高三生物总复习胚胎工程、生物技术地安全系统性和伦理问题及生态工程教案设计(新)

工程的应用
高等动物受精与胚胎发育的过程
教学过程
一、课堂导入
在理解的基础上记忆相关原理及应用，以流程图的形式掌握胚胎移植操作过程，用比较法对比胚胎工程几种技术手段的原理及异同点；对比法记忆食物安全、生物安全、环境安全，比较试管婴儿与克隆人原理、技术手段的异同，识记生态工程的原理及其在实践中的应用。

二、复习预习
答案：①输卵管和子宫②桑椹胚、囊胚③促性腺激素④培养法和化学诱导法⑤“两盐”、“两素”、“两酸”外加动物血清⑥
胚胎工程的最后一道“工序”⑦充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能⑧发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚⑨加快繁殖速度⑩早期胚胎或原始性腺⑪具有发育的全能性⑫转基因抗性作物的培育⑬生物安全⑭设计试管婴儿⑮完全禁止生产生物武器⑯生态学原理⑰工程学原理
三、知识讲解
考点1 胚胎工程
1．受精与早期胚胎培养
(1)体内受精的过程：
精子穿越放射冠和透明带→精子进入卵细胞膜→原核形成→配子结合
(2)体外受精技术：
①卵母细胞的采集和培养
②精子的采集和获能
(3)早期胚胎发育：
①过程：受精卵一卵裂期一桑椹胚一囊胚一原肠胚
②图示：
2．胚胎工程的操作流程图
(1)胚胎移植的几条规律：
①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；胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。

②胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。

③胚胎移植过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。

④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重组细胞并发育而成或胚胎分割形成的。

(2)胚胎分割的注意事项：
①材料选择：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。

②分割注意点；选材为囊胚时注意将内细胞团均等分割。

易错点分析：
1.受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。

2.受精完成的标志是雌、雄原核的融合。

3.体外受精时，卵母细胞要培养到减数第二次分裂中期，精子需要获能。

4.囊胚期细胞出现分化，形成内细胞团和滋养层。

考点2 克隆人及试管婴儿1．克隆人与设计试管婴儿流程图(1)克隆人
(2)设计试管婴儿
(3)设计试管婴儿与试管婴儿的不同点
所用的技术手段不同：前者在婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，后者不需要。

应用不同：前者主要用于白血病等灾难性疾病的治疗，后者主要解决不孕夫妇的生育问题。

2．转基因生物安全性问题
(1)食物安全方面：可能合成毒蛋白、出现新的过敏原、改变食物的营养成分等。

(2)生物安全方面：有可能造成“基因污染”，危害生物的多样性。

(3)环境安全方面：有可能打破物种界限，改变生态系统的能量流动和物质循环；造成二次污染或产生出危害动植物和人类的生物或产物。

3．生物技术引发的伦理问题
(1)克隆人技术：
①违反人类伦理道德。

②冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念。

③人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。

(2)设计试管婴儿：
①把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。

②抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎，无异于“谋杀”。

(3)基因检测：
①对个人隐私权提出挑战。

②制造基因歧视。

考点3 生态工程
生态工程的基本原理
承载力，可避免系统的
生态工程的建设
中式和环式
易错点分析：解决生态危机，生态工程是非常有效的途径，但不同环境下生态工程所依据的原理不可能完全相同，要因地制宜。

四、例题精析
【例题1】
【题干】胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。

下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。

(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是______________________________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。

(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供___________气体以维持___________。

(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________。

(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________；获得转基因母牛后，如果________________即说明目的基因已经成功表达。

【答案】(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力) 获能
(2)CO2培养液(基)的pH
(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率
(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
【解析】(1)采集到的卵母细胞要在人工培养到成熟后才能与获能的精子受精，采集到的精子也需获能处理才能与卵子结合。

(2)培养基制备时要提供CO2以维持培养液的pH，保证细胞的正常生活环境。

(3)早期胚胎移入受体子宫的过程为胚胎移植，胚胎移植充分发挥了雌性优良个体的繁殖潜力，大大提高了优良母畜的繁殖率。

(4)基因工程技术中，将目的基因导入动物受体细胞的常用方法是显微注射法，导入成功后，如果检测到牛乳中含有人类白细胞介素，则证明目的基因已经成功表达。

【例题2】
【题干】供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。

而治疗性克隆能最终解决这些问题。

如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图回答。

(1)过程A表示________，是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体，由①________细胞提供细胞质，进行人工重组，由此产生的重组细胞②的遗传物质主要来自图中的________。

(2)过程B表示的生物技术是________，C表示定向诱导技术，其诱导的对象是[ ]________细胞。

(3)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的________________。

相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果多种多样，如有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，究其本质原因是______。

(4)中国政府对“克隆人”的观点是________。

“有一男子患有白血病，经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复”，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？_______________。

【答案】(1)细胞核移植(次级)卵母乙(2)动物细胞培养④内细胞团(胚胎干细胞) (3)细胞核具有全能性基因的选择性表达(4)禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆符合，因为脐带血不是来自胚胎，其中的造血干细胞属于成体干细胞。

【解析】(1)从图中可以看出，过程A是细胞核移植的过程，其遗传物质主要来自供体乙，其中由①(次级)卵母细胞提供细胞质。

(2)过程B是重组细胞经动物细胞培养发育成胚胎的过程，过程C是将从囊胚内细胞团中获得的胚胎干细胞诱导分化形成不同组织、器官的过程，即治疗性克隆过程。

(3)在现有的条件下，动物细胞的全能性不能得到表达，但是动物细胞核的全能性可以表达出来；在分化成各种细胞的过程中，基因进行了选择性表达。

(4)中国政府对“克隆人”的观点是禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆。

脐带血不是来自胚胎，其中的造血干细胞属于成体干细胞，所以符合伦理道德。

【例题3】
【题干】现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝光池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。

污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。

回答问题：
⑴污水流经厌氧沉淀池。

曝气池和兼氧池后得到初步净化。

在这个过程中，微生物通过呼吸将有机物分解。

⑵植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了
（生态系统、菌落、种群）。

在植物池的食物网中，植物位于第营养级。

植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于所固定的能。

⑶生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、和等原理
⑷一般来说，生态工程的主要任务是对进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

【答案】
（1）有氧和无氧（或细胞）。

（2）群落一生产者太阳
（3）物质循环再生物种多样性
（4）已被破坏的生态环境 (或受损的生态系统)
【解析】
本题是在2011年新课标II卷的选修试题，所有内容都是教材中的基础内容，且考查的多为必修三的知识，所以同学们在对待冷门知识时一定要注意关联思维和知识点的迁移。

课程小结。