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1、专题23 胚胎工程、生物技术的安全 性和伦理问题、生态工程,胚胎工程的综合考查 【典例1】(2012山东高考)毛角蛋白型中间丝(KIF)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。,(1)过程中最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和_。 (2)在过程中，用_处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是_。 (3)在过程中，用_处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行_处理。 (4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_ _。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚
2、胎。,【审题视角】解答此题的关键是： (1)了解基因工程的三种工具； (2)了解动物细胞工程和胚胎工程中的一般技术方法和注意事项。,【精讲精析】(1)过程为基因工程的步骤之一，最常用的运载工具为质粒，在此过程中所需的酶是限制酶和DNA连接酶。 (2)过程为动物细胞工程中的动物细胞培养，要用胰蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞；CO2的作用是维持培养液的pH。 (3)过程为动物细胞工程中的核移植技术，用促性腺激素处理可以获得更多的卵细胞；成熟卵细胞在核移植前需要进行去核处理。 (4)重组细胞要进行早期胚胎培养，发育到桑椹胚或囊胚才能移植；通过胚胎分割技术可以获得较多的胚胎。,答案：(1)质粒 DN
3、A连接酶 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液)的pH (3)促性腺激素(或促滤泡素，孕马血清) 去核 (4)(早期)胚胎培养 胚胎分割,【命题人揭秘】 命题规律：胚胎工程与生产实际联系密切，也是基因工程的重要实现手段。在考查时，常和基因工程相结合，或利用流程图呈现胚胎工程培育试管动物的过程，并对易混淆的重点问题进行考查。2013年的高考还会将这部分内容作为热点之一，通常会结合其他生物工程进行综合考查。 备考策略：本部分内容在备考时需要牢记试管动物技术的流程、原理和各个环节的处理方式，并注意以下几点：,(1)对于知识细节要注意梳理归纳，如成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具
4、备受精能力；排出的卵子减数第一次分裂尚未完成，所以处于初级卵母细胞阶段，排出的卵子在输卵管内进一步成熟，当到达减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。 (2)善于记忆重点内容的结论性语言，如胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短供体本身的繁殖周期。 (3)采用对比的方法掌握试管动物技术各个环节的目的、处理的方式等。,转基因生物的安全性 【典例2】(2010江苏高考)下列关于转基因植物的叙述正确的是 A.转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中 B.转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D.如转基因植物的
5、外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题,【审题视角】解答本题的关键主要有两点： (1)明确外源基因对环境的危害性会导致A选项描述的现象出现； (2)知道转抗虫基因的植物对外界环境中其他生物的定向选择作用会导致B选项描述的昆虫的进化。,【精讲精析】选A。解答本题的具体分析如下： A项正确，油菜开花后，花粉易飘散，导入的除草剂基因易随花粉扩散到环境中。 B项错误，转抗虫基因的植物，对昆虫进行了定向选择，会导致昆虫群体抗性基因频率增加； C项错误，因生物体共用一套遗传密码，动物的生长激素基因转入植物后可表达； D项错误，如转基因植物的外源基因来源于自然界，可能打破原有的基因结构，或通过转基因植物散
6、播，具有不确定性，存在一定的安全性问题。,【命题人揭秘】 命题规律：转基因生物的安全性是近几年的热点话题，符合高考大纲中理论与生产生活实际相联系的思路。命题时，主要考查转基因生物安全性的三个方面，与基因工程的技术手段相联系。 备考策略：(1)通过转基因技术的原理和基因之间的相互作用关系联系，理解转基因技术的安全性存在隐患的原因： 对基因的结构、基因之间的相互作用及基因的调控机制都了解得有限；,转移的基因虽然是功能已知的基因，但很多是异种生物的基因； 外源基因插入宿主基因组的位置往往是随机的。 (2)通过转基因技术的应用，推导转基因生物可能的几个方面的隐患： 食物安全：中心思路是现有转基因食品安
7、全理论存在漏洞；可能会对人体造成毒害。 生物安全：中心思路是基因污染导致野生物种的改变。 环境安全：中心思路是通过影响某些生物可能破坏生态平衡。,生态工程 【典例3】(2011新课标全国卷)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、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植
8、物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。 (3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、_ _和_等原理。 (4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。,【审题视角】解答本题的关键点如下： (1)获取“厌氧沉淀池”、“曝气池”、“兼氧池”包含的氧气条件分别为无氧、有氧、有氧无氧均有。 (2)理解第(2)问第一句的叙述中包含了所有生物。,【精讲精析】本题综合考查群落和生态系统的结构、生态工程的基本原理等相关知识。 (1)在厌氧沉淀池，微生物进行无氧呼吸；在曝气池，微生物主要进行有氧呼吸；在兼氧池，微生物既能进行
9、有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。 (2)群落是同一时间聚集在一定区域中各种生物种群的集合体，包括给定区域的所有生物。生态系统还包含生物的生活环境。植物是生产者，是第一营养级，其固定的太阳能是流经生态系统的总能量。,(3)生态工程的基本原理包括物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理。 (4)修复的一定是受损或被破坏的生态系统，改善生态环境，提高生态系统的稳定性和生产力。 答案：(1)无氧和有氧 (2)群落 一 水生植物 太阳 (3)物质循环再生 物种多样性 系统学和工程学(任选2个即可) (4)已被破坏的生态环境,【阅卷人点拨】,胚胎工程 高考指数: 1.(
10、2012浙江高考)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是( ) A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性 B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层,【解题指南】解答本题的关键应明确两点： (1)本题考查高等哺乳动物的受精和胚胎发育。 (2)熟练掌握胚胎发育各个阶段的特点。,【解析】选A。具体分析如下：,2.(2012江苏高考)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( ) A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 C.对冲卵获得的原肠胚检查合
11、格后方可移植 D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低,【解析】选D。A错误，对供体和受体母牛要进行同期发情处理，但不一定是相同激素处理。B错误，受精和胚胎的早期培养可以在体内进行。C错误，对冲卵获得的早期胚胎检查合格后方可移植。D正确，胚胎分割移植中，目前仍然以二分胚胎的成功率最高。,3.(2012天津高考)下列有关干细胞的叙述，错误的是( ) A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应 B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化 C.组织细胞的更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程 D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病 【解题指南】解答本题的关键是明确：胚胎干细
12、胞具有全能性，不但能增殖，而且也能分化。,【解析】选B。自体干细胞不属于异物，不会引起自身的免疫排斥反应，故A选项正确；胚胎干细胞具有全能性，在体外培养可以增殖、分化，故B选项错误；组织细胞的更新包括增殖、分化和凋亡过程，故C选项正确；造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可以治疗白血病，故D选项正确。,4.(2011广东高考)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( ) 转基因 核移植 体外受精 体细胞克隆 胚胎移植 A. B. C. D. 【解析】选D。试管动物技术利用了体外受精和胚胎移植，未涉及转基因、核移植以及体细胞克隆技术。,5.(2011江苏高
13、考)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是( ) A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 C.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 D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,【解析】选B。A选项：体外受精是通过获能的精子和培养成熟的卵子，在获能液或专用的受精溶液中完成受精的过程。B选项：受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段就可以进行胚胎移植，所以B选项错误。C选项：培养哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐成分外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。D选项：试管动物
14、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(体外受精)，并通过培养发育为早期胚胎后(早期胚胎培养)，再经移植(胚胎移植)产生后代的技术。,6.(2011浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是( ),A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D.丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内 【解题指南】解答本题需要注意以下几点： (1)熟记获得卵母细胞的方式； (2)熟记试管动物技术的基本过程与本图甲、乙、丙、丁步骤的对应。,【解析】选
15、A。A项正确，甲为从良种母山羊体内获取卵母细胞，可以注射促性腺激素使其超数排卵，进而获得较多的卵母细胞； B项错误，乙过程的最终目的是实现体外受精，获得受精卵；为了实现这一目的，需要促进卵母细胞成熟到减数第二次分裂中期并使精子获能，而不是促进精子细胞成熟； C项错误，乙过程的处理方式之一是使精子获能，需要获能液，丙过程为培养早期胚胎，用培养液，两者成分不同； D项错误，丁过程属于早期胚胎移植，需将早期胚胎移植到与供体生理状态相同的代孕母羊体内，代孕母羊的性状与良种母羊是否相同对移植的成功没有影响。,7.(2010江苏高考)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的-淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致-淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是( ) A.胚胎移植技术 B.胚胎干细胞技术 C.单克隆抗体技术 D.基因治疗技术,【解析】选A。胚胎移植技术是生物繁殖技术，且产生的后代遗传物质相同；胚胎干细胞技术可利用干细胞的增殖分化，提供和修复损伤的神经元；单克隆抗体技术可生产单克隆抗体，降低-淀粉样蛋白体的含量；基因治疗技术可修复突变的基因，这样不会导致-淀粉样蛋白体的产生和积累。,8.(2010江苏高考)下列关于
