2024届高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用练习含解析新人教版必修1202306052111.doc

2024届高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用练习含解析新人教版必修1202306052111第三单元细胞的能量供应和利用综合过关规范限时检测本试卷分为选择题和非选择题两部分。满分100分。考试时间60分钟。第卷(选择题共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。每小题给出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的。)1(2020·山东省泰安市高三上学期期末)细胞中的酶与代谢密切相关。某同学进行了如下操作：在一只U型管底部中央放置了不允许二糖通过的半透膜(对单糖的通透性未知)；将U形管左侧和右侧分别倒入等量的质量分数相等的蔗糖溶液和麦芽糖溶液；在U形管的两侧同时滴入等量的麦芽糖酶溶液；观察右侧液面的变化情况。下列叙述错误的是(C)A液面的变化情况取决于半透膜的通透性B液面可能会一直升高至一定高度后停止C液面可能先下降后再上升至一定高度停止D该实验可用来验证酶的专一性解析半透膜不允许二糖通过，但对单糖的通透性未知，所以液面的变化情况取决于半透膜的通透性，A正确；如果半透膜不允许单糖通过，麦芽糖酶能将麦芽糖水解，所以液面可能会一直升高至一定高度后停止，B正确； 如果半透膜允许单糖通过，麦芽糖酶能将麦芽糖水解，所以液面可能先上升后再下降至一定高度停止，C错误；二糖分别为蔗糖和麦芽糖，只加入麦芽糖酶溶液，所以该实验可用来验证酶的专一性，D正确。 故选C。2(2021·北京市朝阳区生物二模)关于真核细胞结构或功能的叙述，错误的是(A)A叶绿体外膜上有光合色素分布B叶肉细胞的细胞壁含有纤维素C内质网膜为酶提供了附着位点D核膜主要由脂质和蛋白质组成解析叶绿体外膜上没有光合色素分布，光合色素只分布在类囊体薄膜上，A错误；叶肉细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，B正确；内质网膜为酶提供了附着位点，C正确；核膜的主要成分是脂质和蛋白质，D正确。3(2021·山西联考)为探究影响酶活性的因素，某班同学设计了如下实验，其中合理的是(C)编号探究课题选用材料与试剂温度对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液可溶性淀粉溶液碘液温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液斐林试剂pH对酶活性的影响过氧化氢溶液新鲜的肝脏研磨液pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液碘液A.BCD解析探究温度对酶活性的影响，自变量是温度的不同，依据酶的专一性，应选择新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，用碘液检测淀粉的剩余量，但不能用斐林试剂检测淀粉的水解产物还原糖，因为用斐林试剂检测需水浴(5065 )加热，会对实验产生干扰；探究pH对酶活性的影响，自变量是pH的不同，新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶催化过氧化氢水解产生水和氧气，因此可通过观察单位时间内气泡的产生量来推知过氧化氢酶的活性；淀粉在酸性条件下，也会发生水解，所以探究pH对酶活性的影响，不能使用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和碘液。4(2021·甘肃、青海、宁夏联考)下列关于细胞呼吸及其应用的叙述，错误的是(B)AO2与CO2的比值，线粒体内比细胞质基质内低B无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中有少量ATP生成C幼叶细胞的呼吸速率通常比成熟叶的大D降低O2浓度可抑制果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗解析O2以自由扩散的方式顺浓度梯度由细胞质基质进入线粒体而被利用，CO2的产生部位是细胞质基质和线粒体基质，可见，O2与CO2的比值，线粒体内比细胞质基质内低；无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中没有能量的释放，也就没有ATP生成；一般而言，幼叶细胞代谢强度高于成熟叶，因此幼叶细胞的呼吸速率通常比成熟叶的大；有氧呼吸必须有O2参与，O2浓度的高低会影响有氧呼吸的强度，所以降低O2浓度可抑制果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗。5(2021·资阳模拟)吡唑醚菌酯能阻止线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞呼吸，据此推测该物质可以(D)A直接抑制线粒体内产生CO2的反应过程B降低细菌和真菌细胞中ATP的产生速率C抑制酵母菌在无氧环境中的酒精发酵过程D用于治理需氧型真菌所引起的农作物感染解析线粒体内产生CO2的反应为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，而吡唑醚菌酯能阻止线粒体内膜上的有氧呼吸过程即第三阶段，A错误；细菌属于原核生物，细胞中不含线粒体，所以该物质不会降低细菌中ATP的产生速率，B错误；酵母菌在无氧环境中的酒精发酵过程只发生在细胞质基质中，所以该物质不会抑制酵母菌在无氧环境中的酒精发酵过程，C错误；吡唑醚菌酯能阻止线粒体内膜上的反应(即阻止有氧呼吸第三阶段)，因此吡唑醚菌酯可用于治理由需氧型真菌所引起的农作物感染，D正确。6(2020·河北武邑中学上学期一调)下图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是(B)AO2浓度为a时，最适于储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸BO2浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍CO2浓度为c时，只进行有氧呼吸DO2浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等解析据图可知，CO2的释放量在O2浓度为c时最少，因此O2浓度为c时细胞呼吸最弱，最适合储藏该植物器官，A错误；O2浓度为b时，O2的吸收量为3，CO2的释放量为8，通过计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，B正确；O2浓度为c时，CO2释放量大于O2吸收量，说明此时存在无氧呼吸和有氧呼吸，C错误；O2浓度为d时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该器官只进行有氧呼吸，而无氧呼吸被完全抑制，D错误。7(2020·山东省泰安市高三上学期期末)如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(、为色素条带)。下列相关叙述正确的是(D)A实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深B实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好C色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离D结果推知，与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄解析实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少，都会导致色素条带颜色变浅，A错误；实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B错误；色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液中，看不到四条色素带，C错误；由结果推知，与正常光照下相比，该植物强光照下类胡萝卜素的含量偏高，叶片会发黄，D正确。故选D。8(2020·山东省潍坊市高三二模)Rubisco是植物细胞内参与光合作用固定CO2的酶。下表是不同温度对两品种水稻中Rubisco活性(umol·mg1·min1)影响的有关数据。以下叙述错误的是(B)温度Rubisco活性水稻品种21 24 27 30 两优1.131.251.030.80丰优1.071.030.950.79A.Rubisco分布在叶绿体基质中，其合成可能受核基因控制BRubisco只在植物绿色组织中表达，其催化的反应消耗大量的ATPCRubisco在不同品种水稻细胞内活性不同，可能与其分子结构的微小改变有关D通过表中数据不能确定Rubisco的最适温度解析Rubisco是催化暗反应的酶，分布在叶绿体基质中，其合成可能受核基因控制，A正确；Rubisco只在植物绿色组织中表达，其催化的反应为RuBP和CO2生成C3，不消耗ATP，B错误；结构决定功能，Rubisco在不同品种水稻细胞内活性不同，可能与其分子结构的微小改变有关，C正确；表中的数据太少，通过表中数据不能确定Rubisco的最适温度，D正确。故选B。9(2020·贵州省贵阳市高三一模)下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是(B)A正常进行光合作用的细胞，停止CO2供应后叶肉细胞内C5/C3的比值降低B细胞呼吸产生的ATP可用于肌肉收缩、主动运输等生命活动C对真核生物而言，细胞呼吸产生ATP一定是在线粒体中D光合作用产生的H可进入线粒体参与H2O的生成解析正常进行光合作用的细胞，停止CO2供应后C5的生成不变，C3的生成减少，C5/C3的比值升高，A项错误；细胞呼吸产生的ATP可用于肌肉收缩、主动运输等耗能的生命活动，B项正确；对真核生物而言，细胞呼吸可以在细胞质基质中产生ATP，C项错误；光合作用产生的H用于暗反应中三碳化合物的还原过程，不进入线粒体参与H2O的生成，D项错误。10(2021·太和县月考)如图表示蝴蝶兰在正常条件下和长期干旱条件下 CO2 吸收速率的日变化，据图分析，下列叙述正确的是(A)A长期干旱条件下，蝴蝶兰可通过夜间吸收CO2以适应环境B长期干旱条件下，叶肉细胞在1016时不能进行光反应C正常条件下，12时 CO2吸收速率最快，植株干重最大D长期干旱条件下，叶肉细胞在024时不能产生ATP解析图中可以看出，在长期干旱条件下，蝴蝶兰除了可以进行呼吸作用外还可在夜间吸收CO2并贮存在细胞中，而白天时气孔关闭，A正确；1016时CO2的吸收速率降为0，此时的光合作用速率等于呼吸作用的速率，B错误；正常条件下，12时CO2吸收速率最快，表明光合作用最强，但是植株干重在20点之前与横轴的交点处最大，C错误；长期干旱条件下，植物细胞在024时都可进行呼吸作用，产生ATP，D错误。11(2021·八校联考高三第一次联考)在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机盐对植物生长发育的影响，科研小组进行了不同的盐浓度对植物最大光合速率和呼吸速率影响的实验，结果见下表。下列有关实验结果的分析，正确的是(D)盐浓度(mmol·L1)最大光合速率(mmolCO2·m2·s1)呼吸速率(mmolCO2·m2·s1)0(对照)31.651.44100(低盐)36.591.37500(中盐)31.751.59900(高盐)14.452.63A.对照组的植物应该培养在蒸馏水中B植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸作用产生的CO2量来测定C与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多D高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降解析对照组培养液除了要含蒸馏水外，还需要添加其他的生命活动所必需的无机盐，A错误。植物的呼吸速率应该是测定整株植物，即所有细胞的呼吸速率，而不是只是测定根细胞的呼吸速率，B错误。在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对照组小，产生有机物更多，而消耗的有机物更少，C错误。高盐条件下，植物的最大光合速率下降，可能是因为外界溶液的浓度过高，使植物细胞失水，从而使气孔关闭，CO2吸收减少，D正确。12(2021·江苏百校联考高三模拟)下图是以18O为线索绘制的植物叶肉细胞中发生的物质转化关系。有关叙述正确的是(A)A过程主要经过CO2固定和C3还原阶段B过程与丙酮酸转化为CO2同时消耗HC过程需要叶绿素，但不需要酶参与D过程需要的H来自线粒体中的葡萄糖解析依次代表暗反应(CO2固定和C3还原)、有氧呼吸第二阶段、光反应和有氧呼吸第三阶段。有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸转化为CO2和H并释放少量能量。光反应不仅需要色素吸收光能，还需要酶能参与ATP合成等过程。线粒体中不能分解葡萄糖。第卷(非选择题共40分)二、非选择题(共40分)13(13分)(2020·黑龙江哈师大附中期中)研究者从生物组织中提取出两种酶：酶A和酶B，进行了一系列研究，回答下列问题：(1)将酶A分为两组，一组遇双缩脲试剂后呈现紫色反应；另一组用RNA酶处理后，不再具有催化活性。这表明酶A的化学组成为既含蛋白质又含RNA。 (2)酶B是一种蛋白质，研究者采用定量分析方法测定不同pH对酶B的酶促反应速率(v)的影响，得到如图所示曲线。当pH偏离6.8时，酶促反应速率都会下降，下降的原因可能有三种：pH变化破坏了酶B的空间结构，导致酶不可逆失活；pH变化影响了底物与酶B的结合状态，这种影响是可逆的；前两种原因同时存在。现要探究当pH5时酶促反应速率下降的原因，请在上述实验基础上，简要写出实验思路(含预期结果及结论)。答案(2)先将酶B在pH5的条件下处理一段时间，升高pH至6.8，测定其酶促反应速率，若测定速率b，则为原因；若测定速率a，则为原因；若b<测定速率<a，则为原因。解析(1)将酶A分为两组，一组遇双缩脲试剂后呈现紫色反应，可以说明其中有蛋白质，另一组用RNA酶处理后，不再具有催化活性，可以确定其中含有RNA，综合确定，酶A的化学组成既含蛋白质又含RNA。(2)根据曲线及题干信息可以确定酶B的最适pH为6.8，当pH偏离6.8时，酶促反应速率都会下降，根据给出的原因，可以确定出设计实验的思路为：把酶B在pH5处理后再将pH升高到最适pH，看酶促反应速率是否升高，即可判断出酶B是可逆性失活还是不可逆性失活，再根据酶促反应速率升高的大小可以判断出两种情况是否都存在。14(14分)(2021·湖北八校联考)把等量新鲜的不同植物叶片(叶面积相同)放在密闭透明的容器内(形状大小相同)。并把它们暴露在不同颜色的光照下(光照强度相同)。经过8小时后，对容器内的氧气进行测量，得到下表所示的实验数据。请回答下列问题：光合作用反应速率容器植物部位光的颜色温度/O2增加量/mL1天竺葵叶红色251202天竺葵叶绿色25153紫罗兰叶红色25804紫罗兰叶绿色2510注：4个容器内植物叶片呼吸速率相同。(1)该实验的自变量是植物种类和光的颜色，实验中的光合作用反应速率是植物叶片的净光合速率(填“净光合速率”或“总光合速率”)。 (2)容器1和2内O2增加量不同的原因是叶片中的色素吸收的红光远大于绿光，导致容器1内的净光合速率远大于容器2内的。 (3)容器1和3内O2增加量不同，原因是植物种类的不同，则其影响因素可能是光合作用酶的活性(或含量)不同。 (4)如果将实验的时间适当延长(其他条件不变)，最终发现容器1和3内O2增加到一定数值后不再增加，原因是容器内的CO2浓度降低，导致光合速率等于呼吸速率(或净光合速率为零)，O2含量不再增加(实验过程中叶片活性始终不变)。解析(1)该实验中除了植物种类不同，各组中另一个不同的处理是光的颜色不同，故实验的自变量为植物种类和光的颜色，通过检测不同条件下氧气的释放量来表示植物的净光合速率。(2)容器1和2内的自变量为光照颜色不同，由于叶片中的色素吸收的红光远大于绿光，导致容器1内的净光合速率远大于容器2内的净光合速率，所以容器1和2内O2增加量不同。(3)容器1和3的自变量是植物的种类不同，两个容器内O2增加量不同，可能是不同植物体内光合作用酶的活性或含量不同。(4)由于各组净光合速率大于0，所以随着实验时间的延长，导致容器中的二氧化碳浓度逐渐降低，进而限制了光合速率，当光合速率等于呼吸速率时，容器1和3内O2不再增加。15(13分)(2020·山东烟台期末)石莼是烟台海边常见的一种大型海藻，能将合成的酶分泌到细胞外，催化HCO形成CO2，然后CO2被细胞吸收。图1表示该植物细胞内部分代谢过程，甲丁表示物质，表示过程。图2表示将生长状态一致的石莼分别培养在两种无机碳(HCO)浓度下：2.2 mol/L(正常海水)、8.8 mol/L(高无机碳海水)，然后在20 、30 条件下分别测定其在这两种环境中的光合速率。请回答下列问题：图1图2(1)图1中表示的过程中，能为细胞吸收K、NO等矿质离子提供ATP的过程包括(填数字标号)，物质乙为丙酮酸。该植物缺乏氮元素时会影响光合作用，原因是氮是叶绿素和多种酶的组成元素。 (2)据图2分析，在无机碳浓度为2.2 mol/L，温度从20 升至30 时，石莼的最大光合速率升高(填“升高”“降低”或“基本不变”)，最大光合作用速率时限制光合速率的环境因素主要是无机碳浓度，判断依据是升高无机碳浓度后，石莼的最大光合速率升高。 (3)在无机碳浓度为8.8 mol/L的环境中，30 条件下的光饱和点(达到最大光合速率时的最小光照强度)高于20 条件下的，原因是随着温度升高，酶活性升高，石莼固定CO2产生的C3多，需要光反应产物ATP、H多，所以光强要求更高。 解析(1)细胞吸收K、NO等矿质离子属于主动运输，其能量可以由细胞呼吸提供，图中都能产生能量，为该过程供能；有氧呼吸第一阶段，葡萄糖分解产生丙酮酸和H，所以物质乙是丙酮酸；氮是叶绿素和多种酶的组成元素，植物缺乏氮元素时，叶片中的叶绿素含量减少，光合作用就会受影响。(2)由图2可以看出，在无机碳浓度为2.2 mol/L，温度为20 时，石莼的最大光合速率为400，温度升为30 时，石莼的最大光合速率为600，在这个过程中，石莼的最大光合速率升高；从图中可以看出，升高无机碳浓度(8.8 mol/L)后，石莼的最大光合速率升高，所以最大光合速率时限制光合速率的环境因素主要是无机碳浓度(CO2浓度)。(3)在无机碳浓度为8.8 mol/L的环境中，酶的活性随着温度的升高而升高时。第3讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题1(2020·黑龙江哈九中高考模拟)下图为吉林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)获得赖氨酸转基因克隆奶牛所用的细胞工程技术手段包括动物细胞培养、动物细胞核移植。通过显微操作去除卵母细胞中的核，用物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程，构建重组胚胎。克隆牛诞生的主要原理是已高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有发育的全能性，这个过程属于无性生殖(有性生殖/无性生殖)。(2)将编码赖氨酸的基因转入胚胎成纤维细胞的核心步骤是目的基因表达载体的构建。(3)赖氨酸转基因克隆奶牛的早期胚胎在母体子宫内形成后，所以能够收集，其依据的生理学基础是早期胚胎在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态；赖氨酸转基因克隆奶牛的乳汁中富含赖氨酸，因此我们将之称为乳腺(房)生物反应器。解析(1)分析流程图可知，获得赖氨酸转基因克隆奶牛所用的技术有基因工程、动物体细胞核移植、动物细胞培养、早期胚胎培养及胚胎移植技术，其中所用的细胞工程技术手段是动物细胞培养、动物细胞核移植技术。通过显微操作去除卵母细胞中的核，用物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程，可构建重组胚胎。克隆牛诞生的主要原理是已高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有发育的全能性，这个过程属于无性生殖。(2)基因工程中将编码赖氨酸的基因(即目的基因)转入胚胎成纤维细胞(受体细胞)的核心步骤是目的基因表达载体的构建。(3)早期胚胎在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态，因此赖氨酸转基因克隆奶牛的早期胚胎在母体子宫内形成后，可以收集；赖氨酸转基因克隆奶牛的乳汁中富含赖氨酸，因此将之称为乳腺(房)生物反应器。2(2020·山西高考模拟)人乳铁蛋白是一种具有免疫作用的含铁的糖蛋白，由乳腺上皮细胞表达和分泌，是母乳与普通婴儿配方奶粉的主要区别之一。应用基因工程和胚胎工程技术，将人的乳铁蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产出人乳铁蛋白已成为可能。其过程大致如下：.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。.将人乳铁蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞。.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎。.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因牛，从乳汁中大量获得人乳铁蛋白。请回答下列问题：(1)过程在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的是超数排卵。在体外受精前，需要对奶牛的精子进行获能处理。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透明带反应和卵细胞膜反应。(2)过程将人的乳铁蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是显微注射法。(3)进行动物早期胚胎体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、氨基酸、激素、核苷酸等营养成分和动物血清。如果想同时获得更多相同的子代，可采用胚胎分割技术，若对囊胚操作，应注意将内细胞团均等分割。(4)早期胚胎移植到代孕奶牛体内时，代孕奶牛对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎在代孕奶牛体内的存活提供了可能。解析(1) 由于促性腺激素有促进雌性动物排卵的作用，所以为了获取更多的卵母细胞，常常需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的就是超数排卵。在体外受精前，需要对奶牛的精子进行获能处理。受精时，往往一个卵母细胞只能和一个精子结合，主要原因是受精过程中存在透明带反应和卵细胞膜反应两个防止多精入卵的生理反应。(2)将目的基因(人的乳铁蛋白基因)导入受体动物(奶牛)的受精卵中常常采用显微注射法。(3)进行动物早期胚胎体外培养时，培养液中需添加的营养成分有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、激素、核苷酸和动物血清等。如果想同时获得更多相同的子代，可采用胚胎分割技术，若对囊胚进行分割操作，应注意将内细胞团均等分割。(4)早期胚胎移植到代孕奶牛体内时，代孕奶牛对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎在代孕奶牛体内的存活提供了可能。3(2020·山西高三期末)自然情况下，牛的生育率很低，通过胚胎工程的技术手段，可以实现良种牛的快速繁殖。回答下列问题：(1)自然条件下，哺乳动物的受精作用是在雌性动物的输卵管内完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成受精。(2)釆用胚胎移植的方法，可使一头良种雌性黄牛一年生下数十头自己的后代。该方法的操作过程中需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行同期发情处理。一般来说，胚胎移植的适宜时期是胚胎发育至桑椹胚或囊胚阶段。在胚胎移植过程中，移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(3)釆用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和早期胚胎培养。采集的精子需要经过获能处理，才具备受精能力。一般情况下，符合受精要求的精子和卵子可以在获能(或专用的受精)溶液中完成受精过程。培养早期胚胎时，所用培养液的成分除了一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及动物血清等物质。解析(1)自然条件下，哺乳动物的受精作用是在雌性动物的输卵管内完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成受精。(2)釆用胚胎移植的方法，可使一头良种雌性黄牛一年生下数十头自己的后代。该方法的操作过程中需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行同期发情处理。一般来说，胚胎移植的适宜时期是胚胎发育至桑椹胚或囊胚阶段。在胚胎移植过程中，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这是移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础。(3)釆用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和早期胚胎培养。采集的精子需要经过获能处理，才具备受精能力。一般情况下，符合受精要求的精子和卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。培养早期胚胎时，所用培养液的成分除了一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及动物血清等物质。4(2021·长郡月考)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已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，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、协调与平衡、整体性、物种多样性等原理。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”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群落(填“生态系统”“群落”或“种群”)；该生态农业模式能实现能量的多级利用(多途径利用)。5(2021·广东高考模拟)回答下列问题：(1)用头发将蝶螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，有核的一半能分裂，无核的一半不能分裂。当有核的一半分裂到1632个细胞时，科学家将其中一个细胞的细胞核挤到无核的一半，结果发现这一半也开始分裂，并且像有核的那一半一样，最终发育成正常的胚胎。科学家通过这个实验证明了早期胚胎细胞的细胞核具有全能性，从而为核移植技术的发展奠定了理论基础。(2)进行体细胞核移植前，从具有优良性状的动物体中取体细胞进行培养，培养条件除营养、温度和pH适宜外，还应保证无菌、无毒、适宜气体环境(答出2点)。核移植前还需对受体卵母细胞进行去核操作，其目的是保证核移植的胚胎或动物的遗传物质主要来自供体。(3)经核移植得到重组细胞后，一般还需经过早期胚胎培养、胚胎移植等技术环节，才能获得克隆动物。(4)体细胞的细胞核必须被移植到去核卵母细胞后才能表现出全能性，原因主要是卵母细胞的细胞质含有促进细胞核全能性表达的物质。根据这一启示，请提出一种恢复体细胞分裂分化能力的新思路：从卵母细胞中分离出促进细胞核全能性表达的物质，将其导入到细胞中。解析(1)用头发将蝶螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，有核的一半能分裂，无核的一半不能分裂。当有核的一半分裂到1632个细胞时，科学家将其中一个细胞的细胞核挤到无核的一半，结果发现这一半也开始分裂，并且像有核的那一半一样，最终发育成正常的胚胎。科学家通过这个实验证明了早期胚胎细胞的细胞核具有全能性，从而为核移植技术的发展奠定了理论基础。(2)进行体细胞核移植前，从具有优良性状的动物体中取体细胞进行培养，培养条件除营养、温度和pH适宜外，还应保证无菌、无毒、适宜气体环境。核移植前还需对受体卵母细胞进行去核操作，其目的是保证核移植的胚胎或动物的遗传物质主要来自供体。(3)经核移植得到重组细胞后，一般还需经过早期胚胎培养、胚胎移植等技术环节，才能获得克隆动物。(4)由于卵母细胞的细胞质含有促进细胞核全能性表达的物质，体细胞的细胞核必须被移植到去核卵母细胞后才能表现出全能性。根据这一启示，可从卵母细胞中分离出促进细胞核全能性表达的物质，将其导入到细胞中，从而恢复体细胞分裂分化能力。6(2020·江西临川一中高考模拟)研究人员成功的获得了一种野生型濒危生物东方盘羊的克隆后代，他们在试验中将2只死后的雌性野生盘羊的细胞核注入到去核的家羊卵母细胞中构建了重组细胞，并最终获得了健康的克隆子代，该研究可应用到濒危动物和珍惜动物的保护领域。回答下列问题：(1)核移植的理论基础是细胞核的全能性，该试验获得的健康的子代的性状更加接近于东方盘羊(填“东方盘羊”或“家羊”)，理由是重组细胞的主要遗传物质来自细胞核，而细胞核是东方盘羊提供的。(2)体外培养的重组细胞需要培养到桑椹胚或囊胚期时才可以移植到代孕母羊中，这是动物克隆技术的最后一道“工序”，这道“工序”称为胚胎移植。(3)为了降低克隆难度，核移植的供体细胞最好取自东方盘羊的胚胎干细胞(填“胚胎干细胞”或“体细胞”)，原因是胚胎干细胞的分化程度低，全能性高。解析(1)核移植的理论基础是细胞核的全能性，由于重组细胞的主要遗传物质来自细胞核，而细胞核是东方盘羊提供的，故试验获得的健康的子代的性状更加接近于东方盘羊。(2)体外培养的重组细胞需要培养到桑椹胚或囊胚期时才可以移植到代孕母羊中，这是动物克隆技术的最后一道“工序”，这道“工序”称为胚胎移植。(3)为了降低克隆难度，核移植的供体细胞最好取自东方盘羊的胚胎干细胞，原因是胚胎干细胞的分化程度低，全能性高。7(2020·石家庄模考)慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.84.8 g，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：请回答：(1)要实现超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，然后在恰当时期采集卵子。通过采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化学诱导法对羊的精子进行获能处理，即用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液处理。(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用人工合成的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、乳腺蛋白基因的启动子、终止子、标记基因等部分。(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定，一般采用SRYPCR方法，选择出现阴性反应的雌性(性别)胚胎进行移植。解析(1)在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，可促使其超数排卵。通过采集的精子用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行化学诱导处理，可使之获能。(2)已知白蛋白基因的碱基序列，可通过DNA合成仪用人工合成的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外，还需要有乳腺蛋白基因的启动子和终止子，乳腺蛋白基因的启动子可以在启动乳腺蛋白基因转录的同时启动白蛋白基因的转录。(3)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别，对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，以便从乳汁中提取白蛋白，因此应选择雌性胚胎进行移植。8(2020·山东高考模拟)基因定点整合可替换特定基因，该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的，将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上，替换突变基因，可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是：从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2，根据其碱基序列分别合成HB1 和 HB2，再将两者分别与基因HSVtk1、HSVtk2连接，中间插入正常 PKU 基因和标记基因neor，构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换，导致两者之间区域发生互换，如图所示。(1)构建重组载体时，常用的工具酶有限制性核酸内切酶(或限制酶)和DNA连接酶。该实验用小鼠胚胎干细胞作为 PKU 基因的受体细胞以培育出转基因小鼠，除了胚胎干细胞能大量增殖外，还因为胚胎干细胞全能性强。(2)为获得小鼠的胚胎干细胞，可将小鼠囊胚中的取出内细胞团，并用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使其分散成单个细胞进行培养，培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长，这种现象称为细胞贴壁(或贴壁生长)。(3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时，会出现 PKU 基因错误整合。错误整合时，载体的两个HSVtk中至少会有一个与neor一起整合到染色体DNA 上。已知含有neor 的细胞具有G 418的抗性，HSVtk1、HSVtk2的产物都能把DHPG 转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G 418及同时含有G 418和DHPG的培养液中进行培养，在双重选择下存活下来的是PKU基因正确整合(或PKU基因定点整合)的胚胎干细胞，理由是在含有G_418的培养液中培养时，不含neor的细胞全部死亡，含有PKU基因的细胞可以存活下来；在含有G_418和DHPG的培养液中培养时，错误整合的细胞因含HSVtk而死亡。(4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠，从个体生物学水平检测，若小鼠不患苯丙酮尿症，说明 PKU 基因成功表达。第3讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题考情研读·备考定位考点展示核心素养1动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础。2胚胎干细胞的移植。3胚胎工程的应用。4转基因生物的安全性。5生物武器对人类的威胁。6生物技术中的伦理问题。7简述生态工程的原理。8生态工程的实例。1生命观念理解胚胎发育的基本过程及胚胎工程的应用，理解生命的发生、发展。2科学思维深入分析转基因生物的安全性，生物技术的伦理问题，学会理性对待科学技术与社会发展的关系。3社会责任讨论生物武器对人类的威胁，担当应有的社会责任；了解环境问题，用生态工程的原理提出自己的见解，为环境建设尽力。考点一体内受精和早期胚胎发育自主回顾·素养储备基础梳理1胚胎工程的概念(1)操作对象：动物的早期胚胎或配子。(2)技术：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。2精子和卵子的发生(1)精子的发生场所：睾丸的曲细精管。时间：初情期生殖机能衰退。过程(2)卵子的发生场所：卵巢。时间：胎儿期和初情期后。|胎儿期|初情期后|3受精(1)场所：输卵管。(2)过程：准备阶段受精阶段4早期胚胎发育 思维辨析易错整合，判断正误。(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的(×)(2)卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的(×)(3)排卵是指卵泡从卵巢中排出(×)(4)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力()(5)判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体()(6)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障()(7)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(×)(8)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(×)(9)在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑椹胚期(×)(10)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘(×)延伸探究1精子的形成过程完全是在精巢中完成的，卵子的形成是否也完全在卵巢中进行？提示不是。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，减数第二次分裂是在受精过程中进行的，场所是输卵管