版高考生物总复习第一部分非选择题必考五大专题专题五选修部分第16讲胚胎工程与生态工程学案.docx

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版高考生物总复习第一部分非选择题必考五大专题专题五选修部分第16讲胚胎工程与生态工程学案

第16讲　胚胎工程与生态工程

[考试要求]　1.从受精卵谈起（/a）。

2.胚胎工程（/a）。

3.生态工程的主要类型（/a）。

4.生态工程在农业中的应用（/a）。

5.庭院生态系统的经济效益分析（/a）。

1.（2018·浙江11月选考节选）某农业生态工程示意图如下，回答下列问题：

（1）该农业生态工程体现的生态工程原理主要是________。

对该工程的经济效益分析，可从系统内部的投入和产出、________、系统的有效贡献等三方面进行核算。

（2）若要提高该工程的经济效益，可采用农业生产的________技术在桑基上再种植大豆，也可采用农业生态工程的________________________________技术放养适量的鸡鸭等动物以调整该工程的产业结构。

（3）某小组应用基因工程方法开展适用于该生态工程的抗虫植物改良研究。

为提高将重组DNA分子导入受体细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素有____________________________________________

（答出2点即可）。

农杆菌介导法是目前植物转基因的常用方法。

该方法的基本过程是农杆菌感染植物时，________________________，并将其插入到受体细胞的基因组中。

欲获得稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种，则转入的抗虫基因必须能在受体细胞中________。

解析　

（1）桑基鱼塘生态工程，实现了桑叶养蚕、蚕沙养鱼、塘泥作为桑树的肥料回到桑园，其核心技术就是物质的良性循环技术，体现了物质循环的原理。

对该工程的经济效益分析，可从系统内部的投入和产出、系统的实际消费、系统的有效贡献等三方面进行核算。

（2）桑基上种植大豆，体现的是农业生产的间种技术。

农业包括种植业和畜牧业，在该生态系统中放养适量的鸡鸭等动物，体现的是种植业和畜牧业合理优化技术。

（3）为提高将重组DNA分子导入受体细胞的效率，考生可从重组DNA、导入方法及环境、受体细胞等多方面予以考虑。

故除题干告知的导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素有重组DNA的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度。

农杆菌感染植物时，携带目的基因的Ti质粒可转移到受体细胞，并将目的基因片段通过T－DNA转移到受体植物的基因组中。

欲获得稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种，则转入的抗虫基因必须能在受体细胞中稳定和高效地表达。

答案　

（1）物质循环　系统的实际消费

（2）间种　种植业和畜牧业合理优化

（3）重组DNA的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度　携带目的基因的Ti质粒转移到受体细胞　稳定和高效地表达

2.（2017·浙江4月选考节选）回答与生态工程有关的问题：

（1）对农作物秸秆多途径利用的基本过程示意图如下，贯穿全过程的核心技术是____________________________技术。

其中“过腹还田”的具体途径是____________________________。

将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气，这是利用了农业生态工程中的______________________技术。

（2）农业生产上，畜牧业依赖和受制于种植业，可以通过种植业和畜牧业的________技术提高经济和社会效益。

“退耕还林”后，林地的增加可以减少________，更有利于受损生态系统的恢复。

使用农药能有效控制农业害虫，但也使生态系统的________减少，因此利用生物的________进行生物防治是今后的发展方向。

解析　

（1）对农作物秸秆多途径利用的基本过程中，贯穿全过程的核心技术是物质的良性循环技术。

其中“过腹还田”的具体途径是秸秆→家畜→粪便→农作物→秸秆。

将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气，这是利用了农业生态工程中的洁净可再生的新能源开发技术。

（2）农业生产上，畜牧业依赖和受制于种植业，可以通过种植业和畜牧业的合理优化技术提高经济和社会效益。

“退耕还林”后，林地的增加可以减少水土流失，更有利于受损生态系统的恢复。

使用农药能有效控制农业害虫，但也使生态系统的生物多样性减少，因此利用生物的种间关系进行生物防治是今后的发展方向。

答案　

（1）物质的良性循环　秸秆→家畜→粪便→农作物→秸秆　洁净可再生的新能源开发

（2）合理优化　水土流失　生物多样性　种间关系

1.正误判断

（1）卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。

（×）

（2）囊胚的内细胞团的细胞为胚胎干细胞，未分化，具发育全能性和二倍体核型。

（√）

（3）从卵巢中获得的卵母细胞可与获能的精子在体外合适的环境下完成受精。

（×）

（4）体外受精后形成的受精卵不需经早期发育培养，可直接完成植入或着床。

（×）

（5）胚胎移植时，通常对供体母畜作超数排卵处理，对供体母畜和受体母畜作同期发情处理。

（√）

（6）胰蛋白酶可将组织细胞之间的粘连蛋白去除，使细胞彼此分散。

（√）

（7）将有机肥料施入农田，可以直接为农作物的生长提供物质和能量。

（×）

（8）农作物秸秆“过腹还田”可以实现物质和能量的良性循环和多途径利用。

（×）

2.读图析图

（1）图中A过程是________________；为了抑制细胞分化，要在培养皿底部制备一层细胞（如胚胎成纤维细胞），称为________。

（2）图中激素处理可使供体________，从而可培育更多的早期胚胎。

代孕受体在移植前需要经过________处理，以便早期胚胎成功植入或着床。

（3）下列对象中，通常不适合胚胎移植的是________（A.受精卵　B.八细胞胚

　C.桑椹胚　D.早期囊胚）。

（4）为了繁殖更多后代，可以通过________技术，产生同卵多仔。

提示　

（1）胚胎干细胞培养　饲养层　

（2）超数排卵　同期发情　（3）A　（4）胚胎分割

考点1　受精作用与胚胎发育

1.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是（　　）

A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性

B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大

C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性

D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层

解析　同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂的进行，卵裂球体积不变或减小，细胞逐渐变小；滋养层细胞不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官；囊胚发育分化形成内外两个胚层。

答案　A

胚胎发育的过程图

提醒：

①个体发育包括胚胎发育（受精卵→幼体）和胚后发育（幼体→成体）。

②囊胚的内细胞团细胞为胚胎干细胞，是一种未分化细胞，具发育全能性，而其滋养层细胞则失去了发育全能性。

考点2　胚胎工程

2.（2018·温州选考模拟）2016年4月突破的“三亲婴儿”技术有望解决一些生育问题，技术流程如图所示。

请分析回答：

（1）采集卵母细胞：

经________处理后，用________仪器确定卵泡位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞。

（2）图中“去核”和“取核”的操作方法________（填“可以”或“不可以”）相同。

（3）过程A使用的技术是________。

过程B必须借助胚胎体外培养和________技术。

（4）若需要鉴定胚胎的性别，为了降低可能的风险，可取囊胚的________细胞进行鉴定。

（5）从遗传角度分析，“三亲婴儿”技术还可以避免“母亲”的________（填细胞结构）中的缺陷基因传递给孩子。

答案　

（1）超数排卵　超声监视器/B超　

（2）可以

（3）核移植　胚胎移植　（4）滋养层　（5）线粒体/细胞质

3.（2018·浙江新高考联盟联考）下图是科学家培育能生产人血清白蛋白乳腺生物反应器的过程，请回答相关问题：

（1）要获取人血清白蛋白基因，可采用PCR技术进行大量扩增，前提是________________________。

（2）过程①获得的产物是________。

过程②需对卵细胞供体母牛进行________处理。

过程③常采用________方法。

过程④通常将受精卵培养至________阶段。

并在进行过程⑤之前对胚胎进行筛选，选择________________________胚胎进行移植。

（3）若转基因母牛只有一条染色体上含有人血清白蛋白基因，该母牛与普通公牛杂交，产下转基因母牛的概率是________。

答案　

（1）人血清白蛋白基因序列已知　

（2）重组质粒　超数排卵　显微注射　早期囊胚　含血清白蛋白基因的雌性　（3）1/4

试管动物与克隆动物

试管动物

克隆动物

技术

体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植

核移植、胚胎体外培养、胚胎移植

过程

生殖方式

有性生殖

无性生殖

遗传物质

来自两个亲本

主要来自核供体

考点3　生态工程

4.下图为农户通过种植粮食作物、蔬菜、水果，养殖猪、鸭，兴建沼气池等措施构建的新型农业生态系统。

请回答：

（1）农业机械的使用虽然克服了传统农业受到________的限制，提高了农业生产效率，但造成了严重的环境破坏，而该生态农业有效促进了物质循环、能量流动和________的畅通，经济、生态环境和社会效益的同步发展。

（2）利用农作物秸秆、废弃的根、叶等农业废弃物的转化、再生和________利用，实现了物质的良性循环和____________。

通过发酵技术产生沼气为农户提供能源，利用了农业生态工程技术的________________技术。

（3）农户在果园中种植蔬菜，属于________技术，而在同一块农田上轮流种植玉米、大豆等作物，能有效恢复或提高________。

答案　

（1）人力和畜力　信息流动　

（2）资源化　多途径利用　洁净可再生的新能源开发　（3）间种　土壤肥力

1.如图为胚胎移植过程示意图，请据图回答以下问题。

（1）胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是________、________和________。

丁牛为________。

（2）过程①②分别是________和________。

（3）欲得到更多的后代牛丁，可将收集得到的胚胎进行________。

（4）过程③常用________________的方法对甲牛进行处理。

答案　

（1）优质母牛　普通母牛　优质公牛　有价值的后代（优质牛）　

（2）同期发情处理　胚胎移植　（3）胚胎分割　（4）注射促性腺激素

2.（2018·宁波3月模拟）下图为某大学农学部奶牛繁育基地成功培育出的一头携带转入赖氨酸基因的克隆牛的大致过程，请据图回答问题：

（1）图中获得赖氨酸基因常用的酶是________________，若我们已知赖氨酸基因的碱基序列，一般釆用________法获取该目的基因。

（2）黑白花奶牛乳腺组织常用________分散成单细胞，然后作为核供体。

将得到的体细胞的细胞核移植到去核的未受精的卵细胞中才能发育成新个体，其原因是________（A.卵细胞大，便于操作　B.卵细胞含有的营养物质多　C.卵细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达　D.重组细胞才具有全能性）。

（3）从④到⑤的过程可获得较多的遗传同质早期胚胎，常采用的方法是进行________。

（4）克隆牛的诞生过程中涉及到的现代生物技术主要有：

____________、____________。

答案　

（1）限制性核酸内切酶　化学合成　

（2）胰蛋白酶　C　（3）胚胎分割　（4）核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植、胚胎分割（任选2个）

3.下图为某农场的农业生态工程简图。

请回答下列问题：

（1）在评价养殖效益时，除了人工投入等成本外，往往采用单位时间内饲料投入量和体重净增长量（可采用相关参数转换成干物质量）作为评价指标。

其中体重净增长量为________生产量，该值的大小取决于饲料到饲养动物的能量________________。

（2）该生态工程的核心技术是________________。

若在果园中同时种植蔬菜，属于________技术。

图中的沼气工程是在沼气池的基础上增添了脱硫塔等设施，更加优化了________的新能源开发技术。

（3）在无人为因素干预下，养殖鱼类种群呈逻辑斯谛增长，若养鱼场中迁入捕食养殖鱼类幼体的乌鳢鱼，将使“S”形曲线中的________下降。

通过生态系统的________调节，乌鳢鱼和养殖鱼类的数量将趋于相对平衡。

解析　

（1）饲养动物在生态系统中属于消费者，消费者属于次级生产者，其体重净增长量（转换为干物质量）等于同化量减去呼吸消耗量，即为次级生产量；饲养动物的能量均来自饲料，因此其体重净增长量的大小取决于二者之间的能量传递效率。

（2）该生态工程实现了对废物的充分利用，加快了物质的循环，因此其核心技术是物质的良性循环技术；在一块地上同时期按一定行数的比例间隔种植两种以上的作物，这种栽培方式叫作间种；脱硫塔的使用使沼气中易造成污染的成分被去除了，使能源更清洁，优化了洁净可再生的新能源开发技术。

（3）乌鳢鱼的迁入增大了养殖鱼类的环境阻力，会使K值下降；生态系统具有一定的自我调节能力，在受到一定限度的外力干扰时，可通过负反馈调节维持自身的稳态。

答案　

（1）次级　传递效率　

（2）物质的良性循环技术　间种　洁净可再生　（3）K值　自我（或负反馈）

（时间：

30分钟）

一、选择题

1.下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。

下列叙述正确的是（　　）

A.胚胎移植可以定向改造动物的遗传性状，③需移植到发情的母牛子宫内发育

B.A细胞不一定是受精卵细胞

C.①②两个胚胎具有不同遗传物质

D.图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

解析　胚胎移植不能定向改造动物的遗传性状；①和②两个胚胎是由同一受精卵发育而来的，其遗传物质相同；在胚胎分割移植时，胚胎未发育到原肠胚阶段；A细胞也可以是核移植的重组细胞。

答案　B

2.下列有关克隆牛与试管牛的说法中，最合理的是（　　）

A.二者都是无性生殖的产物

B.二者都运用了胚胎体外培养、胚胎移植等技术

C.二者都证明了动物的体细胞具有全能性

D.二者的性状与母本性状基本相同

解析　克隆牛是将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，构成重组细胞，然后将重组细胞培养成早期胚胎，再将早期胚胎移植到代孕母牛体内得到的；试管牛是通过体外受精方式得到受精卵，然后将受精卵在体外培养成早期胚胎，再将早期胚胎移植到代孕母牛体内得到。

由此可见，二者都是通过胚胎体外培养获得早期胚胎，且运用了胚胎移植技术；克隆牛是无性生殖的产物，而试管牛是有性生殖的产物；克隆牛证明的是动物体细胞的细胞核具有全能性，而试管牛可证明受精卵（细胞）具有全能性；克隆牛的性状与供核的“母本”的性状基本相同，而试管牛的性状由双亲决定。

答案　B

3.牛胚胎移植的基本程序如下图所示，下列说法错误的是（　　）

A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎

B.图中a指的是超数排卵，可用促性腺激素

C.图中b表示胚胎移植

D.为了提高牛胚胎的利用率，常采用的方法是胚胎分割移植

解析　图中b表示冲胚，c表示胚胎移植。

答案　C

4.下图是某农户设计的生态农业示意图。

下列有关叙述，错误的是（　　）

A.该系统利用了物质的良性循环技术

B.该系统的主要成分是农作物，蚕、驴、鱼、鸡、猪等均为消费者

C.将猪粪施入农田，可以直接为农作物的生长提供物质和能量

D.塘泥施入农田的主要作用是增加土壤中的矿质营养供应

解析　猪粪中的有机物需经土壤中微生物的分解作用转化为无机物才能够被农作物利用，且猪粪可为农作物的生长提供物质，但不能提供能量。

答案　C

5.如图为某生态系统碳循环主要途径，下列叙述错误的是（　　）

A.图中B属于第一营养级

B.图中C是以B为食物的植食性动物，属于初级消费者

C.图中E是生态系统不可缺少的成分之一

D.图中A的含量有着明显的昼夜变化，这属于群落的时间结构

解析　根据图示分析可知，A表示大气中的CO2、B表示生产者、C表示初级消费者、D表示次级消费者、E表示分解者，所以B属于第一营养级；E为分解者，是生态系统不可缺少的成分之一；大气中的CO2虽有着明显的昼夜变化，但不属于群落的时间结构，因为群落不包括无机环境。

答案　D

二、非选择题

6.如图是科学家研究良种奶牛快速繁殖的过程示意图。

请据图回答下列问题：

（1）克隆牛G的性别是________。

（2）从良种公牛A采集的精子，需经________处理，才能穿入到卵细胞内部。

对良种母牛B进行激素处理的目的是_____________________________________。

（3）为了获得多个基因型相同的后代，可对早期胚胎进行________________。

（4）胚胎移植中，需要对受体D牛进行________处理，以保证胚胎能够在受体的子宫着床、继续生长发育。

（5）克隆牛G的遗传性状与母牛B基本相同，但又不完全相同.下列有关其差异形成原因叙述中不恰当的是________（A.克隆牛G部分性状遗传自母牛F　B.克隆牛G的细胞质基因来自母牛C　C.发育过程可能发生可遗传变异　D.受环境因素的影响）。

解析　

（1）克隆牛G的细胞核遗传物质来自良种母牛C，因此其性别是雌性。

（2）从良种公牛A采集的精子，需经获能（培养）处理，才能穿入到卵细胞内部，对良种母牛B进行促性腺激素处理的目的是超数排卵。

（3）对早期胚胎进行胚胎分割，可以获得多个基因型相同的后代。

（4）胚胎移植中，需要对受体D牛进行同期发情处理，使其产生相同的生理环境，以保证胚胎能够在受体的子宫着床、继续生长发育。

（5）克隆动物的核基因来自供体，但细胞质基因来自受体，这是克隆产生的小牛的遗传性状与核供体牛不完全相同的原因之一，还有可能是发生了基因突变。

生物的性状是由基因与环境共同决定的，因此克隆产生的小牛与核供体牛不完全相同的原因还可能是生存的环境条件不同。

答案　

（1）雌性（母）　

（2）获能（培养）　超数排卵　（3）胚胎分割　（4）同期发情　（5）A

7.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。

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。

（2）下列各项不属于胚胎工程研究内容的是________。

A.体外受精B.胚胎分割

C.胚胎干细胞培养D.体细胞核移植

（3）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊进行激素处理，使其________。

采集的精子需要经过______，才具备受精能力。

为了获得母羊，可以分离出含________染色体的精子与卵细胞进行体外受精。

利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这说明了早期胚胎细胞具有________。

（4）下列有关胚胎工程的说法，正确的是（　　）

A.用于细胞培养的培养液可以直接用于胚胎体外培养

B.体外受精过程与体内受精过程的实质不相同

C.该转基因母羊属于“试管动物”

D.用于胚胎移植的早期胚胎必须是早期囊胚

答案　

（1）同种限制性核酸内切酶　htPA（或人组织纤溶酶原激活物）　

（2）D　

（3）超数排卵　获能（处理）　X　发育全能性　（4）C

8.下图一是培养小鼠胚胎成纤维细胞（MEF细胞）的示意图，图二是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞（ES细胞）的示意图。

（1）图一所示，制备细胞悬液时，常用________酶来消化剪碎的组织块。

配制培养液时，通常需要在合成培养基的基础上添加________等一些天然成分。

当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂，这种现象称为细胞的________。

（2）ES细胞来自囊胚的________，功能上具________。

（3）MEF细胞能够分泌某些蛋白质，其合成到分泌至细胞外的过程是：

核糖体→________→囊泡→________→囊泡→细胞膜，再通过________方式分泌到细胞外。

在培养液中单独培养ES细胞时，ES细胞容易发生分化，结合图二可推知MEF细胞的作用是________________________________________________。

（4）在治疗性克隆过程中，细胞核取自患者细胞，这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生________反应。

答案　

（1）胰蛋白　血清　接触抑制　

（2）内细胞团　发育全能性　（3）内质网　高尔基体　胞吐　抑制ES细胞分化　（4）免疫排斥

9.下图为某农户通过种植农作物，养殖猪、鸭，兴建沼气池等措施构建了新型农业生态系统。

请回答：

（1）该系统有效促进了物质循环、能量流动和________的畅通，经济、生态环境和社会效益的同步发展。

使用化肥能在短期内能提高农作物产量，但过量使用会降低作物的产量和质量，降低经济效益，还会导致环境的破坏和________的下降，进而影响农业生产的可持续发展。

用动物粪便和农作物秸秆，通过发酵技术产生沼气为农户提供能源，利用了农业生态工程技术的_____________________技术。

（2）利用未知序列的抗虫基因培育抗害虫的转基因番茄，通常采用________（A.建立基因文库的方法　　B.化学合成方法　C.逆转录法　D.PCR技术）获取抗虫基因，再用相同的限制性核酸内切酶分别作用于抗虫基因和Ti质粒，形成________________，然后在DNA连接酶的作用下，形成重组质粒，通过农杆菌导入番茄细胞，进而培育成转基因抗虫番茄。

这种利用基因工程和植物克隆技术相结合培育新品种的方法，就是________________技术的应用。

（3）农户利用种植的葡萄制葡萄酒和葡萄醋，利用的微生物分别是________________，在制作葡萄酒时，发酵液装量不能超过发酵瓶容量的________，发酵温度保持在________，制作果醋时，可以利用________技术，将微生物吸附在锯末上进行生产。

（4）农户利用种植的黄瓜等新鲜蔬菜腌制泡菜时，微生物利用新鲜蔬菜中的营养物质进行发酵，会产生________________。

泡菜中的亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应的产物与N－1－萘基乙二胺偶联，形成________（A.橙红色　B.鲜红色　C.紫红色　D.绛紫色）的产物，根据这一特性可利用光电比色法定量。

（5）农户在果酒、果醋和泡菜的生产过程，没有进行严格的灭菌也能制作成功，其原因是_____________________________________________________________

____________________________________________________________________。

答案　

（1）信息流动　土壤肥力　洁净可再生的新能源开发　

（2）A　相同的粘性末端　植物细胞工程　（3）酵母菌和醋化醋杆菌　2/3　25～30℃　固定化

　（4）有机酸和醇类物质　C　（5）发酵菌种在短时间内大量繁殖，并产生大量代谢产物，抑制杂菌的生长繁殖

10.控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。

目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。

例如：

牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛（如图所示）。

图2

根据信息回答下列相关问题：

（1）图1中过程①是通常采用的________技术，在这个过程中________的精子与卵细胞结合形成受精卵。

为获得更多