高考生物二轮复习专题突破训练16胚胎工程生态工程

高考生物二轮复习专题突破训练16胚胎工程生态工程

专题突破练16　胚胎工程、生态工程 ‎1.(2017河北保定三中模拟,40)英国生理学家罗伯特·爱德华兹,因在体外人工授精技术上的卓越贡献,获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。他的研究使全球不育症夫妇因此获益。回答下列问题。‎ ‎(1)自然条件下,　　　　　　　　　　　是在雌性动物排卵前后完成的,产生的一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,准备与精子受精。当在　　　　　　　　　　　　　 的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。 ‎ ‎(2)1951年,爱德华兹发现　　　　　　　　　 可以促进成熟雌鼠排卵,这为体外人工授精技术的第一步奠定了理论基础。经过系统研究,爱德华兹终于成功将卵母细胞与　　　　后的精子在试管中完成受精,受精卵在　　　　　　　　液成功进行卵裂。1978年世界第一例试管婴儿诞生,这是对爱德华兹不懈努力的最好表彰。 ‎ ‎(3)在爱德华兹的引领下,对体外人工授精技术的研究有许多新发现。比如可通过显微注射法将单个精子注入处于　　　　　　　　　　　　　　期的卵母细胞内,以提高受精率;也可对早期胚胎进行遗传学诊断,如在显微镜下观察　　　　　数目,可降低21三体综合征患儿的出生率,从而实现试管婴儿的优生。 ‎ ‎ (4)试管婴儿的形成,除体外人工授精技术之外,涉及的胚胎工程技术还有　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案 (1)减数第一次分裂　卵细胞膜和透明带　(2)促性腺激素 获能　发育培养　(3)减数第二次分裂中　染色体　(4)早期胚胎培养、胚胎移植 解析 (1)自然条件下,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。(2)促性腺激素可以促进成熟雌鼠排卵。卵母细胞与获能后的精子在试管中完成受精,受精卵在发育培养液成功进行卵裂。(3)卵母细胞发育至减数第二次分裂中期才具备受精能力,因此可通过显微注射法将单个精子注入处于减数第二次分裂中期的卵母细胞内,以提高受精率;21三体综合征患者体细胞内含有3条21号染色体,比正常人多了一条,在显微镜下观察染色体数目,可降低21三体综合征患儿的出生率,从而实现试管婴儿的优生。(4)试管婴儿的形成,除体外人工授精技术之外,涉及的胚胎工程技术还有早期胚胎培养、胚胎移植。‎ ‎2‎ ‎.(2017江西南昌一模,38)人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取,但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重,如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能,其大致过程如下:‎ 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)实验步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行　　　处理,受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的生理反应包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)实验步骤Ⅱ中,将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵的最有效的方法是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加　　　　　和动物血清。 ‎ ‎(4)实验步骤Ⅳ中,应选择性别为　　　　　 的奶牛胚胎进行移植。 ‎ 答案 (1)获能　透明带反应和卵细胞膜反应　(2)显微注射法　(3)激素　(4)雌性 解析 (1)体外受精前,要对精子进行获能处理;阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。(3)进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素和动物血清。(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。‎ ‎3.‎2015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。‎ 据图回答下列问题。‎ ‎(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前通常需要注射　　　　　　　　激素,促使一次有更多的卵泡发育。 ‎ ‎(2)次级卵母细胞需培养到MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备　　　　　　　　　　,重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2,CO2的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要　　　　　　　　　　和　　　　　　　　等技术。 ‎ ‎(4)三亲婴儿的培育技术　　　　(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,而　　　　(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿细胞中的染色体　　　(填比例)来自母亲提供的细胞核。 ‎ ‎(5)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术主要区别是植入前对胚胎进行　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案 (1)促性腺　(2)(与精子)受精的能力　维持培养液的pH ‎(3)早期胚胎培养　胚胎移植　(4)能　不能　1/2(或50%)‎ ‎(5)遗传学诊断 解析 (1)在胚胎工程中,为了保证得到更多的卵细胞,可以用促性腺激素处理母本,使其超数排卵。(2)次级卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子完成受精,因为此时期的卵母细胞才具备受精能力。在早期胚胎培养过程中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)据图分析,三亲婴儿的培育需要核移植技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术。(4)根据图像分析可知,三亲婴儿的线粒体来自于捐献者的卵母细胞,所以可以避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代;红绿色盲是细胞核遗传,是由X染色体上的基因控制的,所以不能避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。而三亲婴儿细胞中的染色体一半来自父方,一半来自母方。(5)设计试管婴儿是为了避免遗传病的发生,需要对胚胎进行遗传学诊断,而为解决不孕夫妇的生育问题出现的试管婴儿技术不需要。‎ ‎4.(2017四川成都实验高级中学一模,38)回答下列关于设计试管婴儿和胚胎工程的问题。‎ ‎(1)设计试管婴儿是为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用　　　　　　　　　　　处理促进母亲排出更多的卵子。 ‎ ‎(2)胚胎发育的卵裂期在　　　　　　(填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72 h体外培养发育成32细胞左右的胚胎,叫做　　　　　　,可用于胚胎移植。 ‎ ‎(3)为了某些需要,需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个　　　　　　(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作　　　　　　‎ ‎,以　　　　　　　　　　　　为模板进行PCR扩增;最后与SRY特异性探针出现阳性反应者,胚胎为　　　性。 ‎ ‎(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆,即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于　　　　　　和　　　　　　之间的第一极体一并吸出。 〚导学号50074052〛 ‎ 答案 (1)促性腺激素　(2)透明带　桑椹胚　(3)滋养层　引物 滋养层细胞的DNA　男　(4)卵细胞膜　透明带 解析 (1)给女性注射促性腺激素可促使其超数排卵。(2)胚胎发育的卵裂期在透明带内进行。受精卵经72 h体外培养发育成32细胞左右的桑椹胚,可用于胚胎移植。(3)目前,对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作引物,以滋养层细胞的DNA为模板进行PCR扩增;与SRY特异性探针出现阳性反应者,说明其含有Y染色体,为男性。(4)治疗性克隆是指利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于卵细胞膜和透明带之间的第一极体一并吸出。‎ ‎5.(2017山东临沂二调,43)随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答下列问题。‎ ‎(1)对①需要剪碎并使用　　　　　　　　　　　使其彼此分散,用于传代培养的细胞应不超过10代以保证细胞的　　　　　　　　　　　　　　　　　　不发生变化。 ‎ ‎(2)在胚胎的早期培养过程中把⑤送入⑥的最佳时期是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)在此过程中涉及的细胞工程技术手段有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答两种)。 ‎ ‎(4)过程②中,重组质粒中调控目的基因表达的组件是　　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。 ‎ ‎(5)要实现⑦批量生产血清白蛋白,要求③的性染色体组成是　　　　。⑦‎ 和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类转基因动物被称为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案 (1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　正常的二倍体核型(或遗传物质)　(2)桑椹胚期或囊胚期　(3)核移植技术、动物细胞培养 ‎(4)启动子和终止子　标记基因　(5)XX　乳腺(房)生物反应器 解析 (1)动物细胞培养时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理剪碎的动物组织,以使其分散成单个细胞。在动物细胞培养过程中,10代以内的细胞能保证正常的二倍体核型,所以用于传代培养的细胞应不超过10代。(2)把⑤(早期胚胎)送入⑥(受体)需采用胚胎移植技术,胚胎移植的最佳时期是早期胚胎的桑椹胚期或囊胚期。(3)由图可知,在此过程中涉及的细胞工程技术手段主要有核移植技术、动物细胞培养技术。(4)过程②是将目的基因导入受体细胞,重组质粒中调控目的基因表达的组件是启动子和终止子,标记基因的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。(5)要从乳汁中获取血清白蛋白,则⑦应该是产乳汁的雌牛,所以要求③的性染色体组成是XX。通过转基因克隆动物分泌的乳汁来产生人类所需药物,这类转基因动物被称为乳腺(房)生物反应器。‎ ‎6.(2017重庆名校联盟二联,38)2010年,中科院昆明动物研究所培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平,为未来人类重大疾病的非人灵长类动物模型的深入研究奠定了坚实的基础。下图是转基因猕猴培育过程的示意图,请据图回答问题。‎ ‎(1)在构建基因表达载体过程中,它的组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及　　　　　　　　。过程②中常用　　　　　　　　　　　的方法将目的基因导入受精卵。  ‎ ‎(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)图中过程⑦称为　　　　　　　　,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需要用雌性激素对代孕雌猴作　　　　　　　处理。 ‎ ‎(4)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行　　　　　　　　　‎ ‎,操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行。若选用囊胚期的胚胎,操作过程需要特别注意的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案 (1)标记基因　显微注射　(2)培养液的pH　(3)胚胎移植 同期发情　(4)胚胎分割　均等分割内细胞团 解析 (1)基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因。过程②是将构建的基因表达载体导入受精卵中,常用显微注射技术。(2)在动物细胞培养时,需要提供CO2气体的目的是维持培养液的pH。(3)过程⑦称为胚胎移植。在胚胎移植前,需对代孕雌猴作同期发情处理,以使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同。(4)对早期胚胎进行胚胎分割,可同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴。若选用囊胚期的胚胎进行胚胎分割,操作过程需要特别注意将内细胞团进行均等分割。‎ ‎7.(2017河南百校联盟3月联考,38)请回答下列与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题。‎ ‎(1)基因工程技术中,将目的基因导入动物细胞最常用的方法是　　　　　　　　　　。获得该基因后,利用PCR技术将该基因扩增时需要添加的有机物质有　 ‎ ‎　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)体外受精是胚胎工程的重要环节,顺利受精必须满足两个条件:来自父方的精子要进行精子获能;来自母方的卵母细胞要　　　　　　　　　　　。胚胎工程最后一道工序是　　　　　　　　(填生物技术名称)。 ‎ ‎(3)与传统方法生成的抗体相比,单克隆抗体具有很多优点。在癌症治疗时,把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素相结合,制成“生物导弹”,借助单克隆抗体的　　　　　　　作用,将药物带到癌细胞位置,将其在原位杀死。 ‎ ‎(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程　　　　　　　　　　　的原理。我国西北一些地区年降雨量较少,适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,致使许多地方的杨树长成半死不活状,结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了　　　　　　　　　　　原理。 ‎ 答案 (1)显微注射法　引物、原料、Taq酶、模板　(2)培养成熟(或培养至MⅡ中期)　胚胎移植　(3)导向(或定向、定位)　(4)物质循环再生　协调与平衡 解析 (1)基因工程技术中,将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法;利用RCR技术扩增目的基因时需要添加的有机物质有引物、原料、Taq 酶、模板等。(2)体外受精时,来自母方的卵母细胞要培养成熟(或培养至MⅡ中期)才能完成受精作用;胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序。(3)在癌症治疗时,可以把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素相结合,制成“生物导弹”,借助单克隆抗体的导向作用,能将药物带到癌细胞所在的位置,将其在原位杀死。(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程的物质循环再生原理;我国西北一些地区的防护林成为残败的“灰色长城”,其失败的原因主要是违背了协调与平衡原理。‎ ‎8.(2017河北邯郸月考,40)生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下面是两种生态农业模式。‎ 鸡—猪—鱼立体养殖模式:一亩鱼池配6~8头猪,100~120只鸡,鱼池中各种鱼的比例大致为花白鲢占20%,草鱼占40%,鲤鱼、鳙鱼占40%,每亩投放鱼苗4 500 尾;每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干,经初步发酵后混入一定量饲料喂猪,猪粪喂鱼。‎ ‎“四位一体”生态模式:以太阳能为动力,以沼气为纽带,将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。‎ 请分析回答有关问题。‎ ‎(1)在模式1中,必须注意某种鱼的投入数量,不宜超过该鱼在生态系统中的　　　　　　　　　　。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落的　　　　　　结构。 ‎ ‎(2)在上述两种农业生产模式中,模式2主要体现了　　　　　　　　的优化设计,按照　　　　　　　　　规律通过综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。 ‎ ‎(3)沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于　　　　　　　(填生态成分)。 ‎ ‎(4)下列不属于生态农业生产方式的是　　　　。 ‎ A.病虫害的生物防治 B.作物轮作、套种 C.使用化肥提高作物产量 D.秸秆等农业废弃物的资源化利用 ‎(5)当农业生产对人类自身生存环境产生负效应的时候(如农药的过度使用等),最终会导致对人类自身的伤害,故农业要与生态工程紧密结合,如通过增加农业生态系统的　　　　　　　　,把能量流动和物质循环引导到更多和更小的循环圈中。下列实现人与自然的和谐发展的措施中,最合理的是　　　　。 ‎ A.通过生物技术手段,转化淀粉生产可再生能源 B.使用化学农药防治病虫害,保证粮食稳产 C.发展生态农业,实现物质和能量的多级利用 D.大力开垦湿地,扩大粮食种植面积 答案 (1)环境容纳量　垂直　(2)种养结合　生态和经济 ‎(3)分解者　(4)C　(5)生物多样性　C 解析 (1)环境容纳量为该生态系统中能容纳该种鱼的理论最大值,超过后就会打破原有生态平衡,不同鱼在池塘的不同水层体现的是垂直方向的分层结构。(2)种养结合的优化设计就是按照生态和经济规律,通过综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。(3)产甲烷杆菌将有机物分解产生无机物,是生态系统的分解者。(4)农业生态工程中种植业和畜牧业合理优化技术明确指出要减少化肥的使用,故选C。(5)增加农业生态系统的生物多样性,把能量流动和物质循环引导到更多和更小的循环圈中;发展措施中,应将废物转化为其他能源,淀粉本身就是食物不是废物,A项错误;农药的使用不符合生态农业要求,B项错误;“发展生态农业,实现物质和能量的多级利用”符合生态农业的要求,C项正确;应该保护湿地,保护生态系统多样性,D项错误。‎