新高考生物一轮复习第十一单元现代生物科技专题第38讲胚胎工程与生态工程讲义浙科版Word下载.docx

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1．判断下列叙述的正误

（1）从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精（　×

　）

（2）成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力（　√　）

（3）囊胚的滋养层细胞具有发育全能性（　×

（4）囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大（　×

（5）原肠胚时期的每一个细胞都属于全能干细胞（　×

2．胚胎移植是胚胎工程中的核心技术，下图表示胚胎移植的操作流程。

请据图思考下列问题：

（1）图中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秀的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。

（2）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、受体进行同期发情处理。

（3）用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？

提示　桑椹胚或囊胚。

题组　胚胎发育和体外受精过程分析

1．下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是（　　）

A．获取的精子经获能后才能进行体外受精

B．②过程只与细胞膜的流动性有关

C．③过程的细胞增殖方式是有丝分裂

D．④过程属于胚胎移植过程

答案　B

解析　在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；

图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合（与膜的流动性有关）、核的融合等；

③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；

④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。

2．下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是（　　）

A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性

B．卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大

C．囊胚的滋养层细胞具有发育全能性

D．原肠胚发育分化形成内外两个胚层

答案　A

解析　为保证物种在遗传上的稳定性，同一物种的精卵细胞在结合时，需要先通过细胞的识别，此过程由细胞膜上的糖蛋白完成，因糖蛋白具有物种特异性，其细胞识别也具有物种特异性，A项正确；

受精卵卵裂时产生的细胞团称为卵裂球，随卵裂球细胞数目的增加，细胞逐渐变小，总体积基本不变，B项错误；

滋养层细胞是已经具有定向分化趋向的细胞，分化方向一旦确定即稳定而不可逆转，失去了发育的全能性，C项错误；

原肠胚发育分化会形成各种器官原基，D项错误。

3．培育“试管山羊”的基本过程如图所示。

若要培育成功，下列叙述正确的是（　　）

A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵

B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟

C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液

D．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内

解析　对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；

乙过程为体外受精过程，B项错误；

乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；

对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。

体外受精和胚胎体外培养的流程

考点二　胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞

1．胚胎移植

（1）概念：

指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。

（2）供体：

指提供胚胎的动物。

（3）受体（代孕母）：

接受胚胎的动物。

（4）过程：

供体母畜―→早期胚胎

同期发情排卵、但未经配种的受体的相应部位

后代。

（5）意义：

胚胎工程中获得后代的唯一方法。

2．胚胎分割

借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。

（2）基本过程：

良种母牛取出,早期胚胎

分割的胚胎或细胞

受体

（3）意义：

可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖良种畜的方法。

3．胚胎干细胞

（1）来源：

囊胚内细胞团。

（2）培养：

一般用胚胎成纤维细胞作饲养层培养胚胎干细胞，这样可以促进干细胞生长的同时抑制干细胞的分化。

（3）获取：

把胚胎干细胞放到有饲养层的培养液中培养，直到内细胞团突出饲养层外，用酶消化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。

（4）应用：

①胚胎干细胞核移植：

将胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。

②用干细胞克隆器官，为器官移植提供器官。

（1）采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的（　√　）

（2）在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割（　×

（3）在胚胎移植中，对供体母羊要做超数排卵处理，对供、受体要做同期发情处理（　√　）

（4）胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚（　×

（5）胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点（　√　）

2．探究用于移植的胚胎来源及生殖方式

提示　

（1）核移植

无性繁殖。

（2）体外受精

有性生殖。

（3）体内受精→冲卵→移植→有性生殖。

3．什么是饲养层细胞，它有什么作用？

提示　饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。

题组　胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞的应用及过程分析

1．牛胚胎移植的基本程序如下图所示，下列说法错误的是（　　）

A．供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎

B．图中a指的是超数排卵，可用促性腺激素

C．为了提高牛胚胎的利用率，常采用的方法是胚胎分割移植

D．供体和受体（代孕母牛）要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应

答案　D

解析　胚胎移植的目的是发挥雌性优良个体的繁殖潜力；

胚胎分割是将一个胚胎分成多份，从而提高了优良胚胎的利用率；

胚胎移植过程不同于器官移植，并不是将胚胎移植到受体的体内，而是在受体的子宫内发育，所以没有排斥反应，不需要进行免疫检查。

2．下列关于胚胎分割的说法中，正确的是（　　）

A．胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体

B．胚胎分割次数越多，产生的新个体也就越多

C．胚胎分割移植属于有性生殖

D．胚胎分割若在囊胚期，不仅内细胞团要均等分割，滋养层也要均等分割

解析　胚胎分割移植的各部分是由一个受精卵经有丝分裂产生的，其基因型完全相同，属于无性生殖。

在囊胚期分割时的关键是要注意内细胞团的均等分割。

实践证明，同卵多胎的可能性很小，所以不宜分割次数过多。

3．某研究小组准备对某种动物的胚胎干细胞进行动物细胞培养。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．胚胎干细胞在不加饲养层的培养基中培养会出现细胞分化

B．可从原肠胚中获取胚胎干细胞

C．胚胎干细胞在原代培养过程中不会出现接触抑制的现象

D．胚胎干细胞经培养能分裂分化成新个体

解析　加饲养层的胚胎干细胞不分化，不加饲养层的胚胎干细胞能分化成组织器官；

胚胎干细胞来源于早期胚胎（囊胚），内细胞团为胚胎干细胞，原肠胚已经发生细胞分化；

如果不出现接触抑制现象，那么细胞已经发生癌变，因此胚胎干细胞的原代培养也会出现接触抑制现象；

胚胎干细胞虽然具有发育全能性，但是凭目前技术还不能由干细胞发育成新个体。

胚胎移植与胚胎分割的操作流程

胚胎移植操作流程

胚胎分割操作流程

考点三　生态工程的原理及主要类型

1．生态工程的研究原理和研究对象

2．生态工程的主要类型

（1）物质循环利用的生态工程

①城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理。

②农村发展养殖业，将农作物秸秆“过腹还田”等。

（2）节水和废水处理与应用的生态工程：

农业区域实施节水灌溉技术，城市、工业开发节水性质的生态系统；

对废水、污水等实施减量、回收、再生和再循环的措施。

（3）山区小流域综合治理与开发的生态工程：

利用小流域自然资源，将治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业结合。

（4）清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程：

生产沼气，开发利用太阳能、风能等清洁及可再生能源。

（1）生态农业的指导思想是环境与经济协调发展（　√　）

（2）生态工程是无消耗、多效益的工程（　×

（3）设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化（　×

（4）矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益（　×

2．用流程图形式展示生态经济的生产方式

提示　原料→产品→原料→产品的生产体系。

题组　生态工程的原理及主要类型

1．如图为生态养猪模式。

从图中可知该生态工程属于（　　）

A．物质循环利用的生态工程

B．节水和废水处理与应用的生态工程

C．山区小流域综合治理与开发的生态工程

D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程

解析　这是一个对养猪场的废水进行回收、再生的生态工程。

2．据下图判断，下列叙述不符合生态学原理的是（　　）

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，系统总能量利用效率降低

D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染

答案　C

解析　选项A符合物质循环再生原理；

选项B对物质循环再生进行了进一步阐述；

选项C与能量多级利用提高了能量利用效率不符；

选项D在物质循环再生基础上，阐述了“污染物是放错地点的原料”的含义。

对生态工程具体实例所遵循的原理的几个易错点

（1）单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。

（2）草原确定合理载畜量，不能过度放牧——平衡原理。

（3）引种考虑适应环境——协调原理。

（4）林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——系统整体性原理。

考点四　生态工程在农业中的应用

1．庭院生态工程

进行物质和能量的多级利用。

2．农业生态工程

按照生态和经济规律，种养结合，优化设计。

3．主要技术

（1）物质的良性循环技术。

（2）洁净可再生的新能源开发技术。

（3）种植业和畜牧业合理优化技术。

（4）套种、间种、轮种制度；

立体养殖技术；

生物防治技术等。

（1）退耕还林还草的措施主要利用的农业生态工程技术是种植业和畜牧业合理优化技术（　√　）

（2）“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的物质循环再生原理（　√　）

（3）在农业生态系统中，物质经多次重复利用，提高了物质利用率（　√　）

（4）建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低（　×

2．如图是某生态工程示意图，据图回答下列问题：

（1）从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用；

该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了利用，这体现了生态工程的物质循环再生原理。

（2）该生态工程能生产出无公害大米的原因是减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。

（3）将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，原因是蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。

题组　生态工程在农业中的应用

1．“粮桑鱼畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业生态系统，下图表示这一农业生态系统的基本模式。

据图示判断下列说法错误的是（　　）

A．沼气池的建立既充分发挥资源的生产潜力，又防止了环境污染

B．通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的传递效率

C．这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理

D．上述生态农业系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果

解析　沼气池的建立使物质得以充分利用，实现了能量的多级利用，同时减少了环境污染；

该生态农业调整食物链实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，但没有改变能量传递效率。

2．下面为一庭院生态系统各成分的组成和相互关系的示意图，下列关于该生态系统的分析中，正确的是（　　）

A．建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用，提高经济效益

B．若在果树间间作绿肥类杂草，能导致该系统中生物多样性增加，可能有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害

C．在庭院中饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用效率，增加产量，但由于食物链延长，生态系统中能量传递效率会降低

D．在庭院中建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是尽可能减少分解者获得的能量，从而使能量流向对人有益的部分

解析　生态系统中的能量不能循环利用；

增加生物的多样性，可提高生态系统的稳定性；

能量沿食物链传递的效率与食物链的长短无关。

农业生态系统的设计原则

（1）应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。

（2）应当能够构成一个合理的生产结构。

（3）应当充分利用自然界的物质和能量资源。

（4）应当体现减少环境污染的原则。

（5）应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。

（6）所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。

练出高分

1．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。

下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。

（1）从良种母牛的卵巢中采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是；

从良种公牛采集的精子需后才能进行受精作用。

（2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供气体以维持。

（3）图中过程A称为，它在胚胎工程中的意义在于。

（4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是；

获得转基因母牛后，如果

即说明目的基因已经表达。

答案　

（1）使卵母细胞成熟（或：

使卵母细胞获得受精能力）　获能　

（2）CO2　培养液（基）的pH　（3）胚胎移植　提高优良母畜的繁殖率　（4）显微注射法　牛奶中含有人类白细胞介素（或：

牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素）

解析　获取的卵母细胞只有少数成熟，大部分需培养后才发育成熟，具备受精条件。

获得的精子也要经过获能处理后才能与卵细胞受精。

动物细胞培养需要给予O2和CO2，给予CO2的目的是维持培养液正常的酸碱度。

胚胎移植是胚胎工程中的关键环节，也为研究胚胎工程的其他技术提供了保障。

将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法，检测目的基因是否表达的方法是检测有无目的基因的表达产物。

2．胚胎工程技术包含的内容很丰富，下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：

（1）应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于，为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是。

（2）将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是。

（3）通过应用2获得小牛，涉及到胚胎工程的最后一道“工序”是。

（4）应用3中的细胞D取自囊胚的。

（5）应用4中获得二分胚①和②，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别。

答案　

（1）供体1和供体2　注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵　

（2）诱导精子获能　（3）胚胎移植　（4）内细胞团　（5）相同

解析　

（1）应用1是通过体细胞核移植技术获得克隆牛。

克隆动物的遗传物质主要来自体细胞供体1，少量来自卵细胞供体2。

给供体2注射促性腺激素而不是性激素可以促使其超数排卵，是因为注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵。

（2）应用2通过体外受精和早期胚胎培养技术获得试管牛。

将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是使精子获能，只有经过获能处理的精子才能与卵子结合。

（3）胚胎工程的最后一道“工序”是胚胎移植。

（4）应用3是胚胎干细胞培养技术。

胚胎干细胞D取自囊胚的内细胞团。

（5）应用4通过胚胎分割技术获得同卵双胎小牛。

所以两只小牛的性别相同，同为雌性或者雄性。

3．克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础，而且解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。

下图为人类对克隆羊技术的拓展图和应用。

请据图回答问题：

（1）图中所涉及的现代生物技术有、和等。

（2）下列有关胚胎移植的叙述，正确的有。

A．冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子

B．只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育

C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应

D．不同动物其胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在原肠胚阶段进行

（3）图中两个克隆动物长大后，各方面特征与原型动物相同，这说明具有全能性，早期胚胎发育在阶段以前的细胞是全能细胞。

（4）使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的。

（5）图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用处理内细胞团，使之分散成单个细胞。

（6）在体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官？

为什么？

。

答案　

（1）动物细胞培养　细胞核移植　胚胎移植

（2）AB　（3）动物体细胞核　桑椹胚　（4）血清　温度、pH　（5）胰蛋白酶　（6）不能。

因为胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖而不分化

解析　

（1）克隆技术涉及到的生物技术包括动物细胞培养、动物体细胞核移植技术、早期胚胎的培养技术、胚胎移植技术等。

（2）胚胎移植中，配种或输精后，要用特定的装置把母体子宫内的胚胎冲洗出来，称为冲卵，A项正确。

只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育，B项正确。

胚胎移植时，受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以不需要免疫学检验，因此C项错误。

不同动物其胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在8～16个细胞阶段进行，D项正确。

（3）通过克隆技术获得克隆动物说明高度分化的动物体细胞核也具有全能性。

早期胚胎发育在桑椹胚阶段以前的细胞是全能细胞。

（4）动物细胞培养液中通常要加入血清等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的温度和pH。

（5）图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，必须用胰蛋白酶处理内细胞团，使之分散成单个细胞。

干细胞形成组织、器官必须要进行细胞的分裂和分化。

（6）在体外培养胚胎干细胞不能获得动物器官，因为胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖而不发生分化。

4．如图为牛胚胎移植示意图，请据图回答下列问题：

（1）胚胎移植对供体母牛、供体公牛、受体母牛的要求分别是、、。

（2）供体母牛和供体公牛是否为同一物种？

（3）②处理的方法是。

（4）一次给受体移入胚胎产生了多个后代，其基因型一定相同吗？

（5）⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同？

，为什么？

（6）进行胚胎移植的意义是。

答案　

（1）优质母牛　优质公牛　普通母牛　

（2）是同一物种。

不同物种间存在生殖隔离　（3）注射激素　（4）不一定。

供体母牛与公牛不一定都是纯合子　（5）不相同　因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和供体公牛，且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响　（6）提高优良品种家畜的繁殖能力和加速品种改良

解析　胚胎移植时，所用的供体母牛、供体公牛均为优质牛，受体母牛为普通牛即可。

体外受精时应选择同一物种的精子与卵子，否则会因存在生殖隔离，而不能完成受精作用或胚胎不能发育等问题。

胚胎移植时通常用激素对供体母牛做超数排卵处理。

一次移植的多个胚胎其基因型可能相同，也可能不同。

如果供体母牛和供体公牛都是纯合子，基因型是相同的，反之，不能确定。

受体母牛只是提供胚胎发育的场所。

进行胚胎移植可以提高优良个体的繁殖能力和加速品种改良。

5．如图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列问题：

（1）方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有和。

（2）用激素处理的目的是使B牛。

（3）A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才能与B牛的卵子结合，完成受精作用，这个过程叫。

（4）生产上常用期的胚胎进行胚胎移植。

若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用技术。

答案　

（1）动物细胞培养　胚胎移植　

（2）超数排卵　（3）精子获能　（4）桑椹胚或囊胚　胚胎分割

解析　图示方法中Ⅰ为利用体外受精和胚胎移植的方法培育试管牛，Ⅱ为克隆牛技术，两者均用到动物细胞培养和胚胎移植技术；

进行体外受精前，要用促性腺激素处理促使B牛超数排卵。

精子在受精前要经过获能过程；

为保证移植胚胎的成活率，应在囊胚期或桑椹胚期移植，利用胚胎分割技术还可获得多个性状相同的个体。

6．某城市在建设过程中，更加注重生态文明的建设。

如利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成藻菌共生的污水净化系统，还可以利用藻类蛋白养鱼、养鸭等获得良好的经济效益。

下面是利用人工湿地净化生活污水的原理简图。

（1）输入人工湿地的能量为。

（2）人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有结构。

该人工湿地的建设体现了生态工程的基本原理有等。

（3）该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速，其主要原因是。

（4）细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是。

（5）用恰当的箭头和文字完成该人工湿地的碳循环图解。

（6）某生物兴趣小组在实地调查了该人工湿地后，在大力赞赏利用湿地对生活污水进行净化处理的同时，还向相关部门提出了应加强对重点污染源的控制这一合理的建议，其依据的生态学理由是。

答