2017年高考生物深化復習+命題熱點提分專題17胚胎工程生物技術的安全性和倫理問題生態(tài)工程.doc

專題17 胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題、生態(tài)工程1胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。(1)從良種母牛采集的卵母細胞，都需要進行體外培養(yǎng)，其目的是_；從良種公牛采集的精子需_后才能進行受精作用。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時，除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還需要提供_氣體以維持_。(3)圖中過程A稱為_，它在胚胎工程中的意義在于_。(4)研制能夠產(chǎn)生人類白細胞介素的牛乳腺生物反應器，需將目的基因導入牛受精卵，最常用的導入方法是_；獲得轉基因母牛后，如果_即說明目的基因已經(jīng)表達?！敬鸢浮?1)使卵母細胞成熟(或：使卵母細胞獲得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)的pH(3)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率(4)顯微注射法牛奶中含有人類白細胞介素(或：牛乳腺細胞已合成人類白細胞介素)2毛角蛋白型中間絲(KIF)基因與絨山羊的羊絨質量密切相關。獲得轉KIF基因的高絨質絨山羊的簡單流程如圖。(1)過程中最常用的運載工具是_，所需要的酶是限制酶和_。(2)在過程中，用_處理將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞。在培養(yǎng)過程中，將成纖維細胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是_。(3)在過程中，用_處理以獲取更多的卵(母)細胞。成熟卵(母)細胞在核移植前需要進行_處理。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術是_。在胚胎移植前，通過_技術可獲得較多胚胎?！敬鸢浮?1)質粒DNA連接酶(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)維持培養(yǎng)基(液)的pH值(3)促性腺激素去核(4)(早期)胚胎培養(yǎng)胚胎分割3如圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。據(jù)圖回答以下關于細胞工程和胚胎工程的問題：(1)在牛體細胞培養(yǎng)過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面相互接觸時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的_。此時，瓶壁上形成的細胞層數(shù)是_。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是_。(2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止；但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質發(fā)生改變而變成不死的細胞，該種細胞的黏著性降低，這是由細胞膜表面_的量減少造成的。(3)如暫時不進行A過程，通常在_條件下保存受精卵。因為在這種條件下，細胞中_的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低?！窘馕觥?1)在動物細胞培養(yǎng)過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面相互接觸時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。此時，瓶壁上會形成單層(或一層)細胞。要使貼壁細胞從瓶壁上分離下來，需要用胰蛋白酶處理。(2)細胞發(fā)生癌變后，細胞間的黏著性降低，與細胞膜表面糖蛋白含量減少有關。(3)題圖中過程A為胚胎移植，如暫時不進行A過程，通常在冷凍(或超低溫、液氮)條件下保存受精卵，此時細胞中酶的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低?！敬鸢浮?1)接觸抑制單層(或一層)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)(2)糖蛋白(3)冷凍(或超低溫、液氮)酶4轉基因動物可以作為生物反應器來生產(chǎn)某些營養(yǎng)物質、珍貴藥物等。請根據(jù)所學知識，將下面培育轉基因牛的操作程序補充完整。(1)構建基因表達載體：在構建基因表達載體時常要用到_兩種工具酶。一個基因表達載體的組成，除目的基因外，還必須有_以及標記基因等，其中標記基因的作用是_。(2)體外受精獲得受精卵：將采集的精子經(jīng)_處理后與處于_期的卵子結合形成受精卵。判斷卵子是否受精的重要標志是_。(3)將目的基因導入受精卵：通常采用_技術將目的基因導入受精卵。(4)早期胚胎培養(yǎng)：哺乳動物胚胎的培養(yǎng)液成分一般比較復雜，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及_等物質。當胚胎發(fā)育到_階段時，可進行胚胎移植。(5)胚胎移植：在胚胎移植前要對接受胚胎的受體母牛進行_處理。移植后，還要對受體母牛進行妊娠檢查?！敬鸢浮?1)限制酶、DNA連接酶啟動子、終止子鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來(2)獲能減數(shù)第二次分裂中在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體(3)顯微注射(4)動物血清桑椹胚或囊胚(5)同期發(fā)情5以下是科學家采用不同方法培育良種牛的過程，請據(jù)圖回答下列有關問題：(1)過程所用的酶能夠識別雙鏈DNA分子的_，并在特定切點切割DNA分子。通過過程獲得的目的基因_(填“能”或“不能”)在物種間進行基因交流，表示_技術擴增目的基因片段。(2)為提高良種奶牛的繁殖能力，在獲取卵細胞之前需用_(激素)促使其超數(shù)排卵。(3)圖中采用的生物工程技術A和B分別是指_和_。移植后胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是_。(4)為實現(xiàn)人血清白蛋白基因在轉基因母牛E的乳腺細胞中表達，應讓該血清白蛋白基因和_的啟動子等調控組件結合在一起。如果轉基因母牛E的牛奶中含有_，則說明血清白蛋白基因在個體水平已成功表達?！敬鸢浮?1)某種特定核苷酸序列能PCR(2)促性腺激素(3)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(4)乳腺蛋白基因人血清白蛋白6現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng)，處理流程為“厭氧沉淀池曝氣池兼氧池植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經(jīng)凈化處理后，可用于澆灌綠地。回答問題：(1)污水流經(jīng)厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過_呼吸將有機物分解。(2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了_(填 “生態(tài)系統(tǒng)”“群落”或“種群”)。在植物池的食物網(wǎng)中，植物位于第_營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于_所固定的_。(3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調與平衡、_和_等原理。(4)一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對_進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力?！窘馕觥?1)生活污水流經(jīng)厭氧沉淀池時，厭氧微生物通過無氧呼吸將有機物分解；流經(jīng)曝氣池時，其中的需氧微生物通過有氧呼吸將有機物分解；流經(jīng)兼氧池時，其中的微生物則通過有氧呼吸和無氧呼吸將有機物分解。(2)水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物組成的整體，不止一種生物，故排除種群；不包含無機環(huán)境，故排除生態(tài)系統(tǒng)，則這個整體屬于群落。植物為生產(chǎn)者，屬于第一營養(yǎng)級；生態(tài)系統(tǒng)中消費者和分解者的能量都是最終來源于生產(chǎn)者固定的太陽能。(3)生態(tài)工程的建立要把社會、經(jīng)濟和自然作為一個統(tǒng)一的整體來考慮，需要考慮生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡，分層、分級利用廢棄物中的物質，并增加生物的種類以增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故生態(tài)工程需遵循的基本原理有整體性原理、協(xié)調與平衡原理、物質循環(huán)再生原理和物種多樣性原理等。(4)生態(tài)工程對恢復和重建受損的生態(tài)系統(tǒng)有著重要作用，通過生態(tài)工程對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復和改善，可提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力?！敬鸢浮?1)無氧和有氧(或細胞)(2)群落一生產(chǎn)者太陽能(3)物質循環(huán)再生物種多樣性(4)已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)系統(tǒng))7某小組對市郊一農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行調查后，經(jīng)過交流繪制出了如圖所示的生態(tài)工程示意圖。據(jù)圖回答有關問題：(1)該生態(tài)系統(tǒng)中的主要成分是_，圖中的食用菌屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的_，該生態(tài)系統(tǒng)中，屬于第二營養(yǎng)級的生物有_。(2)建立這一生態(tài)系統(tǒng)的目的是使農作物固定的太陽能持續(xù)、高效地_ ；該生態(tài)系統(tǒng)的能量利用率較高與物質的_利用密不可分。(3)請畫出該農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)。(4)該生態(tài)系統(tǒng)的建設主要根據(jù)生態(tài)工程建設的_原理?！敬鸢浮?1)農作物(生產(chǎn)者或植物)分解者人和家禽、家畜(2)流向對人類最有益的部分多級(重復)(3)(4)物質循環(huán)再生8池塘養(yǎng)殖普遍存在由于餌料、魚類排泄物、換水不及時等引起的水體污染現(xiàn)象，研究者設計了一種循環(huán)水池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)(如下圖)。請回答下列問題：(1)與自然池塘相比，人工養(yǎng)殖池塘生態(tài)系統(tǒng)恢復力穩(wěn)定性_。人工養(yǎng)殖池塘水體的N、P含量容易升高，會引起水體的富營養(yǎng)化；藻類等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水體的溶氧量下降，造成魚類等死亡，進一步破壞了生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，這種調節(jié)方式稱為_。(2)與傳統(tǒng)養(yǎng)殖池塘相比，該養(yǎng)殖系統(tǒng)增加的生態(tài)工程設施有_?？梢酝ㄟ^在這些設施內栽植水生植物、放養(yǎng)濾食動物等措施，起到對水體的_，有效減少水體中的N、P等含量。(3)該養(yǎng)殖系統(tǒng)設計為前一池塘上層水流入后一池塘底部，實現(xiàn)水層交換，其目的有_、_。(4)該養(yǎng)殖系統(tǒng)中串聯(lián)的池塘不宜過多，因為_。(5)保持池塘水體中適當?shù)腘、P含量是必要的，該養(yǎng)殖系統(tǒng)可以通過_、_進行調控?！敬鸢浮?1)高正反饋(2)生態(tài)塘和潛流濕地凈化作用(3)增加水中的溶氧量提高餌料的利用率(4)后面池塘水體中的N和P含量(濃度)越來越高(5)補水和排水水泵控制水的流量(循環(huán)頻次)9長江的水體污染主要是由于流入長江的次級河流在流經(jīng)城鎮(zhèn)時，城市中的生活污水、工業(yè)廢水大量排入河流，造成河流污染。某小組利用人工浮床技術對次級河流中水質凈化分析，實驗裝置如下圖。(1)圖中植物的作用是_。該植物采收后，可以直接用做_，也可干燥處理后用來提取_等金屬。(2)此案例屬于_生態(tài)工程的實例，它遵循的生態(tài)工程原理是_(寫其中一個)。(3)該小組利用人工浮床開展了“菰(茭白)和菖蒲對生活污水凈化效果的研究”，你認為該實驗裝置應該準備_組，應采取的處理措施是_。(4)該工程能有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度，其原因是_。(5)該小組實驗結果如上表，從此表中看出，該小組研究的因變量為_，你能從表中得出的結論是_?！敬鸢浮?1)吸收水中的化學元素飼料銅、鋅、汞(2)城市環(huán)境協(xié)調與平衡原理、整體性原理、物質循環(huán)再生原理等(寫出一個即可)(3)4一組只栽茭白，一組只栽菖蒲，一組混栽等量的茭白和菖蒲，一組空白對照(不栽植物)(4)一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的氮、磷污染物，減少藻類生長所需的無機鹽；另一方面又能通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖(5)污水中N、P含量的變化兩種植物不論單獨種植還是等量混合種植凈化效果均明顯高于對照組(菖蒲對總磷的去除效果明顯高于菰和菖蒲混合種植的)10我國是受荒漠化危害最為嚴重的國家之一。近年來，京津冀地區(qū)頻受沙塵暴之苦，故保護生態(tài)環(huán)境，大力開展植樹種草活動，治理水土流失，防止土地沙漠化等是當前的緊要任務。(1)據(jù)研究，形成京津冀沙塵暴的沙主要來自黃土高原和內蒙古高原，西部生態(tài)環(huán)境的改變首先要解決的非生物因素是_。(2)在退耕還林、還草過程中，要注意樹種、草種不要過于單一。這種做法所依據(jù)的主要生態(tài)工程原理是_，其目的是提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性。(3)近年來大力推廣的生態(tài)農業(yè)是一個自我維持的生態(tài)系統(tǒng)，其特點是保持和完善系統(tǒng)內的生態(tài)平衡，其設計的原則是能量的_和物質的_，以求得最大的生產(chǎn)力和可持續(xù)發(fā)展。我國農民收集一切可能的有機物質，使其轉變?yōu)橛袡C肥料，保持土壤肥力的做法稱為_農業(yè)。(4)某科研小組想利用基因工程技術培育抗旱植物用于治理水土流失。將抗旱基因導入植物細胞時采用最多的方法是_。要檢測抗旱基因是否插入到受體細胞的DNA中，采用的是_技術。若檢測結果表明抗旱基因已經(jīng)插入到受體細胞的DNA中，則培育的植株_(填“一定”或“不一定”)具有抗旱性狀。【答案】(1)水(2)物種多樣性原理(3)多級利用循環(huán)再生無廢棄物(4)農桿菌轉化法DNA分子雜交不一定11中國器官捐獻與移植委員會要求，2015年1月1日起，我國全面停止使用死囚器官，公民自愿捐獻成為器官移植供體的唯一來源。人體移植器官短缺是一個世界性難題?？茖W家想通過生物工程技術尋求可替代的移植器官。回答下列相關問題：(1)科學家正試圖利用基因工程方法對小型豬的器官進行改造，采用的方法是將器官供體基因組導入某種調節(jié)因子，以抑制_的表達，再通過無性繁殖，培育出無免疫排斥反應的移植器官。此過程可能用到的生物工程技術有_(寫出至少三種)。(2)胚胎移植前，首先要對受體母豬進行_處理，以保證其生殖器官的生理環(huán)境適合胚胎發(fā)育。將發(fā)育至_時期的胚胎，植入受體母豬體內，還需要對受體母豬進行_檢查，來確定移植是否成功。(3)一部分科學家提出，可以通過對患者進行體細胞核移植，培養(yǎng)成胚胎。再從_中分離出胚胎干細胞，利用_將胚胎干細胞定向誘導成特定器官，進行移植。這一過程屬于_克隆，中國政府不反對此種克隆技術?！窘馕觥?1)改造時導入小型豬基因組中的某種調節(jié)因子，其作用是抑制抗原決定基因的表達，降低免疫排斥反應。這個過程需要基因工程技術、動物體細胞核移植技術、胚胎移植技術、早期胚胎培養(yǎng)技術、動物細胞培養(yǎng)技術、胚胎分割技術等?！敬鸢浮?1)抗原決定基因基因工程技術(轉基因技術)、動物體細胞核移植技術、胚胎移植技術、早期胚胎培養(yǎng)技術、動物細胞培養(yǎng)技術、胚胎分割技術(答三項即可)(2)同期發(fā)情(發(fā)情)囊胚或桑椹胚妊娠(3)囊胚的內細胞團或原始性腺分化誘導因子治療性12一青年農民利用自己學習的生態(tài)學知識，在自家庭院里建了一個小型生態(tài)農業(yè)，年創(chuàng)收數(shù)十萬元。下圖是該家庭生態(tài)工程的模式圖，請據(jù)圖分析回答問題。(1)從圖中可知， 人類生活中所需的能源來自于太陽能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相比，突出的優(yōu)點是_。(2)該案例是一個典型的生態(tài)工程的案例，而生態(tài)工程是實現(xiàn)_最重要的手段之一。在這一案例中主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？_。(3)據(jù)生態(tài)工程中的物種多樣性這一原理，有人認為生態(tài)農業(yè)建設中，應使食物鏈和營養(yǎng)級越長越多越好，你是否支持這一觀點？_。(4)該青年為了更好地創(chuàng)收，引進了杜泊羊，并與當?shù)乜蒲泄ぷ髡邊f(xié)作，通過胚胎工程快速繁殖了杜泊羊，流程如下圖所示，據(jù)圖回答相關問題：他們?yōu)榱双@得更多的卵母細胞，需用_對雌性杜泊羊進行處理，從_中采集的卵母細胞可直接與獲能的精子進行體外受精。_為胚胎在當?shù)仄胀ňd羊體內存活提供了可能的生理學基礎。為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過_技術獲得同卵多胎?！窘馕觥?1)太陽能、沼氣等能源相對于煤炭這樣的化石能源來說，可再生、幾乎沒有污染，減少了燃燒煤炭所產(chǎn)生的污染。受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應，這為胚胎在受體的存活提供了可能。胚胎分割可加快繁殖速度，經(jīng)移植可獲得同卵多胎。【答案】(1)減少了燃燒煤炭所產(chǎn)生的污染，降低了成本(2)循環(huán)經(jīng)濟物質循環(huán)再生原理、整體性原理、協(xié)調與平衡原理、物種多樣性原理(答出兩項即可)(3)否(4)促性腺激素輸卵管代孕綿羊對植入胚胎基本不產(chǎn)生排斥反應胚胎分割 13.在畜牧生產(chǎn)中，人們利用多種方法促進優(yōu)良畜群的繁育，取得了顯著成效。請就高產(chǎn)奶牛的快速繁育過程回答以下問題：(1)克隆奶牛：從供體高產(chǎn)奶牛體內獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為_，培養(yǎng)的細胞在貼壁生長至充滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為_，一般選取傳代_代以內的細胞(細胞核)注入體外培養(yǎng)到_期的受體去核卵母細胞內，通過_使兩細胞融合，構建重組胚胎，在體外培養(yǎng)并移入代孕母牛體內，從而獲得與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛。(2)試管牛：將體外培養(yǎng)成熟的卵母細胞與經(jīng)_法獲能的精子在體外受精后，移入_中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。通常將胚胎培養(yǎng)至_期，取_細胞做DNA分析性別鑒定，并將雌性胚胎移入_的其他雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體?！窘馕觥?1)克隆奶牛：從供體高產(chǎn)奶牛體內獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)；培養(yǎng)的細胞在貼壁成長至充滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制；由于10代以內的細胞能保持正常的二倍體核型，減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞才具有受精的能力，因此一般選取傳代10代以內的細胞(細胞核)注入體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期的受體去核卵母細胞內，通過電刺激使兩細胞融合，構建重組胚胎，在體外培養(yǎng)并移入代孕母牛體內，從而獲得與供體奶牛遺傳物質基本相同的犢牛。【答案】(1)原代培養(yǎng)接觸抑制10M中電刺激(2)化學誘導發(fā)育培養(yǎng)液囊胚滋養(yǎng)層同種的、生理狀態(tài)相同14.下面是將目的基因導入動物細胞，培育轉基因動物的常用操作程序。根據(jù)圖示過程和所學知識，將下面操作程序補充完整。 (1)構建基因表達載體：在構建基因表達載體時常要用到工具酶。常用的DNA連接酶有_和_，后者可以用于平末端的連接。如果目的基因要在乳腺細胞中表達，基因表達載體構建時要將目的基因與_的啟動子、標記基因和終止子等組件重組在一起，載體一般要有一至多個限制酶切割位點便于_。(2)獲得足夠數(shù)量的受精卵：為了獲得足夠數(shù)量的受精卵，先利用促性腺激素刺激雌性鼠超數(shù)排卵，然后從_沖取_，_(需要，不需要)體外培養(yǎng)，之后用于完成體外受精。(3)將目的基因導入細胞：確定目的基因是否整合到染色體上，一般需用_做探針，與轉基因小鼠細胞中提取的_進行DNA分子雜交。(4)早期胚胎培養(yǎng)：早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分一般比較復雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需要添加_、_、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及動物血清等物質。當胚胎培養(yǎng)到適宜的階段，可進行胚胎移植。(5)胚胎移植：在胚胎移植前要對接受胚胎的受體進行_處理。移植后，還要對受體雌鼠進行_檢查。(6)胚胎干細胞形態(tài)具有_的特性，它在添加_的培養(yǎng)液中可以維持不分化的狀態(tài)。【答案】 (1)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶乳腺蛋白基因目的基因的插入(2)輸卵管卵子(卵母細胞)不需要(3)放射性同位素標記(熒光分子標記)的目的基因(單鏈)基因組DNA(核DNA)(4)維生素激素(5)同期發(fā)情妊娠(6)體積小，細胞核大，核仁明顯抑制因子15.下圖代表試管動物的培育過程，請根據(jù)圖示信息回答下列問題。(1)在體外受精時，精子獲能的方法有_和_，卵細胞則要培養(yǎng)到_(時期)才能與精子結合。獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子一般都可以在_溶液中完成受精過程。(2)