2020版高考生物总复习第31讲生态工程与胚胎工程课件北师大版选修3.pptx

第31讲 生态工程与胚胎工程,1.生态工程的概念 应用生态学、经济学的有关理论和系统论方法，以_与社会经济协同发展(可持续发展)为目的，对人工生态系统、 进行保护、改造、治理、调控和建设的综合工艺技术体系或综合工艺过程。,考点一 生态工程,生态环境保护,人类社会环境和资源,2.生态工程的相关理论 (1)系统论 定义：指相互联系的_的综合体。 系统的基本特征 a.系统是一个_整体； b.一个系统执行_的功能； c.系统具有较强的_功能； d.系统的_之间发生相互作用； e.系统具有_的边界。,诸要素,有序的有机,特定,整体,组成成分,一定,(2)生物之间的共生、抗生理论 含义：生态系统中的所有生物都与其他生物之间存在着各种各样的_和_ 。 共生、抗生的关系 生物种群间的_关系是生态工程中的_之间相互利用、相互促进、互为防护的重要机制。 意义：利用这些基本理论建造生态工程，是保证其_、提高综合效益的重要保障。,普遍联系,相互作用,共生,生物,稳定性,(3)生物多样性理论 理论依据：在自然的生态系统中，由于其生物种群数量较_，结构及营养关系_ ，因而具有_的稳定性。而人为的生态系统(例如农田)，其种群组成_ ，稳定性_ 。 意义：为了保证生态工程所构建的生态系统具有较高的稳定性，而且能够创造良好的生态效益和经济效益，在生态工程设计和实施的过程中，必须以_为重要原则。,丰富,复杂,较高,单一,很低,生物多样性,(4)食物链理论 食物链的作用：生态系统中的生物通过食物链彼此联系，可以将某种形式的_和_转变成另一种形式的_和_ 。 通过食物链的转化形式 a.可以把一种生物产品转化成为另一种类型的_ ； b.可以使低能量的生物产品转化为_的生物产品； c.可以将一些低价值的产品转变为_的产品； d.可以通过食物链某一环节生物产品的增加或减少，调节另一环节的生物_数量； e.在人为的生态工程系统中，可以通过对食物链各环节的调控，改变物质、能量的_途径和_方式。,能量,物质,能量,物质,生物产品,高能量,高价值,产品,转移,富集,深挖教材 (1)利用生物立体布局技术建立农业生态工程有什么意义？ 提示 它可以实现空间上多层次和时间上多序列的产业结构，使各种生物处于不同的生态位，各得其所，相得益彰，既充分利用太阳辐射能和土地资源，又为农作物形成一个良好的生态环境。 (2)农作物系统生态工程三种模式有哪些区别？ 提示 间作是指两种以上的作物在同一季节成行间隔种植；套作是指在前一作物的生长后期，于株间或行间种植后一作物；复种是指在一块地上一年内种植、收获两季以上作物的种植方式。,(3)请依次填出下列实例对应的生态工程原理,物质循环再生,物种多样性,协调与平衡,整体性,1.(全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题： (1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_呼吸将有机物分解。 (2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。,(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、_和_等原理。 (4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。 答案 (1)无氧和有氧(或细胞) (2)群落 一 生产者 太阳 (3)物质循环再生 物种多样性 (4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统),2.党的十九大报告指出要“大力度推进生态文明建设全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降。重大生态保护和修复工程进展顺利，森林覆盖率持续提高。生态环境治理明显加强，环境状况得到改善”。请回答下列相关问题： (1)生态工程是对_进行修复重建，对_进行改善，促进人和自然的和谐发展。 (2)全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降很大程度上得益于实行“_”的原则，从而实现废弃物的资源化。 (3)实行生态工程，很多时候还需要考虑人文关怀、贫困地区的收入等问题，这样才能很好地缓解“前面造林，后面砍树”的现象，这遵循的是生态工程的_原理。,(4)在保护濒危植物方面，运用了很多技术，比如微型繁殖运用的是_技术，其原理是_ _。 (5)在处理城市生态系统垃圾时，采用了生物治理法，分解者处理垃圾的相关目的基因从分解者体内用_酶切割下来，再与_相连导入受体菌。 答案 (1)已被破坏的生态环境 造成环境污染和破坏时传统生产方式 (2)循环经济 (3)整体性 (4)植物组织培养 植物细胞的全能性 (5)限制 载体(或质粒),1.体内受精和早期胚胎发育 (1)精子与卵子的发生,考点二 胚胎工程,睾丸曲细精管,卵巢,从初情期开始,从胚胎出现性别分化后,需,不均等分裂,(2)受精 精子获能：刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在 内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。 卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到 (时期)，才具备与精子受精的能力。 受精过程主要包括：精子穿过 ，进入卵细胞膜，原核形成和_。,雌性动物生殖道,减中期,放射冠和透明带,融合,(3)早期胚胎发育过程,有丝分裂,全能,胎儿的各种组织,胎膜和胎盘,2.体外受精与早期胚胎培养及胚胎工程的应用 (1)体外受精,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： 。 (3)胚胎移植 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,主要过程：,同期发情,超数排卵,胚胎移植,桑椹胚或囊胚,意义：充分发挥 。 (4)胚胎分割 材料：发育良好，形态正常的 。 实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是 。 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。,雌性优良个体的繁殖潜能,桑椹胚或囊胚,动物的无性繁殖或克隆,内细胞团,(5)胚胎干细胞(ES或EK细胞) 来源： 。 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 。 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,分化,1.(1)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的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。 (2)精子获能就是获得“能量”？ 提示 精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。,2.回答下列与胚胎移植技术繁育良种奶牛的相关的问题。 (1)用文字完成下列流程图。,提示 对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理；配种或人工授精；收集胚胎；胚胎移植；对受体母畜进行是否妊娠的检查。,(2)供体牛和受体牛分别是哪些？选择标准是什么？ 提示 供体牛是良种公、母牛；受体牛是一般受体奶牛和一般受体肉牛。 选择标准：供体是遗传性能和生产性能优良的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。 (3)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？ 提示 对供体牛进行超数排卵处理；对供、受体母牛进行同期发情处理。 (4)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。,(海南高考)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题： (1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的 能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。 (2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于 卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂 期时，才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明 已完成。,(3)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用 激素对供体进行处理，其目的是获得更多的 ，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞的细胞膜 。,(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行 处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于 条件下。 答案 (1)顶体酶 (2)初级 中 受精 (3)生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性 (4)胚胎分割 冷冻(或液氮),1.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障” (1)顶体反应：精子的质膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。 (2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。,2.胚胎移植的四大生理学基础,3.早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较,澄清易错易混强化科学思维,易错易混,易错点1 胚胎移植的“胚胎”从何而来？ 点拨 用于移植的4种胚胎来源及其生殖方式,易错点2 混淆“人工授精”与“体外受精” 点拨 “人工授精”“体外受精” 人工授精是用人工的方法将公畜的精子注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母细胞在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。,易错点3 不能准确界定下列5种生物技术应用中涉及的复合技术 点拨 生物工程技术应用组合 (1)转基因植物培育：基因工程植物组织培养。 (2)转基因动物培育：基因工程动物细胞培养胚胎移植。 (3)克隆动物培育：核移植动物细胞培养胚胎移植。 (4)植物体细胞杂交：酶工程体细胞融合植物组织培养。 (5)试管婴儿培育：体外受精动物细胞培养胚胎移植。,易错点4 混淆克隆动物、试管动物与转基因动物 点拨 三类动物的比较如下,规范答题 随着科学技术的发展，人们可以通过结合多种现代生物技术大量生产出人类需求量大的一些药物，如我国基因工程药物的研制和生产就已取得极大的成功。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生