专题训练23 胚胎工程和生态工程一、选择题1.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的增加而不断增大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解析同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白,这是同种动物精卵才能结合的原因之一,A项正确;胚胎发育的卵裂期,卵裂球的总体积基本不变,因此细胞的体积会随着分裂次数的增加而不断减小,B项错误;囊胚的滋养层细胞不具有发育全能性,只能发育成胎盘和胎膜,内细胞团细胞才具有发育全能性,C项错误;原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层,D项错误。2.在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( )A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准答案B解析生态系统中,物质循环是能量流动的载体,能量流动是物质循环的动力,两者有着自身的运行规律,A项正确;物质可循环利用,能量不可循环(反复)利用,B项错误;“退耕还林、还草”,实现人与自然的和谐统一,C项正确;各种生物在生态系统的稳定中均起着一定作用,人类必须注意自己对生态系统的影响,确定自己的消耗标准,防止过度消耗对自然环境造成破坏,D项正确。3.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营养主要来源于培养液D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同答案B5\n解析步骤甲、乙分别指体外受精、胚胎移植,A项错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B项正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自卵细胞,C项错误;受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液,与早期胚胎培养液有区别,D项错误。4.下图是一个农业生态系统模式图,下列关于该系统的叙述,错误的是( )A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者答案C解析沼气池中的微生物可以利用农作物秸秆中的能量,即微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量,A项正确;多途径利用农作物实现了能量的多级利用,提高了该生态系统的能量利用率,B项正确;沼液和沼渣可以为农作物提供肥料,实现了能量的多级利用,但能量是不能循环利用的,C项错误;沼气池中的微生物在生态系统中属于分解者,D项正确。二、非选择题5.(2022浙江新高考研究联盟第二次联考)生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面,请回答下列有关问题。(1)限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段 的酶,早在1970年,科学家就从 中分离出了这种酶。 (2)转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌,可以合成 ,经进一步加工后可获得具有生物活性的胰岛素。 (3)目前基因工程已经广泛应用于遗传育种、 和生态环境保护三大领域。 (4)1943年,科学家在致癌物的诱导下培养小鼠的结缔组织,获得了能在小鼠体内生长肉瘤的长期培养细胞系(可连续传代的细胞)—— 。 (5)胚胎分割是指借助 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。 (6)胚胎干细胞移植是指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中,经过 、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。 答案(1)特殊核苷酸序列 细菌(2)人胰岛素原5\n(3)人类疾病防治(4)L细胞系(5)显微操作(6)胚激活解析(1)限制性核酸内切酶是识别一小段特殊核苷酸序列的酶,1970年,科学家从大肠杆菌等细菌中分离出了这种酶。(2)转入人胰岛素原基因的微生物,可以合成该基因的表达产物——人胰岛素原。(3)基因工程在遗传育种、疾病治疗及生态环境保护等方向上有较好的应用。(4)1943年,科学家在致癌物的诱导下培养小鼠的结缔组织,获得了能在小鼠体内生长肉瘤的长期培养细胞系(可连续传代的细胞)——L细胞系。(5)胚胎分割是指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等分,再移植到代孕母子宫中发育,产生同卵多仔后代的技术。(6)核移植后需要进行胚激活。6.(2022浙江模拟)利用基因工程技术将基因M导入小鼠体细胞,待目的基因成功整合至染色体上后,取出细胞核植入去核卵细胞中形成重组卵细胞,成功培育转基因克隆鼠,请回答下列问题。(1)获取的基因M在 酶的作用下与载体DNA结合形成重组DNA,通过将重组DNA分子导入受体细胞步骤处理后,再经 获得含有M基因的小鼠细胞。 (2)将重组卵细胞置于一定浓度的CO2培养箱中培养,CO2的主要作用是 ,培养过程中,重组卵细胞在开始第 次分裂时,其核DNA完全丢失来源于乳腺细胞的 ,使胚胎细胞开始逐渐表达相关基因调控胚胎的发育。 (3)重组细胞经培养可形成囊胚,取囊胚的 经胰蛋白酶处理后可得到分散的胚胎干细胞.胚胎干细胞的特征不包括 。 A.具有发育的全能性B.具有异倍体核型C.在特定培养条件下可分裂而不分化D.可诱导分化成多种细胞答案(1)限制性核酸内切酶和DNA连接 检测和鉴定(2)维持培养液的pH 三 调节蛋白(3)内细胞团 B解析(1)构建基因表达载体时,首先要用限制性核酸内切酶切割含有目的基因的外源DNA和运载体,其次用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA。将目的基因导入受体细胞后,再经过检测和鉴定获得含有目的基因的受体细胞。(2)动物细胞培养时,CO2的主要作用是维持培养液的pH。培养过程中,重组卵细胞在开始第三次分裂时,其核DNA完全丢失来源于乳腺细胞的调节蛋白,使胚胎细胞开始逐渐表达相关基因调控胚胎的发育。(3)囊胚的内细胞团细胞属于胚胎干细胞;胚胎干细胞具有发育的全能性,可诱导分化成多种细胞;在特定培养条件下可分裂而不分化。7.绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。下图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案。5\n(1)该生态系统中属于分解者的生物有 。该生态工程主要利用了 的原理。 (2)从资源与环境的角度来看,④⑤途径优于③途径的主要原因是 和减少环境污染等。(3)该生态系统中能利用发酵技术产生沼气开发生物能,从该角度看,应属于 的生态工程。 A.物质循环利用B.清洁及可再生能源系统组合利用C.山区小流域综合治理与开发D.节水和废水处理与利用(4)种植业和 是人类食物生产系统的两大支柱,两者结合的优化设计需要按照 规律进行综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。 答案(1)蚯蚓、苍蝇、细菌(微生物) 物质循环利用(2)可以充分地利用垃圾中的物质(或对物质的良性循环和多途径利用)(3)B(4)畜牧业 生态和经济解析(1)该生态系统中的分解者包括:蚯蚓、苍蝇、细菌(微生物)。该生态工程突出体现了物质循环利用这个基本原理。(2)从资源与环境的角度来看,④⑤途径优于③途径的主要原因是④⑤途径可以充分地利用垃圾中的物质(对物质的多级利用)、减少环境污染。(3)该生态系统中能利用发酵技术产生沼气开发生物能,属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。(4)种植业和畜牧业是人类食物生产系统的两大支柱,种养结合的优化设计就是按照生态和经济规律通过综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。8.2n/4n嵌合体胚胎是指用四倍体(4n)胚胎与二倍体胚胎(2n)或胚胎干细胞(ES细胞)进行聚合,形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。2n/4n嵌合体胚胎的构建常用方法如下图,请据图分析回答下列问题。5\n(1)受精卵是胚胎发育的开端,图中的卵细胞达到 时期,才具备受精的能力,而精子需经过 过程才能和卵细胞结合。 (2)2n的ES细胞来自胚胎发育过程的 期,本实验中从功能上说明了该细胞 。 (3)2n/4n嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有 。 (4)ES细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动物相比,遗传物质来源的区别主要是什么? 。 答案(1)减数第二次分裂中期 获能(2)囊胚 具有发育的全能性(3)动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植(4)用ES细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体,而用核移植方法克隆的动物只是核型一致,但胞质类型却不一定相同解析(1)具有受精能力的卵细胞实际上是处于第二次减数分裂中期的次级卵母细胞,精子必须先在雌性生殖道并停留一段时间,才具备卵子受精的能力,这一过程称为精子的获能。(2)囊胚期的细胞开始出现分化,细胞的全能性仍比较高。(3)2n/4n嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有:动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植。(4)ES细胞经嵌合体方法培育的动物,其细胞是由原来的细胞经聚合而形成的,遗传物质是原来细胞的双倍因此是原来细胞的复制体。核移植也就是克隆遗传物质中细胞核DNA与供核细胞一致,细胞质遗传物质是不同的。5
