高考生物二轮复习精品资料专题16胚胎工程生态工程和生物技术的安全性伦理问题讲学案Word版含.docx

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高考生物二轮复习精品资料专题16胚胎工程生态工程和生物技术的安全性伦理问题讲学案Word版含

【2016考纲解读】

1．本专题的考查常以前沿科技为材料背景、以某一流程图解为载体等考查胚胎工程的相关内容，同时，将基因工程、细胞工程、胚胎工程等结合在一起进行综合考查也是高考的热点题型。

2．生物技术的安全性和伦理问题的命题考查内容一般较基础，题目难度不大，与前面的几种生物工程联系起来进行综合考查会是高考命题的趋势。

3．本专题多以生态问题为背景与生态系统的知识相结合，考查生态工程的原理与应用。

【重点知识梳理】

一、生态工程的原理

1.基本原理

（1）物质循环再生原理：

物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。

（2）物种多样性原理：

物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。

（3）协调与平衡原理：

处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。

（4）整体性原理：

进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。

（5）系统学和工程学原理：

包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。

二、胚胎工程的基本原理及应用

1.受精与早期胚胎培养

（1）体内受精的过程：

精子穿越放射冠和透明带→精子进入卵细胞膜→原核形成→配子结合

（2）体外受精技术：

①卵母细胞的采集和培养。

②精子的采集和获能。

（3）早期胚胎发育：

①过程：

受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚

②图示：

2．胚胎工程的操作流程

3．应用

（1）胚胎移植的应用

①加速育种工作和品种改良。

②可充分发挥优秀个体的繁殖潜能，缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。

（2）胚胎分割技术的应用

加速繁殖速度，为转基因技术、性别控制技术提供活胚材

料。

【归纳总结】　

胚胎移植中两次使用激素及两次检查的作用

1．胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素等对受、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。

2．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。

三、生物技术的安全性和伦理问题

1.转基因生物安全性问题

（1）食物安全方面：

可能合成出毒蛋白，出现新的过敏原，改变食物的营养成分。

（2）生物安全方面：

有可能造成“基因污染”，危害生物的多样性。

（3）环境安全方面：

有可能打破物种界限，改变生态系统的能量流动和物质循环；造成二次污染或产生出危害动、植物和人类的生物或产物。

2．转基因生物存在安全性的原因

（1）目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。

（2）目的基因往往

是异种生物的基因。

（3）外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。

3．生物技术的伦理问题

（1）克隆人技术

①违反人类伦理道德。

②冲击现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念。

③人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。

（2）设计试管婴儿

①把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。

②抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎，无异于“谋杀”。

（3）基因检测

①对个人隐私权提出挑战。

②制造基因歧视。

【高频考点突破】

考点一　胚胎工程

例1.（2015·天津卷，6）2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。

三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。

据图分析，下列叙述错误的是（　　）

A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代

B.捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿

C.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核

D.三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术

答案　C

【变式探究】哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。

下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）。

据图分析，下列叙述错误的是（　　）

A.次级卵母细胞形成的过程需要激素调节

B.细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子

C.Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同

D.培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞

解析　本题考查减数分裂、胚胎工程和基因工程等知识，意在考查考生的信息获取能力和分析推理能力。

分析题图可知，在促性腺激素的作用下减数第一次分裂完成并产生次级卵母细胞，A正确；只有在精子的作用下，次级卵母细胞才能完成减数第二次分裂，B正确；Ⅱ为卵原细胞，染色体数目为2N，Ⅲ为减数第二次分裂后期，着丝点分裂后染色体数为2N，Ⅳ为受精卵，在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍为4N，三者在细胞分裂后期染色体数目不同，C错误；动物基因工程中常用受精卵作为受体细胞，D正确。

答案　C

考点二　生态工程

例2.（2014·重庆卷，7）为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。

（1）对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林

，不同恢复时期的植物物种数如题图所示。

t0→t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的________转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在____________，导致群落中植物物种数增加；t1→t3，人工林抵抗力稳定性的

变化是________；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间________加剧。

（2）通过人工林建设的园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的__________________原理

。

答案　

（1）分解者　种子或繁殖体　增强　竞争　

（2）整体性（系统论）

【变式

探究】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。

（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。

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）

【经典考题精析】

1.（2015·江苏卷，3）下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是（　　）

A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养

B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行

C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的

D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质

解析　本题主要考查动物细胞工程和胚胎工程，意在考查识记、理解与运用能力。

难度较小。

A项错，癌细胞比成熟动物细胞更易进行离体培养，体外培养的癌细胞对生长因子的需要量显著低于正常细胞；B项错，移植的细胞核可以来自胚胎细胞和体细胞，受体细胞是去核的卵母细胞；C项对，随着胚胎分割次数的增多，分割胚的发育能力明显降低，获取同卵多胚的数量有限；D项错，维生素和激素都不能提供能量。

答案　C

2.（2015·山东卷，36）

治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。

流程如下：

（1）过程①采用的是细胞工程中

的________技术，过程②采用的是胚胎工程中的________技术。

（2）体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液（基）的________。

（3）如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体（重组载体）时必须使用________和________两种工具酶。

基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。

（4）胚胎干细胞可以来自于囊胚中的________。

在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。

若将图中获得的组织器官移植给个体________（填“A”或“B”），则不会发生免疫排斥反应。

答案　

（1）核移植　早期

胚胎培养　

（2）pH　（3）限制酶

DNA连接酶　标记　（4）内细胞团　B

18．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（　　）

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

【答案】D　【解析】胚胎工程中用促性腺激素来促使雌性个体超数排卵，A项错误。

从卵巢中采集的卵母细胞为初级卵母细胞，需要培养至减数第二次分裂中期才能与获能的精子进行受精，B项错误。

胚胎学原理中母体对外来胚胎没有排斥作用，故不需要注射免疫抑制剂，C项错误。

胚胎分割产生的胚胎遗传物质来源相同，分割产生的多个胚胎能用于扩大繁殖规模，如用胚胎分割技术获得同卵双胎，D项正确。

19．【生物——现代生物科技专题】

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：

（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。

【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）

（3）将重组表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射法。

在胚胎移植前，需对胚胎进行性别鉴定以获得所需性别的子代个体。

利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，体现了早期胚胎细胞的全能性。

（4）基因工程中，目的基因是否成功表达的标志是转基因生物是否产生了目的基因控制合成的蛋白质。

20．Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。

科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。

其技术流程如图：

（1）步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________。

（2）步骤②中，重组胚胎培养到________期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。

（3）步骤③中，需要构建含有Rag2基因的表达载体。

可以根据Rag2基因的__________设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段。

用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。

为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有______________酶的

酶切位点。

（4）为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。

【答案】

（1）细胞核

（2）囊胚

（3）核苷酸序列　HindⅢ和Pst

Ⅰ

（4）蛋白质

（4）检测Rag2基因是否表达成功就需要检测有无Rag2基因表达产物，又据用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验，所以应提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质进行检测。

21．下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是（　　）

A．通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化

B．胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡

C．随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加

D．发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加

【答案】A　

【解析】蛙受精卵经过细胞分裂形成早期胚胎，在早期胚胎发育过程中从囊胚期就开始出现分化，A项正确。

胚胎发育过程中细胞不断分裂，但是到一定时期部分细胞就不再分裂而分化为有特定形态、结构及功能的细胞，行使功能一段时间后就会衰老和

凋亡，B项错误。

在胚胎发育的早期，有机物在不断分解为细胞分裂供能，所以有机物总量减少，C项错误。

蛙胚胎发育过程中始终由卵黄提供营养，D项错误。

22．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

【答案】D