高考生物二轮专题强化训练19《胚胎工程和生态工程》（含详解）

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专题强化训练(十九)　胚胎工程和生态工程(45分钟，100分)非选择题1．(山东省胶东模拟考试)[生物——选修3：现代生物科技专题]黄连素具有促进排卵和提高受孕率的生殖疗效。作为一种重要的生物碱，黄连素可从中草药黄连、黄柏、三颗针等植物中提取。临床常用来治疗细菌性胃肠炎、痢疾等消化道疾病。请回答下列有关问题。(1)某生物科研小组利用植物组织培养技术快速大量繁殖含黄连素的黄连等植物。该技术利用的原理是___________________________________________________________________________。在培养过程中，离体的黄连茎切段需经过________、________，然后培养出根、芽，才能形成完整的黄连小植株。(2)黄连素具有促进排卵的疗效。卵子在发生过程中，减数第二次分裂是在__________________的过程中完成的。获能的精子与卵子相遇时，首先发生________________________________________________________________________________反应，使顶体内的酶释放出来。卵子完成受精的标志是________________________________。(3)某生物科研小组想利用基因工程的方法获取催化合成黄连素的酶。基因工程操作过程中的核心步骤是________________；将目的基因导入大肠杆菌细胞内，首先要用________________处理细胞，使之成为感受态细胞。答案：(1)植物细胞的全能性　脱分化　再分化(2)精子和卵子结合　顶体　在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体(3)基因表达载体的构建　Ca2＋2．(安徽省五校联考)[生物——选修3：现代生物科技专题]下图是利用胚胎工程技术培育“试管牛”的过程。请分析回答下列问题。(1)采集牛的卵母细胞可以直接从________中获取。采集牛的精子常用________法。(2)采集到的精子需要放在一定浓度的________或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。(3)采集的卵母细胞需要在体外经过________________________________，才能与获能的精子在________或专用的________中完成受精过程。(4)操作A叫做________，其适宜时间是胚胎发育至____________________阶段。(5)所获得的“试管牛”的体细胞核中遗传物质的来源是________________________________________________________________________。答案：(1)卵巢　假阴道(2)肝素(3)人工培养成熟　获能溶液　受精溶液(4)胚胎移植　桑椹胚或囊胚(5)—半来自良种母牛，一半来自良种公牛3．(天星教育大联考)[生物——选修3：现代生物科技专题]当下越来越多的农村人口涌入城市，使城市环境生态工程的许多问题更加突出，要使经济效益和生态效益同步发展，必须遵循生态工程原理，采取科学有效的措施，才能达到目标。请回答下列问题：(1)城市中车多人多，大气污染和水污染相当严重。相关人员建造了许多湿地公园对生活污水进行净化处理，人工湿地中种植了多种植物，主要体现了生态工程的________________________________________________________________________原理，输入人工湿地的能量为______________________________________________。(2)为了美化城市，科学家用基因工程技术培育了蓝玫瑰。在开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B，科学家提取开蓝色花的矮牵牛________，经________获得互补的DNA，再扩增基因B，然后利用________将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞。(3)为了满足城市居民对鲜牛奶的需求，农场加速繁殖奶牛，常用__________________激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。胚胎移植前应对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到________或________阶段。通过胚胎分割技术可获得遗传物质完全相同的多个个体，在对发育到囊胚阶段的胚胎进行分割时应注意对_____________________________________________________________________________进行均等分割。解析：(1)人工湿地中种植了多种植物，主要体现了生态工程的物种多样性原理。输入人工湿地的能量为绿色植物固定的太阳能和污水有机物中含有的化学能。(2)在开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B，科学家提取开蓝色花矮牵牛的mRNA，经反转录获得互补的DNA，将目的基因与质粒连接的酶是DNA连接酶。(3)胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。胚胎移植前应对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段。应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个个体，在对发育到囊胚阶段的胚胎进行分割时应注意对内细胞团进行均等分割。答案：(1)物种多样性　光能和污水有机物中的化学能(2)mRNA　反转录　DNA　连接酶(3)促性腺　囊胚　桑椹胚　内细胞团4．(湖南省长沙四校模拟卷)[生物——选修3：现代生物科技专题]栾树适合生长于石灰石风化产生的钙基土壤中，抗恶劣环境的能力强，因此常用于矿区废弃地恢复过程中的种植。为了增加栾树的耐旱性，某科研所将耐旱基因导入栾树中，流程图如下。回答下列相关问题。(1)HindⅢ和BamHⅠ切割部位是Ti质粒的________________________________________________________________________。①被HindⅢ和BamHⅠ酶切后，能产生________种DNA片段；②过程为__________________；③、④、⑤过程的基本原理是_________________________________________________________________________________________________________。(2)图中将目的基因导入栾树细胞的方法为______________________________________________，通过这种方法，使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中________________________________________________________________________上，使其遗传特性得以稳定维持和表达。(3)矿区废弃地的土壤条件极其恶劣，因此在恢复矿区的生态环境时，人们采取的措施包括________________________________________________________________________________、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等，其中，关键在于植被恢复，以及为植被恢复所必需的________________________的重建。答案：(1)T－DNA　4　构建基因表达载体　植物细胞的全能性(2)农杆菌转化法　染色体的DNA(3)人工制造表土　土壤微生物群落5．(重庆测试)[生物——选修3：现代生物科技专题]为进行牛胚胎移植，可通过下列途径获得优良胚胎，请回答相关问题：(1)在途径①中，为一次性获得数目较多的胚胎，可对优良母牛注射________。体内受精一段时间后，可通过________操作收集早期胚胎用于移植；若进行体外受精，应使用培养到________的卵母细胞。(2)在途径②中，以成熟体细胞为供体进行核移植成功率很低，而以胚胎细胞为供体成功率会显著提高，原因是________________________。在途径③中，将目的基因导入受精卵常用的方法是____________________；若用DNA分子杂交技术检测导入是否成功，需以________为模板制作探针。(3)优良胚胎移植前需培养到________时期，且受体母牛需处于________状态。答案：(1)促性腺激素　冲卵　减数第二次分裂中期(2)胚胎细胞分化程度低，全能性高　显微注射法　目的基因(3)桑椹胚或囊胚　发情6．(高考命题原创卷)[生物——选修3：现代生物科技专题]人的血清白蛋白可通过牛的乳腺发生器来生产，回答下列相关问题：(1)构建基因表达载体时，科学家将________________________________________________基因与__________________________________________________________基因的启动子等调控组件重组在一起，这样有利于人血清白蛋白的合成。(2)在体外受精前要对精子进行获能处理，对牛的精子常采用化学法，即将精子放在________________________________________________________________________________中，用化学药物诱导精子获能。精子与卵子在体外受精后，需将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查________和________。(3)将基因表达载体导入牛的受精卵中常采用的方法是__________________。在体外培养牛的胚胎时，当胚胎发育至________时期可将其移入代孕母牛体内。(4)胚胎移植的最大优势是________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由于目的产物是人的血清白蛋白，因此目的基因为人的血清白蛋白基因，又要求目的基因在牛的乳腺中表达，因此需将人的血清白蛋白基因与牛的乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。(2)常用化学法对牛的精子进行获能处理，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。体外受精后需将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(3)常用显微注射法将基因表达载体导入受精卵中。当牛的胚胎培养到桑椹胚或囊胚阶段时可进行胚胎移植。(4)胚胎移植的最大优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。答案：(1)人的血清白蛋白　牛的乳腺蛋白(2)一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液　受精状况　受精卵的发育能力(3)显微注射技术　桑椹胚或囊胚(4)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力7．(贵州遵义高三期末)治疗性克隆一般是先从需要救治的病人身上提取一细胞，然后将该细胞的遗传物质置入一个去除了细胞核的卵细胞之中，该卵细胞开始自行分裂，直至形成一个早期胚胎，从这早期胚胎中即可提取胚胎干细胞。胚胎干细胞经过相应的技术处理，便可发展成遗传特征与病人完全吻合的细胞、组织或器官，下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请回答：(1)相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，究其本质原因是________。(2)从细胞水平上看，卵裂的分裂方式是________。(3)在体外培养条件下，⑤获得的胚胎干细胞具有增殖能力并保持________状态。(4)治疗性克隆所用的技术名称是________。要想获得基因型完全相同的胚胎，可采用________技术。(5)治疗性克隆解决了临床上________和________的问题。解析：(1)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有全能性。相同的胚胎干细胞，经过细胞增殖和分化可形成多种细胞，如有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，究其本质原因是基因的选择性表达。(2)从细胞水平上看，卵裂的分裂方式为有丝分裂。(3)在体外培养条件下，胚胎干细胞具有增殖能力并保持不分化的状态。(4)治疗性克隆所用到的技术是核移植；来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用胚胎分割技术。(5)治疗性克隆的目的是培养出能够用于医学治疗的供体器官，以解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。答案：(1)基因的选择性表达(2)有丝分裂(3)不分化(4)核移植　胚胎分割(5)供体器官不足　器官移植后发生免疫排斥反应8．某生态农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，实现高效良性的物质循环，使生态效益达到了良性发展。请分析此生态农场的特点，完成下列问题：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的________、________和________原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的生产如图所示：①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。②如果将“无机物—农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？________________________________________________________________________。(3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析下列不符合生态工程原理的叙述是______________________________________________________________________。A．物质经过多级利用，实现了良性循环B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染(4)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链越长、营养级越多越好。请你结合所学有关生态系统的特点，分析该结论是否正确，为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生、物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。如果把“无机物—农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。(3)能量沿着食物链流动时，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，这个能量利用率与单种作物的能量利用率相比大大增加。答案：(1)物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性(2)①如图所示：②土壤中的无机物得不到及时补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降(3)C(4)不正确。因为食物链过长，该食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级过多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少(合理即可)