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必考點30胚胎工程 生物技術的安全性和倫理問題以及生態(tài)工程 專題十二現(xiàn)代生物科技專題 依綱排查 1 動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎 早期胚胎發(fā)育的階段有哪些 各有什么特點 2 胚胎干細胞的移植 1 胚胎干細胞的來源有哪些 具有什么特點 2 胚胎干細胞有什么應用 3 胚胎工程的應用 1 胚胎移植的生理基礎是什么 2 胚胎移植的操作程序是什么 3 胚胎分割移植的要求和注意事項是什么 4 轉基因生物的安全性 1 轉基因生物存在安全性的原因是什么 2 轉基因生物的優(yōu)缺點有哪些 5 生物武器對人類的威脅 1 生物武器有哪些種類 2 生物武器對人類會造成怎樣的威脅 6 生物技術中的倫理問題 如何看待克隆人 設計試管嬰兒和基因身份證 7 簡述生態(tài)工程的原理 生態(tài)工程的基本原理有哪些 8 生態(tài)工程的實例 舉例說明生態(tài)工程在實際中的應用 并說明依據(jù)的原理 核心提煉夯實基礎突破要點 題組突破剖析題型提煉方法 欄目索引 考點整合體系重建 核心提煉 1 理清早期胚胎發(fā)育各時期的特點 全能 有絲 內(nèi)細胞團 2 把握胚胎工程的操作流程 1 胚胎移植過程中兩次使用激素 第一次常用對受 供體進行同期發(fā)情處理 第二次用對供體做超數(shù)排卵處理 2 胚胎移植過程中的兩次檢查 第一次對進行檢查 第二次對受體母畜進行檢查 3 胚胎移植的實質與優(yōu)勢 實質 早期胚胎在條件下空間位置的轉換 優(yōu)勢 充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的 孕激素 促性腺激素 收集的胚胎 是否妊娠 相同生理環(huán)境 繁殖潛能 3 理清治療性克隆和生殖性克隆的區(qū)別和聯(lián)系 無性生殖 4 把握試管嬰兒和設計試管嬰兒的異同點 1 設計試管嬰兒比試管嬰兒多出的是過程 2 試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問題 設計試管嬰兒用于白血病 貧血癥等疾病的治療 3 兩者都是體外受精 并進行體外 都要經(jīng)過胚胎移植 都是有性生殖 早期胚胎培養(yǎng) 5 理清生態(tài)工程的原理和實例 6 根據(jù)實例 確定生態(tài)工程的原理 物質循環(huán)再生 物種多樣性 協(xié)調與平衡 整體性 題組突破 1 胚胎工程的相關判斷 1 為獲取更多的卵 母 細胞 要對供體母羊注射促性腺激素 使其同期發(fā)情 2014 山東 36 2 改編 2 絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性 2012 浙江 2A 3 卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大 2012 浙江 2B 題組一聚焦胚胎工程 4 受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進行胚胎移植 2011 江蘇 18B 5 培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含維生素 激素等多種能源物質 2015 江蘇 3D 6 早期胚胎培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清 2011 江蘇 18C 7 在胚胎移植時 對供體和受體母牛都要進行相同激素處理 2012 江蘇 9A改編 8 胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割 2009 江蘇 8B 9 采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胚的數(shù)量是有限的 2015 江蘇 3C 10 利用胚胎分割技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎 2010 江蘇 16C 11 胚胎干細胞具有細胞核大 核仁小和蛋白質合成旺盛等特點 2009 江蘇 8C 2 2014 江蘇 19 杜泊羊以其生長速度快 肉質好等優(yōu)點 被稱為 鉆石級 肉用綿羊 科研工作者通過胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示 相關敘述正確的是 雌性杜泊羊 采集 卵母細胞 雄性杜泊羊 采集 精子 A 為了獲得更多的卵母細胞 需用雌性激素對雌性杜泊羊進行處理B 從卵巢中采集的卵母細胞可直接與獲能的精子進行體外受精C 為避免代孕綿羊對植入胚胎產(chǎn)生排斥反應 應注射免疫抑制劑D 為了進一步擴大繁殖規(guī)模 可通過胚胎分割技術獲得同卵雙胎 解析A項 超數(shù)排卵時使用的是促性腺激素 而不是雌性激素 B項 從卵巢中采集的卵母細胞未發(fā)育成熟 需要經(jīng)過體外人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精 C項 受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應 故不需要注射免疫抑制劑 D項 為了進一步擴大繁殖規(guī)模 可通過胚胎分割技術獲得基因型相同的同卵雙胎或多胎個體 答案D 3 2015 天津 6 2015年2月3日 英國議會下院通過一項歷史性法案 允許以醫(yī)學手段培育 三親嬰兒 三親嬰兒的培育過程可選用如下技術路線 據(jù)圖分析 下列敘述錯誤的是 A 該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代B 捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒C 三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細胞核D 三親嬰兒的培育還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術解析從圖中可知 母親卵母細胞只是提供了細胞核 而線粒體位于細胞質中 因此可以避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代 A正確 紅綠色盲基因位于細胞核內(nèi)的染色體上 捐獻者只是提供了細胞質 所以捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒 B正確 染色體全部位于細胞核內(nèi) 從圖中可知 三親嬰兒的染色體一半來自母親 一半來自父親 C錯誤 從圖中可知 體外受精完成后 還需要進行早期胚胎培養(yǎng) 當培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚時再通過胚胎移植 移植到母親子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育 D正確 答案C 4 下列關于哺乳動物胚胎干細胞的說法 正確的是 A 在體外培養(yǎng)條件下 胚胎干細胞可以只增殖不分化B 原腸胚之前的早期胚胎所有細胞都屬于胚胎干細胞C 胚胎干細胞體積大 細胞核小 具有發(fā)育的全能性D 胚胎干細胞經(jīng)誘導培養(yǎng)獲得的器官因無免疫排斥可任意移植解析囊胚時期細胞已開始分化 滋養(yǎng)層細胞不具有全能性 胚胎干細胞體積小 細胞核較大 胚胎干細胞經(jīng)誘導培養(yǎng)獲得的器官僅在用于提供胚胎干細胞的個體時才不會發(fā)生免疫排斥反應 A 5 自然情況下 牛的生育率很低 通過現(xiàn)代科技手段 可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖 請回答下列問題 1 使一頭良種雄性黃牛 在一年內(nèi)繁殖數(shù)百頭后代 最簡便的方法是 解析通過人工授精的方法 可以在短時間內(nèi)大量繁殖優(yōu)良品種 人工授精 2 現(xiàn)有一頭良種雌性黃牛 采用胚胎移植的方法 可使這頭良種牛一年生下數(shù)十頭自己的后代 其操作過程中需要用激素對該良種母牛 供體 和代孕母牛 受體 進行 處理 還要用激素使供體母牛 胚胎收集的過程也叫做 用于移植的胚胎應發(fā)育到 或 階段 解析胚胎移植進行前 首先要對供體母牛和代孕母牛進行同期發(fā)情處理 同時還要用激素處理供體母牛使其超數(shù)排卵 人工收集發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的胚胎進行移植 同期發(fā)情 超數(shù)排卵 沖卵 桑椹胚 囊胚 3 采用試管動物技術還可以使普通雌性黃牛產(chǎn)下奶牛 良種肉牛等不同品種小牛 該技術中首先要做的是體外受精和 體外受精主要包括 和 等幾個主要步驟 解析試管動物技術包括體外受精和早期胚胎的培養(yǎng) 體外受精又包括卵母細胞的采集和培養(yǎng) 精子的采集和獲能 受精三個階段 早期胚胎的培養(yǎng) 的采集和培養(yǎng) 精子的采集和獲能 精子的獲取 卵母細胞 受精 6 以下是科學家采用不同方法培育良種牛的過程 a h為操作過程 請據(jù)圖回答有關問題 1 圖中c的操作名稱是 d f的操作名稱是 解析分析題圖可知 a過程是體外受精 b過程是早期胚胎培養(yǎng) c操作是胚胎分割 d f操作是胚胎移植 胚胎分割 胚胎移植 2 圖中用到的激素是 其目的是獲得更多的卵母細胞 卵母細胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎 圖中早期胚胎屬于胚胎發(fā)育的 期 其中胚胎干細胞來源于 填數(shù)字標號 解析用促性腺激素處理母畜 可獲得更多的卵母細胞 卵母細胞受精后發(fā)育可得到早期胚胎 胚胎移植時宜選用桑椹胚期或囊胚期胚胎 囊胚的內(nèi)細胞團細胞具有全能性 胚胎干細胞可來源于此 促性腺激素 囊胚 3 過程h常用的方法是 采用 技術來檢測轉基因牛D的DNA上是否插入了目的基因 解析常用顯微注射法將外源基因導入動物受體細胞 采用DNA分子雜交技術來檢測轉基因牛D的DNA上是否插入了目的基因 顯微注射法 DNA分子雜交 4 圖中A B牛的性別 填 相同 不相同 或 不一定相同 解析A B牛由同一個胚胎分割而來 二者遺傳物質相同 性別相同 相同 7 治療性克隆是指把患者體細胞核移植到去核卵母細胞中構建形成重組細胞 體外培養(yǎng)到一定時期分離出ES細胞 獲得的ES細胞定向分化為所需的特定類型細胞 如神經(jīng)細胞 肌肉細胞和血細胞 用于治療 請回答下列問題 1 治療性克隆采用的技術有 和干細胞培養(yǎng) 解析治療性克隆是指把患者體細胞核移到去核卵母細胞中形成重組細胞 把重組細胞體外培養(yǎng)到囊胚 然后從囊胚內(nèi)分離出ES細胞 使獲得的ES細胞定向分化為所需的特定類型的細胞的技術 包括的技術有 體細胞核移植技術 早期胚胎培養(yǎng)技術 干細胞培養(yǎng)技術 答案體細胞核移植技術早期胚胎培養(yǎng)技術 2 ES細胞可從重組細胞培養(yǎng)到囊胚時期的 中分離 解析ES細胞可從重組細胞培養(yǎng)到囊胚時期的內(nèi)細胞團中分離 內(nèi)細胞團 3 在培養(yǎng)液中加入 可誘導ES細胞定向分化成所需的各種特定類型細胞 體現(xiàn)了ES細胞在功能上具有發(fā)育的 解析分化誘導因子可誘導ES細胞分化形成各種類型的細胞 體現(xiàn)了ES細胞在功能上具有發(fā)育的全能性 分化誘導因子 全能性 易錯警示 1 區(qū)別2種標志 1 受精的標志 看到兩個極體 2 受精完成的標志 雌雄原核膜融合 2 把握 沖卵 的2個不同 1 胚胎移植過程 沖出的是早期胚胎 2 體外受精過程 沖出的是卵子 3 胚胎移植成功的關鍵 1 供體 受體同期發(fā)情處理 2 供體用促性腺激素做超數(shù)排卵處理 4 區(qū)別胚胎移植的生殖類型胚胎移植是有性生殖還是無性生殖 取決于胚胎是由受精卵形成的 還是由核移植技術形成重組細胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的 題組二聚焦生物技術的安全性和倫理問題 8 生物技術的安全性和倫理問題的判斷 1 轉基因生物擴散到種植區(qū)之外不可能造成 基因污染 2 轉基因生物不改變生物原有的分類地位 減少了農(nóng)藥使用 保護了農(nóng)田土壤環(huán)境 3 克隆人違反了人類倫理道德 是克隆技術的濫用 4 我國禁止生殖性克隆 不反對治療性克隆 5 設計試管嬰兒不需對胚胎進行基因檢測 6 國際上大多數(shù)國家都在轉基因食品標簽上警示性注明可能的危害 2013 江蘇 15B 7 種植轉基因作物應與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離 2012 江蘇 13A 8 轉基因作物被動物食用后 目的基因會轉入動物體細胞中 2012 江蘇 13B 9 種植轉基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性 2012 江蘇 13C 10 轉基因植物的目的基因可能轉入根際微生物 2012 江蘇 13D 9 2014 重慶 2 生物技術安全性和倫理問題是社會關注的熱點 下列敘述 錯誤的是 A 應嚴格選擇轉基因植物的目的基因 避免產(chǎn)生對人類有害的物質B 當今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗 但不反對治療性克隆C 反對設計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術選擇性設計嬰兒D 生物武器是用微生物 毒素 干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力 解析A項 培育轉基因植物時 要根據(jù)目的基因的產(chǎn)物是否對人類有害來確定該目的基因能否用于轉基因植物的培育 B項 克隆人會給社會帶來倫理上的問題 所以當今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗 治療性克隆對于一些重大疾病的治療具有積極的意義 所以并不反對治療性克隆 C項 科學地設計試管嬰兒對于治療不孕不育及一些難治之癥具有積極的意義 但有人卻濫用此技術選擇性設計嬰兒 所以設計試管嬰兒遭到反對 D項 干擾素并不能用于制造生物武器 多用于治療一些病毒性疾病 答案D 10 下列關于生物技術安全性和倫理問題的敘述 不正確的是 A 轉基因植物合成的蛋白質 可能成為某些人群新的過敏原B 克隆人可沖擊現(xiàn)有的婚姻 家庭和兩性關系等傳統(tǒng)倫理道德觀念C 如轉基因植物的外源基因來源于自然界 則不存在安全性問題D 運用重組基因技術可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器解析來自于自然界的抗性基因進入轉基因植物以外的其他植物如雜草體內(nèi) 可能會產(chǎn)生 超級雜草 對生物安全造成威脅 C 題組三綜合考查基因工程 細胞工程和胚胎工程 11 2014 山東 36 人組織纖溶酶原激活物 htPA 是一種重要的藥用蛋白 可在轉htPA基因母羊的羊乳中獲得 流程如下 1 htPA基因與載體用 切割后 通過DNA連接酶連接 以構建重組表達載體 檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA 可采用 技術 解析用同種限制性核酸內(nèi)切酶對目的基因和載體進行切割 以形成相同的黏性末端 檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA 常用DNA分子雜交技術 同種限制性核酸內(nèi)切酶 或同種限制酶 DNA分子雜交 或核酸探針 2 為獲取更多的卵 母 細胞 要對供體母羊注射促性腺激素 使其 采集的精子需要經(jīng)過 才具備受精能力 解析對供體母羊注射促性腺激素可以使其超數(shù)排卵 采集的精子需要經(jīng)過獲能處理后才具備受精能力 超數(shù)排卵 獲能 處理 3 將重組表達載體導入受精卵常用的方法是 為了獲得母羊 移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行 利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體 這體現(xiàn)了早期胚胎細胞的 解析將重組表達載體導入受精卵 動物細胞 常用的方法是顯微注射法 為了獲得母羊 需要對胚胎進行性別鑒定 利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體 依據(jù)的原理是早期胚胎細胞的全能性 性別鑒定 顯微注射法 全能性 4 若在轉htPA基因母羊的羊乳中檢測到 說明目的基因成功表達 解析目的基因成功表達的標志是在轉基因母羊的羊乳中檢測到htPA 即人組織纖溶酶原激活物 htPA 或人組織 纖溶酶原激活物 12 2015 山東 36 治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應具有重要意義 流程如下 1 過程 采用的是細胞工程中的 技術 過程 采用的是胚胎工程中的 技術 解析由流程圖知 個體A提供去核卵母細胞 個體B提供體細胞核 二者通過 得到重組細胞 重組細胞經(jīng) 得到囊胚 故 是核移植 是早期胚胎培養(yǎng) 體細胞 核移植 早期 胚胎培養(yǎng) 2 體細胞進行體外培養(yǎng)時 所需氣體主要有O2和CO2 其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液 基 的 解析動物細胞培養(yǎng)時 要通入含有5 CO2的空氣 CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH pH 3 如果克隆過程中需進行基因改造 在構建基因表達載體 重組載體 時必須使用 和 兩種工具酶 基因表達載體上除目的基因外 還需有 基因 以便選出成功導入基因表達載體的細胞 解析構建基因表達載體時 要用同種限制酶切割目的基因和載體 再用DNA連接酶連接 基因表達載體包括目的基因 啟動子 終止子 復制原點 標記基因等 標記基因的作用是便于目的基因的檢測和篩選 限制酶 DNA連接酶 標記 4 胚胎干細胞可以來自于囊胚中的 在一定條件下 胚胎干細胞可以分化形成不同的組織器官 若將圖中獲得的組織器官移植給個體 填 A 或 B 則不會發(fā)生免疫排斥反應 解析胚胎干細胞是從早期胚胎或者原始性腺中分離出來的一類細胞 具有發(fā)育的全能性 囊胚中的內(nèi)細胞團細胞為胚胎干細胞 圖中獲得的組織器官 其細胞的細胞核來自個體B 將所得組織器官移植給個體B 不會發(fā)生免疫排斥反應 內(nèi)細胞團 B 題組四聚焦生態(tài)工程 13 生態(tài)工程的判斷 1 單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低 易爆發(fā)蟲害 協(xié)調與平衡原理 2 草原確定合理載畜量 不能過度放牧 協(xié)調與平衡原理 3 引種考慮適應環(huán)境 物種多樣性原理 4 林業(yè)生態(tài)工程建設 既考慮種樹又考慮生活問題 整體性原理 5 實施生態(tài)工程的目的是為人們提供豐富的生產(chǎn)和生活物質 2010 江蘇 15D改編 6 要實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展 通過生物技術手段 轉化淀粉生產(chǎn)可再生能源是最合理的 2008 廣東 16A 7 要實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展 發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè) 實現(xiàn)物質和能量的多級利用是最合理的 2008 廣東 16C 14 現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng) 處理流程為 厭氧沉淀池 曝氣池 兼氧池 植物池 其中植物池中生活著水生植物 昆蟲 魚類 蛙類等生物 污水經(jīng)凈化處理后 可用于澆灌綠地 回答問題 1 污水流經(jīng)厭氧沉淀池 曝氣池和兼氧池后得到初步凈化 在這個過程中 微生物通過 呼吸將有機物分解 解析厭氧沉淀池主要是無氧呼吸 曝氣池為有氧呼吸 兼氧池兩種方式均有 無氧和有氧 或細胞 2 植物池中 水生植物 昆蟲 魚類 蛙類和底泥中的微生物共同組成了 生態(tài)系統(tǒng) 群落 種群 在植物池的食物網(wǎng)中 植物位于第 營養(yǎng)級 植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于 所固定的 能 解析生物群落是指生活在一定區(qū)域內(nèi)所有生物個體的總稱 生態(tài)系統(tǒng)還包括無機環(huán)境 群落 一 生產(chǎn)者 太陽 3 生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性 協(xié)調與平衡 和 等原理 解析生態(tài)工程的原理包括 整體性原理 協(xié)調與平衡原理 物質循環(huán)再生原理 物種多樣性原理 系統(tǒng)學和工程學原理 物質循環(huán)再生 物種多樣性 4 一般來說 生態(tài)工程的主要任務是對 進行修復 對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善 并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力 已被破壞的生 態(tài)環(huán)境 或受損的生態(tài) 考點整合體系重建 桑椹胚 囊胚 輸卵管和子宮 環(huán)境 培養(yǎng)法和化學誘導法 早期胚胎的空間位置轉移 桑椹胚或囊胚 早期胚胎或原始性腺 具有發(fā)育的全能性 基因身份證 完全禁止生產(chǎn)生物武器