課標(biāo)版 生物 第36講 胚胎工程與生態(tài)工程,知識一 胚胎工程 一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 1.精子與卵子的發(fā)生,2.受精 (1)精子獲能:剛排出的精子,不能立即與卵子受精,必須在 雌性動物 生殖道 內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才能獲得受精能力。 (2)卵子的準(zhǔn)備:卵子要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,到 減中期 (時期), 才具備與精子受精的能力。 (3)受精過程主要包括:精子穿過 放射冠和透明帶 ,進(jìn)入卵細(xì)胞膜, 原核形成和融合。 3.胚胎發(fā)育過程:受精卵卵裂囊胚原腸胚組織器官分化幼體。 (1)哺乳動物的早期胚胎發(fā)育是在 輸卵管 中進(jìn)行的,一般到桑椹胚,期進(jìn)入子宮,囊胚期著床。 (2)卵裂:細(xì)胞分裂方式是 有絲分裂 。 (3)囊胚:由滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)構(gòu)成, 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 細(xì)胞具有發(fā)育全 能性,能分化出幼體動物的所有組織器官。 (4)原腸胚:出現(xiàn)了 三 個胚層和原腸腔。 二、體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞 1.體外受精 (1)精子的采集與獲能:采集方法有 假陰道 法、手握法和電刺激法 等;獲能方法有 培養(yǎng) 法和化學(xué)誘導(dǎo)法。 (2)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng):給哺乳動物注射 促性腺 激素,使其超數(shù),排卵,然后從 輸卵管 中沖出卵子;也可從廢棄的卵巢或活體卵巢中 采集,但需要培養(yǎng)到 減中期 時,才可受精。 (3)體外受精:獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精。 2.早期胚胎培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分:無機(jī)鹽、有機(jī)鹽(兩鹽); 維生素、激素 (兩素); 氨基酸、核苷酸 (兩酸),另外還有水、血清等。 (2)胚胎去向: 向受體移植或冷凍保存 。 3.胚胎移植 (1)地位:胚胎工程其他技術(shù)的最后一道工序。 (2)過程:,(3)意義:充分發(fā)揮 雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能 。 4.胚胎分割 (1)材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的 桑椹胚或囊胚 。,(2)實(shí)質(zhì):胚胎分割可增加動物后代,其實(shí)質(zhì)是 動物的無性繁殖或克隆 。 (3)注意:對囊胚分割時,注意將 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 均等分割,否則會影響分 割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。 5.胚胎干細(xì)胞 (1)來源: 早期胚胎或原始性腺 。 (2)特點(diǎn):形態(tài)上,體積小、核大、核仁明顯;功能上具有 發(fā)育的全能 性 ;體外培養(yǎng)條件下可以 增殖而不分化 。 (3)培養(yǎng)過程,1.請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問題: (1)精細(xì)胞經(jīng)變形后,高爾基體發(fā)育形成精子的頂體,頂體內(nèi)含有的 能協(xié)助精子穿過卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。 (2)某動物排卵時,減數(shù)第一次分裂尚未完成,此時卵子處于 卵母 細(xì)胞階段,當(dāng)該細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂 期時,才具備受精能 力。若在卵細(xì)胞膜和透明帶之間看到兩個極體,則表明 過程已完成。 (3)將動物的早期胚胎移植到同種且 與供體相同的動物體內(nèi),使之 繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎,常用,激素對供體進(jìn)行處理,其目的是獲得更多的 ,經(jīng)人工授精 后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細(xì)胞是否為活細(xì)胞時,發(fā)現(xiàn)活胚胎 細(xì)胞不能被染色,原因是活細(xì)胞膜 。 (4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體,可對發(fā)育到桑 椹胚期或囊胚期階段的早期胚胎進(jìn)行 處理,再植入受體內(nèi)。若要 對早期胚胎進(jìn)行長期保存,應(yīng)將其置于 條件下。 答案 (1)頂體酶 (2)初級 中 受精 (3)生理狀態(tài) 促性腺 卵母細(xì)胞 對物質(zhì)的吸收具有選擇透過性 (4)胚胎分割 冷凍(或液氮),解析 (1)精子與卵子相遇后,發(fā)生頂體反應(yīng),頂體內(nèi)的頂體酶釋放出來,直 接溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),隨后將透明帶溶出一條孔道,從而協(xié)助精子穿 過卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。(2)排出的卵子減數(shù)第一次分裂尚未完成, 所以處于初級卵母細(xì)胞階段,排出的卵子在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,當(dāng)發(fā)育至 減數(shù)第二次分裂中期時,才具備與精子受精的能力。卵子完成受精的標(biāo)志 是卵細(xì)胞膜和透明帶之間可以觀察到兩個極體。(3)胚胎移植要求是將早 期胚胎移植到同種且生理狀態(tài)相同的其他雌性動物體內(nèi)。用促性腺激素 進(jìn)行超數(shù)排卵處理,使供體產(chǎn)生更多的卵母細(xì)胞,從而獲得較多的早期胚 胎。由于細(xì)胞膜具有選擇透過性,所以染料不能進(jìn)入活細(xì)胞,因而活胚胎細(xì) 胞不能被染色。(4)胚胎分割屬于無性繁殖技術(shù)。對胚胎進(jìn)行長期保存一,般放入-196 的液氮中。,2.如圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育的幾個階段,請據(jù)圖回答: (1)寫出各個階段的名稱。 A: ;B: ;C: 。 (2)寫出圖中各標(biāo)號的名稱。,2 ;4 ;5 ;7 ;8 。 (3)A時期的細(xì)胞具有發(fā)育上的 性,B時期開始出現(xiàn) ,C時 期開始出現(xiàn) 。 (4)2將來發(fā)育成 。 (5)動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的,僅由一個精子和卵子結(jié)合成合子 的生理基礎(chǔ)是 。 答案 (1)桑椹胚 囊胚 原腸胚 (2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 囊胚腔 外胚層 原腸腔 內(nèi)胚層 (3)全能 細(xì)胞分化 胚層分化 (4)胎兒的各種組織,(5)透明帶反應(yīng)、卵細(xì)胞膜反應(yīng) 解析 (1)圖中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原腸胚。(2)圖B中1是滋養(yǎng)層,2是 內(nèi)細(xì)胞團(tuán),3是透明帶,4是囊胚腔,圖C中5是外胚層,6是滋養(yǎng)層,7是原腸腔,8 是內(nèi)胚層。(3)桑椹胚細(xì)胞具有全能性;囊胚開始出現(xiàn)細(xì)胞分化,已分化為 滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞;原腸胚已有胚層分化。(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞將發(fā) 育為胎兒的各種組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞將發(fā)育為胎膜和胎盤。(5)受精時的透明 帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的兩道屏障。,3.如圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程,請回答下列 問題: (1)A細(xì)胞是 ,在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行 處理。 (2)進(jìn)行胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育到 時期的胚胎進(jìn)行操作。 (3)指的是 。,(4)通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個或多個個體具有相同遺傳性狀的根本原因是 。 (5)在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,應(yīng)注意 。 (6)受體母牛必須和供體屬于 。移植后的胚胎能在受體子宮中存 活的生理基礎(chǔ)是 。 答案 (1)(次級)卵母細(xì)胞 獲能 (2)桑椹胚或囊胚 (3)囊胚腔 (4)具有相同的遺傳物質(zhì) (5)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育,(6)同一物種 受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng) 解析 本題考查胚胎工程的應(yīng)用。將獲能精子與處于減數(shù)第二次分裂 中期的次級卵母細(xì)胞融合即可得到受精卵,受精卵經(jīng)過體外培養(yǎng)形成早期 胚胎,為了快速繁育優(yōu)良品種,可以采用胚胎分割的技術(shù)手段,即選擇發(fā)育 良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進(jìn)行分割,分割后產(chǎn)生的個體所含的遺傳 物質(zhì)相同。在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割, 以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。大量的研究已經(jīng)證明,受體對 移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體內(nèi)的存 活提供了可能。,知識二 生態(tài)工程 一、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟(jì) 1.人類設(shè)計(jì)生態(tài)工程的根本目的是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā) 揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達(dá)到 生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益 的同 步發(fā)展。 2.生態(tài)工程的特點(diǎn): 少消耗、多效益、可持續(xù) 。 3.生態(tài)經(jīng)濟(jì):主要是通過實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則,使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污 染物,能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實(shí)現(xiàn) 廢棄物,的資源化 ,而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是 生態(tài)工程 。 二、生態(tài)工程所遵循的基本原理 1. 物質(zhì)循環(huán)再生 原理:物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中,進(jìn)行區(qū)域小循 環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán),循環(huán)往復(fù),分層分級利用,從而達(dá)到取之不盡、用之 不竭的效果。 2.物種多樣性原理:一般而言,物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的 抵抗力穩(wěn)定性 。 3.協(xié)調(diào)與平衡原理:處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡,除了考慮生物的生 態(tài)適應(yīng)性外,還需要考慮 環(huán)境承載力(或環(huán)境容納量) 。 4. 整體性 原理:人類處在一個社會經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合而成的巨大,系統(tǒng)中,進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時,不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還要考 慮到經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。 5.系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理:生態(tài)工程需要考慮 系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間 的結(jié)構(gòu) ,通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu),達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。另外,系統(tǒng)各 組分之間要有適當(dāng)?shù)?比例關(guān)系 ,只有這樣才能順利完成能量、物 質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通,并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果,即 “1+12”。 三、生態(tài)工程的類型與設(shè)計(jì)原則 1.生態(tài)工程的類型:根據(jù)性質(zhì)和設(shè)計(jì)目標(biāo)的不同,生態(tài)工程可以分為以下 類型。,(1)具有農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)的 農(nóng)業(yè)生態(tài) 工程。 (2)以 環(huán)境保護(hù) 為目標(biāo)的林業(yè)生態(tài)工程,包括水土保持生態(tài)工程、 防風(fēng)固沙生態(tài)工程、水源涵養(yǎng)生態(tài)工程、城市綠化和園林生態(tài)工程等。 (3)以 治理環(huán)境污染 為目標(biāo)的治污生態(tài)工程,包括污水治理生態(tài)工 程、城市垃圾處理生態(tài)工程、湖泊和水源地治理生態(tài)工程等。 2.設(shè)計(jì)實(shí)施生態(tài)工程堅(jiān)持的原則 (1)首先肯定生態(tài)工程的作用,特別是對 恢復(fù)和重建受損生態(tài)環(huán)境 的重要作用。,(2)不忘大自然固有的強(qiáng)大的生態(tài)恢復(fù)力量,不能誤認(rèn)為只要有了生態(tài)工 程,就可以走發(fā)達(dá)國家“ 先污染、破壞,后治理 ”的老路。,1.閱讀下列材料,回答問題: 某地開展物理生態(tài)示范實(shí)驗(yàn)研究工作,相繼引種了浮水植物、沉水植物共 計(jì)10余種,在圍隔區(qū)內(nèi)已經(jīng)形成了以沉水植物為優(yōu)勢的水生植物群落。試 驗(yàn)區(qū)內(nèi)營養(yǎng)鹽的濃度得到有效控制,如試驗(yàn)區(qū)內(nèi)氨氮和總氮僅分別為試驗(yàn) 區(qū)外的1/13和1/5,有效地改善了水質(zhì)。 (1)此項(xiàng)生態(tài)工程依據(jù)的生態(tài)學(xué)原理有 、 、 、 和 。 (2)生態(tài)工程的調(diào)控機(jī)制是 ,主要利用,的能源是 。 (3)一些發(fā)達(dá)國家的生態(tài)工程建設(shè)主要依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的 ,達(dá)到了以 為主, 為輔的程度。而在我國的生態(tài)工程建設(shè)中, 仍起著較大作用,強(qiáng)調(diào)按預(yù)期目標(biāo),因地制宜地調(diào)整復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 和功能。 (4)生態(tài)工程的主要目的在于 。 答案 (1)物質(zhì)循環(huán)再生原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 整體性原理 系統(tǒng)學(xué) 和工程學(xué)原理 物種多樣性原理 (2)人為輔助下的自我調(diào)節(jié) 太陽能,(3)自我調(diào)節(jié)理論 回歸自然 人為調(diào)控 人為調(diào)控 (4)建造和調(diào)控人工生態(tài)系統(tǒng),使生物與環(huán)境之間變得高效和諧 解析 生態(tài)工程的建設(shè)一是要遵循生態(tài)學(xué)原理,另外還要注意對于人與 自然和諧發(fā)展的調(diào)控。目前我國的生態(tài)工程和西方國家的生態(tài)工程建設(shè) 所處的階段不同,因而追求的目標(biāo)也不盡相同,但總之都是為了使生物和環(huán) 境之間變得高效和諧。,2.某小組對市郊一農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查后,經(jīng)過交流繪制出了如圖所示 的生態(tài)工程示意圖。據(jù)圖回答有關(guān)問題: (1)該生態(tài)系統(tǒng)中的主要成分是 ,圖中的食用菌屬于生態(tài)系統(tǒng)成分,(4)物質(zhì)循環(huán)再生 解析 (1)生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是生產(chǎn)者,即圖中的農(nóng)作物。食用菌屬于 腐生真菌,在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者。以農(nóng)作物為食的生物屬于第二營養(yǎng) 級,包括人和家禽、家畜。(2)建立生態(tài)農(nóng)業(yè)的目的是調(diào)整能量流動關(guān)系,使 能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?由于實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用,所 以該生態(tài)系統(tǒng)的能量利用率較高。(3)該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)有兩條 食物鏈:農(nóng)作物家禽、家畜人;農(nóng)作物人。(4)該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物 質(zhì)的循環(huán)利用、分級利用,并且減少了環(huán)境污染,所以該生態(tài)農(nóng)業(yè)的設(shè)計(jì)遵 循物質(zhì)循環(huán)再生原理。,3.如圖為礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程流程圖,請據(jù)圖回答: (1)該恢復(fù)工程中,分別指 措施。 (2)恢復(fù)植被的措施是植樹和種草,為什么不是種植農(nóng)作物? 。 (3)該生態(tài)工程所遵循的主要原理是 。,答案 (1)壓實(shí)土地,人工制造表土 (2)礦區(qū)土壤條件惡劣不適宜農(nóng)作物的生長 (3)整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理 解析 該礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程體現(xiàn)了整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理。首 先因土壤水肥狀況差,應(yīng)壓實(shí)土地,制造表土;其次選擇種植合適的樹、草, 進(jìn)而在獲得生態(tài)效益的基礎(chǔ)上,協(xié)調(diào)發(fā)展經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。,突破一 胚胎工程 1.胚胎工程的操作流程分析,理變化是相同的。 收集的生理基礎(chǔ):早期胚胎形成后,未與母體子宮建立聯(lián)系,而是處于游 離狀態(tài)。 在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ):受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā) 生免疫排斥反應(yīng)。 供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ):供體胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系,且不 影響供體胚胎的遺傳特性。 (2)胚胎移植的實(shí)質(zhì):是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換, 而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變,因此各種性狀能保持其原來的優(yōu) 良特性。,(1)胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) 能夠移入受體的生理基礎(chǔ):哺乳動物排卵后,同種供受體生殖器官的生,(3)胚胎移植的優(yōu)勢:充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,從而大大縮短了 供體本身的繁殖周期,大大推動了畜牧業(yè)的發(fā)展。 (4)胚胎移植過程中兩次使用激素,第一次常用孕激素對受、供體進(jìn)行同 期發(fā)情處理;第二次用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。 (5)胚胎移植過程中有兩次檢查:第一次對收集的胚胎進(jìn)行檢查;第二次對 受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。 2.試管動物與克隆動物的比較,典例1 如圖是畜牧業(yè)生產(chǎn)上培育某種優(yōu)良種牛的兩種方法,請分析回答 下列問題。 (1)方法和方法均用到的生物技術(shù)有 和 。 (2)用激素處理的目的是使B牛 ,從B牛體內(nèi)獲得的卵母細(xì)胞需要,培養(yǎng)到 (時期)才能與精子結(jié)合。 (3)A牛的精子要與B牛的卵細(xì)胞結(jié)合,完成受精作用,必須先 。卵 子受精的標(biāo)志是 。 (4)生產(chǎn)上常用 期的胚胎進(jìn)行胚胎移植。若希望同時獲得多個性 狀相同的家畜個體,可以使用 技術(shù)。 解析 (1)方法、中都用到了動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和胚胎移植技術(shù)。 (2)超數(shù)排卵應(yīng)用促性腺激素處理,獲得的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次 分裂中期才能與精子結(jié)合。(3)體外受精前應(yīng)該讓精子獲能,然后才能完成 受精作用。卵子受精的標(biāo)志是卵黃膜和透明帶之間能觀察到兩個極體。 (4)胚胎移植常用桑椹胚或囊胚進(jìn)行,胚胎分割能同時獲得性狀相同的多個,個體。 答案 (1)動物細(xì)胞培養(yǎng) 胚胎移植 (2)超數(shù)排卵 減數(shù)第二次分裂中期 (3)獲能 在卵黃膜和透明帶的間隙能夠觀察到兩個極體 (4)桑椹胚或囊胚 胚胎分割,1-1 如圖表示利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)所作的一系列研究,請據(jù)圖分析回 答。 (1)上圖中的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從 和 中分離獲取。 (2)過程將胚胎干細(xì)胞置于射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上, 并加入動物血清、抗生素等物質(zhì),維持細(xì)胞不分化的狀態(tài)。在此過程中,飼,養(yǎng)層提供干細(xì)胞增殖所需的 ,加入抗生素是為了 。該過 程對于研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理具有重要意義。 (3)過程將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過組織化學(xué) 染色,用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素,這項(xiàng)研究 利用了胚胎干細(xì)胞具有 的特點(diǎn)。在哺乳動物早期發(fā)育過程中,囊 胚的后一個階段是 。 (4)過程是培育轉(zhuǎn)基因小鼠,將獲得的目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞之前需構(gòu) 建基因表達(dá)載體,目的是 。將構(gòu)建好 的表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞最常用的方法是 。 (5)過程得到的小鼠畸胎瘤里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人,類組織和器官。實(shí)驗(yàn)時,必須去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的 是 ,該過程研究的意義在于解決 問題。 (6)該研究中,包含的生物技術(shù)有 (至少寫出兩種)。 答案 (1)早期胚胎 原始性腺 (2)營養(yǎng)物質(zhì) 防止雜菌污染 (3)發(fā)育的全能性 原腸胚 (4)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一代,同時,使目的 基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 顯微注射法,(5)使移植組織細(xì)胞不會被排斥 臨床上供體器官不足或器官移植后免疫 排斥等 (6)動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植 解析 (1)胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從早期胚胎和原始性腺中分離獲 取。(2)胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時所用的飼養(yǎng)層細(xì)胞可以供給干細(xì)胞增殖所需的 營養(yǎng)物質(zhì),加入抗生素是為了防止雜菌污染。(3)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全 能性,將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過組織化學(xué)染 色,用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素。在哺乳動 物早期發(fā)育過程中,囊胚的后一個階段是原腸胚。(4)基因工程中,構(gòu)建基因 表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一,代,同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞 最常用的方法是顯微注射法。(5)去除小鼠的胸腺,小鼠不能形成T細(xì)胞,不 發(fā)生細(xì)胞免疫,使移植組織細(xì)胞不會被排斥。過程研究對于解決臨床上 供體器官不足或器官移植后免疫排斥等問題有重要意義。(6)題中的研究 過程包含動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等生物技術(shù)。,突破二 生態(tài)工程 1.生態(tài)工程的原理比較,2.生態(tài)工程的實(shí)例分析,典例2 (2011課標(biāo),40,15分)現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng),處理流程為 “厭氧沉淀池曝氣池兼氧池植物池”,其中植物池中生活著水生植 物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經(jīng)凈化處理后,可用于澆灌綠地?；?答問題: (1)污水流經(jīng)厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程 中,微生物通過 呼吸將有機(jī)物分解。 (2)植物池中,水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了 (生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群)。在植物池的食物網(wǎng)中,植物位于第,營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于 所固定 的 能。 (3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調(diào)與平衡、 和 等原理。 (4)一般來說,生態(tài)工程的主要任務(wù)是對 進(jìn)行修復(fù),對造成環(huán) 境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。 解析 (1)依據(jù)題干提供的信息分析,污水流經(jīng)厭氧沉淀池時,有些微生物 能通過無氧呼吸分解有機(jī)物;流經(jīng)曝氣池時,有些微生物能通過有氧呼吸分 解有機(jī)物;流經(jīng)兼氧池后,微生物能通過有氧呼吸和無氧呼吸分解有機(jī)物。 (2)據(jù)本小題提供的信息可推知植物池中所有的生物構(gòu)成了群落。植物處,于食物鏈的第一營養(yǎng)級;植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于生產(chǎn)者 所固定的太陽能。(3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性原理、協(xié)調(diào)與 平衡原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 等。(4)根據(jù)本小題中提供的信息可推測出,生態(tài)工程的主要任務(wù)是對已被 破壞的生態(tài)環(huán)境或受損的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)。 答案 (1)無氧和有氧(或細(xì)胞) (2)群落 一 生產(chǎn)者 太陽 (3)物質(zhì)循環(huán)再生 物種多樣性 (4)已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)系統(tǒng)),2-1 在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中,某縣積極發(fā)展畜禽養(yǎng)殖和栽桑養(yǎng)蠶兩大支 柱產(chǎn)業(yè)。在生產(chǎn)總量不斷提高的同時,該縣堅(jiān)持在發(fā)展中解決環(huán)境問題,優(yōu) 化生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用,走出了一條適合本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的 生態(tài)工程之路。請分析圖回答問題:,(1)該生態(tài)工程所遵循的基本原理有 。(寫出兩個) (2)該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動從 開始,圖 中屬于消費(fèi)者的生物有 。 (3)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)相比,該生態(tài)系統(tǒng)更能凈化環(huán)境,其主要原因是 。 (4)該生態(tài)系統(tǒng)為何能提高經(jīng)濟(jì)效益? 。 (5)根據(jù)該縣地處水鄉(xiāng)這一資源優(yōu)勢,請就該生態(tài)系統(tǒng)提出你的一條合理化 建議: 。,答案 (1)物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、系 統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 (2)桑、油菜等生產(chǎn)者固定的太陽能 蠶、禽、畜 (3)糞便等“廢棄物”被及時利用 (4)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用,提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量;減少 了化肥、農(nóng)藥的使用(降低了農(nóng)業(yè)成本投入) (5)蠶沙碎屑用來養(yǎng)魚;魚塘塘泥用來肥田 解析 (1)生態(tài)工程的基本原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原 理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理及系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。該生態(tài)工程 依據(jù)的是物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、 協(xié)調(diào)與平衡原理、系統(tǒng) 學(xué)和工程學(xué)原理。(2)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從生產(chǎn)者固定的太陽能開始,的,因而該生態(tài)系統(tǒng)能量流動是從桑、油菜等生產(chǎn)者固定的太陽能開始,消 費(fèi)者是蠶、禽、畜等。(3)由圖可知,該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了廢棄物再利用及無 害化處理,因此更能凈化環(huán)境。(4)該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用和能 量的多級利用,降低了生產(chǎn)成本,提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。(5)該生態(tài)系統(tǒng)中, 蠶沙碎屑未被利用,可利用蠶沙碎屑養(yǎng)魚,魚塘的塘泥還可用作肥料。,2-2 如圖是我國南方嘗試的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,它利用雛鴨旺盛的雜 食性,吃掉稻田里的雜草和害蟲,利用鴨不間斷的活動產(chǎn)生中耕渾水效果, 刺激水稻生長,用作物養(yǎng)豬、養(yǎng)鴨,用稻稈培育蘑菇、生產(chǎn)沼氣,豬鴨糞、 沼渣肥田,生產(chǎn)出無公害的大米與蛋肉類。請據(jù)圖回答下列問題:,(1)從生態(tài)學(xué)角度分析,人們建立圖示的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要目的是 。 該系統(tǒng)中將植物秸稈、動物糞便等廢棄物合理地進(jìn)行了應(yīng)用,這體現(xiàn)了生 態(tài)工程中的 原理。 (2)該系統(tǒng)將多個生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合,有機(jī)整合在一起,提高了系統(tǒng)生產(chǎn) 力,這體現(xiàn)了生態(tài)工程中的 原理。生產(chǎn)的大米無公害的原因是 。 (3)將蘑菇房與蔬菜大棚相通,可提高蔬菜產(chǎn)量,試分析其增產(chǎn)原因 。 (4)蘑菇房與蔬菜大棚相通,比單純種植蔬菜和單純培育蘑菇帶來的效益之 和還要高,體現(xiàn)了生態(tài)工程中的 原理。,答案 (1)實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量和物質(zhì)的多級利用,提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量,減 少環(huán)境污染(合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系,提高能量利用率,減 少環(huán)境污染) 物質(zhì)循環(huán)再生 (2)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能 減少了化肥和農(nóng)藥的使用量,減少了對水稻的污 染 (3)蘑菇呼吸產(chǎn)生的二氧化碳可以供蔬菜進(jìn)行光合作用,使其光合作用增強(qiáng) (4)系統(tǒng)整體性 解析 (1)從生態(tài)學(xué)角度分析,人們建立農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要目的是實(shí)現(xiàn) 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量和物質(zhì)的多級利用,提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量,減少環(huán)境污染。該 系統(tǒng)中將植物秸稈、動物糞便等廢棄物合理地進(jìn)行了應(yīng)用,這體現(xiàn)了生態(tài),工程中的物質(zhì)循環(huán)再生原理。(2)該系統(tǒng)將很多單個生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組 合,有機(jī)整合在一起,提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力,這體現(xiàn)了生態(tài)工程中的系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)決定功能原理。圖示生態(tài)系統(tǒng)中減少了化肥和農(nóng)藥的使用量,減少了對 水稻的污染,因此,生產(chǎn)的大米是無公害大米。(3)將蘑菇房與蔬菜大棚相 通,蘑菇呼吸產(chǎn)生的二氧化碳可以進(jìn)入大棚,供蔬菜進(jìn)行光合作用,使其光 合作用增強(qiáng),從而提高蔬菜產(chǎn)量。(4)蘑菇房與蔬菜大棚相通,比單純種植蔬 菜和單純培育蘑菇帶來的效益之和還要高,體現(xiàn)了生態(tài)工程中的系統(tǒng)整體 性原理。,