2025届高考生物一轮复习第10单元现代生物科技专题第36讲胚胎工程生物技术的教学案新人教版选修3

PAGE27-第36讲胚胎工程、生物技术的平安性和伦理问题及生态工程[考纲明细]1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)3.胚胎工程的应用(Ⅱ)4.转基因生物的平安性(Ⅰ)5.生物武器对人类的威逼(Ⅰ)6.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)7.简述生态工程的原理(Ⅱ)8.生态工程的实例(Ⅰ)考点1体内受精与早期胚胎发育1．精子与卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所eq\x(\s\up1(01))睾丸的曲细精管eq\x(\s\up1(02))卵巢时间从eq\x(\s\up1(03))初情期起先，直到生殖机能衰退①卵泡的形成和在卵巢内的储备：诞生前；②排卵：初情期后过程过程特点①MⅠ和MⅡ是eq\x(\s\up1(04))连续的，需变形；②两次分裂细胞质都是均等安排①MⅠ和MⅡ是eq\x(\s\up1(05))不连续的，不须要变形；②只有MⅡ中的第一极体分裂为其次极体时细胞质均等安排，其余细胞质都是eq\x(\s\up1(06))不均等安排结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体相同点①原始生殖细胞的增殖方式为eq\x(\s\up1(07))有丝分裂；②原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为减数分裂；减数分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半2．受精(1)概念：eq\x(\s\up1(01))精子与eq\x(\s\up1(02))卵子结合形成合子(即eq\x(\s\up1(03))受精卵)的过程，它包括受精前的打算阶段和受精阶段。(2)受精前的打算阶段①精子获能：刚刚排出的精子，不能马上与卵子受精，必需在eq\x(\s\up1(04))雌性动物生殖道发生相应的生理变更后，才能获得受精实力。②卵子的打算：卵子要在输卵管内进一步成熟，到eq\x(\s\up1(05))减数其次次分裂中期时，才具备与精子受精的实力。(3)受精过程[特殊提示](1)精子获能是指精子获得受精“实力”，而不是获得能量。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(3)受精的标记≠受精完成的标记：受精的标记是在透亮带和卵细胞膜之间视察到两个极体；而受精过程完成的标记是雌、雄原核的融合。3．早期胚胎发育1.(选修3P63探讨T1)1个卵泡中能形成几个成熟的卵子？提示正常状况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。2．(选修3P63探讨T3)刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？提示刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，须要在输卵管内进一步成熟，直到减数其次次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。3．(选修3P65小学问)哺乳动物卵子形成时肯定会形成3个极体吗？提示不肯定。因为多数哺乳动物的第一极体不进行减数其次次分裂形成两个其次极体。题组一配子发生及体内受精过程1．分析下面图解，推断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区分()A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间B．MⅠ和MⅡ的时间连续性C．成熟生殖细胞是否经过变形D．成熟生殖细胞中染色体的数目答案D解析初级精母细胞是雄性动物初情期起先后才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的，A不符合题意；精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞是通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵细胞结合的过程中才完成MⅡ，B不符合题意；精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不须要变形，C不符合题意；成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目，D符合题意。2．下列关于受精过程的叙述错误的是()A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透亮带进入放射冠B．透亮带反应是防止多精入卵的第一道屏障C．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同时，卵子完成其次次减数分裂答案A解析获能后的精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿过放射冠进入透亮带，当精子接触卵细胞膜的瞬间，会产生透亮带反应，阻挡多个精子进入透亮带，它是防止多精入卵的第一道屏障，A错误，B正确；精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数其次次分裂，形成雌原核，二者相互融合形成受精卵，受精过程完成，C、D正确。题组二早期胚胎发育过程3．下图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是()A．透亮带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的B．囊胚腔是一个充溢液体的腔C．内细胞团将来分化成内胚层D．滋养层将来发育成胎膜和胎盘答案C解析在囊胚阶段出现了内细胞团，内细胞团表层的细胞发育成原肠胚的外胚层，下方的细胞发育成内胚层，将来发育成胎儿的各种组织，C错误。4．下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段。请据图回答问题：(1)写出各个阶段的名称：A：________，B：__________，C：__________。(2)写出图中各标号的名称：[2]________，[4]________，[5]________，[7]________，[8]________。(3)A时期的细胞具有发育上的________性，B时期起先出现________，C时期起先出现________。(4)[2]将来发育成______________________。(5)由受精卵到B阶段透亮带裂开之前这一过程中，细胞数目________，胚胎总体积__________________。答案(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)全能细胞分化胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)增多基本不变或略有减小解析(2)图B中[1]是滋养层，[2]是内细胞团，[3]是透亮带，[4]是囊胚腔；图C中[5]是外胚层，[6]是滋养层，[7]是原肠腔，[8]是内胚层。(3)桑椹胚细胞具有发育的全能性，囊胚起先出现细胞分化，已分化成滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已具胚层分化，分化为外胚层、中胚层和内胚层。(4)内细胞团将发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。(5)由受精卵到B阶段透亮带裂开之前这一过程中，虽然细胞数目增多，但胚胎总体积基本不变或略有减小。卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变更的规律(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获得有机物，而始终呼吸消耗，有机物总量削减。(2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有缩小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。考点2体外受精和早期胚胎培育及胚胎工程的应用1．体外受精与早期胚胎培育(1)体外受精(2)早期胚胎培育①培育液成分：无机盐、有机盐(两盐)；eq\x(\s\up1(06))维生素、激素(两素)；eq\x(\s\up1(07))氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。②胚胎去向：eq\x(\s\up1(08))向受体移植或冷冻保存。2．胚胎工程的应用及前景(1)胚胎移植①概念：将雌性动物体内的eq\x(\s\up1(01))早期胚胎，或者通过eq\x(\s\up1(02))体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到eq\x(\s\up1(03))同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之接着发育为eq\x(\s\up1(04))新个体的技术。②胚胎的来源：eq\x(\s\up1(05))转基因、核移植或eq\x(\s\up1(06))体外受精等技术都可获得胚胎。③意义a．充分发挥雌性优良个体的eq\x(\s\up1(07))繁殖潜力。b．大大缩短了供体本身的eq\x(\s\up1(08))繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量，从而推动了畜牧业的发展。④生理学基础生理学基础意义同种动物的供、受体排卵后，生殖器官的eq\x(\s\up1(09))生理变更是相同的为移入受体的供体胚胎供应了相同的eq\x(\s\up1(10))生理环境早期胚胎形成后，在肯定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而处于eq\x(\s\up1(11))游离状态为胚胎的收集供应了可能受体对外来胚胎基本上不发生eq\x(\s\up1(12))免疫排斥反应为胚胎在受体内存活供应了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常的eq\x(\s\up1(13))生理和eq\x(\s\up1(14))组织联系，但其eq\x(\s\up1(15))遗传特性不受影响为移植后的胚胎接着发育供应了养分等方面的保障⑤基本程序(2)胚胎分割①概念：采纳机械方法将eq\x(\s\up1(20))早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。②胚胎分割时应留意的问题a．胚胎选择：选择发育良好、形态正常的eq\x(\s\up1(21))桑椹胚或eq\x(\s\up1(22))囊胚。b．分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，肯定要将eq\x(\s\up1(23))内细胞团均等分割。(3)胚胎干细胞1.(选修3P79旁栏思索)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？提示内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育供应养分。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分胚胎正常发育的实力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。2．(选修3P82拓展视野)让哺乳动物依据人的意愿生产所需性别的后代的方法有哪些？各方法的操作程序是什么？提示X精子与Y精子的分别技术：X精子的DNA含量比Y精子高出40%左右，依据这一差异，科技人员采纳一种能够对流淌的细胞进行分类检测的仪器，对X精子和Y精子进行分别；SPY－PCR胚胎的性别鉴定技术：先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体上的性别确定基因，即SPY基因的一段碱基作引物，用胚胎细胞中的DNA为模板，进行PCR扩增，最终用SPY特异性探针对扩增产物进行检测，出现阳性反应者，胚胎为雄性，出现阴性反应者，胚胎为雌性。题组一体外受精和早期胚胎培育1．下列有关胚胎工程的叙述，正确的是()A．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的B．采集的卵母细胞应马上与精子共同放入培育液才能形成受精卵C．成熟的卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培育到肯定阶段才可移植D．哺乳动物早期胚胎在囊胚期之前形成了胎盘，与母体子宫建立组织上的联系，便于胚胎的存活答案C解析囊胚期细胞分化是由于基因的选择性表达，A错误；MⅡ中期的卵母细胞，才能与获能的精子受精，B错误；囊胚期之前细胞未分化，从囊胚阶段起先初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，其中滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，D错误。2．依据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题：(1)体外受精的过程主要包括_____________、____________________及受精等几个步骤。(2)精子获能的方法有________和____________。(3)体外采集小鼠的卵子常用________。A．超数排卵处理法 B．活体采卵法C．从早期胚胎中采集 D．从屠宰后母鼠卵巢中采集(4)怎样用一个流程图表示体外受精过程？答案(1)卵母细胞的采集和培育精子的采集和获能(2)培育法化学诱导法(3)A(4)如图所示解析(3)对于试验小动物，卵子的采集常采纳超数排卵处理法，对大家畜或大型动物常采纳活体采卵法或从已屠宰母畜的卵巢中采集的方法。人工授精和体外受精的比较比较项目人工授精体外受精概念人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工限制的环境中完成受精过程的技术场所母畜的生殖道内体外过程人工采精→检查与储存精液→人工授精(用人工的方法将精液注入正在发情的母畜生殖道中)胚胎发育场所受精卵的形成和胚胎发育场所在母畜体内受精卵的形成和早期胚胎发育在体外，胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内题组二胚胎移植与胚胎分割3．通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是()A．对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B．受精和胚胎的早期培育都须要在体外进行C．对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D．胚胎分割移植实现同卵多胎的胜利率较低答案D解析对供体和受体母牛进行同期发情处理，所用激素相同，但对供体母牛进行超数排卵要用促性腺激素，受体母牛则不须要，A错误；胚胎移植技术中，移植的胚胎可来自体内受精发育形成的胚胎，B错误；移植的胚胎不能用原肠胚，而通常是用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，C错误；目前以二分胚胎的移植胜利率最高，而同卵多胎的胜利率较低，D正确。4．近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限朝气，如图为经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。下列说法正确的是()A．体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中干脆获得，但在受精前要对精子进行获能处理B．进行胚胎分割时，应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作C．胚胎分割时只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份D．受体母牛必需和供体牛属于同一物种，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应答案D解析从母体卵巢中得到的卵母细胞还不成熟，要在体外培育到减数其次次分裂中期才具有与精子结合的实力，A错误；进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作，B错误；进行胚胎分割时，还可以用分割刀片将胚胎切开，C错误；受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活供应了可能，D正确。题组三胚胎干细胞及其应用5．如下图是胚胎干细胞分别途径示意图。下列说法正确的是()A．图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘B．胚胎干细胞的体积和细胞核都较小C．胚胎干细胞可以增殖而不发生分化D．利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用答案C解析图中A是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官，A错误；胚胎干细胞的体积较小，细胞核较大，在体外培育状况下，可以只增殖而不发生分化，B错误，C正确；利用胚胎干细胞可以诱导形成器官，但目前并没有大规模应用，D错误。6．下图为利用胚胎干细胞培育转基因小鼠的基本流程示意图。下列叙述错误的是()A．过程①选择胚胎干细胞作受体细胞是因为其具有发育全能性B．过程②中必需通过肯定方法筛选含有目的基因的胚胎干细胞C．过程③中导入囊胚的细胞数不同，子代小鼠的性状可能不同D．过程④中为提高胜利率，需对代孕母鼠进行超数排卵处理答案D解析胚胎干细胞具有发育的全能性，适合作为受体细胞，A正确；过程②中有一部分细胞没有转入目的基因，需通过肯定方法筛选，筛选出含有目的基因的胚胎干细胞，B正确；胚胎移植时，代孕母鼠做同期发情处理，供体母鼠做超数排卵处理，D错误；过程③中导入的细胞越多，子代小鼠含有外源基因的部分越多，发育成的后代的性状可能不同，C正确。考点3生物技术的平安性和伦理问题1．转基因生物的平安性(1)转基因成果eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\s\up1(01))工程菌——重组微生物,基因制药,转基因优良家畜、家禽,\x(\s\up1(02))生物反应器——生产细胞产品,转基因抗性农作物))(2)对平安性问题的争辩争辩食物平安①反对“eq\x(\s\up1(03))实质性等同”②担忧出现eq\x(\s\up1(04))滞后效应③担忧出现新的eq\x(\s\up1(05))过敏原④担忧eq\x(\s\up1(06))养分成分变更⑤侵扰宗教信仰者或素食者的权益生物平安①可能扩散到新的生态区域，破坏eq\x(\s\up1(07))生态平衡②成为“入侵的外来物种”，威逼eq\x(\s\up1(08))其他生物的生存③可能与某些细菌或病毒杂交，重组出有害的eq\x(\s\up1(09))病原体④可能通过花粉传播进入杂草，形成“eq\x(\s\up1(10))超级杂草”环境平安转基因生物可能会对eq\x(\s\up1(11))生态系统的稳定性和eq\x(\s\up1(12))人类生活环境造成破坏(3)理性看待转基因技术①正视转基因技术可能带来的平安性问题，要eq\x(\s\up1(13))趋利避害，不能因噎废食。②制定eq\x(\s\up1(14))政策和法规，最大程度保证转基因技术和产品的平安性。2．关注生物技术的伦理问题反对支持克隆人伦理方面违反了人类的伦理道德观念，中国禁止eq\x(\s\up1(01))生殖性克隆中国不反对eq\x(\s\up1(02))治疗性克隆技术方面技术eq\x(\s\up1(03))不成熟，流产率高、畸形率高、诞生后死亡率高可通过胚胎分级、基因诊断、eq\x(\s\up1(04))染色体检查等方法解决技术问题设计试管婴儿eq\x(\s\up1(05))胚胎也是生命，杀死胚胎无异于“谋杀”供应eq\x(\s\up1(06))骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤基因检测技术方面很难用在详细医疗中有一些遗传性疾病可以通过eq\x(\s\up1(07))基因检测后在早期实行预防措施道德方面可能引起eq\x(\s\up1(08))基因卑视通过正确的科学学问传播、eq\x(\s\up1(09))伦理道德教化和立法，解决基因卑视问题3．禁止生物武器(1)生物武器的种类：eq\x(\s\up1(01))致病菌、eq\x(\s\up1(02))病毒、eq\x(\s\up1(03))生化毒剂以及eq\x(\s\up1(04))经过基因重组的致病菌等。(2)中国政府的看法：在任何状况下eq\x(\s\up1(05))不发展、eq\x(\s\up1(06))不生产、eq\x(\s\up1(07))不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。题组一生物技术的平安性1．下列关于转基因生物平安性的叙述中，错误的是()A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物平安的前提D．目前对转基因生物平安性的争辩主要集中在食用平安性和环境平安性上答案B解析目前对转基因生物平安性的争辩主要集中在食用平安性和环境平安性两个方面，D正确；因对转基因生物的平安性还处于争辩阶段，故不行能在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，B错误；我国已对转基因食品和农产品强制实施了产品标识制度，以维护消费者对转基因产品的知情权和选择权，A正确；开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物平安的前提，C正确。2．随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法错误的是()A．转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库B．基因污染是一种不行以扩散的污染C．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性D．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威逼生态系统中其他生物的存在答案B解析基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库，B错误。题组二生物技术的伦理问题辨析3．(2024·江苏冲刺卷四)下列关于生物技术平安性和伦理问题的叙述，错误的是()A．个人基因资讯被暴露后，有可能造成个人婚姻困难，人际关系疏远等严峻后果B．中国政府禁止一切有关克隆技术的试验及应用C．克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念D．运用基因重组技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器答案B4.试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外受精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育4～6天，形成胚胎(如图所示)，然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最终诞生的一种生育方法，这是科学技术要求特别高的一种方法。它的胜利和发展，不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对探讨人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面的课题，有不行估量的主动作用。请回答下列问题：(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是________，该图示时期是胚胎发育的________期。(2)人的受精卵通过卵裂，渐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是________。(3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子须要事先经过__________处理，卵子要培育到____________________(时期)。除此之外还用到________________________(填两种)技术。(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区分是___________________________________________________________________________________________________________。(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其缘由是____________________________________________________________________。答案(1)受精作用囊胚(2)有丝分裂(3)获能减数其次次分裂中期早期胚胎培育、胚胎移植(4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗须要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病(5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德1．试管婴儿和设计试管婴儿的异同点(1)过程区分：设计试管婴儿比试管婴儿多出的是胚胎移植前的遗传学诊断过程。(2)应用不同：试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(3)相同点：两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培育，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。2．生殖性克隆和治疗性克隆的比较项目生殖性克隆治疗性克隆目的用于生育、产生新个体治疗人类疾病水平个体水平细胞水平联系都属于无性生殖；产生的新个体或新组织，遗传信息相同考点4生态工程的原理与实例分析1．生态工程的基本原理(1)生态工程建设的目的遵循自然界eq\x(\s\up1(01))物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止eq\x(\s\up1(02))环境污染，达到eq\x(\s\up1(03))经济效益和eq\x(\s\up1(04))生态效益的同步发展。(2)特点：eq\x(\s\up1(05))少消耗、多效益、eq\x(\s\up1(06))可持续的工程体系。(3)基本原理①物质循环再生原理：物质在生态系统中eq\x(\s\up1(07))循环往复、分层分级利用。②物种多样性原理：物种繁多而困难的生态系统具有较高的eq\x(\s\up1(08))反抗力稳定性。③协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，须要考虑eq\x(\s\up1(09))环境承载力。④整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到eq\x(\s\up1(10))自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到eq\x(\s\up1(11))经济和社会等系统的影响力。⑤系统学和工程学原理：包括系统的eq\x(\s\up1(12))结构确定功能原理和eq\x(\s\up1(13))系统整体性原理。2．生态工程的实例及发展前景实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下能较多地产出，以解决人多地少的冲突物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立农村综合发展型生态工程窦店村以沼气工程为中心的生态工程小流域综合治理生态工程小流域的水土流失整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南地区“九子登科”治理模式实例问题原理对策案例大区域生态系统复原工程土地荒漠化协调与平衡原理、整体性原理、物种多样性原理等退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林生态工程，退耕还林还草生态工程湿地生态复原工程湿地缩小和破坏限制污染、退田还湖江西鄱阳湖的生态复原工程矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境问题系统学和工程学原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等修复土地、复原植被赤峰市元宝山矿区生态复原工程城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理、物质循环再生原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等污水及垃圾处理、城市绿化1.(选修3P108资料2)如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？提示对环境造成危害的污染物，采纳肯定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够削减环境污染，而且提高了资源的利用效率，削减了资源的奢侈。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用，因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。2．(选修3P116小学问)在农村综合发展型生态工程中，常对农作物进行青贮和氨化，青贮和氨化指什么？蓝绿萍是什么？提示青贮：是指在玉米等作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊优质的青饲料。氨化：是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的养分价值。蓝绿萍：一种具有固氮作用的藻类。3．(选修3P121小学问)点源污染和非点源污染分别指什么？提示点源污染是指能够找到详细污染来源的污染，如下水道、工厂排污口等。非点源污染是指不能精确确定污染发源地的污染，如农田施用农药、化肥对地表和地下水造成的污染。4．(选修3P122探讨T1)在矿区生态复原工程中，复原植被时，为什么不种植农作物？提示矿区土壤条件恶劣，不相宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。5．(选修3P124探讨T1)汽车的泛滥应不应当得到限制，为什么？怎样才能削减汽车的污染？提示应当得到限制。因为汽车的泛滥不仅造成了严峻污染，还消耗了大量能源。削减污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛，禁止运用含铅汽油，激励运用电力、自然气等无污染能源的新型汽车，以及对其的探讨和应用等。6．(选修3P124探讨T2)城市水污染问题应当实行哪些措施解决？城市居民应当担当什么责任和义务？提示应实行的措施：削减或禁止工厂的污水排放；进行污水净化回收利用；实行雨水和污水分流。每一个城市居民都应当树立节水意识、宣扬节水的意义，家庭生活中应当运用无磷洗衣粉和洗涤剂，制止或削减生活中的水污染行为。题组一生态工程的原理1．阅读分析以下材料，推断这些材料所依据的生态工程的主要原理依次是()材料一沼气工程，是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程。材料二我国南方水网地区采纳桑基鱼塘模式，能大大提高系统生产力。材料三居住在林区的农夫，“靠山吃山”是他们生活的根本。当进行林业工程建设时，一方面号召农夫种树，另一方面考虑林区农夫的生活问题，使改善生态和发展经济结合起来，真正做到造林护林。生态工程的基本原理：①物质循环再生原理；②物种多样性原理；③协调与平衡原理；④整体性原理；⑤系统学和工程学原理。A．①③④ B．②③④C．③④⑤ D．①⑤④答案D解析沼气工程所依据的原理主要是物质循环再生原理；我国南方水网地区的桑基鱼塘模式，就是把许多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统，所利用的原理是系统学和工程学原理；在进行植树造林时综合考虑生态、经济和社会问题，这利用了生态工程的整体性原理。2．下列关于生态工程的叙述，正确的是()A．“1＋1＞2”体现了生态工程的整体性原理B．为促进矿区生态环境的复原，可采纳人工制造表土，种植农作物的措施C．生态农业的建立，实现了物质和能量的多级循环利用D．太湖大面积水华，违反了协调与平衡原理答案D解析“1＋1＞2”体现了生态工程的系统整体性原理，A错误；矿区生态条件恶劣，不适合农作物生长，B错误；生态农业的建立实现了物质循环和能量的多级利用，能量不能循环利用，C错误；太湖水华现象的发生是因为人类排放的污水等含有较多的N、P，使生态环境遭到破坏，违反了协调与平衡原理，D正确。题组二生态工程的实例3．“粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统，下图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示推断下列说法错误的是()A．沼气池的建立既充分发挥了资源的生产潜力，又削减了环境污染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须要遵循“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答案B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，同时削减了环境污染，A正确；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，没有变更能量传递效率，B错误；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须要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理，C正确；这种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，D正确。4．下图表示某人工设计的生态系统，下列叙述不正确的是()A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率B．该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓，促进了系统中物质循环和能量流淌的进行C．合理施用农家肥可提高流经该生态系统的总能量D．该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，但各养分级之间的能量传递效率并未提高答案B解析该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率，A正确；蝇蛆和蚯蚓是营腐生生活的，是该生态系统的分解者，促进了系统中物质循环，不能促进能量流淌，B错误；流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，合理运用农家肥促进植物的光能利用率，故可提高流经该生态系统的总能量，C正确；该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，但各养分级之间的能量传递效率并未提高，D正确。高考热点突破1．(2024·江苏高考)牛雄性胚胎中存在特异性H­Y抗原，可在牛早期胚胎培育液中添加H­Y单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是()A．H­Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B．应选用原肠胚做雌雄鉴别C．鉴别后的雄性胚胎可干脆做胚胎移植D．用H­Y抗原免疫母牛可获得相应抗体答案D解析单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌产生，A错误；应选用囊胚期滋养层细胞做性别鉴定，B错误；因要利用乳腺生物反应器进行生物制药，因此用于胚胎移植的应是鉴定后的雌性胚胎，C错误；用特定的抗原免疫母牛可获得相应的抗体，D正确。2．(2024·江苏高考)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是()A．精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培育的目的是使精子获能B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参加个体器官的发育答案C解析精子在获能液中培育的目的是使精子获能，其培育条件应符合动物细胞培育要求，A正确；小鼠在特定光控周期条件下饲养的目的是通过特定的光周期调控其性激素的分泌，注射促性腺激素的目的是使其超数排卵，B正确；虽然分割的胚胎具有相同的遗传物质，但环境也会对胚胎的发育产生影响，导致发育的个体出现形态学差异，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参加个体器官的发育，D正确。3．(2024·江苏高考)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是()A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C．受精卵发育成早期胚胎所需养分主要来源于培育液D．步骤甲运用的培育液和早期胚胎培育液成分基本相同答案B解析图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺细胞，B正确；受精卵发育成早期胚胎所需养分主要来源于受精卵中的细胞质，C错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培育液成分并非基本相同，D错误。4．(2024·山东高考)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程①采纳的是细胞工程中的________技术，过程②采纳的是胚胎工程中的______________技术。(2)体细胞进行体外培育时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培育液(基)的________。(3)假如克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必需运用______和________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出胜利导入基因表达载体的细胞。(4)胎胚干细胞可以来自于囊胚中的________。在肯定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。答案(1)(体细胞)核移植早期胚胎培育(2)pH(或酸碱度)(3)限制性核酸内切酶(或限制酶)DNA连接酶(两空可颠倒)标记(4)内细胞团B解析(1)图中①过程采纳体细胞核移植技术；过程②为重组细胞经胚胎培育发育至早期胚胎的过程，利用了早期胚胎培育技术。(2)动物细胞培育时，气体环境为95%的空气和5%的CO2，CO2作用是维持培育液的pH。(3)构建基因表达载体时，需用的工具酶为限制酶和DNA连接酶。基因表达载体上除目的基因外，还须要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性，可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官的核遗传物质和核供体完全一样，若将其移植给核供体，则不会发生免疫排斥反应。课时作业1．现代生物科技在畜牧业生产中有着广泛的应用，以下是科学家采纳不同方法培育良种牛的过程。请据图回答有关问题：(1)为提高良种奶牛的繁殖实力，在获得卵细胞之前需用____________对奶牛进行处理，使其________。(2)“转基因牛”D培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要缘由是________________________，过程h常用的方法是____________。(3)图中数字标号③代表的结构为____________，c→d过程需对其均等分割的目的是______________________________。A、B牛基因型是否相同？________。(4)在培育良种牛的过程中，都运用了动物细胞培育技术，在动物细胞培育过程中，为防止杂菌的污染而要加入肯定量的________。答案(1)促性腺激素超数排卵(2)受精卵的全能性易于表达显微注射法(3)内细胞团有利于胚胎的复原和进一步发育相同(4)抗生素解析(1)胚胎移植技术须要让良种牛多排卵，通常用促性腺激素处理，使其超数排卵。(2)受精卵的分化程度最低，全能性最简单表达，将目的基因导入动物细胞通常采纳显微注射法。(3)图中③代表的结构是内细胞团，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，在胚胎分割时，应留意对内细胞团均等分割，有利于胚胎的复原和进一步发育，A、B两牛是通过胚胎分割而来，基因型相同。(4)动物细胞培育过程中，应加入抗生素，防止杂菌的污染。2．(2024·安徽马鞍山质检)人α1－抗胰蛋白酶(AAT)是一种重要的药用蛋白，对胰岛B细胞有免疫爱护作用，AAT可通过转基因技术在羊乳中获得。流程如下：(1)将重组表达载体导入受体细胞中，常选用受精卵作为受体细胞的缘由是____________。(2)胚胎移植前对代孕母羊进行__________处理，目的是____________________________。胚胎发育到囊胚期，可从__________分别出胚胎干细胞；为了维持胚胎干细胞不分化的状态，在体外培育时应________________________；若要鉴定胚胎的性别，详细的操作是______________________________________________。(3)检测羊乳中是否含有AAT的技术手段是________。答案(1)受精卵具有发育的全能性(2)同期发情使供体和受体具有相同的生理特征内细胞团放在饲养层细胞上培育(或在培育液中添加抑制分化因子)取滋养层细胞进行DNA分子性别鉴定(3)抗原—抗体杂交解析(1)为培育转基因动物，常选用受精卵作为目的基因的受体细胞，是因为受精卵大，易于操作且具有发育的全能性。(2)为了使供体和受体具有相同的生理特征，胚胎移植前对代孕母羊要进行同期发情处理。胚胎发育到囊胚期，可从囊胚内的内细胞团分别出胚胎干细胞；为了维持胚胎干细胞不分化的状态，在体外培育时应放在饲养层细胞上培育或者在培育液中添加抑制分化因子；若要鉴定胚胎的性别，应取滋养层细胞进行DNA分子性别鉴定，因为滋养层细胞与内细胞团的细胞都是同一个受精卵分裂分化来的，遗传物质一般相同。(3)检测羊乳中是否含有AAT的原理是把AAT当作抗原，在分泌的羊乳中加入特定的抗体，视察是否会出现抗原—抗体的结合反应。若出现，说明羊乳中含有AAT，反之，则没有；这种技术手段称为抗原—抗体杂交技术。3．(2024·齐鲁名校教科研协作体其次次联考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下图，请据图回答：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培育称为________，培育的细胞在贴壁生长至充溢培育皿底时停止分裂，这种现象称为________。(2)图中细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为________，也可从灰鼠体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培育获得。(3)图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内接着发育，暂不移入的胚胎可运用________方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分别培育获得，iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。答案(1)原代培育接触抑制(2)冲卵体外受精(3)胚胎移植冷冻(或－196℃液氮)(4)内细胞团细胞诱导分化解析(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团细胞分别培育获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，即可发育为成体动物的任何一种组织细胞，可利用这一特点，在培育液中添加分化诱导因子，诱导其向不同类型组织细胞分化，有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗。4．(2024·陕西省其次次联考)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，目前通常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，基本步骤如下：Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体外受精，形成受精卵；Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中，卵母细胞与精子结合过程中防止多精入卵的生理反应包括____________________。自然条件下，受精是在雌性动物的________内完成的。(2)步骤Ⅱ中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是________________。导入基因前，须要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤称为____________________。(3)步骤Ⅲ中，进行动物早期胚胎的体外培育时，培育液中除了含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等养分成格外，还须要添加________和动物血清。一般状况下，通常在合成培育基中加入肯定量的抗生素，其目的是____________。(4)步骤Ⅳ中，应选择性别为__________的奶牛胚胎进行移植。答案(1)透亮带反应、卵细胞膜反应输卵管(2)显微注射技术构建基因表达载体(3)激素防止杂菌污染(4)雌性解析(4)血清白蛋白要从乳汁中提取，只有雌性奶牛才能产生乳汁，因此胚胎移植时，必需选取雌性奶牛的胚胎进行移植。5．(2024·湖南、江西十四校联考)为了预防线粒体缺陷可能导致的先天性心脏病、失明、肝衰竭等多种疾病，利用基因技术对受精卵实施基因改造，在实施这些新技术时，医生将捐献者卵子的细胞核DNA移走，再将母亲卵子的细胞核DNA移入捐献者的卵子中。从基因角度看，以新技术孕育的试管婴儿将有一位父亲和两位母亲，即所谓的“三亲试管婴儿”。2024年初，首位由“三亲试管婴儿”诞生的男婴出世了，他的母亲是一位线粒体疾病患者。下图为该男婴孕育过程，回答下列问题：(1)图示过程中代表该男婴母亲卵母细胞的是____________，由于女性的自然周期产生的卵子太少，故卵母细胞捐献者在取卵前通常要注射________激素，促使一次有更多的卵泡发育。(2)重组卵母细胞需培育到________时才具备与精子受精的实力；在进行体外受精前要对精子进行________处理；重组卵母细胞体外培育所需的气体主要是氧气和二氧化碳，二氧化碳的作用是________________。(3)该健康男婴的孕育过程中依次运用了________，体外受精，早期胚胎培育和胚胎移植等技术。(4)三亲试管婴儿的培育技术能避开母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，为避开生出患有其他遗传病的孩子，孕妇应在孕期进行______________________。答案(1)B促性腺(2)减数其次次分裂中期获能维持培育液的pH(3)核移植(4)产前诊断(基因诊断、羊水检测等)解析(1)图示过程中代表该男婴母亲卵母细胞的是B，其供应了细胞核；卵母细胞捐献者在取卵前通常要注射促性腺激素，促使一次有更多的卵泡发育。(2)重组卵母细胞需培育到减数其次次分裂中期才能与获能的精子受精；重组卵母细胞体外培育所需的气体主要是氧气和二氧化碳，其中二氧化碳的主要作用是维持培育液的pH。(3)图示过程涉及到了核移植、体外受精、早期胚胎培育和胚胎移植等技术。(4)三亲试管婴儿的培育技术能避开母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而其他的遗传病还须要进一步检测，可以在孕期进行产前诊断等措施。6．(2024·湖南师大附中模拟)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：(1)步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的______。(2)步骤②中，重组胚胎培育到囊胚期时，可从其__________分别出ES细胞，还可以从胎儿的________分别获得ES细胞。(3)ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核________、核仁________，在功能上，属于________(填“单能干细胞”“多能干细胞”或“全能干细胞”)。(4)ES细胞是探讨体外细胞分化的志向材料。ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培育液中，能够维持不分化的状态。在培育液中添加________，就可以诱导ES细胞分化，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理供应了有效的手段。(5)步骤③中，须要构建____________________。可以依据Rag2基因的核苷酸序列，合成引物，利用________技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段干脆连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有________的酶切位点。(6)为检测Rag2基因的表达状况，可提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质，用抗________的抗体进行杂交试验。答案(1)细胞核(2)内细胞团原始性腺(3)大明显全能干细胞(4)分化诱导因子(5)含有Rag2基因