1、专题强化练(二十)胚胎工程、生态工程及生物技术的安全性与伦理问题时间:45分钟非选择题1.(2019安徽六安模拟)2018年4月,Reproductive BioMedicine期刊在线发表的一篇文章显示,到2100年,借助辅助生殖技术(即试管婴儿技术)诞生的人数可能将达到全球总人口的3.5%约4亿人。请回答下列问题。(1)试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和技术等人工助孕技术的俗称。(2)体外受精首先需采集卵子,发育到期的卵子能与在体外受精,形成受精卵。(3)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2以。母体对移入子宫的外来胚胎,这为胚胎在母体内存活提供了可
2、能。(4)借助于胚胎分割技术,理论上一次可以获得多个胎儿,胚胎分割操作过程需要特别注意的问题是将均等分割。(5)人也是生态系统的一员,要维持地球的和谐有序发展,我们必须关注生态工程建设。下列结构示意图最能体现生态工程中系统学和工程学原理的是。答案(1)胚胎移植(2)减数第二次分裂中精子(3)O2维持培养液的pH不发生免疫排斥反应(4)内细胞团(5)D解析(1)试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术等人工助孕技术的俗称。(2)体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。采集的卵子,需将其培养到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力,才能与获能的精子在体外受精
3、,形成受精卵。(3)在体外培养受精卵时,需要为之提供气体环境。细胞培养所需气体主要有O2和CO2;O2是细胞代谢所必需的,用以维持细胞呼吸;CO2的主要作用是维持培养液的pH。母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在母体内存活提供了可能。(4)胚胎分割操作过程中,需要特别注意将内细胞团进行均等分割。(5)系统学和工程学原理包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理,其中系统的结构决定功能原理的含义是:生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构,达到改变系统功能的目的,据此分析图示可知,D结构示意图最能体现生态工程中系统学和工程学原理。2.(2019江苏泰
4、州模拟)如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答下列问题。(1)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的。对胚胎进行分割时,要特别注意将均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物的方法之一。(2)过程分割出的少量胚胎细胞用来做性别鉴定,即检测胚胎细胞中是否有Y染色体上特有的SRY基因,该技术常采用的方法是 。(3)胚胎干细胞在功能上具有,通常胚胎干细胞可以从中分离得到。(4)早期胚胎中的胚胎干细胞,在许多领域有着广泛的应用,如用于 等。答案(1)桑椹胚或囊胚内细胞团无性繁殖(或克隆)(2)用基因探针进行D
5、NA杂交(3)发育的全能性早期胚胎、原始性腺(4)治疗人类的某些疾病(如老年痴呆症、糖尿病等)(或ES细胞体外诱导分化培育出人造组织器官用于器官移植、研究体外细胞分化等)解析(1)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚期的胚胎进行分割时,要特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物无性繁殖(或克隆)的方法之一。(2)取滋养层细胞进行DNA分析性别鉴定,常用的方法是用基因探针进行DNA杂交。(3)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺。(4)胚胎
6、干细胞的主要用途是:可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律;是在体外条件下研究细胞分化的理想材料;可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合征、糖尿病、老年痴呆征、肝衰竭、心衰竭、成骨不良;培育各种组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。3.(2019东宝校级期中)据报道,中山大学中山眼科中心主任任葛坚领导的研究小组将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里,再将囊胚移入代孕鼠体内发育形成猴鼠嵌合体猴鼠,用于角膜等器官的移植研究,请回答问题。(1)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其原因是 。(2)囊胚期时,胚胎细胞开始出现分化,有些细胞个体较小,将来只能发育成
7、胎膜和胎盘,这类细胞称为。因此,应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的部位,以伴随其发育成某种组织。(3)将囊胚移入代孕鼠体内属于技术。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是 ,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用技术。答案(1)胚胎干细胞具有发育的全能性(2)滋养层细胞内细胞团(3)胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎分割解析(1)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其原因是胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性。(2)滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘,内细胞团通常具有发育的全能性,可以发育成各种组织器官。因此,应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位,以伴随其发育成某种组织
8、。(3)囊胚移入代孕鼠体内属于胚胎移植技术。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。可采用胚胎分割技术对胚胎进行分割,提高胚胎的利用率。4.(2019吉林延边模拟)通过胚胎工程可以挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖提供有效的解决办法。某研究机构运用生物工程技术,通过让普通家兔代孕的方法,繁育良种肉用兔,主要技术流程如图所示,据图回答下列相关问题。(1)诱导超数排卵用到的激素是,步骤甲为,收集到的精子要进行处理。(2)早期胚胎培养用到的培养液成分中,除了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等物质。(3)在繁育过程中,出现
9、了一只体型特别大的良种肉用兔,若要快速地大量繁殖出同样大体型的个体,可采用的技术是。采用这一技术时,需要使用的方法使供体细胞与去核卵母细胞融合,构建重组胚胎,然后将胚胎移入受体家兔体内。该技术与胚胎工程技术都涉及胚胎的移植,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。进行胚胎移植的优势是。答案(1)促性腺激素体外受精获能(2)动物血清(3)核移植病毒介导电脉冲(或电刺激)免疫排斥可充分发挥优秀个体的繁殖潜力解析(1)给母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵;步骤甲为体外受精;收集到的精子要进行获能处理。(2)早期胚胎培养用到的培养液成分中,除了一些无机盐和有机盐类外
10、,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及动物血清等物质。(3)要快速地大量繁殖出同样大体型的个体,可采用核移植技术;采用这一技术时,需要使用病毒介导或电脉冲(或电刺激)方法使供体细胞与去核卵母细胞融合,构建重组胚胎,然后将胚胎移入受体家兔体内;该技术与胚胎工程技术都涉及胚胎的移植,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能;进行胚胎移植的优势是可充分发挥优秀个体的繁殖潜力。5.(2019山东济宁一模)济宁太白湖所进行的“莲藕生态养鱼”,是一种“种养复合生态型”的新模式。回答下列问题。(1)荷花的花色有粉色、白色和红色,体现了多样性;荷叶有的挺
11、水有的浮水,错落有致,这种现象(填“属于”或“不属于”)群落的分层现象。(2)在相同环境及养殖条件下,若将池塘中主要鱼种由草食性鱼更换为肉食性鱼,则鱼类产量将,原因是。(3)调查发现,在建设“种养复合生态型新模式”前莲藕种群中DD和dd基因型频率分别为5%和60%,现该种群中DD和dd基因型频率分别为15%和70%,该莲藕种群(填“发生”或“未发生”)进化,理由是。答案(1)基因(遗传)不属于(2)降低能量流动逐级递减,肉食性鱼所处营养级高,获得能量少(3)未发生该种群基因频率未发生变化解析(1)荷花的花色有粉色、白色和红色,体现了基因(遗传)多样性;荷叶有的挺水有的浮水,错落有致,这是种群的
12、空间分布,不属于群落的分层现象。(2)由于能量流动逐级递减,肉食性鱼所处营养级高,获得能量少,因此在相同环境及养殖条件下,若将池塘中主要鱼种由草食性鱼更换为肉食性鱼,则鱼类产量将降低。(3)调查发现,在建设“种养复合生态型新模式”前莲藕种群中DD和dd基因型频率分别为5%和60%,则Dd基因型频率为35%,D的基因频率为5%+1/235%=22.5%;现该种群中DD和dd基因型频率分别为15%和70%,则Dd基因型频率为15%,D的基因频率为15%+1/215%=22.5%。由此可见,该种群的基因频率没有发生改变,因此该莲藕种群未发生进化。6.(2019江西萍乡一模)“四位一体”(人居种植养殖
13、沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将养猪、养鸭、种植农作物、养蘑菇、沼气工程等多个生产过程有机地结合起来,成为一种高效良性的循环,生态效益得到了良性发展。如图是该系统物质循环的示意图,请分析回答下列问题。(1)生态工程建设的目的就是遵循自然界的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统工程相比较,生态工程是一类的工程体系。(2)该生态系统中的生产者主要是。动物粪便中的臭味主要来自氨,在沼气池中,经过(填生物名称)的作用,可以形成硝酸盐被植物吸收利用。(3)该生态农业模式的建立要考虑环境承载力,处理好生物与环境的协调与平衡,这体
14、现了生态工程的原理。该生态农业模式的建立不但要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济与社会等系统的影响力,这体现了生态工程的原理。(4)这种生产模式对环境的污染小,因为生产一种产品时产生的有机废物变成了。与普通的农业生态系统相比,“四位一体”生态农业具有更大的产出投入比的原因主要是。答案(1)物质循环少消耗、多效益、可持续(2)农作物硝化细菌(3)协调与平衡整体性(4)生产另一种产品的原料(或另一种产品的投入)秸秆、人畜粪便中的能量被多级利用(或充分利用了废弃物中的能量)解析(1)生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同
15、步发展。与传统工程相比较,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(2)该生态系统中的生产者主要是农作物。在沼气池中,氨经过硝化细菌的作用,可以形成硝酸盐被植物吸收利用。(3)该生态农业模式的建立要考虑环境承载力,处理好生物与环境的协调与平衡,这体现了生态工程的协调与平衡原理。该生态农业模式的建立不但要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济与社会等系统的影响力,这体现了生态工程的整体性原理。(4)这种生产模式对环境的污染小,因为生产一种产品时产生的有机废物变成了生产另一种产品的原料(或另一种产品的投入)。与普通的农业生态系统相比,“四位一体”生态农业具有更大的产出投入比的原因主要是秸秆、人畜粪便中的能量被多级利用(或充分利用了废弃物中的能量)。7