【生物】2020届一轮复习人教版胚胎工程和生态工程学案

【生物】2020届一轮复习人教版胚胎工程和生态工程学案

‎2020届 一轮复习 人教版 胚胎工程和生态工程 学案 见《自学听讲》P270‎ 学科素养 课程标准 学习指导 ‎1.生命观念:认同胚胎工程的各项技术手段在生命基础科学、畜牧学和生殖医学领域的重要作用。认同生态工程技术造福人类的价值。‎ ‎2.科学思维:面对胚胎工程有关话题时,基于正确运用生物学基本概念和原理,就生物技术与工程的安全与伦理问题表明自己的观点并展开讨论。‎ ‎3.科学探究:针对人类生产或生活的某一需求,在胚胎工程、生态工程中选取恰当的技术和方法,尝试提出初步的工程学设计构想,完成初步设计或简单应用。‎ ‎4.社会责任:探讨胚胎工程的应用,了解试管婴儿技术为不育夫妇带来的福音,激发学习兴趣和责任感。探讨生态工程的应用,形成生态文明的观念,担负祖国未来建设的重任。‎ ‎1.描述体外受精和体外胚胎培养。‎ ‎2.简述胚胎移植和胚胎分割。‎ ‎3.说出胚胎干细胞的培养和胚胎干细胞核移植 。‎ ‎4.举例说出胚胎工程的应用。 ‎ ‎5.尝试搜集胚胎干细胞研究进展的资料。‎ ‎6.举例说出生态工程的实例及原理。‎ 学习本专题时,要密切联系遗传的细胞学基础,精子和卵细胞发生的激素调节等,并加以归纳、搜集和整理相关资料,进行小组交流;运用比较的方法复习胚胎移植和胚胎分割等内容;理解胚胎工程和生态工程的相关理论,并能运用相关理论解释相关过程或实例。‎ 胚胎工程 ‎　　1.体内受精与早期胚胎发育 ‎(1)精子和卵子的发生 项目 精子的发生 卵子的发生 场所 睾丸的　曲细精管　 ‎ ‎　卵巢　(MⅠ)、　输卵管　(MⅡ) ‎ 时间 从　初情期　开始,直到生殖机能衰退 ‎ 卵泡的形成和在卵巢内的储备:出生前;排卵:初情期后 过程 ‎(续表)‎ 项目 精子的发生 卵子的发生 过程 特点 MⅠ和MⅡ是　连续的　,需变形;两次分裂细胞质都是均等分配 ‎ MⅠ和MⅡ是　不连续的　,不需要变形;只有MⅡ中的第一极体分裂为第二极体时细胞质均等分配,其余细胞质都是　不均等分配　 ‎ 结果 形成4个精子 形成1个卵子 相同点 原始生殖细胞的增殖方式为　有丝分裂　;原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为减数分裂;减数分裂过程中染色体复制一次,细胞分裂两次,子细胞中染色体数目减半 ‎ ‎　　(2)受精及早期胚胎发育 ‎①受精场所:雌性动物的　输卵管　。  ‎ ‎②受精过程:包括　精子穿越放射冠和透明带　,进入　卵细胞膜　,　原核形成　和　配子结合　。 ‎ ‎　　③早期胚胎发育过程 ‎2.体外受精和早期胚胎培养 ‎(1)体外受精 ‎①卵母细胞的采集和培养 超数排卵法:注射　促性腺激素　,使其　超数排卵　,从　输卵管　中　冲取卵子　。 ‎ 直接采集法:从已屠宰母畜的　卵巢　中采集;直接从活体母畜的　卵巢　中吸取(借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具)。 ‎ ‎②精子的采集和获能 采集:　假阴道法　、　手握法　和　电刺激法　等。 ‎ 获能:　培养法　(通过获能培养液)、　化学诱导法　(通过肝素或钙离子载体A23187溶液)。 ‎ ‎③受精:　获能的精子　和培养成熟的卵子在　获能溶液　或专用的受精溶液中完成受精作用。 ‎ ‎(2)早期胚胎培养 ‎①培养液成分:无机盐、有机盐(两盐),　维生素、激素　(两素),　氨基酸、核苷酸　(两酸),另外还有水、血清等。  ‎ ‎②胚胎去向:　向受体移植或冷冻保存　。 ‎ ‎3.胚胎工程的应用 ‎(1)胚胎移植 ‎①地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。‎ ‎②主要过程:‎ ‎　　③意义:充分发挥　雌性优良个体的繁殖潜能　。  ‎ ‎(2)胚胎分割 ‎①材料:发育良好、形态正常的　桑椹胚或囊胚　。  ‎ ‎②实质:胚胎分割可增加动物后代数量,其实质是　动物的无性繁殖或克隆　。  ‎ ‎③注意:对囊胚分割时,要将　内细胞团　均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。  ‎ ‎(3)胚胎干细胞(ES或EK细胞)‎ ‎①来源:　早期胚胎或原始性腺　。  ‎ ‎②特点:形态上,体积小、细胞核大、核仁明显;功能上,具有　发育的全能性　;体外培养条件下可以　增殖而不分化　。  ‎ ‎③培养过程 生态工程 ‎　　1.生态工程基本原理 ‎(1)生态工程 ‎①任务:修复和重建已遭到破坏的生态系统;改善传统的生产方式,提高生态系统的生产力。‎ ‎②目的:遵循自然界　物质循环　的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到　经济效益　和　生态效益　的同步发展。  ‎ ‎③特点:与传统工程相比,生态工程是一类　少消耗　、多效益、　可持续　的工程体系。  ‎ ‎(2)生态经济 ‎①原则:“循环经济”。‎ ‎②特点:使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料。‎ ‎③目的:实现废弃物的资源化。‎ ‎④手段:生态工程。‎ ‎(3)生态工程所遵循的五项原理 ‎①物质　循环再生　原理:物质在生态系统中循环往复,　逐层分级　利用。(如无废弃物农业)  ‎ ‎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: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  ‎ 人类处于社会—经济—自然复合而成的巨大系统中,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。 ‎ ‎　　2.生态工程的实例 ‎(1)设计生态工程的五大原理及实例整合 ‎(2)生态工程的发展前景 ‎①“生物圈2号”生态工程实验的启示:使我们认识到人与　自然和谐共处　的重要性,深化了我们对自然规律的认识。  ‎ ‎②发展前景:我们需要走有中国特色的道路,既要重视对生态环境的保护,更要注重与　经济　、　社会　效益的结合。  ‎ ‎　　1.获能≠获能量 精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。‎ ‎　　2.排卵≠排卵泡 排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。‎ ‎　　3.受精的标志≠受精完成的标志 受精的标志是第二极体的形成(即在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体:第一极体和第二极体);而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。出现两个极体的现象在显微镜下可观察到,雌、雄原核的融合是受精的实质。‎ ‎　　4.精子的形成完全是在精巢(睾丸)中完成的,卵子的形成不是完全在卵巢中进行的 ‎　　卵子的形成过程中减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的,其中减数第二次分裂是在受精过程中进行的,场所是输卵管。‎ ‎　　5.滋养层≠饲养层 ‎(1)滋养层:囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,滋养层最终发育成胎膜和胎盘。‎ ‎(2)饲养层:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可为干细胞的分裂、增殖提供营养。‎ ‎　　6.不同动物胚胎移植的时间不同 ‎(1)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。‎ ‎(2)小鼠、家兔在桑椹胚前。‎ ‎(3)一般不能到原肠胚阶段进行移植,因为此时分化程度高,移植成功率很低。‎ ‎　　7.整体性原理≠系统整体性原理 ‎(1)整体性原理 ‎①含义:指社会、经济、自然三方面协调统一,保障整个系统的稳定与平衡。‎ ‎②举例:林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题,即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。‎ ‎(2)系统整体性原理 ‎①含义:指总体功能大于各部分之和,即1+1>2。原因是系统保持很高的生产力,互利共生的生物能体现生态系统的系统整体性原理。‎ ‎②举例:如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。‎ 见《自学听讲》P272‎ 胚胎工程 ‎　　1.精子获能处理前要进行离心处理的原因 精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精液中含有一种能抑制精子获能的物质,因此在一般情况下,精液中的精子无法获能。精子获能处理前需进行离心处理,目的是除去精清以利于精子获能。‎ ‎　　2.胚胎发育过程中卵裂期物质和体积变化的规律 ‎(1)有机物:胚胎没有和母体建立联系,没有从母体获取有机物,而一直进行呼吸作用消耗有机物,有机物总量减少。‎ ‎(2)细胞体积:胚胎总体积不变或略有减小,但细胞数目增多,所以每个细胞体积减小。‎ ‎(3)DNA含量:伴随着细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。‎ ‎　　3.试管动物和克隆动物 ‎(1)试管动物和克隆动物的性状不同:前者性状由父本和母本共同决定,后者性状主要与核供体性状相同。‎ ‎(2)试管动物和克隆动物的生殖方式不同:前者是有性生殖,后者是无性生殖。‎ ‎(3)试管动物和克隆动物的产生过程不同:前者经过了体外受精过程,后者经过了核移植过程。‎ ‎(4)试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同:前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体,后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。‎ ‎(5)获得试管动物和克隆动物的相同之处:二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。‎ ‎　　1.辨析体内受精和早期胚胎发育 精子发生场所——睾丸的曲细精管;卵子的发生场所——卵巢;受精场所——输卵管;受精卵发育场所——输卵管和子宫;精子发生的时间及特点——初情期后,两次分裂连续进行;卵子发生的时间及特点——胚胎性别分化以后,两次分裂不连续进行。‎ ‎　　2.辨析胚胎移植和胚胎分割移植 ‎(1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前,不能直接移植受精卵。‎ ‎(2)胚胎移植的供体和受体必须属于同一物种。如我国黄牛和荷斯坦奶牛是一个物种,而我国水牛与它们不是同一物种,水牛与它们不能进行胚胎移植。‎ ‎(3)胚胎的产生过程一般是有性生殖,但胚胎分割是无性生殖。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发育成的,还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成或胚胎分割获得的。‎ ‎　　3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较 ‎(1)不同点 ‎①所用技术手段:设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断,试管婴儿不需要进行遗传学诊断或基因诊断。‎ ‎②应用:试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题,设计试管婴儿主要用于预防镰刀型细胞贫血症等遗传病的患儿出生。‎ ‎(2)相同点:都是体外受精,并进行体外早期胚胎培养,都要经过胚胎移植,都是有性生殖。‎ 例1　随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛。请据图回答下列问题:‎ ‎(1)应用1中获得的良种小牛,遗传物质来源于　　　　　　　个体,性别为　　　　　　。 ‎ ‎(2)在应用2、3、4中,若要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其　　　　　。 ‎ ‎(3)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题。对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将　　　　　均等分割,否则将影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,如需做性别鉴定,还需从　　　　　细胞取样做DNA分析。 ‎ ‎(4)应用4中对细胞进行定向诱导,可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中除需要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外,营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核苷酸、激素,还要加入　　　　　　;向培养液中通入95%空气和5% CO2,空气中的氧气参与细胞的代谢,CO2可以维持培养液的　　　　　。 ‎ 解析　(1)应用1属于核移植技术,其中重组细胞的细胞核来自供体1、细胞质来自供体2,所以良种小牛的遗传物质来自供体1和供体2,其中控制性别的基因位于细胞核中,所以良种小牛的性别与供体1(母牛)相同。(2)只有获能的精子才能与成熟的卵母细胞完成受精作用。(3)胚胎分割时,囊胚期的内细胞团应均等分割,这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。从滋养层细胞取样做DNA分析可鉴定性别。(4)培养动物细胞时,培养液中还应加入动物血清或血浆。向培养液中通入CO2可维持培养液pH的稳定。‎ 答案　(1)供体1和供体2　雌性　(2)获能　(3)内细胞团　滋养层　(4)动物血清(或血浆)　pH 生态工程 ‎　　1.生态工程的实例和原理 实例 问题 原理 对策 案例 农村综合发展型生态工程 地少人多,资源有限 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理 建立农村综合发展型生态工程 窦店村以沼气工程为中心的生态工程 小流域综合治理生态工程 小流域的水土流失 整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理 运用多种原理,应用多种措施综合治理 甘肃陇南县“九子登科”模式 ‎(续表)‎ 实例 问题 原理 对策 案例 大区域生态系统恢复工程 土地荒漠化 协调与平衡原理、整体性原理 退耕还林还草、植树造林等 ‎“三北”防护林、退耕还林还草工程 湿地生态恢复工程 湿地的缩小和破坏 协调与平衡原理、整体性原理 控制污染、退田还湖 江西鄱阳湖湿地生态恢复工程 矿区废弃地的生态恢复工程 矿区生态环境的破坏 系统学和工程学原理 改良土壤;种植耐旱的灌木、草和树;合理确定载牧量 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 城市环境生态工程 环境污染 协调与平衡原理、整体性原理等 污水及垃圾处理、城市绿化 城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等 ‎　　2.生态工程在农业中的主要技术应用 ‎(1)物质的良性循环技术,实现了物质的良性循环和多途径利用,使能量更多地流向对人类有益的部分。‎ ‎(2)洁净可再生新能源的开发技术,废物资源化,以便提高能量利用率,减少环境污染。‎ ‎(3)种植业和畜牧业合理优化技术,可调整产业结构,以求得最大化的经济效益和生态效益。‎ ‎　　3.常见生态工程主要遵循的原理分析 ‎(1)单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害——物种多样性原理。‎ ‎(2)草原确定合理载畜量,不能过度放牧——协调与平衡原理。‎ ‎(3)引种考虑适应环境——协调与平衡原理。‎ ‎(4)林业生态工程建设,既考虑种树又考虑生活问题——整体性原理。‎ 提升分析解决问题的能力——生态工程的实例分析 ‎1.生态工程建设的基本过程 生态工程建设的基本过程包括拟定目标与摸底调查→系统分析→可行性评价与决策→技术设计,其中技术设计是整个生态工程建设的核心环节。‎ ‎2.我国生态工程建设的实例 ‎(1)治污生态工程:包括污水治理生态工程、城市垃圾处理生态工程、湖泊或水源地治理生态工程等。目前模拟自然湿地生态系统的自净功能,建立的“人工湿地”生态工程,在防治和处理污水方面已取得初步成效。‎ ‎(2)生态恢复工程 ‎①举例:包括沙漠治理、草地改良、矿区开采后留下的废弃地的改造等。‎ ‎②林业生态建设对生态恢复具有重要意义 我国批建了十大林业生态工程:如三北防护林体系建设工程、长江中上游防护林体系建设工程、太行山绿化工程等。‎ ‎(3)生态农业工程(主要措施)‎ ‎①将种植、养殖、水产、园艺与林业、副业、加工业等进行优化。‎ ‎②将农业废弃物的转化、再生及资源化等综合起来。‎ ‎③将节能、应用清洁能源、生态建筑以及人口控制、生物多样性保护等结合起来。‎ 例3　(2018年南京质检)实施西部大开发,要切实搞好生态环境保护和建设,大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等。‎ 材料一　据计算,维持一个6口人的牧民家庭生活所需食物,需饲养35~40头牛,其中一半必须是母牛,以提供牛奶和繁殖小牛,其余为2~3头公牛,15~18头小母牛和几头小公牛。这一畜群所需的牧场面积取决于降雨量(因降雨量影响产草量),在降雨量为250 mm地区,约需400公顷放牧地。‎ 材料二　“退耕还林工程”囊括25个省(区、市)和新疆生产建设兵团,共1897个县(含市、区、旗)。到2010年,完成退耕地造林1467万公顷,宜林荒山荒地造林1733万公顷,陡坡耕地基本退耕还林,严重沙化耕地基本得到治理,工程区林草覆盖率增加4.5个百分点,工程治理地区的生态状况得到较大改善。‎ ‎(1)在生态工程中,人类应用了　　　　　　　　　等学科的基本原理和方法,促进了人类社会和自然环境的和谐发展。 ‎ ‎(2)在西部地区“退耕还林还草”的目的是　　　　　　　　　　,从而能够提高生态系统的自我调节能力,这个过程遵循的原理是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)根据　　　　　　　　　原理可知,西部地区的草场,要注意合理放牧,需要考虑　　　　　　　　　,因为若超过其限度,就会引起　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)一般来说,生态工程的目标除了治理环境污染之外,主要是对已被破坏的生态系统,特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行　　　　　　。 ‎ 答案　(1)生态学和系统学　(2)增加当地物种多样性　物种多样性原理　(3)协调与平衡　环境承载力　系统的失衡和破坏　(4)生态恢复 ‎1.(2018年全国Ⅱ高考)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5'末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是　　　　。使用这两种酶进行酶切是为了保证　　　　　　,也是为了保证　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了　　　　和　　　　过程。 ‎ ‎(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的　　　　移入牛的　　　　中、体外培养、胚胎移植等。 ‎ ‎(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的　　　　　(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。 ‎ 解析　(1)构建基因表达载体时,要将目的基因插入启动子和终止子之间,使用这两种酶进行酶切能保证L1-GFP融合基因的完整性,双酶切也能保证L1-GFP融合基因与载体的正确连接。(2)构建的真核表达载体P1中含有GFP基因,而GFP基因的表达产物“某种荧光蛋白(GFP)”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光。若在导入P1的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了表达。基因的表达过程包括转录和翻译。(3)若要获得含有甲的牛,可采用核移植技术,即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞,并将该重组细胞在体外培养成重组胚胎,再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。(4)PCR是多聚酶链式反应的缩写,是一种在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。‎ ‎　　答案　(1)E1和E4　甲的完整　甲与载体正确连接　(2)转录　翻译　(3)细胞核　去核卵母细胞　(4)核DNA ‎2.(2016年全国Ⅱ高考)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能为　　　　　　。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　　　　　　　的方法。②代表的过程是　　　　　。 ‎ ‎(2)经过多次传代后,供体细胞中　　　　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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　(1)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数第二次分裂的中期时,常采用显微操作法去除细胞核。②过程是将早期胚胎移植到代孕个体的子宫中,即②代表的是胚胎移植。(2)一般来说,动物细胞在传代培养到10~50代时,部分细胞的细胞核型可能会发生变化,即遗传物质的稳定性会降低。因此,选材时一般选10代以内的细胞,以保证细胞正常的二倍体核型。(3)获得的克隆动物性状与供体动物基本相同,但不完全相同,从遗传物质的角度分析,性状不完全相同的原因是克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质,细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)已经分化的动物体细胞的全能性受到限制,但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能表达。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆动物的培育成功,证明了已经分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。‎ 答案　(1)XX或XY　显微操作　胚胎移植　(2)遗传物质　(3)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)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 见《高效训练》P101‎ ‎1.(2018年石家庄一模)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,目前通常将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白,基本步骤如下:‎ Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子,通过体外受精,形成受精卵;‎ Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;‎ Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞,促使其形成早期胚胎;‎ Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)步骤Ⅰ中,卵母细胞与精子结合过程中防止多精入卵的生理反应包括　　　　　　　　　　　　。自然条件下,受精卵是在雌性动物的　　　　内形成的。 ‎ ‎(2)步骤Ⅱ中,将人的血清白蛋白基因导入牛受精卵最为有效的方法是　　　　　　　　　　　。导入基因前,需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤称为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除需含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要添加　　　和动物血清。通常在合成培养基中加入一定量的抗生素,其目的是　　　　　　　　　　　　 。 ‎ ‎(4)步骤Ⅳ中,应选择性别为　　　的奶牛胚胎进行移植。 ‎ 解析　(1)防止多精入卵的两道屏障为透明带反应、卵细胞膜反应。自然条件下,受精作用的场所为输卵管。(2)将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法为显微注射法。将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,称为构建基因表达载体。(3)早期胚胎培养过程中,培养液中除了需含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,‎ 还需要添加激素和动物血清。为了防止污染,通常在合成培养基中还需要加入抗生素。(4)血清白蛋白要从乳汁中提取,只有雌性奶牛才能产生乳汁,因此胚胎移植时,必须选取雌性奶牛的胚胎进行移植。‎ 答案　(1)透明带反应、卵细胞膜反应　输卵管　(2)显微注射法　构建基因表达载体　(3)激素　防止污染　(4)雌性 ‎2.下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答:‎ ‎(1)该生态工程属于　　　　生态工程应用的实例,体现了　　　　　　　　　　　　　(选答两项)等生态工程的基本原理。 ‎ ‎(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益,如要通过基因工程培养抗病甘蔗,核心的步骤是　　　　　　　　　,然后通过　　　　　　技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株,若要检测目的基因是否表达出相应的蛋白质则可以用　　　　　技术进行检测。 ‎ ‎(3)为大量繁殖良种猪,首先要对母猪进行　　　　处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,与经过　　　　处理的良种猪精子进行体外受精,再将早期胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。 ‎ ‎(4)该生态系统的建立既使人们获得了经济效益,又减少了环境污染,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)农村综合发展型　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(至少答出两项)‎ ‎(2)基因表达载体的构建　植物组织培养　抗原-抗体杂交　(3)超数排卵　获能　(4)提高了能量利用率(实现了废物资源化)‎ ‎3.(2018年资阳模拟)回答下列与生态工程有关的问题:‎ ‎(1)一般来说,生态工程的主要任务是对　　　　　　　　　　　　　进行修复重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。与传统的工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、　　　　等特点。 ‎ ‎(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、　　　　　　　　　　、物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合　　　　　　　　　原理;连年种植单一品种作物造成病虫害增加主要违反了　　　　　　　　原理。 ‎ ‎(3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少　　　　　　,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。 ‎ ‎(4)“猪—沼—果”是我国一种常见的生态农业模式,以沼气为纽带,带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了　　　　(填“种群”“群落”或“生态系统),该生态农业模式能实现能量的　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　(1)一般来说,生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境进行修复重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。与传统的工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、可持续等特点。(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理、物种多样性原理等。人畜粪便用于农作物的生产主要符合物质循环再生原理;连年种植单一品种作物造成病虫害增加主要违反了物种多样性原理。(3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)“猪—沼—果”生态农业中的所有生物共同组成了群落;由于充分利用了废弃物中的能量,所以该生态农业模式能实现能量的多级利用(多途径利用)。‎ 答案　(1)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)　可持续　(2)整体性(或系统学和工程学)　物质循环再生　物种多样性　(3)人类的干扰　(4)群落　多级利用(多途径利用)‎ ‎4.请回答下列与胚胎发育和胚胎工程相关的问题:‎ ‎(1)下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,图中3是　　　　,7是　　　　。胚胎发育的先后顺序是　　　　　　(用字母和箭头表示)。1部位细胞将来发育成　　　　　　　。 ‎ ‎(2)下图表示的是体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。‎ A细胞是　　　　　　,在进行体外受精前要对精子进行　　　　处理。通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的遗传性状的根本原因是　　　　　　　　　　　　。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意　　　　　　　,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 ‎ 答案　(1)透明带　原肠腔　A→B→C　胎膜和胎盘　(2)(次级)卵母细胞　获能　具有相同的遗传物质　将内细胞团均等分割 ‎5.(2018年岳阳联考)美国《细胞》杂志发布,中国科研团队在国际上率先完成了“单个卵细胞的高精度基因组测序”,该技术或可将试管婴儿的活产成功率从30%提至60%,并能检测与遗传疾病有关的DNA序列变异,降低帕金森氏综合征等疾病遗传到下一代的风险。‎ ‎(1)“试管婴儿”技术与克隆人本质的区别是前者为　　　　　　　　　　　生殖。 ‎ ‎(2)获得“试管婴儿”需要的胚胎工程技术有　　　　　　　　　、　　　　　　　　　和胚胎移植等。胚胎移植通常要将胚胎培养到　　　　　　　　　阶段。理论上要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)在医学上可用　　　　细胞来治疗帕金森氏综合征。该细胞是由　　　　　　　中分离出来的一类细胞。 ‎ ‎(4)现在大多数人反对设计试管婴儿,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　(1)试管婴儿是由受精卵发育来的,属于有性生殖,克隆人属于无性生殖。(2)胚胎需发育到桑椹胚或囊胚时期才能进行移植。(3)胚胎干细胞具有全能性,可通过胚胎干细胞移植来治疗某些由细胞功能问题引起的疾病。(4)设计试管婴儿会淘汰掉一些“不符合要求”的胚胎,所以部分人认为这是对生命的不尊重,从而引发伦理问题。‎ 答案　(1)有性　(2)早期胚胎培养　体外受精　桑椹胚或囊胚　胚胎分割　(3)胚胎干(ES、EK)　早期胚胎或原始性腺　(4)对生命不尊重,违反伦理道德(其他答案合理亦可)‎ ‎6.我国已实现部分“胚胎工程产业化”,如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程,a~h表示操作过程,请回答:‎ ‎(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是　　　　　(用字母和箭头表示),d操作的名称是　　　　,h操作的核心是　　　　　　　,受精时受体的卵母细胞处于　　　　　　　　　　　　　期。 ‎ ‎(2)图中数字标号代表的结构名称是①　　　　　,②　　　　　,③　　　　　。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到　　　　　　阶段的早期胚胎进行分割处理,在对这一阶段的胚胎进行分割时,应注意　　　　　　　。 ‎ ‎(3)图中用到的激素是　　　　　,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)a→b→f→g　胚胎移植　基因表达载体的构建　MⅡ中　(2)滋养层　囊胚腔　内细胞团　桑椹胚或囊胚　将内细胞团均等分割　(3)促性腺激素　受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应