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“高中生物颖韬工作室”整理·1·第2讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程[考纲要求]1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)。2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)。3.胚胎工程的应用(Ⅱ)。4.转基因生物的安全性(Ⅰ)。5.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。6.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)。7.简述生态工程的原理(Ⅱ)。8.生态工程的实例(Ⅰ)。[构建网络]考点一胚胎工程1．早期胚胎的发育过程2．胚胎工程的操作流程图“高中生物颖韬工作室”整理·2·3．区分几个易错点(1)区别两种标志及可移植时期①受精的标志：看到两个极体。②受精完成的标志：雌雄原核融合成合子。③可以移植或分割的阶段：桑椹胚和囊胚。(2)“冲卵”的不同①胚胎移植过程冲出的是早期胚胎。②体外受精过程冲出的是卵子。(3)胚胎移植过程中的不同①两次使用激素：第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。②两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。[错混诊断]1．为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其同期发情(2014·山东，36(2)改编)(×)2．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性(2012·浙江，2A)(√)3．卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(2012·浙江，2B)(×)4．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植(2011·江苏，18B)(×)5．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(2011·江苏，18C)(√)6．在胚胎移植时，对供体和受体母牛都要进行相同激素处理(2012·江苏，9A改编)(×)7．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割(2009·江苏，8B)(×)8．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(2010·江苏，16C)(√)9．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(2009·江苏，8C)(×)“高中生物颖韬工作室”整理·3·题组一从胚胎工程技术进行命题1．(2014·江苏，19)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是()|雌性杜泊羊――→采集卵母细胞—雄性杜泊羊――→采集精子—―→受精卵――→培养早期胚胎――→移植当地普通绵羊――→分娩杜泊羊A．为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B．从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C．为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂D．为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎答案D解析A项，超数排卵时使用的是促性腺激素，而不是雌激素。B项，从卵巢中采集的卵母细胞未发育成熟，需要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。C项，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，故不需要注射免疫抑制剂。D项，为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得基因型相同的同卵双胎或多胎个体。2．自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请回答下列问题：(1)使一头良种雄性黄牛，在一年内繁殖数百头后代，最简便的方法是____________________。(2)现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行____________处理；还要用激素使供体母牛________________。胚胎收集的过程也叫做__________。用于移植的胚胎应发育到______________或______________阶段。(3)采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______________。体外受精主要包括____________、______________和______________等几个主要步骤。答案(1)人工授精(2)同期发情超数排卵冲卵桑椹胚囊胚(3)早期胚胎的培养卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(精子的获取)受精解析(1)通过人工授精的方法，可以在短时间内大量繁殖优良品种。(2)胚胎移植进行前，首先要对供体母牛和代孕母牛进行同期发情处理，同时还要用激素处理供体母牛使其超数排卵；人工收集发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植。(3)试管动物技术包括体外受精和早期胚胎的培养，体外受精又包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能和受精三个阶段。“高中生物颖韬工作室”整理·4·题组二从胚胎干细胞技术进行命题3．下列关于哺乳动物胚胎干细胞的说法，正确的是()A．在体外培养条件下，胚胎干细胞可以只增殖不分化B．原肠胚之前的早期胚胎所有细胞都属于胚胎干细胞C．胚胎干细胞体积大，细胞核小，具有发育的全能性D．胚胎干细胞经诱导培养获得的器官因无免疫排斥可任意移植答案A解析囊胚时期细胞已开始分化，滋养层细胞不具有全能性；胚胎干细胞体积小，细胞核较大；胚胎干细胞经诱导培养获得的器官仅在用于提供给胚胎干细胞的个体时才不会发生免疫排斥反应。4．下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究，下列相关叙述不正确的是()A．过程Ⅰ用饲养层培养ES细胞时，需要加入动物血清B．过程Ⅱ中ES细胞正常发育成图中胎儿，体现了ES细胞的全能性C．过程Ⅲ可直接将褐毛基因片段通过显微注射法导入ES细胞中D．过程Ⅳ利用免疫缺陷的小鼠目的是使受体不对移植的组织细胞产生免疫反应答案C解析Ⅰ是动物细胞培养技术，需要加入血清，A正确；ES细胞正常发育成图中胎儿，体现了细胞的全能性，B正确；过程Ⅲ将目的基因导入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，再通过显微注射法导入ES细胞中，C错误；免疫缺陷的小鼠不会对移植细胞产生免疫反应，D正确。题组三对基因工程、胚胎工程综合考查5．(2014·山东，36)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：(1)htPA基因与载体用__________________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用__________技术。(2)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其__________。采集的精子需要经过“高中生物颖韬工作室”整理·5·________，才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是______。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的________。(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到________，说明目的基因成功表达。答案(1)同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)DNA分子杂交(或核酸探针)(2)超数排卵获能(处理)(3)显微注射法性别鉴定全能性(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)解析(1)用同种限制性核酸内切酶对目的基因和载体进行切割，以形成相同的黏性末端。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，常用DNA分子杂交技术。(2)对供体母羊注射促性腺激素可以使其超数排卵，采集的精子需要经过获能处理后才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入受精卵(动物细胞)常用的方法是显微注射法。为了获得母羊，需要对胚胎进行性别鉴定。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，依据的原理是早期胚胎细胞的全能性。(4)目的基因成功表达的标志是在转基因母羊的羊乳中检测到htPA，即人组织纤溶酶原激活物。考点二生物技术的安全性和伦理问题1．安全性问题(1)食物安全：滞后效应、过敏原、营养成分改变等。(2)生物安全：对生物多样性的影响等。(3)环境安全：对生态系统稳定性的影响等。2．治疗性克隆和生殖性克隆的区别和联系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，遗传信息相同3.试管婴儿和设计试管婴儿的异同点“高中生物颖韬工作室”整理·6·(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④。(2)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(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。[错混诊断]1．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题(2010·江苏，18D)(×)2．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害(2013·江苏，15B)(×)3．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离(2012·江苏，13A)(√)4．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中(2012·江苏，13B)(×)5．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性(2012·江苏，13C)(√)6．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物(2012·江苏，13D)(√)题组从生物技术安全性和伦理问题进行命题1．(2014·重庆，2)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述，错误的是()A．应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质B．当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆C．反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿D．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力答案D解析A项，培育转基因植物时，要根据目的基因的产物是否对人类有害来确定该目的基因能否用于转基因植物的培育。B项，克隆人会给社会带来伦理上的问题，所以当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验；治疗性克隆对于一些重大疾病的治疗具有积极的意义，所以并不反对治疗性克隆。C项，科学地设计试管婴儿对于治疗不孕不育及一些难治之症具有积极的意义，但有人却滥用此技术选择性设计婴儿，所以设计试管婴儿遭到反对。D项，干扰素并不能用于制造生物武器，多用于治疗一些病毒性疾病。2．下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，不正确的是()A．转基因植物合成的蛋白质，可能成为某些人群新的过敏原B．克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念C．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题D．运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器答案C解析来自于自然界的抗性基因进入转基因植物以外的其他植物如杂草体内，可能会产生“超级杂草”，对生物安全造成威胁。“高中生物颖韬工作室”整理·7·考点三生态工程1．生态工程所遵循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。2．生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。3．生态工程的研究对象为“社会—经济—自然复合生态系统”。4．生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。[错混诊断]1．实施生态工程的目的是为人们提供丰富的生产和生活物质(2010·江苏，15D改编)(×)2．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物种多样性和物质循环再生等原理(2011·新课标全国，40(3)改编)(√)3．要实现人与自然的和谐发展，通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源最合理(2008·广东，16A)(×)4．要实现人与自然的和谐发展，发展生态农业，实现物质和能量的多级利用是最合理的(2008·广东，16C)(√)题组从生态工程原理和应用进行命题1．某小组对市郊一农业生态系统进行调查后，经过交流绘制出了如图所示的生态工程示意图。据图回答