2020版高考生物总复习第32讲胚胎工程与生态工程（含生物技术的安全性和伦理问题）课件中图版.pptx

第32讲 胚胎工程与生态工程(含生物技术的安全性和伦理问题),1.胚胎工程的概念 对动物_所进行的多种显微操作和处理技术，如_、_、_、 _等技术。,考点一 体内受精和早期胚胎发育,早期胚胎或配子,体外受精,胚胎移植,胚胎分割,胚胎干细胞培养,2.精子和卵子的发生,卵巢,初情期,性别分化,需变形,不均等分裂,4,1个卵子,3.受精作用 (1)场所：雌性的_。 (2)过程,输卵管,M中期,4.早期胚胎发育过程,起点,有丝分裂,增加,不增加或略有缩小,32,全能性,胎儿的各种组织,胎膜和胎盘,表层,下方,(中图版选修三P47图134拓展)早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？ 提示 卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小；胚胎的总体积表现为不增加或略有缩小。,(2019湖南长沙市模拟)胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答下列问题： (1)在哺乳动物体内卵子的发生过程中，减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体 ，当次级卵母细胞发育到 (时期)时才具备与精子受精的能力，受精的场所是 ，判断卵子是否受精的重要标志是 。 (2)受精过程中防止多精入卵的两道屏障是 和 。 (3)胚胎发育过程首先是卵裂，所得每个子细胞的体积比受精卵 ，胚胎发育到 期会导致透明带破裂，胚胎从中伸展出来，这一过程叫做孵化。,(4)胚胎干细胞是由囊胚的 或 中分离出来的一类细胞，在人类疾病治疗和科学研究中有着广泛的应用。 解析 哺乳动物的卵细胞形成过程中的减数第一次分裂发生在雌性动物排卵前后，次级卵母细胞发育到减数第二次分裂中期才具备受精能力。受精的场所是输卵管。判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。胚胎干细胞是由囊胚的内细胞团或原始性腺中分离出来的一类细胞。,答案 (1)排卵前后 M中期 输卵管 在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体 (2)透明带反应 卵细胞膜反应(顺序可颠倒) (3)小 囊胚 (4)内细胞团 原始性腺,1.体外受精与早期胚胎培养 (1)体外受精,考点二 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用,输卵管,卵巢,M中期,假阴道,培养法,(2)早期胚胎培养 培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；_(两素)；_ (两酸)，另外还有水、血清等。 胚胎去向：_。 2.胚胎移植 (1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。,维生素、激素,氨基酸、核苷酸,向受体移植或冷冻保存,(2)主要过程 (3)意义：充分发挥_。,超数排卵,冲胚,桑椹胚或囊胚,妊娠,雌性优良个体的繁殖潜能,3.胚胎分割 (1)材料：发育良好，形态正常的_。 (2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是_。 (3)注意：对囊胚分割时，注意将_均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,桑椹胚或囊胚,动物的无性繁殖或克隆,内细胞团,4.胚胎干细胞(ES或EK细胞) (1)来源：_。 (2)特点：形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有_；体外培养条件下可以_。 (3)培养过程,早期胚胎或原始性腺,发育的全能性,增殖而不分化,1.(中图版选修三P53、P54“内文”拓展)排卵和冲胚有什么区别？ 提示 排卵是指卵子从卵泡中排出，冲胚是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。 2.(中图版选修三P49“资料2”拓展)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？ 提示 内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，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，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。,1.(2018辽宁丹东一模)器官移植中供体器官的严重缺乏一直是困扰需要器官移植患者的问题。中山大学眼科中心主任葛坚领导的研究小组培育出了猴鼠嵌合体“猴鼠”，期待成果可用于人体角膜等器官的移植。根据科研过程示意图回答有关问题：,(1)图中培养过程中为了防止杂菌污染要加入一定量的 ；而由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚，所以还要加入_。 (2)囊胚已出现细胞分化，应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的 部位，才能伴随其发育成某种组织。 (3)实验中和要同时注射激素在操作上称为 。而将囊胚移入代孕母鼠体内属于 技术，此技术对代孕受体的要求是_。 (4)在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是 ，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用 技术。,解析 (1)图中为动物细胞培养过程；在该过程中，为了防止杂菌污染要加入一定量的抗生素；而由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚，所以还要加入血清(或血浆)。(2)内细胞团将来发育成各种组织、器官。(3)实验中和要同时注射激素在操作上称为同期发情处理。(4)在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。 答案 (1)抗生素 血清(或血浆) (2)内细胞团 (3)同期发情处理 胚胎移植 同种、健康的生理状态相同的其他雌性动物 (4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 胚胎分割,2.(2019华大新高考联盟联考)ES细胞(胚胎干细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上有十分重要的应用价值。请回答下列问题： (1)ES细胞在体 (填“内”或“外”)培养时，可以增殖而不发生分化。在ES细胞培养液中加入分化诱导因子 (只填一种即可)时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。 (2)将人的ES细胞进行细胞培养时，要用 酶分散细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶中进行培养。使用合成培养基进行细胞培养时，通常需要加入 等天然成分。在细胞培养过程中，ES细胞主要通过 的方式进行细胞增殖。 (3)将来源于两种不同哺乳动物的两个ES细胞进行细胞融合，常用的生物诱导因素是 ，经融合后所形成的细胞被称为 。动物细胞融合技术的意义在于 。,解析 (1)哺乳动物的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，在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。在研究体外细胞分化时，在ES细胞的培养液中需添加诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等，可诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(2)将人的ES细胞进行细胞培养时，要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶中使用合成培养基进行细胞培养时，通常要加入血清、血浆等一些天然成分。ES细胞主要通过有丝分裂的方式进行增殖。(3)将来源于两种不同哺乳动物的两个ES细胞进行细胞融合，常用的生物诱导因素是灭活的病毒。经融合后形成的细胞被称为杂交细胞，动物融合技术的意义在于突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。,答案 (1)外 牛黄酸或丁酰环腺苷酸(任选其一) (2)胰蛋白或胶原蛋白(任选其一) 血清或血浆(任选其一) 有丝分裂 (3)灭活的病毒 杂交细胞 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能,1.胚胎移植与胚胎分割中的相关问题 (1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”，移植的胚胎必须在原肠胚之前，但不能直接移植受精卵。 (2)两次处理：用激素对供体(雌性个体)和受体进行同期发情处理；用促性腺激素对供体(雌性个体)进行超数排卵处理。 (3)两次检查：收集胚胎检查；移植后是否妊娠检查。 (4)胚胎移植成功的两个条件：同种动物之间、供受体生理状态要相同。 (5)冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。 (6)胚胎分割时要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。 (7)胚胎分割应选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎，属于无性繁殖或克隆。,2.胚胎移植的生理学基础 (1)发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境。 (2)早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供了可能。 (3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供了可能。 (4)胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响。,3.胚胎移植的实质和优势、时间 (1)胚胎移植的实质：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，因此各种性状能保持其原来的优良特性。 (2)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。 (3)胚胎移植时间：不同动物胚胎移植的时间不同，牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在816个细胞阶段移植。几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度较高，移植成功率很低。,1.转基因生物的安全性 (1)转基因生物存在安全性问题的原因 目前对_、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。 目的基因往往是_的基因。 外源基因插入宿主基因组的部位往往是_的。 (2)对转基因生物安全性的争论：在_三个方面存在激烈的争论。 (3)理性对待转基因技术：_。,考点三 生物技术的安全性和伦理问题,基因的结构,异种生物,随机,食物安全、生物安全、环境安全,趋利避害，不能因噎废食,2.生物技术中的伦理问题 (1)克隆 治疗性克隆与生殖性克隆 中国政府态度：_。,禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆,(2)试管婴儿与设计试管婴儿 试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过体外受精，并进行体外早期胚胎培养和胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行“遗传学诊断”或基因诊断。,3.基因身份证 (1)否定的理由：个人基因资讯的泄露造成_，势必造成遗传性失业大军、个人婚姻困难和人际关系疏远等严重后果。 (2)肯定的理由：一些遗传性疾病在后代中复现率很高，通过基因检测可以_，达到挽救患者生命的目的。,基因歧视,及早预防，适时治疗,4.生物武器 (1)种类：致病菌、_、生化毒剂，以及经过_的致病菌。 (2)中国政府的态度：在任何情况下_生物武器，并反对_的扩散。,病毒,基因重组,不发展、不生产、不储存,生物武器及其技术和设备,(2019湖南省长沙市模拟)现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全和伦理问题，回答以下有关问题。 (1)关于转基因生物的安全性问题的争论主要集中在 安全、 安全和环境安全三个方面。 (2)生物武器包括 、 、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。 (3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止 性克隆，但不反对_ 性克隆。 (4)设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行 。 (5)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现 的风险，因此没有必要进行基因检测。,解析 (1)转基因生物的安全性问题主要包括食物安全(滞后效应、过敏原、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。(4)设计试管婴儿是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎的一个细胞取出，进行某些设计，当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体孕育，因此设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断。(5)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现基因歧视的风险，因此没有必要进行基因检测。 答案 (1)食物 生物 (2)致病菌 病毒 (3)生殖 治疗 (4)遗传学诊断 (5)基因歧视,1.生态工程与生态经济 (1)生态工程 任务：修复和重建已遭到破坏的生态系统；改善传统的生产方式，提高生态系统的生产力。 目的：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_和_的同步发展。 特点：与传统工程相比，生态工程是一类_、多效益、_的工程体系。,考点四 生态工程,物质循环,经济效益,生态效益,少消耗,可持续,(2)生态经济 原则：“循环经济”。 特点：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。 目的：实现废弃物的资源化。 手段：生态工程。,2.生态工程所遵循的五项原理 (1)物质_原理 物质在生态系统中循环往复， _利用。(如无废弃物农业) (2)物种_原理 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的_稳定性。 (3)协调与平衡原理 生物与环境的协调与平衡，需要考虑_。,循环再生,分层分级,多样性,抵抗力,环境承载力,(4)_原理 人类处于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，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到_等系统的影响力。 (5)_原理 包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。,整体性,经济和社会,系统学和工程学,特别提醒 单一人工林比天然混交林稳定性低，易爆发虫害物种多样性原理；草原确定合理载畜量，不能过度放牧协调与平衡原理；引种考虑适应环境协调与平衡原理；林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题整体性原理。,3.设计生态工程的五大原理及实例整合(连一连) 由此可见，除外均涉及_原理，除、外均涉及_原理。,整体性,协调与平衡,(2018江西临川二中月考)传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。为实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路。 2016年11月，南昌市政府提出不仅要解决交通拥堵问题，还要打造海绵城市。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。,(1)人类要实现可持续发展，必须走生态经济之路，生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是 和 。 (2)建设海绵城市的一个通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植被辅助净化，这些植物的引种需遵循 原理；建设海绵城市的目的之一是“扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展”，体现了 原理。 (3)在进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件、因地制宜地进行。如小流域存在的主要问题是 ，针对这种问题我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模式，而矿山废弃地生态修复工程的关键是 和土壤微生物群落的重建。,解析 (1)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。(2)引种植物时需考虑其与当地气候等条件相适应，应遵循协调与平衡原理；促进经济、社会、生态协调发展，应遵循整体性原理。(3)小流域存在的主要问题是水土流失比较严重；而矿山废