高考生物考前冲刺复习第1部分专题突破方略专题十七胚胎工程和生态工程讲义.docx
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高考生物考前冲刺复习第1部分专题突破方略专题十七胚胎工程和生态工程讲义
专题十七胚胎工程和生态工程
1.胚胎工程：
（1）动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（Ⅰ）
（2）胚胎干细胞的移植（Ⅰ） （3）胚胎工程的应用（Ⅱ）
2．生物技术的安全性和伦理问题：
（1）转基因生物的安全性（Ⅰ）
（2）生物武器对人类的威胁（Ⅰ） （3）生物技术中的伦理问题（Ⅰ） 3.生态工程：
（1）简述生态工程的原理（Ⅱ）
（2）生态工程的实例（Ⅰ）
1．与胚胎工程相关的3个误区
（1）误认为桑椹胚是由受精卵分裂分化形成的；误认为囊胚已进行细胞分化，其细胞均无全能性。
桑椹胚是由受精卵分裂形成的，没有分化；而囊胚期虽然已进行细胞分化，但囊胚的内细胞团仍具有全能性。
（2）误将克隆动物与试管动物都当作无性繁殖。
克隆动物的产生是无性繁殖，而试管动物则是在体外受精形成受精卵，由受精卵发育成的个体，因此属于有性繁殖。
（3）误认为胚胎移植的胚胎只来源于体内受精的胚胎。
胚胎移植的胚胎有三个来源：
体内正常受精的胚胎、核移植的胚胎和体外受精产生的早期胚胎。
2．与生态工程基本原理有关的3个易失分点
（1）不同的生态工程所依据的原理可能不同。
建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。
（2）实现生态经济一定要遵循生态学的基本原理，如果违背这个原理，就一定会由盛转衰，最终导致崩溃。
（3）污染物并不是不能利用的资源：
对环境造成危害的污染物，采取一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。
考点一 胚胎工程
如图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程，其中①～⑥表示操作过程。
请回答以下问题：
（1）图中①过程涉及的精子需进行________处理；防止多精入卵的两道屏障为__________________________。
（2）对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是________________。
（3）图中②过程所用的方法是____________。
外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能发育成转基因牛，而有的会死亡，请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）图中b、c分别代表囊胚的________________________________________________________________________。
（5）图中④过程表示________________________________________________________________________，
由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为________。
【答案】
（1）获能 透明带反应、卵细胞膜反应
（2）促使其超数排卵
（3）显微注射法 外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能表达（合理即可）
（4）囊胚腔、内细胞团
（5）胚胎分割和胚胎移植 100%
1．克隆动物的4种技术手段
（1）核移植；
（2）动物细胞培养；（3）早期胚胎培养；
（4）胚胎移植。
2．受精过程的3大反应
（1）顶体反应；
（2）透明带反应；（3）卵细胞膜反应。
3．防止多精入卵受精的2大屏障
（1）透明带反应；
（2）卵细胞膜反应。
4．体外受精注意点
（1）对象：
获能精子和成熟卵子。
（2）条件：
获能溶液或专用受精溶液。
5．区别2种标志
（1）受精的标志：
看到两个极体。
（2）受精完成的标志：
雌雄原核融合。
6．早期胚胎培养培养液成分的4个“2”
（1）2“盐”：
无机盐和有机盐。
（2）2“酸”：
氨基酸和核苷酸。
（3）2“素”：
维生素和激素。
（4）2“液体”：
水和血清。
7．胚胎移植或胚胎分割的2个时期：
桑椹胚和囊胚。
8．2种“冲卵”的不同
（1）胚胎移植：
冲出的是早期胚胎。
（2）体外受精：
冲出的是卵子。
9．2次使用的激素不同
（1）孕激素：
对供、受体进行同期发情处理。
（2）促性腺激素：
对供体进行超数排卵处理。
10．胚胎移植成功的关键
（1）供、受体同期发情处理。
（2）供体用促性腺激素做超数排卵处理。
11．胚胎分割的2个关注点
（1）快速繁殖动物的最佳方法。
（2）后代具有相同的遗传物质。
12．不同胚胎发育的个体生殖方式不同
（1）有性生殖
①体内受精产生胚胎发育的个体。
②体外受精产生胚胎发育的个体。
③采用显微注射技术将外源（目的）基因导入受精卵培育的胚胎发育的个体。
（2）无性生殖：
核移植产生的重组细胞培育的胚胎，培育出克隆动物。
考查胚胎工程的操作流程及应用
1．随着我国“全面二孩”政策的实施，一些高龄夫妇借助试管婴儿技术实现了自己的愿望，结合所学知识回答下列问题：
（1）哺乳动物的体外受精主要包括__________、__________和受精等几个主要步骤。
（2）受精后形成的受精卵要移入________培养液中继续培养一段时间再移植到母体内，早期胚胎发育到________阶段的某一时刻，会冲破________，称之为“孵化”。
（3）为了及时检测受孕情况，科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制出了早孕试纸。
要获得该抗体，需要先将______________注射到小鼠体内，培养一段时间之后，将从小鼠脾脏中提取出的浆细胞和小鼠的________细胞融合，通过________筛选，从而获得阳性克隆的杂交瘤细胞，并最终获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体。
[答案]
（1）卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能
（2）发育 囊胚 透明带 （3）人绒毛膜促性腺激素
骨髓瘤 两次
2．（2016·平顶山质检）我国科技人员历经多年，成功培育出一批人乳铁蛋白转基因奶牛，其牛奶中的重组人乳铁蛋白含量在国际上是最高的，转基因奶牛培育过程如图所示，据图回答下列问题：
（1）转基因过程用到的工具酶有________________________________________________________________________；
含目的基因的载体除包括目的基因外，还必须有____________及标记基因等；方法C是____________技术。
（2）精子体外获能通常采用培养法和____________两种方法。
（3）图中的A和B分别表示________________________过程，A中的培养液除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、____________等营养成分，以及血清等物质。
（4）如果想同时获得更多的相同子代，可采用________________________________________________________________________
技术，若对囊胚操作，应注意________________________________________________________________________。
[解析]
（1）转基因过程用到的工具酶有限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶；含目的基因的载体除包括目的基因外，还必须有启动子、终止子及标记基因等；方法C是将含目的基因的载体导入牛的受精卵，常采用显微注射技术。
（2）精子体外获能通常采用培养法和化学诱导法两种方法。
（3）据图分析可知，图中的A表示胚胎的早期培养，B表示胚胎移植；A用的是发育培养液，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。
（4）如果想同时获得更多的相同子代，可采用胚胎分割技术；进行胚胎分割时，若对囊胚操作，应注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
[答案]
（1）限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶
启动子、终止子 显微注射
（2）化学诱导法 （3）胚胎的早期培养和胚胎移植 氨基酸、核苷酸 （4）胚胎分割 将内细胞团均等分割
3．（2016·海南七校联考）如图是利用高等哺乳动物的生殖细胞进行的体外受精技术培育试管动物的大致流程。
请回答下列问题：
（1）在体外受精前，要对精子进行________处理，从而使精子具有与卵细胞受精的能力。
（2）体外培养受精卵时，需给予一定量的O2和CO2。
受精卵进行细胞呼吸产生CO2的场所是________，消耗的O2是用于________的产生。
（3）从重组细胞到早期胚胎过程中所利用的胚胎工程技术是________，胚胎移植前通过________技术可获得较多胚胎。
[解析]
（1）获得的精子需要进行获能处理后才具有受精能力。
（2）受精卵进行的细胞呼吸是有氧呼吸，有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质；有氧呼吸第三阶段氧气与[H]反应形成水。
（3）将重组细胞培养成早期胚胎需要利用早期胚胎培养技术。
将早期胚胎分割后，可以获得多个胚胎。
[答案]
（1）获能
（2）线粒体基质 H2O（水） （3）早期胚胎培养 胚胎分割
考查生物工程的综合应用
4．人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。
其操作流程如图所示，回答下列问题：
（1）htPA基因与载体用________________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。
检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用________________技术。
（2）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其________________。
采集的精子需要经过________，才具备受精能力。
（3）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是________________。
为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________________。
利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的________。
（4）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到________________，说明目的基因成功表达。
[解析]
（1）用同种限制酶切割质粒和含有htPA基因的DNA片段可产生相同的黏性末端，便于构建基因表达载体；通常采用DNA分子杂交技术来检测目的基因是否已插入受体细胞DNA。
（2）为获得更多的卵母细胞，通常对供体母羊注射促性腺激素使其超数排卵；采集的精子需要经过获能处理才具备受精能力。
（3）通常用显微注射法将重组表达载体导入动物的受精卵；为了获得母羊，移植前需要对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定；早期胚胎细胞具有全能性，可利用胚胎分割和胚胎移植技术获得多个转基因个体。
（4）htPA基因的表达产物为人组织纤溶酶原激活物，若在转基因母羊的羊乳中检测到人组织纤溶酶原激活物，说明目的基因成功表达。
[答案]
（1）同种限制性核酸内切酶（或同种限制酶） DNA分子杂交（或核酸探针）
（2）超数排卵 获能（处理） （3）显微注射法 性别鉴定 全能性 （4）htPA（或人组织纤溶酶原激活物）
5．（2016·晋城高三质检）如图为科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：
（1）与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植的优势是________________________。
在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的是____________。
（2）“转基因牛D”培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是受精卵的全能性易于表达，导入目的基因的受精卵需要在________液中进行早期胚胎培养，培养到__________________阶段后可进行胚胎移植。
（3）图中数字标号③代表的结构为________________，③将来发育为________________，c→d过程需对其均等分割的目的是____________________。
A、B牛基因型是否相同？
________。
（4）以上培育过程中，用到的生物技术有____________________________（至少答两个）。
[答案]
（1）可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
超数排卵
（2）发育培养 桑椹胚或囊胚 （3）内细胞团
胎儿的各种组织 有利于胚胎的恢复和进一步发育
相同 （4）基因工程、早期胚胎培养、胚胎分割、胚胎移植（不少于两项均可）
6．（2016·莆田调研）在家畜育种方面，运用胚胎工程可达到较为理想的目的，如图表示应用胚胎工程进行家畜育种方面研究的过程，其中供体1是优良品种奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：
（1）应用1中，为了充分发挥供体2的繁殖潜力，需要用________激素处理供体2，以达到超数排卵的目的；通过应用1产生的小牛的遗传物质来自________。
（2）应用2中，体外受精时需要将采集的精子进行______处理，而卵母细胞需要培养到________期；该应用的最后一道“工序”是________。
（3）应用3中，胚胎干细胞可取自早期胚胎或______________；用饲养层培养ES细胞时，除必要的营养物质外，还需要加入______________。
（4）应用4中，用囊胚获得二分胚时，一定要注意的是________________；将经此方法获得的二分胚移植到受体牛中可得到两只小牛，这两只小牛的性别________。
[解析]
（1）用促性腺激素处理供体母牛，可达到超数排卵的目的；经应用1产生的小牛，其细胞核DNA来自供体1，细胞质DNA来自供体2。
（2）进行体外受精时需要先对精子进行获能处理，参与受精的卵母细胞要培养到MⅡ中期；胚胎工程的最后一道“工序”是胚胎移植。
（3）胚胎干细胞可取自早期胚胎或胎儿的原始性腺。
（4）在进行胚胎分割时，一定要将内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复及正常发育；通过胚胎分割技术可获得同卵双胎小牛，所以两只小牛的性别相同，同为雌性或者雄性小牛。
[答案]
（1）促性腺 供体1和供体2
（2）获能 MⅡ中（减数第二次分裂中） 胚胎移植
（3）胎儿的原始性腺 血清、血浆等一些天然成分
（4）将内细胞团均等分割 相同
考点二 生态工程
（2016·江门3月模拟）江门市大广海湾经济区把新会、台山、恩平的沿海区域整合，如图是大广海湾某泥质海岸生态护坡的模式图，请回答：
（1）在图中的坡地生态系统中，人们在中、低潮带引种耐盐植物，在高潮带和超高潮带则种植耐干旱植物，这体现了生态工程基本原理中的________________。
这些不同植物的分布差异主要体现了群落的________结构。
（2）图中方框内表示该水域的能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的生物群落。
第二、第三营养级之间的传递效率为________。
图中__________（填字母）在碳循环过程中起着关键作用。
（3）大广海湾发展规划中提到要建设红树林湿地公园等对生物多样性进行________保护；并依据______________理论，充分依靠生态系统的________________，辅以相应物质和能量的投入，使一些受损的海岛生态系统恢复到正常状态。
（4）市文联组织文艺家走进大广海湾采风创作，充分体现了生物多样性的________价值。
【解析】
（1）依题意，人们在引种耐盐植物、耐干旱植物时，充分考虑了环境承载力，这体现了生态工程中的协调与平衡原理。
中、低潮带引种耐盐植物，高潮带和超高潮带种植耐干旱植物，这是水平方向上呈现的差异，主要体现了群落的水平结构。
（2）分析图中方框内该水域的能量流动简图可知，A为生产者（第一营养级），B为分解者，C为次级消费者（第三营养级），D为初级消费者（第二营养级）。
能量在第二营养级和第三营养级之间的传递效率为（2.7×105）÷（1.5×106）×100%＝18%。
生产者和分解者在碳循环过程中起着关键作用，即图中的A、B。
（3）建设红树林湿地公园等属于保护生物多样性的措施中的就地保护；一些受损的海岛保留了原有的土壤条件以及植物的种子和其他繁殖体，若使其生态系统恢复到正常状态，则需依据（生物）群落演替的理论，充分依靠生态系统的自我调节能力，再辅以相应的物质和能量的投入。
（4）文学艺术创作，充分体现了生物多样性的直接价值。
【答案】
（1）协调与平衡原理 水平
（2）18% A、B
（3）就地 （生物）群落演替 自我调节能力
（4）直接
1．生态工程概念的理解
（1）遵循的规律：
自然界物质循环规律。
（2）目的：
达到经济效益和生态效益同步发展。
（3）特点：
少消耗、多效益、可持续。
2．生态工程基本原理的判断方法
（1）强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。
（2）体现物种多，营养关系复杂→生物多样性原理。
（3）强调生物与环境的协调与平衡；涉及环境承载力→协调与平衡原理。
（4）涉及自然、经济和社会；指整个系统，如林业生态工程建设→整体性原理。
（5）涉及结构、功能，分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理（系统学和工程学原理）。
（6）涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如互利共生→系统整体性原理（系统学和工程学原理）。
3．生态农业易考点
（1）原理：
生态系统的物质循环和能量流动。
（2）目的：
提高能量利用率（不是传递效率），使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。
（3）优点：
实现物质循环再生和能量多级利用，降低农业投入，减少环境污染。
（4）常见模式：
桑基鱼塘和沼气农田立体养殖。
1．（2016·清远期末）巨桉原产澳大利亚东部沿海，广泛用于人工造林，具有适应性强和经济价值高的特点。
菊苣是生长在林下的高产优质饲用牧草。
请分析回答下列问题：
（1）若在巨桉人工林下套种适宜的经济作物，不仅可以充分利用阳光、土壤等资源，还可以提高群落中物种的________________。
（2）巨桉凋落叶分解过程中会释放某些小分子有机物。
科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶与土壤混合后置于花盆中，将菊苣种子播种其中，幼苗生长一段时间后测定菊苣各项生长指标，结果如表。
分组
巨桉凋落叶
含量（g/盆）
植株干重（g/10株）
光合色素含量（mg/g）
C5转化形成C3的效率（μmolCO2·m－2·s－1）
净光合速率（μmolCO2·m－2·s－1）
A
0
7.78
2.74
0.040
9.77
B
30
3.60
2.28
0.040
7.96
C
60
1.64
1.77
0.033
7.77
D
90
1.14
1.20
0.028
4.76
①本实验的名称是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②表中A组的作用是______。
随巨桉凋落叶含量的增加，菊苣幼苗的净光合速率下降，原因是巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物使菊苣的光合色素含量减少，直接导致__________减弱；当巨桉凋落叶含量较高时，这些小分子有机物还能使______________下降，导致植物对CO2的利用下降。
上述结果表明，巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用有________作用。
（3）如果进一步研究发现，巨桉对某山区的菊苣和多种植物的影响相同，则不能违背生态工程的____________原理，不能在此地区大面积种植巨桉，以免影响当地生态系统的____________________。
[解析]
（1）若在巨桉人工林下套种适宜的经济作物，可以增加生物的种类，提高物种丰富度。
（2）①分析表格中数据可知，自变量为巨桉凋落叶含量，因变量为菊苣幼苗的各项生长指标，因此实验目的是探究不同含量的巨桉凋落叶对菊苣幼苗生长的影响。
②表格中A组巨桉凋落叶含量为0，说明该组为对照组；光合色素含量主要影响光反应阶段；二氧化碳能够参与暗反应阶段，与C5化合物结合生成C3；通过表格中数据分析，巨桉凋落叶含量可以影响光合作用的光反应阶段和暗反应阶段，从而抑制光合作用。
（3）由于巨桉对某山区的菊苣和多种植物的影响相同，因此大量种植巨桉会破坏生物的多样性，违背了协调与平衡原理。
[答案]
（1）丰富度（丰度、多样性）
（2）①探究不同含量的巨桉凋落叶对菊苣幼苗生长的影响 ②对照 光反应 C5转化成C3的效率 抑制 （3）协调与平衡 生物多样性（稳态、稳定性、自我调节能力）
2．第47个世界地球日的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”，实质就是实现经济与生态环境的可持续发展，如图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植物秸秆生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖，适应低碳经济发展要求。
请据图回答下列问题：
（1）沼气池发酵产生的沼气能成为人类的能源物质，提高了该生态系统的能量利用率，这主要遵循了生态工程的________________________原理。
（2）从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）“低碳生活”正在成为全社会的共识，成为人们所期待的最为主导的生存和发展方式，“低碳”指________________________。
指出图中体现“低碳”的一个做法：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）若此图为碳循环的部分示意图，与碳循环有直接关系的细胞器是________________________；在农业生产上，若将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案]
（1）物质循环再生
（2）实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染（合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染） （3）较低（更低）的温室气体（二氧化碳等）排放 秸秆不作燃料，用于培育蘑菇、生产沼气
（4）叶绿体和线粒体 蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强
1．2015年2月3日，英国议会下院投票通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。
“三亲婴儿”的培育过程可选用如图所示技术路线。
请回答下列问题：
（1）过程
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