高考生物二轮复习第部分板块专题第讲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、第2讲胚胎工程、生物技术安全性和伦理问题、生态工程全国卷5年考情导向考 点考 题考 情1.动物胚胎发育基本过程与胚胎工程理论基础()5年均未考查1.从近五年全国卷命题来看，对于胚胎移植概念及移植胚胎来源有所考查，其他知识均未涉及。2多以简单科研实例为载体考查本部分知识。如胚胎移植概念、基本程序等。有时也会结合基因工程技术或动物细胞工程技术综合考查。3备考时，注意以下两个方面：(1)图解分析法理解胚胎发育过程和胚胎移植程序。(2)列表比较法理解生态工程五个原理与实例。2.胚胎干细胞移植()5年均未考查3.胚胎工程应用()2016甲卷T40：胚胎移植在克隆哺乳动物中应用2013卷T40：胚胎移植概

2、念4.转基因生物安全性()5年均未考查5.生物武器对人类威胁()5年均未考查6.生物技术中伦理问题()5年均未考查7.简述生态工程原理()5年均未考查8.生态工程实例()5年均未考查考点串讲1| 胚胎工程及生物技术安全性与伦理问题1(2013全国卷)阅读如下资料：资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶基因进行了改造，使其表达T4溶菌酶第3位异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶耐热性。资料丙：兔甲和兔乙

3、是同一物种两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲后代，证实了同一物种胚胎可在不同个体体内发育。回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程范畴。将基因表达载体导入小鼠受精卵中常用_法。构建基因表达载体常用工具酶是_和_。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌作用是_ _。(2)资料乙中技术属于_工程范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对_进行改造，或制造一种_技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变原因是组成该酶肽链_序列发生了改变。(3)资料丙属于胚胎工程范畴。胚胎移植是指将获得早期胚胎移植到_种、生理状态相同另一个雌性

4、动物体内，使之继续发育成新个体技术。在资料丙实例中，兔甲称为_体，兔乙称为_体。【解析】根据题目条件，结合基因工程、蛋白质工程和胚胎工程相关知识解答。(1)小鼠细胞为动物细胞，将基因表达载体导入动物细胞常用方法是显微注射法；构建基因表达载体常用工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶；将基因表达载体导入植物细胞常用方法是农杆菌转化法，农杆菌作用是作为载体，将目基因导入受体细胞。(2)从资料乙中可以得出是对基因进行改造，结果是得到耐热性提高蛋白质，因此属于蛋白质工程范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质技术。对基因进行改造后，第3位

5、异亮氨酸变为半胱氨酸，该半胱氨酸与第97位半胱氨酸之间形成了二硫键，引起了空间结构改变，所以最终是由于氨基酸序列改变导致了空间结构改变。(3)胚胎工程中胚胎移植是指将雌性动物早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到胚胎，移植到同种、生理状态相同其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体技术。资料丙中甲兔提供受精卵，所以甲兔是供体；胚胎在乙兔子宫内发育，所以乙兔为受体。【答案】(1)显微注射限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受1准确记忆早期胚胎发育过程2培养液成分及早期胚胎去向(1)培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生

6、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理清胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞内在联系(1)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，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成。(2)胚胎移植优势：充分发挥雌性优良个体繁殖潜能。(3)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。4生物工程技术应用组合(1)转基因植物培育：基因工程植物组织培养。(2)转基因动物培育：基因工程动物细胞培养胚胎移植。(3)克隆动物培育：核移植动物细胞培养胚胎移植。(

7、4)植物体细胞杂交：酶工程体细胞融合植物组织培养。(5)试管婴儿培育：体外受精动物细胞培养胚胎移植。考向1 胚胎工程技术及应用1为了加快优良种牛繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题。(1)试管牛培育属于_(“有性繁殖”或“无性繁殖”)；试管牛和克隆牛培育过程中均用到工程技术有早期胚胎培养、_等；克隆牛培育依据原理是_。(2)促使B牛多排卵激素一般是_。对B牛和D牛要进行_处理。(3)在受精过程中，卵子受精标志是_。(4)在建立生产生长激素乳腺生物反应器过程中，科学家将_和乳腺蛋白基因_、_等调控组件重组在一起(该过程需要用到酶是_)，再通过_法导入牛_中。【解析】(1

8、)试管牛培育属于有性繁殖，试管牛和克隆牛培育过程中均用到工程技术有早期胚胎培养、胚胎移植等；克隆牛培育依据原理是动物细胞核具有全能性。(2)一般用促性腺激素处理供体母牛，促使其超数排卵；胚胎移植时，要对受体母畜和供体母畜进行同期发情处理。(3)在受精过程中，卵子受精标志是在透明带和卵细胞膜间有两个极体。(4)在建立生产生长激素乳腺生物反应器过程中，科学家将生长激素基因和乳腺蛋白基因启动子、终止子等调控组件重组在一起(该过程需要用到酶是限制酶和DNA连接酶)，再通过显微注射法导入牛受精卵中。【答案】(1)有性繁殖胚胎移植动物细胞核具有全能性(2)促性腺激素同期发情(3)在透明带和卵细胞膜间有两个

9、极体(4)生长激素基因启动子终止子限制酶和DNA连接酶显微注射受精卵胚胎移植几个易错点1实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置转换。2两次使用激素：第一次：同期发情处理；第二次：促性腺激素，供体超数排卵处理。3“冲卵”不同：(1)胚胎移植过程冲出是早期胚胎。(2)体外受精过程冲出是卵子。4两次检查：第一次对收集胚胎进行检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。5可移植时期：桑椹胚或囊胚。考向2 基因工程、细胞工程和胚胎工程综合考查2下图是科学家通过不同方法培育优良种牛过程，其中表示操作过程。请回答以下问题： 【导学号：15482077】(1)图中过程涉及精子需进行_处理；防止多精入卵两道屏障为_

10、。(2)对图中良种母牛注射促性腺激素目是_。(3)图中过程所用方法是_。外源基因插入牛受精卵中DNA上后，有受精卵能发育成转基因牛，而有会死亡，请分析外源基因插入牛受精卵中DNA上后导致受精卵死亡最可能原因：_ _。(4)图中b、c分别代表囊胚_。(5)图中过程表示_，由一个囊胚经过程得到B、C牛性别相同概率为_。【解析】(1)图中过程指是获能精子与成熟卵细胞结合成合子，完成受精作用过程。防止多精入卵两道屏障为透明带反应和卵细胞膜反应。(2)为了使良种奶牛产生多个卵细胞，需用促性腺激素处理。(3)基因工程将目基因导入受体细胞DNA中，如果破坏生命活动必需某些基因，受体细胞将会死亡，不能发育成转

11、基因生物。(4)由一个囊胚得到两个个体，过程要涉及胚胎分割和胚胎移植技术，且得到两个个体性别相同。【答案】(1)获能透明带反应、卵细胞膜反应(2)促使其超数排卵(3)显微注射法外源基因插入牛受精卵中DNA上后导致受精卵内生命活动必需某些基因不能表达(合理即可)(4)囊胚腔、内细胞团(5)胚胎分割和胚胎移植(答不全不给分)100%考向3 生物技术安全和伦理问题3一对健康夫妇生下一男婴，一岁时脑出血死亡，二年后女方怀孕6个月时，经羊水及脐带血诊断为男孩且患血友病，遂引产。于是夫妇俩到广州中山医附属医院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎，抽取每个胚胎12个细胞检查后，选两个胚胎移植，最后一个移植成功，

12、出生了一健康婴儿(我国第三代试管婴儿)。请回答：(1)医生抽取活体胚胎1或2个细胞后，可通过显微镜观察_判断早期胚胎性别，你认为医生应选择_性胚胎进行移植。(2)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕生产过程不同点在于_。(3)供体器官短缺和排斥反应是制约器官移植两个重要问题，而治疗性克隆能最终解决这两个问题。下图是治疗性克隆过程图解：请填出图中横线上名称：_；_。(4)上图中表示生理过程是_，该过程本质是_。(5)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆研究，请你谈谈反对克隆人原因是_。(至少答两点)【解析】(1)在细胞有丝分裂中期，可通过观察性染色体形态来判断性别；双亲基因型为XBY和X

13、BXb，后代中女孩均正常，而男孩有一半概率会患血友病，因此应该选择女性胚胎进行移植。(2)试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代技术。“试管婴儿”实质上就是体外受精和胚胎移植“产物”，但试管婴儿技术和母亲正常怀孕生产过程都有双亲生殖细胞融合为合子过程。(3)图示为治疗性克隆过程，其中是细胞核，是囊胚中内细胞团细胞。(4)图中表示细胞分化过程，其本质是基因选择性表达。(5)生殖性克隆缺点：严重违反了人类伦理道德；冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念；是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全人；克隆技术尚不成熟，可

14、能克隆出有严重生理缺陷孩子等。【答案】(1)性染色体形态女(2)试管婴儿是体外受精，胚胎移植产物(3)细胞核内细胞团细胞(4)细胞分化基因选择性表达(5)严重违反了人类伦理道德；冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念；是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全人；克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷孩子有关伦理问题两组概念比较1治疗性克隆和生殖性克隆区别与联系项目治疗性克隆生殖性克隆区别目治疗人类疾病用于生育，产生新个体水平细胞水平个体水平联系都属无性繁殖注：中国政府态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。2试管婴儿和设计试管婴儿异同点(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出是过程。

15、(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。考点串讲2| 生态工程1(2011新课标卷)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了_(填“生态系统”、“群落”或“种群”)。在植物池食物网中

16、，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，并提高生态统生产力。【解析】(1)依据题干提供信息分析，污水流经厌氧沉淀池时，有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物；流经曝气池时，有些微生物能通过有氧呼吸分解有机物；流经兼氧池后，微生物能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解有机物。(2)据本小题提供信息可推知植物池中所有生物构成了群落。植物处于食物链第一营养级；植物池中所有蛙类获得能量最终来源于生产者所固定太阳能。(3)生态工程所遵循基

17、本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。(4)根据小题中提供信息可推测出，生态工程主要任务是对已被破坏生态环境或受损生态系统进行修复。【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)1牢记5种生态工程具体实例生态学原理(1)无废弃物农业遵循物质循环再生原理。(2)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。(3)草原确定合理载畜量，不能过度放牧协调与平衡原理。(4)污水排放与水体富营养化，引种考虑适应环境协调与平衡原理。(5)林业生态工程建设，既考虑种树

18、又考虑生活问题整体性原理。2明确设计农业生态系统符合6个原则(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合原则。(2)应当能够构成一个合理生产结构。(3)应当体现充分利用自然界物质和能量资源原则。(4)应当体现减少环境污染原则。(5)应当充分考虑经济、社会和生态综合效益。(6)应当能够实现物质良性循环。3理清生态工程两种模式(1)桑基鱼塘模式特点：人工建立高产稳产农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。图示：(2)沼气农田立体养殖模式特点：通过控制温室内温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果产量和质量。图示：考向 生态

19、工程原理及应用1北京郊区窦店村实施了以沼气工程为中心农村综合发展性生态工程。据图回答问题：(1)沼气池建立在有效地解决农村燃料问题同时，还可以节省林木、保护植被、减轻_。同时，沼渣用作畜禽饲料和农作物肥料，体现了生态工程_原理。(2)从生态系统组成成分，蓝绿萍属于_。除了生态系统组成成分，生态系统结构还包括_。鱼等消费者通过自身代谢，将有机物转化为无机物，加快了生态系统_。(3)进行生态工程建设时，要处理好生态与环境协调与平衡，需要考虑_，若超过相应限度，会引起系统失衡与破坏。(4)与农业生态系统相比较，自然生态系统抵抗力稳定性通常较高，主要原因是_。生态系统稳定性基础是生态系统普遍存在_机制

20、。【解析】(1)沼气池建立在有效地解决农村燃料问题同时，还可以节省林木、保护植被、减轻环境污染。同时，沼渣用作畜禽饲料和农作物肥料，体现了生态工程物质循环再生原理。(2)蓝绿萍是植物，从生态系统组成成分来看属于生产者。除了生态系统组成成分，生态系统结构还包括营养结构(食物链和食物网)。鱼等消费者通过自身代谢，将有机物转化为无机物，加快了生态系统物质循环。(3)进行生态工程建设时，要处理好生态与环境协调与平衡，需要考虑环境承载力，若超过相应限度，会引起系统失衡与破坏。(4)与农业生态系统相比较，自然生态系统抵抗力稳定性通常较高，主要原因是生态系统组分多，食物网复杂，自动调节能力强。生态系统稳定性

21、基础是生态系统普遍存在负反馈调节机制。【答案】(1)环境污染物质循环再生(2)生产者食物链和食物网物质循环(3)环境承载力(4)生态系统组分多，食物网复杂，自动调节能力强负反馈调节22015年3月，柴静纪录片穹顶之下引发了全国人民对雾霾关注和讨论。生态环境与生态经济再次推上舆论焦点。建设社会主义新农村关键是构建和谐社会，发展生态农业，走可持续发展之路。下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：(1)生态经济：使一个系统产出污染物，能够成为本系统或另一个系统生产原料，从而实现废弃物资源化。“无废弃物农业”体现了生态工程_原理。(2)该生态工程模式最大优点是_。该生态工程种植不同农作物、

22、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程_原理。(3)该生态工程中，处于第二营养级生物除鸡、奶牛、鱼外还有_(写全才能给分)，该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗投放量都不宜超过其_。【解析】(1)无废弃物农业体现是物质循环再生原理。(2)以沼气工程为中心生态工程，各类植物秸秆、枝叶用来生产饲料养畜、禽、鱼，人、畜、禽粪便作为原料生产沼气，最大优点是充分利用了废弃物中物质和能量，实现了物质和能量分级多层次利用，同时又减少了环境污染。生态工程中，适当增加农作物、饲养畜禽等生物种类，使生态系统营养结构复杂，自我调节能力增强，抵抗力稳定性增加，这体现了生态工程物种多样性原理。(3)读图可

23、知，处于第二营养级生物除鸡、奶牛、鱼外还有猪、人。鱼塘中养鱼时要考虑环境容纳量，投放鱼苗量不能太多。【答案】(1)物质循环再生(2)实现能量和物质分层次多级利用(或提高物质和能量利用率)，减少环境污染物种多样性(3)猪、人环境容纳量(K值)生态工程设计常用方法1生态工程设计常用方法之一是食物链(网)“相接”。例如，在稻田养鱼农业生态工程中，鱼与稻原属于不同生态系统食物链(网)，但在人为调控下，将一些草食性鱼、滤食性鱼和杂食性鱼(如草鱼、鲢鱼和罗非鱼等)鱼苗放养在稻田中，使稻田生态系统结构有所改变，物质循环和能量流动更为合理。这表现在鱼类摄食杂草，减少了杂草在阳光、养分方面与水稻竞争；鱼粪中含有丰富氮、磷，增加了水稻肥源；滤食性和杂食性鱼能摄食稻田中浮游生物、底栖动物等。2生态工程设计常用方法之二是食物链(网)“加环”。“加环”可为未被利用部分找到出路。例如，用玉米副产品玉米芯生产木糖醇等，其残余物用来培养食用菌，栽培食用菌后残余物再用来养殖蛆蛹，蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等。