2019高考生物二輪復習 專題七 現(xiàn)代生物科技專題 第二講 胚胎工程和生態(tài)工程課件.ppt

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,專題七現(xiàn)代生物科技專題,第二講胚胎工程和生態(tài)工程,高頻考點?融會貫通,課堂加固訓練,知識主干?系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),4,限時規(guī)范訓練,[考綱要求]1．動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(Ⅰ)2.胚胎干細胞的移植(Ⅰ)3.胚胎工程的應用(Ⅱ)4.轉基因生物的安全性(Ⅰ)5.生物武器對人類的威脅(Ⅰ)6.生物技術中的倫理問題(Ⅰ)7.簡述生態(tài)工程的原理(Ⅱ)8．生態(tài)工程的實例(Ⅰ),1．早期胚胎培養(yǎng)中培養(yǎng)液的成分及早期胚胎去向(1)培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽(兩鹽)；維生素、激素(兩素)；氨基酸、核苷酸(兩酸)，另外還有水、血清等。(2)胚胎去向：向受體移植或冷凍保存。2．采集的卵母細胞不能直接與獲能的精子受精，用非激素處理法采集的卵母細胞需要在體外人工培養(yǎng)到減Ⅱ中期才能與獲能的精子受精。,3．胚胎移植僅屬于一種技術，可移植有性和無性生殖產生胚胎，本身不是一種生殖方式。4．試管嬰兒用到的生物工程技術有體外受精、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植等。,5．胚胎工程中的6個“兩”(1)受精的標志是卵細胞膜和透明帶之間觀察到兩個極體，受精完成的標志是雌雄原核融合完成。(2)胚胎移植過程中兩次使用激素第一次是對供受體進行同期發(fā)情處理。第二次用于供體的超數(shù)排卵。,(3)胚胎移植過程中兩次檢查第一次對收集的胚胎進行檢查。第二次對受體是否妊娠進行檢查。(4)兩次沖卵：①胚胎移植過程沖出的是早期胚胎。②體外受精過程沖出的是卵子。(5)可胚胎移植或分割的兩個時期：桑椹胚和囊胚。(6)胚胎干細胞的兩個來源：早期胚胎和原始性腺。,1．判斷下列有關胚胎工程敘述的正誤(1)小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射相關激素有促進超數(shù)排卵的作用。(2017江蘇卷)()(2)鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植。(2017江蘇卷)()(3)精子在獲能液中于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能。(2017江蘇卷)()(4)采用胚胎分割技術產生同卵多胚的數(shù)量是有限的。(2015江蘇卷)(),√,,√,√,(5)培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含維生素、激素等多種能源物質。(2015江蘇卷)()(6)分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質，因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學差異。(2017江蘇卷)()(7)注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育。(2017江蘇卷)()(8)應選用原腸胚做雌雄鑒別。(2017江蘇卷)(),√,,√,,(9)受精卵中的遺傳物質一半來自父方另一半來自母方。(2015四川卷)()(10)頂體內儲存的溶酶體酶是在精子的溶酶體中合成的。(2015四川卷)(),,,2．判斷下列有關生物技術安全性和倫理問題敘述的正誤(1)國際上大多數(shù)國家都在轉基因食品標簽上警示性注明可能的危害。()(2)轉基因生物不改變生物原有的分類地位、減少了農藥使用、保護了農田土壤環(huán)境。(),,√,[真題試做明考向]1．(2015高考山東卷)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于囊胚中的________。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)由流程圖知，個體A提供去核卵母細胞，個體B提供體細胞核，二者通過①得到重組細胞，重組細胞經②得到囊胚，故①是核移植，②是早期胚胎培養(yǎng)。(2)動物細胞培養(yǎng)時，要通入含有5%CO2的空氣，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)構建基因表達載體時，要用同種限制酶切割目的基因和運載體，再用DNA連接酶連接。基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子、復制原點、標記基因等，標記基因的作用是便于目的基因的檢測和篩選。(4)胚胎干細胞是從早期胚胎或者原始性腺中分離出來的一類細胞，具有發(fā)育的全,能性。囊胚中的內細胞團細胞為胚胎干細胞。圖中獲得的組織器官，其細胞的細胞核來自個體B，將所得組織器官移植給個體B，不會發(fā)生免疫排斥反應。,答案：(1)核移植早期胚胎培養(yǎng)(2)pH(3)限制酶DNA連接酶標記(4)內細胞團B,2．(2015高考重慶卷)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：♂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(xiàn)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(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是________，后代中出現(xiàn)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)根據(jù)題意，親本中的母牛選擇的是具有適宜本地生長基因低產奶量的純種，由它作母本可以保證胚胎在母體內正常生長發(fā)育。雜交雙親為♂A不適宜本地生長高產奶量♀B適宜本地生長低產奶量，后代C為適宜本地生長低產奶量，可以推知適宜本地生長和低產奶量是顯性性狀，可分別用M、N表示，不適宜本地生長和高產奶量是隱性性狀，分別用m、n表示。那么♂A的基因型是mmnn，♀B的基因型是MMNN，則♀C的基因型就是MmNn。此時，若想得到適宜本地生長高產奶量的母牛，最佳雜交組合是♂A和♀C雜交：mmnnMmNn，得到適宜本地生長高產奶量的母牛,基因型為：♂mmnn♀MmNn，可知后代的基因重組是發(fā)生在♂MmNn(供體母牛)減數(shù)分裂的過程(過程②)中。(3)為了提高已有胚胎的利用率，可以采用胚胎分割技術對已鑒定的合格胚胎進行操作，以得到更多的合格胚胎。,答案：(1)生長發(fā)育(或胚胎發(fā)育)隱性♂A♀C(2)獲能(或增強活力)③供能性別、高產奶和適應本地生長的基因②(3)胚胎分割,[融會貫通析考點]1．早期胚胎發(fā)育過程分析,2．理清胚胎移植、胚胎分割和胚胎干細胞的內在聯(lián)系,(1)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，還是由核移植技術形成的重組細胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的。(2)胚胎移植的優(yōu)勢：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。(3)胚胎分割的2個注意事項①材料選擇：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。②分割注意點：選材為囊胚時，注意將內細胞團均等分割。,(2)試管嬰兒和設計試管嬰兒的異同點,a．設計試管嬰兒比試管嬰兒多出的是過程④。b．試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問題，設計試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。c．兩者都是體外受精，并進行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經過胚胎移植，都是有性生殖。,[方法技巧會應用]1．胚胎移植要點分析方法(1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”，移植的胚胎必須在原腸胚之前，但不能直接移植受精卵。(2)移植胚胎的來源及生殖方式：①核移植后進行早期胚胎培養(yǎng)，其為無性生殖；②體外受精后進行早期胚胎培養(yǎng)，其為有性生殖；③體內受精→沖卵→胚胎移植，其為有性生殖。(3)兩次應用激素處理：①同期發(fā)情處理；②超數(shù)排卵處理。,(4)兩次檢查：①對收集胚胎的檢查；②移植后是否妊娠檢查。(5)對囊胚進行分割時，要注意將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,2．與胚胎工程相關的3個誤區(qū)(1)誤認為桑椹胚是由受精卵分裂分化形成的；誤認為囊胚已進行細胞分化，其細胞均無全能性。桑椹胚是由受精卵分裂形成的，沒有分化；而囊胚期雖然已進行細胞分化，但囊胚的內細胞團仍具有全能性。(2)誤將克隆動物與試管動物都當作無性繁殖。克隆動物的產生是無性繁殖；而試管動物則是在體外受精形成受精卵，由受精卵發(fā)育成的個體，因此屬于有性繁殖。,(3)誤認為胚胎移植的胚胎只來源于體內受精的胚胎。胚胎移植的胚胎有三個來源：體內正常受精的胚胎、核移植的胚胎和體外受精產生的早期胚胎。,[鞏固提升練題組]?題組一胚胎工程及其應用3．試管嬰兒技術自發(fā)明以來，如今試管嬰兒已發(fā)展到第三代。完成下列問題。(1)第一代試管嬰兒是將精子和卵子在體外完成受精，待受精卵發(fā)育到早期胚胎，再移入子宮繼續(xù)發(fā)育產生的新個體。①精子與卵細胞在體外受精完成的標志是______________。②當早期胚胎發(fā)育到________________________時期進行移植成功率高。,(2)第二代試管嬰兒是指通過顯微操作系統(tǒng)將單個精子直接注射到卵子中，使其受精的技術。①該技術解決了因男性因素導致的不育問題，如精子無頂體或頂體功能異常等。在精子形成過程中，細胞中的________將發(fā)育成頂體。受精階段中，頂體的作用是____________。②胚胎移植時，受體應處于適合的生理狀況，因此可利用激素對受體進行________處理。此外，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生________________反應，這為胚胎在受體內的存活提供了可能。,(3)第三代在人工助孕與顯微操作的基礎上，胚胎著床前進行基因診斷，使不孕不育夫婦不僅能喜得貴子，而且能優(yōu)生優(yōu)育。基因檢測的原理是利用________________________技術來檢測是否有遺傳病。(4)科學研究中，科學家嘗試將外源基因導入小鼠受精卵中，則該外源基因可能隨機插入小鼠受精卵DNA中。這種受精卵有的可發(fā)育成轉基因小鼠，有的卻死亡。請分析因外源基因插入導致受精卵死亡的最可能原因：__________________。,解析：(1)①雌雄原核的融合是受精完成的標志，②胚胎移植應選擇桑椹胚或囊胚。(2)①在精子形成過程中，高爾基體發(fā)育形成頂體，在受精時，頂體發(fā)生頂體反應，釋放頂體酶，溶解放射冠和透明帶；②胚胎移植時，需要對受體進行同期發(fā)情處理，受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應。(3)利用DNA分子雜交技術進行基因檢測，以診斷是否患有遺傳病。(4)外源基因的插入可能會使受精卵內生命活動必需的某些基因不能正常表達，從而導致受精卵死亡。,答案：(1)①雌雄原核的融合②桑椹胚或囊胚(2)①高爾基體發(fā)生頂體反應，釋放頂體酶，溶解放射冠和透明帶②同期發(fā)情免疫排斥(3)DNA分子雜交(4)外源基因的插入使受精卵內生命活動必需的某些基因不能正常表達,4．(2018河北衡水測試)重組人血小板生成素(rhTPO)是一種新發(fā)現(xiàn)的造血生長因子，下圖為通過乳腺生物反應器產生rhTPO的相關過程。,(1)在獲取目的基因時________(填“能”或“不能”)用SmaⅠ，原因是______________，重組質粒中的標記基因是________________，標記基因的作用是____________________。(2)通常采用________技術將重組質粒導入受精卵，圖中所示的過程與胚胎工程相關的有_______________(至少寫出兩個)。(3)采用SRYPCR方法對早期胚胎進行性別鑒定，樣本細胞取自________，以Y染色體中含有的特異性SRY基因為探針，通過________方法進行胚胎的性別鑒定。,解析：(1)分析圖解：圖中目的基因上存在三個限制酶切割位點，由于SmaⅠ的酶切位點位于目的基因中間，利用該限制酶會破壞目的基因，因此應選用HindⅢ和XhoⅠ兩種限制酶切割目的基因，而利用這兩種限制酶切割質粒會破壞質粒上的抗四環(huán)素基因，則質粒上應選用抗卡那霉素基因作為標記基因。標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因，以便篩選。(2)將重組質粒導入受精卵常用的是顯微注射技術，圖中所示的過程與胚胎工程相關的有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。(3)取滋養(yǎng)層的細胞對早期胚胎進行,性別鑒定，以Y染色體中含有的特異性SRY基因為探針，通過DNA分子雜交原理檢測胚胎的性別。,答案：(1)不能SmaⅠ的酶切位點位于目的基因中間，如果用SmaⅠ切割，不能得到完整的目的基因抗卡那霉素基因鑒別受體細胞中是否含有目的基因，以便篩選(2)顯微注射體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(3)滋養(yǎng)層DNA分子雜交,?題組二生物技術的安全性及倫理問題考查5．英國純血馬是世界頂級馬術比賽的常用馬種，其數(shù)量少，生育力低?，F(xiàn)代生物工程能有效提高優(yōu)質馬的生育效率。請回答下列問題：(1)可以用由________分泌的激素處理適齡純血母馬，使其一次性排出比自然情況下多幾倍到幾十倍的卵子。采集的卵母細胞人工培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期。培養(yǎng)過程中要定期更換培養(yǎng)液，其原因是______________________________。,(2)為取得同卵雙胎或多胎，可以在胚胎發(fā)育的____________期用機械方法將胚胎分割。(3)隨著動物體細胞克隆技術的發(fā)展，人們可以將純血馬的________________移入其他馬的________細胞中，將其激活并發(fā)育成________，植入代孕母馬體內。(4)克隆技術在帶來巨大社會效益和經濟效益的同時，也對人們的傳統(tǒng)觀念造成極大沖擊。我國政府的態(tài)度是禁止________性克隆人。,解析：(1)用垂體分泌的促性腺激素處理適齡純血母馬，可使其超數(shù)排卵。采集的卵母細胞培養(yǎng)過程中要定期更換培養(yǎng)液，防止細胞代謝產物的積累而毒害細胞。(2)桑椹胚或囊胚的內細胞團細胞為全能干細胞，可以在胚胎發(fā)育的桑椹胚或囊胚期用機械方法將胚胎分割，以取得同卵雙胎或多胎。(3)利用克隆技術可以將純血馬的體細胞細胞核移入其他馬的去核卵母細胞中，將其激活并發(fā)育成早期胚胎，植入代孕母馬體內。(4)我國政府的態(tài)度是不反對治療性克隆，禁止生殖性克隆人。,答案：(1)垂體長時間不更換培養(yǎng)液，會導致細胞代謝產物的積累而毒害細胞(2)桑椹胚或囊胚(3)體細胞細胞核去核卵母早期胚胎(4)生殖,(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(xiàn)了生態(tài)工程的________原理。,解析：(1)在生態(tài)系統(tǒng)中，將有機物轉化為無機物的生物是分解者。人工林土壤中存在種子或繁殖體，會導致群落物種數(shù)增多，進而使人工林自我調節(jié)能力增強，抵抗力穩(wěn)定性增強。由于陽光等資源有限，群落中植物物種數(shù)增加，物種間競爭加劇。(2)人工林建設和園林景觀構建，既改善了生態(tài)環(huán)境，又提高了社會和經濟效益，這主要體現(xiàn)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(tǒng)論),2．(2013高考廣東卷)污水處理廠的污泥富含有機質和無機成分，可用作肥料，但其多環(huán)芳烴(PAHs)等有機污染物含量通常較高，施入土壤會帶來二次污染。生物質炭是由作物廢棄秸稈等炭化而成。將污泥、含7%生物質炭的污泥均堆放一段時間后用于盆栽實驗，研究它們對黑麥草生長及PAHs遷移的影響，結果如表所示：,(1)生物質炭孔隙結構發(fā)達，能改善土壤的通氣狀況，使根系細胞________________加強，合成增加，從而促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收。(2)由表可知，施用含生物質炭的污泥__________________，從而促進黑麥草生長；污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量_________，但生物質炭的輸入___________________，從而降低PAHs污染的風險。由此可見，生物質炭有望用作污泥改良劑，促進污泥的推廣應用。污泥的應用符合生態(tài)工程的________原理。,解析：(1)土壤的通氣狀況改善，細胞的有氧呼吸增強，可以合成更多的ATP，為根吸收礦質元素提供大量的能量。(2)由表可知，施用含7%生物質炭的污泥的黑麥草葉綠素含量增加，從而使黑麥草的光合作用增強，促進黑麥草生長。污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量都增加，但生物質炭可以吸附PAHs，從而在一定程度上降低PAHs污染的風險。,答案：(1)有氧呼吸ATP(2)能增加黑麥草的葉綠素含量，使光合作用增強升高能吸附PAHs物質循環(huán)再生,[融會貫通析考點]1．網(wǎng)絡法理清生態(tài)工程的概念、原理與實例(1)概念,(2)原理與實例整合,由此可見，除⑤外均涉及整體性原理，除①、⑤外均涉及協(xié)調與平衡原理。,2．牢記5種生態(tài)工程具體實例的生態(tài)學原理(1)無廢棄物農業(yè)——遵循物質循環(huán)再生原理。(2)單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害——物種多樣性原理。(3)草原確定合理載畜量，不能過度放牧——協(xié)調與平衡原理。(4)污水排放與水體富營養(yǎng)化，引種考慮適應環(huán)境——協(xié)調與平衡原理。(5)林業(yè)生態(tài)工程建設，既考慮種樹又考慮生活問題——整體性原理。,3．農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)設計6大原則(1)應當能夠體現(xiàn)生態(tài)學原理與現(xiàn)代農業(yè)技術相結合的原則；(2)應當能夠構成一個合理的生產結構；(3)應當充分利用自然界的物質和能量資源；(4)應當體現(xiàn)減少環(huán)境污染的原則；(5)應當充分考慮經濟、社會和生態(tài)的綜合效益；(6)所設計的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，從理論上看應當能夠實現(xiàn)良性循環(huán)。,4．生態(tài)工程特點及相互關系分析方法(1)生態(tài)工程的特點分析①生態(tài)工程所遵循的基本原理有物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學和工程學原理。②生態(tài)工程的特點是少消耗、多效益、可持續(xù)。③生態(tài)工程的研究對象為“社會—經濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng)”。,④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(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。,(2)整體性原理和系統(tǒng)整體性原理的對比分析①整體性原理指社會、經濟、自然三方面協(xié)調統(tǒng)一，保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，例如林業(yè)建設中自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)與經濟系統(tǒng)的關系問題，即種樹的同時考慮經濟收入、糧食、燃料等問題。②系統(tǒng)整體性原理指總體功能大于各部分之和，即1＋1>2。目的是保持系統(tǒng)有很高的生產力，如藻類和珊瑚蟲組成的高效的植物—動物營養(yǎng)循環(huán)使珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產力，體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理。,[方法技巧會應用]生態(tài)工程設計的常用方法——食物網(wǎng)的“相接”與“加環(huán)”(1)生態(tài)工程設計的常用方法之一是食物鏈(網(wǎng))的“相接”。(2)生態(tài)工程設計的常用方法之二是食物鏈(網(wǎng))的“加環(huán)”?！凹迎h(huán)”可為未被利用的部分找到出路。例如，用玉米的副產品玉米芯生產木糖醇等，其殘余物用來培養(yǎng)食用菌，栽培食用菌后的殘余物再用來養(yǎng)殖蛆蛹，蛆蛹糞再作為優(yōu)良有機肥還田等。,[鞏固提升練題組]?題組生態(tài)工程的原理及應用3．(2018湖南長沙月考)在繽彩紛呈的生物世界，微生物似乎顯得過于微小與沉寂。然而，它們在生態(tài)工程中有著重要的作用，如處理生活污水。請回答下列問題：(1)生活污水流經某生活污水凈化處理系統(tǒng)中的“厭氧沉淀池”、“曝氣池”和“兼氧池”后得到初步凈化，在這個過程中，微生物通過________呼吸將污水中的有機物分解。,(2)生態(tài)工程中所遵循的基本原理有____________________、___________________、協(xié)調與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學與工程學原理等。(3)一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對已破壞的________進行修復、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的生產方式進行改善并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力，追求________、經濟、社會效益的統(tǒng)一。,(4)很多微生物只能分解某一種有機物，如果想培育出能分解生活污水中多種有機物的“超級微生物”，理論上可以采用________________技術對現(xiàn)有微生物進行改造，該技術的核心是________________。如果在個體水平上檢測改造的微生物是否符合要求，可采用的檢測方法是_________________。,解析：(1)厭氧沉淀池中的微生物通過無氧呼吸將污水中有機物分解，曝氣池中的微生物通過有氧呼吸將污水中有機物分解，兼氧池中的微生物通過有氧呼吸和無氧呼吸將污水中有機物分解。(2)生態(tài)工程中所遵循的基本原理有物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學與工程學原理等。(3)一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的生產方式進行改善并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力，追求生態(tài)(或自然生態(tài))、經濟、社會效益的統(tǒng)一。(4)很多微生物只能分解某一種有機物，如果想培育出能分解生活污水中多種有,機物的“超級微生物”，理論上可以采用基因工程技術對現(xiàn)有微生物進行改造，該技術的核心是基因表達載體的構建。如果在個體水平上檢測改造的微生物是否符合要求，可采用的檢測方法是用含不同種有機物的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)改造后的微生物，觀察其分解能力。,答案：(1)無氧和有氧(或細胞)(2)物質循環(huán)再生原理物種多樣性原理(3)生態(tài)環(huán)境生態(tài)(或自然生態(tài))(4)基因工程(或基因拼接、轉基因)基因表達載體的構建用不同種有機物分別培養(yǎng)改造后的微生物，觀察其分解能力,4．柴靜的紀錄片《穹頂之下》引發(fā)了全國人民對霧霾的關注和討論，而天津港火災爆炸事故遺址將在徹底清理后建設海港生態(tài)公園，這再次將生態(tài)環(huán)境與生態(tài)經濟推上輿論的焦點。生態(tài)工程的建設已經成為社會關注的熱點。請回答下列問題：(1)山西省為產煤大省，生態(tài)環(huán)境破壞嚴重，礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程的關鍵在于植被恢復，以及植被恢復所必需的________________的重建。,(2)某生態(tài)工程以沼氣工程為中心，各類植物的秸稈、枝葉用來生產飼料喂養(yǎng)畜、禽、魚，人、畜、禽糞便作為原料生產沼氣，沼渣水返還農田、菜園、果園、苗圃、魚塘，主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的______________原理。該生態(tài)工程建設中，魚塘中每一種魚苗的投放量都不宜超過其________________。該生態(tài)系統(tǒng)把魚塘、農田、果園等有機地組合在一起，優(yōu)化了系統(tǒng)結構，遵循________________原理。在該生態(tài)工程中，種植不同的農作物、果樹，飼養(yǎng)多種畜禽，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的___________原理。,(3)在應用植物修復技術治理重金屬污染的土壤時，需選擇符合要求的植物，這遵循了生態(tài)工程的________________原理。,解析：(1)在礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復工程中，關鍵是植被的恢復及植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建。(2)某生態(tài)工程以沼氣工程為中心，各類植物的秸稈、枝葉用來生產飼料喂養(yǎng)畜、禽、魚，人、畜、禽糞便作為原料生產沼氣，沼渣水返還農田、菜田、果園、苗圃、魚塘，主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的物質循環(huán)再生原理。該生態(tài)工程建設中，魚塘中每一種魚苗的投放量都不宜超過其環(huán)境容納量(K值)。生態(tài)系統(tǒng)把魚,塘、農田、果園等有機地組合在一起，優(yōu)化了系統(tǒng)結構，遵循系統(tǒng)的結構決定功能的原理。該生態(tài)工程種植不同的農作物、果樹，飼養(yǎng)多種畜禽，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的物種多樣性原理。(3)在應用植物修復技術治理重金屬污染的土壤時，需選擇符合要求的植物，這遵循了生態(tài)工程的協(xié)調與平衡原理。,答案：(1)土壤微生物群落(2)物質循環(huán)再生環(huán)境容納量系統(tǒng)的結構決定功能物種多樣性(3)協(xié)調與平衡,1．(2018湖南衡陽調研)科學家利用活體卵子及皮膚成纖維細胞，在實驗室已成功克隆出了數(shù)個人體胚胎，進而可開發(fā)出有研究價值的胚胎干細胞。回答下列問題：(1)胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，________明顯等特點，在功能上具有______________。自然狀況下的胚胎干細胞是從哺乳動物的________________________中分離出來的一類細胞。,(2)若將胚胎干細胞用于檢測有毒物質是否引起了基因突變，在分子水平上需要采用________________________技術。(3)通過胚胎干細胞體外誘導分化，可培育出人造組織器官，解決目前__________________和__________________問題。(4)科學家克隆人體胚胎時選用活體卵子，而不用精子，其原因是______________________________________________。,解析：(1)胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯等特點，在功能上具有發(fā)育的全能性。自然狀況下的胚胎干細胞是從哺乳動物的早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。(2)若將胚胎干細胞用于檢測有毒物質是否引起了基因突變，在分子水平上需要采用DNA分子雜交技術。(3)通過胚胎干細胞體外誘導分化，可培育出人造組織器官。目前臨床上器官移植存在兩大問題：供體器官不足和器官移植后免疫排斥。(4)科學家克隆人體胚胎時選用活體卵子，而不用精子，其原因是卵細胞較大，營養(yǎng)物質豐富，含有早期胚胎發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質，也較易操作。,答案：(1)核仁發(fā)育的全能性早期胚胎或原始性腺(2)DNA分子雜交(基因探針)(3)臨床存在的供體器官不足器官移植后免疫排斥(4)卵細胞含有早期胚胎發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質；卵細胞較大，也較易操作,(1)若要使獲得的轉基因牛乳汁中含有人干擾素，構建的基因表達載體必須包括：乳腺蛋白基因的啟動子、人干擾素基因、終止子、________和復制原點等。將基因表達載體導入受精卵最有效的方法是__________________________________。(2)通常情況下，對供體和受體母牛選擇后，要用激素進行________________。并用激素對供體母牛做________處理。,(3)為了實現(xiàn)干擾素的批量生產，早期胚胎進行移植之前要進行質量檢測，并要求早期胚胎細胞中的性染色體組成為________。選擇發(fā)育良好的囊胚或________胚進行移植。為了提高胚胎利用效率，可在這兩個階段進行胚胎分割，胚胎分割可以看作動物________(填“有性”或“無性”)繁殖的方法之一。(4)近年來，關于胚胎干細胞的研究越來越多。胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，如圖所示的細胞A和細胞B分別是________細胞、________細胞，可以從這些細胞中獲得胚胎干細胞。,解析：(1)將目的基因注入動物細胞的最有效方法是顯微注射法。(2)胚胎移植過程中要注意對供體、受體進行同期發(fā)情處理，同時要對供體母牛進行超數(shù)排卵處理，以獲得更多的后代。(3)因為需要從乳汁中提取藥物，所以應選擇性染色體組成為XX的雌性個體；胚胎分割是無性繁殖的方法之一。(4)通常從早期胚胎的內細胞團或胎兒的原始性腺獲得胚胎干細胞。,答案：(1)標記基因顯微注射法(2)同期發(fā)情處理超數(shù)排卵(3)XX桑椹無性(4)內細胞團原始性腺,3．(2018福建廈門模擬)研究人員發(fā)現(xiàn)了一種提高植物抗旱性的PYL9蛋白，利用轉基因技術讓棉花自身產生大量PYL9蛋白，可顯著提高其抗旱性。請回答下列問題：(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育轉基因抗旱水稻可用________方法來獲得目的基因。構建基因表達載體用到的工具酶是________________。(2)利用某抗旱植物的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的________，其原因是______________。,(3)將目的基因導入棉花細胞采用最多的方法是農桿菌轉化法。如果將目的基因插入Ti質粒的TDNA上，通過農桿菌的________作用，將目的基因導入植物細胞并將其插入植物細胞的染色體DNA上，這是利用了農桿菌的____________________________________________________________的特點。(4)由于轉基因生物存在安全性的爭議，所以人類要發(fā)展農業(yè)經濟，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須走生態(tài)經濟之路，生態(tài)經濟所遵循的主要原則和實現(xiàn)的重要手段分別是_______和_______。,解析：(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，可以推測基因的脫氧核苷酸序列，因此培育轉基因抗旱水稻可用人工合成方法來獲得目的基因。構建基因表達載體用到的工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)由于cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因，故兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少。(3)農桿菌的Ti質粒的TDNA可轉移到受體細胞，并整合到受體細胞的染色體DNA上，所以將目的基因導入棉花細胞常用農桿菌轉化法，該方法先將目的基因插入農桿菌,Ti質粒的TDNA上，然后通過農桿菌的轉化作用，使目的基因進入植物細胞并插入植物細胞的染色體DNA上。(4)生態(tài)經濟所遵循的主要原則和實現(xiàn)的重要手段分別是循環(huán)經濟和生態(tài)工程。,答案：(1)人工合成限制酶和DNA連接酶(2)少cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄(或已表達)的基因(而基因組文庫中含有該植物的全部基因)(3)轉化Ti質粒的TDNA可轉移到受體細胞，并整合到受體細胞的染色體DNA上(4)循環(huán)經濟生態(tài)工程,4．回答下列有關生態(tài)工程的問題：(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)生態(tài)經濟主要是通過實行“________”的原則，使一個系統(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。,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)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(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。,答案：(1)經濟效益生態(tài)效益(2)循環(huán)經濟,