2019年高考生物二輪復習 基礎保分專題十三 胚胎工程與生態(tài)工程 含生物技術的安全性和倫理問題學案

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1、基礎保分專題十三 胚胎工程與生態(tài)工程 含生物技術的安全性和倫理問題 [課前循圖憶知] 　　　　　　　　　　　　　　　　 考點一　胚胎工程 [做真題·明方向] 1．(2015·山東高考)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應具有重要意義。流程如下： (1)過程①采用的是細胞工程中的____________技術，過程②采用的是胚胎工程中的__________________技術。 (2)體細胞進行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的________。 (3)如果克隆過程中需進行基因改造，在構建基因表達載體(重組載體)時必

2、須使用____________和____________兩種工具酶?；虮磉_載體上除目的基因外，還需有________基因，以便選出成功導入基因表達載體的細胞。 (4)胚胎干細胞可以來自囊胚中的______________。在一定條件下，胚胎干細胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體________(填“A”或“B”)，則不會發(fā)生免疫排斥反應。 解析：(1)過程①表示將體細胞核移入去核卵母細胞，即核移植技術；過程②表示早期胚胎培養(yǎng)技術。(2)體細胞進行體外培養(yǎng)時，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH。(3)構建基因表達載體時需要限制酶和DNA連接酶兩種工具酶；基

3、因表達載體上的標記基因的作用是便于篩選出成功導入基因表達載體的細胞。(4)囊胚的內細胞團細胞具有發(fā)育的全能性，屬于胚胎干細胞。在圖示過程中，個體B提供的是細胞核，分化形成的組織器官的性狀主要是由來自個體B的遺傳物質決定的，因此體外培養(yǎng)獲得的組織器官移入個體B不會發(fā)生免疫排斥反應。 答案：(1)(體細胞)核移植　(早期)胚胎培養(yǎng)　(2)pH(或：酸堿度)　(3)限制性(核酸)內切酶(或：限制酶)　DNA連接酶(注：兩空可顛倒)　標記　(4)內細胞團　B 2．(2015·重慶高考)某課題組為解決本地種奶牛產奶量低的問題，引進了含高產奶基因但對本地適應性差的純種公牛。 (1)擬進行如下雜交：

4、 A(具高產奶基因的純種)×♀B(具適宜本地生長基因的純種)→C 選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內正常________。若C中的母牛表現為適宜本地生長，但產奶量并未提高，說明高產奶是________性狀。為獲得產奶量高且適宜本地生長的母牛，根據現有類型，最佳雜交組合是________，后代中出現這種母牛的概率是________(假設兩對基因分別位于不同對常染色體上)。 (2)用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體。 精子要具有受精能力，需對其進行________處理；卵子的成熟在過程________中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是________。為篩選出

5、具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的____________________。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程________的基因重組有關。 (3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用________技術。 解析：(1)用具有適宜本地生長基因的純種母牛作母本的原因之一是胚胎能在母體內正常生長發(fā)育。設控制產奶量高低的基因分別用T、t表示，控制適應性強弱的基因分別用R、r表示。雜交后代C中的母牛表現為適應性強但產奶量并未提高，說明高產奶、低適應性均為隱性性狀，則推導出A的基因型為ttrr，B的基因型為TTRR，C的基因型為TtRr。通過回交，即C牛與A牛雜交(TtRr×ttrr)，獲得高產奶量且適應

6、性強的母牛的概率為1/2×1/2×1/2＝1/8。(2)在體外受精過程中，從供體公牛獲得的精子經獲能處理后，才具有受精能力。從供體母牛采集的卵子經培養(yǎng)達到MⅡ期后在與精子受精過程中最終成熟。由于受精作用的隨機性，為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，在胚胎移植前應鑒定胚胎的性別、是否具有高產奶基因和適應本地生長的基因。由于公牛為隱性純合子，所以子代母牛的優(yōu)良性狀與供體母牛減數分裂產生卵子的過程中的基因重組有關。(3)提高已有胚胎利用率的最好措施是胚胎分割。 答案：(1)生長發(fā)育或胚胎發(fā)育　隱性　♂A×♀C　1/8 (2)獲能或增強活力?、邸」┠堋⌒詣e、高產奶和適應生長的基因?、凇?3)胚胎分割 命

7、題方向 基礎類 第1題的(1)(2)(3)(4)小題，第2題的(3)小題 理解類 第2題的(1)(2)小題 復習方向 1.記憶動物胚胎發(fā)育的基本過程、胚胎工程的理論基礎和操作過程，胚胎干細胞的特點、應用等內容，如第1題的(1)(2)(4)小題，第2題的(3)小題 2．重點理解胚胎工程和基因工程、細胞工程之間的聯系等，如第1題的(3)小題，第2題的(1)(2)小題 [理教材·固根基] 1．準確記憶早期胚胎發(fā)育過程(填圖) 2．熟知胚胎工程的操作流程(據圖填空) (1)胚胎移植過程中兩次使用激素，第一次常用孕激素對供、受體進行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激

8、素對供體做超數排卵處理。 (2)胚胎移植過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查；第二次對受體母畜是否妊娠進行檢查。 (3)胚胎移植是有性生殖還是無性生殖，取決于胚胎是由受精卵形成的(有性生殖)，還是由核移植技術形成重組細胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的(無性生殖)。 [練熱點·會遷移] 1．回答下列有關胚胎工程方面的問題： (1)自然狀況下的胚胎干細胞是由哺乳動物的早期胚胎或____________中分離出來的一類細胞。 (2)胚胎干細胞在形態(tài)上表現為體積小，細胞核大，________明顯；在功能上具有________________。 (3)若要同時產生多個相同的轉基因牛，常用

9、到____________技術，在操作時要對內細胞團進行____________。 (4)胚胎移植是否成功，與供體和受體的生理狀況有關，大量的研究已經證明，受體子宮對植入的胚胎基本不發(fā)生________________。 解析：(1)胚胎干細胞的來源是哺乳動物的早期胚胎或原始性腺。(2)胚胎干細胞在形態(tài)上表現為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上具有發(fā)育的全能性。(3)若要同時產生多個相同的轉基因牛，常用到胚胎分割技術，若選用囊胚進行胚胎分割，要注意對其內細胞團均等分割。內細胞團是全能干細胞，若分割不均，可能影響分割后胚胎的發(fā)育。(4)胚胎移植是否成功，與供體和受體的生理狀況有關，受體子宮

10、對植入的胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應。 答案：(1)原始性腺　(2)核仁　發(fā)育的全能性　(3)胚胎分割　均等分割　(4)免疫排斥反應 2．全球首批經全基因組測序的PGD/PGS試管嬰兒在長沙誕生。新技術的突破意味著通過設計試管嬰兒解決部分不孕不育問題的同時，部分腫瘤疾病、遺傳性疾病的家族性遺傳也將有望避免。 (1)設計試管嬰兒時為了提高受孕率，胚胎移植時多采用多胚胎移植，因此需要用____________處理促進母親排出更多的卵子。 (2)胚胎發(fā)育的卵裂期在____________(填“透明帶”或“放射冠”)內進行。受精卵經72 h體外培養(yǎng)發(fā)育成由32細胞左右的桑椹胚，可用于胚胎移植。胚

11、胎工程是指對動物的早期胚胎或____________所進行的多種顯微操作和處理技術，還包括體外受精、胚胎分割移植、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。 (3)為了某些需要，需對胚胎的性別進行鑒定。目前最有效最準確的方法是SRY-PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個____________(填“滋養(yǎng)層”或“內細胞團”)細胞，提取DNA；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作____________，以______________為模板進行PCR擴增；最后與SRY特異性探針出現陽性反應者，胚胎為_______性。 (4)設計試管嬰兒、克隆人等都是引起人們廣泛爭論的

12、問題。我國不反對治療性克隆，即可利用人體細胞核移植等技術治療人類疾病，在去除卵母細胞的細胞核時，可用微型吸管把位于__________和_________之間的第一極體一并吸出。 解析：(1)給女性注射促性腺激素可促使其超數排卵。(2)胚胎發(fā)育的卵裂期是在透明帶內進行的。胚胎工程是指對動物的早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術。(3)目前，對胚胎的性別進行鑒定的最有效最準確的方法是SRY-PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個滋養(yǎng)層細胞，提取DNA；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作引物，以滋養(yǎng)層細胞的DNA為模板進行PCR擴增；與SRY

13、特異性探針出現陽性反應者，說明其含有Y染色體，為男性。(4)治療性克隆是指利用人體細胞核移植等技術治療人類疾病，在去除卵母細胞的細胞核時，可用微型吸管把位于卵細胞膜和透明帶之間的第一極體一并吸出。 答案：(1)促性腺激素　(2)透明帶　配子　(3)滋養(yǎng)層　引物　滋養(yǎng)層細胞的DNA　男　(4)卵細胞膜　透明帶 考點二　生態(tài)工程 [做真題·明方向] 1．(2011·全國卷)現有一生活污水凈化處理系統，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經凈化處理后，可用于澆灌綠地?；卮饐栴}： (1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧

14、池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過______________呼吸將有機物分解。 (2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了________(填“生態(tài)系統”“群落”或“種群”)。在植物池的食物網中，植物位于第________營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于______所固定的________能。 (3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協調與平衡、________________和________________等原理。 (4)一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對________________________進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產

15、方式進行改善，并提高生態(tài)系統的生產力。 解析：(1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池的過程中，厭氧沉淀池中厭氧型微生物通過無氧呼吸將有機物分解，曝氣池中需氧型微生物通過有氧呼吸將有機物分解，兼氧池中微生物則通過有氧呼吸和無氧呼吸將有機物分解。(2)群落是一定的自然區(qū)域內相互間有直接或間接關系的各種生物的總和，故該植物池中的生產者、消費者和分解者共同組成了群落；植物為生產者，屬于第一營養(yǎng)級；生態(tài)系統中消費者和分解者的能量都最終來源于生產者固定的太陽能。(3)生態(tài)工程的建設要考慮社會、經濟和自然的統一，生物與環(huán)境相協調，充分利用廢棄物中的物質和能量，并增加生物的種類以增強生態(tài)系統的穩(wěn)定性，故生

16、態(tài)工程需遵循的基本原理有整體性原理、協調與平衡原理、物質循環(huán)再生原理和物種多樣性原理等。(4)生態(tài)工程的主要任務是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產方式進行改善。 答案：(1)無氧和有氧(或細胞)　(2)群落　一　生產者　太陽　(3)物質循環(huán)再生　物種多樣性　(4)已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)系統) 2．(2014·重慶高考)為治理某廢棄采石場的生態(tài)環(huán)境，對其進行了公園化建設。 (1)對其進行整理和覆土，并選擇適生植物進行人工造林，不同恢復時期的植物物種數如右圖所示。t0→t1，植物殘體及凋落物中的有機物被生態(tài)系統中的________轉化為無機物，使土壤條件得到

17、改善；同時由于人工林土壤中存在________________，導致群落中植物物種數增加；t1→t3，人工林抵抗力穩(wěn)定性的變化是________；群落中植物物種數逐漸增加，物種之間________加劇。 (2)通過人工林建設和園林景觀構建，既改善了生態(tài)環(huán)境，又可提高社會和經濟效益，這主要體現了生態(tài)工程的________原理。 解析：(1)生態(tài)系統成分中的分解者可將有機物轉化為無機物，供生產者利用。在群落次生演替過程中，土壤中原有的植物種子或繁殖體增加了人工林生態(tài)系統中的植物物種數。圖示t1→t3階段，植物物種數增加，該生態(tài)系統的抵抗力穩(wěn)定性增強。植物物種數逐漸增加，物種之間競爭加劇。(2)

18、人工林的建設和園林景觀的構建，既改善了生態(tài)環(huán)境，又可提高社會和經濟效益，主要體現了生態(tài)工程的整體性原理。 答案：(1)分解者　種子或繁殖體　增強　競爭　 (2)整體性(系統論) 命題方向 基礎類 第1題的(1)(2)(4)小題，第2題的(2)小題 理解類 第1題的(3)小題，第2題的(1)小題 復習方向 1.記憶生態(tài)工程的概念、原理、實例和發(fā)展前景，如第1題的(1)(2)(4)小題，第2題的(2)小題 2．重點理解生態(tài)工程的原理，如第1題的(3)小題 [理教材·固根基] 1．熟記生態(tài)工程的原理和實例(填圖) 2．準確判斷生態(tài)工程實例中的主要原理(填表) 生態(tài)

19、工程實例 生態(tài)工程原理 無廢棄物農業(yè) 遵循物質循環(huán)再生原理 在人工林中增加植被層次 遵循物種多樣性原理 太湖水體富營養(yǎng)化引起大面積水華 違反協調與平衡原理 前面造林，后面砍樹 違反整體性原理 [練熱點·會遷移] 1．奶牛場每天排放大量的糞便、飼料殘渣，如不處理會嚴重影響周邊人、畜的飲水安全等。如圖是某奶牛場廢水處理流程圖，請回答： (1)輸入此氧化塘的能量有________________。 (2)氧化塘后部的溶解氧含量比前部的________。 (3)廢水流入厭氧池前，需經稀釋處理，是為了防止______________________________

20、______。 (4)氧化塘后部種植蓮等挺水植物，有利于減少出水口處水中的浮游藻類，原因是________________________________________。 (5)控制廢水流入氧化塘的速率，除有利于氧化塘中有機物被充分分解外，還有利于____________________，使出水口處的水質達到排放要求。 解析：(1)廢水中的有機物含有能量，因此輸入氧化塘的能量有太陽能和廢水中有機物的化學能。(2)前部有機污染物濃度高，部分好氧微生物分解有機物會消耗氧，同時沉水植物根際的厭氧環(huán)境有利于厭氧細菌的活動，分解水中的有機物，為氧化塘后部的植物提供營養(yǎng)，利于它們進行光合作用，產生

21、氧氣，因此經過處理后的氧化塘后部的溶解氧含量比前部的高。(3)廢水中含有大量的污染物流入厭氧池，若厭氧池污染物濃度過大，會導致微生物失水過多而死亡，因此廢水流入厭氧池前，需經稀釋處理。(4)氧化塘后部種植蓮等挺水植物，挺水植物起遮光作用，影響浮游藻類的光合作用，有利于減少出水口處水中的浮游藻類。(5)控制廢水流入氧化塘的速率，除有利于氧化塘中有機物被充分分解外，還有利于無機鹽被充分吸收，使出水口處的水質達到排放要求。 答案：(1)太陽能和化學能　(2)高　(3)避免濃度過高，微生物過度失水而死亡　(4)挺水植物起遮光作用，影響浮游藻類的光合作用　(5)無機鹽被充分吸收 2．最近，科學家發(fā)明

22、了一種新型的穩(wěn)定塘污水生態(tài)處理系統，取得良好效果。穩(wěn)定塘是一種人工構筑、以凈化污水為目的工程設施，具有圍堤、防滲層等。穩(wěn)定塘包括好氧塘、兼性塘、厭氧塘等。穩(wěn)定塘污水生態(tài)處理系統的主要指標見下表，請分析有關材料，回答下列問題： 類型 深淺(m) 污水停留時間(d) 適宜處理污水中有機物濃度 含有的主要生物 好氧塘 ＜1 m 3～5 低 藻類、好氧菌 兼性塘 1～2 m 5～30 較高 細菌、真菌、原 生動物、藻類等 厭氧塘 2.5～5.0 m 20～50 高 厭氧菌等 (1)從表中數據可以發(fā)現：不同的穩(wěn)定塘水深差異明顯。這主要是與穩(wěn)定塘生態(tài)系統中的分解

23、者對____________的需求不同有關。 (2)好氧塘內藻類生長通常比正常情況要快，其主要原因是________________________________。 (3)污水在厭氧塘中停留時間特別長的原因主要是__________________________________________________。同時，廢水不能過量流入厭氧塘，說明生態(tài)系統的____________能力有限。經過穩(wěn)定塘處理的污水，再流經潛流濕地，就能作為農業(yè)、工業(yè)用水。該系統主要依據了生態(tài)工程中________________、________________等原理。 (4)由于人們長期向湖泊、河流中大量

24、排放生活污水(和某些工農業(yè)廢水)，導致水華現象頻繁發(fā)生。通過人工打撈、投放大量化學殺藻劑等緊急處理是常用的治理方法。近年來，人們還采用投放食浮游植物的魚類、種植大型挺水植物和人工浮床等方法構建生物修復系統，收到較好的效果。與用殺藻劑處理水華相比，生物修復方法的主要優(yōu)點是________________和______________________。 解析：(1)從表中數據可以發(fā)現：不同的穩(wěn)定塘水深差異明顯。這主要是與穩(wěn)定塘生態(tài)系統中的分解者對氧氣的需求不同有關。(2)好氧塘內，好氧菌的代謝速度相對較快，產生CO2和無機鹽多，有利于藻類的生長。(3)污水中的大量有機物進入厭氧塘，導致厭氧塘中厭

25、氧菌分解有機物時間長，但流入量不能太多，否則會導致原有的生態(tài)系統平衡被打破，這也體現了厭氧塘的自我調節(jié)能力是有限的。好氧菌、兼氧菌、厭氧菌和藻類等生物體現了物種多樣性原理；分解后的產物重新被植物利用，凈化后的水被重新利用，這些都體現了物質循環(huán)再生的原理。(4)與用殺藻劑處理水華相比，生物修復方法的主要優(yōu)點是能減少環(huán)境污染和保護生物多樣性。 答案：(1)溶氧量(或氧氣)　(2)分解者分解有機物，為藻類提供CO2和無機鹽　(3)厭氧塘處理污水中有機物濃度高，其厭氧菌分解大量有機物所需時間長　自我調節(jié)　物種多樣性原理　物質循環(huán)再生原理　(4)減少環(huán)境污染　保護生物多樣性(或不殺傷天敵，或不會使藻類

26、產生抗藥性，答案合理即可) [課堂強化訓練]　 　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　 1．2016年墨西哥一名“三親嬰兒”誕生。嬰兒的母親(Fatimah)部分線粒體帶有嚴重的基因缺陷，醫(yī)學專家通過如圖所示的操作獲得了線粒體基因正常的早期胚胎，然后將胚胎移入母親(Fatimah)的子宮內孕育，這個胚胎最終發(fā)育成了正常的嬰兒。 (1)醫(yī)學專家首先要給Fatimah和卵子捐獻者注射___________，以獲得足夠數量的卵子。 (2)去除細胞核時普遍使用___________去核法。 (3)在體外受精前，需要對精子進行__________處理。體外受

27、精后還需要將受精卵放入培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精卵的__________能力。培養(yǎng)液的成分中，除一些無機鹽和有機鹽外，還有維生素、__________、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質。 (4)早期胚胎發(fā)育的過程大致為：受精卵→__________→囊胚→原腸胚。囊胚中的__________層細胞將發(fā)育成胎膜和胎盤。 (5)據圖分析，該“三親嬰兒”中的三親是指____________________________________。 解析：(1)促性腺激素可以促使成年女性排出更多的卵子。(2)需要使用顯微操作的方法去除細胞核。(3)精子在與卵細胞結合前需要對精子進行獲能處理；受

28、精后受精卵需要在體外培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)一段時間，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力；培養(yǎng)液中需要有兩鹽(無機鹽和有機鹽)、兩素(維生素和激素)、兩酸(氨基酸和核苷酸)、一清(血清)。(4)早期胚胎發(fā)育過程：受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚。滋養(yǎng)層細胞將發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤。(5)從圖中看出“三親嬰兒”的三親是指供核母親、卵母細胞質捐獻者和父親。 答案：(1)促性腺激素　(2)顯微操作　(3)獲能　發(fā)育　激素　(4)桑椹胚　滋養(yǎng)　(5)供核母親(Fatimah)、(供精子)父親、線粒體捐獻者(卵母細胞質捐獻者) 2．Ⅰ型糖尿病，又名胰島素依賴型糖尿病(IDDM)，易出現糖尿病酮癥酸中毒(DKA)，

29、又叫青年發(fā)病型糖尿病，這是因為它常常在35歲以前發(fā)病，占糖尿病的10%左右。Ⅰ型糖尿病自身不能產生胰島素，也就是說病人從發(fā)病開始就需使用胰島素治療。并且終身使用。因此臨床上對胰島素需求量很大。下圖是利用奶牛乳腺生物反應器制備胰島素的流程圖： (1)構建重組質粒時，為避免人胰島素基因末端發(fā)生任意連接和運載體的自身環(huán)化應選用____________酶切處理目的基因和運載體。要使人胰島素基因在奶牛乳腺中特異表達，應將人胰島素基因與______________________等調控元件重組在一起。④過程常用____________法將重組質粒導入受精卵。 (2)②過程采集的奶牛精子常用____

30、_________法使其獲能，與成熟的卵子在專用受精溶液中完成受精，受精過程中，在精子觸及___________的瞬間會產生透明帶反應，這是防止多精入卵的第一道屏障。 (3)對移植前的胚胎需進行性別鑒定，一般采用SRY-PCR方法，選擇出現_____反應的(填“陽性”或“陰性”)胚胎進行移植。為了使胚胎移植能成功，需要對代孕奶牛C進行_________處理，使之與供體的生理狀況保持相同。 解析：(1)為了防止目的基因、質粒的任意連接和自身環(huán)化，據圖分析應該采用PstⅠ、SmaⅠ酶。要使人胰島素基因在奶牛乳腺中特異表達，在基因表達載體上必須有奶牛乳腺蛋白基因的啟動子。④表示將目的基因導入受精

31、卵的過程，常用顯微注射法。(2)對精子進行獲能處理的方法有培養(yǎng)法和化學誘導法，對牛、羊等家畜的精子采用化學誘導法。在受精過程中，精子觸及卵細胞膜的瞬間會產生透明帶反應，這是防止多精入卵的第一道屏障。(3)進行性別鑒定時，一般采用SRY-PCR方法，選擇出現陰性反應的雌性胚胎進行移植；胚胎移植時，要使受體與供體的生理狀況保持相同，需進行同期發(fā)情處理。 答案：(1)PstⅠ、SmaⅠ　奶牛乳腺蛋白基因的啟動子　顯微注射　(2)化學誘導　卵細胞膜　(3)陰性　同期發(fā)情 3．黑龍江省中部是我國著名的黑土地區(qū)，也是玉米主產區(qū)之一。如圖是黑龍江省中部某市玉米生態(tài)工程設計圖。請據圖分析回答有關生態(tài)工程的

32、問題： (1)與傳統工程相比，生態(tài)工程是一類_______、_______、_______的工程體系。 (2)將玉米粉通過微生物發(fā)酵生產酒精，在這個過程中，微生物通過________呼吸將有機物分解。提取酒精后的酒糟廢液可以在提取酒糟后排放到水池中養(yǎng)魚，酒糟和玉米粕用來養(yǎng)豬，這體現了____________原理。 (3)該生態(tài)工程中在原來單純種植玉米(玉米螟泛濫)的基礎上，引入了食蟲鳥；并將玉米與大豆間作，這主要遵循了____________原理，這樣可以提高生態(tài)系統的____________。 (4)玉米生態(tài)工程的設計實施，不僅可獲得每年上億元的經濟收入，而且可以有效處理每天排放

33、的大量廢水，同時還可以為社會新增加一定的就業(yè)機會，這體現了______原理。 (5)酒精生產、生豬生產、養(yǎng)魚、廢水處理等都分別是一種相對獨立的生產系統，該設計中通過改變和優(yōu)化結構，達到改善系統功能的目的，這遵循了系統學和工程學中的____________________原理。 解析：(1)與傳統工程相比，生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。(2)酒精的制作主要是利用酵母菌的無氧呼吸。酒糟廢液提取酒糟后用來養(yǎng)魚、酒糟和玉米粕用來養(yǎng)豬體現了生態(tài)工程的物質循環(huán)再生原理。(3)在原來只種植玉米的基礎上，增加了大豆，引入了食蟲鳥等物種，在有限的資源條件下，容納了更多的生物，提高了生態(tài)系統

34、的抵抗力穩(wěn)定性，依據的是物種多樣性原理。(4)在進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮到自然生態(tài)系統的規(guī)律，還要考慮到經濟和社會等系統的影響力，這是整體性原理。(5)此生態(tài)工程中的每個生產系統都是相對獨立，但又彼此聯系的，通過改變和優(yōu)化結構，達到改善系統功能的目的，體現了系統學和工程學中的系統的結構決定功能原理。 答案：(1)少消耗　多效益　可持續(xù)　(2)無氧　物質循環(huán)再生　(3)物種多樣性　抵抗力穩(wěn)定性　(4)整體性　(5)系統的結構決定功能 [課后檢測·增分強訓] 1．運用現代生物科技相關

35、知識，回答下列問題： (1)動物細胞融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的________細胞，稱為雜交細胞。合子形成后即在________內進行有絲分裂，開始發(fā)育。胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內進行的，這一時期稱為________期。 (2)當獲能后的精子與卵子相遇時，首先發(fā)生________反應，釋放出有關的酶直接溶解卵丘細胞之間的物質，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反應依次有____________、____________________(時間順序不可顛倒)。 (3)生態(tài)經濟主要是通過實行“____________”的原則，使一個系統產出的污染物，能夠成

36、為本系統或者另一個系統的生產原料，從而實現廢棄物的資源化，而實現循環(huán)經濟最重要的手段之一就是____________。 解析：(1)動物細胞融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。合子形成后即在輸卵管內進行有絲分裂，開始發(fā)育。胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內進行的，這一時期稱為卵裂期。(2)當獲能后的精子與卵子相遇時，首先發(fā)生頂體反應，釋放出有關的酶直接溶解卵丘細胞之間的物質，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反應依次有透明帶反應、卵細胞膜反應。(3)生態(tài)經濟主要是通過實行“循環(huán)經濟”的原則，使一個系統產出的污染物，能夠成為本系統或者另一個系統的生產

37、原料，從而實現廢棄物的資源化，而實現循環(huán)經濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。 答案：(1)單核　輸卵管　卵裂　(2)頂體　透明帶反應　卵細胞膜反應　(3)循環(huán)經濟　生態(tài)工程 2．某正常夫妻生下的一個血友病男孩，不幸在一次意外中大量失血死亡。該夫妻想借助試管嬰兒技術再生一個健康孩子。請結合你所學的知識幫他們解決有關問題： (1)人類精子是在________(器官)內形成的，從初情期(青春期)期開始，直到生殖機能減退，而女性卵泡的形成和在卵巢內的儲備，是在______________(時期)完成的，這是精子和卵子發(fā)生上的重要區(qū)別。 (2)在體外受精時，精子首先要進行________處理，精子

38、與卵子在體外受精后，應移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以便檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。 (3)人的體外受精胚胎，在8～16個細胞階段可以移植，而牛、羊一般要培養(yǎng)到____________________階段才能移植。 (4)醫(yī)生建議這對夫婦最好選擇女性胎兒，這需要在胚胎移植前取1～2個細胞觀察____________或做DNA分析來做性別鑒定。 解析：(1)人類精子的形成場所是睪丸，而女性卵泡的形成和在卵巢內的儲備，是在胎兒時期完成的，這是精子和卵子發(fā)生上的重要區(qū)別。(2)在體外受精時，精子首先要進行獲能處理。(3)胚胎移植時，牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段才能移植。(4)男性和女性的

39、性染色體組成不同，因此可通過觀察性染色體形態(tài)或做DNA分析來做性別鑒定。 答案：(1)睪丸　出生前(胎兒時期)　(2)獲能　(3)桑椹胚或囊胚　(4)性染色體形態(tài) 3．促紅細胞生成素(EPO)是一種激素樣物質，可促進體內新紅細胞生成。人類已通過基因工程合成EPO基因，并采用中國倉鼠卵巢(CHO)細胞表達系統來獲取產物。其過程如下： 請回答下列問題： (1)從人體組織中提取EPO的mRNA，通過逆轉錄得到____________，再通過PCR技術獲得大量EPO基因。 (2)供體母鼠通常情況下每次排卵8～12枚，為使其超數排卵，需注射_____________激素以排出更多的卵子，培

40、養(yǎng)到_____________時期與獲能的精子相遇時，精子首先發(fā)生________反應，穿越放射冠和透明帶，完成體外受精。 (3)①過程構建了基因表達載體，基因表達載體內部包括不可缺少的組成部分，其中________能驅動基因的轉錄。 (4)采用______________技術，將重組表達載體導入小鼠受精卵中，將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)液成分除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及_______等物質。 (5)當胚胎發(fā)育至____________________時期，向受體移植，為獲得更多個轉基因胚胎，要將__________均等切割，否

41、則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。此外，移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行_________。 解析：(1)獲取目的基因的方法可通過逆轉錄法，故從人體組織中提取EPO的mRNA，通過逆轉錄得到cDNA，再通過PCR技術獲得大量EPO基因。(2)為使供體母鼠超數排卵，需注射促性腺激素以排出更多的卵子，卵子需培養(yǎng)到減數第二次分裂中期時才能與獲能的精子完成受精作用，二者相遇時，精子首先發(fā)生頂體反應，然后穿越放射冠和透明帶。(3)①過程為形成基因表達載體的過程，基因表達載體包括啟動子、終止子等，其中啟動子為RNA聚合酶結合的部位，能驅動基因的轉錄。(4)通過顯微注射技術將重組表達載體導入小鼠

42、的受精卵中。(5)胚胎移植一般在桑椹胚或囊胚時期，為獲得更多轉基因胚胎，要將囊胚的內細胞團均等切割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。此外，移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行性別鑒定。 答案：(1)cDNA　(2)促性腺　減數第二次(中期)　頂體 (3)啟動子　(4)顯微注射　血清　(5)桑椹胚或囊胚　內細胞團　性別鑒定 4．胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術，在畜牧業(yè)、制藥業(yè)等領域發(fā)揮的作用越來越重要。下列圖甲是科學家研究良種奶?？焖俜敝车倪^程圖，圖乙為胚胎分割和性別鑒定示意圖。請回答下列問題： (1)圖甲中，采集母牛的卵母細胞可以直接從________中獲取，采集

43、的精子需要經過________處理才具備受精能力。精子和卵細胞在體外完成受精作用后，應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查____________________________________。 (2)將早期胚胎注入母牛D子宮的技術叫做__________，母牛D對外來胚胎不發(fā)生________________，這使外來胚胎在其體內存活成為了可能。 (3)為了獲得優(yōu)良母牛，最好對胚胎進行圖乙所示的性別鑒定，應選擇________(填圖中字母)處的細胞進行操作，圖乙中①表示____________________。 (4)為了提高胚胎利用率，常采用圖乙的方法，對囊胚階段的胚胎進行切割

44、，切割時，要注意將________(填圖中字母)均等切割。 解析：(1)采集母牛的卵母細胞可以直接從卵巢中獲取。采集的精子需要經過獲能處理才具備受精能力。精子和卵子在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。(2)采用胚胎移植技術將早期胚胎移入母牛D子宮中。胚胎在受體內存活的生理學基礎是受體對外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應。(3)性別鑒定時，應取樣滋養(yǎng)層(b)，做DNA分析進行性別鑒定。(4)進行胚胎切割時，要注意將囊胚階段的內細胞團均等分割，圖中a為內細胞團。 答案：(1)卵巢　獲能　受精狀況和受精卵的發(fā)育能力　(2)胚胎移植　免疫排斥反應　(3)b　

45、做DNA分析進行性別鑒定　(4)a 5．治療性克隆是指把患者體細胞移植到去核卵母細胞中構建形成重組胚胎，體外培養(yǎng)到一定時期分離出ES細胞，獲得的ES細胞定向分化為所需的特定類型細胞(如神經細胞、肌肉細胞和血細胞)，用于治療。請回答下列問題： (1)治療性克隆采用的技術有______________，______________和干細胞培養(yǎng)。 (2)ES細胞可從重組胚胎培養(yǎng)到囊胚時期的__________中分離。 (3)在培養(yǎng)液中加入________________可誘導ES細胞定向分化成所需的各種特定類型細胞，體現了ES細胞在功能上具有發(fā)育的________。 (4)基因工程的核心步

46、驟是______________________。為治療遺傳性糖尿病，可將正常胰島素基因導入ES細胞中，檢測該基因是否插入到ES細胞的DNA上，可采用____________技術；再將此重組細胞定向誘導分化后，篩選得到____________的胰島樣細胞，并擴增培養(yǎng)后輸入患者體內，這種治療方法稱為____________。 (5)中國政府不反對治療性克隆，但禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原則是：不贊成、__________、__________、不接受。 解析：(1)治療性克隆手段包括：①把患者體細胞(核)移植到去核卵母細胞中構建形成重組胚胎，②體外培養(yǎng)到一定時期分離出ES細胞，③獲得的

47、ES細胞定向分化為所需的特定類型細胞。(2)ES細胞是胚胎干細胞的簡稱，是在囊胚時期分離的內細胞團細胞經培養(yǎng)得到的。(3)若在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子(如牛黃酸、環(huán)腺苷酸)時就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。胚胎干細胞是研究體外細胞分化的理想材料，因為其全能性高。(4)進行基因檢測一般用DNA探針，進行DNA分子雜交檢測；篩選出可以分泌胰島素的細胞，這種在體外培養(yǎng)擴增再植入患者體內的治療方法，稱為體外基因治療。(5)我國政府對克隆人的四不原則是不贊成、不允許、不支持、不接受。 答案：(1)細胞核移植　早期胚胎培養(yǎng)　(2)內細胞團　(3)分化誘導因子　全能性　(4)基因表達載體的構建

48、　DNA分子雜交　能分泌胰島素　體外基因治療　 (5)不允許　不支持 6．如圖是我國常見的一種生態(tài)農業(yè)示意圖，請據圖回答下列問題： (1)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協調與平衡、____________、____________、____________原理。農作物、蒼蠅分別屬于該生態(tài)系統成分中的_______、_______，沼氣池中微生物的異化作用類型主要是________。 (2)請在右面的虛線框內畫出該生態(tài)系統中由生產者與消費者構成的食物網。 (3)該生態(tài)系統建立的意義在于人為調整生態(tài)系統的能量流動關系，使能量________________________

49、，其最大生態(tài)效益是通過多層次分級利用有機廢棄物中的物質，既充分利用了有機物中的__________，又____________。 (4)從能量流動特點分析，若使地球以有限的資源供養(yǎng)更多的人，人的食物結構應增加________性食物的比例。 解析：(1)由圖示可知蒼蠅和蚯蚓以秸稈為食物來源，屬于分解者。(2)依據圖中能量流動關系即可繪制食物網。(3)生態(tài)農業(yè)可將廢棄物資源化，實現能量的多級利用，既充分利用了能量，又減少了環(huán)境污染。(4)食物鏈越長，消耗的能量越多，因此增大植物性食物的比例，可減少能量的消耗，供養(yǎng)更多的人。 答案：(1)物質循環(huán)再生　物種多樣性　系統學和工程學　生產者　分解者

50、　厭氧型　(2)如圖所示：　(3)盡可能流向對人類最有益的部分　能量　減少了環(huán)境污染　(4)植物 7．長江的水體污染主要是由于流入長江的次級河流在流經城鎮(zhèn)時，城市中的生活污水、工業(yè)廢水大量排入河流，造成河流污染。某小組利用人工浮床技術對次級河流中水質凈化作用分析，實驗裝置如下圖： (1)圖中植物的作用是__________________。這些植物采收后，有的可以直接用作________，有的只能干燥處理后用來提取________等金屬。 (2)此案例屬____________生態(tài)工程的實例，它遵循的生態(tài)工程原理是___________________(寫一個即可)。 (3)該小組

51、利用人工浮床開展了“茭白和菖蒲對生活污水凈化效果”的研究，你認為該實驗裝置應該準備_____組，應采取的處理措施是：___________________________________________________________________。 (4)為了避免實驗誤差，你認為每個實驗裝置中的植物株數應_______________。 (5)該工程能有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度。其原因是：_______________________________________________________________。 解析：(1)人工浮床中的植物在生長過程中能利用水中的氮、

52、磷污染物，凈化水質；對含銅、鋅、汞、鉛等金屬的植物不適合做家畜飼料，以防止隨著食物鏈進行生物富集，對人體造成傷害。(2)人類對城市生活污水的治理應用了生態(tài)工程的協調與平衡、整體性原理等。(3)該實驗應設置只栽茭白、只栽菖蒲、同時栽茭白和菖蒲及不栽兩種植物的空白對照，共4組。(4)為了避免實驗誤差，每個實驗裝置中的植物株數應相等且多數。(5)該工程能有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度。其原因是一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的氮、磷污染物，減少藻類生長所需的無機鹽；另一方面又能通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖。 答案：(1)吸收水中的化學元素　飼料　銅、鋅、汞 (2)城市環(huán)境　

53、協調與平衡原理、整體性原理、物質循環(huán)再生原理等　(3)4　一組只栽茭白，一組只栽菖蒲，一組混合等量的茭白和菖蒲，一組空白對照(不栽植物)　 (4)相等且多數　(5)一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的氮、磷污染物，減少藻類生長所需的無機鹽；另一方面又能通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖 8．閱讀以下材料，然后回答問題： 材料一：“金山銀山不如綠水青山”。當前在城市建設中，應更加注重生態(tài)環(huán)境的建設。如圖所示為利用人工建立的濕地公園對生活污水進行凈化處理，形成的人工濕地污水凈化系統。 材料二：洞庭湖是我國第二大淡水湖，地處中北亞熱帶濕潤氣候區(qū)，光照、熱量、水源充足，很適宜栽桑養(yǎng)蠶

54、和養(yǎng)魚。在這里形成了?；~塘這一較完整的生態(tài)農業(yè)。 (1)生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境污染，達到____________和____________的同步發(fā)展。 (2)人工濕地中的蘆葦屬于挺水植物，綠藻屬于浮游植物，黑藻屬于沉水植物，這一現象體現了群落具有______結構。 (3)在人工濕地中也有“1＋1>2”的效果，“1＋1>2”所體現的是______________原理。 (4)魚等水生生物的排泄物及未被利用的有機物和底泥，其中一部分經過________的作用后可作為肥料，培育桑樹。 (5)建立?；~塘的目的是實現對能量的____

55、____，提高能量的利用率。建立該人工生態(tài)系統遵循的生態(tài)工程原理有________________________________。 解析：(1)生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境污染，達到經濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。(2)蘆葦屬于挺水植物，綠藻屬于浮游植物，黑藻屬于沉水植物，這一現象體現了群落具有垂直結構。(3)“1＋1>2”所體現的是系統整體性原理。(4)分解者可以將魚等水生生物的糞便等中的有機物分解為無機物，供生產者利用。(5)桑基魚塘實現了對能量的多級利用，提高了能量的利用率，使能量更多地流向對人類最有益的部分。建立桑基魚塘遵循的生態(tài)工程原理有物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、系統的結構決定功能原理等。 答案：(1)經濟效益　生態(tài)效益　(2)垂直　(3)系統整體性　(4)分解者　(5)多級利用　物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、系統的結構決定功能原理(答出任意兩個即可) 17