高三生物二輪同步訓(xùn)練胚胎工程生物技術(shù)的安全性和倫理問題及生態(tài)工程VIP

1、第2講胚胎工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題及生態(tài)工程直擊考綱1.動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)()。2.胚胎干細胞的移植()。3.轉(zhuǎn)基因生物的安全性()。4.生物武器對人類的威脅()。5.生物技術(shù)中的倫理問題()。6.生態(tài)工程的實例()。7.胚胎工程的應(yīng)用()。8.簡述生態(tài)工程的原理()。1判斷下列有關(guān)胚胎工程及其應(yīng)用的敘述(1)絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性 (2012·浙江，2A)()(2)卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加 (2009·江蘇，8A)(×)(3)早期胚胎培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清(2011·江

2、蘇，18C)()(4)受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進行胚胎移植(2011·江蘇，18B)(×)(5)試管嬰兒技術(shù)主要包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)(2011·江蘇，18D)()(6)胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割 (2009·江蘇，8B)(×)(7)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎(2010·江蘇，16C)()(8)胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(2009·江蘇，8C)(×)2判斷下列有關(guān)生物技術(shù)的安全性和倫理問題的敘述(2012·江蘇，13、2010

3、·江蘇，18組合)(1)種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離()(2)轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細胞中(×)(3)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性()(4)轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中()(5)轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加(×)(6)動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(×)(7)如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題(×)重點一胚胎工程1完善下面的早期胚胎發(fā)育過程受精卵 卵裂桑椹胚：卵裂形成的包括32個細胞左右的胚，每個細胞都屬于全能細胞幼體2

4、胚胎工程操作流程分析(以牛為例)深度思考(1)上述圖示中幾次用到了激素？分別是什么作用？提示兩次；第一次用激素對受體和供體母牛進行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激素對供體做超數(shù)排卵處理。(2)胚胎移植過程進行哪兩次檢查？提示第一次是對收集的胚胎進行檢查；第二次是對受體母畜是否妊娠進行檢查。(3)胚胎移植所用胚胎是有性生殖還是無性生殖產(chǎn)生的？提示是有性生殖還是無性生殖，取決于胚胎是由受精卵形成，還是通過核移植技術(shù)形成重組細胞發(fā)育而成或胚胎分割形成。其中通過核移植技術(shù)和胚胎分割形成的胚胎是無性生殖產(chǎn)生的。(4)胚胎移植(胚胎能夠移入受體、胚胎收集、胚胎在受體能夠存活、胚胎能夠正常生長發(fā)育)的幾個生理

5、學(xué)基礎(chǔ)是什么？提示哺乳動物排卵后，同種供受體生殖器官的生理變化是相同的，這是胚胎能夠移入受體的生理基礎(chǔ)。早期胚胎形成后，未與母體子宮建立聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這是胚胎收集的生理基礎(chǔ)。受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這是胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ)。供體胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系，且不影響供體胚胎的遺傳特性，這是供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ)。3胚胎干細胞的培養(yǎng)流程對位訓(xùn)練1牛胚胎移植的基本程序如圖，請據(jù)圖回答：(1)圖中a、b、c過程分別是指_、_、_。(2)在胚胎移植過程中，供、受體母牛選擇好后，要用動物激素進行同期發(fā)情處理，這樣處理的原因是_，以保證移植的胚胎能夠繼續(xù)正常發(fā)育

6、。(3)為了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是_；處理的時期是_。(4)從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細胞，稱為ES或EK細胞。這類細胞的形態(tài)特征有_。(5)下圖是利用胚胎工程技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)奶牛的主要步驟。下列敘述正確的是()A胚胎移植可以定向改造動物遺傳性狀，需移植到發(fā)情的母牛子宮內(nèi)發(fā)育BA細胞不一定是受精卵細胞C兩個胚胎具有不同遺傳物質(zhì)D圖中a過程包括卵裂、囊胚和原腸胚等階段答案(1)超數(shù)排卵處理胚胎的收集胚胎移植(2)使供、受體母牛處于相同的生理狀態(tài)(3)胚胎分割移植囊胚期或桑椹胚期(4)體積小，細胞核大，核仁明顯(5)B解析(1)圖示a、b、c過程依次為對供體母牛進行超數(shù)排卵處

7、理、配種后胚胎的收集和向受體母牛的胚胎移植。(2)為使受體接受胚胎應(yīng)對供受體進行同期發(fā)情處理。(3)為提高胚胎利用率宜采取胚胎分割移植技術(shù)。(4)胚胎干細胞的形態(tài)特征包括體積小、核大、核仁明顯等。(5)胚胎移植不能定向改造動物的遺傳性狀；和兩個胚胎是由同一胚胎分割而來的，其遺傳物質(zhì)相同；在胚胎分割移植時，胚胎未發(fā)育到原腸胚階段；A細胞也可以為核移植的重組細胞。2(2013·江蘇卷，13)軟骨發(fā)育不全為常染色體顯性遺傳病，基因型為HH的個體早期死亡。一對夫妻均為該病患者，希望通過胚胎工程技術(shù)輔助生育一個健康的孩子。下列做法錯誤的是 ()A首先經(jīng)超數(shù)排卵處理后進行體外受精B從囊胚中分離細

8、胞，培養(yǎng)后檢測基因型C根據(jù)檢測結(jié)果篩選基因型為hh的胚胎D將胚胎培養(yǎng)至原腸胚期后移植到子宮答案D解析胚胎移植的時期是桑椹胚或囊胚，D錯誤。重點二生物技術(shù)的安全性和倫理問題1轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題(1)食品安全方面：可能合成毒蛋白、出現(xiàn)新的過敏原、改變食物的營養(yǎng)成分等。(2)生物安全方面：有可能造成“基因污染”，危害生物的多樣性。(3)環(huán)境安全方面：有可能打破物種界限，改變生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)；造成二次污染或產(chǎn)生危害動植物和人類的生物或產(chǎn)物。2生物技術(shù)引發(fā)的倫理問題(1)克隆人技術(shù)違反人類倫理道德。沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)倫理道德觀念。人為地制造在心理上和社會地位上都不健全的

9、人。(2)設(shè)計試管嬰兒把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠，是對生命的不尊重。拋棄或殺死配型不合適的多余胚胎，無異于“謀殺”。(3)基因檢測對個人隱私權(quán)提出挑戰(zhàn)。制造基因歧視。3正確看待生物技術(shù)(1)正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來的安全性問題，要趨利避害，不能因噎廢食。(2)支持治療性克隆，反對任何生殖性克隆人實驗。技能點撥1克隆人與設(shè)計試管嬰兒流程圖(1)克隆人(2)設(shè)計試管嬰兒2比較試管嬰兒與克隆人的不同試管嬰兒克隆人技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、胚胎移植核移植技術(shù)、胚胎移植生殖方式有性生殖無性生殖遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來自兩個個體遺傳物質(zhì)主要來自核供體3.設(shè)計試管嬰兒與試管嬰兒的不同點所用的技術(shù)手段不同：前者在嬰兒胚胎移

10、植前需進行遺傳學(xué)診斷或基因診斷，后者不需要。應(yīng)用不同：前者主要用于白血病等災(zāi)難性疾病的治療，后者主要解決不孕夫婦的生育問題。對位訓(xùn)練3(2013·江蘇卷，15)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述中，錯誤的是 ()A我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強制實施了產(chǎn)品標識制度B國際上大多數(shù)國家都在轉(zhuǎn)基因食品標簽上警示性注明可能的危害C開展風(fēng)險評估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提D目前對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上答案B解析本題用直選法。對轉(zhuǎn)基因食品只是要求標注“轉(zhuǎn)基因*”等字樣，并沒有在轉(zhuǎn)基因食品標簽上警示性注明可能的危害，B錯誤。4供體器官的短缺和排

11、斥反應(yīng)是制約器官移植的兩個重要問題，而治療性克隆能最終解決這些問題。如圖所示為人類“治療性克隆”的大概過程，請據(jù)圖回答下列問題。(1)過程A表示_，是目前實現(xiàn)體細胞克隆的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)的主要操作是應(yīng)用患者的體細胞作為核供體，由_細胞提供細胞質(zhì)，進行人工重組，由此產(chǎn)生的重組細胞的遺傳物質(zhì)主要來自圖中的_。(2)過程B表示的生物技術(shù)是_，C表示定向誘導(dǎo)技術(shù)，其誘導(dǎo)的對象是_細胞。(3)“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分化的體細胞的_。相同的胚胎干細胞，“克隆”的結(jié)果多種多樣，如有的是神經(jīng)細胞，有的是血細胞，有的是肌肉細胞，究其本質(zhì)原因是_。(4)中國政府對“克隆人”的觀點是_?！坝幸荒凶踊加邪籽?，

12、經(jīng)醫(yī)生利用其出生時保留的臍帶血進行治療后康復(fù)”，你認為這種做法符合倫理道德嗎？為什么？_。答案(1)細胞核移植(次級)卵母供體乙(2)動物細胞培養(yǎng)內(nèi)細胞團(胚胎干細胞)(3)細胞核具有全能性基因的選擇性表達(4)禁止生殖性克隆人，不反對治療性克隆符合，因為臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細胞屬于成體干細胞解析(1)從圖中可以看出，過程A是細胞核移植的過程，其遺傳物質(zhì)主要來自供體乙，其中由(次級)卵母細胞提供細胞質(zhì)。(2)過程B是重組細胞經(jīng)動物細胞培養(yǎng)發(fā)育成胚胎的過程，過程C是將從囊胚內(nèi)細胞團中獲得的胚胎干細胞誘導(dǎo)分化形成不同組織、器官的過程，即治療性克隆過程。(3)在現(xiàn)有的條件下，動物細胞的全

13、能性不能得到表達，但是動物細胞核的全能性可以表達出來；在分化成各種細胞的過程中，基因進行了選擇性表達。(4)中國政府對“克隆人”的觀點是禁止生殖性克隆人，不反對治療性克隆。臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細胞屬于成體干細胞，所以符合倫理道德。重點三生態(tài)工程的原理項目理論基礎(chǔ)意義實例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力“三北防護林”建設(shè)中的單純林問題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物的數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞太

14、湖富營養(yǎng)化問題、過度放牧等整體性原理社會、經(jīng)濟、自然構(gòu)成復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能?；~塘系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分之和保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲的關(guān)系對位訓(xùn)練5下圖為生態(tài)養(yǎng)豬模式。從圖中可知該生態(tài)工程屬于 ()A濕地生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)工程B節(jié)水和廢水處理與應(yīng)用的生態(tài)工程C小流域綜合治理與開發(fā)的生態(tài)工程D清潔及可再生能源系統(tǒng)組合利用的生態(tài)工程答案B解析由于圖示沒有造成污染，所以不可能是濕地生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)工程或小流域綜合治理

15、與開發(fā)的生態(tài)工程；題圖中沒有提及能源問題，也不可能是清潔及可再生能源系統(tǒng)組合利用的生態(tài)工程。6設(shè)計生態(tài)工程的常用方法之一是給食物鏈(網(wǎng))“加環(huán)”，下圖就是一種“加環(huán)”示意圖。據(jù)圖判斷，下列說法不正確的是()A用殘渣來培育食用菌和蛆蛹，實現(xiàn)了物質(zhì)的多級利用B用玉米的副產(chǎn)品玉米芯生產(chǎn)木糖醇，可增加經(jīng)濟效益C用蛆蛹糞便作有機肥還田，運用了物質(zhì)循環(huán)再生原理D在離開人的管理條件下，該生態(tài)工程仍可以正常運轉(zhuǎn)答案D解析農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的一個關(guān)鍵特點是離不開人的管理。網(wǎng)絡(luò)小結(jié)1將經(jīng)處理后的胚胎干細胞，移植到因胰島受損而患糖尿病的小白鼠體內(nèi)后，該鼠血糖濃度趨于正常。上述事實說明 ()A該過程體現(xiàn)了胚胎干細胞的全能性

16、B移植的細胞中所有基因都得到表達C干細胞經(jīng)處理后進行了定向分化D移植的細胞具有無限增殖的能力答案C解析移植后的胚胎干細胞定向分化成了胰島B細胞，使小鼠體內(nèi)胰島素分泌正常。2通過胚胎移植技術(shù)，可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是 ()A對供體和受體母牛都要進行相同激素處理B受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進行C對沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植D胚胎分割移植實現(xiàn)同卵多胎的成功率較低答案D解析在胚胎移植時，需用促性腺激素對供體母牛進行超數(shù)排卵處理，而受體母牛則不需要；胚胎移植技術(shù)中，移植的胚胎可來自體內(nèi)受精發(fā)育形成的受精卵；移植的胚胎不能用原腸胚，而應(yīng)是發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚

17、，某些生物可在更早的階段移植；目前以二分胚胎的分割和移植成功率最高，而同卵多胎的成功率較低。3(2012·浙江卷，2)下列關(guān)于高等哺乳動物受精與胚胎發(fā)育的敘述，正確的是 ()A絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性B卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大C囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有發(fā)育全能性D原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個胚層答案A解析為保證物種在遺傳上的穩(wěn)定性，同一物種的精卵細胞在結(jié)合時，需要先通過細胞的識別，此過程由細胞膜上的糖蛋白完成，因糖蛋白具有物種特異性，其細胞識別也具有物種特異性，A項正確；受精卵卵裂時產(chǎn)生的細胞團稱為卵裂球，隨卵裂球細胞數(shù)目的增加，細胞逐漸變小，總體積基本不變，B

18、項錯誤；滋養(yǎng)層細胞是已經(jīng)具有定向分化趨向的細胞，分化方向一旦確定即穩(wěn)定而不可逆轉(zhuǎn)，失去了發(fā)育的全能性，C項錯誤；原腸胚發(fā)育分化會形成各種器官原基，D項錯誤。4(2013·山東卷，35)科學(xué)家通過誘導(dǎo)黑鼠體細胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細胞(iPS)，繼而利用iPS細胞培養(yǎng)出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠，流程如下：(1)從黑鼠體內(nèi)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鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為_。(2)圖中2­細胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，這過程稱為_，也可以從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過_后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)圖中重組囊胚通過_技術(shù)移

19、入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干細胞(ES)可由囊胚的_分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細胞同樣具有發(fā)育的全能性，有望在對人類iPS細胞進行定向_后用于疾病的細胞治療。答案(1)原代培養(yǎng)接觸抑制(2)沖卵體外受精(3)胚胎移植(或核移植)冷凍(或低溫)(4)內(nèi)細胞團分化解析從黑鼠體內(nèi)獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)，分瓶后的為傳代培養(yǎng)；培養(yǎng)的細胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制；細胞胚胎可從灰鼠輸卵管內(nèi)沖卵獲得；重組囊胚通過胚胎移植技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)，暫不進行胚胎移植的胚胎可放入196 的液氮中冷凍保存；胚胎干細胞簡稱E

20、S或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺分離出來的一類細胞。內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，可以作為干細胞的來源，iPS與ES細胞一樣，可通過誘導(dǎo)定向分化修補某些功能異常的細胞來治療疾病。5(2013·海淀期中)某小組對市郊一農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行調(diào)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(guān)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(nóng)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(zhì)的_利用密不可分。(3)請畫出該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)。(4)該生態(tài)系統(tǒng)的建

21、設(shè)主要根據(jù)生態(tài)工程建設(shè)的_原理。答案(1)農(nóng)作物(生產(chǎn)者或植物)分解者人和家禽、家畜(2)流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠侄嗉?循環(huán)、重復(fù))(3)如圖所示(4)物質(zhì)循環(huán)再生解析(1)生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是生產(chǎn)者，即圖中的農(nóng)作物。食用菌屬于腐生真菌，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者；以農(nóng)作物為食的生物屬于第二營養(yǎng)級，包括人和家禽、家畜。(2)建立生態(tài)農(nóng)業(yè)的目的是調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，由于實現(xiàn)了能量的多級利用，所以該生態(tài)系統(tǒng)的能量利用率較高。(3)該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)有兩條食物鏈：農(nóng)作物家禽、家畜人；農(nóng)作物人。(4)該生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用、分級利用，并且減少了環(huán)境污染，所

22、以該生態(tài)農(nóng)業(yè)的設(shè)計遵循物質(zhì)循環(huán)再生原理。1下圖表示利用胚胎干細胞(ES細胞)所作的一系列研究，請據(jù)圖回答下列問題：(1)上圖中的胚胎干細胞(ES細胞)可以從_或_中分離獲取。(2)過程將胚胎干細胞置于射線滅活的鼠胎兒成纖維細胞的飼養(yǎng)層上，并加入動物血清、抗生素等物質(zhì)，維持細胞不分化的狀態(tài)。在此過程中，飼養(yǎng)層提供干細胞增殖所需的_，加入抗生素是為了_，該過程對于研究細胞分化和細胞凋亡的機理具有重要意義。(3)過程將帶有遺傳標記的ES細胞注入早期胚胎的囊胚腔，通過組織化學(xué)染色，用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素，這項研究利用了胚胎干細胞具有_的特點。在哺乳動物早期發(fā)育過程中，囊胚的

23、后一個階段是_。(4)過程是培育轉(zhuǎn)基因小鼠，將獲得的目的基因?qū)肱咛ジ杉毎靶铇?gòu)建基因表達載體，目的是_。將構(gòu)建好的表達載體導(dǎo)入胚胎干細胞最常用的方法是_。(5)過程得到的小鼠畸胎瘤里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官。實驗時，必須去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是_，該過程研究的意義在于解決_問題。(6)該研究中，包含的生物技術(shù)有_(至少寫出兩種)。答案(1)早期胚胎原始性腺(2)營養(yǎng)物質(zhì)防止雜菌污染(3)發(fā)育的全能性原腸胚(4)使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用顯微注射法(5)使移植組織細胞不會被排斥臨床上供體器官

24、不足或器官移植后的免疫排斥等(6)動物細胞培養(yǎng)、基因工程、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植解析(1)胚胎干細胞(ES細胞)可以從早期胚胎或原始性腺中分離獲取。(2)胚胎干細胞培養(yǎng)時所用的飼養(yǎng)層細胞可以供給干細胞增殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)，加入抗生素是為了防止雜菌污染。(3)胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，通過組織化學(xué)染色，用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素。在哺乳動物早期發(fā)育過程中，囊胚的后一個階段是原腸胚。(4)基因工程中，構(gòu)建基因表達載體的目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。將基因表達載體導(dǎo)入動物細胞最常用的方法是顯微注射法。(5)去除小鼠

25、的胸腺，小鼠不能形成T細胞，不能發(fā)生細胞免疫，使移植組織細胞不會被排斥。過程研究對于解決臨床上供體器官不足或器官移植后的免疫排斥等問題有重要意義。(6)題中的研究過程包括動物細胞培養(yǎng)、基因工程、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等生物技術(shù)。2閱讀下面材料，回答下列問題。材料生態(tài)農(nóng)業(yè)是21世紀農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，它遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，以不危及后人發(fā)展為前提，在人類生產(chǎn)活動干預(yù)下，用科學(xué)的發(fā)展觀，獲取生物群體共生，生態(tài)和諧，質(zhì)量安全，優(yōu)質(zhì)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)載體，也可稱為人工生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的核心是：整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生、增效。面對整個國土進行科學(xué)規(guī)劃；協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)各業(yè)并使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的技術(shù)整合、生產(chǎn)與加工并重

26、，銷售與市場對接；循環(huán)是投入與產(chǎn)出及生產(chǎn)過程中物質(zhì)、能量的良性利用；再生是向附加值遞進；增效是指經(jīng)濟、生態(tài)、社會綜合效應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展。(1)生態(tài)工程應(yīng)在_、_、_等方面取得最佳效果并達到預(yù)期目標。(2)生態(tài)農(nóng)業(yè)以_理論為依據(jù)，以_協(xié)調(diào)發(fā)展為前提，在一定區(qū)域內(nèi)，因地制宜地規(guī)劃、組織和開展多層次、多功能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。生態(tài)農(nóng)業(yè)以保持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的_為主導(dǎo)思想，促進物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)和重復(fù)使用，以最少的投入獲取最大的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。答案(1)經(jīng)濟社會生態(tài)環(huán)境(2)生態(tài)學(xué)環(huán)境與經(jīng)濟生態(tài)平衡解析(1)從材料可知：生態(tài)工程應(yīng)在經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境等方面取得最佳效果并達到預(yù)期目標。(2)生態(tài)農(nóng)業(yè)是按照生態(tài)學(xué)原理

27、和經(jīng)濟學(xué)原理，運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果和現(xiàn)代管理手段，以及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的有效經(jīng)驗建立起來的，能獲得較高的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)通過人工設(shè)計生態(tài)工程，協(xié)調(diào)發(fā)展與環(huán)境之間、資源利用與保護之間的矛盾，形成生態(tài)上與經(jīng)濟上的兩個良性循環(huán)，實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)、社會三大效益的統(tǒng)一。生態(tài)農(nóng)業(yè)必須遵循協(xié)調(diào)和平衡原理。32012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予兩位在細胞核重編程領(lǐng)域有重大貢獻的科學(xué)家?？茖W(xué)家把cMyc等4個關(guān)鍵基因通過逆轉(zhuǎn)錄病毒載體轉(zhuǎn)入小鼠的成纖維細胞，使其變成誘導(dǎo)多能干細胞iPS細胞，這意味著未成熟的細胞能夠發(fā)展成所有類型的細胞。(1)基因工程中經(jīng)常使用的工具酶是_，常用的載體除了動植

28、物病毒外還有_和_。(2)若想增強載體病毒顆粒的感染性，可利用_技術(shù)改造病毒外殼蛋白，直接對_進行操作。(3)應(yīng)用_技術(shù)得到重組細胞，激活重組細胞發(fā)育成早期胚胎，使用從_中獲得的胚胎干細胞，在培養(yǎng)基中根據(jù)需要加入相應(yīng)的小分子物質(zhì)以促進其_得到各種組織器官，用于治療某些疾病，這種技術(shù)稱為_。(4)iPS細胞的獲得不使用胚胎細胞或卵細胞，也不誘導(dǎo)發(fā)育成個體，因此不會像生殖性克隆一樣引發(fā)_問題。(5)iPS細胞在體外已成功地被誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞、心血管細胞和原始生殖細胞等，究其本質(zhì)原因是基因_的結(jié)果。答案(1)限制酶和DNA連接酶質(zhì)粒噬菌體(2)蛋白質(zhì)工程基因(3)核移植早期胚胎或原

29、始性腺定向分化治療性克隆(4)倫理學(xué)(5)選擇性表達解析(1)基因工程中經(jīng)常使用的工具酶是限制酶和DNA連接酶，常用的載體除了動植物病毒外還有質(zhì)粒和噬菌體的衍生物。(2)載體病毒顆粒的感染性是由病毒的蛋白質(zhì)外殼決定的，所以要增強其感染性，可利用蛋白質(zhì)工程改造病毒蛋白質(zhì)外殼；要改造蛋白質(zhì)，可直接對控制合成該蛋白質(zhì)的基因進行操作，通過改造基因?qū)崿F(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造。(3)應(yīng)用核移植技術(shù)得到重組細胞，激活重組細胞發(fā)育成早期胚胎，使用從早期胚胎或原始性腺中獲得的胚胎干細胞，在培養(yǎng)基中根據(jù)需要加入相應(yīng)的小分子物質(zhì)促進其定向分化得到各種組織器官，用于治療某些疾病，這種技術(shù)稱為治療性克隆。(4)iPS細胞的獲得

30、不使用胚胎細胞或卵細胞，不誘導(dǎo)發(fā)育成個體，因此不會像生殖性克隆那樣引發(fā)倫理學(xué)問題。(5)細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。4胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術(shù)，控制哺乳動物的性別對于畜牧業(yè)生產(chǎn)有著十分重要的意義。如圖是培育出所需性別的試管牛的示意圖?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)圖中過程通常采用的是體外受精技術(shù)，在這個過程中獲能的精子與體外培養(yǎng)至_(填時期)的卵母細胞結(jié)合形成受精卵，防止多精入卵的兩個生理反應(yīng)是_，為獲得更多的卵細胞需要給良種母牛注射適宜劑量的_。(2)過程中受精卵培養(yǎng)發(fā)育至_時期，再經(jīng)胚胎移植到代孕母牛的子宮中從而獲得后代。供體胚胎在受體子宮能存活的生理基礎(chǔ)是_。(3)動物生物反應(yīng)器

31、是轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)中最誘人的部分之一。例如將人的血清白蛋白基因?qū)肱５捏w內(nèi)，并使之在乳腺中特異性地表達出血清白蛋白，在培育轉(zhuǎn)基因奶牛的過程中，常選用的受體細胞是_，導(dǎo)入目的基因的常用方法是_。答案(1)減數(shù)第二次分裂中期透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)促性腺激素(2)桑椹胚或囊胚受體對植入的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(3)受精卵顯微注射法解析(1)過程是體外受精技術(shù)，在此過程中獲能的精子與體外培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞結(jié)合形成受精卵，阻止多精入卵的兩個生理反應(yīng)是透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)；給母牛注射促性腺激素可以使其超數(shù)排卵。(2)過程是胚胎移植，胚胎移植的時期是桑椹胚或囊胚期；供體胚胎在受體

32、子宮內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ)是受體對植入的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(3)基因工程中培育轉(zhuǎn)基因動物的受體細胞是受精卵；目的基因?qū)雱游锛毎姆椒ㄊ秋@微注射法。5胚胎工程是一項綜合性很強的動物繁育技術(shù)，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培養(yǎng)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(yīng)器，需將目的基因?qū)肱Ｊ?/p>

33、精卵，最常用的導(dǎo)入方法是_；獲得轉(zhuǎn)基因母牛后，如果_即說明目的基因已經(jīng)表達。答案(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)解析剛獲取的卵母細胞還沒有發(fā)育成熟，不能與精子受精，需要在人工模擬環(huán)境(如溫度、營養(yǎng)、pH等)條件下，使獲取的卵母細胞成熟，采集的精子要進行獲能處理，獲能方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法；在培養(yǎng)受精卵時，需要提供一定的CO2用來維持培養(yǎng)液的pH的穩(wěn)定；胚胎移植是胚胎工程實施過程的重要一環(huán)，可以充分發(fā)揮優(yōu)良個體的繁殖能力，大大推動畜

34、牧業(yè)的發(fā)展；目的基因?qū)雱游锸芫汛蠖嗖捎蔑@微注射法，轉(zhuǎn)基因成功與否，就是看是否有目的基因控制的產(chǎn)物合成。6(2012·山東卷，35)毛角蛋白型中間絲(KIF )基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān)。獲得轉(zhuǎn)KIF 基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡單流程如圖所示。(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%的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(shù)是_。在胚胎

35、移植前，通過_技術(shù)可獲得較多胚胎。答案(1)質(zhì)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(3)促性腺激素(或促濾泡素、孕馬血清)去核(4)(早期)胚胎培養(yǎng)胚胎分割解析(1)基因工程中，運載工具包括質(zhì)粒、噬菌體的衍生物及動植物病毒等，其中質(zhì)粒是主要運載工具；所需工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)分散皮膚組織塊成單個細胞可使用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)。在動物細胞培養(yǎng)過程中，CO2的作用是維持培養(yǎng)基(液)pH的相對穩(wěn)定。(3)要得到更多的卵(母)細胞需用促性腺激素對動物進行超數(shù)排卵處理；成熟卵(母)細胞在核移植前需要進行去核處理，以保證克隆后代的遺傳性狀主要來自于供體核。(

36、4)把重組細胞培養(yǎng)到早期胚胎叫早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)；在胚胎移植前，通過胚胎分割技術(shù)可獲得較多胚胎。7羊絨素有“軟黃金”之稱，內(nèi)蒙古絨山羊和遼寧絨山羊是我國的兩大產(chǎn)絨品種。我國生物學(xué)家運用現(xiàn)代生物技術(shù)培育出了轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊，其過程如下圖所示：(1)在遼寧絨山羊細胞中獲取的IGFI基因在導(dǎo)入胚胎干細胞之前須_，這是基因工程操作的核心步驟，該操作過程必需的工具酶是_，將IGFI基因?qū)肱咛ジ杉毎钣行У姆椒ㄊ莀。(2)轉(zhuǎn)基因胚胎干細胞培養(yǎng)過程常在培養(yǎng)液中加入一定量的_。以防培養(yǎng)過程中的污染；同時在使用合成培養(yǎng)基時，為保證細胞正常生長，在培養(yǎng)基中還要添加_等天然成分。(3)干細胞經(jīng)擴大培養(yǎng)誘導(dǎo)分化為早期

37、胚胎，隨后即可植入經(jīng)_的代孕母羊體內(nèi)。為提高胚胎利用率，還可以采用_技術(shù)以獲得更多的轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊幼仔。(4)請列舉至少兩種轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊培育過程中采用的現(xiàn)代生物技術(shù)：_。答案(1)構(gòu)建基因表達載體限制酶和DNA連接酶顯微注射技術(shù)(2)抗生素血清、血漿(3)同期發(fā)情處理胚胎分割(4)DNA重組技術(shù)(轉(zhuǎn)基因技術(shù))、動物細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(任填2個)解析基因工程所用的基本工具有限制酶、DNA連接酶和載體，其中，常用的載體是質(zhì)粒，也可用噬菌體的衍生物和動植物病毒。在動物細胞工程中，若將動物組織分散成單個細胞，常用胰蛋白酶和膠原蛋白酶來處理；若進行核移植，需先將卵母細胞培養(yǎng)到M中期并

38、做去核處理；動物細胞的培養(yǎng)需要無菌無毒條件，一定的營養(yǎng)條件，血漿血清和O2、CO2氣體條件，其中的氣體CO2主要用于維持培養(yǎng)液的pH。在動物胚胎工程中，常用促性腺激素處理雌性個體而使其超數(shù)排卵；常采用核移植和早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)獲得重組胚胎，并進一步培育出克隆動物，常采用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)獲得更多的優(yōu)良個體。8豬的基因和人類的基因存在一定相似度。據(jù)報道，經(jīng)過特殊處理的豬皮可在人身上存活3周左右，起到保護創(chuàng)面免受感染的作用。移植豬皮后，還要在豬皮上開很多小口，移植患者的自體皮放入其中，自體皮慢慢生長，覆蓋裸露的皮膚，而豬皮最終會掉光。為了使移植的豬皮存活更長時間，有人設(shè)法導(dǎo)入人的相關(guān)基因(用P表

39、示)，獲得轉(zhuǎn)基因小白豬。其簡單流程如下圖所示：(1)過程中形成重組DNA常用的酶有_和_；將目的基因?qū)氤衫w維細胞常用的方法是_。(2)過程中，常用_酶處理將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞。在培養(yǎng)成纖維細胞時需要滿足的條件是無菌、無毒的環(huán)境、_、溫度和pH、_。(3)過程中所用的胚胎工程技術(shù)是_，然后將早期胚胎移入另一頭與供體_，但未經(jīng)配種的代孕母豬的相應(yīng)部位。(4)圖中的卵母細胞應(yīng)在體外培養(yǎng)到_期。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶顯微注射法(2)胰蛋白(或膠原蛋白)營養(yǎng)氣體環(huán)境(或通氣環(huán)境)(3)(早期)胚胎體外培養(yǎng)同期發(fā)情(或同時發(fā)情)(4)減數(shù)第二次分裂中解析從圖示看出，過程中形成重組DNA常用的酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，將目的基因?qū)氤衫w維細胞常用的方法是顯微注射法；過程為動物細胞培養(yǎng)過程，常用胰蛋白酶處理將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞。在動物細胞培養(yǎng)過程中要滿足的條件是無菌、無毒的環(huán)境、營養(yǎng)、溫度和pH、氣體環(huán)境；過程為早期胚胎培養(yǎng)，之后將早期胚胎移入另一頭與供體同期發(fā)情，但未經(jīng)配種的代孕母豬的相應(yīng)部位；圖中的卵母細胞應(yīng)在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中