1、高考资源网（） 您身边的高考专家第36讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程考纲明细1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()2.胚胎干细胞的移植()3.胚胎工程的应用()4.转基因生物的安全性()5.生物武器对人类的威胁()6.生物技术中的伦理问题()7.简述生态工程的原理()8.生态工程的实例()考点1体内受精与早期胚胎发育1精子与卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时间从初情期开始，直到生殖机能衰退卵泡的形成和在卵巢内的储备：出生前；排卵：初情期后过程过程特点M和M是连续的，需变形；两次分裂细胞质都是均等分配M和M是不连续的，不需要变形；只有M中的第
2、一极体分裂为第二极体时细胞质均等分配，其余细胞质都是不均等分配结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体相同点原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂；原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为减数分裂；减数分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半2受精(1)概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程，它包括受精前的准备阶段和受精阶段。(2)受精前的准备阶段精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。(3)受精过程特别提醒(1)精子获能是指精子
3、获得受精“能力”，而不是获得能量。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(3)受精的标志受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。3早期胚胎发育1.(选修3 P63讨论T1)1个卵泡中能形成几个成熟的卵子？提示正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。2(选修3 P63讨论T3)刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？提示刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。3(选修3 P
4、65小知识)哺乳动物卵子形成时一定会形成3个极体吗？提示不一定。因为多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂形成两个第二极体。题组一配子发生及体内受精过程1分析下面图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别()A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间BM和M的时间连续性C成熟生殖细胞是否经过变形D成熟生殖细胞中染色体的数目答案D解析初级精母细胞是雄性动物初情期开始后才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的，A不符合题意；精子的产生过程中，M和M是连续的，而卵细胞是通过M形成次级卵母细胞，在精子与卵细胞结合的过程中才完成M，B不符合题意；精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵
5、细胞不需要变形，C不符合题意；成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目，D符合题意。2下列关于受精过程的叙述错误的是()A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵D雄原核形成的同时，卵子完成第二次减数分裂答案A解析获能后的精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿过放射冠进入透明带，当精子接触卵细胞膜的瞬间，会产生透明带反应，阻止多个精子进入透明带，它是防止多精入卵的第一道屏障，A错误，B正确；精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，
6、二者相互融合形成受精卵，受精过程完成，C、D正确。题组二早期胚胎发育过程3下图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是()A透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的B囊胚腔是一个充满液体的腔C内细胞团将来分化成内胚层D滋养层将来发育成胎膜和胎盘答案C解析在囊胚阶段出现了内细胞团，内细胞团表层的细胞发育成原肠胚的外胚层，下方的细胞发育成内胚层，将来发育成胎儿的各种组织，C错误。4下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段。请据图回答问题：(1)写出各个阶段的名称：A：_，B：_，C：_。(2)写出图中各标号的名称：2_，4_，5_，7_，8_。(3)A时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现
7、_，C时期开始出现_。(4)2将来发育成_。(5)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，细胞数目_，胚胎总体积_。答案(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)全能细胞分化胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)增多基本不变或略有减小解析(2)图B中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。(3)桑椹胚细胞具有发育的全能性，囊胚开始出现细胞分化，已分化成滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已具胚层分化，分化为外胚层、中胚层和内胚层。(4)内细胞团将发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。(5)由受精卵到B阶
8、段透明带破裂之前这一过程中，虽然细胞数目增多，但胚胎总体积基本不变或略有减小。卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。(2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有缩小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。考点2体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用1体外受精与早期胚胎培养(1)体外受精(2)早期胚胎培养培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。
9、胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。2胚胎工程的应用及前景(1)胚胎移植概念：将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。胚胎的来源：转基因、核移植或体外受精等技术都可获得胚胎。意义a充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。b大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量，从而推动了畜牧业的发展。生理学基础生理学基础意义同种动物的供、受体排卵后，生殖器官的生理变化是相同的为移入受体的供体胚胎提供了相同的生理环境早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而处于游离状态为胚胎的收集提供了可
10、能受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内存活提供了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障基本程序(2)胚胎分割概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。胚胎分割时应注意的问题a胚胎选择：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。b分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，一定要将内细胞团均等分割。(3)胚胎干细胞1.(选修3 P79旁栏思考)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？提示内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细
11、胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分胚胎正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。2(选修3 P82拓展视野)让哺乳动物按照人的意愿生产所需性别的后代的方法有哪些？各方法的操作程序是什么？提示X精子与Y精子的分离技术：X精子的DNA含量比Y精子高出40%左右，根据这一差异，科技人员采用一种能够对流动的细胞进行分类检测的仪器，对X精子和Y精子进行分离；SPYPCR胚胎的性别鉴定技术：先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体上的性别决定基因，即SPY基因的一段碱基作引物，用胚胎细胞中的DNA为模
12、板，进行PCR扩增，最后用SPY特异性探针对扩增产物进行检测，出现阳性反应者，胚胎为雄性，出现阴性反应者，胚胎为雌性。题组一体外受精和早期胚胎培养1下列有关胚胎工程的叙述，正确的是()A囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C成熟的卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植D哺乳动物早期胚胎在囊胚期之前形成了胎盘，与母体子宫建立组织上的联系，便于胚胎的存活答案C解析囊胚期细胞分化是由于基因的选择性表达，A错误；M中期的卵母细胞，才能与获能的精子受精，B错误；囊胚期之前细胞未分化，从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养
13、层细胞，其中滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，D错误。2根据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题：(1)体外受精的过程主要包括_、_及受精等几个步骤。(2)精子获能的方法有_和_。(3)体外采集小鼠的卵子常用_。A超数排卵处理法B活体采卵法C从早期胚胎中采集 D从屠宰后母鼠卵巢中采集(4)怎样用一个流程图表示体外受精过程？答案(1)卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(2)培养法化学诱导法(3)A(4)如图所示解析(3)对于实验小动物，卵子的采集常采用超数排卵处理法，对大家畜或大型动物常采用活体采卵法或从已屠宰母畜的卵巢中采集的方法。人工授精和体外受精的比较比较项目人工授精体外受精概念人工授精技术
14、是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术场所母畜的生殖道内体外过程人工采精检查与储存精液人工授精(用人工的方法将精液注入正在发情的母畜生殖道中)胚胎发育场所受精卵的形成和胚胎发育场所在母畜体内受精卵的形成和早期胚胎发育在体外，胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内题组二胚胎移植与胚胎分割3通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是()A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行C对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D胚胎分割移植实现同
15、卵多胎的成功率较低答案D解析对供体和受体母牛进行同期发情处理，所用激素相同，但对供体母牛进行超数排卵要用促性腺激素，受体母牛则不需要，A错误；胚胎移植技术中，移植的胚胎可来自体内受精发育形成的胚胎，B错误；移植的胚胎不能用原肠胚，而通常是用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，C错误；目前以二分胚胎的移植成功率最高，而同卵多胎的成功率较低，D正确。4近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，如图为经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。下列说法正确的是()A体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取，但在受精前要对精子进行获能处理B进行胚胎分割时，应选择发育到原肠胚
16、时期的胚胎进行操作C胚胎分割时只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份D受体母牛必须和供体牛属于同一物种，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应答案D解析从母体卵巢中得到的卵母细胞还不成熟，要在体外培养到减数第二次分裂中期才具有与精子结合的能力，A错误；进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作，B错误；进行胚胎分割时，还可以用分割刀片将胚胎切开，C错误；受体子宫对外来胚胎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，D正确。题组三胚胎干细胞及其应用5如下图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法正确的是()A图中A所示细胞将来能够发
17、育成胎膜和胎盘B胚胎干细胞的体积和细胞核都较小C胚胎干细胞可以增殖而不发生分化D利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用答案C解析图中A是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官，A错误；胚胎干细胞的体积较小，细胞核较大，在体外培养情况下，可以只增殖而不发生分化，B错误，C正确；利用胚胎干细胞可以诱导形成器官，但目前并没有大规模应用，D错误。6下图为利用胚胎干细胞培育转基因小鼠的基本流程示意图。下列叙述错误的是()A过程选择胚胎干细胞作受体细胞是因为其具有发育全能性B过程中必须通过一定方法筛选含有目的基因的胚胎干细胞C过程中导入囊胚的细胞数不同，子代小鼠的性状可能不同D过程
18、中为提高成功率，需对代孕母鼠进行超数排卵处理答案D解析胚胎干细胞具有发育的全能性，适合作为受体细胞，A正确；过程中有一部分细胞没有转入目的基因，需通过一定方法筛选，筛选出含有目的基因的胚胎干细胞，B正确；胚胎移植时，代孕母鼠做同期发情处理，供体母鼠做超数排卵处理，D错误；过程中导入的细胞越多，子代小鼠含有外源基因的部分越多，发育成的后代的性状可能不同，C正确。考点3生物技术的安全性和伦理问题1转基因生物的安全性(1)转基因成果(2)对安全性问题的争论争论食物安全反对“实质性等同”担心出现滞后效应担心出现新的过敏原担心营养成分改变侵犯宗教信仰者或素食者的权益生物安全可能扩散到新的生态区域，破坏生
19、态平衡成为“入侵的外来物种”，威胁其他生物的生存可能与某些细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体可能通过花粉传播进入杂草，形成“超级杂草”环境安全转基因生物可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏(3)理性看待转基因技术正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避害，不能因噎废食。制定政策和法规，最大程度保证转基因技术和产品的安全性。2关注生物技术的伦理问题反对支持克隆人伦理方面违反了人类的伦理道德观念，中国禁止生殖性克隆中国不反对治疗性克隆技术方面技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高可通过胚胎分级、基因诊断、染色体检查等方法解决技术问题设计试管婴儿胚胎也是生命，杀死胚胎无异于“谋
20、杀”提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤基因检测技术方面很难用在具体医疗中有一些遗传性疾病可以通过基因检测后在早期采取预防措施道德方面可能引起基因歧视通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法，解决基因歧视问题3禁止生物武器(1)生物武器的种类：致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(2)中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。题组一生物技术的安全性1下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是()A我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C开展风险
21、评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上答案B解析目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性两个方面，D正确；因对转基因生物的安全性还处于争论阶段，故不可能在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，B错误；我国已对转基因食品和农产品强制实施了产品标识制度，以维护消费者对转基因产品的知情权和选择权，A正确；开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提，C正确。2随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法错误的是()A转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物
22、基因库B基因污染是一种不可以扩散的污染C杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性D转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的存在答案B解析基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库，B错误。题组二生物技术的伦理问题辨析3(2019江苏冲刺卷四)下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是()A个人基因资讯被暴露后，有可能造成个人婚姻困难，人际关系疏远等严重后果B中国政府禁止一切有关克隆技术的实验及应用C克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念D运用基因重组技术可以将致病菌或病
23、毒改造成威力巨大的生物武器答案B4. 试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外受精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育46天，形成胚胎(如图所示)，然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最后出生的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。它的成功和发展，不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面的课题，有不可估量的积极作用。请回答下列问题：(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是_，该图示时期是胚胎发育的_期。(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组
24、织，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_。(3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过_处理，卵子要培养到_(时期)。除此之外还用到_(填两种)技术。(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是_。(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_。答案(1)受精作用囊胚(2)有丝分裂(3)获能减数第二次分裂中期早期胚胎培养、胚胎移植(4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病(5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德1试管婴儿和设计试管婴儿的异
25、同点(1)过程区别：设计试管婴儿比试管婴儿多出的是胚胎移植前的遗传学诊断过程。(2)应用不同：试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(3)相同点：两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。2生殖性克隆和治疗性克隆的比较项目生殖性克隆治疗性克隆目的用于生育、产生新个体治疗人类疾病水平个体水平细胞水平联系都属于无性生殖；产生的新个体或新组织，遗传信息相同考点4生态工程的原理与实例分析1生态工程的基本原理(1)生态工程建设的目的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步发
26、展。(2)特点：少消耗、多效益、可持续的工程体系。(3)基本原理物质循环再生原理：物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。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。2生态工程的实例及发展前景实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下能较多地产出，以解决人多地少的矛盾物质循环再生原理、整体性原理
27、、物种多样性原理建立农村综合发展型生态工程窦店村以沼气工程为中心的生态工程小流域综合治理生态工程小流域的水土流失整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南地区“九子登科”治理模式实例问题原理对策案例大区域生态系统恢复工程土地荒漠化协调与平衡原理、整体性原理、物种多样性原理等退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林生态工程，退耕还林还草生态工程湿地生态恢复工程湿地缩小和破坏控制污染、退田还湖江西鄱阳湖的生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境问题系统学和工程学原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等修复土地、恢复植被赤峰市元宝山矿区生
28、态恢复工程城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理、物质循环再生原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等污水及垃圾处理、城市绿化1.(选修3 P108资料2)如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？提示对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，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。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用，因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。2(选修3 P116小知识)在农村综合发展型生态工程中，常对农作物进行青贮和氨化，青贮和氨化指什么？蓝绿萍是什么？提示青贮：是指在玉米
29、等作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊优质的青饲料。氨化：是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。蓝绿萍：一种具有固氮作用的藻类。3(选修3 P121小知识)点源污染和非点源污染分别指什么？提示点源污染是指能够找到具体污染来源的污染，如下水道、工厂排污口等。非点源污染是指不能准确确定污染发源地的污染，如农田施用农药、化肥对地表和地下水造成的污染。4(选修3 P122讨论T1)在矿区生态恢复工程中，恢复植被时，为什么不种植农作物？提示矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。5(选修3 P124
30、讨论T1)汽车的泛滥应不应该得到限制，为什么？怎样才能减少汽车的污染？提示应该得到限制。因为汽车的泛滥不仅造成了严重污染，还消耗了大量能源。减少污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛，禁止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能源的新型汽车，以及对其的研究和应用等。6(选修3 P124讨论T2)城市水污染问题应当采取哪些措施解决？城市居民应当承担什么责任和义务？提示应采取的措施：减少或禁止工厂的污水排放；进行污水净化回收利用；实行雨水和污水分流。每一个城市居民都应该树立节水意识、宣传节水的意义，家庭生活中应该使用无磷洗衣粉和洗涤剂，制止或减少生活中的水污染行为。题组一生态工程的原理1阅读
31、分析以下材料，判断这些材料所依据的生态工程的主要原理依次是()材料一沼气工程，是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程。材料二我国南方水网地区采用桑基鱼塘模式，能大大提高系统生产力。材料三居住在林区的农民，“靠山吃山”是他们生活的根本。当进行林业工程建设时，一方面号召农民种树，另一方面考虑林区农民的生活问题，使改善生态和发展经济结合起来，真正做到造林护林。生态工程的基本原理：物质循环再生原理；物种多样性原理；协调与平衡原理；整体性原理；系统学和工程学原理。A BC D答案D解析沼气工程所依据的原理主要是物质循环再生原理；我国南方水网地区的桑基鱼塘模式，就是把很多单个生产系统
32、通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统，所利用的原理是系统学和工程学原理；在进行植树造林时综合考虑生态、经济和社会问题，这利用了生态工程的整体性原理。2下列关于生态工程的叙述，正确的是()A“112”体现了生态工程的整体性原理B为促进矿区生态环境的恢复，可采用人工制造表土，种植农作物的措施C生态农业的建立，实现了物质和能量的多级循环利用D太湖大面积水华，违反了协调与平衡原理答案D解析“112”体现了生态工程的系统整体性原理，A错误；矿区生态条件恶劣，不适合农作物生长，B错误；生态农业的建立实现了物质循环和能量的多级利用，能量不能循环利用，C错误；太湖水华现象的发生是因为人类排
33、放的污水等含有较多的N、P，使生态环境遭到破坏，违反了协调与平衡原理，D正确。题组二生态工程的实例3“粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统，下图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法错误的是()A沼气池的建立既充分发挥了资源的生产潜力，又减少了环境污染B通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的传递效率C这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理D上述生态农业系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果答案B解析沼气池的建立使物质得以充分利用，实现了能
34、量的多级利用，同时减少了环境污染，A正确；该生态农业调整食物链实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，没有改变能量传递效率，B错误；这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理，C正确；这种生态农业系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果，D正确。4下图表示某人工设计的生态系统，下列叙述不正确的是()A该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率B该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓，促进了系统中物质循环和能量流动的进行C合理施用农家肥可提高流经该生态系统的总能量D该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理
35、，但各营养级之间的能量传递效率并未提高答案B解析该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率，A正确；蝇蛆和蚯蚓是营腐生生活的，是该生态系统的分解者，促进了系统中物质循环，不能促进能量流动，B错误；流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，合理使用农家肥促进植物的光能利用率，故可提高流经该生态系统的总能量，C正确；该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高，D正确。高考热点突破1(2017江苏高考)牛雄性胚胎中存在特异性HY抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加HY单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是()AH
36、Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B应选用原肠胚做雌雄鉴别C鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D用HY抗原免疫母牛可获得相应抗体答案D解析单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌产生，A错误；应选用囊胚期滋养层细胞做性别鉴定，B错误；因要利用乳腺生物反应器进行生物制药，因此用于胚胎移植的应是鉴定后的雌性胚胎，C错误；用特定的抗原免疫母牛可获得相应的抗体，D正确。2(2017江苏高考)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是()A精子在获能液中于37 、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能B小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用C分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态
37、学差异D注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育答案C解析精子在获能液中培养的目的是使精子获能，其培养条件应符合动物细胞培养要求，A正确；小鼠在特定光控周期条件下饲养的目的是通过特定的光周期调控其性激素的分泌，注射促性腺激素的目的是使其超数排卵，B正确；虽然分割的胚胎具有相同的遗传物质，但环境也会对胚胎的发育产生影响，导致发育的个体出现形态学差异，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育，D正确。3(2016江苏高考)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是()A步骤甲、乙分
38、别是指精子获能、胚胎分割B诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液D步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同答案B解析图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A错误；诱导超数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细胞，B正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵中的细胞质，C错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培养液成分并非基本相同，D错误。4(2015山东高考)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程采用的是细胞工程中的_技术，过程采用的是
39、胚胎工程中的_技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的_。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用_和_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胎胚干细胞可以来自于囊胚中的_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。答案(1)(体细胞)核移植早期胚胎培养(2)pH(或酸碱度)(3)限制性核酸内切酶(或限制酶)DNA连接酶(两空可颠倒)标记(4)内细胞团B解
40、析(1)图中过程采用体细胞核移植技术；过程为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎的过程，利用了早期胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时，气体环境为95%的空气和5%的CO2，CO2作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，需用的工具酶为限制酶和DNA连接酶。基因表达载体上除目的基因外，还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性，可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官的核遗传物质和核供体完全一致，若将其移植给核供体，则不会发生免疫排斥反应。课时作业1现代生物科技在畜
41、牧业生产中有着广泛的应用，以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程。请据图回答有关问题：(1)为提高良种奶牛的繁殖能力，在获取卵细胞之前需用_对奶牛进行处理，使其_。(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_，过程h常用的方法是_。(3)图中数字标号代表的结构为_，cd过程需对其均等分割的目的是_。A、B牛基因型是否相同？_。(4)在培育良种牛的过程中，都运用了动物细胞培养技术，在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的_。答案(1)促性腺激素超数排卵(2)受精卵的全能性易于表达显微注射法(3)内细胞团有利于胚胎的恢复和进一步发育相同(4)抗生素
42、解析(1)胚胎移植技术需要让良种牛多排卵，通常用促性腺激素处理，使其超数排卵。(2)受精卵的分化程度最低，全能性最容易表达，将目的基因导入动物细胞通常采用显微注射法。(3)图中代表的结构是内细胞团，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，在胚胎分割时，应注意对内细胞团均等分割，有利于胚胎的恢复和进一步发育，A、B两牛是通过胚胎分割而来，基因型相同。(4)动物细胞培养过程中，应加入抗生素，防止杂菌的污染。2(2020安徽马鞍山质检)人1抗胰蛋白酶(AAT)是一种重要的药用蛋白，对胰岛B细胞有免疫保护作用，AAT可通过转基因技术在羊乳中获得。流程如下：(1)将重组表达载体导入受体细胞中，常选用受精卵作为
43、受体细胞的原因是_。(2)胚胎移植前对代孕母羊进行_处理，目的是_。胚胎发育到囊胚期，可从_分离出胚胎干细胞；为了维持胚胎干细胞不分化的状态，在体外培养时应_；若要鉴定胚胎的性别，具体的操作是_。(3)检测羊乳中是否含有AAT的技术手段是_。答案(1)受精卵具有发育的全能性(2)同期发情使供体和受体具有相同的生理特征内细胞团放在饲养层细胞上培养(或在培养液中添加抑制分化因子)取滋养层细胞进行DNA分子性别鉴定(3)抗原抗体杂交解析(1)为培育转基因动物，常选用受精卵作为目的基因的受体细胞，是因为受精卵大，易于操作且具有发育的全能性。(2)为了使供体和受体具有相同的生理特征，胚胎移植前对代孕母羊
44、要进行同期发情处理。胚胎发育到囊胚期，可从囊胚内的内细胞团分离出胚胎干细胞；为了维持胚胎干细胞不分化的状态，在体外培养时应放在饲养层细胞上培养或者在培养液中添加抑制分化因子；若要鉴定胚胎的性别，应取滋养层细胞进行DNA分子性别鉴定，因为滋养层细胞与内细胞团的细胞都是同一个受精卵分裂分化来的，遗传物质一般相同。(3)检测羊乳中是否含有AAT的原理是把AAT当作抗原，在分泌的羊乳中加入特定的抗体，观察是否会出现抗原抗体的结合反应。若出现，说明羊乳中含有AAT，反之，则没有；这种技术手段称为抗原抗体杂交技术。3(2020齐鲁名校教科研协作体第二次联考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细
45、胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下图，请据图回答：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(2)图中细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_，也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得，iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。答案(1)原代培养接触抑制(2)冲卵体外受精(
46、3)胚胎移植冷冻(或196 液氮)(4)内细胞团细胞诱导分化解析(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，即可发育为成体动物的任何一种组织细胞，可利用这一特点，在培养液中添加分化诱导因子，诱导其向不同类型组织细胞分化，有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗。4(2019陕西省第二次联考)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，目前通常将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白，基本步骤如下：.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体外受精，形成受精卵；.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形
47、成重组细胞；.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)步骤中，卵母细胞与精子结合过程中防止多精入卵的生理反应包括_。自然条件下，受精是在雌性动物的_内完成的。(2)步骤中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是_。导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤称为_。(3)步骤中，进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还需要添加_和动物血清。一般情况下，通常在合成培养基中加入一定量的抗生素，其目的是_。
48、(4)步骤中，应选择性别为_的奶牛胚胎进行移植。答案(1)透明带反应、卵细胞膜反应输卵管(2)显微注射技术构建基因表达载体(3)激素防止杂菌污染(4)雌性解析(4)血清白蛋白要从乳汁中提取，只有雌性奶牛才能产生乳汁，因此胚胎移植时，必须选取雌性奶牛的胚胎进行移植。5(2020湖南、江西十四校联考)为了预防线粒体缺陷可能导致的先天性心脏病、失明、肝衰竭等多种疾病，利用基因技术对受精卵实施基因改造，在实施这些新技术时，医生将捐献者卵子的细胞核DNA移走，再将母亲卵子的细胞核DNA移入捐献者的卵子中。从基因角度看，以新技术孕育的试管婴儿将有一位父亲和两位母亲，即所谓的“三亲试管婴儿”。2016年初，
49、首位由“三亲试管婴儿”诞生的男婴出世了，他的母亲是一位线粒体疾病患者。下图为该男婴孕育过程，回答下列问题：(1)图示过程中代表该男婴母亲卵母细胞的是_，由于女性的自然周期产生的卵子太少，故卵母细胞捐献者在取卵前通常要注射_激素，促使一次有更多的卵泡发育。(2)重组卵母细胞需培养到_时才具备与精子受精的能力；在进行体外受精前要对精子进行_处理；重组卵母细胞体外培养所需的气体主要是氧气和二氧化碳，二氧化碳的作用是_。(3)该健康男婴的孕育过程中依次使用了_，体外受精，早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)三亲试管婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，为避免生出患有其他遗传病的孩子，孕
50、妇应在孕期进行_。答案(1)B促性腺(2)减数第二次分裂中期获能维持培养液的pH(3)核移植(4)产前诊断(基因诊断、羊水检测等)解析(1)图示过程中代表该男婴母亲卵母细胞的是B，其提供了细胞核；卵母细胞捐献者在取卵前通常要注射促性腺激素，促使一次有更多的卵泡发育。(2)重组卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精；重组卵母细胞体外培养所需的气体主要是氧气和二氧化碳，其中二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。(3)图示过程涉及到了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)三亲试管婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而其他的遗传病还需要进一步检测，可以
51、在孕期进行产前诊断等措施。6(2020湖南师大附中模拟)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：(1)步骤中，在核移植前应去除卵母细胞的_。(2)步骤中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其_分离出ES细胞，还可以从胎儿的_分离获得ES细胞。(3)ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核_、核仁_，在功能上，属于_(填“单能干细胞”“多能干细胞”或“全能干细胞”)。(4)ES细胞是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。在培养液中添加_，就可以诱导ES细
52、胞分化，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。(5)步骤中，需要构建_。可以根据Rag2基因的核苷酸序列，合成引物，利用_技术扩增Rag2基因片段。用Hind和Pst限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有_的酶切位点。(6)为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质，用抗_的抗体进行杂交实验。答案(1)细胞核(2)内细胞团原始性腺(3)大明显全能干细胞(4)分化诱导因子(5)含有Rag2基因的表达载体PCRHind和Pst限制酶(6)Rag2蛋白解析(1)步骤是核移植过程，核移植是将体细胞核移植到
53、去核的卵母细胞中，所以实验前要去除卵母细胞的细胞核。原因是若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成细胞里面有两个细胞核，使得遗传物质是不稳定的。(2)ES细胞是由早期胚胎的内细胞团或原始性腺分离出来的一类细胞。(3)胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞，属于全能干细胞。(4)ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态，若在培养液中添加分化诱导因子，就可以诱导ES细胞分化成不同类型的组织细胞。(5)步骤是将目的基因(Rag2基因)导入受体细胞，需要构建含有目的基因的表达载体
54、，体外扩增目的基因可用PCR技术；基因工程中构建基因表达载体时，应用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和载体，若用Hind和Pst限制酶分别在DNA片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段，则为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有Hind和Pst酶的酶切位点。(6)根据抗原抗体特异性结合的原理，提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质(抗原)，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验，可检测提取的小鼠骨髓细胞中是否含有Rag2蛋白。7在缤彩纷呈的生物世界，微生物似乎显得过于微小与沉寂。然而，它们在生态工程中有着重要的作用，如处理生活污水。请回答下列问题：(1)生活污水流经某生活污水净化处
55、理系统中的“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_呼吸将污水中的有机物分解。(2)生态工程中所遵循的基本原理有_、_、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理等。(3)一般来说，生态工程的主要任务是对已破坏的_进行修复、重建，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，追求_、经济、社会效益的统一。(4)很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的“超级微生物”，理论上可以采用_技术对现有微生物进行改造，该技术的核心是_。如果在个体水平上检测改造的微生物是否符合要求，可采用的检测方法是_。答案(1)无氧和
56、有氧(或细胞)(2)物质循环再生原理物种多样性原理(3)生态环境生态(或自然生态)(4)基因工程(或基因拼接、转基因)基因表达载体的构建用不同种有机物分别培养改造后的微生物，观察其分解能力解析(1)厌氧沉淀池中的微生物通过无氧呼吸将污水中有机物分解，曝气池中的微生物通过有氧呼吸将污水中有机物分解，兼氧池中的微生物通过有氧呼吸和无氧呼吸将污水中有机物分解。8(2020吉林市第三次调研)2017年7月，一篇刊登于Nature上的动物研究结果显示，在向大脑中注射干细胞能延缓衰老、提高认知和延长寿命。同年11月，Nature又发表了一项令人激动的成果，科学家借助于转基因干细胞，成功挽救一名患有罕见且无
57、法治愈的皮肤病(EB，该病源于基因突变)的小男孩，使其拥有全新的皮肤。请回答下列问题。(1)目前获得多潜能干细胞的方法有很多，如可采用细胞核移植技术，将体细胞的细胞核转移到_细胞中，再将这种重组细胞体外培养至囊胚阶段，从中分离_进行培养，该方法能获得多潜能干细胞的根本原因是_。(2)在对资料中患皮肤病的小男孩进行治疗时，科学家从小男孩尚且正常的皮肤上采集一小块(邮票大小)，包括其中的干细胞。在实验室，先对皮肤细胞进行基因改造。基因工程的核心步骤是_。检测目的基因能否在皮肤细胞中表达常用的方法是_法。(3)该治疗方法属于治疗性克隆。接着，对改造后的细胞进行培养。在培养过程中，为防止代谢产物积累对细胞造成伤害，应_，通常还要加入_等天然成分以满足对营养的需要。答案(1)去核的卵母内细胞团动物细胞核具有全套的遗传信息(2)基因表达载体的构建抗原抗体杂交(3)定期更换培养液血清解析(1)采用细胞核移植技术获得多潜能干细胞，可将体细胞的细胞核转移到去核的卵母细胞中，再将这种重组细胞体外培养至囊胚阶段，从中分离内细胞团进行培养。由于动物细胞核具有全套的遗传信息，所以利用该方法能获得多潜能干细胞。- 34 - 版权所有高考资源网
