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目 录 Contents考情精解读考点1考点2考点5考点4考点3A.知识全通关B.题型全突破考法1考法2考法4考法3考情精解读考纲解读命题趋势命题规律考情精解读1 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程专题三十 胚胎工程和生态工程1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础;2.胚胎干细胞的移植;3.胚胎工程的应用4.简述生态工程的原理;5.生态工程的实例知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读2命题趋势 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程考查内容2016全国2015全国2014全国自主命题区域体内受精和早期胚胎发育【15%】2015天津,6,6分2014江苏,19,2分胚胎工程的应用及前景【10%】2016江苏,11,2分2015江苏,3,2分知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读3命题趋势 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程考查内容2016全国2015全国2014全国自主命题区域胚胎干细胞【5%】2015天津,3,6分知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读41.热点预测高考对本专题的考查主要以简答题的形式呈现,常结合试管动物的培育过程、受精作用发生的条件及时期进行命题。对胚胎分割和胚胎干细胞的考查也以简答题为主,多以图解的形式呈现,主要与畜牧生产和医学实践的应用及科技发展相联系进行考查,一般占415分。生态工程部分高考考查较少,很少单独命题,一般与必修3生态系统的知识相联系。2.趋势分析预计以最新的胚胎工程和干细胞培养的研究成果为背景,对获取信息的能力和综合应用能力进行考查将可能成为今后高考的热点。另外,与生态农业、可持续发展相关的知识也要重点关注命题趋势 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读5返回目录命题趋势 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程知识体系构建知识全通关知识全通关1 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习考点1体内受精和早期胚胎发育一、精子和卵子的发生精子和卵子发生的比较 项目 精子的发生 卵子的发生 场所睾丸的曲细精管卵巢、输卵管 (场所不唯一)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个极体知识全通关2 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习二、受精1.概念:精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。包括受精前的准备阶段和受精阶段。2.场所:雌性的输卵管内。3.过程(1)准备阶段精子获能:正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。卵子的准备:卵子在输卵管内进一步成熟,达到M中期时才具备与精子受精的能力。(2)受精阶段第一步,精子穿越放射冠和透明带。第二步,精子进入卵细胞膜。第三步,原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步,配子结合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。受精标志和受精完成的标志：受精的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。知识全通关3 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习三、早期胚胎发育1.场所:雌性动物的输卵管。2.过程和特点知识全通关4一、体外受精二、早期胚胎培养1.培养的目的:检测受精状况和受精卵的发育能力。2.培养液成分：两盐(无机盐、有机盐)、两素(维生素、激素)、两酸(氨基酸、核苷酸)及血清等物质。3.胚胎去向:向受体内移植或冷冻保存。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习考点2体外受精和早期胚胎培养知识全通关5 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习一、胚胎移植1.概念:将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到 同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。2.地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。3.实质:生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。这样胚胎本身的遗传物质并不发生改变,保持原有的优良性状。考点3胚胎工程的应用及前景知识全通关6 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习生理学基础作用移入排卵后供、受体生殖器官的生理变化相同为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境收集早期胚胎处于游离状态为胚胎的收集提供了可能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为胚胎在受体内的存活提供了可能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,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响为移植后胚胎的继续发育提供了保障4.生理学基础知识全通关7 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习5.基本程序知识全通关8 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习【名师提醒】(1)冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子。(2)胚胎移植成功与否要具备的两个条件:胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。知识全通关9 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习二、胚胎分割1.概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.理论基础:早期胚胎细胞的全能性。 3.材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。4.实质:通过无性繁殖或克隆增加后代数量。5.要求:将内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。【易错警示】(1)同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质,该过程属于无性繁殖或克隆。(2)胚胎分割应选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎。知识全通关10 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习1.来源:从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。2.特点(1)形态方面:体积小、细胞核大、核仁明显。(2)功能方面:具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(3)体外培养:可以增殖而不发生分化。可以冷冻保存,也可以进行遗传改造。3.胚胎干细胞的培养流程4.应用前景(1)治疗人类的某些顽症。(2)培育人造组织器官,用于器官移植。(3)用于研究体外细胞分化。考点4胚胎干细胞知识全通关11 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习一、生态工程和生态经济1.生态工程建设的目的: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。 2.生态工程的特点:少消耗、多效益、可持续。3.生态经济:(1)原则:实行“循环经济”,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,从而实现废物的资源化。 (2)手段:建设生态工程。(3)模式:实现“原料产品原料产品”的无废弃物生产体系。考点5生态工程的原理、实例及发展前景知识全通关12 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习二、生态工程所遵循的基本原理基本原理理论基础意义实例 物质循环 再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 无废弃物农业 物种多样性原理生态系统的稳定性 生物多样性程度高,可提高系统的抵抗力稳定性,提高系统的生产力 “三北防护林”建设中的问题,珊瑚礁生态系统的生物多样性问题知识全通关13 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习基本原理理论基础意义实例 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:分布式优于集中式和环式 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:整体功能大于部分功能之和保持系统很高的生产力 珊瑚礁:藻类和珊瑚虫的关系知识全通关14 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习 三、生态工程的实例类型问题主要原理对策案例 农村综合发展型生态工程资源有限,人多地少,产出不足物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立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有较多的产出窦店村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程 小流域综合治理生态工程小流域的水土流失严重整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理运用多种原理,应用多种措施综合治理甘肃陇南县“九子登科”的治理模式 知识全通关15 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习类型问题主要原理对策案例 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、植树造林等“三北”防护林退耕还林还草工程湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏控制污染、退耕还湖鄱阳湖湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境的破坏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 返回目录 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程知识全通关16四、我国生态工程发展前景的分析与展望 1.西方发达国家生态工程的特点:目标是治理环境污染,集中于对破坏的生态系统进行生态恢复。2.我国目前的生态危机不单纯是环境污染问题,而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。3.我国生态工程的特点:不但要重视对生态环境的保护,更要注重与 经济、社会效 益的结合,遵循整体、协调、再生、循环的基本原理,建立适合中国农业和农村特点的生态工程。4.目前我国生态工程存在的不足:缺乏定量化模型的指导;生态工程设计缺乏高科技含量;生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持;生态工程建设缺乏理论性指导等。5.我国生态工程发展的前景展望:随着社会、经济的发展,以及可持续发展战略的实施,发展前景广阔。题型全突破考法1 精子、卵子的发生和受精作用及胚胎发育的综合考查继续学习 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程题型全突破1考法综述精子、卵子的发生,受精作用和胚胎发育的综合考查在高考中出现的频率不是很高。高考对本考法的考查常集中在动物精、卵细胞的形成,胚胎发育中营养物质及体积的变化。常以非选择题的形式呈现,综合性较强。考法指导1.精子、卵子的发生和受精作用 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破2 (1)哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(即胎儿时期)完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别,但不是唯一的区别,如发生场所、过程及结果也不相同。(2)精子的发生过程中减数分裂的两次分裂是连续的,是在睾丸的曲细精管内进行的。卵子的发生过程中减数分裂的两次分裂是不连续的,减数第一次分裂在卵巢内完成,产生一个次级卵母细胞和一个第一极体,进入输卵管在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂,产生一个成熟的卵子和三个第二极体。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破32.卵裂期胚胎发育过程中物质、体积变化的规律有机物体积DNA总体积每个细胞的体积总DNA每个细胞中的DNA减少不变或略微减小减小增加相对稳定3.胚胎发育的过程中,细胞的全能性并非完全相同桑椹胚具有全能性,囊胚是开始分化的阶段,原肠胚时期已出现高度分化。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破4如图是牛体内受精和体外受精获得早期胚胎并进行胚胎移植的示意图。请分析回答下列问题。【考法示例1】 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破5(1)图中体外受精处理过程中,通常将卵母细胞培养至(填时期);体内受精作用发生的场所是。 (2)早期胚胎培养过程中需要加入一定量的抗生素,其作用是。 (3)图中为了获得更多的卵母细胞,需用(填激素名称)对供体牛进行处理,使其排出更多卵子。 (4)图中在体内受精获得早期胚胎过程中,用冲卵的方法冲洗回收胚胎的生理学基础是 。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破6【解析】(1)采集的卵母细胞须在体外培养至M中期后,才能与获能的精子发生受精作用;体内受精作用发生的场所是输卵管。(2)早期胚胎培养的培养液营养成分丰富,易滋生细菌等微生物,加入一定量的抗生素,可防止培养液被污染。(3)通过对供体牛注射促性腺激素,促使其超数排卵。(4)哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态,这为胚胎的收集提供了可能。【答案】 (1)减数第二次分裂中期(M中期)输卵管 (2)防止培养液被污染 (3)促性腺激素 (4)哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破7考法综述本考法在高考中出现的频率较高,通常以流程图为载体,以畜牧生产或医学实践为信息源,考查胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞等内容。也可能与基因工程、细胞工程相结合进行综合考查。考法指导 1.胚胎工程的操作流程分析考法2 结合流程图考查胚胎分割和胚胎分割移植的应用 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破82.胚胎移植和胚胎分割移植的比较胚胎移植胚胎分割移植概念将胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份,经移植获得同卵双胎或多胎的技术移植前的处理用激素对供体和受体进行同期发情处理;对供体进行超数排卵处理对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均等分割 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破9胚胎移植胚胎分割移植生殖方式通过核移植技术获得的胚胎,属于无性生殖;通过体内外受精方式获得的胚胎,则属于有性生殖分割后的胚胎具有相同的遗传物质,可看作是无性生殖操作对象早期胚胎作用及意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,大大缩短了供体本身的繁殖周期,提高了繁殖率 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破10我国已实现部分“胚胎工程产业化”,如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程,ah表示操作过程,请回答:【考法示例2】(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是(填字母),d操作的名称是,h操作的核心是,受精时受体的卵母细胞处于期。 (2)图中数字标号代表的结构名称是:,。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到阶段的早期胚胎进行分割处理,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 。 (3)图中用到的激素是,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破11【解析】胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等多种技术。(1)培育“试管牛C”包括体外受精胚胎移植后代(abfg);d操作是指胚胎分割移植,h操作是指基因工程技术,其核心是基因表达载体的构建;受精时受体的卵母细胞处于M中期。(2)囊胚的结构包括(内细胞团)、(滋养层)和(囊胚腔),胚胎分割时一般采用的是囊胚或桑椹胚,这两个阶段的细胞分化程度相对较低;对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意内细胞团的均等分割。(3)胚胎移植用到的激素是促性腺激素,根据受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应的原理使胚胎在受体子宫中存活。【答案】(1)abfg胚胎分割移植基因表达载体的构建M中(2)滋养层囊胚腔内细胞团桑椹胚或囊胚将内细胞团均等分割(3)促性腺激素受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应考法3 胚胎干细胞的研究及应用继续学习 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程题型全突破12考法综述胚胎干细胞的研究及应用在高考中出现的频率不高,通常与动物细胞的增殖分化、动物细胞培养或基因工程等内容结合在一起进行综合考查,知识跨度比较大,但难度一般不大。考法指导1.干细胞的种类类别来源或举例特点全能干细胞桑椹胚及以前能发育成完整个体多能干细胞(胚胎干细胞)内细胞团细胞、原始性腺细胞能分化成动物体内的任何组织专能干细胞(成体干细胞)造血干细胞、皮肤生发层细胞能分化成特定的组织 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破132.胚胎干细胞的主要用途 (1)将胚胎干细胞核移植到去核的卵母细胞中,经过胚胎激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物。(2)基因敲除,获得移植器官。 (3)培育出人造组织器官,用于器官移植。 (4)改良动物新品种。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破14如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答:【考法示例3】(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至期的内细胞团或胎儿的中分离得到的一类细胞。 (2)图中分化程度最低的干细胞是。在体外培养条件下,培养液中加入因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。 (3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因的结果。 (4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将上图中的细胞移植到患者体内。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破15(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能作为供体的细胞是成熟的,其原因是。 (6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的 期。 (7)在制备单克隆抗体过程中,用细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌的杂交瘤细胞。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破16【解析】 (1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,这个早期胚胎指的是囊胚阶段的内细胞团。(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,其全能性最高,在体外培养条件下,在培养液中加入分化诱导因子,则该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞。(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。(4)骨髓是人体的造血组织,存在有造血功能的干细胞,骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,所以不能作为供体。(6)细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。(7)单克隆抗体制备过程中的细胞融合阶段,用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,最终筛选得到能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞。【答案】(1)囊胚原始性腺细胞(2)胚胎干细胞分化诱导(3)选择性表达(4)造血干(5)红细胞哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核(6)间(7)B淋巴特异性抗体考法4 生态工程的基本原理及实例分析继续学习 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程题型全突破17考法综述高考单独考查生态工程内容的可能性比较小,命题主要以各种生态环境为素材,结合必修3中生态系统的内容,重点考查生态工程的原理,内容跨度大,范围广。试题常以模式图为载体,但基本基于对生产实际、干旱、生态农业等社会问题的分析,对考生获取信息的能力和综合运用的能力要求比较高。考法指导1.整体性原理和系统整体性原理的比较(1)整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一,保障整个系统的稳定与平衡。例如,在进行林业工程建设时,号召农民种树的同时要考虑经济收入、粮食、燃料等问题。(2)系统整体性原理强调整体大于部分之和,即“1+12”,目的是保持系统有很高的生产力。互利共生的生物能体现系统整体性原理,如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣中藻类和真菌等。2.设计实施生态工程坚持的原则(1)首先肯定生态工程的作用,特别是对恢复和重建受损生态环境的重要作用。(2)不忘大自然固有的强大的生态恢复能力,但也不能认为只要有了生态工程,就可以走发达国家“先污染、破坏,后治理”的老路。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破183.关于生态农业的分析(1)生态农业的优点实现物质的循环再生和能量的多级利用;减少能源和资源的消耗,减少化肥用量,减少环境污染;降低农业投入,收获多种农产品,增加经济收入。(2)生态农业的常见类型桑基鱼塘模式: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,如图所示。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破19沼气农田立体养殖模式:不仅实现了对能量的多级利用,而且提高了能量的利用率,使能量尽可能多地流入对人类有益的部分,如图所示。 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程继续学习题型全突破20粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统,下图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法错误的是【考法示例4】A.沼气池的建立既充分发挥了资源的生产潜力,又防止了环境污染B.通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人,提高了能量的传递效率C.这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区,这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理D.上述农业生态系统通过改善和优化系统的结构达到了改善系统功能的效果返回目录 高考帮生物 专题三十 胚胎工程和生态工程题型全突破21【解析】沼气池的建立使物质得以充分利用,实现了能量的多级利用,同时减少了环境污染,故A正确;该生态系统通过调整食物链实现了物质的循环利用,提高的是能量利用率,而没有改变能量的传递效率,故B错误;建立不同的生态工程时,要因地制宜,图中的生态工程模式是以水田为主,不适用于我国西北干旱地区,故C正确;此农业生态系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果,故D正确。【答案】B
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