《2020版生物高考新素养总复习中图版讲义：第32讲 胚胎工程与生态工程（含生物技术的安全性和伦理问题） .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版生物高考新素养总复习中图版讲义：第32讲 胚胎工程与生态工程（含生物技术的安全性和伦理问题） .doc（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第32讲胚胎工程与生态工程(含生物技术的安全性和伦理问题)最新考纲近三年高考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()2016全国卷(40)考点一体内受精和早期胚胎发育1.胚胎工程的概念对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。2.精子和卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸曲细精管卵巢时间从初情期开始胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等
2、分裂不均等分裂(第一极体分裂除外)结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体3.受精作用(1)场所：雌性的输卵管。(2)过程4.早期胚胎发育过程(中图版选修三P47图134拓展)早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？提示卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小；胚胎的总体积表现为不增加或略有缩小。(2019湖南长沙市模拟)胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答下列问题：(1)在哺乳动物体内卵子的发生过程中，减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体，当次级卵母细胞发育到(
3、时期)时才具备与精子受精的能力，受精的场所是，判断卵子是否受精的重要标志是。(2)受精过程中防止多精入卵的两道屏障是和。(3)胚胎发育过程首先是卵裂，所得每个子细胞的体积比受精卵，胚胎发育到期会导致透明带破裂，胚胎从中伸展出来，这一过程叫做孵化。(4)胚胎干细胞是由囊胚的或中分离出来的一类细胞，在人类疾病治疗和科学研究中有着广泛的应用。解析哺乳动物的卵细胞形成过程中的减数第一次分裂发生在雌性动物排卵前后，次级卵母细胞发育到减数第二次分裂中期才具备受精能力。受精的场所是输卵管。判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞
4、膜反应。胚胎干细胞是由囊胚的内细胞团或原始性腺中分离出来的一类细胞。答案(1)排卵前后M中期输卵管在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体(2)透明带反应卵细胞膜反应(顺序可颠倒)(3)小囊胚(4)内细胞团原始性腺考点二体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用1.体外受精与早期胚胎培养(1)体外受精(2)早期胚胎培养培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。2.胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。(2)主要过程(3)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。3.胚胎分割(1)材料：发育良好，
5、形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的无性繁殖或克隆。(3)注意：对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。4.胚胎干细胞(ES或EK细胞)(1)来源：早期胚胎或原始性腺。(2)特点：形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。(3)培养过程1.(中图版选修三P53、P54“内文”拓展)排卵和冲胚有什么区别？提示排卵是指卵子从卵泡中排出，冲胚是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。2.(中图版选修三P49“资料2”拓展)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等
6、分割？提示内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。1.(2018辽宁丹东一模)器官移植中供体器官的严重缺乏一直是困扰需要器官移植患者的问题。中山大学眼科中心主任葛坚领导的研究小组培育出了猴鼠嵌合体“猴鼠”，期待成果可用于人体角膜等器官的移植。根据科研过程示意图回答有关问题：(1)图中培养过程中为了防止杂菌污染要加入一定量的；而由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚，所以还要加入_。(2)囊胚已出现细胞
7、分化，应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的部位，才能伴随其发育成某种组织。(3)实验中和要同时注射激素在操作上称为。而将囊胚移入代孕母鼠体内属于技术，此技术对代孕受体的要求是_。(4)在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用技术。解析(1)图中为动物细胞培养过程；在该过程中，为了防止杂菌污染要加入一定量的抗生素；而由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚，所以还要加入血清(或血浆)。(2)内细胞团将来发育成各种组织、器官。(3)实验中和要同时注射激素在操作上称为同期发情处理。(4)在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，若想进一步
8、提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。答案(1)抗生素血清(或血浆)(2)内细胞团(3)同期发情处理胚胎移植同种、健康的生理状态相同的其他雌性动物(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎分割2.(2019华大新高考联盟联考)ES细胞(胚胎干细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上有十分重要的应用价值。请回答下列问题：(1)ES细胞在体(填“内”或“外”)培养时，可以增殖而不发生分化。在ES细胞培养液中加入分化诱导因子(只填一种即可)时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(2)将人的ES细胞进行细胞培养时，要用酶分散细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶中进行培养。使用合成培养基进行细胞培养时，通常
9、需要加入等天然成分。在细胞培养过程中，ES细胞主要通过的方式进行细胞增殖。(3)将来源于两种不同哺乳动物的两个ES细胞进行细胞融合，常用的生物诱导因素是，经融合后所形成的细胞被称为。动物细胞融合技术的意义在于。解析(1)哺乳动物的胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。在研究体外细胞分化时，在ES细胞的培养液中需添加诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等，可诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(2)将人的ES细胞进行细胞培养时，要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞，制成细胞悬液，放入培养瓶中使用合成培养基进行细胞培养时，通常要加入血清、
10、血浆等一些天然成分。ES细胞主要通过有丝分裂的方式进行增殖。(3)将来源于两种不同哺乳动物的两个ES细胞进行细胞融合，常用的生物诱导因素是灭活的病毒。经融合后形成的细胞被称为杂交细胞，动物融合技术的意义在于突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。答案(1)外牛黄酸或丁酰环腺苷酸(任选其一)(2)胰蛋白或胶原蛋白(任选其一)血清或血浆(任选其一)有丝分裂(3)灭活的病毒杂交细胞突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能1.胚胎移植与胚胎分割中的相关问题(1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”，移植的胚胎必须在原肠胚之前，但不能直接移植受精卵。(2)两次处理：用激素对供体(雌性个体)和
11、受体进行同期发情处理；用促性腺激素对供体(雌性个体)进行超数排卵处理。(3)两次检查：收集胚胎检查；移植后是否妊娠检查。(4)胚胎移植成功的两个条件：同种动物之间、供受体生理状态要相同。(5)冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。(6)胚胎分割时要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(7)胚胎分割应选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎，属于无性繁殖或克隆。2.胚胎移植的生理学基础(1)发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境。(2)早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供了可能。(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排
12、斥反应，为胚胎的存活提供了可能。(4)胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响。3.胚胎移植的实质和优势、时间(1)胚胎移植的实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。(2)胚胎移植的优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。(3)胚胎移植时间：不同动物胚胎移植的时间不同，牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在816个细胞阶段移植。几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度较高，移植成功率很低。考
13、点三生物技术的安全性和伦理问题1.转基因生物的安全性(1)转基因生物存在安全性问题的原因目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。目的基因往往是异种生物的基因。外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。(2)对转基因生物安全性的争论：在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。(3)理性对待转基因技术：趋利避害，不能因噎废食。2.生物技术中的伦理问题(1)克隆治疗性克隆与生殖性克隆类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育，获得人的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，遗传信息不变中国政府
14、态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。(2)试管婴儿与设计试管婴儿试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过体外受精，并进行体外早期胚胎培养和胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行“遗传学诊断”或基因诊断。3.基因身份证(1)否定的理由：个人基因资讯的泄露造成基因歧视，势必造成遗传性失业大军、个人婚姻困难和人际关系疏远等严重后果。(2)肯定的理由：一些遗传性疾病在后代中复现率很高，通过基因检测可以及早预防，适时治疗，达到挽救患者生命的目的。4.生物武器(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。(2)中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反
15、对生物武器及其技术和设备的扩散。(2019湖南省长沙市模拟)现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全和伦理问题，回答以下有关问题。(1)关于转基因生物的安全性问题的争论主要集中在安全、安全和环境安全三个方面。(2)生物武器包括、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止性克隆，但不反对性克隆。(4)设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行。(5)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现的风险，因此没有必要进行基因检测。解析(1)转基因生物的安全
16、性问题主要包括食物安全(滞后效应、过敏原、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。(4)设计试管婴儿是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎的一个细胞取出，进行某些设计，当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体孕育，因此设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断。(5)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个
17、人基因资讯泄露造成社会生活中出现基因歧视的风险，因此没有必要进行基因检测。答案(1)食物生物(2)致病菌病毒(3)生殖治疗(4)遗传学诊断(5)基因歧视考点四生态工程1.生态工程与生态经济(1)生态工程任务：修复和重建已遭到破坏的生态系统；改善传统的生产方式，提高生态系统的生产力。目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。特点：与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(2)生态经济原则：“循环经济”。特点：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料。目的：实现废弃物的资源化。手段：生态工程
18、。2.生态工程所遵循的五项原理(1)物质循环再生原理物质在生态系统中循环往复，分层分级利用。(如无废弃物农业)(2)物种多样性原理物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。(3)协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。(4)整体性原理人类处于社会经济自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。(5)系统学和工程学原理包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。特别提醒单一人工林比天然混交林稳定性低，易爆发虫害物种多样性原理；草原确定合理载畜量，不能过度放牧协调与平衡原理；引种考虑适应环境协调与平衡原理；
19、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。3.设计生态工程的五大原理及实例整合(连一连)由此可见，除外均涉及整体性原理，除、外均涉及协调与平衡原理。(2018江西临川二中月考)传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。为实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路。2016年11月，南昌市政府提出不仅要解决交通拥堵问题，还要打造海绵城市。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。(1)人类要实现可持续发展，必须走
20、生态经济之路，生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是和。(2)建设海绵城市的一个通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植被辅助净化，这些植物的引种需遵循原理；建设海绵城市的目的之一是“扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展”，体现了原理。(3)在进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件、因地制宜地进行。如小流域存在的主要问题是 ，针对这种问题我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模式，而矿山废弃地生态修复工程的关键是和土壤微生物群落的重建。解析(1)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的
21、污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。(2)引种植物时需考虑其与当地气候等条件相适应，应遵循协调与平衡原理；促进经济、社会、生态协调发展，应遵循整体性原理。(3)小流域存在的主要问题是水土流失比较严重；而矿山废弃地生态修复工程的关键是植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。答案(1)循环经济生态工程(2)协调与平衡整体性(3)水土流失比较严重植被恢复澄清易错易混强化科学思维易错易混易错点1胚胎移植的“胚胎”从何而来？点拨用于移植的4种胚胎来源及其生殖方式易错点2混淆克隆动物、试管动物与转基因动物点拨三类动
22、物的比较如下项目克隆动物试管动物转基因动物概念用核移植的方法获得的动物用体外受精的方法获得的动物由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物技术核移植体外受精DNA重组技术生殖方式无性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传性状相同点三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。易错点3不能准确界定下列5种生物技术应用中涉及的复合技术点拨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
23、培养胚胎移植。(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。规范答题随着科学技术的发展，人们可以通过结合多种现代生物技术大量生产出人类需求量大的一些药物，如我国基因工程药物的研制和生产就已取得极大的成功。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，大致过程如图所示：(1)图中所涉及的生物技术有_。(2)哺乳动物的体外受精包括a、b及受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射，使其排出更多的卵子。(3)图示流程获得的“小牛”应属(试管牛、克隆牛、转基因牛)其繁殖方式为(
24、有性生殖、无性生殖)。(4)d过程常用的方法是，e过程的名称为，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下的转移。答卷采样错因分析将动物细胞培养等同于早期胚胎培养正确答案：早期胚胎培养混淆同期发情处理与“超数排卵”正确答案：促性腺激素混淆试管动物与克隆动物正确答案：试管牛和转基因牛有性生殖随堂真题&预测1.(2015山东理综，36)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程采用的是细胞工程中的技术，过程采用的是胚胎工程中的技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的。(3)如果克隆过程中需进行基
25、因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用和两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。答案(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或酸碱度)(3)限制性(核酸)内切酶(或限制酶)DNA连接酶(两空可颠倒)标记2.(2020高考预测)现有成年个体甲、乙和丙3只羊，其中甲母羊具有产奶量高等优良性状，但其患有细胞质遗传病肌阵挛性癫痫且不育，乙母羊表现正常，丙为公羊，为获得健康且能大量分泌含有人的干扰素的羊乳汁乳腺生物发生器，现进行如图所示的操作。请回答下列问题：(1)由操作技术获得的重组细胞在体外培养后和丙羊的精子通过技术形成受精卵，受精
26、卵早期培养的发育状况与乙羊有关，原因是。为获得更多的卵母细胞，通常给供体乙羊注射。(2)为了培育出可分泌含有人体干扰素的羊乳汁的乳腺生物发生器，构建基因表达载体时，需要把人体干扰素基因插入乳腺蛋白基因的启动子(填“前面”或“后面”)，原因是_。(3)在胚胎移植之前，该胚胎需发育到(填时期)，然后筛选出性胚胎移植到乙羊子宫。解析(1)甲羊的乳腺细胞核和乙羊的去核卵母细胞通过核移植技术形成重组细胞，重组细胞在体外培养至M中期，然后和丙羊获能的精子在体外受精形成受精卵。在早期胚胎培养期间，该胚胎的营养物质来自胚胎本身，因此该胚胎中的营养物质来自乙羊去核的卵母细胞。(2)为了培育出可分泌含人体干扰素的
27、羊乳汁的乳腺生物发生器，构建基因表达载体时，需要把人体干扰素基因插入乳腺蛋白基因的启动子后面，因为启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，目的基因插入启动子后面，才可能表达。(3)图示的目的是获得乳腺生物发生器，故后代必须是雌性，因此胚胎移植前，该胚胎需发育到囊胚或桑椹胚，然后筛选出雌性胚胎进行移植。答案(1)核移植体外受精受精卵早期所需的营养物质由乙羊的去核卵母细胞提供促性腺激素(2)后面启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，目的基因插入启动子后面，才可能表达(3)囊胚或桑椹胚雌课后强化训练(时间：35分钟)1.(2019河南八市第二次质量测评)科技人员利用基因工程、胚胎工程等将哺乳动物转变成
28、“批量生产药物的工厂”。下图为利用奶牛生产抗病毒的特效药干扰素的基本流程。请回答：(1)由干扰素mRNA形成cDNA的过程称作。过程获得大量干扰素基因的方法有、PCR技术扩增和人工合成。过程中用到的“工具酶”有。过程中采用最多最为有效的方法为。(2)形成受精卵的过程主要包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，。在这个过程中，防止多精子入卵受精的屏障有。(3)过程中由受精卵形成的“早期胚胎”为，该胚胎可用于过程，也可放入中保存。(4)若转基因牛的体细胞中只携带了一个干扰素基因，常采用的方法来培育出体细胞中含有两个干扰素基因的纯合个体。解析本题主要考查基因工程和胚胎工程的相关知识，考查考生的理解
29、能力及综合运用能力。(4)若转基因牛的体细胞中只携带了一个干扰素基因，即相关的一对同源染色体上，只有一条染色体上有干扰素基因，另一条染色体上没有，要想获得体细胞中含有两个干扰素基因的纯合个体，可通过多代杂交并筛选。答案(1)反转录从cDNA文库中获取(从基因文库中获取)限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶显微注射技术(2)原核形成和融合透明带反应和卵细胞膜反应(3)桑椹胚或囊胚196 的液氮(4)多代杂交并筛选2.(2019广东江门调研测试)阅读有关我国水稻育种的新成果：材料甲中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平宣布了一项剔除水稻中重金属镉的新成果。该技术通过把水稻亲本中促进吸镉的基因“
30、敲掉”，从而减少水稻种子中的镉含量。此项技术培育的新型水稻将扭转我国部分农作物重金属含量超标的趋势。材料乙中科院夏新界培育的巨型稻生长周期与青蛙、泥鳅生长周期同步，可同时管理，节约人力与资金成本，通过采取“巨型稻青蛙泥鳅鱼”的生态种养新模式，实现一亩多收，粮渔共赢。回答下列问题：(1)材料甲中采用的技术与传统基因工程有所区别，但是也需要在构建表达载体后采用法将载体导入水稻愈伤组织，愈伤组织再经过程形成新型水稻植株。经检测，新型水稻的稻米镉含量不但，而且远低于稻米镉含量的国际和国内安全标准。(2)材料乙中的青蛙在该生态系统的成分属于。建设该类生态种养新模式的目的是遵循自然界物质循环的规律，发挥资
31、源的生产潜力，防止，达到经济效益和的同步发展。生态工程的基本原理有等。解析(1)把水稻亲本中促进吸镉的基因“敲掉”，也需要构建表达载体，采用农杆菌转化法将载体导入水稻愈伤组织，愈伤组织再经再分化过程形成新型水稻植株。该新型水稻培育成功后，其稻米镉含量比对照组稻米镉含量低。(2)青蛙属于生态系统中的消费者。建设该类生态种养新模式的目的是遵循自然界物质循环的规律，发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理。答案(1)农杆菌转化再分化比对照组稻米镉含量低(2)消费者环境污染生
32、态效益物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理3.(2019哈师大附中期中)诱导性多功能干细胞(iPS细胞)一般是将特定基因导入细胞中，使其具备干细胞的功能。iPS细胞建立的过程一般为：分离和培养宿主细胞；将若干个相关的基因导入宿主细胞；将导入基因的细胞在ES细胞专用培养体系中培养，同时根据需要加入相应物质以促进重编程；出现ES样克隆后进行iPS细胞的鉴定(细胞形态、表观遗传学、体外分化潜能等方面)。回答下列问题：(1)宿主细胞培养的过程中，培养基需通过来保证无菌无毒的环境。培养过程中，为了使细胞维持不分化的状态，可将其培养在细胞上或在添加的培养液中培养
33、。(2)将基因导入受体细胞中，通常需先对含目的基因的DNA片段进行剪切，使用的工具是，可利用PCR技术大量扩增目的基因，其原理是。(3)科学家发现，iPS细胞可在适当诱导条件下定向分化，如分化成血细胞、神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等，这表明iPS细胞在功能上具有_。(4)在实际应用方面，iPS细胞的获得方法相对简单和稳定，不需要像胚胎干细胞一样从中分离出来，这在技术上和伦理上都使iPS细胞更具有优势。答案(1)添加一定量的抗生素、定期更换培养液饲养层抑制因子(2)限制性核酸内切酶(或限制酶)DNA双链复制(3)发育的全能性(4)早期胚胎或原始性腺4.(2019西安高新一中
34、质检)试管婴儿技术能解决部分人的生育问题。回答下列问题：(1)培育试管婴儿时，为了提高受孕率，需培植多个胚胎，进而需要多个卵子，然而女性每次只排出一个卵子，因此需要用处理，促进不孕女性排出更多的卵子。从受精卵到原肠胚需依次经历哪些时期？_。(2)一对夫妻，不孕妻子是色盲患者，而丈夫正常。为了生育一个健康的孩子，进行胚胎移植前需要进行，目前最有效最准确的方法是SRYPCR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进行扩增，用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)制成的探针进行检测。未出现与SRY特异性探针结合的杂交链，胚胎性别为。在基因工程的
35、操作过程中，也会用到DNA探针。(3)如图是治疗性克隆时获取病人胚胎干细胞的两种方法，其中方法一用到了显微注射技术，在基因工程中将目的基因导入细胞，不会选择显微注射法；方法二中细胞间融合运用的生物学原理是_。解析(1)促性腺激素具有促进母本排出更多卵子的作用。从受精卵发育至原肠胚需依次经历的时期为：卵裂期桑椹胚期囊胚期。(2)一对夫妻，不孕妻子是色盲患者，而丈夫正常，因此他们的子女中女儿均正常，而儿子均是色盲患者，所以要生育健康孩子需对胚胎进行性别鉴定。常取滋养层细胞来鉴定性别。由于只有男性有Y染色体，利用Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)制成的探针进行检测，出现杂交链说明胎儿性别为男性，
36、未出现杂交链说明胎儿性别为女性。基因工程的第四步，即目的基因的检测与鉴定中也会用到DNA探针。(3)基因工程中，根据受体细胞的类型，将目的基因导入受体细胞的方法不同，其中显微注射法只适合将目的基因导入动物细胞。细胞间融合运用的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。答案(1)促性腺激素卵裂期桑椹胚期囊胚期(2)性别鉴定滋养层女性目的基因的检测和鉴定(3)微生物或植物细胞膜具有一定的流动性5.(2018河北衡水金卷)16年前，一位女士利用试管婴儿技术成功生下了一名男婴，剩余的18个胚胎被冷冻保存。全面二孩政策正式实施后，她再次来到医院，在医生的帮助下，唤醒了当年的冷冻胚胎并顺利怀孕。冷冻胚胎技术是将
37、经过体外受精形成的胚胎保存在零下196 的液氮环境中，使胚胎发育停滞在特殊阶段以便必要时使用的一种技术。请回答下列问题：(1)若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对生殖细胞进行处理，得到的卵母细胞需要发育至(时期)才能受精。(2)进行家畜的胚胎移植时，基本程序主要包括对供、受体的选择和处理，对胚胎的收集、检查、培养或保存，等步骤。胚胎移植能否成功，与供体和受体的有关。哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内处于状态，这就为胚胎的收集提供了可能；代孕母体对移入子宫的胚胎基本上不发生，这为胚胎在代孕母体内的存活提供了可能。解析(1)在体外受精前，要对精子进行获能处理，采集的卵母细胞都要在体外经人
38、工培养成熟至减数第二次分裂中期，才能与获能的精子受精。(2)胚胎移植的基本程序主要包括对供、受体的选择和处理，配种或进行人工授精，对胚胎的收集、检查、培养或保存，对胚胎进行移植，移植后的检查等步骤。胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关。哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能，代孕母体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥，这为胚胎在代孕母体内的存活提供了可能。答案(1)精子获能和卵细胞培养减数第二次分裂中期(2)配种或进行人工授精对胚胎进行移植移植后的检查生理状况游离免疫排斥6.(2019重庆市调研)党的十九大报告指出要“大力度推进生态文明建设全面
39、节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降。重大生态保护和修复工程进展顺利，森林覆盖率持续提高。生态环境治理明显加强，环境状况得到改善”。请回答下列相关问题：(1)生态工程是对进行修复重建，对进行改善，促进人和自然的和谐发展。(2)全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降很大程度上得益于实行“”的原则，从而实现废弃物的资源化。(3)实行生态工程，很多时候还需要考虑人文关怀、贫困地区的收入等问题，这样才能很好地缓解“前面造林，后面砍树”的现象，这遵循的是生态工程的原理。(4)在保护濒危植物方面，运用了很多技术，比如微型繁殖运用的是技术，其原理是_。(5)在处理城市生态系统垃圾时，采用了生物
40、治理法，分解者处理垃圾的相关目的基因从分解者体内用酶切割下来，再与相连导入受体菌。解析(1)生态工程是对已被破坏的生态环境进行修复重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进人和自然的和谐发展。(2)全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降很大程度上得益于实行“循环经济”的原则，从而实现废弃物的资源化。(3)解决“前面造林，后面砍树”的问题，遵循了生态工程的整体性原理。(4)微型繁殖运用了植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞的全能性。(5)从分解者体内获取处理垃圾的相关目的基因需要用限制酶进行切割，再利用DNA连接酶将其与载体连接起来，导入受体细胞。答案(1)已被破坏的生态
41、环境造成环境污染和破坏的传统生产方式(2)循环经济(3)整体性(4)植物组织培养植物细胞的全能性(5)限制载体(或质粒)7.(2018中原名校质量考评)抗凝血酶蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。下列是生产这两种酶的相关思路，请回答下列问题：(1)下图为通过构建乳腺生物反应器获得抗凝血酶蛋白的流程。科学家需将抗凝血酶基因与的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法导入哺乳动物的受精卵中，然后将送入母体内，使其生长发育成转基因动物。在胚胎移植前，需进行性别鉴定以选择雌性性别的胚胎，这样处理的目的是_。(2)从牛胃液中分离得到的凝乳酶以其催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了毕赤酵母菌细胞中。从牛胃细胞中提取mRNA，再通过形成cDNA。以此cDNA为模板通过PCR扩增目的基因，有时需要在引物的5端设计(填“限制酶”“DNA连接酶”或“RNA聚合酶”)识别序列，以便构建重组DNA分子。凝乳酶基因在酵母菌中表达需经过遗传信息的转录和翻译两个阶段，它们的场所分别是_。经研究发现，如果将该凝乳酶的第20位和24位氨基酸变为半胱氨酸，则其催化能力将提高2倍。现已知通过蛋白质工程可生产高效凝乳酶，请写出有关制备步骤：_。