1、第一部分 知识落实篇 专题九 现代生物科技专题 第二讲 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题及生态工程,1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()。 2胚胎干细胞的移植()。 3胚胎工程的应用()。 4转基因生物的安全性()。 5生物武器对人类的威胁()。 6生物技术中的伦理问题()。 7简述生态工程的原理()。 8生态工程的实例()。,栏目链接,构建网络内化体系,栏目链接,构建网络内化体系,栏目链接,构建网络内化体系,栏目链接,构建网络内化体系,(1)提示：用非激素处理法采集的卵母细胞需要在体外人工培养到减中期才能与获能的精子受精。 (2)提示：胚胎移植仅属于一种技术，可用于有性和无
2、性生殖产生的胚胎移植。 (3)提示：体外受精、动物细胞培养、胚胎移植等。,栏目链接,构建网络内化体系,栏目链接,考点1 胚胎工程,核心考点 归纳整合,1早期胚胎的发育过程,栏目链接,核心考点 归纳整合,栏目链接,2胚胎工程的操作流程图,核心考点 归纳整合,胚胎工程中的误区分析。 (1)胚胎发育的四个误区。 误区一：受精卵进行细胞分裂和细胞分化，形成桑椹胚。 纠正：受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚。 原因：细胞分化开始于囊胚，桑椹胚的形成没有经过细胞分化。,归纳提炼,栏目链接,核心考点 归纳整合,误区二：囊胚细胞开始分化，组成囊胚的细胞没有全能性。 纠正：囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团细胞具有
3、全能性。 原因：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，具有全能性。 误区三：卵裂期是指早期胚胎发育的时期。 纠正：卵裂期是早期胚胎发育的一部分。,栏目链接,核心考点 归纳整合,原因：原肠胚属于早期胚胎，但不属于卵裂期。 误区四：胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是早期胚胎。 纠正：胚胎移植以及胚胎分割移植的操作对象是桑椹胚和囊胚。 原因：早期胚胎包括桑椹胚、囊胚、原肠胚。原肠胚不适于胚胎移植和胚胎分割移植。 (2)胚胎移植过程中的三个注意点。,栏目链接,核心考点 归纳整合,两次使用激素：第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。 两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体
4、是否妊娠进行检查。 产下的子代性状取决于所用父本和供体，性别取决于父本提供何种类型的精子，二者与受体没有关系。,栏目链接,核心考点 归纳整合,1(2014华附5月检测)小鼠弯曲尾(B)对正常尾(b)显性，将一弯曲尾雄鼠与一正常尾雌鼠交配，F1中弯曲尾雌鼠正常尾雄鼠11。遗传学家将一个外源DNA片段导入到F1代弯曲尾雌鼠的体细胞中，利用克隆技术获得一只转基因正常尾小鼠。该DNA片段插入小鼠染色体上的位置有多种可能，下图表示了其中2种。,对位训练,栏目链接,核心考点 归纳整合,栏目链接,说明：插入的DNA片段本身不控制具体的性状；小鼠体内存在该DNA片段时B不表达，但b基因的表达不受影响。请回答有
5、关问题：,核心考点 归纳整合,(1)控制小鼠尾形的基因位于_染色体上，子一代雌鼠的基因型是_。 (2)培育克隆鼠时，先利用_技术将已导入外源DNA的体细胞的细胞核植入去核的_细胞，得到重组细胞；然后体外培养、诱导重组细胞，一般发育至_ _时期时移植到代孕雌鼠体内进一步发育。 (3)为确定转基因小鼠DNA具体的插入位置，研究者让该转基因小鼠与非转基因正常尾雄性小鼠杂交，统计子代的表现型种类及比例，并进行了以下分析(不考虑交叉互换)：,栏目链接,X,XBXb,核移植,卵母,囊胚(或桑椹胚),核心考点 归纳整合,若子代_， 若子代_， 则该DNA片段的插入位置属于第1种可能性；,栏目链接,正常尾雌鼠
6、弯曲尾雌鼠正常尾雄鼠 弯曲尾雄鼠1111,正常尾雌鼠弯曲尾雌鼠正常尾雄鼠 弯曲尾雄鼠3131,核心考点 归纳整合,本题综合考查光合作用、植物激素、生态工程等知识。(1)吸收光能的四种色素分布在类囊体的薄膜上，绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。(2)镉处理的菊芋干重较低，据表中数据分析原因是：光合色素含量低，导致光能吸收不足，影响光反应产生H和ATP；气孔相对开度低，导致CO2吸收不足，影响暗反应。(3)植物激素是一类由植物体内产生，能从,栏目链接,核心考点 归纳整合,产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，油菜素内酯属于植物激素，
7、据表可知油菜素内酯可以降低菊芋对镉的吸收量，进而提高菊芋对镉的耐受力。,栏目链接,考点2 生态工程,核心考点 归纳整合,1生态工程的概念 (1)原理技术。 应用生态学和系统学等学科的基本理论和方法。 通过系统设计、调控和技术组装。 (2)操作。 对已被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。,栏目链接,核心考点 归纳整合,(3)结果。 提高生态系统的生产力。 促进人类社会和自然环境的和谐发展。 2生态工程的基本原理 (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。,栏目链接,核心考点 归纳整合,(2
8、)物种多样性原理。 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件，形成复杂的食物链，能够产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。 (3)协调与平衡原理。 处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。,栏目链接,核心考点 归纳整合,(4)整合性原理。 人类处在一个社会经济自然复合而成的巨大系统中。在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：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。,栏目链接,核心考点 归纳整合,3生态工程的实例,栏目链接,核心考点 归纳整
9、合,栏目链接,核心考点 归纳整合,栏目链接,核心考点 归纳整合,1生态工程具体实例所用的生态学原理。 (1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害物种多样性原理。 (2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧协调与平衡原理。 (3)引种考虑适应环境协调与平衡原理。 (4)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。,归纳提炼,栏目链接,核心考点 归纳整合,2农业生态系统的设计方案应当符合的原则。 (1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则； (2)应当能够构成一个合理的生产结构； (3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源； (4)应当体现减少环境污染的原则； (5)应当
10、充分考虑经济、社会和生态的综合效益；,栏目链接,核心考点 归纳整合,(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现物质的良性循环。,栏目链接,核心考点 归纳整合,2(2014佛山二模)镉毒害在当前是一个愈来愈严峻的环境问题。以常见的菊芋为材料，研究外源施加油菜素内酯对镉处理下幼苗光合性能指标及镉富集的调控效应，实验结果见下表。,对位训练,栏目链接,核心考点 归纳整合,栏目链接,核心考点 归纳整合,栏目链接,(1)光合色素位于_，可用_提取。 (2)镉处理的菊芋干重较低，据表分析原因是： _； _。,类囊体薄膜,无水乙醇(丙酮),光合色素含量低，导致光能吸收不足(影响光反应),气孔相对开度低
11、，导致CO2吸收不足(影响暗反应),核心考点 归纳整合,栏目链接,(3)油菜素内酯是一类由植物体自身合成的具有调节作用的微量高效有机物，它属于_类物质。据表可知油菜素内酯可以降低_，进而提高菊芋对镉的耐受力。 (4)在被镉污染土壤的生态修复中常选择种植菊芋等耐镉植物，这体现了生态工程的_原理。镉会通过_的富集造成危害，所以不能用修复地的植物饲喂动物。,植物激素(激素、生长调节剂),菊芋对镉的吸收量,协调与平衡,食物链(网),核心考点 归纳整合,(4)在被镉污染土壤的生态修复中常选择种植菊芋等耐镉植物，考虑了生物与环境的协调与平衡；重金属(镉)会通过食物链(网)的富集造成危害，所以不能用修复地的
12、植物饲喂动物。,栏目链接,栏目链接,典例精析 新题预测,例1(2014广州大学附中)人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血液中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。现应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞牛产血清白蛋白成为可能。大致过程如下：,栏目链接,典例精析 新题预测,a将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞，形成细胞； b取出细胞的细胞核，注入去核牛卵母细胞中，形成细胞； c电脉冲刺激细胞促使其形成早期胚胎； d将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。,栏目链接,典例精析 新题预
13、测,请回答下列问题： (1)细胞、中实现了基因重组的是_，实验过程b的牛卵母细胞应在体外培养到_期。为使奶牛一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是_。 (2)采用_技术将早期胚胎分成若干等份，从而获得遗传物质相同牛。 (3)在进行胚胎移植时，需对受体母牛进行_处理。,栏目链接,减数第二次分裂中,促性腺激素(其他答案合理即可),胚胎分割,同期发情(孕激素),典例精析 新题预测,(4)“膀胱生物反应器”与“乳腺细胞生物反应器”相比，优点是 _。 (5)胚胎干细胞来源于_期的内细胞团或原始性腺，在功能上具有_。,栏目链接,雌性和雄性奶牛的尿液中都可提取到白蛋白,囊胚,发育的全能性,典例精析 新题预测,
14、利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白的大致过程，a利用了基因工程，b利用了细胞工程中细胞核移植，c利用了动物细胞培养的技术，d利用了胚胎移植的技术。(1)实现了基因的重组，重组细胞实现了细胞核和细胞质的重组。卵子发生的M和M是不连续,联想到胚胎的早期培养和胚胎工程的应用：(1)卵细胞的采集和培养；(2)胚胎分割；(3)胚胎移植；(4)和(5)胚胎工程应用。,栏目链接,典例精析 新题预测,的，只有达到减数第二次分裂的中期时，才具有与精子受精的能力。为了获得更多的卵细胞或用促性腺激素处理雌牛，以促其多产生卵子。(2)胚胎分割是胚胎工程中的一项重要技术手段，一般在桑椹胚期或囊胚期，借助于显微操作技术切割早
15、期胚胎，从而获得同卵双胎或多胎的生物学技术。(3)胚胎移植进行前，首先要对供体母牛和代孕母牛进行同期发情处理，目的是使供体和受体的生理状况必须是相同的。(4)膀胱,栏目链接,典例精析 新题预测,反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易，不必对动物造成伤害。此外，该系统可从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。(5)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎(囊胚期的内细胞力)或原始性腺细胞中分离出来的一类具有发育的全能性的细胞。,栏目链接,典例精析 新题预测,例2南京古泉生态农场是
16、生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题： (1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、_和_原理。,栏目链接,物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性,典例精析 新题预测,(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示：在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。,栏目链接,典例精析 新题预测,栏目链接,(2)如图所示,典例精析 新题预测,如果将“无机物农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？ _。 (3)在该生态
17、农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是( ),栏目链接,土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏， 土壤肥力下降,C,典例精析 新题预测,A物质经过多级利用，实现了良性循环 B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益 C由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低 D由于各级产物都可利用，减少了废物污染,栏目链接,典例精析 新题预测,(4)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？ _ _。,栏目链接,不正确。因为食物链越长，各营养级中的生物数量
18、难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少,典例精析 新题预测,(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也具有良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，,此题考查生态工程的相关原理，解题时先联想到：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理，然后再“对症下药”。,栏目链接,典例精析 新题预测,从而达到取之不尽、用之不竭，即物质循环再生原理。如果把“无机物农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机
19、物得不到及时补充，土壤肥力会下降。(3)能量沿着食物链流动时，能量逐级递减，传递效率大约为10%20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比会大大增加。,栏目链接,典例精析 新题预测,(4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不超过5个营养级。,栏目链接,核心考点 归纳整合,1慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况( 比如慢性肝病、慢性肾病、肿瘤等)，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100mL血液中含有3.84.8 g，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临
20、床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：,新题预测,栏目链接,核心考点 归纳整合,栏目链接,核心考点 归纳整合,栏目链接,(1)要实现超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用_处理，然后在恰当时期采集卵子。通过采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，要对精子进行获能处理，对羊的精子常用化学诱导法，即用一定浓度的_或钙离子载体A23187溶液诱导精子获能。 (2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用_获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括,促性腺激素,肝素,PCR扩增,核心考点 归纳整合,栏目链接,目
21、的基因、_、_、标记基因等部分。 (3)过程需将重组质粒用_方法注入受精卵的雄原核内，在显微镜下判断是否受精的标志是_。 (4)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的_细胞进行鉴定，一般采用SRYPCR方法，选择出现阴性反应的_(性别)胚胎进行移植。,乳腺蛋白基因的启动子 终止子,显微注射,在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体,滋养层,雌性,核心考点 归纳整合,栏目链接,(5)为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶山羊C进行_处理，使之与供体的生理状况保持相同。,同期发情,核心考点 归纳整合,(2)在已知白蛋白基因的碱基序列时，一般采用PCR扩增获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细
22、胞中特异性表达，需合成完整的基因表达载体，其中包括目的基因、乳腺蛋白基因的启动子、终止子、标记基因等部分。(3)基因工程的受体细胞是动物细胞，采用显微注射方法将重组质粒导入；在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体是受精的标志，雌雄原核融合形成受精卵，标志着受精过程结束。(4)选用,栏目链接,核心考点 归纳整合,滋养层细胞，采用SRYPCR方法鉴定性别，出现阳性反应者，胚胎为雄性，出现隐性反应者，胚胎为雌性。选用雌性移植是因为雌性山羊乳腺可以产乳，制备要用白蛋白，雄性不能。(5)对代孕奶山羊C进行同期发情处理，使代孕奶山羊与供体山羊的生理状况保持相同，目的是使胚胎移植能成功。,栏目链接,核心考点
23、 归纳整合,栏目链接,2多年来，每天的食品中含60%80%的转基因成分，许多美国人竟一无所知。 (1)一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度，反映了转基因食品在安全性方面是_。(2)科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧，可能原因是什么？ _。,相对安全的,转基因生物的潜在危险：如生物入侵、破坏原来 的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等,核心考点 归纳整合,栏目链接,(3)转基因食品或转基因生物武器都要应用DNA重组技术，该技术的基本工具是什么？ _。 (4)生物武器是一种大规模的杀伤性武器，它与常规武器相比有许多特点：_，_，_。,限制性核酸内切酶
24、、DNA连接酶、载体,传染性强,污染面广,难以防治,核心考点 归纳整合,栏目链接,(5)1998年6月27日，中美两国元首在关于禁止生物武器公约议定书的联合声明中，重申在任何情况下_、_、_生物武器。,不发展 不生产 不储存,核心考点 归纳整合,(1)转基因作物及其产品是新生事物，转基因生物的潜在危险是生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等，因此人们对它的安全性还存在着怀疑。(2)转基因生物的潜在危险：如生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等，科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧。(3)基因工程的工具是限制性内切酶、DNA连接酶、载体。,栏目链接,核心考点 归纳整合,(4)生物武器传染性强、污染面广、难以防治。(5)中国政府在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器。,栏目链接,
