2018届北京四中高考生物二轮复习精品资源：专题17：胚胎工程、生物技术的安全性与伦理问题、生态工程（教师版）+word版含答案

专题十七胚胎工程、生物技术的安全性与伦理问题、生态工程考向预测1.从近五年的全国卷命题来看，本专题的考查频次较低，只对胚胎移植的概念及移植胚胎的来源有所考查，其他知识均未涉及。2．本专题以非选择题的形式考查。多以简单的科研实例为载体考查本部分知识。如胚胎移植的概念、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．新考纲无变化。在备考时注意以下两个方面：(1)图解分析法理解胚胎发育的过程和胚胎移植的程序。(2)列表比较法理解生态工程的五个原理与实例。1.知识框架 知识与技巧的梳理考点一胚胎工程及生物技术的安全性与伦理问题1.胚胎工程的操作流程分析2.生物技术中的伦理问题(1)克隆人①分类a．生殖性克隆是指以繁殖个体为目的，即用于产生人类个体。b．治疗性克隆是指利用核移植技术获得克隆人胚胎，然后从胚胎中提取干细胞进行医学研究，是利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。②中国政府态度：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①试管婴儿：运用体外受精和胚胎移植技术繁殖个体，目的是解决不孕夫妇的生育问题。②设计试管婴儿：体外受精获得的胚胎在移植前进行遗传学诊断，以便筛选出符合特定要求的胚胎。例1.请回答下列关于胚胎工程方面的问题：(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、________、________以及在母体中发育和产出等过程。(2)在“试管牛”的培育过程中，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________。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和________。(3)早期胚胎可用人工方法从输卵管内获得，这过程称为________，也可以从体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培养获得。(4)获得的早期胚胎可通过________技术移入母体子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用________方法保存。(5)动物的胚胎干细胞(ES)可由早期胚胎或者________分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育的全能性，有望通过诱导iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。【解析】(1)试管牛的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术。(2)精子受精前需要进行获能处理，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。(3)早期胚胎可用人工方法从输卵管内获得，该过程称为冲卵；也可从体内取出卵子，培养到一定时期再通过体外受精后进行早期胚胎培养获得。(4)获得的早期胚胎可通过胚胎移植技术移入母体子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(5)胚胎干细胞(ES)可由囊胚的分离培养获得内细胞团细胞。iPS与ES细胞功能上具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗。【答案】(1)早期胚胎培养胚胎移植(2)获能第一极体(3)冲卵体外受精(4)胚胎移植冷冻(或低温)(5)原始性腺诱导分化胚胎移植要点分析方法策略技巧方法 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)移植胚胎的来源及生殖方式：①核移植后进行早期胚胎培养，其为无性生殖；②体外受精后进行早期胚胎培养，其为有性生殖；③体内受精→冲卵→胚胎移植，其为有性生殖。(3)两次应用激素处理：①同期发情处理；②超数排卵处理。(4)两次检查：①对收集胚胎的检查；②移植后是否妊娠检查。65)对囊胚进行分割时，要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。考点二生态工程3.生态工程中的有关实例，相关的生态工程原理4.生态工程中的有关实例，相关的生态工程原理(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。(2)应当能够构成一个合理的生产结构。(3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源。(4)应当体现减少环境污染的原则。(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现物质的良性循环。 （45分钟）限时训练经典常规题1．(2015山东卷)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①采用的是细胞工程中的________技术，过程②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。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。【解题思路】(1)由流程图知，个体A提供去核卵母细胞，个体B提供体细胞核，二者通过①得到重组细胞，重组细胞经②得到囊胚，故①是核移植，②是早期胚胎培养。(2)动物细胞培养时，要通入含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，要用同种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等，标记基因的作用是便于目的基因的检测和筛选。(4)胚胎干细胞是从早期胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性。囊胚中的内细胞团细胞为胚胎干细胞。图中获得的组织器官，其细胞的细胞核来自个体B，将所得组织器官移植给个体B，不会发生免疫排斥反应。【答案】(1)核移植早期胚胎培养(2)pH(3)限制酶DNA连接酶标记(4)内细胞团B2．(2015重庆卷)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交：♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常________。若C 中的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的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是________，后代中出现这种母牛的概率是________(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；卵子的成熟在过程________中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是________。为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的______________________。子代母牛的优良性状与过程________的基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用________技术。【解题思路】(1)根据题意，亲本中的母牛选择的是具有适宜本地生长基因低产奶量的纯种，由它作母本可以保证胚胎在母体内正常生长发育。杂交双亲为♂A不适宜本地生长高产奶量×♀B适宜本地生长低产奶量，后代C为适宜本地生长低产奶量，可以推知适宜本地生长和低产奶量是显性性状，可分别用M、N表示，不适宜本地生长和高产奶量是隐性性状，分别用m、n表示。那么♂A的基因型是mmnn，♀B的基因型是MMNN，则♀C的基因型就是MmNn。此时，若想得到适宜本地生长高产奶量的母牛，最佳杂交组合是♂A和♀C杂交：mmnn×MmNn，得到适宜本地生长高产奶量的母牛(♀Mmnn)的概率是×＝。(2)精子要经过获能或增强活力处理才具有受精能力。处于减数第二次分裂中期的卵母细胞才具备与精子受精的能力，在受精的过程中次级卵母细胞排出第二极体，完成卵子的成熟。早期胚胎培养的培养基中含有葡萄糖，葡萄糖可给早期胚胎的发育提供能量。要获得高产奶、适宜本地生长的母牛，在进行胚胎移植前要鉴定胚胎的性别和高产奶、适宜本地生长的基因。结合(1)小题，供体公牛和供体母牛的基因型为：♂mmnn×♀MmNn，可知后代的基因重组是发生在♂MmNn(供体母牛)减数分裂的过程(过程②)中。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可以采用胚胎分割技术对已鉴定的合格胚胎进行操作，以得到更多的合格胚胎。【答案】(1)生长发育或胚胎发育隐性♂A×♀C(2)获能或增强活力③供能性别、高产奶和适应本地生长的基因②(3)胚胎分割高频易错题3．(2017天津河东区二模)2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“ 三亲婴儿”，三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图回答下列问题：(1)图中①是________过程，②是________卵母细胞，③是________受精。(2)三亲婴儿的染色体来自于_______________________________________________________。(3)这种生殖方式属于________(填“有性”或“无性”)生殖。(4)捐献者在取卵前通常需要注射促性腺激素，以达到____________的目的。(5)三亲婴儿的培育技术________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而________(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。【解题思路】(1)根据以上分析已知，①是核移植过程，②是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，③是体外受精。(2)捐献者只是为婴儿提供了细胞质，所以三亲婴儿的染色体来自于母亲的卵母细胞和父亲的精子。(3)根据图示可知，三亲婴儿是体外受精产生的，属于有性生殖。(4)对捐献者注射促性腺激素，是为了使其超数排卵，以获得更多的卵母细胞。(5)根据图示可知卵母细胞的细胞质来自于捐献者，可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代。但是细胞核来自母亲的卵母细胞，因此不能避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。【答案】(1)核移植减数第二次分裂中期(或次级)体外(2)母亲卵母细胞和父亲的精子(3)有性(4)超数排卵(促进多个卵泡发育)　(5)能不能4．（2017邯郸质检）江苏某县地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。在生产总量不断扩张的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了资源的最大化利用。请分析该县农业生态系统结构(部分)示意图，回答下列问题。 (1)该农业生态系统的能量流动从桑等生产者________开始，图中属于消费者的生物有__________________。(2)与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是________________被及时利用。(3)该农业生态系统能提高经济效益的原因是：实现了物质和能量的多级利用，提高了________________，减少了__________________。(4)根据该县地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系统提出一条合理化建议：__________________________。(5)该生态工程的建设遵循____________、____________(填生态原理，任选两项)。生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、多效益、________等特点。【解题思路】(1)生态系统的能量流动从生产者固定的太阳能开始，该农业生态系统中属于消费者的生物有蚕、禽、畜。(2)与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是粪便等废弃物被及时利用，实现了无废弃物生产。(3)该农业生态系统实现了物质和能量的多级利用，提高了农产品的产量，减少了化肥、农药等农业投入，提高了经济效益。(4)根据该县地处水乡这一资源优势，可以利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田，从而实现物质和能量的多级利用，提高经济效益。(5)该生态工程的建设遵循了物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理。生态工程与传统工程相比，具有少消耗、多效益、可持续等特点。【答案】(1)固定太阳能蚕、禽、畜(2)粪便等废弃物(3)农产品的产量　化肥、农药的使用(农业投入)(4)蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田(合理即可)(5)物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理(任答两项)　可持续精准预测题 5．（2018云南玉溪一中）Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：（1）步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的_______。（2）步骤②中，重组胚胎培养到____期时，可从_______分离出ES细胞。（3）步骤③中，需要构建含有基因Rag2的表达载体。可以利用_______扩增Rag2基因片段。用HindIII和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有______和_______的酶切位点。（4）为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的__________，用___________进行杂交实验。【解题思路】本题结合图解，综合考查基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关知识，要求学生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节问题；识记核移植的具体过程；识记体外受精的具体过程及早期胚胎发育的过程，能结合所学的知识准确答题。分析题图：图示是利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗的过程图解，其中①表示核移植过程，②表示早期胚胎培养过程，③表示采用基因工程技术将目的基因导入受体细胞。（1）核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中，所以实验前要去除卵母细胞的细胞核。（2）步骤②中，重组胚胎培养到囊胚期，可从其内细胞团分离出ES细胞。（3）步骤③是将目的基因导入ES细胞，该过程之前需要构建基因表达载体；可以根据基因Rag2的核苷酸序列设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有HindIII和PstI酶的酶切位点。（4）为检测Rag2基因是否表达，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。【答案】（1）细胞核 （2）囊胚内细胞团（3）PCR技术HindⅢPstI（4）蛋白质抗Rag2蛋白的抗体6．（2018陕西长安一中）我国是受荒漠化危害最为严重的国家之一。近年来，京津冀地区频受沙尘暴之苦，保护生态环境，大力开展植树种草、治理水土流失、防止沙漠化等是当前的紧要任务。(1)据研究，京津冀沙尘暴的沙主要来自干旱的黄土高原和内蒙古高原，西部生态环境的改变首先要解决的非生物因素是__________。(2)在退耕还林、还草过程中，要注意树种、草种不要过于单一。这种做法所依据的主要生态工程原理是______________，其目的是提高生态系统的抵抗力稳定性。(3)近年来大力推广的生态农业是一个自我维持的生态系统，其特点是保持和完善系统内的生态平衡，其设计的原则是能量的____________和物质的_____________，以求得最大的生产力和可持续发展。我国农民收集一切可能的有机物质使其转变为有机肥料、保持土壤肥力的做法称无废弃物农业。(4)将抗旱基因导入植物细胞采用最多的方法是_____________。要检测抗旱基因是否插入到受体细胞的DNA中，采用的是_____________技术。若检测结果表明抗旱基因已经插入到受体细胞的DNA中，则培育的植株___________（填“一定”或“不一定”)具有抗旱性状。【解题思路】本题涉及的知识有生态环境的保护，明确知识点后梳理相关的基础知识，结合问题的具体提示综合作答。（1）影响生物的非生物因素有阳光、温度和水。黄土高原和内蒙古高原严重缺水，所以西部生态环境的改变首先要解决的非生物因素是水。（2）为提高生态系统的抵抗力稳定性，在退耕还林、还草过程中，要遵循物种多样性的原理，要注意树种、草种不要过于单一。（3）设计生态农业要遵循能量的多级利用和物质的循环再生原则，以求得最大的生产力和可持续发展。由于有机肥料能被微生物分解，所以被称为无废弃物农业。（4）将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是农杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法。常采用DNA分子杂交技术检测抗旱基因是否插入到受体细胞的DNA中。抗旱基因插入到受体细胞的DNA中，还需要经过表达才能使植株具有抗旱性状。【答案】（1）水 （2）物种多样性（3）多级利用循环再生（4）农杆菌转化法DNA分子杂交不一定