高考生物二轮复习核心考点冲刺专题17《胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题生态工程》（含详解）

专题十七：胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程之核心考点

[重温考纲]　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)。

核心考点1　胚胎工程及生物技术的安全性与伦理问题

一、要点整合

1．把握胚胎工程的操作流程

提醒　(1)排卵是指卵子从卵泡中排出。

(2)体外受精注意点

①对象：获能精子和成熟卵子。

②条件：获能溶液或专用受精溶液。

(3)区别2种标志

①受精标志：在卵细胞膜和透明带间隙中看到两个极体。

②受精完成的标志：雌、雄原核融合成合子。

(4)早期胚胎培养液成分

①2“盐”：无机盐和有机盐；

②2“酸”：氨基酸和核苷酸；

③2“素”：维生素和激素；

④2“液体”：水和血清。

(5)胚胎移植的生理学基础

①供、受体的生理变化相同。

②早期胚胎与母体无联系。

③受体对外来胚胎无免疫排斥反应。

④供体胚胎的遗传特性不影响孕育过程。

(6)胚胎移植或胚胎分割的2个时期：桑椹胚和囊胚。

(7)2种“冲卵”的不同

①胚胎移植：冲出的是早期胚胎。

②体外受精：冲出的是卵子。

(8)2次使用的激素不同

①孕激素：对供、受体进行同期发情处理。

②促性腺激素：对供体进行超数排卵处理。

(9)胚胎移植成功的关键

①供、受体同期发情处理。

②供体用促性腺激素做超数排卵处理。

(10)胚胎分割的2个关注点

①快速繁殖动物的最佳方法。

②后代具有相同的遗传物质。

2．理清治疗性克隆和生殖性克隆的区别和联系

3.把握试管婴儿和设计试管婴儿的异同点

(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④。

(2)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题；设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。

(3)两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。

二、考向设计

1．如图为某生殖医学中心的“试管婴儿”流程示意图，请回答下列问题：

(1)检测排卵实际上是检测____________________，排卵前后完成了______________分裂。

(2)在女方卵巢中吸取的卵子要在专门的培养液中培养至__________________期，精子也要经过____________，才具有受精能力。

(3)随着二胎政策开放，众多“高龄产妇”跃跃欲试，但其也面临出生胎儿缺陷多的风险。“唐筛”可以判断胎儿患有先天性愚型的风险程度，先天性愚型属于__________遗传病，患者体内________(填“有”或“没有”)该病的致病基因。

(4)该生育过程属于________生殖，整个生育过程应用的生物技术有____________________。

【答案】 (1)卵子是否从卵泡中排出　减数第一次

(2)减数第二次分裂中　获能处理　(3)染色体异常　没有　(4)有性　 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植

2．(衡阳二模)科学家利用活体卵子及皮肤成纤维细胞，在实验室已成功克隆出了数个人体胚胎，进而可开发出有研究价值的胚胎干细胞。回答下列问题：

(1)胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、________明显等特点，在功能上具有______。自然状况下的胚胎干细胞是从哺乳动物的________________中分离出来的一类细胞。

(2)若将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变，在分子水平上需要采用________技术进行检测。

(3)通过胚胎干细胞体外诱导分化，可培育出人造组织器官，解决目前_______和_______问题。

(4)科学家克隆人体胚胎时选用活体卵子，而不用精子，其原因是________________________

________________________________________________________________________。

【答案】(1)核仁　发育的全能性　早期胚胎或原始性腺

(2)DNA分子杂交(基因探针)　(3)临床存在的供体器官不足　器官移植后免疫排斥　(4) 卵细胞含有早期胚胎发育所需要的营养物质；卵细胞较大，也较易操作

3．(天津河东区二模)2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”，三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图回答下列问题：

(1)图中①是________过程，②是________卵母细胞，③是________受精。

(2)三亲婴儿的染色体来自于_______________________________________________________。

(3)这种生殖方式属于________(填“有性”或“无性”)生殖。

(4)捐献者在取卵前通常需要注射促性腺激素，以达到____________的目的。

(5)三亲婴儿的培育技术________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而________(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。

【答案】(1)核移植　减数第二次分裂中期(或次级)　体外　(2)母亲卵母细胞和精子　(3)有性　(4)超数排卵(促进多个卵泡发育)　(5)能　不能

【解析】(1)根据以上分析已知，①是核移植过程，②是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，③是体外受精。

(2)捐献者只是为婴儿提供了细胞质，所以三亲婴儿的染色体来自于母亲的卵母细胞和父亲的精子。

(3)根据图示可知，三亲婴儿是体外受精产生的，属于有性生殖。

(4)对捐献者注射促性腺激素，是为了使其超数排卵，以获得更多的卵母细胞。

(5)根据图示可知卵母细胞的细胞质来自于捐献者，可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代。但是细胞核来自母亲的卵母细胞，因此不能避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。

核心考点2　生态工程

一、要点整合

1．理清生态工程的原理和实例

2．生态工程基本原理的判断方法

(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。

(2)体现物种多，营养关系复杂→物种多样性原理。

(3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调与平衡原理。

(4)涉及自然、经济和社会；指整个系统，如林业生态工程建设→整体性原理。

(5)涉及结构、功能，分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理(系统学和工程学原理)。

(6)涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如互利共生→系统整体性原理(系统学和工程学原理)。

3．根据实例，确定生态工程的原理

二、考向设计

1．回答下列有关生态工程的问题：

(1)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传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

(2)生态农业建设中，处理秸秆的主要方式是用作沼气发酵和培养食用菌，而不采用燃烧的方法。这样做有哪两方面的意义①__________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，体现了生态工程的__________原理。

【答案】(1)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)　(2)大大提高了能量的利用效率，使生态系统中的能量持续高效地流向对人类最有益的部分　减轻了对环境的污染　整体性

2．(经典高考题)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。请回答下列问题：

(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________(填“生态系统”“群落”或“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。

【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

【解析】(1)依据题干提供的信息分析可知，污水流经厌氧沉淀池时，有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物；流经曝气池时，有些微生物能通过有氧呼吸分解有机物；流经兼氧池时，微生物能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解有机物。

(2)根据本小题提供的信息可推知植物池中所有的生物构成了群落。植物处于食物链的第一营养级；植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于生产者所固定的太阳能。

(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理、物质循环再生原理等。

专题强化练

1．为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题：

(1)试管牛的培育属于________(填“有性生殖”或“无性生殖”)；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、________等；克隆牛的培育依据的原理是________。

(2)对B牛和D牛要进行________处理。

(3)在受精的过程中，判断卵子是否受精的标志是______________________________________

________________________。

(4)要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，则科学家需将_____和乳腺蛋白基因的________、________等调控组件重组在一起，该过程需要用到的酶是______，再通过________法导入牛的________中。

【答案】(1)有性生殖　胚胎移植　动物细胞核具有全能性

(2)同期发情　(3)在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体　(4)生长激素基因　启动子　终止子　限制酶和DNA连接酶　显微注射　受精卵

2．下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图回答：

(1)上图A、B过程用到的生物技术分别是________、____________，甲称作________。

(2)乙是具有____________和__________的胚胎干细胞。

(3)相同的胚胎干细胞，通过C过程“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是______________。上述“克隆”过程是胚胎干细胞________和________的结果。

(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是________________。

【答案】(1)核移植　早期胚胎培养(或动物细胞培养)(顺序不能改变)　囊胚　(2)自我更新(自我维持)　分化发育潜能　(3)基因的选择性表达　分裂　分化　(4)无排斥反应

3．(哈尔滨二模)回答下列有关胚胎的问题：

(1)对高产奶牛胚胎移植前需要进行性别鉴定，最常用的方法是SRY－PCR性别鉴定技术，通常取________细胞提取DNA，然后用位于________染色体上的性别决定基因的一段碱基作引物，以________________________为原料进行扩增，至少经过________次复制可能得到所需要的产物。

(2)在胚胎干细胞培养液中加入________，能够维持不分化的状态。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，原因是________________，这为揭示__________________的机理提供了有效手段。

【答案】(1)滋养层　Y　四种游离的脱氧核苷酸　3

(2)抑制因子　基因的选择性表达　细胞分化和细胞凋亡

【解析】(1)SRY基因是位于Y染色体上的性别决定基因，SRY－PCR性别鉴定技术需要提取滋养层细胞的DNA进行鉴定，以免影响胚胎的正常发育。PCR技术的原理是DNA双链的复制，而DNA复制具有半保留复制的特点。设题中的Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)用图1中的X基因表示。

由图分析可知：

X基因第一次复制得到两个两种DNA片段：①和②；X基因第二次复制得到四个四种DNA片段：①复制得①和③、②复制得②和④；X基因第三次复制得到八个五种DNA片段：①复制得①和③、③复制得③和⑤、②复制得②和④、④复制得④和⑤。从上面的推测可知，第三轮循环产物中才能开始出现独立且完整的X基因，即⑤。

(2)在胚胎干细胞培养液中加入抑制因子，能够维持不分化的状态；相同的胚胎干细胞，可“克隆”出多种细胞，根本原因是基因的选择性表达；这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。

4．(百校联盟联考)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，将目的基因导入动物细胞最常用的方法是____________。获得该基因后，利用PCR技术将该基因扩增时需要添加的有机物质有_____________________________。

(2)体外受精是胚胎工程的重要环节，顺利受精必须满足两个条件：来自父方的精子要进行精子获能；来自母方的卵母细胞要________________。胚胎工程最后一道工序是________(填生物技术名称)。

(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。

(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成无废弃物农业，这主要遵循了生态工程____________的原理。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态，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。

【答案】(1)显微注射法　引物、原料、Taq酶、模板

(2)培养促进成熟(或培养至减数第二次分裂中期)　胚胎移植　(3)导向(或定向、定位)　(4)物质循环再生　协调与平衡

5．生物技术的迅猛发展挑战了原有的社会伦理道德秩序，引起了激烈的争论，回答下列问题：

(1)支持者认为，克隆人是一项科学研究，应当有它内在的发展规律，允许有一定的发展。反对者则认为，克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念，克隆人是在人为地制造________________________都不健全的人。

(2)在针对克隆技术的争论中，我国政府的态度明确，及时立法，规范了克隆技术的应用。我国明确禁止生殖性克隆，一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、____________任何生殖性克隆人的实验。

(3)设计试管婴儿与试管婴儿在技术手段上的区别是__________________________。前者的生殖方式是__________________。

【答案】(1)心理上和社会地位上　(2)不接受　(3)前者多了胚胎移植前进行遗传学诊断这一环节　有性生殖

6．下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用秸秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田。请据图回答：

(1)该生态系统中最主要的成分是________________________________________，

鸭在该生态系统中属于第________营养级。

(2)若该生态系统中有鼠，调查鼠的种群密度，常用的方法是________________________；调查该生态系统中杂草中稗草的种群密度，一般采用的方法是__________。

(3)在生态系统中，基本组成元素能在生物群落和无机环境中不断循环，为什么还要往农田中不断施加氮肥？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)写出该生态系统运用的生态工程原理：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

(至少2种)。

【答案】(1)水稻、杂草、蔬菜(生产者)　二、三

(2)标志重捕法　样方法

(3)氮元素不断通过农产品输出该生态系统

(4)物质循环再生、整体性、协调与平衡、物种多样性等原理

【解析】(1)每个生态系统中的最主要成分都是生产者，从图中看，鸭在不同的食物链中所处的营养级不同，分别处于第二、三营养级。(2)鼠的活动能力较强，所以一般采用标志重捕法调查种群密度；调查植物种群密度一般采取样方法。(3)农田生态系统中生产的产品，不断被运出，所以在农田中要不断施加氮肥，补充氮元素才能保证农田生态系统不断输出产品。(4)该农田生态系统利用的生态工程原理有物质循环再生、整体性、协调与平衡、物种多样性等原理。

7．(淄博一模)请回答与动物细胞培养及胚胎工程有关的问题：

(1)欲获得牛的单个体细胞，需用__________处理动物组织；在体外培养时，通常需在培养液中添加____________等天然成分。

(2)获取的卵子需培养到____________________(时期)才能用于核移植，通过核移植获得的动物称作____________。

(3)在胚胎分割技术中，需将牛囊胚的________均分，可利用囊胚的________细胞进行性别鉴定。

(4)ES细胞在____________上或含有抑制因子的培养基上培养时，不会发生分化；可用ES细胞分化出人造器官用于器官移植，优点是________________________________。

【答案】(1)胶原蛋白酶(或胰蛋白酶)　动物血清、血浆

(2)减数第二次分裂中期　克隆动物　(3)内细胞团　滋养层　(4)饲养层细胞　免疫排斥反应弱，器官移植成功率高