人教版2024届高考生物一轮复习胚胎工程与生态工程教学课件

这是一份人教版2024届高考生物一轮复习胚胎工程与生态工程教学课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，提能力精准突破，悟考情演练真题，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，初情期等内容，欢迎下载使用。
一、体内受精和早期胚胎发育
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。 
2.精子和卵子的发生
3.受精作用(1)场所:雌性的　　　　　　。 (2)过程
特别提醒(1)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。(2)受精卵遗传物质的来源:核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
4.早期胚胎发育过程
旁栏边角(选修3 P63“讨论”)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。
易错辨析(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。(　　)(2)卵子形成过程中,减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。(　　)(3)排卵是指卵泡从卵巢中排出。(　　)(4)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。(　　)
(5)卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。(　　)(6)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。(　　)(7)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。(　　)(8)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。(　　)
二、体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用
1.体外受精与早期胚胎培养(1)体外受精　　　仍为有性生殖
(2)早期胚胎培养应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力①培养液成分:无机盐、有机盐(两盐);　　 　　　　(两素);　　　 　　　(两酸),另外还有血清等。 ②胚胎去向:　　　　　　　　　　　　。 
2.胚胎移植实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(1)地位:胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。(2)主要过程
(3)意义:充分发挥　　　　　　　　　　　　。 (4)生理学基础
雌性优良个体的繁殖潜能
3.胚胎分割　　　无性繁殖或克隆(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:对囊胚阶段的胚胎进行分割时,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。对未知性别的胚胎可以取　　　　　　,做DNA分析性别鉴定。 
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
特别提醒界定“滋养层”与“饲养层”(1)滋养层:囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,最终发育成胎膜和胎盘。(2)饲养层:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
旁栏边角(选修3 P63“正文内容”拓展)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。
易错辨析(1)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理。(　　)(2)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。(　　)(3)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。(　　)(4)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。(　　)(5)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(　　)
三、生物技术的安全性和伦理问题
1.转基因产品的安全性(1)对转基因产品安全性的争论①争论起因:不同的价值观取向可能产生对转基因技术的不同见解,特别是在　　　　　　　　　　的安全性等方面发生激烈争论。 ②争论内容举例:转基因生物研发和　　　　评估。转基因食品　　　　及我国有关转基因生物研究和商品化的　　　　　　　　。 
(2)理性看待转基因技术①　　　　　　　　转基因技术不是人云亦云,更不是诋毁科学创新、造谣惑众。 ②需要以完备的相关科学知识为基础,即清晰地了解转基因技术的　　　　和操作规程。 ③要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。④制定法规维护消费者对转基因产品的　　　 　　,保证转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。 ⑤成立权威评价机构,为保障　　　　　　　　　　提供重要技术支撑。 
2.关注生物技术的伦理问题
3.禁止生物武器(1)生物武器的种类(连线)
(2)我国政府观点:在任何情况下　　　　　　　　　　　　生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 
不发展、不生产、不储存
易错辨析(1)转基因作物被动物食用后,目的基因就会转入动物体细胞中。(　　)(2)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性。(　　)(3)转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中。(　　)(4)转基因抗虫植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。(　　)(5)如果转基因植物的外源基因来源于自然界,则不会存在安全性问题。(　　)
1.生态工程与生态经济(1)人类设计生态工程的根本目的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　　　 　　的同步发展。 (2)生态工程的特点:　 。 (3)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　　　　　　　,而实现循环经济最重要的手段之一就是　　　　　。 
少消耗、多效益、可持续
2.生态工程所遵循的基本原理(1)物质循环再生原理: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。(2)物种多样性原理:一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较高的　　　　　　　。 (3)协调与平衡原理:处理好生物与环境的协调与平衡,除了考虑生物的生态适应性外,还需要考虑　　　　 　　　。 
环境承载力(或环境容纳量)　
(4)整体性原理:人类处在一个社会—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。(5)系统学和工程学原理:生态工程需要考虑　　　　　　　　　　　　　　　,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。另外,系统各组分之间要有适当的　　　　　,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,即“1+1>2”。 
系统内部不同组分之间的结构
3.设计生态工程的五大原理及实例整合(连线)
由此可见,除⑤外均涉及　　　 原理,除①⑤外均涉及　　　　　原理。 
旁栏边角1.(选修3 P114“图5-16”改编)进行矿区废弃地生态恢复工程建设时,恢复植被的措施是植树和种草,为什么不是种植农作物?
提示 矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物生长,因此代之以适应性强、耐旱的灌木、草和树等。
2.(选修3P102“讨论1”)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?
提示 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。珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如,氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流到系统外。
易错辨析(1)在生态工程中有效选择生物组分并合理布设是生态工程的自生原理所必需的。(　　)(2)我国古代先民依靠“无废弃物农业”保证了土壤肥力,改善了土壤结构,这符合物质循环再生原理。(　　)(3)我国西北地区干旱少雨,种植乔木类(如杨树)符合协调与平衡原理。(　　)
(4)自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。(　　)(5)建立农村综合发展型生态工程是实现经济、社会、生态效益全面提高的有效途径。(　　)(6)只要合理设计生态工程就可以遵从“先污染、后治理”的路线。(　　)(7)林业生态工程建设,既考虑种树又考虑生活问题,这符合整体性原理。(　　)
角度一、体内受精和早期胚胎发育考向探究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　　　　　　　　　　　　(填时期)时才具备与精子受精的能力,受精的场所是　　　　　　,判断卵子受精的重要标志是　  　。 
(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。 
答案 (1)排卵前后　减数第二次分裂中期　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
角度二、胚胎工程及其应用考向探究考向1胚胎移植技术流程
1.(2022全国甲)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊,为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代,该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液,精液保存的方法是　　　　　　　　　。在体外受精前要对精子进行获能处理,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;精子体外获能可采用化学诱导法,诱导精子获能的药物是　　　　　　　　(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞,因为卵母细胞达到　　　　　　　　　　　时才具备与精子受精的能力。 
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行,该培养液的成分除无机盐、激素、血清外,还含的营养成分有　　　　　　　　　　　　(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。 (3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作,以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是     　。 
答案 (1)冷冻保存　刚获得的精子还不具备受精能力　一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液(答出1点即可)　减数第二次分裂中期(或MⅡ期)(2)有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸(答出3点即可)(3)对非繁殖期受体母羊进行同期发情处理,将保存的囊胚进行胚胎移植,再对受体母羊进行是否妊娠的检查,一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
考向2胚胎移植及胚胎分割技术2.和牛是世界公认的高档肉牛品种,其体型较小,肉质鲜嫩,营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术,按下图所示流程操作,成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题。
(1)用　　　　　　激素处理,可使供体母牛超数排卵,过程①中产生的精子需要进行　　　　处理后才具有与卵细胞受精的能力。 (2)试管牛的培育需要的工程技术有　　　　　　和胚胎移植等。 (3)移植的胚胎处于　　　　期,移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是　  　; 为培育子代雌性小牛,胚胎移植前须进行性别鉴定,宜取图中[　]　　　　细胞进行DNA分析。 (4)为提高胚胎利用效率,尽快获得数量较多的子代和牛,图中甲环节是对牛胚胎所做的处理,使用的技术称为　　　　　　　　,最终目的是　　　　　　　　　　　;这一过程中,要特别注意将内细胞团　　　　分割,其原因是　  　。 
答案 (1)促性腺　获能　(2)体外受精、早期胚胎培养　(3)囊胚受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应　乙　滋养层　(4)胚胎分割　产生多个基因型相同的后代　均等　若分割不均匀,将影响分割后胚胎的恢复和发育,如含内细胞团少的部分发育不良或不发育
3.(2022安徽六校二联)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导多能干细胞(iPS细胞),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为　　　　　　　　,培养的细胞在贴壁生长至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为　　　　　　　　。 (2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为　　　　,也可从灰鼠体内取出卵子,通过　　　　　　　后进行早期胚胎培养获得。 (3)图中重组囊胚通过　　　　　　　　技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用　　　　　　　　方法保存。 (4)小鼠胚胎干细胞(ES细胞)可由囊胚的　　　　　　　　　分离培养获得,iPS细胞与ES细胞同样具有发育的全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向　　　　　　　后用于疾病的治疗。 
答案 (1)原代培养　接触抑制(2)冲卵　体外受精(3)胚胎移植　冷冻(或低温)(4)内细胞团　诱导分化
方法突破1.移植胚胎的来源归纳
2.胚胎移植中的四个注意点
3.干细胞的类型及特点归纳
角度一、生物技术的安全性和伦理问题考向探究请回答下列有关生物技术的安全性和伦理问题。(1)一些持支持态度的科学家认为,由于不同物种间存在　　　　　　　　,同时花粉的传播距离和　　　　　　　　有限,转基因农作物很难与其他植物杂交,因而不大可能对生物多样性造成威胁。 (2)在转基因生物或产品研究过程中,绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。例如,把重组DNA的转移限制在遗传上具有　　　　　　　　的生物上;对外源DNA进行认真选择,避免表达出对人体有毒害或过敏的　　　　　　　　。 
答案 (1)生殖隔离　存活时间　(2)特定缺陷　蛋白质　
试管婴儿与设计试管婴儿的比较
角度二、生态工程考向探究
考向1生态工程及其原理1.20世纪70年代以来,我国生态工程的理论和实践都取得长足进展。在某些研究领域已处于国际领先的地位,在实践上已应用于农业生产、环境保护、城镇建设等许多方面,取得了令世人瞩目的成就。回答下列问题。(1)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　　　　　　,达到经济效益与生态效益的同步发展。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、　　　　　　的工程体系。 
(2)在农业和林业生产中,连续多年种植单一品种会造成病虫害增加,其主要原因是生态系统的　　　　　　　稳定性降低,这主要违反了生态工程的　　　　　　原理。 (3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立　　　　　　,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠　　　　　　等机制恢复其生态功能。 (4)在城市环境治理中,要进行城市生态分区,合理分布工业区、居住区、生态绿地等,这主要体现了生态工程的　　　　　　　　　原理。 
答案 (1)物质循环　环境污染　可持续(2)抵抗力　物种多样性(3)缓冲带　自然演替(4)整体性
考向2污水处理原理与技术2. 党的十九大报告中,首次提出“美丽中国”的生态文明建设新思想。生态工程的发展和应用,将在美丽中国的建设中大有作为。以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为引领,“无废城市”建设的任务之一就是污水处理。请回答下列有关问题。(1)生态工程建设的目的就是遵循生态学规律,充分发挥　　　　　　　　,防止　　　　　　,达到经济效益和生态效益同步发展。 (2)居民生活污水的大量排放,导致部分淡水水系因蓝藻和绿藻等大量繁殖而出现让人讨厌的　　　　　　现象。这说明当外界干扰的强度超过生态系统的　　　　　　　　时,生态系统的　　　　　　　　降低,生态平衡会遭到破坏。 
(3)生活污水和工业废水的处理绝大多数采用微生物处理技术,这些微生物在生态系统中属于　　　　　　。此外在水体中,还会种植一些莲、荷等浮水和挺水植物。一方面莲、荷可以与蓝藻等　　　　　　　　,抑制藻类的大量繁殖;另一方面莲、荷可以吸收微生物降解产生的无机营养和污水中的重金属离子。这种污水处理技术遵循了　　　　　　　　　等生态工程原理。 
答案 (1)资源的生产潜力　环境污染　(2)水华　自我调节能力抵抗力稳定性　(3)分解者　竞争阳光等资源　物质循环再生、协调与平衡
方法突破1.比较生态工程和生态经济
2.生态工程的整体性原理与系统整体性原理的比较
3.生态工程基本原理的判断方法(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。(2)体现物种多,营养关系复杂→物种多样性原理。(3)强调生物与环境的协调与平衡,涉及环境承载力→协调与平衡原理。(4)涉及自然、经济和社会,指整个系统,如林业生态工程建设→整体性原理。(5)涉及结构、功能,分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理(系统学和工程学原理)。(6)涉及系统内部组分的比例关系、总体功能大于各部分之和,如互利共生→系统整体性原理(系统学和工程学原理)。
1.(2022海南)以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sx2/Nang/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs),诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS),再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs),然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中,最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代,实验流程如图。回答下列问题。
(1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的,为了获得单细胞悬液,鸡胚组织剪碎后需用　　　　　　　　　处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加　　　　　　　　　等天然成分,以满足细胞对某些细胞因子的需求。 (2)体外获取OSNL的方法有　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1种即可)。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白,需构建基因表达载体,载体中除含有目的基因和标记基因外,还须有启动子和　　　　　　　等。启动子是　　　　　　　　　　　识别和结合的部位,有了它才能驱动　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是　　　　　　　　　　　　　。 (5)该实验流程中用到的生物技术有　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。 
答案 (1)胰蛋白酶、胶原蛋白酶等　动物血清(2)PCR技术、人工合成法　终止子　RNA聚合酶　目的基因转录出mRNA,最终表达出所需要的蛋白质(3)基因的选择性表达(4)诱导iPS细胞的技术是将已经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞(iPS),再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)的技术,而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞内,使这个重组的细胞发育为胚胎,继而发育为动物个体的技术(5)基因工程、动物细胞培养
2.(2020全国Ⅲ)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如下图所示。
回答下列问题。(1)步骤①中需要使用的工具酶有　　　　　　　　　　　　　　　。步骤②和③所代表的操作分别是　　　　　　和　　　　　　。步骤④称为　　　　　　。 (2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)的限制。 (3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息　　　　　(填“相同”或“不同”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。