2021新高考生物人教版一輪學案：選擇性必修部分模塊3第2單元第3講　胚胎工程與生物技術的安全性和倫理-學案下載-教習網(wǎng)

問題及生態(tài)工程
考綱研讀備考定位
考綱要求
核心素養(yǎng)
1.動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎
2.胚胎干細胞的移植
3.胚胎工程的應用
4.轉基因生物的安全性
5.生物武器對人類的威脅
6.生物技術中的倫理問題
7.簡述生態(tài)工程的原理
8.生態(tài)工程的實例
1.生命觀念——理解胚胎發(fā)育的基本過程及胚胎工程的應用，理解生命的發(fā)生、發(fā)展物種多樣性原理、系統(tǒng)學和工程學原理。
2.科學思維——深入分析轉基因生物的安全性，生物技術的倫理問題，學會理性對待科學技術與社會發(fā)展的關系。
3.社會責任——討論生物武器對人類的威脅，擔當應有的社會責任；了解環(huán)境問題，用生態(tài)工程的原理提出自己的見解，為環(huán)境建設盡力。
考點一　體內受精和早期胚胎發(fā)育

1．胚胎工程的概念
(1)操作對象：動物的早期胚胎或配子。
(2)技術：體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等。
2．精子和卵子的發(fā)生
(1)精子的發(fā)生
①場所：睪丸的曲細精管。
②時間：初情期→生殖機能衰退。
③過程
(2)卵子的發(fā)生
①場所：卵巢。
②時間：胎兒期和初情期后。

3．受精
(1)場所：輸卵管。
(2)過程：

4．早期胚胎發(fā)育

易錯整合，判斷正誤。
(1)成熟的精子并不具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力(　√　)
(2)卵子受精的標志是在卵細胞和透明帶的間隙出現(xiàn)兩個極體(　√　)
(3)透明帶反應和卵細胞膜反應是防止多精入卵的兩道屏障(　√　)
(4)卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大(　×　)
(5)卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加(　×　)

　如圖表示哺乳動物發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖分析：

(1)A、B、C的名稱分別是什么？
(2)圖中的4和7兩個空腔是同一個結構嗎？
(3)細胞分化開始出現(xiàn)于哪個時期？1部分的細胞將來形成什么結構？
(4)早期胚胎的發(fā)育過程中，卵裂時細胞的體積和所有的細胞體積之和有何變化？
[提示](1)桑椹胚、囊胚、原腸胚。
(2)不是，分別是囊胚腔和原腸腔。
(3)細胞分化開始出現(xiàn)于B(囊胚)時期，l部分的細胞將來形成胎膜和胎盤。
(4)卵裂過程中，細胞只分裂而不生長，所以每個細胞的體積越來越小，總的體積基本不變或略有縮小。

1．精子和卵子的發(fā)生
項目
精子的發(fā)生
卵子的發(fā)生
不同點
場所
睪丸的曲細精管
卵巢(減數(shù)第一次分裂)、輸卵管(減數(shù)第二次分裂)
時間
初情期到生殖機能衰退
①卵泡的形成和在卵巢內的儲備：出生前(即胎兒時期)
②排卵：初情期
過程

特點
①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂連續(xù)
②需要變形
①減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂不連續(xù)
②不需要變形
相同點
①原始生殖細胞的增殖為有絲分裂
②生殖細胞的成熟為減數(shù)分裂；成熟過程均經(jīng)一次復制和兩次分裂，子細胞中染色體數(shù)目減半
2.受精
第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應使頂體內的酶釋放出來并溶解放射冠內的卵丘細胞之間的物質；透明帶反應是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步：精子進入卵細胞膜。卵細胞膜反應是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。
第四步：配子結合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。
3．胚胎發(fā)育

　　■
關于體內受精的五點提醒
(1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。
(2)排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。
(3)防止多精入卵的機制包括：第一道屏障：透明帶反應；第二道屏障：卵細胞膜反應。
(4)受精標志和受精完成的標志
受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精過程完成的標志是雌、雄原核的融合。
(5)卵裂期細胞體積、數(shù)量及胚胎總體積的變化
細胞體積縮小，細胞數(shù)量增加，胚胎總體積不變或略有縮小。

例1 關于體內受精的順序，正確的是(　D　)
①第一次卵裂開始?、卺尫诺诙O體?、垌旙w反應　④穿越透明帶?、荽?、雄原核的形成?、藓四は?br /> A．①②③④⑤⑥　　　　 B．③②④⑤⑥①
C．④⑤②①③⑥ 　 D．③④②⑤⑥①
[解析]　受精過程包括精、卵相遇，發(fā)生頂體反應，精子穿越放射冠；精子接觸透明帶；精子穿越透明帶，接觸卵細胞膜；精子頭膨脹，同時卵子完成減數(shù)第二次分裂，釋放第二極體；雌、雄原核形成，核膜消失，兩個原核融合；第一次卵裂即將開始。
〔對應訓練〕
1．請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關的問題：
(1)精細胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內含有的頂體酶能協(xié)助精子穿過卵母細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，此時卵子處于初級卵母細胞階段。當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期時，才具備受精能力。若在卵細胞膜和透明帶之間看到兩個極體，則表明受精已完成。
(3)動物的早期胚胎移植到同種且生理狀態(tài)與供體相同的動物體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術叫作胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用促性腺激素對供體進行處理，其目的是獲得更多的卵母細胞，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細胞是否為活細胞時，發(fā)現(xiàn)活胚胎細胞不能被染色，其原因是活細胞的細胞膜對物質的吸收具有選擇性。
(4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質完全相同的兩個新個體，可對發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進行胚胎分割處理，再植入到受體內。若要對早期胚胎進行長期保存，應將其置于冷凍(或液氮)條件下。

考點二　體外受精和早期胚胎培養(yǎng)和胚胎工程的應用

　1.體外受精
(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)

(2)精子的采集和獲能

(3)受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精作用。
2．胚胎的早期培養(yǎng)
(1)目的：檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。
(2)培養(yǎng)液成分巧記
(3)胚胎處理：受體移植或冷凍保存。
3．胚胎工程的應用及前景
(1)胚胎移植
①概念剖析
A．供體：能提供早期胚胎的雌性動物。
B．受體：同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物。
②基本程序

③意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。
④生理學基礎
A．移入：排卵后，供、受體生殖器官的生理變化是相同的。
B．收集：早期胚胎處于游離狀態(tài)。
C．存活：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。
D．遺傳性：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不受任何影響。
(2)胚胎分割
①概念
A．方法：機械方法。
B．分割份數(shù)：將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等。
C．目的：獲得同卵雙胎或多胎。
②特點：動物無性繁殖或克隆的方法之一。
③材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。
④要求：將內細胞團均等分割。
(3)胚胎干細胞(ES或EK細胞)
①來源：早期胚胎或原始性腺。
②特點

易錯整合，判斷正誤。
(1)利用胚胎分割技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎(　√　)
(2)胚胎分割時需將原腸胚的內細胞團均等分割(　×　)
(3)在對囊胚進行分割時，要將滋養(yǎng)層細胞均等分割(　×　)

(4)胚胎干細胞在體外培養(yǎng)條件下具有增殖而不發(fā)生分化的特點(　√　)
(5)胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質合成旺盛等特點(　×　)

　請仔細分析下圖，并回答：

(1)試管嬰兒與設計試管嬰兒培育程序分別包含上面的哪些序號？
(2)試管嬰兒與設計試管嬰兒在技術環(huán)節(jié)上的主要差異是什么？
(3)在胚胎移植時下列①～④中哪一項沒有必要進行？
①對供體動物和受體動物進行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應。
②用激素對供體動物做超數(shù)排卵處理。
③對供體、受體動物進行選擇，并用激素進行同期發(fā)情處理。
④沖卵后，對胚胎進行質量檢查。
[提示](1)、(2)圖示過程中①②③是試管嬰兒的培育過程，①②④⑤是設計試管嬰兒培育的過程。后者比前者多了胚胎移植前的“遺傳學診斷”。
(3)①胚胎移植時，經(jīng)同期發(fā)情處理后，受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應，故①不必進行。

1．胚胎分割

2．胚胎干細胞

　　■
(1)滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層
①滋養(yǎng)層：囊胚時期沿透明帶內壁擴展和排列的、個體較小的細胞，滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤。
②飼養(yǎng)層：飼養(yǎng)層細胞一般為輸卵管上皮細胞，在干細胞培養(yǎng)時，可作為提供干細胞分裂、增殖的營養(yǎng)細胞。
(2)不同動物胚胎移植的時間不同
①牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段。
②小鼠、家兔在桑椹胚前。
③幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植，因為此時分化程度高，移植成功率很低。
3．試管動物與克隆動物的比較
比較項目
試管動物
克隆動物
技術基礎
體外受精、胚胎移植
核移植技術、細胞培養(yǎng)、胚胎(分割)移植
實例
試管牛
多利羊
過程

生殖方式
有性生殖
無性繁殖
遺傳物質
遺傳物質來自兩個個體
遺傳物質大部分來自供核生物體
意義
充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期
加速家畜遺傳改良進程、挽救瀕危物種等

例2 (江蘇卷，11)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物，通過胚胎工程技術，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如圖所示。下列相關敘述正確的是(　B　)

A．步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割
B．誘導超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細胞
C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營養(yǎng)液
D．步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同
[解析]　圖中步驟甲是指體外受精，步驟乙是指胚胎移植，A項錯誤；誘導超數(shù)排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B項正確；受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于受精卵中的細胞質，C項錯誤；體外受精可以在獲能溶液或專用的受精溶液中進行，與早期胚胎培養(yǎng)液成分并非基本相同，D項錯誤。
技巧點撥
早期胚胎培養(yǎng)液與動物細胞培養(yǎng)液成分的比較
項目
早期胚胎培養(yǎng)液
動物細胞培養(yǎng)液
鹽類
無機鹽、有機鹽
無機鹽、微量元素
營養(yǎng)物質
氨基酸、核苷酸
糖、氨基酸
調節(jié)物質
維生素、激素
促生長因子
特有成分
血清
血清、血漿
〔對應訓練〕
2．(2019·安徽省江南十校高三二模)由于環(huán)境污染問題日益嚴重，導致由于不能體內受孕而無法“生兒育女”的現(xiàn)象越來越普遍，“試管嬰兒”技術應運而生。試管嬰兒至今已發(fā)展幾代，但基本原理都是一樣的，即將精子和卵子在體外完成受精，待受精卵發(fā)育到早期胚胎，再移入子宮繼續(xù)發(fā)育成新個體?；卮鹣铝邢嚓P問題：
(1)在精子形成過程中，細胞中的高爾基體將發(fā)育成頂體，中心體將發(fā)育成精子的尾。體外受精時，從父方采集的精子需先進行一定處理才能與卵子結合，該處理過程稱為精子獲能。受精卵需在體外培養(yǎng)到8～16個細胞，才能移植到母體子宮繼續(xù)發(fā)育。對接受胚胎的母體是(填“是”或“否”)，要用激素進行類似于牛胚胎移植的同期發(fā)情處理。
(2)2000年9月，一位名叫瑪尼的女孩患上了一種致命的貧血病，需要進行造血干細胞移植，其父母通過體外受精獲得早期胚胎，在植入母體前將胚胎的一個細胞取出，進行遺傳學診斷確認符合要求后將胚胎植入體內，生出一位名叫安蒂的男嬰，醫(yī)生用其臍帶血中造血干細胞挽救了瑪尼的生命。若所用的遺傳學診斷是基因檢測，則采用的是DNA分子雜交技術。沒有給瑪尼移植父親或母親骨髓以獲取造血干細胞來治療貧血病，是因為子代對來自父親或母親骨髓的造血干細胞的免疫排斥比較嚴重，而對于來自同胞兄妹臍帶血中造血干細胞，則更容易成功。獲得男嬰安蒂的過程涉及的技術有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(答出兩種即可)。

考點三　生物技術的安全性和倫理問題

1．轉基因生物的安全性
(1)
(2)
(3)理性看待生物技術
①正視轉基因技術可能帶來的安全性問題，要趨利避害，不能因噎廢食。
②制定政策和法規(guī)，最大限度保證轉基因技術和產(chǎn)品的安全性。

2．關注生物技術的倫理問題

反對
支持
克隆人
倫理方面
違反了人類的倫理道德觀念，中國禁止生殖性克隆
中國不反對治療性克隆
技術方面
技術不成熟，流產(chǎn)率高、畸形率高、出生后死亡率高
可通過胚胎分級、基因診斷、染色體檢查等方法解決技術問題
設計試管嬰兒
胚胎也是生命，殺死胚胎無異于“謀殺”
提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷
基因檢測
技術方面
很難用在具體醫(yī)療中
有一些遺傳性疾病可以通過基因檢測后在早期采取預防措施
道德方面
可能引起基因歧視
通過正確的科學知識傳播、倫理道德教育和立法，解決基因歧視問題
3.禁止生物武器
(1)生物武器的種類(連線)
　種類　　　　　　　實例
①致病菌、病毒　　 a．重組流感病毒、新型鼠痘病毒
②生化毒劑　　 b．鼠疫菌、炭疽桿菌
③基因重組的致病菌　　 c．肉毒桿菌毒素
[提示]①—b__②—c__③—a
(2)我國政府觀點
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和設備的擴散。

1．試管嬰兒與克隆人的比較

一般過程
實質
說明
試管嬰兒
體外受精、體外一定程度的胚胎發(fā)育、胚胎移植到子宮內繼續(xù)發(fā)育
有性生殖
與人類正常生殖情況相比，主要是改變了受精和初期發(fā)育的場所
克隆人
將體細胞的核物質移到去核的卵母細胞中，將重組胚胎移植到子宮內，逐漸發(fā)育為新個體
體細胞繁殖，屬于無性生殖
克隆過程證明了動物細胞核的全能性
2.治療性克隆與生殖性克隆的比較
類型
項目　　
治療性克隆
生殖性克隆
區(qū)別
目的
從胚胎中取出干細胞用于醫(yī)學研究和治療
用于生育，獲得人的復制品
水平
細胞水平
個體水平
聯(lián)系
都屬無性生殖；產(chǎn)生新個體或新組織，遺傳信息相同
3.設計試管嬰兒技術與試管嬰兒技術的比較

設計試管嬰兒
試管嬰兒
技術手段
多了胚胎移植前進行遺傳學診斷這一環(huán)節(jié)
不需進行遺傳學診斷
實踐應用
用于白血病、貧血病等疾病的治療
解決不孕不育
二者都是體外受精、體外早期胚胎發(fā)育，再進行胚胎移植，從生殖方式上都為有性生殖
　　■
(1)設計試管嬰兒和基因檢測在應用方面并非完全不同，兩者都可用于避免遺傳病患兒的出生，從而降低人類遺傳病發(fā)病率。
(2)試管嬰兒和克隆人的形成過程并不相同：前者進行減數(shù)分裂和受精作用，而后者只進行有絲分裂。

例3 (2019·山西太原重點中學檢測)下列關于生物技術安全性和倫理問題的敘述，錯誤的是(　C　)
A．可設計試管嬰兒，但單純選擇胎兒性別是違法的
B．克隆人會沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)倫理道德觀念
C．如果轉基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題
D．利用試管嬰兒提供骨髓造血干細胞救治病人是合乎道德規(guī)范的
[解析]　可設計試管嬰兒，但單純選擇胎兒性別是違法的，A正確；克隆人可沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)倫理道德觀念，B正確；轉基因植物的抗除草劑基因來源于自然界，但可能通過花粉傳播而進入雜草中，存在安全性問題，C錯誤；利用試管嬰兒提供骨髓造血干細胞救治病人是合乎道德規(guī)范的，D正確。

〔對應訓練〕
3．試管嬰兒是通俗名詞，在專業(yè)文獻中稱為體外受精及胚胎移植。試管嬰兒是指精子和卵子的結合是在試管內進行的，并使受精卵在符合條件的環(huán)境內生長、分裂和發(fā)育4～6天，形成胚胎(如圖所示)，然后將胚胎移植到子宮腔內，使之能在子宮腔內發(fā)育，最后出生的一種生育方法，這是科學技術要求非常高的一種方法。它的成功和發(fā)展，不僅給不孕不育夫婦帶來了希望，而且對研究人類的生殖生理和胚胎發(fā)生學以及優(yōu)生學等方面的課題，有不可估量的積極作用。

(1)試管嬰兒技術在生物學上所依據(jù)的原理是受精作用，該圖示時期是胚胎發(fā)育的囊胚期。
(2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、組織，并進而形成器官和系統(tǒng)，從細胞水平看，卵裂的分裂方式是有絲分裂。
(3)“試管嬰兒”是指精子和卵子在試管內進行結合的體外受精技術，受精前精子需要事先經(jīng)過獲能處理，卵子要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期(時期)。除此之外還用到早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(填兩種)技術。
(4)“試管嬰兒”技術誕生后，繼而出現(xiàn)了“設計試管嬰兒”技術，二者在對人類作用上的區(qū)別是前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾??；后者胚胎在移植前需進行遺傳學診斷。
(5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對設計嬰兒性別，其原因是破壞了人類正常的性別比例，違反了倫理道德。
[解析]　受精前，精子需要進行獲能處理，卵子需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵進行有絲分裂，使細胞數(shù)目增多。觀察題圖可知，該圖中有囊胚腔，是典型的囊胚期圖。試管嬰兒技術主要用于解決不孕不育問題，而設計試管嬰兒主要可以治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾病等。大多數(shù)人認為那些配型不合適的胚胎被丟棄或殺死，及濫用設計試管嬰兒技術，如設計嬰兒性別等導致性別比例失調，違反了倫理道德。

考點四　生態(tài)工程的基本原理和實例

1．建設目的
遵循自然界物質循環(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，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。
2．特點
少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。
3．基本原理
(1)物質循環(huán)再生原理：物質在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復、分層分級利用。
(2)物種多樣性原理：物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。
(3)協(xié)調與平衡原理：處理好生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡，需要考慮環(huán)境承載力。
(4)整體性原理：進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。
(5)系統(tǒng)學和工程學原理：包括系統(tǒng)的結構決定功能原理和系統(tǒng)整體性原理。
4．生態(tài)工程的實例(連線)

易錯整合，判斷正誤。
(1)生態(tài)工程是無消耗、多效益的工程(　×　)
(2)設計良性循環(huán)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)時，應遵循的基本原則是追求經(jīng)濟效益的最大化(　×　)
(3)某草原牧區(qū)，在進行草場建設時，既注重不同牧草種類的搭配種植，又對單位面積內的放牧量做了一定控制，體現(xiàn)了物種多樣性原理和協(xié)調與平衡原理(　√　)
(4)建立生態(tài)農(nóng)業(yè)時巧設、增設食物鏈的目的是使食物鏈延長，消耗能量環(huán)節(jié)增多，系統(tǒng)總能量利用率降低(　×　)
(5)“無廢棄物農(nóng)業(yè)”遵循的是物種多樣性原理(　×　)

　如圖為生態(tài)工程的相關原理示意圖。請據(jù)圖思考下列問題：

(1)以上兩圖所體現(xiàn)的生態(tài)工程的原理分別是什么？
(2)以下幾種做法分別能體現(xiàn)哪種生態(tài)工程原理？
①單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害；
②草原確定合理載畜量，不能過度放牧；引種考慮適應環(huán)境；
③林業(yè)生態(tài)工程建設，既考慮種樹又考慮生活問題。
[提示](1)甲圖體現(xiàn)的是物質循環(huán)再生原理，乙圖體現(xiàn)的是整體性原理。
(2)①物種多樣性原理；②協(xié)調與平衡原理；③整體性原理。

1．生態(tài)工程所遵循的基本原理
基本原理
項目
理論基礎
意義
實例
物質循環(huán)再生原理
物質循環(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)的穩(wěn)定性
生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力
“三北”防護林建設中的問題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題
協(xié)調與平衡原理
生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡
生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞
太湖富營養(yǎng)化問題
整體性原理
社會、經(jīng)濟、自然復合系統(tǒng)
統(tǒng)一協(xié)調各種關系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定
林業(yè)建設中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關系問題
系統(tǒng)學和工程學原理
系統(tǒng)的結構決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式
改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結構以改善功能
?；~塘
系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分
保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力
珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關系

2.生態(tài)工程的實例和原理
實例
原理
重點注意問題
農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程
物質循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理
①核心：沼氣工程為中心
②優(yōu)點：農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展；開發(fā)可更新資源，減少環(huán)境污染
小流域綜合治理生態(tài)工程
整體性原理、協(xié)調與平衡原理、因地制宜原理
①“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經(jīng)濟效益
②不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟發(fā)展水平的地區(qū)，生態(tài)工程模式應各具特色
大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程
協(xié)調與平衡原理、整體性原理
“三北”防護林工程建設中應注意的問題：
①考慮樹種生態(tài)適應性問題，種植適宜品種
②考慮樹種多樣性，保證防護林體系穩(wěn)定性
③不同地區(qū)應根據(jù)當?shù)厍闆r采取不同策略
濕地生態(tài)恢復工程
協(xié)調與平衡原理、整體性原理
①濕地被譽為地球的“腎臟”
②退耕還湖，還要解決遷出居民的生活和就業(yè)問題
礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復工程
系統(tǒng)學和工程學原理、協(xié)調與平衡原理
植被恢復措施是植樹種草
城市環(huán)境生態(tài)工程
協(xié)調與平衡原理、整體性原理
①城市大氣污染主要來源是汽車尾氣。禁止使用含鉛汽油，鼓勵使用電力、天然氣等無污染能源的新型汽車
②減少或禁止工廠污水排放
③節(jié)水，使用無磷洗滌劑

例4 (2019·廣東江門調研測試)閱讀有關我國水稻育種的新成果：
材料甲：中國工程院院士、“雜交水稻之父”袁隆平宣布了一項剔除水稻中重金屬鎘的新成果。該技術通過把水稻親本中促進吸鎘的基因“敲掉”，從而減少水稻種子中的鎘含量。此項技術培育的新型水稻將扭轉我國部分農(nóng)作物重金屬含量超標的趨勢。
材料乙：中科院夏新界培育的巨型稻生長周期與青蛙、泥鰍生長周期同步，可同時管理，節(jié)約人力與資金成本，通過采取“巨型稻＋青蛙＋泥鰍＋魚”的生態(tài)種養(yǎng)新模式，實現(xiàn)一畝多收，糧漁共贏。
回答下列問題：
(1)材料甲中采用的技術與傳統(tǒng)基因工程有所區(qū)別，但是也需要在構建表達載體后采用農(nóng)桿菌轉化法將載體導入水稻愈傷組織，愈傷組織再經(jīng)再分化過程形成新型水稻植株。經(jīng)檢測，新型水稻的稻米鎘含量不但比對照組稻米鎘含量低_，而且遠低于稻米鎘含量的國際和國內安全標準。
(2)材料乙中的青蛙在該生態(tài)系統(tǒng)的成分屬于消費者。建設該類生態(tài)種養(yǎng)新模式的目的是遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律，發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。生態(tài)工程的基本原理有物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調與平衡原理，整體性原理、系統(tǒng)學和工程學原理等。
〔對應訓練〕
4．我國珠江三角洲地區(qū)，為了充分利用土地，創(chuàng)造了一種挖深魚塘、墊高基田、塘基植桑、塘內養(yǎng)魚的高效人工生態(tài)系統(tǒng)——?；~塘，如圖所示。據(jù)圖回答有關問題：

(1)生態(tài)工程遵循的基本原理有物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學和工程學原理等。
(2)該生態(tài)工程能將蠶沙、蔗葉、濾泥等變成魚類的餌料，塘泥中的微生物能將有機物轉化成無機物，為甘蔗、桑樹的光合作用提供無機營養(yǎng)，這一過程不但實現(xiàn)了廢棄物的資源化，而且體現(xiàn)了生態(tài)經(jīng)濟的“循環(huán)經(jīng)濟”原則。
(3)蠶沙是蠶食桑葉后排泄出來的糞便，蠶沙富含粗蛋白質、粗脂肪、粗纖維等營養(yǎng)物質，是上等的肥料，也是豬、魚、羊的理想飼料。某種魚專以蠶沙為食，假設某一時間段蠶從上一個營養(yǎng)級固定的能量為1.5×105 kJ，那么這部分能量最多有0kJ被這種魚所同化。
(4)該生態(tài)系統(tǒng)向外輸出的物質主要有蠶絲、魚、糖等。
(5)該生態(tài)系統(tǒng)與一般的自然生態(tài)系統(tǒng)相比較，抵抗力穩(wěn)定性較低，所以需要人們不斷輸入物質與能量。
(6)?；~塘的生產(chǎn)方式與改造前的傳統(tǒng)耕作方式比較，主要的優(yōu)點有減輕水患、提高經(jīng)濟效益、減少環(huán)境污染等(合理即可)(至少答2點)。

課末總結

1．〔思維導圖〕

2．〔簡答題常考長句分析〕
1．防止多精入卵的兩道屏障是：透明帶反應和卵細胞膜反應。
2．胚胎發(fā)育過程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原腸胚→組織器官分化→幼體。囊胚開始出現(xiàn)細胞分化，原腸胚出現(xiàn)胚層分化。
3．胚胎移植的基本程序：對供、受體的選擇和處理→配種或進行人工授精→對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎移植→移植后檢查。
4．胚胎移植的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良動物的繁殖潛力。
5．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。
6．與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2017·江蘇卷，14)下列關于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是(　C　)
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)，注射相關激素有促進超數(shù)排卵的作用
C．分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質，因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學差異
D．注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育
[解析]　精子在獲能液中于適宜條件下培養(yǎng)可以使精子獲能，A項正確；小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射促性腺激素能促進其超數(shù)排卵，B項正確；分割的胚胎細胞雖有相同的遺傳物質，但由于生物的性狀還受環(huán)境等因素的影響，故發(fā)育成的個體會存在形態(tài)學差異，C項錯誤；胚胎干細胞可以發(fā)育成組織、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育，D項正確。
2．(重慶卷，8)某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應性差的純種公牛。
(1)擬進行如下雜交：
♂A(具高產(chǎn)奶基因的純種)×♀B(具適宜本地生長基因的純種)→C
選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內正常生長發(fā)育或胚胎發(fā)育。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是隱性性狀。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♂A×♀C，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是1/8(假設兩對基因分別位于不同對常染色體上)。
(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，需對其進行獲能或增強活力處理；卵子的成熟在過程③中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是供能。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的性別、高產(chǎn)奶和適應生長的基因。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程②的基因重組有關。
(3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術。
[解析]　(1)由于B是具有適宜本地生長基因的純合子，故選擇B作為母本，可使胚胎在母體內正常生長發(fā)育。讓B與純合的具有高產(chǎn)奶基因的A雜交得到C，C牛的產(chǎn)奶量并未提高，可推知高產(chǎn)奶是隱性性狀，而C為雜合子。因引進的是含高產(chǎn)奶基因的純種公牛，故可選用♂A×♀C雜交組合，后代中高產(chǎn)奶且適宜本地生長的母牛的概率為1/4×1/2＝1/8。
(2)精子受精前需進行獲能處理，卵子的減Ⅱ分裂在受精作用即過程③中才得以完成；體外培養(yǎng)胚胎時，需在培養(yǎng)液中提供葡萄糖等物質以保證充足的能量供應。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的性別，以及是否具有高產(chǎn)奶和適應生長等優(yōu)良基因，子代母牛的優(yōu)良性狀與過程②的基因重組有關。
(3)利用胚胎分割和胚胎移植技術，可同時獲得多個基因型相同的后代，提高了已有胚胎的利用率。
3．(2019·江蘇卷，29)利用基因編輯技術將病毒外殼蛋白基因導入豬細胞中，然后通過核移植技術培育基因編輯豬，可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。下圖為基因編輯豬培育流程，請回答下列問題：

(1)對1號豬使用促性腺激素處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處在減數(shù)第二次分裂中期時期的卵母細胞用于核移植。
(2)采集2號豬的組織塊，用胰蛋白酶(膠原蛋白酶)處理獲得分散的成纖維細胞，放置于37 ℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。
(3)為獲得更多基因編輯豬，可在胚胎移植前對胚胎進行分割。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自2號豬。
(4)為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導入4號豬并正常表達，可采用的方法有①④(填序號)。
①DNA測序　　 ②染色體倍性分析
③體細胞結構分析　　 ④抗原－抗體雜交
[解析]　(1)利用促性腺激素使雌性個體超數(shù)排卵，可得到較多的卵母細胞，將獲得的卵母細胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期時，才可以進行核移植。(2)采集組織塊是為了得到組織細胞，利用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理組織塊可將組織細胞分散開；對組織細胞進行培養(yǎng)時，培養(yǎng)箱中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)為了獲得更多的基因編輯豬，可在胚胎移植前對胚胎進行分割。通過核移植技術獲得的個體，其性染色體來自提供細胞核的個體，應為2號豬。(4)檢測病毒外殼蛋白基因是否導入受體細胞的方法是DNA分子雜交或DNA測序，檢測目的基因是否在受體內表達常用的方法是抗原—抗體雜交。
4．(2019·江蘇卷，20)為探究矮牽牛原生質體的培養(yǎng)條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如下圖。下列敘述正確的是(　D　)

A．過程①獲得的原生質體需懸浮在30%蔗糖溶液中
B．過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化
C．過程③需用秋水仙素處理誘導細胞壁再生
D．原生質體雖無細胞壁但仍保持細胞的全能性
[解析]　過程①是制備原生質體，獲得的原生質體若懸浮在30%的蔗糖溶液中會失水皺縮，A項錯誤。過程②是植物組織培養(yǎng)的再分化過程，需提高細胞分裂素的比例以促進芽的分化，B項錯誤。秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，且脫分化形成的愈傷組織細胞已經(jīng)具備細胞壁，故過程③不需要用秋水仙素處理，C項錯誤。原生質體雖無細胞壁，但含有細胞核，細胞核中含有個體發(fā)育所需的全部遺傳信息，故原生質體仍保持細胞的全能性，D項正確。