高中生物高考选修三 第33讲

这是一份高中生物高考选修三 第33讲，共21页。试卷主要包含了体内受精和早期胚胎发育，生物武器等内容，欢迎下载使用。
第33讲　胚胎工程与生态工程

最新考纲
全国卷考情
1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)
2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)　3.胚胎工程的应用(Ⅱ)
4.转基因生物的安全性(Ⅰ)　5.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)
6.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)　7.简述生态工程的原理(Ⅱ)
8.生态工程的实例(Ⅰ)
2016·全国卷Ⅱ(40)
考点一　胚胎工程

1.体内受精和早期胚胎发育
(1)精子与卵子的发生
项目
精子的发生
卵子的发生
场所
睾丸曲细精管
卵巢
时间
从初情期开始
从胚胎出现性别分化后
变形
需变形
不需变形
分裂
均等分裂
不均等分裂
结果
形成4个精子
形成1个卵子和3个极体
(2)受精
①精子获能：刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
②卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减Ⅱ中期(时期)，才具备与精子受精的能力。
③受精过程主要包括：精子穿过放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合。
(3)早期胚胎发育过程

2.体外受精与早期胚胎培养及胚胎工程的应用
(1)体外受精

(2)早期胚胎培养
①培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。
②胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。
(3)胚胎移植
①地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。
②主要过程：

③意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。
(4)胚胎分割
①材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。
②实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。
③注意：对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(5)胚胎干细胞(ES或EK细胞)
①来源：早期胚胎或原始性腺。
②特点：形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。
③培养过程


1.(教材P63讨论题改编)(1)刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
提示　刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。
(2)精子获能就是获得“能量”？
提示　精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
2.(教材P81“思考与探究1”改编)回答下列与胚胎移植技术繁育良种奶牛的相关的问题。
(1)用文字完成下列流程图。

提示　①对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理；③配种或人工授精；④收集胚胎；⑥胚胎移植；⑦对受体母畜进行是否妊娠的检查。
(2)供体牛和受体牛分别是哪些？选择标准是什么？
提示　供体牛是良种公、母牛；受体牛是一般受体奶牛和一般受体肉牛。
选择标准：供体是遗传性能和生产性能优良的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。
(3)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？
提示　对供体牛进行超数排卵处理；对供、受体母牛进行同期发情处理。
(4)排卵和冲卵有什么区别？
提示　排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。

(海南高考)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：
(1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的　　　　能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于　　　　卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂　　　　期时，才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明　　　　已完成。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且　　　　与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用　　　　激素对供体进行处理，其目的是获得更多的　　　　，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞的细胞膜　　　　。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行　　　　处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于　　　　条件下。
答案　(1)顶体酶　(2)初级　中　受精　(3)生理状态　促性腺　卵母细胞　对物质的吸收具有选择透过性
(4)胚胎分割　冷冻(或液氮)

1.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”
(1)顶体反应：精子的质膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。
(2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。
(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。　　　
2.胚胎移植的四大生理学基础

3.早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较
项目
早期胚胎培养液
动物细胞培养液
盐类
无机盐、有机盐
无机盐、微量元素
营养物质
氨基酸、核苷酸
糖、氨基酸
调节物质
维生素、激素
促生长因子
特有成分
血清
血清、血浆
　　　
考点二　生物技术的安全性和伦理问题

1.转基因生物的安全性
(1)转基因生物存在安全性问题的原因
①目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。
②目的基因往往是异种生物的基因。
③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
(2)对转基因生物安全性的争论：在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。
(3)理性对待转基因技术：趋利避害，不能因噎废食。
2.生物技术中的伦理问题
(1)克隆
①治疗性克隆与生殖性克隆
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖； 产生新个体或新组织，遗传信息不变
②中国政府态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。
(2)试管婴儿与设计试管婴儿

试管婴儿与设计试管婴儿都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行“④遗传学诊断”。
3.基因身份证
(1)否定的理由：个人基因资讯的泄露造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、个人婚姻困难和人际关系疏远等。
(2)肯定的理由：一些遗传性疾病在后代中复现率很高，通过基因检测可以及早预防，适时治疗，达到挽救患者生命的目的。
4.生物武器
(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。
(2)中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。

1.(重庆高考)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述，错误的是(　　)
A.应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质
B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆
C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
解析　生物武器的种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，不包括干扰素，D错误。
答案　D
2.回答下列有关“生物技术的安全性和伦理问题”方面的问题：
(1)转基因生物之所以可能存在安全问题，是因为人们对基因的结构、　　　　　　　　以及　　　　　　　　都了解得相当有限，并且外源基因插入宿主基因组的部位往往是　　　　的。
(2)转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明：
有利方面：____________________________________________________________。
有害方面：____________________________________________________________。
(3)治疗性克隆之所以能提高器官移植的成功率，是因为其可以避免　　　　　　　　反应。生殖性克隆对人类的伦理道德造成一定的冲击，生物学家认为克隆技术尚不成熟，很可能会孕育出　　　　　　　　的孩子。我国政府禁止进行　　　　　　　　，但不反对　　　　　　。
(4)生物武器是一种大规模的杀伤性武器。1998年6月27日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申了在任何情况下不　　　　、不　　　　、不　　　　生物武器。
答案　(1)基因间的相互作用　基因的调控机制　随机
(2)可用于疾病的诊断和治疗；用于培育优良动、植物新品种(写出一例即可)　不利于环境保护，可能引起环境安全问题、食物安全性问题、生物安全性问题等
(3)免疫排斥　有严重生理缺陷　生殖性克隆　治疗性克隆
(4)发展　生产　储存
考点三　生态工程

1.生态工程的基本原理
(1)生态工程与生态经济

(2)生态工程所遵循的五项原理
①物质循环再生原理
物质在生态系统中循环往复，逐层分级利用。(如无废弃物农业)
②物种多样性原理
物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
③协调与平衡原理
生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。
④整体性原理
人类处于社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
⑤系统学和工程学原理
包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。
2.生态工程的实例
(1)设计生态工程的五大原理及实例整合(连一连)

巧记：六类生态工程实例中所遵循的原理
①在六类生态工程实例中除“矿区废弃地的生态恢复工程”外，其余五大生态工程均涉及“整体性”原理。
②除“矿区废弃地生态恢复工程”及“农村综合发展型”生态工程外，均涉及“协调与平衡”原理。
③只有“农村综合发展型生态工程”涉及“物质循环再生”原理。
④只有“农村综合发展型生态工程”及“大流域生态系统恢复工程”涉及“物种多样性”原理。
⑤只有“小流域综合治理生态工程”及“矿区废弃地生态恢复工程”涉及“工程学”原理。

1.(教材P110“资料分析1”解答)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？
提示　纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。
2.(教材P122“讨论题”解答)(1)在“矿区废弃地的生态恢复工程案例”案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？
提示　矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。
(2)怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？
提示　首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力，以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。
3.请依次填出下列实例对应的①～④生态工程原理
生态工程实例
生态工程原理
无废弃物农业
遵循①物质循环再生原理
在人工林中增加植被层次
遵循②物种多样性原理
太湖水体富营养化引起大面积水华
违反③协调与平衡原理
前面造林，后面砍树
违反④整体性原理

1.(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。
答案　(1)无氧和有氧(或细胞)
(2)群落　一　生产者　太阳
(3)物质循环再生　物种多样性
(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
2.党的十九大报告指出要“大力度推进生态文明建设……全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降。重大生态保护和修复工程进展顺利，森林覆盖率持续提高。生态环境治理明显加强，环境状况得到改善”。请回答下列相关问题：
(1)生态工程是对　　　　　　进行修复重建，对　　　　　　　　　　　　进行改善，促进人和自然的和谐发展。
(2)全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降很大程度上得益于实行“　　　　”的原则，从而实现废弃物的资源化。
(3)实行生态工程，很多时候还需要考虑人文关怀、贫困地区的收入等问题，这样才能很好地缓解“前面造林，后面砍树”的现象，这遵循的是生态工程的　　　　原理。
(4)在保护濒危植物方面，运用了很多技术，比如微型繁殖运用的是　　　　　　技术，其原理是________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)在处理城市生态系统垃圾时，采用了生物治理法，分解者处理垃圾的相关目的基因从分解者体内用　　　　酶切割下来，再与　　　　相连导入受体菌。
答案　(1)已被破坏的生态环境　造成环境污染和破坏时传统生产方式　(2)循环经济　(3)整体性　(4)植物组织培养　植物细胞的全能性　(5)限制　载体(或质粒)
澄清易混易错·强化科学思维
[易错易混]
易错点1　胚胎移植的“胚胎”从何而来？
点拨　用于移植的4种胚胎来源及其生殖方式

易错点2　混淆“人工授精”与“体外受精”
点拨　“人工授精”≠“体外受精”
人工授精是用人工的方法将公畜的精子注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母细胞在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。
易错点3　不能准确界定下列5种生物技术应用中涉及的复合技术
点拨　生物工程技术应用组合
(1)转基因植物培育：基因工程＋植物组织培养。
(2)转基因动物培育：基因工程＋动物细胞培养＋胚胎移植。
(3)克隆动物培育：核移植＋动物细胞培养＋胚胎移植。
(4)植物体细胞杂交：酶工程＋体细胞融合＋植物组织培养。
(5)试管婴儿培育：体外受精＋动物细胞培养＋胚胎移植。
易错点4　混淆克隆动物、试管动物与转基因动物
点拨　三类动物的比较如下
项目
克隆动物
试管动物
转基因动物
概念
用核移植的方法获得的动物
用体外受精的方法获得的动物
由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物
技术
核移植
体外受精
DNA重组技术
生殖方式
无性繁殖
有性生殖
有性生殖或保持原生殖方式
遗传特性
主要与供核个体相同
具备双亲的遗传性状
具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性
相同点
三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。
[规范答题]
随着科学技术的发展，人们可以通过结合多种现代生物技术大量生产出人类需求量大的一些药物，如我国基因工程药物的研制和生产就已取得极大的成功。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，大致过程如图所示：

(1)图中所涉及的生物技术有____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)哺乳动物的体外受精包括[a]　　　　、[b]　　　　及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)图示流程获得的“小牛”应属　　　　(试管牛、克隆牛、转基因牛)其繁殖方式为　　　　(有性生殖、无性生殖)。
(4)d过程常用的方法是　　　　，e过程的名称为　　　　，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下　　　　的转移。
答卷采样
错因分析

将动物细胞培养等同于早期胚胎培养
正确答案：早期胚胎培养

混淆同期发情处理与“超数排卵”
正确答案：促性腺激素

混淆试管动物与克隆动物
正确答案：试管牛和转基因牛、有性生殖


随堂·真题&预测
1.(2018·经典高考)下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是(　　)
A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
解析　常通过注射促性腺激素的方法对良种母牛进行超数排卵处理，A正确；体外培养发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎可进行胚胎移植，B错误；一般情况下，代孕牛不会对外来移植胚胎产生免疫排斥反应，不需要免疫抑制剂，C错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率高，D错误。
答案　A
2.(2015·山东卷，36)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：

(1)过程①采用的是细胞工程中的　　　　技术，过程②采用的是胚胎工程中的　　　　技术。
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的　　　　。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用　　　　和　　　　两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有　　　　基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体　　　　(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
解析　(1)由流程图知，个体A提供去核卵母细胞，个体B提供体细胞核，二者通过①得到重组细胞，重组细胞经②得到囊胚，故①是核移植，②是早期胚胎培养。(2)动物细胞培养时，要通入含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，要用同种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等，标记基因的作用是便于目的基因的检测和筛选。(4)图中获得的组织器官，其细胞的细胞核来自个体B，将所得组织器官移植给个体B，不会发生免疫排斥反应。
答案　(1)核移植　早期胚胎培养　(2)pH　(3)限制酶　DNA连接酶　标记　(4)B
3.(2014·重庆卷，7)为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。

(1)对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如题图所示。t0→t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的　　　转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在　　　，导致群落中植物物种数增加；t1→t3，人工林抵抗力稳定性的变化是　　　　；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间　　　　加剧。
(2)通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的　　　　　　　　　原理。
答案　(1)分解者　种子或繁殖体　增强　竞争
(2)整体性
4.(2020·高考预测)我国全面放开二孩政策已正式实施。一些高龄产妇希望通过试管婴儿技术圆二胎梦。请回答以下相关问题：
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，在取卵前通常需要注射促性腺激素，而不通过服用雌激素来直接促进更多的卵泡发育，原因是____________________
_________________________________________________________________。
(2)在体外受精前，医生借助超声波探测仪等工具用吸卵针从某女士卵巢中吸取卵母细胞；随后将取出的卵母细胞置于与　　　　中相似的环境，让它进一步发育成熟。受精过程中，精子顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵子的　　　　，最终进入卵子内完成受精作用。
(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样，都需要满足　　　　　　　　及营养等条件。
(4)若做试管婴儿的夫妇中，妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷)，丈夫正常，则子女患病情况为 　　　　。若要获得健康的孩子，可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿”(医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育)。“三亲婴儿”的获得过程，除运用胚胎工程的技术手段外，还要特别运用　　　　技术。
答案　(1)过量的雌激素会通过负反馈调节影响卵巢的发育
(2)输卵管　放射冠和透明带
(3)无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、相应的气体环境
(4)全患病　动物细胞核移植

(时间：20分钟)

1.(2019·山东聊城模拟)随着生活水平的提高，更多的人们喜欢食用深海鱼，原因是深海鱼体内富含不饱和脂肪酸。omega—3。某研究所欲培育转基因绵羊从其乳汁中提取脂肪酸omega—3。
(1)基因表达载体构建时，将与omega—3合成有关的目的基因和　　　　基因的启动子等调控组件重组在一起，通常使用　　　　方法导入绵羊的受精卵中。
(2)在培育转基因绵羊过程中，需要对早期胚胎进行性别鉴定。目前，最有效最准确的方法是对SRY基因进行诊断来确定性别，即从待测的囊胚中取出几个　　　　细胞，从中提取DNA后用　　　　(工具名称)对其进行检测，其遵循的原理是____________________________________________________________________。
(3)为保证胚胎移植顺利进行，需要在合适的季节对供、受体母羊进行　　　　处理。转基因绵羊的胚胎在代孕母体内能够存活的生理学基础是　　　　　　　　。
(4)目前，人们主要通过食用深海鱼肉摄取omega—3。为了实现海洋渔业可持续发展，防止海洋生态系统的严重破坏，人们通过建造海底人工鱼礁来改善海洋环境。这主要体现了建设生态工程所应遵循的　　　　原理。
答案　(1)乳腺蛋白基因　显微注射
(2)滋养层　SRY基因探针　碱基互补配对原则
(3)同期发情　代孕母体对供体胚胎不发生免疫排斥反应
(4)协调与平衡
2.(2019·石家庄模拟)科研人员把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，将胚胎移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。

(1)图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程，那么获得核移植克隆猪的技术流程是(填序号)　　　　。
(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物，但可能由于缺失　　　　方亲本基因，其生长发育中出现多种问题，给研究者提供了很好的材料。
(3)卵母细胞能够发育成早期胚胎，得到克隆猪说明卵母细胞具有　　　　。
(4)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，需要选择　　　　期的卵母细胞，并用微型吸管吸出　　　　。
(5)早期胚胎移植时，必须移植到同种且　　　　的其他雌性动物子宫中，才可能移植成功。
(6)可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，也可通过　　　　方法得到多种cDNA，并通过　　　　技术扩增产物。
解析　(1)通过细胞核移植获得克隆动物的过程包括：体细胞核移植获得重组细胞，将重组细胞进行细胞培养获得早期胚胎，然后进行胚胎移植，在子宫内发育成为成熟胚胎等过程。(2)通过孤雌生殖获得的个体，没有经受精过程，因此缺失其父方的遗传物质。(3)卵母细胞能经培养发育成完整个体，说明它具有全能性。(4)在体细胞核移植过程中，需要用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，并用微型吸管一并吸出细胞核和第一极体。(5)胚胎移植时，需要移植到同种且生理状态相同的雌性个体中，因此需要作同期发情处理。(6)获取目的基因时，可以通过反转录法得到cDNA，然后通过PCR技术扩增目的基因。
答案　(1)⑤⑥③④　(2)父　(3)全能性　(4)减数第二次分裂中(或MⅡ中)　细胞核和第一极体　(5)生理状态相同　(6)反转录　PCR
3.(2019·陕西省高三教学质检)请回答下列与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题：
(1)基因工程技术中获得目的基因后，利用PCR技术将该基因扩增，前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成　　　　。培育抗病转基因植物时，使用最多的抗病基因是　　　　基因和病毒复制酶基因。
(2)在胚胎工程中，早期胚胎发育到　　　　　　　　阶段即可移植到代孕母体子宫中，移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础是______________________。
(3)与传统方法生成的抗体相比，单克隆抗体具有很多优点。在癌症治疗时，把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或　　　　相结合，制成“生物导弹”，借助单克隆抗体的　　　　作用，将药物带到癌细胞位置，将其在原位杀死。单克隆抗体的制备过程应用了　　　　技术。
(4)我国西北一些地区年降雨量较少，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使许多地方的杨树长成半死不活状，结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了　　　　　　　　原理。
解析　(1)PCR技术中需要根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成所需引物。培育抗病转基因植物时，使用最多的抗病基因是病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因。(2)早期胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段即可移植到代孕母体子宫内。受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应是移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础。(3)在癌症治疗时，将抗癌细胞的单克隆抗体与化学药物、细胞毒素等结合，制成“生物导弹”，借助单克隆抗体的导向作用，可将药物带到癌细胞位置，并将癌细胞杀死。单克隆抗体制备时利用了动物细胞融合、动物细胞培养的技术。(4)硬性种植乔木，没有考虑生物与环境的协调与平衡，即违背了协调与平衡原理。
答案　(1)引物　病毒外壳蛋白　(2)桑椹胚或囊胚　受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
(3)细胞毒素　导向　动物细胞融合和动物细胞培养　(4)协调与平衡
4.利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示：

(1)重组质粒导入受精卵的常用方法是　　　　，重组质粒的本质是　　　　。
(2)过程①后在分子水平上检测目的基因是否导入到受精卵的方法是___________。
(3)过程②所用的精子需要达到　　　　状态。过程③胚胎的早期培养中，培养液中除一些无机盐和有机盐类外，还需添加“两素、两酸”以及血清等，其中“两酸”是指　　　　　　　　　。
(4)早期胚胎发育到适宜的阶段时，若暂时不移植给受体，可使用　　　　法保存。
(5)在胚胎移植过程中，需要对受体动物进行　　　　处理，以保证胚胎能够在受体的子宫着床、继续生长发育。受体对外来的胚胎基本不发生　　　　，这使外来胚胎在其体内存活成为了可能。
答案　(1)显微注射法　双链环状DNA分子　(2)DNA分子杂交技术　(3)获能　氨基酸、核苷酸　(4)冷冻　(5)同期发情　免疫排斥
5.(2019·广东茂名五校联考)科研人员利用基因工程、细胞工程、胚胎工程等培育出了乳汁中含有人凝血因子Ⅸ医用蛋白的二倍体转基因绵羊，简易流程如图所示。请回答下列问题：

(1)图中①过程为基因工程的核心步骤，该步骤用到的工具有　　　　　　　。该步骤得到的“A”中应具有一些特殊的DNA片段，其中　　　　　　用于②过程。
(2)进行图中③过程前，卵母细胞要进行去核处理的原因是___________________
_____________________________________________________________________。
(3)为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞，　　　　(填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶处理绵羊组织块，理由是_________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)图中④过程所用培养液的成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐，还需添加_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________(答出三种即可)。
(5)在进行图中⑤过程前　　　　(填“需要”或“不需要”)进行性别鉴定，理由是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)限制酶、DNA连接酶、载体　标记基因　(2)保证二倍体转基因绵羊的核遗传物质全部来自含有目的基因的成纤维细胞　(3)不能　胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性
(4)维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清　(5)不需要　胎儿成纤维细胞来自雌绵羊，最终获得的转基因绵羊均为雌性
6.(山东卷)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：

(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为　　　　　　　　，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________________。
(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为　　　　　　　　；也可从灰鼠体内取出卵子，通过　　　　　　　　后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过　　　　　　　　技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用　　　　　　　　　　方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的　　　　　　　　分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向　　　　　　　　后用于疾病的细胞治疗。
答案　(1)原代培养　接触抑制　(2)冲卵(或冲胚)　体外受精(或核移植)　(3)胚胎移植　冷冻(或低温)
(4)内细胞团　诱导分化
7.(2019·河南八市第二次质量测评)科技人员利用基因工程、胚胎工程等将哺乳动物转变成“批量生产药物的工厂”。下图为利用奶牛生产抗病毒的特效药——干扰素的基本流程。请回答：

(1)由干扰素mRNA形成cDNA的①过程称作　　　　。②过程获得大量干扰素基因的方法有　　　　　　　　、PCR技术扩增和人工合成。③过程中用到的“工具酶”有　　　　　　　　。④过程中采用最多最为有效的方法为　　　　　　　　。
(2)形成受精卵的⑤过程主要包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，　　　　　　　　。在这个过程中，防止多精子入卵受精的屏障有　　　　　　　　　　。
(3)⑥过程中由受精卵形成的“早期胚胎”为　　　　　　　　，该胚胎可用于⑦过程，也可放入　　　　　　中保存。
(4)若转基因牛的体细胞中只携带了一个干扰素基因，常采用　　　　　　　　的方法来培育出体细胞中含有两个干扰素基因的纯合个体。
解析　本题主要考查基因工程和胚胎工程，考查考生的理解能力及综合运用能力。(4)若转基因牛的体细胞中只携带了一个干扰素基因，即相关的一对同源染色体上，只有一条染色体上有干扰素基因，另一条染色体上没有，要想获得体细胞中含有两个干扰素基因的纯合个体，可通过多代杂交并筛选。
答案　(1)反转录　从cDNA文库中获取(从基因文库中获取)　限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶　显微注射技术
(2)原核形成和融合　透明带反应和卵细胞膜反应
(3)桑椹胚或囊胚　－196 ℃的液氮
(4)多代杂交并筛选
8.(2018·江西临川二中月考)传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。为实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路。
2016年11月，南昌市政府提出不仅要解决交通拥堵问题，还要打造海绵城市。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。
(1)人类要实现可持续发展，必须走生态经济之路，生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是　　　　和　　　　。
(2)建设海绵城市的一个通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植被辅助净化，这些植物的引种需遵循　　　　原理；建设海绵城市的目的之一是“扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展”，体现了　　　　原理。
(3)在进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件、因地制宜地进行。如小流域存在的主要问题是　　　　　　　　　　 ，针对这种问题我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模式，而矿山废弃地生态修复工程的关键是　　　　和土壤微生物群落的重建。
解析　(1)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。(2)引种植物时需考虑其与当地气候等条件相适应，应遵循协调与平衡原理；促进经济、社会、生态协调发展，应遵循整体性原理。(3)小流域存在的主要问题是水土流失比较严重；而矿山废弃地生态修复工程的关键是植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。
答案　(1)循环经济　生态工程　(2)协调与平衡　整体性　(3)水土流失比较严重　植被恢复