备考高考生物大二轮复习专题十七胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题及生态工程学案210.docx
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备考高考生物大二轮复习专题十七胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题及生态工程学案210
专题十七 胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题及生态工程
考点
考情
1．动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（Ⅰ）
2．胚胎干细胞的移植（Ⅰ）
3．胚胎工程的应用（Ⅱ）
4．转基因生物的安全性（Ⅰ）
5．生物武器对人类的威胁（Ⅰ）
6．生物技术中的伦理问题（Ⅰ）
7．简述生态工程的原理（Ⅱ）
8．生态工程的实例（Ⅰ）
从近五年的全国卷命题来看，对于胚胎移植的概念及移植胚胎的来源有所考查，其他知识均未涉及。
多以简单的科研实例为载体考查本部分知识。
如胚胎移植的概念、基本程序等。
有时也会结合基因工程技术或动物细胞工程技术综合考查。
备考时，注意以下两个方面：
（1）图解分析法理解胚胎发育的过程和胚胎移植的程序。
（2）列表比较法理解生态工程的五个原理与实例。
H
（1）在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体是判断卵子是否受精的重要标志。
（√）
（2）刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
（√）
（3）透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的两道屏障。
（√）
（4）动物的早期胚胎发育依次经过受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚和原肠胚。
（√）
（5）超数排卵是指给供体注射促性腺激素，使其排出更多的卵子。
（√）
（6）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。
（√）
（7）胚胎移植的最大优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
（√）
（8）采用胚胎分割技术可产生同卵多胎。
（√）
（9）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。
（×）
（10）生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理。
（×）
考向一 胚胎工程及原理
Z
（2016·全国卷Ⅱ）下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。
回答下列问题：
（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为__XX或XY__。
过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用__显微操作__的方法。
②代表的过程是__胚胎移植__。
（2）经过多次传代后，供体细胞中__遗传物质__的稳定性会降低。
因此，选材时必须关注传代次数。
（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是__卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响__。
（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__动物已分化体细胞的细胞核具有全能性__。
[解析]
（1）核移植过程中，供体的体细胞中性染色体组成可为XX或XY；去核时常采用显微操作的方法；图示②过程表示胚胎移植。
（2）细胞培养过程中，经过多次传代培养，细胞中遗传物质的稳定性会降低。
（3）由于卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，所以克隆动物与供体性状不完全相同。
（4）克隆动物的成功获得证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
H
1．把握胚胎工程的操作流程
（1）胚胎移植的4个结论
①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移；胚胎移植的优势是充分发挥__雌性优良个体__的繁殖潜能。
②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。
③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。
④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胞并发育而成或胚胎分割形成的。
（2）胚胎分割的2个注意事项
①材料选择：
选择发育良好、形态正常的__桑椹胚或囊胚__。
②分割注意点：
选材为囊胚时，注意将内细胞团__均等分割__。
（3）胚胎工程中受精作用的3个关键点
①受精的标志是__在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体__。
②受精完成的标志是__雌、雄原核的融合__。
③体外受精时，卵母细胞要培养到__减数第二次分裂中期__，精子需要获能。
2．易错警示
（1）排卵是指卵子从卵泡中排出。
（2）体外受精注意点：
①对象：
获能精子和成熟卵子。
②条件：
获能溶液或专用受精溶液。
（3）区别2种标志：
①受精的标志：
看到两个极体。
②受精完成的标志：
雌雄原核融合。
（4）胚胎移植或胚胎分割的2个时期：
桑椹胚和囊胚。
（5）2种“冲卵”的不同：
①胚胎移植：
冲出的是早期胚胎。
②体外受精：
冲出的是卵子。
（6）2次使用的激素不同：
①孕激素：
对供、受体进行同期发情处理。
②促性腺激素：
对供体进行超数排卵处理。
（7）胚胎移植成功的关键：
①供、受体同期发情处理。
②供体用促性腺激素做超数排卵处理。
（8）胚胎分割的2个关注点：
①快速繁殖动物的最佳方法。
②后代具有相同的遗传物质。
（9）不同胚胎发育的个体生殖方式不同：
①有性生殖。
〈1〉体内受精产生胚胎发育的个体。
〈2〉体外受精产生胚胎发育的个体。
〈3〉采用显微注射技术将外源（目的）基因导入受精卵培育的胚胎发育的个体。
②无性生殖。
核移植产生的重组细胞培育的胚胎，培育出克隆动物。
T
1．（2018·湖北八校模拟）请回答下列有关胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。
在哺乳动物的核移植实验中，一般通过__电脉冲（或电刺激）__（物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到__桑椹胚或囊胚__阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行__获能__处理。
另外，培养的卵母细胞需要发育至__MⅡ中期（减数分裂第二次分裂中期）__，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
（3）利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是__体细胞分化程度高，不容易恢复全能性__。
（4）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：
某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、__人干扰素基因（或目的基因）__、终止子、标记基因和复制原点等。
目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的__受精卵__（填“受精卵”或“乳腺细胞”），导入方法是__显微注射法__。
[解析] 在核移植实验中通过电刺激可将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育；当胚胎发育到桑椹胚或囊胚时可进行移植；在体外受精时，需将收集的精子进行获能处理，并将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才能进行受精；利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是体细胞分化程度高，不容易恢复全能性；基因工程中的基因表达载体包含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点等；动物基因工程中将目的基因导入的受体细胞是受精卵，用显微注射法导入。
2．如图为牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题。
（1）①阶段常用__促性腺__激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。
（2）冲卵的生理学基础是__早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系__。
（3）③阶段对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到__囊胚__或__桑椹胚__阶段。
（4）若要通过④获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对③阶段检查合格的胚胎进行__胚胎分割__技术处理，该过程中应注意对__内细胞团__进行均等分割。
（5）ES或EK细胞的形态特征是__体积小、细胞核大、核仁明显__，在培养液中加入__分化诱导因子__，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。
[解析]
（1）胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。
（2）早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系，这是冲卵的生理学基础。
（3）胚胎移植前对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段。
（4）应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体，胚胎分割时注意对内细胞团进行均等分割。
（5）胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征，胚胎干细胞在培养时加入分化诱导因子，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。
辨析胚胎移植和胚胎分割移植的7个错混点
（1）胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。
（2）两次检查：
①收集胚胎检查；②移植后是否妊娠检查。
（3）冲卵含义：
冲出早期胚胎，不是冲出卵子。
（4）胚胎移植的供体和受体必须是同种生物。
（5）同期发情处理用孕激素，超数排卵处理用促性腺激素。
（6）试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和性状与核供体相同。
（7）胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性生殖方式。
考向二 生态工程
Z
1．（2018·北京卷）因含N、P元素的污染物大量流入，我国某大型水库曾连续爆发“水华”。
为防治“水华”，在控制上游污染源的同时，研究人员依据生态学原理尝试在水库中投放以藻类和浮游动物为食的鲢鱼和鳙鱼，对该水库生态系统进行修复，取得了明显效果。
（1）在该水库生态系统组成中，引起“水华”的藻类属于__生产者__。
水库中各种生物共同构成__（生物）群落__。
（2）为确定鲢、鳙的投放量，应根据食物网中的营养级，调查投放区鲢、鳙的__捕食对象/食物__的生物积累量（在本题中指单位面积中生物的总量，以t·hm－2表示）：
为保证鲢、鳙的成活率，应捕杀鲢、鳙的__捕食者/天敌__。
（3）藻类吸收利用水体中的N、P元素，浮游动物以藻类为食，银鱼主要以浮游动物为食。
由下图可知，将鲢、鳙鱼苗以一定比例投放到该水库后，造成银鱼生物积累量__明显下降__，引起该变化的原因是__鲢、鳙与银鱼在食物上存在竞争关系__。
（4）投放鲢、鳙这一方法是通过人为干预，调整了该生态系统食物网中相关物种生物积累量的__比例__，从而达到改善水质的目的。
（5）鲢鱼和鳙鱼是人们日常食用的鱼类。
为继续将投放鲢、鳙的方法综合应用，在保持良好水质的同时增加渔业产量，以实现生态效益和经济效益的双赢，请提出两条具体措施__定期适度捕捞鲢、鳙；定期合理投放鲢、鳙；控制性捕杀鲢、鳙的捕食者；控制人类活动（工业、农业、旅游等）对该水库生态环境的负面影响__。
[解析]
（1）引起水库生态系统中“水华”的藻类，可利用太阳能合成有机物，属于生产者。
生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合。
（2）欲确定鲢、鳙的投放量，需考虑投放区鲢、鳙的捕食对象（即上一营养级）的生物积累量，然后根据能量传递效率计算出鲢、鳙的投放量。
为保证鲢、鳙的成活率，应捕杀水库中鲢、鳙的捕食者（天敌）。
（3）分析柱状图，将鲢、鳙鱼苗以一定比例投放后，银鱼的生物积累量明显下降，可能原因是鲢、鳙和银鱼都以浮游动物为食，三者之间存在竞争关系。
（4）通过在水库中人为投放鲢、鳙这一方法，调整水库中相关物种（如浮游动物、藻类）生物积累量的比例，从而达到改善水质的目的。
（5）为了实现生态效益和经济效益的双赢，要注意控制鲢、鳙的数量，如定期适度捕捞鲢、鳙，定期合理投放鲢、鳙，控制性捕杀鲢、鳙的捕食者等，还要注意控制人类活动（工业、农业、旅游等）对该水库生态环境的负面影响。
2．（2011·全国卷）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
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