1、通常指在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术。(2)研究的重点内容:主要包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。(3)研究对象:主要限定于高等脊椎动物,特别是哺乳动物。3体外受精与胚胎的体外培养(1)体外受精过程精子的采集及获能:从附睾中取出成熟的精子,放入培养液中培养,使其达到获能状态。卵细胞的采集:最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后,用穿刺针吸取卵泡液(连同卵母细胞)取出,然后在体外进行人工培养,促进其成熟。受精:获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间,便可受精。受精后形成的受精卵需经早期发育培养,才能完成植入和着床,通常移植的适宜时期是发育到8
2、细胞以上的胚胎。(2)胚胎体外培养早期胚胎在人工创造的环境中的发育。胚胎不同发育时期需要不同培养液。尚无从受精卵到新生儿的全体外培养技术。4胚胎移植与胚胎分割(1)胚胎移植原因:无法进行全体外胚胎培养。移植的胚胎可以来自试管,也可以取自输卵管或子宫角。通常移植时期是发育到8细胞以上的胚胎,如早期囊胚。(2)胚胎分割在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎切成多份;或用胰蛋白酶处理卵裂球使卵裂球中的细胞分散开。分割的胚胎或细胞直接移植给受体,或在体外培养到囊胚阶段再移植至受体内,着床发育产仔。5胚胎干细胞(1)来源:囊胚内细胞团。(2)培养:一般用胚胎成纤维细胞做饲养层培养胚胎干细胞,这样可以促进干细胞
3、生长,同时抑制干细胞的分化。(3)获取:把囊胚放到有饲养层的培养液中继续培养,直到内细胞团突出饲养层外,然后用酶消化或机械剥离内细胞团,再把它用酶消化成单个细胞,置于新鲜培养液中培养。(4)应用胚胎干细胞核移植:将胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中,经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。用干细胞克隆器官,为器官移植提供器官。思考诊断1从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精()提示从卵巢中采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精。2囊胚的滋养层细胞具有发育全能性(提示囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性,但是滋养层细胞只能发育成
4、胎膜和胎盘。3囊胚形成的过程中,每个细胞的体积不断增大(提示受精卵到囊胚形成的过程中,主要发生了卵裂,卵裂过程中,每个细胞的体积不断缩小,细胞的总体积基本不变或略有缩小。4在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割(提示分割的是内细胞团。5原肠胚时期的每一个细胞都属于全能干细胞(提示原肠胚细胞已经具有三个胚层的分化。6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()1胚胎工程基本操作流程名称操作流程体外受精和胚胎体外培养胚胎移植胚胎分割2.胚胎移植分析(1)“供体”与“受体”的确定:提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”;供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量
5、大的品种。(2)实质:胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变。(3)优势:可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。(4)胚胎移植过程中两次使用激素,第一次用孕激素对供、受体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体进行处理使其超数排卵。(5)胚胎移植过程产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛,性别取决于公牛提供何种类型的精子,与受体牛没有关系。3胚胎分割分析(1)胚胎分割对囊胚阶段的胚胎进行分割时,必须将内细胞团均等分割:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育成胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,只为胚胎和胎儿发育提
6、供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,含内细胞团少的部分发育不良,甚至不能发育等问题。(2)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。题型一受精作用和胚胎发育1下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是()A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚层答案A解析同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白,这是同种动物的精卵能结合的原因之一;受精卵不断进行细胞分裂即卵裂,卵裂产生的细胞团称
7、卵裂球,随着卵裂的进行,卵裂球体积不变或减小,细胞逐渐变小;滋养层细胞不具有发育的全能性,即不能分化出成体动物的所有组织和器官;囊胚发育分化形成内外两个胚层。2下图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是()A获取的精子经获能后才能进行体外受精B过程只与细胞膜的流动性有关C过程的细胞增殖方式是有丝分裂D过程属于胚胎移植过程答案B解析在进行体外受精时,获取的精子需获能后才能进行体外受精;图中的过程是受精作用,该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等;过程是卵裂过程,该过程的细胞增殖方式是有丝分裂;过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程,属于胚胎移植过程。题型二胚胎
8、的培养和技术3牛胚胎移植的基本程序如下图所示,下列说法错误的是()A供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎B图中a指的是超数排卵,可用促性腺激素C为了提高牛胚胎的利用率,常采用的方法是胚胎分割移植D供体和受体(代孕母牛)要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应答案D解析胚胎移植的目的是发挥雌性优良个体的繁殖潜力;胚胎分割是将一个胚胎分成多份,从而提高了优良胚胎的利用率;胚胎移植过程不同于器官移植,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,不需要进行免疫检查。4胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示,下列分析正确的是()A图中“小牛”的性别为雄性B胚胎体外培养需利用饲养层来抑制其分化Cd可直
9、接移植给受体Da的滋养层细胞核中遗传物质与e相同答案C解析图中良种公牛和良种母牛通过体外受精得到多个受精卵,这多个受精卵中的遗传物质并不相同,也无法判断性别,故A、D错误;在培养胚胎干细胞时需利用饲养层来抑制分化,故B错误;胚胎体外培养需要培养到桑椹胚或囊胚期进行胚胎移植,而题目中已培养到囊胚期,故可直接移植,C正确。考点二生态工程1生态工程(1)原理:整体、协调、循环、再生。(2)诞生背景:人口爆炸、粮食短缺、资源枯竭、环境恶化。社会经济自然复合生态系统。(4)类型物质循环利用的生态工程:废物垃圾处理使之资源化,实现无废物生产。节水和废水处理与应用的生态工程。山区小流域综合治理与开发的生态工
10、程。清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。(5)总体目标:可持续发展。生态工程是实施可持续发展的基本途径,是促进人和自然和谐发展的重要手段。2生态工程在农业中的应用(1)传统农业措施:套种、间种、轮种。(2)生态工程在农业生产中的应用庭院生态工程。农业生态工程:种植业、畜牧业。(3)农业生态工程的主要技术物质的良性循环技术。洁净可再生的新能源开发技术:太阳能、沼气(生物能)、风能、潮汐能、水电能。种植业和畜牧业合理优化技术。1生态农业的指导思想是环境与经济协调发展()2生态工程是无消耗、多效益的工程(提示生态工程是少消耗,而不是无消耗。3设计良性循环的农业生态系统时,应遵循的基本原则是追求经
11、济效益的最大化(提示生态农业应同时注重生态效益和经济效益。4矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益(提示植被的恢复必须种植原有的物种。5“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的物质循环再生原理()6建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长,消耗能量环节增多,系统总能量利用率降低(提示建立生态农业时巧设、增设食物链,增加了能量利用的环节,系统总能量利用率提高。题型一生态工程的主要类型和原理1据下图判断,下列叙述不符合生态学原理的是()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,系统总能量利用效率降低D
12、由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染解析选项A符合物质循环再生原理;选项B对物质循环再生进行了进一步阐述;选项C与能量多级利用提高了能量利用效率不符;选项D在物质循环再生基础上,阐述了“污染物是放错地点的原料”的含义。2如图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于()A物质循环利用的生态工程B节水和废水处理与应用的生态工程C山区小流域综合治理与开发的生态工程D清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程解析这是一个对养猪场的废水进行回收、再生的生态工程。题型二生态工程在农业中的应用及庭院生态系统3“粮桑鱼畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业生态系统,下图表示这一农业生态系统的基本模式
13、。据图示判断下列说法错误的是()A沼气池的建立既充分发挥资源的生产潜力,又防止了环境污染B通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人,提高了能量的传递效率C这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区,这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理D上述生态农业系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果解析沼气池的建立使物质得以充分利用,实现了能量的多级利用,同时减少了环境污染;该生态农业调整食物链实现了物质的循环利用,提高了能量利用率,但没有改变能量传递效率。4下面为一庭院生态系统各成分的组成和相互关系的示意图,下列关于该生态系统的分析中,正确的是()A建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用,提高经济效益B若在果树间间作绿肥类杂草,能导致该系统中生物多样性增加,可能有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害C在庭院中饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用效率,增加产量,但由于食物链延长,生态系统中能量传递效率会降低D在庭院中建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶,目的是尽可能减少分解者获得的能量,从而使能量流向对人类最有益的部分解析生态系统中的能量不能循环利用;增加生物的多样性,可提高
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