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1、u考點50 胚胎工程u考點51 生態(tài)工程 第二十章 胚胎工程和生態(tài)工程u考點50 胚胎工程l 高考考法突破考法1 精子卵子的發(fā)生、受精作用和胚胎發(fā)育的綜合考查l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備考法2 胚胎分割和胚胎移植技術(shù) 考法4 轉(zhuǎn)基因生物安全性和生物技術(shù)的倫理問題考法3 胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)與應(yīng)用 l應(yīng)試基礎(chǔ)必備1.體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育(1)精子和卵子的發(fā)生精子卵發(fā)生場所睪丸曲細(xì)精管卵巢和輸卵管發(fā)生時間初情期后胚胎性別分化以后數(shù)量一次采精可得到很多精子一個卵泡只形成一個成熟卵子分裂情況均等分裂不均等分裂相同點二者在減數(shù)分裂前都通過有絲分裂的方式增加性原細(xì)胞的數(shù)量受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸

2、胚 (3)早期胚胎發(fā)育的過程(2)受精作用精子獲能：是指成熟的精子必須在雌性動物的生殖道中經(jīng)歷一段時間，發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能受精的過程，精子獲能后才具有受精能力。卵子的準(zhǔn)備：卵子排出后的成熟程度不同，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備與精子受精的能力。受精過程：獲能的精子穿過放射冠和透明帶精卵通過細(xì)胞表面的糖蛋白相互識別精子遺傳物質(zhì)進(jìn)入卵細(xì)胞。(1)體外受精卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)a.實驗動物以及家畜豬、羊等：用促性腺激素處理,使其排出更多的卵子，然后從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。b.大家畜或大型動物：從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞或直接從活體

3、動物的卵巢中吸取，然后在體外進(jìn)行人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能精子受精。2.體外受精和早期胚胎培養(yǎng)精子的采集和獲能a.收集精子的方法：主要有假陰道法、手握法和電刺激法等。b.精子體外獲能的方法：主要有培養(yǎng)法(嚙齒動物、家兔、豬等)和化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)誘導(dǎo)法。體外受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子可以在獲能液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。(2)(2)胚胎的早期培養(yǎng)胚胎的早期培養(yǎng)培養(yǎng)的目的：檢測受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。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。胚胎去向：受體移植或冷凍保存。3.胚胎工程的應(yīng)用及前景胚胎工

4、程的應(yīng)用及前景概念：是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。 地位：是胚胎工程的最后一道工序。(1)(1)胚胎移植胚胎移植(2)(2)胚胎分割胚胎分割概念：胚胎分割是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。所需儀器設(shè)備：實體顯微鏡和顯微操作儀?；境绦颍哼x擇發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針或分割刀進(jìn)行分割。實質(zhì)：胚胎分割可增加動物后代，其實質(zhì)是動物的無性繁殖或克隆。概念：哺乳動物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞

5、，是在早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞特點a具有胚胎細(xì)胞的特性：形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、核大、核仁明顯；功能上具有發(fā)育的全能性b在體外培養(yǎng)條件下可以增殖而不分化c可以冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造應(yīng)用：治療人類的某些頑癥、培育移植用的人造組織或器官、研究體外細(xì)胞分化的理想材料(3) (3) 胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞(ES(ES或或EKEK細(xì)胞細(xì)胞) )u4.4.生物技術(shù)的安全性和倫理問題生物技術(shù)的安全性和倫理問題轉(zhuǎn)基因成果a.工程菌重組微生物。b.基因制藥：生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)基因動物。c.轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論：主要在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面存在激烈的爭論。理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)

6、a.正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來的安全性問題，要趨利避害，不能因噎廢食。b.制定政策和法規(guī)，最大程度保證轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn)品的安全性。(1) (1) 轉(zhuǎn)基因生物的安全性轉(zhuǎn)基因生物的安全性(2) (2) 生物技術(shù)中的倫理問題生物技術(shù)中的倫理問題中國政府態(tài)度：禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆。在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。l高考考法突破 考法考法1 1精子卵子的發(fā)生、受精作用和胚胎發(fā)育的精子卵子的發(fā)生、受精作用和胚胎發(fā)育的綜合考查綜合考查(1)(1)精子的發(fā)生精子的發(fā)生精子的發(fā)生中減數(shù)分裂的兩次分裂是連續(xù)的，是在睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)進(jìn)行的。精子獲能的主要部位是雌

7、性動物的子宮和輸卵管。1. 1.精子和卵子的發(fā)生精子和卵子的發(fā)生(2) (2) 卵子的發(fā)生卵子的發(fā)生哺乳動物卵泡早在出生前(即胎兒時期)就形成和儲備在卵巢內(nèi)。卵子的發(fā)生中減數(shù)分裂的兩次分裂是不連續(xù)的，減數(shù)第一次分裂在卵巢內(nèi)完成，產(chǎn)生一個次級卵母細(xì)胞和第一極體，進(jìn)入輸卵管在與精子的結(jié)合過程中完成減數(shù)第二次分裂，產(chǎn)生一個成熟的卵子和第二極體。當(dāng)原核融合時，第一極體完成分裂，形成2個第二極體。有的哺乳動物的第一極體不再分裂。（1）受精作用的場所：輸卵管。（2）受精標(biāo)志：在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個極體，而受精完成的標(biāo)志為雌雄原核的融合。（3）受精過程精子穿越放射冠和透明帶：頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋

8、放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞間的物質(zhì)，透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜：卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的第二道屏障。原核形成和融合：雄原核和雌原核形成，雌雄原核結(jié)合形成合子（受精卵）。（4）受精卵遺傳物質(zhì)的來源：核遺傳物質(zhì)來自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核(即精卵各提供12)，而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。（5）精卵細(xì)胞結(jié)合具有物種特異性的原因：由于細(xì)胞膜上糖蛋白的識別作用，卵細(xì)胞只允許同種生物的精子進(jìn)入。2. 2.關(guān)于受精關(guān)于受精（1）個體發(fā)育起點是受精卵的分裂，終點是性成熟個體的形成。（2）發(fā)育中的細(xì)胞分裂均為有絲分裂，產(chǎn)生的是體細(xì)胞。（3）卵裂期、桑椹胚

9、期、囊胚期和原腸胚期的特點卵裂期的特點：細(xì)胞有絲分裂使細(xì)胞數(shù)目增加，但胚胎總體積并不增加或略縮小，因此每個細(xì)胞的體積會隨分裂的進(jìn)行不斷縮小，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。桑椹胚以前的細(xì)胞均未分化，細(xì)胞全能性最高，是胚胎分割的最佳時期。3. 3.關(guān)于胚胎發(fā)育關(guān)于胚胎發(fā)育桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開始分化，出現(xiàn)內(nèi)外兩個胚層，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。其中個體較大的細(xì)胞叫內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。原腸胚期的特點：出現(xiàn)胚層分化（如內(nèi)胚層、外胚層等）。原腸胚階段是個體發(fā)育中分化程度達(dá)到最大的階段，但應(yīng)注意細(xì)胞分化貫穿整個個體發(fā)育過程中。（4）孵化：囊胚

10、后期，透明帶破裂，胚胎伸展出來；原腸胚早期還保留縮小的囊胚腔，最后消失。例例 江蘇生物201714，2分下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是( )A精子在獲能液中于37 、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能B小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射相關(guān)激素有促進(jìn)超數(shù)排卵的作用C分割的胚胎細(xì)胞有相同的遺傳物質(zhì)，因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學(xué)差異D注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育【解析解析】精子在獲能液于37 、5%CO2條件下培養(yǎng)，可使精子獲能，A正確；給小鼠注射促性腺激素可促進(jìn)其超數(shù)排卵，B正確；分割的胚胎細(xì)胞具有相同的遺傳物質(zhì)，但發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變或受環(huán)境因素影響

11、等，最終發(fā)育成的個體可能會有形態(tài)學(xué)差異，C錯誤；胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，能分化培養(yǎng)成各種組織器官，D正確。Cu考法考法2 2 胚胎分割和胚胎移植技術(shù)胚胎分割和胚胎移植技術(shù)1. 1.關(guān)于胚胎分割關(guān)于胚胎分割(1)胚胎分割的對象：應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚(2)胚胎分割的注意事項：對囊胚進(jìn)行分割時，要注意對內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育(1)胚胎工程中最后一道程序：進(jìn)行胚胎移植時，移植的胚胎必須在原腸胚之前，但不知直接移植受精卵(2)胚胎移植的實質(zhì)：早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀保持不變(3) 胚胎

12、移植的生理學(xué)基礎(chǔ)供、受體生殖器官的生理變化是相同的哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能2. 2.關(guān)于胚胎移植關(guān)于胚胎移植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)的存活提供了可能供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響（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。（6）

13、胚胎移植的生殖方式：若胚胎是由受精卵形成的，屬于有性生殖，若胚胎是由核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的，則是無性生殖。（7）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。 3. 3.胚胎移植和胚胎分割移植的比較胚胎移植和胚胎分割移植的比較胚胎移植胚胎移植胚胎分割移植胚胎分割移植概念將胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)移植前的處理用激素對供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理；對供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理對囊胚階段的胚

14、胎分割時，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割生殖方式通過核移植技術(shù)獲得的胚胎，屬于無性生殖；通過體內(nèi)外受精獲得的胚胎，則屬于有性生殖分割后的胚胎具有相同的遺傳物質(zhì)，可看作是無性生殖操作對象早期胚胎作用及意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期，提高了繁殖率重慶理綜重慶理綜2015 2015 8 8題節(jié)選題節(jié)選某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進(jìn)了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應(yīng)性差的純種公牛。低的問題，引進(jìn)了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應(yīng)性差的純種公牛。(1)擬進(jìn)行如下雜交： 選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常_。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)

15、奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是_性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是_，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是_ （ (假設(shè)兩對基因分別位于不同對常染色體上） 。例例 (2)用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體。精子要具有受精能力，需對其進(jìn)行_處理；卵子的成熟在過程_中完成。在過程的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是_。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程前應(yīng)鑒定胚胎的。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程_的基因重組有關(guān)。(3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用_技術(shù)?！窘馕鼋馕觥浚?）根據(jù)題意，親本中的母牛選擇的是具有適宜本地生長基因低產(chǎn)奶量的純種，由它作母本可以保證胚胎在母體內(nèi)正常生長

16、發(fā)育。雜交雙親為A不適宜本地生長高產(chǎn)奶量B適宜本地生長低產(chǎn)奶量，后代C為適宜本地生長低產(chǎn)奶量，可以推知適宜本地生長和低產(chǎn)奶量是顯性性狀，可分別用M、N表示，不適宜本地生長和高產(chǎn)奶量是隱性性狀，分別用m、n表示。那么A的基因型是mmnn，B的基因型是MMNN，則C的基因型就是MmNn。此時，若想得到適宜本地生長高產(chǎn)奶量的母牛，最佳雜交組合是A和C雜交：mmnnMmNn，得到適宜本地生長高產(chǎn)奶量的母牛（Mmnn）的概率是 1 / 4 1 / 2= 1 / 8 。（2）精子要經(jīng)過獲能或增強(qiáng)活力處理才具有受精能力。處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞才具備與精子受精的能力，在受精的過程中次級卵母細(xì)胞排出第

17、二極體，完成卵子的成熟。早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，葡萄糖可給早期胚胎的發(fā)育提供能量。要獲得高產(chǎn)奶、適宜本地生長的母牛，因此在進(jìn)行胚胎移植前要鑒定胚胎的性別和高產(chǎn)奶、適宜本地生長的基因。結(jié)合（1）小題，供體公牛和供體母牛的基因型為：mmnnMmNn，可知后代的基因重組是發(fā)生在MmNn（供體母牛）減數(shù)分裂的過程（過程）中。（3）為了提高已有胚胎的利用率，可以采用胚胎分割技術(shù)對已鑒定的合格胚胎進(jìn)行操作，以得到更多的合格胚胎?！敬鸢复鸢浮浚?）生長發(fā)育或胚胎發(fā)育 隱性 AC 1 / 8 （2）獲能或增強(qiáng)活力 供能 性別、高產(chǎn)奶和適應(yīng)本地生長的基因 （3）胚胎分割u 考法考法3 3 胚胎干細(xì)胞的

18、培養(yǎng)與應(yīng)用胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)與應(yīng)用形態(tài)上具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等特點，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。1. 1.胚胎干細(xì)胞的特點胚胎干細(xì)胞的特點2. 2.胚胎干細(xì)胞的來源胚胎干細(xì)胞的來源是一類未分化細(xì)胞，可從早期胚胎的囊胚期分離獲取或從胎兒的原始性腺中分離獲取。3. 3.胚胎干細(xì)胞的主要用途胚胎干細(xì)胞的主要用途（1）將胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物。（2）基因敲除，獲得移植器官。（3）培育出人造組織器官，用于器官移植。（4）改良創(chuàng)造動物新品種。4.4.骨髓治療的實質(zhì)骨髓治療的實質(zhì)將健康骨髓中的造血干細(xì)胞移植

19、到患者體內(nèi)山東理綜201536題節(jié)選治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下：胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的 。在一定條件下，胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體 （填“A”或“B”），則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。例例【解析解析】囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)具有發(fā)育的全能性，可以作為胚胎干細(xì)胞的來源。通過核移植技術(shù)獲得的組織器官若移植給核供體B，則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?！敬鸢复鸢浮績?nèi)細(xì)胞團(tuán) Bu考法考法4 4 轉(zhuǎn)基因生物安全性和生物技術(shù)的倫理問題轉(zhuǎn)基因生物安全性和生物技術(shù)的倫理問題（1）轉(zhuǎn)基因生物存在安全性的原因：一方面目前對基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控機(jī)

20、制及基因間的相互作用了解有限，另一方面外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。1.1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性轉(zhuǎn)基因生物的安全性（2）轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點優(yōu)點缺點解決糧食短缺問題大大減少農(nóng)藥的使用量，減少環(huán)境污染增加食物營養(yǎng)，提高附加值增加食物種類，提升食物品質(zhì)提高生產(chǎn)效率，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能出現(xiàn)新的過敏原或重組形成新的病原體可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草可能使疾病的傳播跨越物種障礙可能會損害生物多樣性可能會對人類生活環(huán)境造成二次污染（1）克隆的生殖方式：屬無性生殖（2）克隆產(chǎn)生的后代與親代不一定完全相同的原因：細(xì)胞質(zhì)基因不同；發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變或染色體變異；后天生長的環(huán)境條件的影響（3）克隆的分

21、類克隆根據(jù)其目的和水平不同，可分為治療性克隆和生殖性克隆兩種克隆的定義：所謂治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定細(xì)胞和組織（皮膚、神經(jīng)或肌肉等）用于治療性移植。生殖性克隆是指將克隆技術(shù)用于生育目的，即用于產(chǎn)生人類個體。2.2.生物技術(shù)的倫理問題生物技術(shù)的倫理問題治療性克隆生殖性克隆目的治療人類疾病用于生育，產(chǎn)生新個體水平細(xì)胞水平個體水平聯(lián)系都屬無性繁殖，產(chǎn)生新個體、新組織的遺傳信息相同二者的區(qū)別與聯(lián)系3. 3.試管嬰兒技術(shù)與設(shè)計試管嬰兒技術(shù)的比較試管嬰兒技術(shù)與設(shè)計試管嬰兒技術(shù)的比較設(shè)計試管嬰兒試管嬰兒技術(shù)手段需進(jìn)行遺傳診斷，篩選出符合要求的胚胎不需要進(jìn)行遺傳診斷實踐應(yīng)用用于白血病、貧血病等疾病的

22、治療解決不孕不育聯(lián)系二者都是體外受精，經(jīng)過體外早期胚胎發(fā)育，再進(jìn)行胚胎移植，都是有性生殖示意圖是試管嬰兒的培育過程，是設(shè)計試管嬰兒的過程 重慶理綜20142，6分生物技術(shù)安全性和倫理問題是社會關(guān)注的熱點。下列敘述，錯誤的是（ ）A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì)B.當(dāng)今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗，但不反對治療性克隆C.反對設(shè)計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計嬰兒D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力例例【解析解析】在轉(zhuǎn)基因過程中，避免基因污染和對人類的影響，必須嚴(yán)格選擇目的基因，A正確；我國不反對治療性克隆，堅決反對生殖性克隆

23、，B正確；反對設(shè)計試管嬰兒的原因之一防止選擇性設(shè)計嬰兒，違背倫理道德，C正確；生物武器一般分為細(xì)菌、立克氏體、衣原體、病毒、真菌和毒素六大類，干擾素為淋巴因子，不屬于生物武器，D錯誤。Du考點51 生態(tài)工程l 高考考法突破考法5 生態(tài)工程的基本原理l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備考法6 生態(tài)工程的實例分析u 1. 生態(tài)工程的基本原理生態(tài)工程的基本原理l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備（1）生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟(jì)生態(tài)工程建設(shè)的目的：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)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。生態(tài)工程的特點：少消耗、多效益、可持續(xù)。生態(tài)經(jīng)濟(jì)：通過實行“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

24、成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是建設(shè)生態(tài)工程。（2）生態(tài)工程所遵循的基本原理物質(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；系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理；系統(tǒng)整體性原理。u 2. 生態(tài)工程的實例生態(tài)工程的實例實例實例問題問題原理原理對策對策案例案例農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程怎樣才能實現(xiàn)物質(zhì)的多級循環(huán)利用物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理建立農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程北京郊區(qū)竇店村的以沼氣工程為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程小流域綜合治理生態(tài)工程小流域水土流失比較嚴(yán)重整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理通過保土蓄水、耕作措

25、施、林草措施等工程和生物措施，層層設(shè)防來控制土壤侵蝕甘肅隴南地區(qū)的“九子登科”治理模式大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程土地沙漠化協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理實施森林或草原植被恢復(fù)的生態(tài)工程、水土保持的生態(tài)工程等退耕還林還草生態(tài)工程、防沙治沙生態(tài)工程、“三北防護(hù)林”生態(tài)工程等實例實例問題問題原理原理對策對策案例案例濕地生態(tài)恢復(fù)工程地球上80%的濕地資源遭受破壞，濕地縮小協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理采用工程和生物措施相結(jié)合的方法；在濕地的周圍建立緩沖帶鄱陽湖生態(tài)恢復(fù)工程(“平堤行洪、退田還湖、移民建鎮(zhèn)”)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程礦藏開采后往往會造成土體、土壤和植被，乃至整個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的破壞系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理人

26、工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復(fù)工程(關(guān)鍵)等赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程城市環(huán)境生態(tài)工程城市嚴(yán)重的環(huán)境污染，如過量垃圾、大氣污染、噪聲等協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理用生態(tài)工程的方法對城市環(huán)境綜合治理凈化空氣、凈化污水、垃圾處理等u 2. 生態(tài)工程的實例生態(tài)工程的實例考法考法5 5 生態(tài)工程的基本原理生態(tài)工程的基本原理l高考考法突破1.1.關(guān)于生態(tài)工程的幾個問題關(guān)于生態(tài)工程的幾個問題（1）生態(tài)工程涉及的學(xué)科知識包括生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)；運用到的技術(shù)手段或方法有系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝；最終目的是促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。（2）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

27、受損的生態(tài)系統(tǒng)）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?；驹砘驹砝碚摶A(chǔ)理論基礎(chǔ)意義意義實例實例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性我國的“三北防護(hù)林”和“珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的多樣性”等協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡可避免系統(tǒng)的失衡與破壞太湖的水體富營養(yǎng)化問題和西北地區(qū)的防護(hù)林建設(shè)2.2.生態(tài)工程的基本原理分析生態(tài)工程的基本原理分析基本原理基本原理理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)意義意義實例實例整體性原理社會系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對生態(tài)系統(tǒng)的影響力統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)

28、系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)工程建設(shè)中自然生態(tài)系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理分布式的可靠性高于集中式和環(huán)式改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能桑基魚塘系統(tǒng)整體性原理整體大于各部分之和能保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力珊瑚礁：藻類和珊瑚蟲的共生關(guān)系（1）整體性原理：整體性原理指社會、經(jīng)濟(jì)、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，例如林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題，即種樹的同時考慮經(jīng)濟(jì)收入、糧食、燃料等問題。（2）系統(tǒng)整體性原理指整體大于部分之和，即1+12。目的是保持系統(tǒng)有很高的生產(chǎn)力，具體是指互利共生的生物體現(xiàn)系統(tǒng)整體性原理，如藻類和珊瑚蟲、大豆和根

29、瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。3.3.整體性原理和系統(tǒng)整體性原理整體性原理和系統(tǒng)整體性原理 江蘇生物201627，7分高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖常會引起池塘水體富營養(yǎng)化，影響?zhàn)B殖。如圖為利用稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化魚塘尾水的示意圖，箭頭所指為水流方向。請回答下列問題：例例（1）魚塘大量投餌后，水體常會出現(xiàn)有害的硫化物，這些硫化物最可能是餌料中的 分解產(chǎn)生的。（2）圖示系統(tǒng)在實現(xiàn)了水資源循環(huán)利用的同時，魚塘富營養(yǎng)化水還為水稻生長提供了一定的 元素營養(yǎng)。（3）為調(diào)查圖中稻田害蟲的發(fā)生狀況,可采用 法，分別統(tǒng)計 的種群密度。（4）通過稻田凈化，B處水樣中可溶性有機(jī)物濃度比A處顯著下降，其主要原因是在稻田中的 （填序號）

30、微生物分解了大量有機(jī)物。好氧 光合放氧 厭氧 兼性厭氧（5）出現(xiàn)藻類水華的魚塘尾水流經(jīng)稻田后，B處水樣中藻類數(shù)量大大減少。從生態(tài)學(xué)角度分析，藻類數(shù)量減少的原因有 ?！敬鸢复鸢浮浚?）蛋白質(zhì) （2）N、P （3）五點取樣各種害蟲 （4）（5）競爭光照和營養(yǎng)、動物攝食、微生物等產(chǎn)生殺藻物質(zhì)【解析解析】（1）很多蛋白質(zhì)中含有硫元素，污染水體中的硫化物最可能是餌料中蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的。（2）水體富營養(yǎng)化的主要原因是水體中的N、P含量過高，污染水體中的這些元素可被水稻吸收利用。（3）圖中稻田近似正方形，所以調(diào)查稻田害蟲的種群密度可采用五點取樣法，然后計算各種害蟲的種群密度。（4）通過稻田凈化，B處水樣中可

31、溶性有機(jī)物濃度比A處顯著下降，其主要原因是在稻田中的各種微生物分解利用的結(jié)果，這些微生物包括好氧微生物、厭氧微生物和兼性厭氧微生物。（5）出現(xiàn)藻類水華的魚塘尾水流經(jīng)稻田后，B處水樣中藻類數(shù)量大大減少，可能原因有水稻與藻類競爭光照和營養(yǎng)、被植食性動物攝食、某些微生物等產(chǎn)生殺藻物質(zhì)等。傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模式正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本。生態(tài)經(jīng)濟(jì)則主要是通過實行“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，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。1.“1.“生態(tài)經(jīng)濟(jì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)”與與“傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)”的區(qū)別的區(qū)別考

32、法考法6 6 生態(tài)工程的實例分析生態(tài)工程的實例分析2.2.設(shè)計實施生態(tài)工程堅持的原則設(shè)計實施生態(tài)工程堅持的原則（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)系統(tǒng)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）生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本原理：生態(tài)學(xué)的基本原理是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要理論基礎(chǔ)。生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生是生態(tài)學(xué)的一條基本原理，而食物鏈則是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的主要渠道，因此食物鏈既是一條能量轉(zhuǎn)換鏈，又是一條物質(zhì)傳遞鏈，從經(jīng)濟(jì)上看還是一條增值鏈。（2）生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)再生和能

33、量的多級利用。減少能源和資源的消耗，減少化肥用量，減輕環(huán)境污染。降低農(nóng)業(yè)投入，收獲多種產(chǎn)品，增加經(jīng)濟(jì)效益。3.3.關(guān)于生態(tài)農(nóng)業(yè)的分析關(guān)于生態(tài)農(nóng)業(yè)的分析（3）生態(tài)農(nóng)業(yè)常見類型?；~塘模式：人工建立的高產(chǎn)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，做到蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶繭三豐收。沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式：通過控制溫室內(nèi)的溫度、光照、氣體和水肥等因素，縮短生產(chǎn)周期，大幅度提高糧食、蔬菜和水果的產(chǎn)量和質(zhì)量。沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式?；~塘模式 浙江自選201618某農(nóng)戶建立了小型的“蔬菜雞、豬沼氣”系統(tǒng)。請回答問題：（1）這一系統(tǒng)屬于人工干預(yù)下的 生態(tài)系統(tǒng)，其生物組成成分包括生產(chǎn)者、消費者和 ，在分析該生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益時，除了考慮這三者的投入與產(chǎn)出外，還要考慮的 投入。（2）在該生態(tài)系統(tǒng)中，利用發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)生沼氣開發(fā)生物能屬于_的生態(tài)工程。A.生物多樣性保護(hù)和持續(xù)利用 B.節(jié)水和廢水處理與利用C.山區(qū)小流域綜合治理與開發(fā) D.潔凈及可再生能源系統(tǒng)組合利用例例【解析解析】（1）該小型人工系統(tǒng)屬于庭院生態(tài)系統(tǒng)，其生物組成成分包括生產(chǎn)者、消費者和分解者，在分析該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益時，需要綜合考慮這三者和勞動者的投入和產(chǎn)出。（2）該生態(tài)系統(tǒng)中，利用發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)生沼氣開發(fā)生物能屬于潔凈及可再生能源系統(tǒng)組合利用的生態(tài)工程?！敬鸢复鸢浮浚?）庭院 分解者 勞動者 （2）D謝謝！謝謝！