胚细胞开始分化,原肠胚时期细胞已出现高度分化。四、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞四、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞1.胚胎移植(1)概念剖析供体:能提供早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到胚胎的雌性动物。受体:与供体同种的、生理状态相同的其他雌性动物。结果:产生新个体。(2)意义:充分发挥雌性优

5、良个体的繁殖潜力。(3)生理学基础移入:排卵后,供、受体生殖器官的生理变化是相同的。收集:早期胚胎处于游离状态。存活:受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。遗传性:供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但移入受体的供体胚胎的遗传特性不受任何影响。(5)胚胎移植的实质:早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变,因此各种性状能保持其原来的优良特性。(6)胚胎移植的优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,从而大大缩短了供体本身的繁殖周期,大大推动了畜牧业的发展。2.胚胎分割(1)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)实质:胚胎分割可增加动

6、物后代,其实质是动物的无性繁殖或克隆。(4)基本程序:(3)注意:对囊胚分割时,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。3.胚胎干细胞(1)来源:早期胚胎或原始性腺。(2)特点:在形态上,体积小、核大、核仁明显;在功能上,具有发育的全能性;在体外培养条件下可以增殖而不分化。(3)培养过程知能拓展知能拓展1.探究用于移植的胚胎来源及生殖方式(1)核移植无性繁殖(2)体外受精有性生殖(3)体内受精冲卵移植有性生殖2.同期发情处理一般用雌性激素,超数排卵处理用促性腺激素。3.胚胎移植过程要经过两次检查,分别是:冲卵后,对胚胎进行质量检查;移植后是否妊娠检查。比较项目试管动物克

7、隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、细胞培养、胚胎(分割)移植实例试管牛多利羊过程生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质大部分来自供核生物体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等4.试管动物与克隆动物的比较例例2(2016广西浔州高中二模,40)图为牛胚胎移植过程示意图,请回答下列问题。(1)阶段常用激素对供体母牛进行处理,其目的是获得更多的卵子。(2)冲卵的生理基础是。(3)阶段对胚胎进行质量检查,这时的胚胎应发育到或阶段。(4)若要通过获得遗传物质完全相同的多个新个体,可对阶段检查合格的胚胎进行技术处理,

8、该过程中应注意对进行均等分割。(5)ES或EK细胞的形态特征是,在培养液中加入,可诱导其向不同类型的组织细胞分化。解析解析(1)胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理,其目的是获得更多的卵子。(2)早期胚胎形成后处于游离状态,未与母体子宫建立联系,这是冲卵的生理基础。(3)胚胎移植前对胚胎进行质量检查,这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段。(4)应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体,胚胎分割时注意对内细胞团进行均等分割。(5)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征,在胚胎干细胞培养时向培养液中加入分化诱导因子,可诱导其向不同类型的组织细胞分化。答案答案(1)促性腺

9、(2)早期胚胎形成后处于游离状态,未与母体子宫建立联系(3)囊胚桑椹胚(4)胚胎分割内细胞团(5)体积小、细胞核大、核仁明显分化诱导因子考点考点2生态工程生态工程一、生态工程与生态经济一、生态工程与生态经济1.生态工程建设的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工程。项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避

10、免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多性样原理生态系统具有较高的抵抗力稳定性生物多样性程度高可为各类生物的生存提供多种机会和条件;可提高系统的生产力“三北”防护林建设中的问题,珊瑚礁生态系统生物多样性的问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力,可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题、过度放牧等整体性原理社会、经济、自然构成复合系统统一协调各种关系,保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理:分布式优于集中和环式改善和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理:整体大于部分之和保持系统很高的

11、生产力珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理1.生态工程的原理比较2.生态工程的实例分析实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程实现物质的多级循环利用,在资源有限的条件下能较多地产出,取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立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小流域的水土流失整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学理运用多种原理,应用多种措施综合治理甘肃陇南地区“九子登科”治理模式大区域生态系统恢复工程土地荒漠化协调与平衡原理、整体性原理退耕还林还草、植树造林

12、等“三北”防护林生态工程,退耕还林还草生态工程湿地生态恢复工程湿地缩小和破坏控制污染、退田还湖江西鄱阳湖的生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境问题系统学和工程学原理修复土地、恢复植被赤峰市元宝山矿区生态恢复工程城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等污水及垃圾处理、城市绿化(2)图示知能拓展知能拓展1.桑基鱼塘模式(1)特点:人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。2.沼气农田立体养殖模式(1)特点:通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素,缩短生产周期,大幅度提

13、高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。(2)图示例例2(2016黑龙江模拟,40)一青年农民利用自己学习的生态学知识,在自家庭院里建了一个小型生态农业,年创收上万元。下图是该家庭生态工程的模式图,请据图分析回答问题。(1)从图中可知,人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比,突出的优点是。(2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用,原因是。(3)生态工程建设的目的就是遵循自然界的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统工程相比较,生态工程具有的特点。(4)人类设计生态工程的根本目标:在促进自然界良性循环的前提下,充分发挥资源的

14、生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。生态工程所遵循的基本原理是、协调与平衡原理以及、系统学和工程学原理。(5)据生态工程中的物种多样性这一原理,有人认为生态农业建设中,应使食物链和营养级越长越多越好,你是否支持这一观点?。解析解析(1)该生态农业减少了燃烧煤炭所产生的污染。(2)该生态工程充分利用了废弃物中的能量,使能量能够更多地被人类利用。(3)生态工程建设的目的就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,达到经济效益和生态效益的同步发展。生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。(4)生态工程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、系统学和工程学原理。(5)在生态系统中,能量流动特点是单向流动,逐级递减。由于生产者固定的能量是有限的,因此食物链和营养级不能很长很多,一般地一条食物链中不超过45个营养级。答案答案(1)减少了燃烧煤炭所产生的污染(2)充分利用了废弃物中的能量,实现了能量的多级利用(3)物质循环少消耗、多效益、可持续(4)物质循环再生原理物种多样性原理整体性原理(5)否