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（新课标大纲解读）2014高考生物 重点 难点 核心考点全演练 专题18 胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题及生态工程1.胚胎工程：(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()。2.生物技术的安全性和伦理问题：(1)转基因生物的安全性()。(2)生物武器对人类的威胁()。(3)生物技术中的伦理问题()。3.生态工程：(1)简述生态工程的原理()。(2)生态工程的实例()。一、胚胎工程及其应用1完善下面的早期胚胎发育过程受精卵卵裂桑椹胚：卵裂形成的包括32个细胞左右的胚，每个细胞都属于全能细胞囊胚原肠胚：出现内、中、外三个胚层的分化幼体2梳理胚胎移植的培育流程(以牛胚胎移植为例)第一步：对供、受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理。第二步：用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。第三步：超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精。第四步：胚胎的收集(冲卵)。第五步：冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段，并培养或保存。第六步：胚胎的移植。第七步：对受体母牛进行是否妊娠的检查。第八步：受体母牛产下胚胎移植的犊牛。【特别提醒】冲卵是从供体母牛体内获得早期胚胎的过程，而不是获得受精卵或卵细胞。3胚胎移植与胚胎分割(1)胚胎移植的几条规律：胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换；胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。胚胎移植过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成重组细环境安全问题：打破自然物种的原有界限，破坏生态系统稳定性；重组微生物降解某些化合物过程中可能产生污染环境的中间产物；重组dna与微生物杂交，产生有害的病原微生物；转基因植物的花粉中含有的有毒蛋白或过敏蛋白可通过蜜蜂进入蜂蜜中，最后进入其他动物和人体内。(2)生物技术引发的伦理问题克隆人技术：违反人类伦理道德；冲击现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念；人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。设计试管婴儿：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎，无异于“谋杀”。基因检测：对个人隐私权提出挑战；制造基因歧视。2生物武器与常规武器的不同特点致病力强，传染性强，死亡率高。有潜伏期。一般潜伏期的症状不明显，难以及时发现。污染面积大，危害时间长。传染途径多。生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任何地方研制和生产。【易错点】比较试管婴儿与克隆人的不同试管婴儿克隆人技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、胚胎移植生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质主要来自核供体三、生态工程及其原理、关注生态工程的实例1生态工程的基本原理项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性“三北防护林”建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物的数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会经济自然复合系统统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改变和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理；整体大于部分保持很高的系统生产力珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系2.提升分析解决问题的能力生态工程的实例分析(1)生态工程建设的基本过程生态工程建设的基本过程包括拟定目标与摸底调查系统分析可行性评价与决策技术设生态恢复工程a举例：包括沙漠治理、草地改良、矿区开采后留下的废弃地的改造等。b林业生态建设对生态恢复具有重要意义我国批建了十大林业生态工程：如三北防护林体系建设工程、长江中上游防护林体系建设工程、太行山绿化工程等。生态农业工程在生态农业中采取的主要措施包括：a将种植、养殖、水产、园艺与林业、副业、加工业等进行优化。b将农业废弃物的转化、再生及资源化等综合起来。c将节能、应用清洁能源、生态建筑以及人口控制、生物多样性保护等结合起来。考点1、胚胎工程及其应用【例1】下图为牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题。(1)阶段常用_激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)冲卵的生理基础是_。(3)阶段对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到_或_阶段。(4)若要通过获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对阶段检查合格的胚胎进行_技术处理，该过程中应注意对_进行均等分割。(5)es或ek细胞的形态特征是_，在培养液中加入_，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。【变式探究】(2013山东理综，35)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(ips)，继而利用ips细胞培养出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：(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铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_，也可以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细胞同样具有发育的全能性，有望在对人类ips细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。【例2】下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是()。a对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待b我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆c我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散d对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权【变式探究】 供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图回答。(1)过程a表示_，是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体，由_细胞提供细胞质，进行人工重组，由此产生的重组细胞的遗传物质主要来自图中的_。(2)过程b表示的生物技术是_，c表示定向诱导技术，其诱导的对象是_细胞。(3)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的_。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果多种多样，如有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，究其本质原因是_。(4)中国政府对“克隆人”的观点是_。“有一男子患有白血病，经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复”，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？_。【例3】 下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于()。a湿地生态恢复的生态工程b节水和废水处理与应用的生态工程c小流域综合治理与开发的生态工程d清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程【变式探究】 材料一实施沼气工程，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。材料二地衣中的真菌和蓝藻互利共生，当把它们分开时，两者都不能正常生长。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，才能真正做到造林护林。生态工程的基本原理包括：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；系统整体性原理；系统的结构决定功能原理。上述材料所依据的生态工程主要原理依次是()。a b c d1(2013江苏，13)软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为hh的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是()。a首先经超排卵处理后进行体外受精b从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型c根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎d将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫2(2013福建理综，33)克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用pcr技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自_细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和_胚最终发育为克隆猪。(2)在pcr过程中可检测出cdna中bcl2 cdna的分子数，进而计算总mrna中bcl2mrna的分子数，从而反映出bcl2基因的转录水平。图中x表示_过程。从基因组数据库中查询bcl2mrna的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成_用于pcr扩增，pcr过程第一轮循环的模板是_。3如图表示利用胚胎干细胞(简称es细胞)所做的一系列研究，请据图分析回答有关问题。(1)过程表示胚胎干细胞的体外培养，在培养液中需要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸以及天然成分_等物质。(2)过程表示将带有遗传标记的es细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物胚胎发育过程中，囊胚将进一步发育成_。(3)过程中的褐毛基因转入胚胎干细胞前需构建_，需要的工具酶是_、_。(4)克隆转基因小鼠常用的技术手段有_、细胞培养和_。4生态农业是21世纪农业发展的方向，它遵循可持续发展的原则，以不危及后人发展为前提，在人类生产活动干预下，用科学的发展观，获取生物群体共生，生态和谐，质量安全，优质高效的农业生产载体，也可称为人工生态系统。生态农业建设的核心是整体、协调、循环、再生、增效。面对整个国土进行科学规划；协调农业各业并使农业生产过程中的技术整合、生产与加工并重，销售与市场对接；循环是投入与产出及生产过程中物质、能量的良性利用；再生是向附加值递进；增效是指经济、生态、社会综合效应的可持续发展。(1)生态工程应在_、_、_等方面取得最佳效果并达到预期目标。(2)生态农业以_理论为依据，以_协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业以保持生态系统内的_为主导思想，促进物质在系统内_使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。(3)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，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。5科学家通过转入四种基因可将体细胞诱导形成多能干细胞(ips细胞)，ips细胞具有胚胎干细胞的类似功能。下图是设想用ips细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的流程，请回答：(1)胚胎干细胞来源于_，具有_，经诱导能发育成个体。(2)ips细胞培育过程中运用到的生物技术有过程的_、过程的_等。(3)过程的培养液中除合成培养基的成分外，还需添加_等天然成分。过程进行时，需要先利用_技术将四种目的基因扩增，再将目的基因与逆转录病毒载体结合，以构建_，然后将其导入患者的体细胞，诱导形成ips细胞。(4)经过程、后，改造得到的a是_，再植入患者体内，使患者能够产生正常红细胞，这种治疗方法称为_。(5)ips细胞的诱导成功具有的医学价值是(答出两点即可)_。1因为猪的基因和人类的基因存在一定相似度。据报道经过特殊处理的猪皮可在人身上存活3周左右，起到保护创面免受感染的作用。为了使移植的猪皮存活时间更长，有人设法导入人的相关基因(用p表示)，获得转基因小白猪。其简单流程如图所示：(1)过程中形成重组dna常用的酶有_；将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是_。(2)过程中，常用_酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒的环境、_、温度和ph、_。(3)过程中所用的胚胎工程技术是_，然后将早期胚胎移入另一头与供体_但未经配种的代孕母猪的相应部位。(4)图中的卵母细胞应在体外培养到_期。2哺乳动物的胚胎干细胞(es)是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。请回答下列相关问题。(1)es在形态上表现为体积小和_等特点；在功能上表现为_特点。(2)es的体外培养通常在co2培养箱中进行。在co2培养箱中，除了应满足es培养所需的营养、温度和ph条件外，还应满足_、_、_等条件。(3)通过基因工程可以对es进行遗传改造。即向es中插入目的基因，以期达到预期目的。在基因工程中，工具酶的作用主要是催化特定的_间磷酸二酯键的断裂或形成；基因工程的核心步骤是_，只有做好这一步，才有可能使目的基因进入受体细胞后，能够_。3第三十届奥运会在英国伦敦举行，其中的马术比赛被称为贵族的运动，英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种，其数量少，生育力低。现代生物技术能有效提高优质马的生育效率。请据此回答有关问题。(1)用_激素处理适龄纯血母马，可使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。将采集的卵母细胞人工培育至减数第二次分裂的中期，在显微镜下可观察到次级卵母细胞和_。(2)体外受精前要对精子进行一定的处理，使其_。(3)为获得同卵双胎或多胎，可以在胚胎发育的_期用机械方法将胚胎分割。(4)随着动物克隆技术的发展，人们可以将纯血马的_移入其他马的_细胞中，将其激活并发育成胚胎，植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功，胚胎的供体和受体应保持_。(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时，也对人们的传统观念造成了极大冲击，我国政府的态度是禁止_性克隆人。(6)把含有某外源基因的受体细胞培育成为一匹优质马还需要用到的技术有_(至少写出两种)。4以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：(1)图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是_，过程必须用到_酶，过程使用的是_酶。表示_技术，若方法c是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法，则方法c是_。(2)如果转基因牛d的牛奶中含有_，则说明血清白蛋白基因在个体水平已表达成功，其他细胞中不含血清白蛋白是_的结果。(3)图中a和b分别指_和_。(4)图中奶牛的牛粪可以用于生产沼气，沼气工程利用的是生态工程的_原理。5利用转基因动物生产一些特殊药品的技术，因成本低、污染小，深受科研单位和制药公司的重视。科学家培育出可产生乳铁蛋白的转基因山羊，根据所学知识回答下列有关问题。(1)培育可产生乳铁蛋白的转基因山羊时，首先用到了基因工程技术。基因工程的核心是_，此过程用到的工具有_。(2)为获得稳定遗传的转基因山羊，应将产乳铁蛋白基因转移到_上。常用的受体细胞是_。(3)将含有产乳铁蛋白基因的受体细胞进行_，获得下图中最左侧的结构，该结构的名称是_。图中结构b、c分别指的是_、_。图中、过程分别指的是_、_。6被认为是生命基石的胚胎干细胞可以复制成人体内200多种细胞中的任意一种，因而它可以被用来取代出现缺陷的组织。2007年11月20日美国和日本的研究人员分别发表论文，宣布已成功地把人体皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞”。下图是“万能细胞”的诞生过程，图中oct4、sox2、nanog和lin28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定其“全能性”的四个基因，将改造后的万能细胞植入小鼠身体上，植入的细胞长