高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十單元 現(xiàn)代生物科技 專題二十七 胚胎工程和生態(tài)工程備考練（含解析）試題

專題二十七胚胎工程和生態(tài)工程考點(diǎn)胚胎工程[2019江蘇,29,8分]利用基因編輯技術(shù)將病毒外殼蛋白基因?qū)胴i細(xì)胞中,然后通過核移植技術(shù)培育基因編輯豬,可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。如圖為基因編輯豬培育流程,請(qǐng)回答下列問題:(1)對(duì)1號(hào)豬使用處理,使其超數(shù)排卵,收集并選取處在時(shí)期的卵母細(xì)胞用于核移植。

(2)采集2號(hào)豬的組織塊,用處理獲得分散的成纖維細(xì)胞,放置于37℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),其中CO2的作用是。

(3)為獲得更多基因編輯豬,可在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自于號(hào)豬。

(4)為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導(dǎo)入4號(hào)豬并正常表達(dá),可采用的方法有(填序號(hào))。

①DNA測序 ②染色體倍性分析③體細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析 ④抗原—抗體雜交高考很少單獨(dú)考查胚胎工程的知識(shí),而是常通過流程圖將基因工程、細(xì)胞工程和胚胎工程相結(jié)合,考查考生的分析能力和綜合運(yùn)用能力,落實(shí)對(duì)考生科學(xué)思維這一核心素養(yǎng)的考查。本題以培養(yǎng)基因編輯豬為背景,考查了細(xì)胞核移植、細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎工程和目的基因的檢測等相關(guān)知識(shí)。解題的關(guān)鍵是分析流程圖,明確該基因編輯豬的核DNA來自2號(hào)豬,進(jìn)而再據(jù)題意作答?？键c(diǎn)1胚胎工程考法1胚胎工程技術(shù)分析命題角度1受精作用和胚胎發(fā)育的基本過程1[2016江蘇,11,2分]印度沙漠貓是一種珍稀貓科動(dòng)物,通過胚胎工程技術(shù),可以讓家貓代孕而繁育,主要步驟如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是A.步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割B.誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞C.受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于培養(yǎng)液D.步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同本題考查胚胎工程中的體外受精與胚胎移植等技術(shù),意在考查考生的識(shí)圖能力與分析能力。圖中步驟甲是指體外受精,步驟乙是指胚胎移植,A項(xiàng)錯(cuò)誤;誘導(dǎo)超數(shù)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,B項(xiàng)正確;受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于受精卵中的細(xì)胞質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;體外受精可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐羞M(jìn)行,與早期胚胎培養(yǎng)液成分并非基本相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。B命題角度2結(jié)合實(shí)例考查胚胎移植、胚胎分割2[2015重慶理綜,8,20分]某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題,引進(jìn)了含高產(chǎn)奶基因但對(duì)本地適應(yīng)性差的純種公牛。(1)擬進(jìn)行如下雜交:♂A(具高產(chǎn)奶基因的純種)×♀B(具適宜本地生長基因的純種)→C選擇B作為母本,原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長,但產(chǎn)奶量并未提高,說明高產(chǎn)奶是性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛,根據(jù)現(xiàn)有類型,最佳雜交組合是,后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是(假設(shè)兩對(duì)基因分別位于不同對(duì)常染色體上)。

(2)用以上最佳組合,按以下流程可加速獲得優(yōu)良個(gè)體。精子要具有受精能力,需對(duì)其進(jìn)行處理;卵子的成熟在過程中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖,其作用是。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛,過程⑤前應(yīng)鑒定胚胎的。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程的基因重組有關(guān)。

(3)為了提高已有胚胎的利用率,可采用技術(shù)。

本題主要考查遺傳規(guī)律、生物育種及胚胎工程的相關(guān)知識(shí),意在考查考生的理解能力和應(yīng)用能力。(1)B為適宜本地生長的母牛,選擇B作為母本可保證胚胎在母體內(nèi)正常生長發(fā)育。具高產(chǎn)奶基因的純種公牛與具適宜本地生長基因的純種母牛雜交的后代C未表現(xiàn)出高產(chǎn)奶性狀,說明高產(chǎn)奶是隱性性狀(假設(shè)由基因a控制);同時(shí)C表現(xiàn)為適宜本地生長,說明適宜本地生長是顯性性狀(假設(shè)由基因B控制)?！酇(aabb)×♀B(AABB)→C(AaBb),♂A(aabbXY)×♀C(AaBbXX)→1/8aaBbXX。(2)胚胎工程中精子要具有受精能力,需對(duì)其進(jìn)行獲能處理;卵子的成熟在受精過程(即圖中③)中完成。在胚胎培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基中的葡萄糖的作用是供能。為篩選出具有優(yōu)良性狀(即高產(chǎn)奶、適宜本地生長)的母牛,在胚胎移植前需鑒定胚胎的性別、高產(chǎn)奶和適宜本地生長的基因。(3)采用胚胎分割技術(shù)可提高已有胚胎的利用率。(1)生長發(fā)育或胚胎發(fā)育隱性♂A×♀C1/8(2)獲能或增強(qiáng)活力③供能性別、高產(chǎn)奶和適應(yīng)生長的基因②(3)胚胎分割突破攻略解答胚胎工程操作流程題,需要從三個(gè)方面進(jìn)行突破:1.根據(jù)題目中的文字或圖示信息判定早期胚胎的來源:(1)題目信息提供的是精子、卵子,則需要考慮精子和卵子的獲取、培養(yǎng)及受精;(2)若是自然受孕,則考慮沖卵、獲取早期胚胎;若是重組細(xì)胞,則考慮核移植的相關(guān)操作。2.早期胚胎的培養(yǎng)與檢測:(1)移植前需將受精卵(或重組細(xì)胞)培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段;(2)進(jìn)行基因檢測時(shí)取的是滋養(yǎng)層細(xì)胞,進(jìn)行胚胎分割時(shí)需均分內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。3.能實(shí)現(xiàn)早期胚胎空間位置轉(zhuǎn)移的前提條件:(1)以同期發(fā)情的同種生物作為代孕母體,為早期胚胎提供相同的生理環(huán)境;(2)早期胚胎處于游離態(tài)、受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)、供體胚胎的遺傳特性不受受體影響。1.[2020廣東惠州一調(diào),15分]如圖是運(yùn)用生物工程技術(shù)培育“轉(zhuǎn)基因試管?！钡膱D解。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題:(1)圖中①過程之前通常采用法對(duì)采集的良種公牛精子進(jìn)行獲能處理。精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在完成的。

(2)圖中③過程通常選擇發(fā)育到階段的胚胎進(jìn)行移植,移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理學(xué)基礎(chǔ)是。

(3)構(gòu)建藥用蛋白基因表達(dá)載體需要將藥用蛋白基因與的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起,通過法導(dǎo)入性染色體組成為的受精卵中,進(jìn)而在轉(zhuǎn)基因試管牛的乳汁中獲得藥用蛋白。

(4)通常得到的藥用蛋白不穩(wěn)定,在體外保存期短。為解決這一問題,可通過對(duì)藥用蛋白基因進(jìn)行來實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有藥用蛋白的改造。

考點(diǎn)2生物技術(shù)的安全性和倫理問題考法2生物技術(shù)的安全性和倫理問題分析命題角度3試管嬰兒的培育及其引發(fā)的倫理問題3利用PGD/PGS技術(shù)經(jīng)全基因組檢測的試管嬰兒已在我國誕生。PGD是指胚胎植入前的基因診斷,主要用于檢查胚胎是否攜帶有遺傳缺陷的基因。PGS是指在胚胎植入前進(jìn)行染色體異常的檢測,通過比對(duì)來分析胚胎是否有遺傳物質(zhì)異常。(1)試管嬰兒的培育需經(jīng)過體外受精、、以及在代孕母體中發(fā)育和產(chǎn)出(分娩)等過程。

(2)設(shè)計(jì)試管嬰兒時(shí),為了提高受孕率并滿足篩選的需要,常用激素處理,促進(jìn)供體排出更多的卵子。培養(yǎng)胚胎時(shí)通常培養(yǎng)(填“1”“2”或“多”)個(gè)胚胎,以便進(jìn)行篩選、移植。

(3)利用(填“PGD”或“PGS”)技術(shù)可以篩選不攜帶地中海貧血基因的試管嬰兒。為了避免某些遺傳病的產(chǎn)生,有時(shí)需對(duì)胚胎的性別進(jìn)行鑒定,目前最有效、最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是從被測的胚中取出幾個(gè)滋養(yǎng)層細(xì)胞,提取DNA,然后利用技術(shù)擴(kuò)增被測基因(SRY),最后用SRY特異性探針對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行檢測。

(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒引起人們廣泛的爭論,我國已建立了相應(yīng)的法律體系,以避免該技術(shù)。

(1)試管嬰兒的培育需經(jīng)過體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植以及在代孕母體中發(fā)育和產(chǎn)出(分娩)等過程。(2)設(shè)計(jì)試管嬰兒時(shí),為了提高受孕率,胚胎移植時(shí)多采用多胚胎移植,因此需要用促性腺激素處理,促進(jìn)供體排出更多的卵子。培養(yǎng)胚胎時(shí)通常培養(yǎng)多個(gè)胚胎,以便進(jìn)行篩選、移植。(3)由題干信息可知,PGD是指胚胎植入前的基因診斷,主要用于檢查胚胎是否攜帶有遺傳缺陷的基因,因此利用PGD技術(shù)可以篩選不攜帶地中海貧血基因的試管嬰兒。采用SRY-PCR法對(duì)胚胎的性別進(jìn)行鑒定時(shí),操作的基本程序是從被測的囊胚中取出幾個(gè)滋養(yǎng)層細(xì)胞,提取DNA,然后利用PCR技術(shù)擴(kuò)增被測基因(SRY),最后用SRY特異性探針對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行檢測。(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒引起人們廣泛的爭論,我國已建立了相應(yīng)的法律體系,以避免該技術(shù)被濫用。(1)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(2)促性腺多(3)PGD囊PCR(4)被濫用考點(diǎn)3生態(tài)工程考法3生態(tài)工程的基本原理及實(shí)例的分析命題角度4結(jié)合實(shí)例考查生態(tài)工程的原理和應(yīng)用4[2018浙江11月選考,32(二),7分]某農(nóng)業(yè)生態(tài)工程示意圖如圖,回答下列問題:(1)該農(nóng)業(yè)生態(tài)工程體現(xiàn)的生態(tài)工程原理主要是。對(duì)該工程的經(jīng)濟(jì)效益分析,可從系統(tǒng)內(nèi)部的投入和產(chǎn)出、、系統(tǒng)的有效貢獻(xiàn)等三方面進(jìn)行核算。

(2)若要提高該工程的經(jīng)濟(jì)效益,可采用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)在桑基上再種植大豆,也可采用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的技術(shù)放養(yǎng)適量的雞鴨等動(dòng)物以調(diào)整該工程的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

(3)某小組應(yīng)用基因工程方法開展適用于該生態(tài)工程的抗蟲植物改良研究。為提高將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞的效率,除考慮導(dǎo)入方法、篩選條件、防止污染外,還需考慮的主要因素有(答出2點(diǎn)即可)。農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是目前植物轉(zhuǎn)基因的常用方法,該方法的基本過程是農(nóng)桿菌感染植物時(shí),,并將其插入到受體細(xì)胞的基因組中。欲獲得穩(wěn)定遺傳的抗蟲性強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因植物品種,則轉(zhuǎn)入的抗蟲基因必須能在受體細(xì)胞中。

(1)根據(jù)題圖可知,該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)的生態(tài)工程原理主要是物質(zhì)循環(huán)。對(duì)該工程的經(jīng)濟(jì)效益分析,可從系統(tǒng)內(nèi)部的投入和產(chǎn)出、系統(tǒng)的實(shí)際消費(fèi)、系統(tǒng)的有效貢獻(xiàn)等三方面進(jìn)行核算。(2)若要提高該工程的經(jīng)濟(jì)效益,可采用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的間種技術(shù)在桑基上再種植大豆,也可采用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的種植業(yè)和畜牧業(yè)合理優(yōu)化技術(shù)放養(yǎng)適量的雞鴨等動(dòng)物以調(diào)整該工程的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。(3)為提高將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞的效率,除考慮導(dǎo)入方法、篩選條件、防止污染外,還需考慮重組DNA的質(zhì)量和濃度、受體細(xì)胞的生長狀態(tài)與密度等。農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是目前植物轉(zhuǎn)基因的常用方法,該方法的基本過程是農(nóng)桿菌感染植物時(shí),攜帶目的基因的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞,并將其插入到受體細(xì)胞的基因組中。欲獲得穩(wěn)定遺傳的抗蟲性強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因植物品種,轉(zhuǎn)入的抗蟲基因必須能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定和高效地表達(dá)。(1)物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的實(shí)際消費(fèi)(2)間種種植業(yè)和畜牧業(yè)合理優(yōu)化(3)重組DNA的質(zhì)量和濃度、受體細(xì)胞的生長狀態(tài)與密度攜帶目的基因的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞穩(wěn)定和高效地表達(dá)2.[14分]1985年前,某地農(nóng)村的作物秸稈都是當(dāng)作燃料,而農(nóng)戶和家畜的糞便等均作為肥料直接施入農(nóng)田。后來逐步開始進(jìn)行農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,如圖是近年來當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)工程示意圖。據(jù)圖回答下列問題。(1)試分析1985年前該地農(nóng)村的生產(chǎn)模式的不利影響(至少列舉兩個(gè)方面):。

(2)該生態(tài)工程的建設(shè)遵循了(答出兩個(gè)即可)原理。建立這一生態(tài)系統(tǒng)的目的是使生產(chǎn)者固定的能量。

(3)圖中的農(nóng)作物在生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)中屬于,蘑菇、蚯蚓及沼氣池中的微生物屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的,各種生物所利用的能量最終來源于。

(4)在沼氣池中起重要作用(產(chǎn)甲烷)的微生物,其細(xì)胞結(jié)構(gòu)與水稻細(xì)胞結(jié)構(gòu)最主要的區(qū)別是。

(除標(biāo)明外,每空1分)(1)促性腺激素減數(shù)第二次分裂中期(2)胰蛋白酶(膠原蛋白酶)維持培養(yǎng)液的pH(3)分割2(4)①④(2分)【解析】本題考查細(xì)胞工程和胚胎工程的相關(guān)知識(shí),意在考查考生的理解能力和分析能力?？疾榈纳飳W(xué)科核心素養(yǎng)為科學(xué)思維。(1)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞,要對(duì)供體母豬注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵。用于核移植的卵母細(xì)胞通常處于減數(shù)第二次分裂的中期。(2)常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動(dòng)物組織塊,使其分散成單個(gè)細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2,O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)若要獲得更多基因編輯豬,可采用胚胎分割技術(shù)對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行分割。子代豬的性別取決于核供體親本,即2號(hào)豬。(4)為了判斷目的基因是否被導(dǎo)入受體,可采用DNA分子雜交、DNA測序等技術(shù)進(jìn)行檢測;判斷目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后是否成功表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì),通常采用抗原—抗體雜交法在分子水平上進(jìn)行檢測。1.(除標(biāo)明外,每空2分)(1)化學(xué)誘導(dǎo)出生前(或胎兒時(shí)期)(2)桑椹胚或囊胚受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(3)乳腺蛋白基因顯微注射XX(1分)(4)基因修飾【解析】本題考查胚胎工程等知識(shí),意在考查考生的理解能力、分析解決問題能力。(1)對(duì)牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)誘導(dǎo)法進(jìn)行獲能處理。精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在出生前完成的。(2)胚胎移植常選擇發(fā)育