高中生物選修3知識(shí)大全
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高中生物選修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
專(zhuān)題1 基因工程
1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具
1.基因工程是在 DNA分子 水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的，因此又叫做 DNA重組 技術(shù)，這種技術(shù)是在生物體外，通過(guò)體外 DNA重組 和 轉(zhuǎn)基因 等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性。
2.基因操作的工具包括基因的“剪刀”―― 限制性核酸內(nèi)切酶 ;基因的“針線(xiàn)”――DNA連接酶 ;基因的“運(yùn)輸工具”―― 運(yùn)載體 。
3.限制酶主要來(lái)源于 原核生物 。限制酶的作用特點(diǎn)是能夠識(shí)別DNA中 某種特定的核苷酸序列 ，切開(kāi)兩個(gè) 核苷酸 之間的 磷酸二酯鍵 。限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式： 黏性末端 和 平末端 。
4.DNA連接酶的作用是 將雙鏈DNA片段連接起來(lái) ，恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的 磷酸二脂鍵 。根據(jù)酶的來(lái)源不同，可以將這些酶分為兩類(lèi)： T4DNA連接酶和 E.coliDNA連接酶 。
5.目前基因工程中經(jīng)常使用的運(yùn)載體有 質(zhì)?！?、 動(dòng)植物病毒 和 λ噬菌體的衍生物 。
6.質(zhì)粒是一種 裸露的 、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、獨(dú)立于 細(xì)菌染色體 之外，并具有 自我復(fù)制 能力的 雙鏈環(huán)狀 DNA分子。
7.作為基因進(jìn)入細(xì)胞的載體，必須具備的條件是 能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存 、具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn) 、 具有某些標(biāo)記基因 、 對(duì)宿主的生存沒(méi)有決定性的作用。
1.2 基因工程的基本操作程序
1.基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟： 目的基因的獲取 、 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 、 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 、 目的基因的檢測(cè)與鑒定 。
2.目的基因主要是指 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 ，也可以是一些 具有調(diào)控作用的因子。獲取目的基因的途徑有 從基因文庫(kù)中獲取?、 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增獲得 、 直接人工合成 。
3.PCR是利用 DNA雙鏈復(fù)制 的原理，將基因的核苷酸序列加以復(fù)制，使其數(shù)目呈 指數(shù) 方式增加。需要的前提是 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 ，擴(kuò)增的過(guò)程是：目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈， 引物與單鏈 相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在 DNA聚合酶 的作用下進(jìn)行延伸，如此重復(fù)循環(huán)多次。
4.基因工程的核心是 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 ，其目的是 使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 。
5.一個(gè)基因表達(dá)載體的組成有： 目的基因 、 啟動(dòng)子 、 終止子 和 標(biāo)記基因 。
6.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 、 基因槍法 和 花粉管通道法 。采用最多的方法是 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 ，通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使 目的基因 進(jìn)入植物細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞中的 染色體DNA上，使 目的基因 的遺傳性狀得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。
7.基因工程選取原核生物作為受體細(xì)胞的原因是由于其具有其他生物沒(méi)有的一些特點(diǎn)，如 繁殖快 、 多為單細(xì)胞 、 遺傳物質(zhì)相對(duì)較少 等
8.大腸桿菌常用的轉(zhuǎn)化方法是：先用 Ca2+ 處理細(xì)胞，再將 載體DNA分子溶于緩沖液中 與此種細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。
9.檢測(cè)目的基因是否成功插入到轉(zhuǎn)基因生物的染色體上的方法是采用 DNA分子雜交技術(shù) ，此方法使用的探針是 同位素標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段 ，與檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA所用的探針 一樣 。檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，檢測(cè)方法是從轉(zhuǎn)基因生物體內(nèi)提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的 抗體 進(jìn)行 抗原-抗體 雜交，若有 雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。除了上述的分子檢測(cè)外，有時(shí)還需要進(jìn)行 個(gè)體生物學(xué)水平 的鑒定，如對(duì)抗蟲(chóng)植物做抗蟲(chóng)的接種實(shí)驗(yàn)。
1.3 基因工程的應(yīng)用
1.植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的 抗逆 能力，以及改良農(nóng)作物的 品質(zhì) 和利用植物生產(chǎn) 藥物 等方面。
2.抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因，使用最多的是 病毒外殼蛋白基因 和 病毒的復(fù)制基因 ;抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中可使用的基因有 幾丁質(zhì)酶基因 和 抗毒素合成基因 。
3.在培育抗逆轉(zhuǎn)基因植物中，使用 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 來(lái)提高農(nóng)作物的抗鹽堿和抗干旱的能力;將魚(yú)的 抗凍蛋白 基因?qū)霟煵莺头?，提高它們的耐寒能?將 抗除草劑 基因?qū)胱魑铮棺魑锟钩輨?/p>
4.在利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)方面，我國(guó)科學(xué)家將 富含賴(lài)氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因 導(dǎo)入玉米，獲得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴(lài)氨酸的含量比對(duì)照提高30%。
5.動(dòng)物基因工程從誕生那天起，就在 動(dòng)物品種改良 、 建立生物反應(yīng)器 、 器官移植 等很方面顯示了廣闊的前景。
6.乳腺生物反應(yīng)器的操作過(guò)程為：將 藥用蛋白 基因與 乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子 等調(diào)控組件重組在一起，通過(guò) 顯微注射 等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的 受精卵 中，然后，將 受精卵 送入母體內(nèi)，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。
7.為解決器官移植中的免疫排斥反應(yīng)，科學(xué)家正在想辦法對(duì)豬的器官進(jìn)行改造，采用的方法是 將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá) 或 設(shè)法除去抗原決定基因，結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官 。
8.基因治療是把 正?；颉?dǎo)入病人體內(nèi)使 該基因的表達(dá)產(chǎn)物 發(fā)揮作用，從而達(dá)到治療疾病的目的。其方法可以分為 體外基因治療 和 體內(nèi)基因治療 。
1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起
1.蛋白質(zhì)工程是指以 蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律 及其與 生物功能 的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò) 基因修飾 或 基因合成 ，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行 改造 ，或制造一種 新的蛋白質(zhì) ，以滿(mǎn)足人們生產(chǎn)和生活的需求。與基因工程合成的蛋白質(zhì)的主要區(qū)別是 基因工程只能合成自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可合成一些自然界中原本不存在的蛋白質(zhì) 。
2.玉米中賴(lài)氨酸含量較低，原因是賴(lài)氨酸合成過(guò)程中兩種酶――天冬氨酶激酶和二氫吡啶二羧酶合成酶的活性受細(xì)胞內(nèi) 賴(lài)氨酸濃度 的影響，當(dāng) 賴(lài)氨酸達(dá)到一定量 時(shí)會(huì)抑制這兩種酶活性。
3.蛋白質(zhì)工程的基本途徑中 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 → 設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) → 推測(cè)氨基酸序列 → 找出對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列 。
專(zhuān)題2 細(xì)胞工程
2.1 植物細(xì)胞工程
2.1.1 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)
1.植物的花瓣屬于 高度分化 的組織，利用它來(lái)培育出新的植株，首選要經(jīng)過(guò) 激素的誘導(dǎo)，使其 脫分化 成為具有分生能力的薄壁細(xì)胞，進(jìn)而形成 愈傷 組織。再經(jīng)過(guò)一定的條件培養(yǎng)，又可以 再分化 出根和芽，形成完整的小植株。
2.每個(gè)植物都具有全能性的特點(diǎn)，原因是 每個(gè)細(xì)胞中都具有某種生物的全部遺傳信息。
3.在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種 組織和器官 ，原因是 細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性表達(dá)出各種蛋白質(zhì) ，從而構(gòu)成植物的不同組織和器官。
4.植物的組織培養(yǎng)就是在 無(wú)菌 和人工控制的條件下，將 離體 的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配置的培養(yǎng)基上給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生 愈傷組織 、叢芽，最終形成完整的植株。
5.植物組織培養(yǎng)全過(guò)程，證明了 分化的植物細(xì)胞仍具有形成完整的植物所需要的全部基因 。
6.番茄和馬鈴薯不能進(jìn)行傳統(tǒng)的雜交，原因是它們是兩個(gè)不同的 物種 ，因此它們之間想想著天然的 生殖隔離 ，但是，如果采用 體細(xì)胞雜交 的方法，就能得到“番茄-馬鈴薯”雜種植株，這各方法成功的關(guān)鍵是：
?、佟±美w維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體 ;② 原生質(zhì)體融合 。
成功的標(biāo)志是 融合后的雜種細(xì)胞再生細(xì)胞壁 。
7.進(jìn)行原生質(zhì)體間的融合，必須要借助一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)。人工誘導(dǎo)的方法基本可以分為兩大類(lèi)――物理法和化學(xué)法，物理法包括 離心 、 振動(dòng) 、 電激 等;化學(xué)法一般使用 聚乙二醇(PEG) 作為誘導(dǎo)劑來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞融合。
8.植物體細(xì)胞雜交就是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定的條件下融合成 雜種細(xì)胞 ，并將其培育成 新的植物體的技術(shù) 。植物體細(xì)胞融合引起的變異屬于 染色體變異 。
9.植物細(xì)胞工程常采用的技術(shù)手段有 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 和 植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 等。
2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用
1.植物的微型繁殖技術(shù)又稱(chēng) 快速繁殖技術(shù) ，其意義是① 可以保持優(yōu)良品種的遺傳性狀 ;② 高效快速地實(shí)現(xiàn)大量繁殖 。
2.植物長(zhǎng)期進(jìn)行 營(yíng)養(yǎng) 生殖，病毒會(huì)在作物體內(nèi)逐年積累，結(jié)果導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。如果用 分生區(qū)(莖尖) 作為組織培養(yǎng)的材料，就會(huì)培育出無(wú)病毒的脫毒苗，用脫毒苗進(jìn)行快速繁殖，種植的作物就不會(huì)或極少感染病毒。
3.所謂人工種子，就是以 植物組織培養(yǎng) 得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過(guò) 人工薄膜 包裝得到種子，人工種子在適宜的條件下同樣能夠萌發(fā)長(zhǎng)成幼苗。人工種子由 人工種皮 、膠質(zhì)和 胚狀體 三部分組成，其中的膠質(zhì)相當(dāng)于單子葉植物種子的 胚乳 或雙子葉植物種子的 子葉 。人工種皮的制備是 生物膜 結(jié)構(gòu)和功能的研究深入到分子水平的體現(xiàn)。
4.通過(guò)花藥培養(yǎng)獲得 單倍體 ，再經(jīng)過(guò)人工誘導(dǎo)使 染色體 加倍，即可得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種。這項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為 單倍體育種 ，其優(yōu)點(diǎn)是 明顯縮短育種年限 。該技術(shù)所依據(jù)的遺傳學(xué)原理是 染色體變異 。
5.在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)的細(xì)胞一直處于 不斷分生 狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生 突變 ，從這些生產(chǎn)突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。
6.植物組織培養(yǎng)技術(shù)除了在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等領(lǐng)域，可獲得 蛋白質(zhì) 、 脂肪 、 糖類(lèi) 、 藥物 、 香料 、生物堿等細(xì)胞產(chǎn)物。
2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程
2.2.1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)
1.動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 、 動(dòng)物細(xì)胞核移植 、 動(dòng)物細(xì)胞融合 、 生產(chǎn)單克隆抗體 等，其中 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。
2.將從健康的動(dòng)物體內(nèi)取出的組織塊剪碎，加入 胰蛋白酶 或 膠原蛋白酶 處理一段時(shí)間后，組織塊就會(huì)分散成單個(gè)細(xì)胞。對(duì)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，要求培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)表面 光滑、無(wú)毒、易于貼附 ;當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì) 停止分裂增殖 ，這種現(xiàn)象稱(chēng)為細(xì)胞的 接觸抑制 。人們通常將動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱(chēng)為 原代培養(yǎng) 。
3.貼滿(mǎn)瓶壁的細(xì)胞需要重新用 胰蛋白酶 處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖，這樣的培養(yǎng)稱(chēng)為 傳代培養(yǎng) 。細(xì)胞傳代至10代～50代左右時(shí)，增殖會(huì)逐漸減慢，以至于完全停止，但少部分細(xì)胞會(huì)克服壽命的極限，獲得不死性，這些細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生了突變，正在朝著等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展。
4.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件包括 無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境 ， 營(yíng)養(yǎng) ， 溫度和pH， 氣體環(huán)境 。
5.動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的 細(xì)胞核 移入一個(gè)已經(jīng)去掉 細(xì)胞核 的 卵母細(xì)胞 中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的 胚胎 ，這個(gè)胚胎最終發(fā)育成為動(dòng)物個(gè)體。
6.用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代 10代 以?xún)?nèi)的細(xì)胞，因?yàn)檫@樣的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型。通過(guò)細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物，并不是對(duì)核供體動(dòng)物100%的復(fù)制，因?yàn)樯锏男誀畛堋〖?xì)胞核基因 控制以外，還受 細(xì)胞質(zhì)基因 和 外界環(huán)境 的影響。
7.體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景有： 促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育 ; 保護(hù)瀕危動(dòng)物 ; 克隆人的細(xì)胞、組織、器官，進(jìn)行器官移植 等。
2.2.2 動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體
1.動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素有 聚乙二醇(PEG) 、 滅活病毒 、 電激 等。細(xì)胞融合技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是 突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能 。
2.制備單克隆抗體的技術(shù)流程是：用羊的紅細(xì)胞對(duì)小鼠進(jìn)行注射，使小鼠產(chǎn)生 免疫 反應(yīng)。然后，把 相應(yīng)的B淋巴 細(xì)胞和 骨髓瘤 細(xì)胞融合，再用 特定的選擇性培養(yǎng)基 進(jìn)行篩選，在該培養(yǎng)基上， 未融合的親本 細(xì)胞和 融合的具有同一種核的 細(xì)胞都會(huì)死亡，只有 融合的雜種 細(xì)胞才能生長(zhǎng)。這種雜種細(xì)胞的特點(diǎn)是既能 迅速大量繁殖 又能 產(chǎn)生專(zhuān)一性的抗體 。對(duì)上述經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞，還需進(jìn)行 克隆化培養(yǎng) 和 抗體檢測(cè) ，經(jīng)過(guò)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。最后，將雜交瘤細(xì)胞在 體外 條件下做大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到小鼠的 腹腔 內(nèi)增殖，這樣，從 細(xì)胞培養(yǎng)液 或 小鼠腹腔 中，就可以提取大量的單克隆抗體了。
3.單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)是 特異性強(qiáng) 、 靈敏度高 和 可大量制備 。
4.如果把抗癌細(xì)胞的單克隆抗體跟 放射性同位素 、 化學(xué)藥物 或 細(xì)胞毒素 相結(jié)合，制成“生物導(dǎo)彈”注入體內(nèi)，借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用，能將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在位置，在原位殺死癌細(xì)胞。這樣既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量。
專(zhuān)題3 胚胎工程
3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育
1.胚胎工程是指對(duì)動(dòng)物 早期胚胎 或 配子 所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如 胚胎移植 、 體外受精 、 胚胎分割 、 胚胎干細(xì)胞培養(yǎng) 等技術(shù)。
2.哺乳動(dòng)物精子的發(fā)生是在雄性動(dòng)物的 睪丸 內(nèi)完成的。
3.哺乳動(dòng)物的成熟精子分為 頭 、 頸 和 尾 三部分。其中 頭部 主要由一個(gè)細(xì)胞核構(gòu)成， 高爾基體 發(fā)育成頂體， 中心體 演變成尾， 線(xiàn)粒體 聚集在尾的基部形成鞘膜，細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮為球狀，叫做 原生質(zhì)滴 。
4.哺乳動(dòng)物卵子的發(fā)生是在雌性動(dòng)物的 卵巢 內(nèi)完成的。卵母細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物 排卵 前后完成的，其結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè) 次級(jí)卵母細(xì)胞 和 第一極體 ，進(jìn)入 輸卵管 ，準(zhǔn)備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在 精子和卵子結(jié)合 的過(guò)程中完成的，次級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)分裂產(chǎn)生一個(gè) 成熟的卵子 和 第二極體 。在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè) 極體 時(shí)，說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精。
5.受精是指 精子 與 卵子 結(jié)合成 合子(受精卵) 的過(guò)程，受精是在 輸卵管 內(nèi)完成的。
6.哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程主要包括：精子穿越 放射冠 和 透明帶 ，進(jìn)入卵黃膜， 原核 形成和 配子 結(jié)合。
7.獲能后的精子與卵子相遇時(shí)，首先發(fā)生 頂體 反應(yīng)，使 頂體 內(nèi)的酶釋放出來(lái)，溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越 放射冠 的通道。隨后精子與 透明帶 接觸，再將 透明帶 溶出一條孔道，精子借自身的運(yùn)動(dòng)穿越 透明帶 ，并接觸卵黃膜。在精子觸及卵黃膜的瞬間，會(huì)產(chǎn)生 透明帶 反應(yīng)，防止多個(gè)精子進(jìn)入卵內(nèi)，這種生理反應(yīng)稱(chēng)作 卵黃膜封閉 作用。
8.精子進(jìn)入卵子后發(fā)生的變化，首先是 尾部 脫離，并且原有的 核膜 破裂;隨后，精子形成一個(gè)新的 核膜 ;最后形成一個(gè)比原來(lái)精子核還要大的核，叫 雄原核 。與此同時(shí)，卵子完成 減數(shù)第二次 分裂，排出 第二極體 后，形成 雌原核 。
9.胚胎發(fā)育的早期有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的，這一時(shí)期稱(chēng)為 卵裂 期。其特點(diǎn)是：細(xì)胞分裂方式為 有絲分裂 ，細(xì)胞的數(shù)量 增加 ，每個(gè)細(xì)胞的體積 減小 ，胚胎的總體積 不增加 。
10.根據(jù)胚胎形態(tài)的變化，可將早期發(fā)育的胚胎為 桑椹胚 、 囊胚 、 原腸胚 三個(gè)時(shí)期。細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化的時(shí)期是 囊胚 。
11.在原腸胚時(shí)期，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成 外胚層 ，下方的細(xì)胞形成 內(nèi)胚層 。滋養(yǎng)層則發(fā)育為胎兒的 胎膜 和 胎盤(pán) 。由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫 原腸腔 。
3.2 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)
1.試管動(dòng)物技術(shù)是指通過(guò)人工操作使 卵子 和 精子 在 體外 條件下成熟和受精，并通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育為 早期胚胎 后，再經(jīng) 移植 產(chǎn)生后代的技術(shù)。
2.對(duì)于小型家畜，卵母細(xì)胞的采集采用的主要方法是：用 促性腺激素 處理，使其排出更多的卵子，然后從 輸卵管 中取出卵子，直接與獲能的 精子 在體外受精。
3.對(duì)于大型家畜，卵母細(xì)胞的采集采用的主要方法是：從屠宰場(chǎng)已經(jīng)屠宰的母畜的卵巢中采集 卵母細(xì)胞 ，也可以借助超聲波探測(cè)儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取 卵母細(xì)胞 。
4.收集精子的方法有 假陰道法 、 手握法 和 電刺激法 。
5.通常采用的精子體外獲能的方法有 培養(yǎng)法 和 化學(xué)誘導(dǎo)法 。
3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景
1.胚胎移植是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過(guò) 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(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個(gè)體的技術(shù)。其中提供胚胎的個(gè)體稱(chēng)為 供體 ，接受胚胎的個(gè)體稱(chēng)為 受體 。
2.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)：
?、俟?、受體生殖器官的 生理變化 是相同的，為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。
?、诓溉閯?dòng)物的早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立 組織 上的聯(lián)系，而處于 游離狀態(tài) ，這就為胚胎的收集提供了可能。
?、凼荏w對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生 免疫排斥 反應(yīng)，這為胚胎在受體子宮內(nèi)的存活提供了可能。
?、芄w胚胎可與受體子宮建立正常的 生理 和 組織 上的聯(lián)系，且移入受體的供體胚胎的 遺傳特性 在孕育過(guò)程中不受任何影響。
3.胚胎移植主要包括對(duì)供、受體的 選擇和處理 ，配種或 進(jìn)行人工授精 ，對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存，對(duì)胚胎進(jìn)行 移植 以及 檢查 等步驟。
4.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、8等份等，經(jīng)移植獲得 同卵雙胎 或 多胎 的技術(shù)。
5.在進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的 桑椹胚 或 囊胚 。在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 均等分割 。
6.胚胎分割的局限性： 同卵分割成功的比例很小，難以做到均等分割 。
7.哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞是從 早期胚胎 或 原始性腺 中分離出來(lái)的一類(lèi)細(xì)胞。在形態(tài)上，表現(xiàn)為 體積 小、 細(xì)胞核 大、 核仁 明顯;在功能上，具有發(fā)育的 全能 性，即可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種組織細(xì)胞。
8.胚胎干細(xì)胞可以用于治療人類(lèi)的某些頑癥;培育出 人造組織器官 ;揭示 細(xì)胞分化 和 細(xì)胞凋亡 的機(jī)理。
專(zhuān)題5 生態(tài)工程
5.1 生態(tài)工程的基本原理
1.歷史背景：1987年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)在《我們共同的未來(lái)》中提出了“ 可持續(xù)發(fā)展 ”的戰(zhàn)略思想。其基本內(nèi)容是 經(jīng)濟(jì)發(fā)展 不僅要滿(mǎn)足當(dāng)代人的需要，還要不危害后代人的 發(fā)展能力 ;生態(tài)效益應(yīng)和 社會(huì)效益 與 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng) 協(xié)同考慮。在這種形勢(shì)下， 生態(tài)工程 得到了迅速的發(fā)展。
2.生態(tài)工程：就是遵循自然界 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 經(jīng)濟(jì)效益 與 生態(tài)效益 的同步發(fā)展。其特點(diǎn)是 少消耗 、 多效益 、 可持續(xù) 。
3.生態(tài)經(jīng)濟(jì)：主要是通過(guò) 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或另一系統(tǒng)的 生產(chǎn)資源 ，從而實(shí)現(xiàn) 廢棄物的資源化 。其基本手段之一是 生態(tài)工程 。
4.生態(tài)工程的基本原理： 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)與工程學(xué)原理 等。
5.協(xié)調(diào)與平衡原理：生物體既能 適應(yīng) 一定的環(huán)境，也能影響環(huán)境，所以在生態(tài)工程建設(shè)中需要處理好生物與環(huán)境的 協(xié)調(diào)與平衡 ，需要考慮環(huán)境的 承載力 。
6.整體性原理：進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，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(huì) 對(duì)系統(tǒng)的影響力。
7.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過(guò) 改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu) ，達(dá)到改善 系統(tǒng)功能 的目的。
8.系統(tǒng)的整體性原理：系統(tǒng)各組分之間只有保持適當(dāng)?shù)摹”壤￡P(guān)系，才能順利完成 能量 、 物質(zhì) 、 信息 等的轉(zhuǎn)換和流通，并實(shí)現(xiàn) 總體功能 大于 各部分功能之和 的效果。
9.沼氣工程：沼氣工程可以有效地解決農(nóng)村的 燃料 、 飼料 、 肥料 “三料”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的分層分級(jí)利用。
5.2 生態(tài)工程的實(shí)例和發(fā)展前景
1.農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程：
(1)問(wèn)題：如何在 人多地少 、 資源有限 的條件下提高 生態(tài) 效益、 經(jīng)濟(jì) 效益和 社會(huì) 效益。
(2)對(duì)策：建立以 沼氣工程 為中心的物質(zhì)多級(jí)循環(huán)利用工程。
(3)案例：北京郊區(qū)的 竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程 。
2.小流域綜合治理生態(tài)工程：
(1)問(wèn)題：小流域地區(qū)的 水土流失 嚴(yán)重。
(2)對(duì)策：依據(jù) 整體性 原理、 協(xié)調(diào)與平衡 原理和 工程學(xué) 原理等進(jìn)行小流域綜合治理。
(3)案例：甘肅隴南地區(qū)的 “九子登科”小流域治理模式 。
3.大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程：
(1)問(wèn)題：由于 過(guò)度樵采 、 過(guò)度放牧 、 盲目開(kāi)墾 等原因?qū)е峦恋貒?yán)重 荒漠 化。
(2)對(duì)策：實(shí)施 森林 或 草原 恢復(fù)生態(tài)工程、 水土保持 生態(tài)工程等。
(3)案例： 退耕還林還草 生態(tài)工程、 防沙治沙 生態(tài)工程和 三北防護(hù)林 生態(tài)工程等。
4.濕地生態(tài)恢復(fù)工程
(1)問(wèn)題：濕地面積 縮小 ，導(dǎo)致氣候 變劣 、地下水位 下降 、生物 多樣性 減少等。
(2)對(duì)策：采用 工程 和 生物措施 相結(jié)合的方法，使?jié)竦氐靡曰謴?fù)。
(3)案例： 鄱陽(yáng)湖 濕地恢復(fù)生態(tài)工程。
5.礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程：
(1)問(wèn)題：開(kāi)礦造成 土體 、 土壤 、 植被 和 生態(tài)系統(tǒng) 的破壞，以及 重金屬 污染等。
(2)對(duì)策：采取 制造表土 、 多層覆蓋 、 特殊隔離 、 土壤侵蝕控制 和 植被生態(tài)恢復(fù) 等措施。
(3)案例：赤峰市 元寶山礦區(qū) 生態(tài)恢復(fù)工程。
6.城市環(huán)境生態(tài)工程：
(1)問(wèn)題：城市的快速發(fā)展造成 垃圾(固體物) 污染、 大氣 污染和 噪聲 污染等。
(2)對(duì)策：城市規(guī)劃和布局做到 城市生態(tài) 分區(qū);推廣 環(huán)境友好 技術(shù)和 低污染清潔型生產(chǎn) 工藝;進(jìn)行廢棄物的 資源化 利用;建立健全 法制 進(jìn)行監(jiān)督等。
(3)案例： 污水 處理技術(shù)和固體廢棄物的 資源化 利用。
7.生態(tài)工程的發(fā)展前景：
(1)建造“生物圈2號(hào)”的目的是驗(yàn)證人類(lèi)在 離開(kāi)地球 的情況下，利用 人工生態(tài) 工程，僅僅依靠太陽(yáng)能，能否維持生存。
(2)我國(guó)面臨的生態(tài)危機(jī)是 環(huán)境污染 、 人口增長(zhǎng) 、環(huán)境資源破壞和 能源短缺 等問(wèn)題結(jié)合在一起形成的“并發(fā)癥”。
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