高中生物胚胎工程、生態(tài)工程練習題(2)
高中生物胚胎工程、生態(tài)工程的專項練習解析
一、生態(tài)工程的原理
1.基本原理
(1)物質循環(huán)再生原理：物質在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復、分層分級利用。
(2)物種多樣性原理：物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。
(3)協調與平衡原理：處理好生物與環(huán)境的協調與平衡，需要考慮環(huán)境承載力。
(4)整體性原理：進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到經濟和社會等系統(tǒng)的影響力。
(5)系統(tǒng)學和工程學原理：包括系統(tǒng)的結構決定功能原理和系統(tǒng)整體性原理。
胚胎工程的基本原理及應用
1.受精與早期胚胎培養(yǎng)
(1)體內受精的過程：
精子穿越放射冠和透明帶→精子進入卵細胞膜→原核形成→配子結合
(2)體外受精技術：
①卵母細胞的采集和培養(yǎng)。
?、诰拥牟杉瞳@能。
(3)早期胚胎發(fā)育：
?、龠^程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚
?、趫D示：
2.胚胎工程的操作流程
3.應用
(1)胚胎移植的應用
①加速育種工作和品種改良。
②可充分發(fā)揮優(yōu)秀個體的繁殖潛能，縮短繁殖周期，增加一生繁殖的后代數量。
(2)胚胎分割技術的應用
加速繁殖速度，為轉基因技術、性別控制技術提供活胚材料。
【歸納總結】
胚胎移植中兩次使用激素及兩次檢查的作用
1.胚胎移植過程中兩次使用激素，第一次常用孕激素等對受、供體進行同期發(fā)情處理;第二次用促性腺激素對供體做超數排卵處理。
2.胚胎移植過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查;第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。
生物技術的安全性和倫理問題
1.轉基因生物安全性問題
(1)食物安全方面：可能合成出毒蛋白，出現新的過敏原，改變食物的營養(yǎng)成分。
(2)生物安全方面：有可能造成“基因污染”，危害生物的多樣性。
(3)環(huán)境安全方面：有可能打破物種界限，改變生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán);造成二次污染或產生出危害動、植物和人類的生物或產物。
2.轉基因生物存在安全性的原因
(1)目前對基因的結構、調控機制及基因間的相互作用了解有限。
(2)目的基因往往是異種生物的基因。
(3)外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。
3.生物技術的倫理問題
(1)克隆人技術
?、龠`反人類倫理道德。
?、跊_擊現有婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)倫理道德觀念。
?、廴藶榈刂圃煸谛睦砩虾蜕鐣匚簧隙疾唤∪娜?。
(2)設計試管嬰兒
?、侔言嚬軏雰寒斪魅梭w零配件工廠，是對生命的不尊重。
②拋棄或殺死配型不合適的多余胚胎，無異于“謀殺”。
(3)基因檢測
?、賹€人隱私權提出挑戰(zhàn)。
?、谥圃旎蚱缫暋?/p>
考點一 胚胎工程
例1.(2016·高考全國甲卷)下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。
回答下列問題：
(1)圖中A表示正常細胞核，染色體數為2n，則其性染色體的組成可為________。過程①表示去除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用________的方法。②代表的過程是________。
(2)經過多次傳代后，供體細胞中________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關注傳代次數。
(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質的角度分析其原因是
________________________________________________________________________。
(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了_______。
(3)獲得的克隆動物性狀與供體動物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質的角度分析，性狀不完全相同的原因是：克隆動物細胞質中的遺傳物質來自去核卵母細胞的細胞質，細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響。(4)高度分化的動物體細胞的全能性受到限制，但其細胞核的全能性在卵母細胞細胞質中的物質的作用下仍能得以表達。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動物的培育成功，證明了高度分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。
【答案】(1)XX或XY 顯微操作 胚胎移植 (2)遺傳物質 (3)卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響 (4)動物已分化體細胞的細胞核具有全能性
【變式探究】閱讀如下資料：
資料丙：兔甲和兔乙是同一物種的兩個雌性個體，科學家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙體內，成功產出兔甲的后代，證實了同一物種的胚胎可在不同個體的體內發(fā)育。
回答下列問題：
(3)資料丙屬于胚胎工程的范疇。胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到________種的、生理狀態(tài)相同的另一個雌性動物體內，使之繼續(xù)發(fā)育成新個體的技術。在資料丙的實例中，兔甲稱為________體，兔乙稱為________體。
【答案】(3)同 供 受
考點二 生態(tài)工程
例2、現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。污水經凈化處理后，可用于澆灌綠地?；卮饐栴}：
(1)污水流經厭氧沉淀池、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。
(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________(填“生態(tài)系統(tǒng)”、“群落”或“種群”)。在植物池的食物網中，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。
(3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協調與平衡、________和________等原理。
(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方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力。
【解析】(1)依據題干提供的信息分析，污水流經厭氧沉淀池時，有些微生物能通過無氧呼吸分解有機物;流經曝氣池時，有些微生物能通過有氧呼吸分解有機物;流經兼氧池后，微生物能通過有氧呼吸和無氧呼吸分解有機物。(2)據本小題提供的信息可推知，植物池中所有的生物構成了群落。植物處于食物鏈的第一營養(yǎng)級;植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于生產者所固定的太陽能。(3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性原理、協調與平衡原理、物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、系統(tǒng)學和工程學原理等。(4)根據本小題中提供的信息可推測出，生態(tài)工程的主要任務是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境或受損的生態(tài)系統(tǒng)進行修復。
【答案】(1)無氧和有氧(或細胞) (2)群落 一 生產者 太陽 (3)物質循環(huán)再生 物種多樣性 (4)已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)系統(tǒng))
【變式探究】如圖是我國南方開始嘗試的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結構模式圖，它利用雛鴨旺盛的雜食性，吃掉稻田里的雜草和害蟲，利用鴨不間斷的活動產生中耕渾水效果，刺激水稻生長，用作物養(yǎng)豬、養(yǎng)鴨，用稻稈培育蘑菇、生產沼氣，豬鴨糞、沼渣肥田，生產出無公害的大米與蛋肉類。請據圖回答下列問題：
(1)該生態(tài)系統(tǒng)中最主要的成分是________，鴨在該生態(tài)系統(tǒng)中屬于第______營養(yǎng)級。
(2)若該生態(tài)系統(tǒng)中有鼠，調查鼠的種群密度，常用的方法是________;調查該生態(tài)系統(tǒng)中雜草中稗草的種群密度，一般采用的方法是________。
(3)在生態(tài)系統(tǒng)中，基本組成元素能在生物群落和無機環(huán)境中不斷循環(huán)，為什么還要往農田中不斷施加氮肥?
_______________________________________________________________________。
(4)寫出該生態(tài)系統(tǒng)運用的生態(tài)工程原理：______________________(至少2種)。
【答案】(1)水稻、雜草、蔬菜(生產者) 二、三
(2)標志重捕法 樣方法
(3)氮元素不斷通過農產品輸出該生態(tài)系統(tǒng)
(4)物質循環(huán)再生、整體性、協調與平衡、物種多樣性等原理
(2016·江蘇單科分)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物通過胚胎工程技術可以讓家貓代孕而繁育主要步驟如圖所示。下列相關敘述正確的是( )
步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割
誘導超數排卵所注射的激素只能作用于特定細胞
受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營
D.步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同
(2015·江蘇卷)下列關于動物細胞工程和胚胎工程的敘述正確的是( )
乳腺細胞比乳腺癌細胞更容易進行離體培養(yǎng)
細胞核移植主要在同種動物、同種組織的細胞之間進行
采用胚胎分割技術產生同卵多胚的數量是有限的
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
【答案】C
(2015·山東卷)[生物——現代生物科技專題]
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________技術過程采用的是胚胎工程中的________技術。
(2)體細胞進行體外培養(yǎng)時所需氣體主要有O和CO其中CO的作用是維持培養(yǎng)液(基)的________。
(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?；虮磉_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
(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。
【答案】(1)核移植 早期胚胎培養(yǎng) (2)pH (3)限制酶
連接酶 標記 (4)內細胞團 B
(2015·天津卷，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。
據圖分析下列敘述錯誤的是( )
該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代
捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒
三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細胞核
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】A正確;紅綠色盲位于細胞核內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正確;染色體全部位于細胞核內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D正確。
【答案】C
1.[2014·江蘇卷] 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?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^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( )
A.為了獲得更多的卵母細胞，需用雌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
D
19.[2014·山東卷] 【生物——現代生物科技專題】
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。
(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________。采集的精子需要經過________，才具備受精能力。
(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，這體現了早期胚胎細胞的________。
(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。
(1)同種限制性核酸內切酶(或同種限制酶) DNA分子雜交(或核酸探針) (2)超數排卵 獲能(處理) (3)顯微注射法 性別鑒定 全能性 (4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)
【解析】 (1)基因工程中，重組表達載體構建時，需用同種限制性核酸內切酶切割目的基因和載體，以得到相同的黏性末端便于連接。檢測目的基因是否插入受體細胞DNA的常用方法是DNA分子雜交技術(或核酸探針技術)。
(4)基因工程中，目的基因是否成功表達的標志是轉基因生物是否產生了目的基因控制合成的蛋白質。
.[2014·福建卷] [生物——現代生物科技專題] Rag2基因缺失小鼠不能產生成熟的淋巴細胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖：
(1)步驟①中，在核移植前應去除卵母細胞的________。
(2)步驟②中，重組胚胎培養(yǎng)到________期時，可從其內細胞團分離出ES細胞。
(3)步驟③中，需要構建含有Rag2基因的表達載體。可以根據Rag2基因的__________設計引物，利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達載體，所選擇的表達載體上應具有______________酶的酶切位點。
(4)為檢測Rag2基因的表達情況，可提取治療后小鼠骨髓細胞的________，用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗。
(1)細胞核
(2)囊胚
(3)核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ
(4)蛋白質
【解析】 (1)步驟①是核移植過程，是將上皮細胞的細胞核移植到去核卵母細胞。
(2)重組胚胎培養(yǎng)到囊胚期，可從其內細胞團分離出 ES 細胞。
21.[2014·江蘇卷] 下列關于蛙胚胎發(fā)育過程的敘述，正確的是( )
A.通過細胞分裂不斷增加細胞數量，并在一定時期發(fā)生細胞分化
B.胚胎發(fā)育過程中細胞不斷分裂，但不發(fā)生凋亡
C.隨著細胞分裂次數的增加，蛙胚的有機物總量不斷增加
D.發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得的氧氣和營養(yǎng)物質逐漸增加
A 【解析】 蛙受精卵經過細胞分裂形成早期胚胎，在早期胚胎發(fā)育過程中從囊胚期就開始出現分化，A項正確。胚胎發(fā)育過程中細胞不斷分裂，但是到一定時期部分細胞就不再分裂而分化為有特定形態(tài)、結構及功能的細胞，行使功能一段時間后就會衰老和凋亡，B項錯誤。在胚胎發(fā)育的早期，有機物在不斷分解為細胞分裂供能，所以有機物總量減少，C項錯誤。蛙胚胎發(fā)育過程中始終由卵黃提供營養(yǎng)，D項錯誤。
2. [2014·重慶卷] 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
D 【解析】在應用基因工程技術培育轉基因植物時，應避免選擇可能產生對人類有害物質的目的基因，A
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