专题突破练16 胚胎工程、生态工程1.英国生理学家罗伯特·爱德华兹,因在体外人工授精技术上的卓越贡献,获得2022年诺贝尔生理学或医学奖。他的研究使全球不育症夫妇获益。回答下列问题。(1)自然条件下, 是在雌性动物排卵前后完成的,产生的一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,准备与精子受精。当在 的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。 (2)1951年,爱德华兹发现 可以促进成熟雌鼠排卵,这为体外人工授精技术的第一步奠定了理论基础。经过系统研究,爱德华兹终于成功将卵母细胞与 后的精子在试管中完成受精,受精卵在 液成功进行卵裂。1978年世界第一例试管婴儿诞生,这是对爱德华兹不懈努力的最好表彰。 (3)在爱德华兹的引领下,对体外人工授精技术的研究有了许多新发现。比如可通过显微注射法将单个精子注入处于 期的卵母细胞内,以提高受精率;也可对早期胚胎进行遗传学诊断,如在显微镜下观察 数目,可降低21三体综合征患儿的出生率,从而实现试管婴儿的优生。 (4)试管婴儿的形成,除体外人工授精技术之外,涉及的胚胎工程技术还有 。 2.人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取,但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,人们对血液制品顾虑重重,如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能,其大致过程如下: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)实验步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行 处理,受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的生理反应包括 。 (2)实验步骤Ⅱ中,将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵的最有效的方法是 。 (3)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加 和动物血清。 (4)实验步骤Ⅳ中,应选择性别为 的奶牛胚胎进行移植。 3.不久前,英国议会下院通过了一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图回答下列问题。(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前通常需要注射 激素,促使一次有更多的卵泡发育。 (2)次级卵母细胞需培养到MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备 ,重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2,CO2的主要作用是 。 (3)三亲婴儿的培育技术 (填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,而 (填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿细胞中染色体的 (填比例)来自母亲提供的细胞核。 (4)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术的主要区别是前者植入前对胚胎进行 。 4.回答下列关于设计试管婴儿和胚胎工程的问题。(1)设计试管婴儿是为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用 处理促使母亲排出更多的卵子。 4\n(2)胚胎发育的卵裂期在 (填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72h体外培养发育成32细胞左右的胚胎,叫做 ,可用于胚胎移植。 (3)为了某些需要,需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个 (填“滋养层”或“内细胞团”)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作 ,以 为模板进行PCR扩增;最后与SRY特异性探针出现阳性反应的胚胎为 性。 (4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆,即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,要用微型吸管把位于 和 之间的第一极体一并吸出。 5.随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答下列问题。(1)①需要剪碎并使用 使其彼此分散,用于传代培养的细胞应不超过10代以保证细胞的 不发生变化。 (2)在胚胎的早期培养过程中把⑤送入⑥的最佳时期是 。 (3)此过程涉及的细胞工程技术手段有 (答两种)。 (4)过程②中,重组质粒中调控目的基因表达的组件是 , 的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。 (5)要实现⑦批量生产血清白蛋白,要求③的性染色体组成是 。⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类转基因动物被称为 。 6.中国首例转基因猕猴的成功培育标志着中国科学家在非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平,为未来人类重大疾病的非人灵长类动物模型的深入研究奠定了坚实的基础。下图是转基因猕猴培育过程的示意图,请据图回答问题。(1)在构建基因表达载体过程中,它的组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及 。过程②中常用 的方法将目的基因导入受精卵。 (2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持 。 (3)图中过程⑦称为 ,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需要用雌性激素对代孕雌猴做 处理。 (4)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行 ,操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行。若选用囊胚期的胚胎,操作过程需要特别注意的问题是 。 7.请回答下列与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题。(1)基因工程技术中,将目的基因导入动物细胞最常用的方法是 。获得该基因后,利用PCR技术将该基因扩增,此时需要添加的有机物质有 。 (2)体外受精是胚胎工程的重要环节,顺利受精必须满足两个条件:来自父方的精子要进行精子获能;来自母方的卵母细胞要 。胚胎工程最后一道工序是 (填生物技术名称)。 4\n(3)与传统方法生成的抗体相比,单克隆抗体具有很多优点。在癌症治疗时,把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素相结合,制成“生物导弹”,借助单克隆抗体的 作用,将药物带到癌细胞位置,将其在原位杀死。 (4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程 的原理。我国西北一些地区年降雨量较少,适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,致使许多地方的杨树长成半死不活状,结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了 原理。 8.(2022湖北武汉模拟,38)随着社会对环境问题的关注度提高,生态环境治理明显加强,环境状况得到了有效改善。请回答下列相关问题。(1)生态工程是对 进行修复重建,对不适宜的生产方式进行改善,以促进人和自然的和谐发展。 (2)实现可持续发展,走生态经济之路,能源资源消耗强度大幅下降,很大程度上得益于实行“ ”的原则,从而实现废弃物的资源化。 (3)实行生态工程,很多时候还需要考虑人文关怀、贫困地区的收入等问题,才能很好解决“前面造林,后面砍林”的问题,这遵循的是生态工程的 原理。 (4)生态工程的实施需要因地制宜,矿区生态破坏严重,矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于 ,为加速矿区生态环境的恢复,具体实施的措施有 (任答两点)。除此以外,在遇到重金属污染时,还常利用植物修复技术进行治理,修复前需选择符合要求的植物,这遵循了生态工程的 原理。 4\n专题突破练16 胚胎工程、生态工程1.答案(1)减数第一次分裂 卵细胞膜和透明带 (2)促性腺激素获能 发育培养 (3)减数第二次分裂中 染色体 (4)早期胚胎培养、胚胎移植2.答案(1)获能 透明带反应和卵细胞膜反应 (2)显微注射法 (3)激素 (4)雌性3.答案(1)促性腺 (2)受精(与精子结合)的能力 维持培养液的pH (3)能 不能 1/2(或50%) (4)遗传学诊断4.答案(1)促性腺激素 (2)透明带 桑椹胚 (3)滋养层 引物 滋养层细胞的DNA 男 (4)卵细胞膜 透明带5.答案(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 正常的二倍体核型(或遗传物质) (2)桑椹胚期或囊胚期 (3)核移植技术、动物细胞培养 (4)启动子和终止子 标记基因 (5)XX 乳腺(房)生物反应器6.答案(1)标记基因 显微注射(2)培养液的pH(3)胚胎移植 同期发情(4)胚胎分割 均等分割内细胞团7.答案(1)显微注射法 引物、原料、Taq酶、模板 (2)培养成熟(或培养至MⅡ中期) 胚胎移植 (3)导向(或定向、定位) (4)物质循环再生 协调与平衡8.答案(1)已被破坏的生态环境 (2)循环经济 (3)整体性 (4)植被恢复与土壤微生物群落的重建 人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程 协调与平衡4
