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2019-2020年高考生物二輪復習 第一部分 專題八 現(xiàn)代生物科技專題 命題源18 胚胎工程和生態(tài)工程限時訓練 1．人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下： (1)htPA基因與載體用____________________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，可采用____________________技術(shù)。 (2)為獲取更多的卵(母)細胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其____________。采集的精子需要經(jīng)過________，才具備受精能力。 (3)將重組表達載體導入受精卵常用的方法是____________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行____________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細胞的____________。 (4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到____________，說明目的基因成功表達。 解析：(1)用同種限制酶切割質(zhì)粒和含有htPA基因的DNA片段可產(chǎn)生相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達載體；通常采用DNA分子雜交技術(shù)來檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA。(2)為獲得更多的卵母細胞，通常對供體母羊注射促性腺激素使其超數(shù)排卵；采集的精子需要經(jīng)過獲能處理才具備受精能力。(3)通常用顯微注射法將重組表達載體導入動物的受精卵；為了獲得母羊，移植前需要對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行性別鑒定；早期胚胎細胞具有全能性，可利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)獲得多個轉(zhuǎn)基因個體。(4)htPA基因的表達產(chǎn)物為人組織纖溶酶原激活物，若在轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測到人組織纖溶酶原激活物，說明目的基因成功表達。 答案：(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)　DNA分子雜交(或核酸探針) (2)超數(shù)排卵　獲能(處理) (3)顯微注射法　性別鑒定　全能性 (4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物) 2．(xx云南紅河州一檢)中國首例轉(zhuǎn)基因獼猴的成功培育標志著中國科學家在非人靈長類轉(zhuǎn)基因動物研究方面達到世界領先水平，為未來人類重大疾病的非人靈長類動物模型的深入研究奠定了堅實的基礎。下圖是轉(zhuǎn)基因獼猴培育過程示意圖，據(jù)圖回答： (1)在構(gòu)建基因表達載體過程中，它的組成除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及__________。過程②中常用________的方法將目的基因?qū)胧芫选? (2)圖中⑦過程稱為____________，為使代孕雌猴與供體雌猴生殖器官的生理變化相同，此前需用促性腺激素對代孕雌猴作____________處理。 (3)若要同時獲得多只與此轉(zhuǎn)基因獼猴相同的小猴，可對早期胚胎進行____________，操作時選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚期的胚胎進行分割，若選用囊胚期的胚胎，操作過程中要特別注意的問題是________________________________________________________________________。 (4)下列關于現(xiàn)代生物工程技術(shù)的安全性和倫理問題的分析，不合理的觀點是(　　) A．轉(zhuǎn)基因生物合成的某些新的蛋白質(zhì)有可能成為某些人的過敏原或者引起中毒 B．運用DNA重組技術(shù)可以將致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器 C．我國的政策是禁止進行生殖性克隆人 D．轉(zhuǎn)基因生物進入自然界后不會與野生物種雜交而威脅其他生物的生存 解析：(1)基因表達載體組成包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因。過程②為將目的基因?qū)胧荏w細胞，對于動物細胞常用顯微注射技術(shù)。(2)圖中⑦過程為胚胎移植，移植前需要用促性腺激素對代孕雌猴作同期發(fā)情處理，使代孕雌猴與供體雌猴生殖器官的生理變化相同，保證胚胎處于相同生理環(huán)境。(3)對早期胚胎進行胚胎分割，可以同時獲得多只與此轉(zhuǎn)基因獼猴相同的小猴。(4)某些新的蛋白質(zhì)人體可能識別為異物，進行免疫排斥，或者引起內(nèi)環(huán)境失調(diào)，A正確。DNA重組技術(shù)可以將目的基因?qū)爰毦筒《?，使之具有前所未有的性狀，B正確。我國的政策是禁止進行生殖性克隆人，以免引起社會倫理道德混亂，甚至犯罪，C正確。轉(zhuǎn)基因生物進入自然界后會與野生物種雜交，導致該基因擴散，引起基因污染，D錯誤。 答案：(1)標記基因　顯微注射 (2)胚胎移植　同期發(fā)情 (3)胚胎分割　均等分割內(nèi)細胞團 (4)D 3．(xx湖北孝感十測)下圖是體外受精技術(shù)培育試管動物的大致流程，請回答下列問題： (1)精子的頂體內(nèi)含有____________能協(xié)助精子穿過卵母細胞的________________。 (2)體外培養(yǎng)受精卵時，除給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還提供________氣體以維持__________。 (3)動物的早期胚胎需移植到同種且____________與供體相同的動物體內(nèi)，被移植的胚胎之所以能存活是因為受體對________________________________________________________________________。 (4)從重組細胞到早期胚胎過程中所利用的胚胎工程技術(shù)是____________，胚胎移植前通過________技術(shù)可獲得較多胚胎。 解析：(1)精子的頂體內(nèi)含有頂體酶，能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶，以完成受精作用。(2)體外培養(yǎng)受精卵時，除給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還要提供CO2氣體以維持培養(yǎng)液的pH相對穩(wěn)定。(3)動物的早期胚胎需移植到同種且生理狀態(tài)與供體相同的動物體內(nèi)，被移植的胚胎之所以能存活是因為受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所利用的胚胎工程技術(shù)是早期胚胎培養(yǎng)，胚胎移植前通過胚胎分割技術(shù)可獲得較多胚胎。 答案：(1)頂體酶　放射冠和透明帶 (2)CO2　培養(yǎng)液的pH相對穩(wěn)定 (3)生理狀態(tài)　外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應 (4)早期胚胎培養(yǎng)　胚胎分割 4．(xx山東濟南模擬)自然條件下，哺乳動物不發(fā)生孤雌生殖。云南農(nóng)大科研團隊曾把豬卵母細胞進行人為的孤雌激活處理，使其發(fā)育成胚胎，移植到代孕母豬體內(nèi)，獲得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆豬，這種克隆豬不同于核移植獲得的克隆豬?，F(xiàn)將兩種技術(shù)進行比較。 (1)圖中過程____________(填序號)是獲得核移植克隆豬的技術(shù)流程。 (2)孤雌激活處理其實質(zhì)是要激活卵母細胞________，使其發(fā)育成早期胚胎，得到克隆豬。 (3)體細胞核移植技術(shù)中也會用到卵母細胞，需要選擇________________期的卵母細胞，并用微型吸管吸出____________________。欲得到更多的卵母細胞，需用________________處理良種母豬。 (4)早期胚胎移植時，必需移植到同種______________的其他雌性動物子宮中，才可能移植成功。 (5)可以從良種不同的克隆豬中提取mRNA進行研究，也可通過________方法得到多種cDNA，并通過________技術(shù)擴增產(chǎn)物。 解析：(1)分析題圖可知，①②③④為孤雌生殖克隆豬的步驟，而⑤⑥③④為核移植技術(shù)得到克隆豬的途徑。(2)孤雌激活處理的目的是激活卵母細胞的增殖分化能力或激發(fā)卵母細胞的全能性，從而得到克隆豬。(3)體細胞核移植過程中用到的卵母細胞是培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞，對此時的卵母細胞要用微型吸管吸出細胞核和第一極體；促性腺激素可以促進雌性個體超數(shù)排卵。(4)胚胎移植對受體的要求是同種的生理狀態(tài)相同的雌性動物。(5)cDNA是以mRNA為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄過程合成的；PCR技術(shù)可以擴增目的基因。 答案：(1)⑤⑥③④ (2)增殖分化(或細胞的全能性) (3)減數(shù)第二次分裂中　細胞核和第一極體(缺一不可)　促性腺激素 (4)生理狀態(tài)相同(或同期發(fā)情處理) (5)反(逆)轉(zhuǎn)錄　PCR 5．(xx湖北黃岡5月?？?試管嬰兒技術(shù)的突破意味著通過設計試管嬰兒解決部分不孕不育問題的同時，部分腫瘤疾病、遺傳性疾病的家族性遺傳也將有望避免。 (1)設計試管嬰兒時為了提高受孕率，胚胎移植時多采用多胚胎移植，因此需要用________________處理，促進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)進行。受精卵經(jīng)72小時體外培養(yǎng)發(fā)育成由32細胞左右的桑椹胚，可用于胚胎移植，而胚胎移植屬于胚胎工程的常用技術(shù)之一。胚胎工程是指對動物的早期胚胎或________所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)。還包括體外受精、胚胎分割移植、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。 (3)為了某些需要，需對胚胎的性別進行鑒定。目前最有效最準確的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個________(填部位)細胞，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____________________為模板進行PCR擴增；與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應者，胚胎為________性。 (4)設計試管嬰兒、克隆人等都是引起人們廣泛爭論的問題。我國不反對治療性克隆，即可利用人體細胞核移植等技術(shù)治療人類疾病，在去除卵母細胞的細胞核時，可用微型吸管把位于________和________之間的第一極體一并吸出。 解析：(1)用促性腺激素處理，可促進母親排出更多的卵子。(2)胚胎發(fā)育的卵裂期在透明帶內(nèi)進行。胚胎工程是指對動物的早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)，還包括體外受精、胚胎分割移植、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術(shù)。(3)用SRY—PCR法對胚胎的性別進行鑒定時，從被測的囊胚中取出幾個滋養(yǎng)層細胞，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)層細胞的DNA為模板進行PCR擴增；SRY基因僅位于Y染色體的非同源區(qū)段，與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應者，胚胎為男性。(4)利用人體細胞核移植等技術(shù)治療人類疾病，在去除卵母細胞的細胞核時，可用微型吸管把位于卵細胞膜和透明帶之間的第一極體一并吸出。 答案：(1)促性腺激素 (2)透明帶　配子 (3)滋養(yǎng)層　引物　滋養(yǎng)層細胞的DNA　男 (4)卵細胞膜　透明帶 6．(xx山西西安5月模擬)科學家將蜘蛛的相關基因?qū)肷窖蝮w內(nèi)，創(chuàng)造出轉(zhuǎn)基因山羊，使羊奶中含有一種獨特的蛛絲蛋白，利用這種蛛絲蛋白制造的蛛絲纖維具有很高的強度和伸縮性，可制成防彈背心、降落傘繩等。下面是生產(chǎn)原理圖，請回答問題： (1)在①過程中用到的酶是________________，在②過程中用到的酶是________________________。 (2)將基因表達載體導入受體細胞常用的方法是______________________。如果導入的受體細胞為體細胞，則③過程需要的技術(shù)操作是________，重組細胞才具有發(fā)育的全能性。 (3)④過程所用的胚胎工程技術(shù)是__________________，該過程所用培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和____________等。 (4)進行⑤過程需要的技術(shù)操作是________，最佳時期是____________。 (5)進行⑥過程時，需要對供、受體母羊進行選擇，并________________________處理。 解析：(1)由mRNA形成DNA是逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。構(gòu)建基因表達載體需要限制酶對目的基因和運載體進行切割，然后用DNA連接酶進行連接。(2)將構(gòu)建好的基因表達載體導入動物受體細胞常用顯微注射法。如果是體細胞，則需要進行體細胞核移植。(3)由重組細胞到早期胚胎需要經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。在培養(yǎng)液中除了營養(yǎng)物質(zhì)外還需要加入動物血清。(4)將胚胎形成2個相同的胚胎時需要采用胚胎分割技術(shù)，一般是將發(fā)育良好的桑椹胚或囊胚期的胚胎進行分割，進行分割時一定要將內(nèi)細胞團進行均等分割。(5)進行胚胎移植時，一定要對供體和受體母羊用激素進行同期發(fā)情處理，使它們的生理狀態(tài)相同。 答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶　限制酶和DNA連接酶 (2)顯微注射法　核移植 (3)早期胚胎培養(yǎng)　動物血清 (4)胚胎分割　桑椹胚或囊胚 (5)用激素進行同期發(fā)情 7．(xx廣東清遠期末)巨桉原產(chǎn)澳大利亞東部沿海，廣泛用于人工造林，具有適應性強和經(jīng)濟價值高的特點。菊苣是生長在林下的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼用牧草。請分析回答： (1)若在巨桉人工林下套種適宜的經(jīng)濟作物，不僅可以充分利用陽光、土壤等資源，還可以提高群落物種的________________。 (2)巨桉凋落葉分解過程中會釋放某些小分子有機物?？蒲腥藛T采集新鮮凋落的巨桉樹葉與土壤混合后置于花盆中，將菊苣種子播種其中，幼苗生長一段時間后測定菊苣各項生長指標，結(jié)果見下表。 分組 巨桉凋落葉含量(g/盆) 植株干重(g/10株) 光合色素含量(mg/g) C5轉(zhuǎn)化形成C3效率(μmolCO2m－2s－1) 凈光合速率(μmolCO2m－2s－1) A 0 7.78 2.74 0.040 9.77 B 30 3.60 2.28 0.040 7.96 C 60 1.64 1.77 0.033 7.77 D 90 1.14 1.20 0.028 4.76 ①本實驗的名稱是：________________________________________________________________________。 ②表中A組的作用是______。隨巨桉凋落葉含量的增加，菊苣幼苗的凈光合率下降：原因是巨桉凋落葉釋放的某些小分子有機物使菊苣的光合色素含量減少，直接導致__________減弱；當巨桉凋落葉含量較高時，這些小分子有機物還能使______________下降，導致植物對CO2的利用下降。上述結(jié)果表明，巨桉凋落葉釋放的某些小分子有機物對菊苣幼苗的光合作用有________作用。 (3)如果進一步研究發(fā)現(xiàn)，巨桉對某山區(qū)的菊苣和多種植物的影響相同，則不能違背生態(tài)工程的____________原理，不能在此地區(qū)大面積種植巨桉，以免影響當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的____________________。 解析：(1)若在巨桉人工林下套種適宜的經(jīng)濟作物，可以增加生物的種類，物種豐富度提高。(2)①分析表格中數(shù)據(jù)可知，自變量為巨桉凋落葉含量，因變量為菊苣幼苗的各項生長指標，因此實驗目的是探究不同含量的巨桉凋落葉對菊苣幼苗生長的影響。②表格中A組巨桉凋落葉含量為0，說明該組為對照組；光合色素含量主要影響光反應階段；二氧化碳能夠參與暗反應階段，與C5化合物結(jié)合生成C3；通過表格中數(shù)據(jù)分析，巨桉凋落葉含量可以影響光合作用的光反應階段和暗反應階段，從而抑制光合作用。(3)由于巨桉對某山區(qū)的菊苣和多種植物的影響相同，因此大量種植巨桉會破壞生物的多樣性，違背了協(xié)調(diào)與平衡原理。 答案：(1)豐富度(豐度、多樣性) (2)①探究不同含量的巨桉樹落葉對菊苣幼苗生長的影響?、趯φ? 光反應　C5轉(zhuǎn)化成C3的效率　抑制 (3)協(xié)調(diào)與平衡　生物多樣性(穩(wěn)態(tài)、穩(wěn)定性、自我調(diào)節(jié)能力) 8．(xx江蘇兩市一模)我國南方某地環(huán)保部門向遭受嚴重污染的南湖中引入苦草、黑藻等沉水植物和螺螄等底棲動物來修復該生態(tài)系統(tǒng)。下圖為該生態(tài)系統(tǒng)修復后的部分生物的營養(yǎng)關系，請據(jù)圖回答問題： (1)在修復該生態(tài)系統(tǒng)時要控制污水流入的速率，除了有利于有機污染物被充分分解外，還有利于植物對________的充分吸收，防止水體富營養(yǎng)化。該生態(tài)系統(tǒng)修復后物種豐富度逐漸增加，其群落演替類型是____________________。 (2)調(diào)查野鴨的種群密度常用________法。當螺螄數(shù)量增加時，草魚和羅非魚數(shù)量也會增多，這樣，螺螄種群的增長就會受到抑制，這是生物群落內(nèi)部________的結(jié)果。 (3)苦草等沉水植物大量繁殖后，部分浮游植物的生物量下降，大型底棲動物的數(shù)量有所增加，這是在______水平上研究的結(jié)果。沉水植物通過一定的信息傳遞吸引浮游動物棲息在其葉表面，從而撫育出高密度的浮游動物群落，浮游動物能夠大量捕食浮游藻類，也間接地控制了藻類的數(shù)量，這體現(xiàn)出信息傳遞的作用是能調(diào)節(jié)生物的________________，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 (4)該修復工程可將有機污染物充分地分解利用，這主要符合生態(tài)工程的____________原理。若在此基礎上，進一步建立一個集污水凈化、休閑、養(yǎng)魚為一體的新型人工生態(tài)系統(tǒng)，其主要目的是設法調(diào)整能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向____________________。 解析：(1)植物根系吸收水和無機鹽，由后一句“防止水體富營養(yǎng)化”判定控制污水流入的速率有利于植物對無機鹽的充分吸收。該生態(tài)系統(tǒng)修復后的群落演替類型為次生演替。(2)活動能力強的動物常用標志重捕法來調(diào)查種群密度。捕食關系可以很好的抑制生物數(shù)量的大量增長，從而起到負反饋調(diào)節(jié)的作用。(3)沉水植物、浮游植物、大型底棲動物的數(shù)量相繼變化，與他們的種間關系(捕食、競爭等)很有聯(lián)系，是群落水平上研究的結(jié)果。沉水植物與浮游動物的種間互助、浮游動物與藻類的捕食都依賴于信息傳遞，從而說明信息傳遞的作用能調(diào)節(jié)生物的種間關系。(4)該修復工程將有機污染物分解為無機物再被植物吸收利用，體現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生原理。設計新型人工生態(tài)系統(tǒng)，能調(diào)整能量流動關系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧? 答案：(1)無機鹽　次生演替 (2)標志重捕　負反饋調(diào)節(jié)(反饋調(diào)節(jié)或自我調(diào)節(jié)) (3)群落　種間關系 (4)物質(zhì)循環(huán)再生　對人類最有益的部分