届高三生物二轮复习专项训练现代生物科技胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题生态工程

1现代生物科技-胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程1．(14分)(2014·吉林二模)电影中，“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝，现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域。请回答：(1)实验中，通常用ES细胞作为目的基因的受体细胞，这是因为ES细胞在功能上具有__________特征。这种细胞一般可以从哺乳动物的__________或__________中分离出来。(2)在培养重组细胞时，为了维持不分化的状态，在培养液中要加入__________。为防止杂菌污染，可以在细胞培养液中添加一定量的__________。(3)胚胎移植时，通常将早期胚胎移植到同种且________与供体相同的动物体内，受体对外来胚胎基本上不发生__________。正常发育后产出“蜘蛛羊”，这种生殖方式为__________。若需要一次产生两头转基因“蜘蛛羊”，可将__________阶段的胚胎进行分割。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白，应该用__________技术，先检测蛛丝蛋白基因是否整合到了染色体上。【解析】(1)胚胎干细胞一般从哺乳动物的原始性腺或早期胚胎中分离出来。由于胚胎干细胞具有发育的全能性，故常作为目的基因的受体细胞。(2)在动物细胞培养时，为了维持不分化的状态，在培养液中要加入抑制因子。为防止杂菌污染，可以在细胞培养液中添加一定量的抗生素。(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以胚胎移植时，通常将早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内。若需要一次产生多个个体，可将囊胚或桑椹胚阶段的胚胎进行分割。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白，应该用DNA分子杂交技术，先检测蛛丝蛋白基因是否整合到了受体羊染色体上，也可使用抗原—抗体法检测乳汁中是否有蛛丝蛋白。【答案】(1)发育的全能性原始性腺早期胚胎(2)抑制因子抗生素(3)生理状态免疫排斥反应(写出排斥可得分)无性生殖囊胚或桑棋胚(不全不给分)(4)DNA分子杂交2．(14分)(2014·保定模拟)下面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：(1)方法I和方法Ⅱ均用到的生物技术有________和________________。(2)从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到________(时期)才能与精子结合。(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牛的卵细胞结合，完成受精作用，这个过程叫________________。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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。【解析】(1)方法Ⅰ是培育试管牛，方法Ⅱ是培育克隆牛，二者均涉及的生物技术是动物细胞培养和胚胎移植。(2)卵母细胞需要培育到减数第二次分裂中期才能与获能的精于结合。2(3)精子必须获能才能与培养成熟的卵细胞结合，受精作用完成的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体。(4)常用桑椹胚或囊胚期的胚胎进行胚胎移植，胚胎分割移植可以获得更多的遗传性状相同的家畜个体。【答案】(1)动物细胞培养(早期胚胎培养)胚胎移植(2)减数第二次分裂中期(3)精子获能两个极体(4)桑椹胚或囊胚胚胎分割移植3．(14分)目前，科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗，如器官移植、基因治疗等。请回答下列问题：(1)人体器官移植面临的主要问题有________和免疫排斥，目前临床通过使用________抑制________的增殖来提高器官移植的成活率。(2)胚胎干细胞(EK细胞)来源于____________细胞或胎儿的原始性腺，也可以通过________技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。通过对患者的EK细胞进行____________，可培育出特定人造组织、器官，进而解决免疫排斥问题。(3)人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原决定簇仍可引起免疫排斥。目前，科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的________________________________________________________________________，作用是________________________________________________________________________。(4)基因工程技术还可用于基因诊断和基因治疗，基因诊断的基本原理是________________________________________________________________________。(5)基因工程产物可能存在着一些安全性问题，下列说法不正确的是()A．三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼杂交，进而导致自然种群被淘汰B．载体上的标记基因(如抗生素抗性基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物C．目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性D．目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内，从而可能打破生态平衡【解析】(1)供体器官短缺和免疫排斥是器官移植面临的主要问题，T细胞在免疫排斥中起主要的作用。(2)EK细胞即胚胎干细胞，来源于原始性腺或早期胚胎(主要是囊胚期的内细胞团细胞)。获得胚胎干细胞可以通过克隆技术，其过程是：首先经过核移植获得重组细胞，然后重组细胞培养成早期胚胎，从早期胚胎内获得胚胎干细胞。对胚胎干细胞再进行定向诱导分化，获得特定的组织器官。(3)对小型猪的器官进行改造，使之移植到人体内不发生免疫排斥，这需要导入的调节因子即目的基因能够抑制抗原决定簇基因的表达。(4)基因诊断利用DNA探针(单链结构)，利用碱基互补配对原则，如果有致病基因，则探针会和致病基因DNA单链形成双链结构，这就是DNA分子杂交技术。(5)三倍体转基因鲤鱼不能与正常鲤鱼杂交，即使能杂交后代也是不育的，不会导致自然种群被淘汰。B、C、D项均正确。【答案】(1)供体器官短缺免疫抑制剂T细胞(2)囊胚期的内细胞团核移植体外定向诱导分化(3)目的基因抑制抗原决定簇基因的表达(4)DNA分子杂交(5)A4．(14分)(2014·潍坊模拟)下图是利用生物工程技术培育转荧光蛋白基因克隆猪的过程，请据图回答问题：3(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已屠宰的雌猪________中获取。(2)过程②用到的工具酶有______________；过程③最常用的方法是____________。(3)图中转荧光蛋白基因克隆猪如果____________和____________，即可分别在分子水平和个体水平说明荧光蛋白基因已成功表达。(4)过程⑤为________技术，其意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)卵巢(2)限制酶、DNA连接酶显微注射法(3)检测到体内有荧光蛋白出现荧光现象(4)胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力5．(15分)下面甲、乙分别表示稻－鱼－蛙共生农业生态和普通稻田生态系统的物质能量转化示意图。请据图回答：(1)分析说明鱼和蛙在该生态系统中物质和能量流动中的积极作用是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)分析说明稻－鱼－蛙共生生态系统的生态优势。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)上述两个生态系统中的各种生物所需的有机物都依赖于________，生命活动所需的能量归根到底都来自于________。(4)甲和乙相比，抵抗力稳定性较强的是________，原因是4________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)从能量流动的角度看，建立甲生态系统的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)为了使稻获得高产，稻田乙需要经常使用农药，而甲则不需要，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)一般地说，农田生态系统的________稳定性较低。废弃农田上会发生群落演替，该演替的类型是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)鱼、蛙是消费者，加速生态系统的物质循环和能量流动(2)在原有食物链中引入新的环节(将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副产品)，有利于实现物质循环再生和能量的多级利用，并减轻了环境污染(3)绿色植物的光合作用太阳光能(4)甲生物种类较多，营养结构复杂，自我调节能力较强(5)调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(6)引入害虫天敌——蛙，有效控制了害虫数量(7)抵抗力次生演替6．(2014·北京东城第三次适应训练，31)下图示我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。请分析回答下列问题：(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是__________。人们将蚕沙(蚕的粪便)投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第__________营养级。(2)鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过__________作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。(3)建立该人工生态系统的目的是实现对能量的__________，提高能量的利用率。与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力__________。(4)建立该生态系统遵循的原理主要是__________、____________________。【解析】(1)粪便中的能量是未被生物同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级同化的能