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专题二十五 胚胎工程与生态工程,内容索引,考点一 胚胎工程,考点二 生态工程,探高考 练模拟,考点一 胚胎工程,答案,1.受精作用与胚胎发育过程 (1)受精：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。精卵需要通过细胞表面的识别蛋白相互识别。 (2)胚胎发育的过程,囊胚,原肠胚,答案,2.胚胎工程 (1)含义：通常指在 过程中进行的胚胎操作技术。 (2)研究的重点内容：主要包括体外受精、 、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。 (3)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是 。 3.体外受精与胚胎的体外培养 (1)体外受精过程 精子的采集及获能：从 中取出成熟的精子，放入培养液中培养，使其达到 状态。,胚胎发育,胚胎体外培养,哺乳动物,附睾,获能,卵细胞的采集：最常用的方法是卵巢经 处理后，用穿刺针吸取 (连同卵母细胞)取出，然后在体外进行人工培养，促进其成熟。 受精： 的精子和 的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精。 受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入和着床，通常移植的适宜时期是发育到 的胚胎。 (2)胚胎体外培养 早期胚胎在 中的发育。 胚胎不同发育时期需要 培养液。 尚无从受精卵到新生儿的全体外培养技术。,答案,超数排卵,卵泡液,成熟后,获能,8细胞以上,人工创造的环境,不同,4.胚胎移植与胚胎分割 (1)胚胎移植 原因：无法进行全体外胚胎培养。 移植的胚胎可以来自试管，也可以取自 。 通常移植时期是发育到8细胞以上的胚胎，如早期囊胚。 (2)胚胎分割 在显微镜下用 把胚胎切成多份；或用 酶处理卵裂球使卵裂球中的细胞分散开。 分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段再移植至受体内，着床发育产仔。,答案,输卵管或子宫角,切割针或切割刀,胰蛋白,5.胚胎干细胞 (1)来源： 。 (2)培养：一般用 做饲养层培养胚胎干细胞，这样可以促进干细胞生长，同时抑制干细胞的 。 (3)获取：把 放到有饲养层的培养液中继续培养，直到内细胞团突出饲养层外，然后用酶消化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。 (4)应用 胚胎干细胞核移植：将 移植到 中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。 用干细胞克隆器官，为 提供器官。,答案,囊胚内细胞团,胚胎成纤维细胞,分化,囊胚,胚胎干细胞核,去核卵细胞,器官移植,1.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精 ( ) 提示 从卵巢中采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精。 2.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 ( ) 提示 囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，但是滋养层细胞只能发育成胎膜和胎盘。 3.囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大 ( ) 提示 受精卵到囊胚形成的过程中，主要发生了卵裂，卵裂过程中，每个细胞的体积不断缩小，细胞的总体积基本不变或略有缩小。,答案,思考诊断,提示,4.在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割 ( ) 提示 分割的是内细胞团。 5.原肠胚时期的每一个细胞都属于全能干细胞 ( ) 提示 原肠胚细胞已经具有三个胚层的分化。 6.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 ( ),答案,提示,1.胚胎工程基本操作流程,2.胚胎移植分析 (1)“供体”与“受体”的确定：提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”；供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。 (2)实质：胚胎移植实质上是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。 (3)优势：可以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。 (4)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次用孕激素对供、受体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体进行处理使其超数排卵。,(5)胚胎移植过程产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，与受体牛没有关系。 3.胚胎分割分析 (1)胚胎分割 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须将内细胞团均等分割：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育成胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养层细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，含内细胞团少的部分发育不良，甚至不能发育等问题。 (2)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。,题型一 受精作用和胚胎发育,解析,1,2,3,4,1.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是( ) A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性 B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层,解析 同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂的进行，卵裂球体积不变或减小，细胞逐渐变小；滋养层细胞不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官；囊胚发育分化形成内外两个胚层。,1,2,3,4,2.下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( ),1,2,3,4,解析,A.获取的精子经获能后才能进行体外受精 B.过程只与细胞膜的流动性有关 C.过程的细胞增殖方式是有丝分裂 D.过程属于胚胎移植过程,解析 在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精； 图中的过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等； 过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂； 过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。,1,2,3,4,A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎 B.图中a指的是超数排卵，可用促性腺激素 C.为了提高牛胚胎的利用率，常采用的方法是胚胎分割移植 D.供体和受体(代孕母牛)要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应,3.牛胚胎移植的基本程序如下图所示，下列说法错误的是( ),解析,1,2,3,4,题型二 胚胎的培养和技术,解析 胚胎移植的目的是发挥雌性优良个体的繁殖潜力；胚胎分割是将一个胚胎分成多份，从而提高了优良胚胎的利用率；胚胎移植过程不同于器官移植，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，不需要进行免疫检查。,1,2,3,4,解析,4.胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示，下列分析正确的是( ),返回,1,2,3,4,A.图中“小牛”的性别为雄性 B.胚胎体外培养需利用饲养层来抑制其分化 C.d可直接移植给受体 D.a的滋养层细胞核中遗传物质与e相同,解析 图中良种公牛和良种母牛通过体外受精得到多个受精卵，这多个受精卵中的遗传物质并不相同，也无法判断性别，故A、D错误； 在培养胚胎干细胞时需利用饲养层来抑制分化，故B错误； 胚胎体外培养需要培养到桑椹胚或囊胚期进行胚胎移植，而题目中已培养到囊胚期，故可直接移植，C正确。,返回,1,2,3,4,考点二 生态工程,1.生态工程 (1)原理： 、循环、再生。 (2)诞生背景： 、粮食短缺、资源枯竭、环境恶化。 (3)研究对象： 经济自然复合生态系统。 (4)类型 的生态工程：废物垃圾处理使之资源化，实现无废物生产。 和废水处理与应用的生态工程。 山区小流域综合治理与开发的生态工程。 清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。,答案,整体、协调,人口爆炸,社会,物质循环利用,节水,(5)总体目标： 。生态工程是实施可持续发展的基本途径，是促进人和自然和谐发展的重要手段。 2.生态工程在农业中的应用 (1)传统农业措施： 、间种、轮种。 (2)生态工程在农业生产中的应用 庭院生态工程。 农业生态工程： 业、畜牧业。,答案,可持续发展,套种,种植,(3)农业生态工程的主要技术 物质的 技术。 洁净可再生的 开发技术：太阳能、沼气(生物能)、风能、潮汐能、水电能。 种植业和 合理优化技术。,答案,良性循环,新能源,畜牧业,1.生态农业的指导思想是环境与经济协调发展 ( ) 2.生态工程是无消耗、多效益的工程 ( ) 提示 生态工程是少消耗，而不是无消耗。 3.设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化 ( ) 提示 生态农业应同时注重生态效益和经济效益。 4.矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益 ( ) 提示 植被的恢复必须种植原有的物种。,思考诊断,答案,提示,5.“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的物质循环再生原理 ( ) 6.建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低 ( ) 提示 建立生态农业时巧设、增设食物链，增加了能量利用的环节，系统总能量利用率提高。,答案,提示,题型一 生态工程的主要类型和原理,解析,1,2,3,4,1.据下图判断，下列叙述不符合生态学原理的是( ),A.物质经过多级利用， 实现了良性循环 B.每一级生产环节都获 得产品，提高了生态经济效益 C.由于食物链延长，能量逐级损耗， 系统总能量利用效率降低 D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染,解析 选项A符合物质循环再生原理； 选项B对物质循环再生进行了进一步阐述； 选项C与能量多级利用提高了能量利用效率不符； 选项D在物质循环再生基础上，阐述了“污染物是放错地点的原料”的含义。,1,2,3,4,2.如图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于( ),1,2,3,4,A.物质循环利用的生态工程 B.节水和废水处理与应用的生态工程 C.山区小流域综合治理与开发的生态工程 D.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程,解析 这是一个对养猪场的废水进行回收、再生的生态工程。,解析,1,2,3,4,题型二 生态工程在农业中的应用及庭院生态系统,3.“粮桑鱼畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业生态系统，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( ),1,2,3,4,A.沼气池的建立既充分发挥资源的生产潜力，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.上述生态农业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,解析,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；该生态农业调整食物链实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，但没有改变能量传递效率。,1,2,3,4,4.下面为一庭院生态系统各成分的组成和相互关系的示意图，下列关于该生态系统的分析中，正确的是( ),1,2,3,4,A.建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用，提高经济效益 B.若在果树间间作绿肥类杂草，能导致该系统中生物多样性增加，可能 有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害 C.在庭院中饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用效率，增加产量，但 由于食物链延长，生态系统中能量传递效率会降低 D.在庭院中建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是尽可能减少分 解者获得的能量，从而使能量流向对人类最有益的部分,解析 生态系统中的能量不能循环利用；增加生物的多样性，可提高生态系统的稳定性；能量沿食物链传递的效率与食物链的长短无关。,解析,返回,1,2,3,4,探高考 练模拟,1,2,3,4,1.下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是( ),A.图中过程表示胚胎发育，过程表示胚后发育 B.受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大 C.原肠胚的发育是基因选择性表达的结果 D.原肠胚是进行胚胎移植的最好时期,解析,解析 由受精卵发育为幼体是胚胎发育，由幼体发育为成体是胚后发育。卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小。原肠胚的发育是基因选择性表达的结果。原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行。综上所述，C项正确。,1,2,3,4,2.下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( ),A.胚胎移植可以定向改造动物的遗传性状，需移植到发情的母牛子 宫内发育 B.A细胞不一定是受精卵细胞 C.两个胚胎具有不同遗传物质 D.图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段,解析,1,2,3,4,解析 胚胎移植不能定向改造动物的遗传性状；和两个胚胎是由同一受精卵发育而来的，其遗传物质相同；在胚胎分割移植时，胚胎未发育到原肠胚阶段；A细胞也可以是核移植的重组细胞。,1,2,3,4,3.胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。,(1)从良种母牛的卵巢中采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。,解析,使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力),获能,1,2,3,4,答案,解析 获取的卵母细胞只有少数成熟，大部分需培养后才发育成熟，具备受精条件。获得的精子也要经过获能处理后才能与卵细胞受精。动物细胞培养需要给予O2和CO2，给予CO2的目的是维持培养液正常的酸碱度。胚胎移植是胚胎工程中的关键环节，也为研究胚胎工程的其他技术提供了保障。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法，检测目的基因是否表达的方法是检测有无目的基因的表达产物。,1,2,3,4,(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供_气体以维持_。 (3)图中过程A称为_，它在胚胎工程中的意义在于_ _。 (4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母牛后，如果_ 即说明目的基因已经表达。,牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素),CO2,培养液(基)的pH,胚胎移植,的繁殖率,显微注射法,提高优良母畜,1,2,3,4,答案,4.一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_。,解析 该生态农业减少了燃烧煤炭所产生的污染。,减少了燃烧煤炭所产生的污染,1,2,3,4,解析答案,(2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用， 原因是_。,解析 该生态工程充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用，使能量能够更多地被人类利用。,充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用,(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。,解析 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。,少消耗、多效益、可持续,物质循环,1,2,3,4,解析答案,(4)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 由于食物链越长，营养级越多，则能量损耗越多，不能充分利用能量。,否,返回,1,2,3,4,解析答案,
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