新高考高中生物二轮复习胚胎工程与生态工程教案

现代生物科专题27胚胎工程与生态工程

技专题」

1真题多维细目表

考点

真题涉分题型难度设题情境素养要素

胚胎工程生态T.程

植树造林、“无废弃

202()课标全国II,3815非选择中问题探讨科学思维一归纳与概括

物农业"、污水净化

2018课标全国II,38(3)4胚胎工程非选择中问题探讨社会责任一可持续发展

2命题规律与趋势

考查内容（1）高考对本专题的考查涉及胚胎工程、生态工程等知识。命题规律（1）结合高考对能力考杳的要求.胚胎工程可能成为高考

i蔡藤云高考试题中出现频率较低，（2）对胚胎工程的考查多集中在篇不赢考查的重点。（2）生态工程相关知识在高考试题中出现频率

利用胚胎工程实现良种动物快速繁育;对生态工程的考查多集中在生较低，但结合当前对环境保护与可持续发展的要求，生态工程相关知

态工程基本原理的应用等知识（如2020课标全国D,38）。识也可能在高考中出现。

题型难度（1）考查题型只有非选择题.（2）本专题的试题难度通常核心素养试题通过良种牲畜繁育、环境保护与生态环境恢复过程分

萩现础知识掌握的要求提高0QS初匕体现了对科学思维和社会责任的考查。

关联考点（1）本专题试题通常融合基因T.程、动物细胞工程进行综备考建议（1）熟记动物胚胎工程、生态工程相关的基本知识,（2）通

各滔赢《有以良种牲畜繁育为背景的单独考查。（2）生态工程通常庭询题型训练，巩固基础知识、掌握解答本专题试题的解题方法，

单独考查,也可融合生态系统相关知识进行综合考查。总结解题规律，并归类、活用、延伸,

3典例分析解读

[2016浙江自选，18（二），5分]某农户建立了小型的“蔬菜——吃生.余纯

鸡、猪一沼气”系统。请回答：

（1）这一系统属于人工干预下的生态系统，其生物组

生产者、分解者和消费者成成分包括生产者、消

费者和,在分析该生态系统的经济效益时，除了考虑

这三者的投入与产出外，还要考虑的投入

（2）在该牛.态系统中.利用发阵技术产生沼气开发牛.物能属于—

____________的生态工程。

A.生物多样性保护和持续利用

B.节水和废水处理与利用

C.山区小流域综合治理与开发

D.洁净及可再生能源系统组合利用

命题特点（I）本题以生态工程为背景,通过提供新材料,考查学生理解题关键（I）注意联系生态系统的知识，根据所给信息提示，推理得

牖而茄可题的能力和知识应用的能力。1亩海球。

（2）试题设计既有知识点的综合，也有知识点的延伸和迁移.（2）解题时注意运用生物学术语答题

核心考点（1）生态工程的原理“核心素养社会责任:分析或探讨人工生态系统带来的经济、生态和

（Z）生态丁•程的类型。・藤蕊，并尝试提出人与环境和谐共处的合理化建议；关注全球性

的生态问题。

考点清单々学生用书P278

2.胚胎的早期培养

考点1胚胎工程(1)培养的目的:检查受精状况和受精卵的发育能力。

(2)培养液成分:无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两

一、体内受精和早期胚胎发育

素)；氨基酸、核甘酸(两酸)，另外还有水、血清等。

1.精子与卵子的发生

(3)胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。

项目精子的发生卵子的发生3.胚胎移植

场所睾丸曲细精管卵巢

(1)用于移植的胚胎来源:核移植、体外受精、体内受精。

时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后

(2)实质:早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转

变形需变形不需变形

分裂均等分裂不均等分裂换，而胚胎本身的遗传物质并不发生变化,因此各种性状能保持

结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体原来的优良特性。

2.受精作用(3)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。

(1)场所:输卵管

(2)受精前的准备阶段4.胚胎分割

①精子获能:刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在(1)材料:发育良好、形态正常的桑根胚或囊胚。

雌性动物生殖道内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。(2)实质:胚胎分割可增加动物后代,其实质是动物的无性

繁殖或克隆。

②卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟，到减n中期

时,才具备与精子受精的能力。(3)注意:对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，否则会

影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

(3)受精阶段

精子穿越放射冠(顶体反应，释放顶体酶，溶解卵丘细胞间5.胚胎干细胞

的物质)T穿越透明带(发生透明带反应，防止多精入卵的第一(1)来源:早期胚胎或原始性腺。

道屏障)T进入卵细胞膜(发生卵细胞膜反应，防止多精入卵的(2)特点:①在形态上,表现为体积小、细胞核大、核仁明显。

②在功能上，具有发育的全能性，它可分化为成年动物体内任何

第二道屏障)T形成雄原核与雌原核，二者合并形成受精卵。

一•种组织细胞。③ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子

3.胚胎发育过程:受精卵T桑根胚T囊胚T原肠胚T组织

的培养液中可以只增殖不分化。

器官分化T幼体。

(1)哺乳动物的早期胚胎发育是在输卵管中进行的,一般到

桑棋胚时期进入子宫，囊胚期时着床。疑难探究卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化有何

规律？

(2)囊胚：由滋养层细胞和内细胞团构成，内细胞团细胞具

提示：从有机物角度分析，胚胎未与母体建立联系，不能

有发育的全能性，能分化出幼体动物的组织器官。

从母体获取有机物，随着呼吸消耗，有机物总量减少。

二、胚胎工程操作流程

从细胞数目和细胞体积角度分析，胚胎总体积不变或略

(彳炮£城」①治疗疾病有减小，但细胞数目增多，每个细胞的体积减小。

皿现淞卷理②诱导分化形成器官，用

「超曲排卵］「器官移植从细胞中DNA含量角度分析，伴随细胞分裂，细胞数目增

③揭示分化与凋亡机理

!优良以方

多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。

限种或大i.授精应用

—田和—

A内细胞：”一也胎卜细胞〕

侧面:素樵胚或黑胚

⑷细胞

胚胎分割分再\考点通关

胚胎

移植份祠后胚胎］［胎人］~X生殖腺细胞I

胚胎移植；*，有怀殖-1.如图是培育优良种牛的流程图，a、b为操作过程，请据图回答

.同期发楮：1—娱标查|-4的后代有关问题：

1.体外受精

厂便体输卵管中冲取卵可

卵母细胞的

采集和培养活体卵巢中吸取

1培养到Mn中期

才可受精

Tu屠宰母畜卵巢中采集一

(l)a过程的技术名称是c此前，精子要进行

大型动物》［假阴道法h处理，此后，应将受精卵转入中继续培

精子的采培养法或化学诱养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。

集和获能的动物'—导法获能(2)b过程常用的方法是，检测外源基因是否在转基

野生或经济动例(电刺激法

因牛D中表达成功的方法是;要从转基因牛

D的牛奶中提取外源基因蛋白，在构建基因表达载体时应

堡精:获能溶液中或专用爻精溶液中受精将外源基因与相连°

专题27胚胎工程三”考工程3

（3）为取得A、B同卵双胎,应在胚胎发育的囊胚期用机械方法合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有动物细胞的

将胚胎分割,其操作要注意_________________________培养、动物细胞融合和胚胎移植。（4）由于ES细胞经嵌合体

，以免影响分割后o方法培育的动物是完全复制体，遗传物质来自同一个细胞，因

勺答案（】）体外受精获能发育培养液（2）显微注射此核型和胞质类型都•致；而核移植方法培育的动物的发育

起点是重组细胞，因此核型一致，胞质类型却不一定相同。

法抗原一抗体杂交法牛乳腺蛋白基因启动子（3）将内

细胞团均等分割胚胎的恢复和进一步发育

解析（1）根据以上分析可知，图中a表示体外受精过程，考点2生态工程

精子在受精前需要进行获能处理;受精后形成的受精卵需要

转移到发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的一、生态工程与生态经济

发育能力。（2）根据以上分析可知，图中b表示采用基因工程1.生态工程

技术将外源基因导入受体细胞（动物细胞），常用的方法是显（1）任务:修复和重建已遭到破坏的生态系统；改善传统的

微注射法；目的基因表达的产物是蛋白质，可以用抗原一抗体生产方式，提高生态系统的生产力。

杂交法进行检测；要从转基因牛1）的牛奶中提取外源基因蛋（2）目的:遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生

白，在构建基因表达载体时应将外源基因与牛乳腺蛋白基因产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展：

启动子相连。（3）囊胚期胚胎分割时要注意将内细胞团均等（3）特点:与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效

分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。益、可持续的工程体系。

2.2n/4n嵌合体胚胎是指用四倍体（4〃）胚胎与二倍体胚胎（2〃）2.生态经济：主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个系

或胚胎干细胞（ES细胞）进行聚合，形成由二倍体和四倍体细统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,

胞组成的嵌合体2〃/4〃嵌合体胚胎的构建常用方法如图，请从而实现废克物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一

据图分析回答：就是生态工程。

二、生态工程的原理比较

项目理论基础意义实例

可避免环境污染及其

物质循环

物质循环对系统稳定和发展的无废弃物农业

再生原理

影响

生物多样性程度高可“三北”防护林建设

物种多生态系统具

为各类生物的生存提中的问题、珊瑚礁生

性样有较高的抵

供多种机会和条件；态系统生物多样性

原理抗力稳定性

可提高系统的生产力的问题

生物与环境生物数量不超过

协调与平太湖富营养化问题、

的协调与环境承载力，可避免

衡原理过度放牧等

平衡系统的失衡和破坏

（1）受精卵是胚胎发育的开端，图中的卵细胞达到—

社会、经济、自统一协调各种关系，林业建设中白然系

时，才具备受精的能力，而精子需经过过整体性

然构成复合保障系统的平衡与统与社会、经济系统

程才能和卵细胞结合°原理

系统稳定的关系问题

（2）2〃的ES细胞来自胚胎发育过程的期，本实验中

从功能上说明了该细胞。系统的结构决

定功能原理：改善和优化系统的结

（3）2/4〃嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有桑基鱼班

_________________（答出2项即可）。系统学分布式优于构以改善功能

集中式和环式

（4）ES细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动和工程

物相比，遗传物质来源的区别主要是什么？学原理系统整体性原

保持系统很高的生珊瑚礁中藻类和珊

理：整体大于

_________________________________________________O产力瑚虫的关系

◎答案（1）减数第二次分裂中期获能（2）囊胚具有部分之和

发育的全能性（3）动物细胞培养、动物细胞融合和胚胎移植

（4）用ES细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体.易混易错比较整体性原理和系统整体性原理

而用核移植方法克隆的动物只是核型一致，但胞质类型却不整体性原理是指社会、经济、自然三方面协调统一，保障

-•定相同整体系统的稳定与平衡；系统整体性原理是指总体功能大于

解析（1）具有受精能力的卵细胞实际是处于减数第二次部分功能之和，即“1+1>2”，目的是保持系统很高的生产力。

分裂中期的次级卵母细胞;精子必须先在雌性生殖道内停留

一段时间，才能具有和卵子结合的能力，这一过程称为精子的

\考点通关

获能。（2）囊胚期的细胞开始出现分化，出现内细胞团和滋养

层，其中内细胞团细胞属于胚胎干细胞,本实验中依据实验结1.中科院培育的巨型稻生长周期与青蛙、泥瞰生长周期同步，可

果可知胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性。（3）2〃/4〃嵌同时管理以节约人力与资金成本，通过采取“巨型稻+泥纵+

鱼”的生态种养模式，实现了一亩多收、粮鱼共赢。发展。

（1）材料中的青蛙在该生态系统中的成分属于—（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

（2）建设该类生态种养模式的目的是遵循自然界物质循环的度上得益于实行“”，从而实现废弃物的资源化。

规律,发挥资源的生产潜力，防止，达到经（3）实行生态工程，很多时候还需要考虑人文关怀、贫困地区

济效益和的同步发展。生态工程的基本的收入等问题，这样才能很好地缓解“前面造林,后面砍

原理有等（答出2条树”的现象，这遵循的是生态工程的原理。

即可）。（4）我国在保护濒危植物方面，运用了很多技术，比如微型繁

答案（1）消费者（2）环境污染生态效益物质循环殖，运用的是—技术,其原理是—

再生原理、物种多样性原理、协调平衡原理、整体性原理、系统

学和T程学原理◎答案（1）已被破坏的生态环境造成环境污染和破坏的

好》解析（1）青蛙在生态系统中的成分属于消费者。（2）建传统生产方式（2）循环经济（3）整体性（4）植物组织培

设生态工程的目的是防止环境污染，达到经济效益与生态效养植物细胞具有全能性

益同步发展。生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样解析（1）生态工程是对已被破坏的生态环境进行修复重

性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理。建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善。（2）实

2.党的十九大报告指出要大力度推进生态文明建设……全面节行“循环经济”可实现废物资源化。（3）实行生态工程要考虑

约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅度下降。重大生态人民的生活和收入问题，这体现了生态工程的整体性原理。

保护和修复工程进展顺利，森林改善。请问答下列相关问题：（4）可利用植物组织培养技术保护濒危植物，该技术的原理是

（1）生态工程是对进行修复重建，对植物细胞具有全能性。

进行改善，促进人和自然的和谐

素养提升令学生用书P280

提升胚胎工程操作流程分析科学思维

1.（科学思维一归纳与概括）如图是某科研小组设计的用“精子

方法诠释

介导基因转移法”培育转基因山羊（2〃）的流程图。据图回答

1.胚胎移植过程中两次使用激素下列问题：

第一次是对受体、供体作同期发情处理。第二次对供体使标记的外源基因R精子

用促性腺激素，使其超数排卵。

〉一受精卵一早期胚胎一it孕母羊一转基因羊

2.胚胎移植过程中的两次检查卵母细胞/

第一次是对收集的胚胎进行检查;第二次是对受体母畜是（】）“精子介导基因转移法”是利用精子易与外源基因结合的

否妊娠进行检查。特性，通过图中的①过程，将精子作为外源基因的,

3.胚胎移植的时间由的精子，经过②过程，将外源基因送入卵母细胞。

胚胎移植是胚胎工程技术的最后一道工序。不同动物胚胎（2）进行②过程的卵母细胞应处于期，此时细胞中含

移植的时间不同，牛、羊的胚胎要培育到桑根胚或囊胚阶段才移__个染色体组。受精过程中防止多精入卵的两道屏障

植，小鼠、家兔的胚胎在桑根胚前移植。是透明带反应和。

4.胚胎移植的生殖方式（3）③过程需在（写出两点）等

胚胎移植的生殖方式取决于胚胎的来源，由受精卵形成的条件下进行。

胚胎则为有性生殖，由核移植技术形成的重组细胞发育而成的（4）胚胎工程是指对动物的早期胚胎或所进行的多

胚胎或胚胎分割形成的胚胎，则属于无性生殖。种显微操作和处理技术。④过程涉及的胚胎工程技术是

5.胚胎分割

对胚胎进行分割处理时，要注意将囊胚的内细胞团均等分•g•答案（1）载体获能（2）减数第二次分裂中1卵细

割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步的发育。

胞膜反应（3）无菌无毒的环境、适宜的温度和|,11、营养充

对点提升足，含95%空气和5%的二氧化碳的混合气体（4）配子胚

胎移植

题号素养体现

解析（1）图中的①过程是将精子作为外源基因的载体,

本题以转基因羊的培育过程为信息载体，其处理问题的过由获能的精子，经过②过程，将外源基因送入卵母细胞一

程体现了对科学思维素养中归纳与概括要素的考查（2）参与形成受精卵的卵母细胞处于减数第二次分裂中期，此

本题以利用基因工程和胚胎「•程生产人血白蛋白的过程为时细胞中含1个染色体组,受精过程中防止多精入卵的两道屏

2素材,体现了对社会责任素养中关注人体健康等要素的障是透明带反应利卵细胞膜反应。（3）受精卵在形成早期胚

考查胎的过程中需要无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、营养充

专题27胚胎工程笆窗工程5

足，含95%空气和5%的二氧化碳的混合气体等条件。（4）胚技术获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺

胎工程是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作细胞中特异性表达，在