第一篇第七单元专题四胚胎工程与生态工程

第一篇第七单元专题四胚胎工程与生态工程第一页，共四十五页，2022年，8月28日考点一胚胎工程及生物技术的安全性与伦理问题

1．(2013·课标Ⅰ，40)阅读如下资料： 资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。 资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。第二页，共四十五页，2022年，8月28日资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用________法。构建基因表达载体常用的工具酶是________和________。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是___________________。

(2)资料乙中的技术属于________工程的范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对________进行改造，或制造一种________的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的________序列发生了改变。第三页，共四十五页，2022年，8月28日(3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到__________种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为________体，兔乙称为________体。解析(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法，构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物(受体)细胞内。(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。第四页，共四十五页，2022年，8月28日(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。在资料丙实例中，兔甲称为供体，兔乙称为受体。答案

(1)显微注射限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受第五页，共四十五页，2022年，8月28日2．(2013·山东卷，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细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：第六页，共四十五页，2022年，8月28日(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。第七页，共四十五页，2022年，8月28日解析(1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。(2)将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来的方法叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。iPS与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。第八页，共四十五页，2022年，8月28日答案(1)原代培养接触抑制(2)冲卵体外受精(3)胚胎移植冷冻(或低温)(4)内细胞团诱导分化第九页，共四十五页，2022年，8月28日思维延伸(1)除题中所述的方法外，克隆鼠的获得还有另外的方法吗？提示

取黑鼠体细胞的核移入灰鼠去核的卵细胞中。(2)图示中的诱导因子和特殊处理会使相关细胞的全能性发生怎样的变化？提示

“诱导因子”的处理会使体细胞的全能性增大，“特殊处理”会使内细胞团细胞的全能性变小。第十页，共四十五页，2022年，8月28日1．胚胎工程各技术间关系整合第十一页，共四十五页，2022年，8月28日2．胚胎工程中必须清楚的几个问题

(1)分清两个标志——受精的标志和受精完成的标志 ①受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。 ②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。

(2)卵子和精子能够受精的前提条件 ①成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后方才具备受精能力。 ②动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异，但只有达到减Ⅱ中期时，才具备与精子受精的能力。第十二页，共四十五页，2022年，8月28日(3)胚胎分割、胚胎移植应注意的问题①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。②囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)同期发情处理与超数排卵胚胎工程流程图中的同期发情对象为同种供体母畜和受体母畜，超数排卵对象为供体母畜，子代遗传性状如何，应从最初来源入手分析，即是来自体外(或体内)受精还是来自体细胞等。第十三页，共四十五页，2022年，8月28日3．生物工程技术应用组合

(1)转基因植物培育：基因工程＋植物组织培养。

(2)转基因动物培育：基因工程＋动物细胞培养＋胚胎移植。

(3)克隆动物培育：核移植＋动物细胞培养＋胚胎移植。

(4)植物体细胞杂交：酶工程＋体细胞融合＋植物组织培养。

(5)试管婴儿培育：体外受精＋动物细胞培养＋胚胎移植。第十四页，共四十五页，2022年，8月28日1．判断下列有关胚胎工程及其应用的叙述

(1)绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性(2012·浙江，2A)() (2)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(2009·江苏，8A)(×) (3)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(2011·江苏，18C)()再悟高考

第十五页，共四十五页，2022年，8月28日(4)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植(2011·江苏，18B)(×)(5)试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 (2011·江苏，18D)()(6)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割(2009·江苏，8B)(×)(7)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(2010·江苏，16C)()(8)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点 (2009·江苏，8C)(×)第十六页，共四十五页，2022年，8月28日2．(2012·重庆卷，2)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述，错误的是 (

)。

A．应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质

B．当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆

C．反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿

D．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力第十七页，共四十五页，2022年，8月28日解析在转基因过程中，避免基因污染和对人类的影响，必须严格选择目的基因，A正确；我国不反对治疗性克隆，但坚决反对生殖性克隆，B正确；反对设计试管婴儿原因之一是防止选择性设计婴儿，违背伦理道德，C正确；生物武器是指有意识的利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标，以达到战争目的的一类武器，干扰素为淋巴因子，并非生物武器，D错误。答案D第十八页，共四十五页，2022年，8月28日3．(2014·江苏卷，19)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是 (

)。第十九页，共四十五页，2022年，8月28日A．为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B．从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C．为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂D．为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎第二十页，共四十五页，2022年，8月28日解析用促性腺激素对其进行超数排卵处理，而不是雌激素，A错误。采集部位不同，采集到的卵母细胞成熟度不同，如从输卵管采集的卵细胞，已发育成熟，可直接与获能的精子在体外受精，从卵巢中采集的卵细胞，未发育成熟，要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精，B错误；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，C错误；胚胎分割可提高胚胎的利用率，同时获得同卵双胎或多胎，D正确。答案D第二十一页，共四十五页，2022年，8月28日4．(2014·山东卷，36)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：第二十二页，共四十五页，2022年，8月28日(1)htPA基因与载体用________________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用________技术。(2)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要经过__________，才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是________。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的________。(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到________，说明目的基因成功表达。第二十三页，共四十五页，2022年，8月28日解析(1)用同种限制酶切割质粒和含有htPA基因的DNA片段可产生相同的黏性末端，便于构建基因表达载体；通常采用DNA分子杂交技术来检测目的基因是否已插入受体细胞DNA。(2)为获得更多的卵母细胞，通常对供体母羊注射促性腺激素使其超数排卵；采集的精子需要经过获能处理才具备受精能力。(3)通常用显微注射法将重组表达载体导入动物的受精卵；为了获得母羊，移植前需要对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定；早期胚胎细胞具有全能性，可利用胚胎分割和胚胎移植技术获得多个转基因个体。第二十四页，共四十五页，2022年，8月28日(4)htPA基因的表达产物为人组织纤溶酶原激活物，若在转基因母羊的羊乳中检测到人组织纤溶酶原激活物，说明目的基因成功表达。答案(1)同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)

DNA分子杂交(或核酸探针)(2)超数排卵获能(处理)(3)显微注射法性别鉴定全能性(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)第二十五页，共四十五页，2022年，8月28日5．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。结合所学知识，回答下列问题：创新预测

第二十六页，共四十五页，2022年，8月28日(1)采集卵母细胞时，可用______激素处理良种母牛，使其超数排卵；从良种公牛体内采集的精子需经______处理后，才能获得受精能力。(2)在体外培养受精卵时，所需气体主要有______；另外，所用培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及____________等物质。(3)图中A代表__________过程，它在胚胎工程中的意义在于________。第二十七页，共四十五页，2022年，8月28日(4)研制能够产生人生长激素的牛乳腺生物反应器时，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是______；获得转基因母牛后，如果____________________，则说明目的基因已经表达。解析(1)用促性腺激素处理良种母牛，可使其超数排卵。采集的精子经获能处理后才能与处于减数第二次分裂中期的卵子结合形成受精卵。(2)O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。哺乳动物胚胎培养需要“两盐”(无机盐和有机盐)、“两素”(激素和维生素)、“两酸”(核苷酸和氨基酸)和动物血清等。第二十八页，共四十五页，2022年，8月28日(3)进行胚胎移植的优势是可以充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力等。(4)将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。答案

(1)促性腺获能(2)O2和CO2动物血清(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人生长激素(牛乳腺细胞已合成人生长激素)第二十九页，共四十五页，2022年，8月28日(1)获得精子和卵子后，两者并不立即在体外结合：需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。(2)胚胎发育的过程中，细胞的全能性并非完全相同，桑椹胚具有全能性，囊胚是开始分化的阶段，原肠胚时期已出现高度分化。

第三十页，共四十五页，2022年，8月28日考点二生态工程(2011·课标，40)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：(1)污水流经厌氧沉淀池、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____________呼吸将有机物分解。第三十一页，共四十五页，2022年，8月28日(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了__________(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第______营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于________所固定的________能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、____________和____________等原理。(4)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。第三十二页，共四十五页，2022年，8月28日解析(1)依据题干提供的信息分析，污水流经厌氧沉淀池时，有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物；流经曝气池时，有些微生物能通过有氧呼吸分解有机物；流经兼氧池时，微生物能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解有机物。(2)据本小题提供的信息可推知植物池中所有的生物构成了群落。植物处于食物链的第一营养级；植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于生产者所固定的太阳能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。第三十三页，共四十五页，2022年，8月28日(4)根据小题中提供的信息可推测出，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境或受损的生态系统进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善。答案

(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种多样性(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)第三十四页，共四十五页，2022年，8月28日如何规范解答该题首先生物术语规范：群落、物质循环再生、物种多样性、系统学和工程学。其次作答规范：污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物要通过细胞呼吸(包括有氧呼吸和无氧呼吸)将有机物分解。

第三十五页，共四十五页，2022年，8月28日设计生态工程的五大原理(1)物质循环再生原理(2)物种多样性原理(3)协调与平衡原理(4)整体性原理(5)系统学和工程学原理注意：除农村综合发展与矿区废弃地生态恢复工程外，其余均涉及协调与平衡原理。第三十六页，共四十五页，2022年，8月28日1．(2011·江苏单科，29)池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如图)。请回答下列问题：再悟高考

第三十七页，共四十五页，2022年，8月28日(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性________。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为________。(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有____________。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的____________，有效减少水体中的N、P等含量。第三十八页，共四十五页，2022年，8月28日(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有__________________、__________________。(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为__________________。(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过__________________、__________________进行调控。第三十九页，共四十五页，2022年，8月28日解析(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。(2)该生态系统属于人工设计的生态工程，与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生