高考生物一轮复习专题训练：专题31《胚胎工程与生态工程》（含详解）

　　时间：45分钟　满分：100分

基础组

(共70分，除标注外，每小题5分)

1．[衡水中学月考]下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述中，错误的是(　　)

A．精子变形中，高尔基体发育为头部的顶体，细胞核变为精子头的主要部分

B．卵子形成时的两次分裂均在卵巢内完成，排出成熟卵子的过程即为排卵

C．卵子是否释放第二极体是卵子是否受精的标志

D．只有获能的精子和发育成熟的卵子相遇才能发生受精作用

答案　B

解析　精子变形中，高尔基体发育为头部的顶体，细胞核变为精子头的主要部分，故A正确；卵子形成时减数第一次分裂发生在卵巢内，减数第二次分裂发生在输卵管内，排卵是指卵子从卵泡内排出，一般此时排出的是次级卵母细胞而不是成熟卵子，所以B错误；卵子释放第二极体是卵子受精的标志，C正确；只有获能的精子和发育成熟的卵子相遇才能发生受精作用，D正确。

2．[武邑中学周测]下图为受精作用及早期胚胎发育示意图，相关叙述不正确的是(　　)

A．①过程需细胞表面蛋白相互识别

B．②过程也可以减数分裂方式增殖

C．②③过程细胞的核、质比逐渐增大

D．②③④过程细胞的基因组相同

答案　B

解析　图中①过程为受精作用，精子和卵细胞结合时，需要细胞表面的糖蛋白相互识别，A正确；图中②过程为受精卵的早期分裂，分裂方式是有丝分裂，B错误；②③过程均为卵裂期，由于胚胎的总体积基本不变或略有缩小，细胞数目增多，因此核质比逐渐变大，C正确；②③④过程为早期胚胎发育过程，遗传物质不变，D正确。

3．[冀州中学月考]下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是(　　)

A．M所表示的细胞不一定是受精卵细胞

B．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

C．应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中

D．图示过程使用了动物细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术

答案　A

解析　M所表示的细胞还可能是经过核移植的重组卵母细胞，A项正确；图中a过程包括卵裂、桑椹胚、囊胚阶段，B项错误；③应移植到处于发情状态的母牛的子宫里进行发育，C项错误；图中涉及的生物技术有动物细胞培养、胚胎分割技术、胚胎移植技术，D项错误。

4．[衡水中学周测]在帮助农民发展经济的时候，一定要注意一些实际问题，如“苹果树不宜在热带地区栽种”“柑橘不宜在北方地区栽种”，这主要体现的生态工程原理是(　　)

A．协调与平衡原理  B．整体性原理

C．物种多样性原理  D．物质循环再生原理

答案　A

解析　协调与平衡原理是指生物与环境的协调与平衡，协调主要指生物要适应环境，因此引种时要注意引种的生物是否与当地环境相协调，不能盲目引种或栽种。

5．[枣强中学一轮检测]设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，如图就是一种“加环”示意图，下列有关叙述正确的是(　　)

扫一扫·听名师解题

A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，提高了能量在各营养级间的传递效率

B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益

C．用蛆蛹粪便作有机肥还田，运用了能量循环再生原理

D．在离开人的管理条件下，该生态工程仍可以正常运转

答案　B

解析　用残渣来培育食用菌和蛆蛹，可以实现能量的多级利用，提高能量的利用率，但不能提高营养级间的传递效率，故A错误；用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可以增加经济效益，故B正确；用蛆蛹排泄物作肥料还田，运用了物质循环再生原理，可以实现物质循环，故C错误；人工生态系统中人的作用非常关键，离开人后该生态系统会很快崩溃，故D错误。

6．[武邑中学模拟](15分)下面是有关胚胎工程的相关问题，请回答：

(1)胚胎工程是对动物________或________所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过________给受体才能获得后代。

(2)哺乳动物的体外受精主要包括________、________和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)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入________中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。

(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，它除了能从早期胚胎中分离外，还可以从____________中获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持________的状态。

答案　(1)早期胚胎　配子　(胚胎)移植　(2)卵母细胞的采集(和培养)　精子的采集和获能(精子的获取)　促性腺激素　(3)发育培养液　(4)原始性腺　不分化

解析　(1)胚胎工程是对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过胚胎移植给受体才能获得后代，因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。

(2)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。给优良母畜注射促性腺激素，以促使其超数排卵。

(3)精子与卵子在体外受精后，应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。

(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，它除了能从早期胚胎中分离外，还可以从原始性腺获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。

7．[衡水中学期末](15分)人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：

a．将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞，形成重组细胞①；

b．取出重组细胞①的细胞核，注入去核牛卵细胞中，形成重组细胞②；

c．电脉冲刺激重组细胞②促使其形成早期胚胎；

d．将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。

请回答下列问题：

(1)重组细胞①和②中________(①/②)实现了基因的重组。

(2)在实验过程a中要选择“雌性奶牛胚胎细胞”的原因是__________________________________。

(3)实验过程b利用的技术是________，胚胎工程操作中最后环节是________。

(4)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，让其分别发育成小牛，这些小牛的基因型________(相同/不同)，理由是______________________，此项技术称为__________________。

(5)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES细胞)，培养如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，必须用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。

(6)哺乳动物的胚胎的营养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等物质。

答案　(1)①

(2)雌性转基因牛进入泌乳期后，可以从其乳汁中获得血清白蛋白

(3)核移植　胚胎移植

(4)相同　它们来自同一个受精卵　胚胎分割

(5)胰蛋白酶

(6)动物血清

解析　(1)重组细胞①实现了基因的重组。

(2)选择雌性奶牛胚胎细胞的原因是雌性转基因牛进入泌乳期后，可以从其乳汁中获得血清白蛋白。

(3)实验过程b利用了细胞核移植技术，胚胎移植是胚胎工程操作中的最后环节。

(4)早期胚胎分离成的若干胚胎细胞发育成的小牛基因型是相同的，因为这些胚胎细胞都是同一个受精卵经过有丝分裂得到的，此项技术称为胚胎分割。

(5)从早期胚胎中获取胚胎干细胞，必须用胰蛋白酶处理内细胞团，使之分散成单个细胞。

(6)哺乳动物的胚胎的营养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等物质。

8．[武邑中学期中](15分)利用植物修复技术治理重金属污染的实质是将某种特定的植物种植在被重金属污染的土壤上，植物收获后进行妥善处理，就可将重金属移出土壤。目前科学家尝试应用生物工程技术培育符合植物修复技术要求的转基因植物。请根据以上材料回答下列问题。

(1)土壤中的重金属可通过________逐级富集，从而可能危及人类的健康。

(2)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时，需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的________原理。

(3)获得目的基因后可采用________技术进行扩增。大部分物种的基因能拼接在一起，是因为它们的分子结构都是________结构。检测目的基因是否成功导入植物细胞，可采用的生物技术是_________________________________________________________。

(4)将含有目的基因的植物细胞培养成植株需要应用____________________技术，该技术的理论依据是________，在培养过程中，细胞必须经过________过程才能形成胚状体或丛芽。 

答案　(1)食物链　(2)协调与平衡　(3)PCR(多聚酶链式反应)　双螺旋　DNA分子杂交技术　(4)植物组织培养　植物细胞的全能性　脱分化和再分化

解析　(1)在生物体中重金属等是通过食物链富集最终使处于高营养级的生物受害的。

(2)选择符合要求的植物遵循了协调与平衡原理。

(3)扩增目的基因常用方法是PCR技术，检测目的基因是否已导入植物细胞需用DNA分子杂交技术。

(4)把植物细胞培养成植株需要用到植物组织培养技术。

能力组

(共30分，每题15分)

9．[衡水中学期中]治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞)，用于治疗。请回答下列问题：

(1)ES细胞是________的简称，在形态上，表现为体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有________，将重组胚胎培养到________时期，从该时期的________________中进行分离，从而获得ES细胞。

(2)在培养液中加入________可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞，细胞分化的本质原因是基因________的结果。

(3)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是___________________________。

(4)某次科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞，并进行了胰岛素释放实验：控制培养液中________的浓度，检测细胞分泌的胰岛素的量，如图为实验结果，据此分析确认ES细胞诱导成功，得到此结论的依据是_______________________。

答案　(1)胚胎干细胞　(发育的)全能性　囊胚　内细胞团

(2)分化诱导因子　选择性表达

(3)体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境

(4)葡萄糖　在糖浓度高时，胰岛素分泌多，在糖浓度低时，胰岛素分泌减少

解析　(1)ES细胞是胚胎干细胞的简称，胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性，可将重组胚胎培养到囊胚期，从内细胞团中分离获得的。

(2)在培养液中加入分化诱导因子，可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定细胞，细胞分化的本质是基因的选择性表达。

(3)由于体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境，因此常将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中进行细胞培养。

(4)由于胰岛素具有降血糖的作用，因此控制培养液中葡萄糖的浓度来检测细胞分泌胰岛素的量。由图可知，在糖浓度高时，胰岛素分泌多，在糖浓度低时，胰岛素分泌减少，故分析确认ES细胞诱导成功。

10．[枣强中学猜题]生态农业是21世纪农业发展的方向，它遵循可持续发展的原则，以不危及后人发展为前提，在人类生产活动干预下，用科学的发展观，获取生物群体共生，生态和谐，质量安全，优质高效的农业生产载体，也可称为人工生态系统。生态农业建设的核心是：整体、协调、循环、再生、增效。整体是对整个国土进行科学规划；协调农业各业并使农业生产过程中的技术整合、生产与加工并重，销售与市场对接；循环是投入与产出及生产过程中物质、能量的良性利用；再生是向附加值递进；增效是指经济、生态、社会综合效益的可持续发展。

(1)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。

(2)生态工程应在________、________、________等方面取得最佳效果并达到预期目标。

(3)生态农业以________理论为依据，以________协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业以保持生态系统内的________为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。

(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)群落　一　生产者　太阳　(2)经济　社会　生态环境　(3)生态学　环境与经济　生态平衡　(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态环境)

解析　(1)该题强调的是池中的所有生物，不包含无机环境，所以不能称为生态系统而应该是群落。流入一个生态系统的总能量为生产者(第一营养级)所固定的太阳能。

(2)从材料中的最后一句话可知，生态工程应在经济、社会、生态环境等方面取得最佳效果并达到预期目标。

(3)生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业通过人工设计生态工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一。生态农业必须遵循协调和平衡原理。

(4)生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，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，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。