高中生物选修三幻灯片.ppt

专题三胚胎工程,胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,体内受精和早期胚胎发育,一、精子和卵子的发生,（一）精子的发生,1.场所,睾丸,2.时间,初情期生殖机能衰退,3.过程,精细胞变形为精子,细胞核高尔基体中心体线粒体细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘(尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),精细胞变形为精子,1.场所：,卵巢,2.时间：,性别分化以后,（二）卵子的发生,3.过程,卵原细胞,初级卵母细胞,胎儿期,初级卵母细胞生长，透明带形成,M分裂,初级卵母细胞,次级卵母细胞第一极体,M分裂,二、受精,1.概念,精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。,2.场所,输卵管,3.过程,准备阶段受精阶段,准备阶段,（1）精子获能:精子在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化，获得受精能力的生理过程。,（2）卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期。此期的卵子才具有与精子受精的能力。,受精阶段,（1）精子穿越放射冠和透明带,顶体反应：顶体内的酶释放出来，并溶解放射冠的卵丘细胞之间以及透明带的组成物质，形成精子穿越放射冠和透明带的通道。透明带反应：精子接触卵黄膜的瞬间，产生阻止其他精子进入透明带的反应。这是防止多精入卵受精的第一道屏障。,（2）精子进入卵黄膜,卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应，阻止其他精子再进入卵内。这是防止多精入卵受精的第二道屏障。,当精子与卵黄膜接触时，立即被卵黄膜的微绒毛抱合，随后，精子外膜与卵黄膜融合，精子头部进入卵细胞质。,（3）原核形成雄原核形成和雌原核形成,精子入卵后，核膜破裂，接着形成新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，即雄原核，也称精原核。,精子入卵后，激活了静息在减数第二次分裂中期的次级卵母细胞，使其很快完成第二次分裂，排出第二极体后，形成一个成熟的卵子，即雌原核，也称卵原核。,（4）配子结合雌雄原核融合形成合子(受精卵),雌雄原核充分发育后，相互靠近，彼此接触，二者体积缩小、合并，核膜解体，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍染色体的合子，即受精卵。,卵子受精的标志,卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。,三、胚胎发育,受精卵,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胎儿,卵裂,试管动物技术,通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。,一、体外受精,1.卵母细胞的收集和培养,超数排卵技术：,利用促性腺激素处理，使得卵巢中有更多的卵泡发育，更多的卵被排出，这个过程就称为超数排卵。,分别采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在体外完成受精的过程。,精子的获能,2.精子的收集和获能,一、体外受精,培养法化学诱导法,人工配制的获能液处理（啮齿类动物、家兔、猪等动物精子）,一定浓度的肝素溶液或钙离子载体A23187溶液处理（牛、羊等动物精子）。,3.受精,在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。,二、胚胎的早期培养,将受精卵在人工环境下培养成早期胚胎的过程。,培养液：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。,三、胚胎移植,将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过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的体内，使之发育为新个体的技术。供体：提供胚胎的个体受体：接受胚胎的个体,胚胎移植的基本程序,胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（不发生免疫排斥）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。（同期发情处理）,胚胎移植成功与否的两个条件,四、胚胎分割,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。,来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质胚胎分割是动物无性繁殖或克隆的方法之一选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,五、胚胎干细胞,哺乳动物的胚胎干细胞（embryonicstemcell）简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。,1.特点,形态体积小、核大、核仁明显功能具有发育的全能性，即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,2.主要用途,治疗人类的某些顽症培育出人造组织器官，用于器官移植是研究体外细胞分化的理想材料（需加入诱导分化因子，如牛磺酸、丁酰环腺甘酸）,1.表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（）A.试管动物培养B.胚胎移植C.胚胎分割移植D.受精卵移植,2.利用下列细胞工程技术培养出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是（）细胞和组织培养细胞融合动物胚胎移植克隆羊技术ABCD,C,C,专题四生态工程,人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境和谐发展。,（一）生态工程建设目的,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。,(少消耗、多效益、可持续),一、生态工程的基本原理,（二）传统农业生产模式石油农业,(2）弊端：不注重生态环境的保护，没有考虑成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。,(1）模式内容：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。,石油农业：是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。,主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产生出的污染物，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是生态工程。,（三）生态经济,模式：实现原料产品原料产品的生产体系，实现废弃物的资源化。,1、物质循环再生原理,(1）内容：物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。,（四）生态工程所遵循的基本原理,（3）意义：可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。,（2）理论基础:物质循环,无废弃物农业,(4）实例,2、物种多样性原理,（1）内容：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。,（3）意义：避免系统结构或功能失衡。,（2）理论基础:生态系统的稳定性,（4）实例,正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。,反面：辽宁西部地区樟子松林的松毛虫肆虐；宁夏、内蒙古地区杨树天牛造成几十亿株杨树损毁。,纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。,3、协调与平衡原理,（1）内容：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力即某种环境所能养活的生物种群的数量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。,（2）理论基础:生物与环境的协调与平衡,（3）意义：避免系统的失衡和破坏。,（4）实例：太湖水葫芦泛滥,4、整体性原理,整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统,(1）内容：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。,(4）实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴及收入等。,（3）意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定。,（2）理论基础：社会、经济、自然复合系统,（1）内容：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。,5、系统学和工程学原理,（2）理论基础：分布式优于集中式和环式,系统的结构决定功能原理,（3）意义：改善和优化系统的结构以改善功能。,桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。,（4）实例：桑基鱼塘,系统整体性原理,（1）内容：系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果。,（2）理论基础:整体大于部分之和,（4）实例：豆科作物和固氮菌的共生。,（3）意义：保持系统很高的生产力。,二、生态工程的实例,案例1：窦店农村综合发展型生态工程,物质循环再生原理整体性原理物种多样性原理,案例3：退耕还林还草生态工程防沙治沙生态工程“三北”防护林生态工程（“三北”指华北北部、东北大部和西北大部）,物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理,在我国南方已经逐渐开始尝试一种新的养殖方法稻田养鸭，它是利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，同时鸭的粪便可作为肥料，在稻田有限的空间里生产无公害、安全的大米和鸭肉。所以稻田养鸭是一种种养结合、生态型的综合农业技术，应该得以迅速推广。（注：雏鸭不食水稻秧苗，当水稻抽穗时，鸭已收回饲养）请根据上述材料并结合所学知识回答下