2023年高考生物二輪復(fù)習(xí)專題突破訓(xùn)練16胚胎工程、生態(tài)工程

2023年高考生物二輪復(fù)習(xí)專題突破訓(xùn)練16胚胎工程、生態(tài)工程PAGEPAGE7專題突破練16胚胎工程、生態(tài)工程1.(2022河北保定三中模擬,40)英國(guó)生理學(xué)家羅伯特·愛(ài)德華茲,因在體外人工授精技術(shù)上的卓越奉獻(xiàn),獲得2022年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他的研究使全球不育癥夫婦因此獲益。答復(fù)以下問(wèn)題。(1)自然條件下,是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的,產(chǎn)生的一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體,進(jìn)入輸卵管,準(zhǔn)備與精子受精。當(dāng)在的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí),說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精。

(2)1951年,愛(ài)德華茲發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)成熟雌鼠排卵,這為體外人工授精技術(shù)的第一步奠定了理論根底。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)研究,愛(ài)德華茲終于成功將卵母細(xì)胞與后的精子在試管中完成受精,受精卵在液成功進(jìn)行卵裂。1978年世界第一例試管嬰兒誕生,這是對(duì)愛(ài)德華茲不懈努力的最好表彰。

(3)在愛(ài)德華茲的引領(lǐng)下,對(duì)體外人工授精技術(shù)的研究有許多新發(fā)現(xiàn)。比方可通過(guò)顯微注射法將單個(gè)精子注入處于期的卵母細(xì)胞內(nèi),以提高受精率;也可對(duì)早期胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷,如在顯微鏡下觀察數(shù)目,可降低21三體綜合征患兒的出生率,從而實(shí)現(xiàn)試管嬰兒的優(yōu)生。

(4)試管嬰兒的形成,除體外人工授精技術(shù)之外,涉及的胚胎工程技術(shù)還有。

答案(1)減數(shù)第一次分裂卵細(xì)胞膜和透明帶(2)促性腺激素獲能發(fā)育培養(yǎng)(3)減數(shù)第二次分裂中染色體(4)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植解析(1)自然條件下,減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的。當(dāng)在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí),說(shuō)明卵子已經(jīng)完成了受精。(2)促性腺激素可以促進(jìn)成熟雌鼠排卵。卵母細(xì)胞與獲能后的精子在試管中完成受精,受精卵在發(fā)育培養(yǎng)液成功進(jìn)行卵裂。(3)卵母細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期才具備受精能力,因此可通過(guò)顯微注射法將單個(gè)精子注入處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞內(nèi),以提高受精率;21三體綜合征患者體細(xì)胞內(nèi)含有3條21號(hào)染色體,比正常人多了一條,在顯微鏡下觀察染色體數(shù)目,可降低21三體綜合征患兒的出生率,從而實(shí)現(xiàn)試管嬰兒的優(yōu)生。(4)試管嬰兒的形成,除體外人工授精技術(shù)之外,涉及的胚胎工程技術(shù)還有早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。2.(2022江西南昌一模,38)人的血清白蛋白(HSA)在臨床上需求量很大,通常從人血中提取,但由于艾滋病病毒(HIV)等人類感染性病原體造成的威脅與日俱增,使人們對(duì)血液制品顧慮重重,如果應(yīng)用基因工程和克隆技術(shù),將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細(xì)胞中,那么利用牛的乳腺細(xì)胞生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能,其大致過(guò)程如下:Ⅰ.采集良種供體奶牛的卵母細(xì)胞和精子,通過(guò)體外受精,形成受精卵;Ⅱ.將人血清白蛋白基因?qū)肽膛Ｊ芫?形成重組細(xì)胞;Ⅲ.電脈沖刺激重組細(xì)胞,促使其形成早期胚胎;Ⅳ.將胚胎移植到受體母牛的子宮中,最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛。請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題。(1)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅰ中,在體外受精前,需要對(duì)奶牛的精子進(jìn)行處理,受精時(shí),往往一個(gè)卵母細(xì)胞只能和一個(gè)精子結(jié)合,受精過(guò)程中防止多精入卵的生理反響包括。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅱ中,將人的血清白蛋白基因?qū)肽膛Ｊ芫训淖钣行У姆椒ㄊ恰?/p>

(3)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅲ中,進(jìn)行動(dòng)物早期胚胎的體外培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)液中除了含有各種無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類、維生素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分外,還要添加和動(dòng)物血清。

(4)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅳ中,應(yīng)選擇性別為的奶牛胚胎進(jìn)行移植。

答案(1)獲能透明帶反響和卵細(xì)胞膜反響(2)顯微注射法(3)激素(4)雌性解析(1)體外受精前,要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理;阻止多精入卵的兩道屏障是透明帶反響和卵細(xì)胞膜反響。(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法。(3)進(jìn)行動(dòng)物早期胚胎的體外培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)液中除了含有各種無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類、維生素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分外,還要添加激素和動(dòng)物血清。(4)血清白蛋白要從乳汁中提取,只有雌性奶牛才能產(chǎn)生乳汁,因此胚胎移植時(shí),必須選取雌性奶牛的胚胎進(jìn)行移植。3.2015年2月3日,英國(guó)議會(huì)下院通過(guò)一項(xiàng)歷史性法案,允許以醫(yī)學(xué)手段培育“三親嬰兒〞。三親嬰兒的培育過(guò)程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖答復(fù)以下問(wèn)題。(1)由于女性的自然周期產(chǎn)生的卵子太少,捐獻(xiàn)者在取卵前通常需要注射激素,促使一次有更多的卵泡發(fā)育。

(2)次級(jí)卵母細(xì)胞需培養(yǎng)到MⅡ中期的原因是該時(shí)期的卵母細(xì)胞才具備,重組細(xì)胞體外培養(yǎng)所需的氣體主要是O2和CO2,CO2的主要作用是。

(3)從受精卵到三親嬰兒的培育還需要和等技術(shù)。

(4)三親嬰兒的培育技術(shù)(填“能〞或“不能〞)防止母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代,而(填“能〞或“不能〞)防止母親的紅綠色盲基因傳遞給后代。三親嬰兒細(xì)胞中的染色體(填比例)來(lái)自母親提供的細(xì)胞核。

(5)設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)與為解決不孕夫婦的生育問(wèn)題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)主要區(qū)別是植入前對(duì)胚胎進(jìn)行。

答案(1)促性腺(2)(與精子)受精的能力維持培養(yǎng)液的pH(3)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(4)能不能1/2(或50%)(5)遺傳學(xué)診斷解析(1)在胚胎工程中,為了保證得到更多的卵細(xì)胞,可以用促性腺激素處理母本,使其超數(shù)排卵。(2)次級(jí)卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能與獲能的精子完成受精,因?yàn)榇藭r(shí)期的卵母細(xì)胞才具備受精能力。在早期胚胎培養(yǎng)過(guò)程中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)據(jù)圖分析,三親嬰兒的培育需要核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。(4)根據(jù)圖像分析可知,三親嬰兒的線粒體來(lái)自于捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞,所以可以防止母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代;紅綠色盲是細(xì)胞核遺傳,是由X染色體上的基因控制的,所以不能防止母親的紅綠色盲基因傳遞給后代。而三親嬰兒細(xì)胞中的染色體一半來(lái)自父方,一半來(lái)自母方。(5)設(shè)計(jì)試管嬰兒是為了防止遺傳病的發(fā)生,需要對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷,而為解決不孕夫婦的生育問(wèn)題出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)不需要。4.(2022四川成都實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)一模,38)答復(fù)以下關(guān)于設(shè)計(jì)試管嬰兒和胚胎工程的問(wèn)題。(1)設(shè)計(jì)試管嬰兒是為了提高受孕率,胚胎移植時(shí)多采用多胚胎移植,因此需要用處理促進(jìn)母親排出更多的卵子。

(2)胚胎發(fā)育的卵裂期在(填“透明帶〞或“放射冠〞)內(nèi)進(jìn)行。受精卵經(jīng)72h體外培養(yǎng)發(fā)育成32細(xì)胞左右的胚胎,叫做,可用于胚胎移植。

(3)為了某些需要,需對(duì)胚胎的性別進(jìn)行鑒定。目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法,操作的根本程序是從被測(cè)的囊胚中取出幾個(gè)(填“滋養(yǎng)層〞或“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)〞)細(xì)胞,提取DNA;然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段堿基作,以為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增;最后與SRY特異性探針出現(xiàn)陽(yáng)性反響者,胚胎為性。

(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒、克隆人等都是引起人們廣泛爭(zhēng)論的問(wèn)題。我國(guó)不反對(duì)治療性克隆,即可利用人體細(xì)胞核移植等技術(shù)治療人類疾病,在去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核時(shí),可用微型吸管把位于和之間的第一極體一并吸出。 ?導(dǎo)學(xué)號(hào)50074052?

答案(1)促性腺激素(2)透明帶桑椹胚(3)滋養(yǎng)層引物滋養(yǎng)層細(xì)胞的DNA男(4)卵細(xì)胞膜透明帶解析(1)給女性注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵。(2)胚胎發(fā)育的卵裂期在透明帶內(nèi)進(jìn)行。受精卵經(jīng)72h體外培養(yǎng)發(fā)育成32細(xì)胞左右的桑椹胚,可用于胚胎移植。(3)目前,對(duì)胚胎的性別進(jìn)行鑒定的最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法,操作的根本程序是從被測(cè)的囊胚中取出幾個(gè)滋養(yǎng)層細(xì)胞,提取DNA;然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段堿基作引物,以滋養(yǎng)層細(xì)胞的DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增;與SRY特異性探針出現(xiàn)陽(yáng)性反響者,說(shuō)明其含有Y染色體,為男性。(4)治療性克隆是指利用人體細(xì)胞核移植等技術(shù)治療人類疾病,在去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核時(shí),可用微型吸管把位于卵細(xì)胞膜和透明帶之間的第一極體一并吸出。5.(2022山東臨沂二調(diào),43)隨著科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展,人們可以根據(jù)需求來(lái)改造生物的性狀。以下圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解,據(jù)圖答復(fù)以下問(wèn)題。(1)對(duì)①需要剪碎并使用使其彼此分散,用于傳代培養(yǎng)的細(xì)胞應(yīng)不超過(guò)10代以保證細(xì)胞的不發(fā)生變化。

(2)在胚胎的早期培養(yǎng)過(guò)程中把⑤送入⑥的最正確時(shí)期是。

(3)在此過(guò)程中涉及的細(xì)胞工程技術(shù)手段有(答兩種)。

(4)過(guò)程②中,重組質(zhì)粒中調(diào)控目的基因表達(dá)的組件是,的作用是鑒別和篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。

(5)要實(shí)現(xiàn)⑦批量生產(chǎn)血清白蛋白,要求③的性染色體組成是。⑦和某些轉(zhuǎn)基因羊可通過(guò)分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)人類所需藥物,這類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物被稱為。

答案(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)正常的二倍體核型(或遺傳物質(zhì))(2)桑椹胚期或囊胚期(3)核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(4)啟動(dòng)子和終止子標(biāo)記基因(5)XX乳腺(房)生物反響器解析(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理剪碎的動(dòng)物組織,以使其分散成單個(gè)細(xì)胞。在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,10代以內(nèi)的細(xì)胞能保證正常的二倍體核型,所以用于傳代培養(yǎng)的細(xì)胞應(yīng)不超過(guò)10代。(2)把⑤(早期胚胎)送入⑥(受體)需采用胚胎移植技術(shù),胚胎移植的最正確時(shí)期是早期胚胎的桑椹胚期或囊胚期。(3)由圖可知,在此過(guò)程中涉及的細(xì)胞工程技術(shù)手段主要有核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。(4)過(guò)程②是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,重組質(zhì)粒中調(diào)控目的基因表達(dá)的組件是啟動(dòng)子和終止子,標(biāo)記基因的作用是鑒別和篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。(5)要從乳汁中獲取血清白蛋白,那么⑦應(yīng)該是產(chǎn)乳汁的雌牛,所以要求③的性染色體組成是XX。通過(guò)轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物分泌的乳汁來(lái)產(chǎn)生人類所需藥物,這類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物被稱為乳腺(房)生物反響器。6.(2022重慶名校聯(lián)盟二聯(lián),38)2022年,中科院昆明動(dòng)物研究所培育出中國(guó)首例轉(zhuǎn)基因獼猴。這一研究成果標(biāo)志著中國(guó)科學(xué)家在非人靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究方面到達(dá)世界領(lǐng)先水平,為未來(lái)人類重大疾病的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型的深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的根底。以下圖是轉(zhuǎn)基因獼猴培育過(guò)程的示意圖,請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)以下問(wèn)題。(1)在構(gòu)建基因表達(dá)載體過(guò)程中,它的組成除了目的基因外,還必須有啟動(dòng)子、終止子以及。過(guò)程②中常用的方法將目的基因?qū)胧芫选?/p>

(2)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí),除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外,還需要提供CO2氣體以維持。

(3)圖中過(guò)程⑦稱為,為使代孕雌猴與供體雌猴生殖器官的生理變化相同,此前需要用雌性激素對(duì)代孕雌猴作處理。

(4)假設(shè)要同時(shí)獲得多只與此轉(zhuǎn)基因獼猴相同的小猴,可對(duì)早期胚胎進(jìn)行,操作時(shí)選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行。假設(shè)選用囊胚期的胚胎,操作過(guò)程需要特別注意的問(wèn)題是。

答案(1)標(biāo)記基因顯微注射(2)培養(yǎng)液的pH(3)胚胎移植同期發(fā)情(4)胚胎分割均等分割內(nèi)細(xì)胞團(tuán)解析(1)基因表達(dá)載體的組成包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子以及標(biāo)記基因。過(guò)程②是將構(gòu)建的基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵中,常用顯微注射技術(shù)。(2)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),需要提供CO2氣體的目的是維持培養(yǎng)液的pH。(3)過(guò)程⑦稱為胚胎移植。在胚胎移植前,需對(duì)代孕雌猴作同期發(fā)情處理,以使代孕雌猴與供體雌猴生殖器官的生理變化相同。(4)對(duì)早期胚胎進(jìn)行胚胎分割,可同時(shí)獲得多只與此轉(zhuǎn)基因獼猴相同的小猴。假設(shè)選用囊胚期的胚胎進(jìn)行胚胎分割,操作過(guò)程需要特別注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割。7.(2022河南百校聯(lián)盟3月聯(lián)考,38)請(qǐng)答復(fù)以下與基因工程、胚胎工程、生態(tài)工程有關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題。(1)基因工程技術(shù)中,將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用的方法是。獲得該基因后,利用PCR技術(shù)將該基因擴(kuò)增時(shí)需要添加的有機(jī)物質(zhì)有

。

(2)體外受精是胚胎工程的重要環(huán)節(jié),順利受精必須滿足兩個(gè)條件:來(lái)自父方的精子要進(jìn)行精子獲能;來(lái)自母方的卵母細(xì)胞要。胚胎工程最后一道工序是(填生物技術(shù)名稱)。

(3)與傳統(tǒng)方法生成的抗體相比,單克隆抗體具有很多優(yōu)點(diǎn)。在癌癥治療時(shí),把抗癌細(xì)胞的單克隆抗體與放射性同位素相結(jié)合,制成“生物導(dǎo)彈〞,借助單克隆抗體的作用,將藥物帶到癌細(xì)胞位置,將其在原位殺死。

(4)桑基魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物中的能量,形成無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè),這主要遵循了生態(tài)工程的原理。我國(guó)西北一些地區(qū)年降雨量較少,適宜種植灌木和草,卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹(shù),致使許多地方的楊樹(shù)長(zhǎng)成半死不活狀,結(jié)果防護(hù)林成為殘敗的“灰色長(zhǎng)城〞。其失敗的原因主要是違背了原理。

答案(1)顯微注射法引物、原料、Taq酶、模板(2)培養(yǎng)成熟(或培養(yǎng)至MⅡ中期)胚胎移植(3)導(dǎo)向(或定向、定位)(4)物質(zhì)循環(huán)再生協(xié)調(diào)與平衡解析(1)基因工程技術(shù)中,將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法;利用RCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)需要添加的有機(jī)物質(zhì)有引物、原料、Taq酶、模板等。(2)體外受精時(shí),來(lái)自母方的卵母細(xì)胞要培養(yǎng)成熟(或培養(yǎng)至MⅡ中期)才能完成受精作用;胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序。(3)在癌癥治療時(shí),可以把抗癌細(xì)胞的單克隆抗體與放射性同位素相結(jié)合,制成“生物導(dǎo)彈〞,借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用,能將藥物帶到癌細(xì)胞所在的位置,將其在原位殺死。(4)桑基魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物,形成無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè),這主要遵循了生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理;我國(guó)西北一些地區(qū)的防護(hù)林成為殘敗的“灰色長(zhǎng)城〞,其失敗的原因主要是違背了協(xié)調(diào)與平衡原理。8.(2022河北邯鄲月考,40)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重要內(nèi)容之一。下面是兩種生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。雞—豬—魚(yú)立體養(yǎng)殖模式:一畝魚(yú)池配6~8頭豬,100~120只雞,魚(yú)池中各種魚(yú)的比例大致為花白鰱占20%,草魚(yú)占40%,鯉魚(yú)、鳙魚(yú)占40%,每畝投放魚(yú)苗4500尾;每天從雞舍中收集新鮮的雞糞曬干,經(jīng)初步發(fā)酵后混入一定量飼料喂豬,豬糞喂魚(yú)。“四位一體〞生態(tài)模式:以太陽(yáng)能為動(dòng)力,以沼氣為紐帶,將日光溫室、沼氣池、蔬菜種植和溫室養(yǎng)豬相結(jié)合的一種新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。請(qǐng)分析答復(fù)有關(guān)問(wèn)題。(1)在模式1中,必須注意某種魚(yú)的投入數(shù)量,不宜超過(guò)該魚(yú)在生態(tài)系統(tǒng)中的。魚(yú)塘中不同魚(yú)類生活在不同水層,表達(dá)了生物群落的結(jié)構(gòu)。

(2)在上述兩種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中,模式2主要表達(dá)了的優(yōu)化設(shè)計(jì),按照規(guī)律通過(guò)綜合優(yōu)化,使系統(tǒng)從總體上獲得最正確的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。

(3)沼氣池中的產(chǎn)甲烷桿菌在生態(tài)系統(tǒng)中屬