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1、第十一单元 现代生物科技专题 11.3 胚胎工程与生态工程及生物技术的安全性和伦理问题一、选择题1下面是有关胚胎工程的相关问题，请回答：(1)胚胎工程是对动物_或_所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过_给受体才能获得后代。(2)哺乳动物的体外受精主要包括_、_和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)卵子需要发育到_期，才具备受精能力。此时的卵子_(填“能”或“不能”)与直接取自附睾尾部的精子受精，原因是_。(4)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入_中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。解析
2、：(1)胚胎工程是对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术；胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之发育成新个体的技术。(2)体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤；为了充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射促性腺激素，促进其排出更多的卵子。(3)卵细胞发育到减数第二次分裂中期，才具备受精能力，才能与获能的精子完成受精作用；刚排出的精子不能立即与卵子受精，精子获能后才具备受精能力。(4)精子和卵子在体外受精后，应将受
3、精卵移入发育培养液中继续培养，培养至桑椹胚或囊胚阶段，即早期胚胎，移入代孕家畜的子宫内继续发育。答案：(1)早期胚胎配子胚胎移植(2)卵母细胞的采集精子的获取促性腺激素(3)减数第二次分裂中不能精子未获能(4)发育培养液2胚胎干细胞(ES细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的价值，其应用前景吸引众多科学家投入到这一研究领域中。根据相关知识，回答下列问题：(1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES细胞)是由_或原始性腺中分离出来的一种细胞，在功能上具有_，即可以分化出成年动物体内任何一种组织细胞。(2)ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料，ES细胞在_细胞上能维持不分化的状态。在培养基中加入_
4、可诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)ES细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进而解决临床上存在的供体器官不足和_问题。此外，科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行“改造”，向器官_(填“供体”或“受体”)基因组中导入某种调节因子，以抑制_(填“抗原”或“抗体”)决定基因的表达，或设法除去该基因，再结合_技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。解析：(1)胚胎干细胞来自早期胚胎(从动物胚胎发育至囊胚期的内细胞团)和胎儿的原始性腺。胚胎干细胞具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(2)ES细胞在饲养层细胞上能维持不分化的状态；在体外培
5、养条件下，培养液中加入分化诱导因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)ES细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进而解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥问题。向器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去该基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。答案：(1)早期胚胎发育的全能性(2)饲养层(分化)诱导因子(3)免疫排斥供体抗原克隆3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)在动物体内卵子的发生过程中，减数第一次分
6、裂完成的时间是在雌性个体_，当次级卵母细胞发育到_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)胚胎干细胞是从囊胚的_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：(1)在动物体内卵子的发生过程中，减数第一次分裂发生在排卵前后；当次级卵母细胞发育到M中期时才具备与精子受精的能力；受精的场所是输卵管；判断卵子是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观
7、察到两个极体。(2)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膜反应。(3)胚胎发育过程首先是卵裂，该过程中细胞通过有丝分裂方式增殖，细胞数目增加，但胚胎的体积不变或略微减小，因此所得每个子细胞的体积比受精卵小；胚胎发育到囊胚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)胚胎干细胞是从早期胚胎(囊胚的内细胞团)或原始性腺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。答案：(1)排卵前后M中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(3)小囊胚(4)内细胞团原始性腺4如图表示克隆羊的培育过程，请根据所学知识回答问题：
8、(1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到_期。(2)从供体羊中取上皮细胞，用_处理后，进行分散培养。在体外培养时，培养液中除了加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸等营养成分之外，通常还需要加入_等天然物质。(3)通过显微操作吸出卵母细胞中的细胞核，此过程中还需要将_一并吸出。(4)将融合后的重组细胞培养到早期胚胎后，移入代孕母羊体内的最佳时期是_。(5)移入代孕母羊体内的胚胎之所以能够存活，是因为受体不仅不会对其发生_，而且受体还能通过子宫与其建立正常的生理和组织联系。(6)若要一次获得多只相同的克隆羊，宜采用_技术，若做DNA分析鉴定性别应取_细胞。解析：(1)体外
9、受精时，卵母细胞需在体外培养到减数第二次分裂中期。(2)动物细胞培养时，需用胰蛋白酶处理组织细胞使其分散成单个细胞。动物细胞培养过程通常添加血清和血浆等天然物质。(3)核移植过程中，通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核和第一极体。(4)胚胎移植的最佳时期是桑椹胚或囊胚期。(5)移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫并不会对其发生免疫排斥反应，同时能够通过子宫与其建立正常的生理和组织联系。(6)若要一次获得多只相同的克隆羊，采用胚胎分割技术可以实现，若做DNA分析鉴定性别应取滋养层细胞，这样不破坏内细胞团细胞。答案：(1)减数第二次分裂中(2)胰蛋白酶血清、血浆(3)第一极体(4)桑椹胚或囊胚(5)
10、免疫排斥反应(6)胚胎分割滋养层5在我国，生物氧化塘是实施城市生活污水资源化利用的有效方法，是我国着力推广的一项生态工程技术。该技术利用细菌和真菌等微生物对进入氧化塘的有机物进行处理，同时塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，既实现了对生活污水的有效处理，又能获得经济效益。请分析回答：(1)该技术的应用属于_生态工程的实例。(2)流入氧化塘生态系统的总能量是_；该生态系统利用种植水生植物，养鱼、鸭、鹅等能形成多条食物链，体现了生态工程的_原理。(3)在氧化塘的建设中，每种生物的种植或投放量都不宜超过_，各种生物间还要有适当的_关系，这遵循了生态工程的_和_原理。(4)流出氧化塘的水与流入污水相
11、比，明显减少的元素主要有_；氧化塘每天处理污水的量是一定的，说明生态系统的_是有限的。(5)氧化塘技术在处理污水的同时，能使人们获取经济效益，原因是_；该技术是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，它体现了研究自然生态系统结构与功能具有_的意义。解析：本题考查生态工程的原理和应用。(1)生物氧化塘是实施城市生活污水资源化利用的有效方法，属于城市环境生态工程实例。(2)流入氧化塘生态系统的总能量包括生产者固定的总能量和污水中有机物的能量。该生态系统存在多条食物链，说明物种数目较多，体现了生态工程的物种多样性原理。(3)生物的种植或投放量都不宜超过环境容纳量，否则会对生态系统产生破坏。各种生物要有适当的比例，以维持生态系统的稳定性，这遵循了生态工程的协调与平衡和整体性原理。(4)流出氧化塘的水与流入污水相比，经过水生植物的吸收，N、P等元素减少。氧化塘每天处理污水的量是一定的，说明生态系统的自我调节能力是有限的，超过该限度，系统会遭到破坏。(5)氧化塘技术在处理污水的同时，还种植水生植物，养鱼、鸭、鹅等，提高了能量利用率。答案：(1)城市环境(2)植物同化的太阳能总量及有机物中的能量物种多样性(3)环境承载力(环境容纳量)比例协调与平衡整体性(4)N、P等自我调节能力(5)提高了能量利用率(废物资源化)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用4
