高考生物大二轮专题复习与增分策略专题胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题生态工程.docx
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1、专题17 胚胎工程、生物技术安全性和伦理问题、生态工程重温考纲要求1.动物胚胎发育基本过程与胚胎工程理论基础()。2.胚胎干细胞移植()。3.胚胎工程应用()。4.转基因生物安全性()。5.生物武器对人类威胁()。6.生物技术中伦理问题()。7.简述生态工程原理()。8.生态工程实例()。1.胚胎工程相关判断(1)为获取更多卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其同期发情()(2)绝大多数精卵细胞识别具有物种特异性()(3)卵裂球细胞体积随分裂次数增加而不断增大()(4)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植()(5)培养早期胚胎培养液中含维生素、激素等多种能源物质()(6)早期胚胎培养
2、与动物细胞培养培养液通常都需加入血清()(7)在胚胎移植时,对供体和受体母牛都要进行相同激素处理()(8)胚胎分割时需将原肠胚内细胞团均等分割()(9)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同胚胎()(10)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点()2.生物技术安全性和伦理问题判断(1)转基因生物扩散到种植区之外不可能造成“基因污染”()(2)转基因生物不改变生物原有分类地位、减少了农药使用、保护了农田土壤环境()(3)克隆人违反了人类伦理道德,是克隆技术滥用()(4)我国禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆()(5)设计试管婴儿不需要对胚胎进行基因检测()(6)国际上大多数国家都
3、在转基因食品标签上警示性注明可能危害()(7)种植转基因作物应与传统农业种植区隔离()(8)转基因作物被动物食用后,目基因会转入动物体细胞中()(9)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物基因多样性()(10)转基因植物目基因可能转入根际微生物()3.生态工程判断(1)单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害协调与平衡原理()(2)草原确定合理载畜量,不能过度放牧协调与平衡原理()(3)引种考虑适应环境物种多样性原理()(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()(5)实施生态工程目是为人们提供丰富生产和生活物质()(6)要实现人与自然和谐发展,通过生物技术手段,转化
4、淀粉生产可再生能源是最合理()(7)要实现人与自然和谐发展,发展生态农业,实现物质和能量多级利用是最合理()一、胚胎工程及生物技术安全性与伦理问题1.(2016全国甲,40)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)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,则其性染色体组成可为 。过程表示去除细胞核,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 方法。代表过程是 。(2)经过多次传代后,供体细胞中 稳定性会降低,因此选材时必须关注传代次数。(3)若获得克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质角度分析其原因是 。(4)与克隆羊“多利”培养成功一样
5、,其他克隆动物成功获得也证明了 。答案(1)XX或XY显微操作(去核法)胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞细胞质中遗传物质会对克隆动物性状产生影响(4)已经分化动物体细胞细胞核具有全能性解析(1)提供体细胞供体可能为雌性,也可能为雄性,因此图中A(正常细胞核)性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞细胞核。过程表示将早期胚胎移入受体,其过程为胚胎移植。(2)取供体动物体细胞培养,一般选用传代10代以内细胞,因为10代以内细胞一般能保持正常二倍体核型,保证了供体细胞正常遗传基础。超过10代继续培养,则其遗传物质(或核型)稳定性会降低。(3)克隆动物细胞核基因来自供体细胞,因
6、此大部分性状与供体相同,但细胞质基因来源于受体(或提供卵母细胞个体),即卵母细胞细胞质中遗传物质会对克隆动物性状产生影响,这就决定了克隆动物性状与供体不完全相同。(4)克隆动物培育采用是核移植技术,核移植技术原理是:已经分化动物体细胞细胞核具有全能性。2.(2015重庆,8)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低问题,引进了含高产奶基因但对本地适应性差纯种公牛。(1)拟进行如下杂交:A(具高产奶基因纯种)B(具适宜本地生长基因纯种)C选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常 。若C中母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明高产奶是 性状。为获得产奶量高且适宜本地生长母牛,根据现有类型,最佳
7、杂交组合是 ,后代中出现这种母牛概率是 (假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。(2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力,需对其进行 处理;卵子成熟在过程 中完成。在过程培养基中含有葡萄糖,其作用是 。为筛选出具有优良性状母牛,过程前应鉴定胚胎 。子代母牛优良性状与过程 基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎利用率,可采用 技术。答案(1)生长发育或胚胎发育隐性AC1/8(2)获能或增强活力供能性别、高产奶和适宜本地生长基因(3)胚胎分割解析(1)由于胚胎能在母体内正常生长发育,所以选择B作为母本。若子代母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明适宜本地生长是
8、显性性状(设基因为M),高产奶是隐性性状(设基因为n)。则A基因型是mmnn,B基因型是MMNN,C基因型是MmNn,为获得产奶量高且适宜本地生长母牛(M nn),可选择A和C进行杂交,后代出现该种母牛概率是1/21/21/21/8。(2)精子经过获能处理才具有受精能力,卵子成熟发生在受精过程中,即过程。胚胎培养过程培养基中含有葡萄糖,葡萄糖氧化分解提供能量。具有优良性状母牛含有高产奶和适宜本地生长基因,则胚胎移植前应进行鉴定,同时还需鉴定性别。基因重组发生在减数分裂过程中,控制不同性状基因重新组合,由于供体公牛是纯合子,不会发生基因重组,供体母牛是杂合子,则子代母牛优良性状与供体母牛产卵过程
9、中基因重组有关。(3)为提高已有胚胎利用率,可采用胚胎分割技术,增加胚胎数量。悟规律以胚胎干细胞培养最新研究成果为背景考查胚胎工程应用。多与细胞工程、基因工程相结合进行命题,以非选择题形式考查。1.把握胚胎工程操作流程(1)胚胎移植4个结论胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置转换;胚胎移植优势是充分发挥雌性优良个体繁殖潜能。胚胎移植过程中两次使用激素,第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。胚胎移植过程中两次检查:第一次对收集胚胎进行检查;第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。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形成,还是
10、由核移植技术形成重组细胞并发育而成或胚胎分割形成。(2)胚胎分割2个注意事项材料选择:选择发育良好、形态正常桑椹胚或囊胚。分割注意点:选材为囊胚时,注意将内细胞团均等分割。(3)胚胎工程中受精作用3个关键点受精标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。受精完成标志是雌、雄原核融合。体外受精时,卵母细胞要培养到减数第二次分裂中期,精子需要获能。2.理清治疗性克隆和生殖性克隆区别和联系类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育,获得人复制品水平细胞水平个体水平联系都属于无性生殖;产生新个体或新组织,遗传信息相同3.把握试管婴儿和设计试管婴儿异同点(1)设计试管
11、婴儿比试管婴儿多出是过程。(2)试管婴儿主要是解决不孕夫妇生育问题,设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病治疗。(3)两者都是体外受精,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。1.请回答下列关于胚胎工程方面问题:(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛培育需经过体外受精、 、胚胎移植以及在母体中发育和分娩等过程。(2)在“试管牛”培育过程中,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)早期胚胎可用人工方法从输卵管内获得,这个过程称为 。也可以从体内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。(4)获得早期胚胎可通过 技术移入母体子宫内继续发育,暂不移
12、入胚胎可使用 方法保存。(5)动物胚胎干细胞(ES细胞)可由早期胚胎或 中分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望通过诱导iPS细胞进行定向 后用于疾病细胞治疗。答案(1)早期胚胎培养(2)获能(3)冲卵体外受精(4)胚胎移植冷冻(或低温)(5)原始性腺诱导分化解析(1)试管牛培育过程包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体中发育和分娩等过程。(2)在“试管牛”培育过程中,精子进行获能处理后才能完成受精。(3)用人工方法从输卵管内获得早期胚胎过程称为冲卵。若是从体内取出卵子,则需要通过体外受精后,进行早期胚胎培养才能获得早期胚胎。(4)获得早期胚胎可通过胚胎移植技术移入母体
13、子宫内继续发育,暂不移入胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(5)动物胚胎干细胞(ES细胞)可由早期胚胎或原始性腺中分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望通过诱导iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病细胞治疗。2.2013年,全球首批全基因组测序PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题同时,部分肿瘤疾病、遗传性疾病家族性遗传也将有望避免。(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用 处理,促进母亲排出更多卵子。胚胎发育卵裂期在 (填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成有32个细胞左
14、右胚胎,叫 ,可用于胚胎移植。(2)目前SRYPCR法是对胚胎性别进行鉴定最有效最准确方法。操作基本程序是:从被测囊胚中取出几个 (填“部位”)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上性别决定基因(即SRY基因)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。(3)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,在去除卵母细胞细胞核时,可用微型吸管把位于 和 之间第一极体一并吸出。答案(1)促性腺激素透明带桑椹胚(2)滋养层引物滋养层细胞DNA男(3)卵细胞膜透明带解析(1)促性腺激素能够促进排卵;到了囊胚阶段出现孵化现象,透明带才破裂,在此之前发
15、育,都在透明带内。(2)SRYPCR性别鉴定,选用提取DNA细胞,理论上任何部位都可以,为了保证胎儿正常发育一般选用滋养层细胞。SRY特异性探针出现阳性反应者,说明含有SRY基因,为男性。(3)第一极体位于卵细胞膜和透明带之间。二、生态工程(2011新课标全国,40)现有一生活污水净化处理系统,处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”,其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后,可用于浇灌绿地。回答问题:(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中,微生物通过 呼吸将有机物分解。(2)植物池中,水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中微生物共同组成
16、了 (生态系统、群落、种群)。在植物池食物网中,植物位于第 营养级。植物池中所有蛙类获得能量最终来源于 所固定 能。(3)生态工程所遵循基本原理有整体性、协调与平衡、 和 等原理。(4)一般来说,生态工程主要任务是对 进行修复,对造成环境污染和破坏生产方式进行改善,并提高生态系统生产力。答案(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种多样性(4)已被破坏生态环境(或受损生态系统)解析(1)生活污水流经厌氧沉淀池时,厌氧微生物通过无氧呼吸将有机物分解;流经曝气池时,其中需氧微生物通过有氧呼吸将有机物分解;流经兼氧池时,其中微生物则通过有氧呼吸和无氧呼吸将有机物分解。(2
17、)水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中微生物组成整体,不止一种生物,故排除种群;不包含无机环境,故排除生态系统,则这个整体属于群落。植物为生产者,属于第一营养级;生态系统中消费者和分解者能量都是最终来源于生产者固定太阳能。(3)生态工程建立要把社会、经济和自然作为一个统一整体来考虑,需要考虑生物与环境协调与平衡,分层、分级利用废弃物中物质,并增加生物种类以增强生态系统稳定性,故生态工程需遵循基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理和物种多样性原理等。(4)生态工程对恢复和重建受损生态系统有着重要作用,通过生态工程对已被破坏生态环境进行修复和改善,可提高生态系统生产力。1.理清生态工
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