1、专题突破练19胚胎工程和生态工程1.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,可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”。2016年初,首位通过“三亲试管婴儿”技术工程诞生的男婴出世了,他的母亲是一位线粒体肌病患者。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、(2)重组卵母细胞需培养到时才具备与精子受精的能力;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养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使用了、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)“三亲试管婴儿”的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,为避免生出患有其他遗传病的孩子,孕妇应在孕期进行。2.如图表示借助生物技术实现生殖性克隆和治疗性克隆的过程,请据图回答下列问题。(1)图中采用的去核方法是,去核的“卵细胞”是处于期的卵母细胞。(2)供体细胞核注入受体细胞后,通常要用物理或化学方法激活受体细胞,使其完成和发育进程,请写出化学方
3、法中可用的一种试剂:。(3)生殖性克隆产生的是供体的克隆后代,利用的原理是;而在治疗性克隆中,通常需要在培养液中加入,从而诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。(4)胚胎干细胞的细胞核具有的特点,其可以用于治疗人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病,如(写出两种)。3.我国科学家突破了体细胞克隆猴的世界难题,成功培育出世界上首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”。这标志着我国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代。下图为克隆猴的流程示意图。请回答下列问题。(1)我国克隆猴利用的是猴胎儿成纤维细胞,该细胞是一已分化的体细胞,从理论上分析,它具有细胞的全能性,这是因为。(2)克隆猴时需要进行“去
4、核”操作,即去掉卵母细胞的细胞核。先在体外培养卵母细胞让其分裂,一般选择的细胞进行去核操作;然后进行“核移植”,即将体细胞的细胞核移到去核卵母细胞中形成重组细胞,此时采用的技术是;得到的重组细胞再进行人工激活使其分裂形成胚胎。(3)科学家将79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴中,最终只有两只母猴正常怀孕产下“中中”和“华华”,它俩的性别是否一致?;原因是。(4)克隆动物有很多优点:可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育;。(5)灵长类生物克隆成功是克隆技术的重大突破,在该技术应用方面,应注意哪些潜在的风险?。4.科学家将四种遗传基因导入皮肤成纤维细胞,发现皮肤成纤维细胞可转化为具有胚胎干细胞
5、特性的细胞,即诱导多能干细胞(iPS细胞)。回答下列问题。(1)哺乳动物的胚胎干细胞可取自囊胚的。胚胎干细胞在功能上具有。(2)将四种遗传基因导入皮肤成纤维细胞前,通常需要先构建。在导入基因的诱导下,皮肤成纤维细胞能够被诱导形成iPS细胞,原因是。(3)在培养iPS细胞的培养液中加入,可以诱导iPS细胞分化成不同的组织和器官,这可以解决目前临床上器官移植存在的和免疫排斥问题。(4)研究发现,用胚胎干细胞进行核移植成功的难度明显低于体细胞核移植成功的难度,原因是。5.2017年7月,一篇刊登于Nature上的动物研究结果显示,在向大脑中注射干细胞能延缓衰老、提高认知和延长寿命。同年11月,Nat
6、ure又发表了一项令人激动的成果,科学家借助于转基因干细胞,成功挽救了一名患有罕见且无法治愈的皮肤病(EB,该病源于基因突变)的小男孩,使其拥有全新的皮肤。请回答下列问题。(1)目前获得多潜能干细胞的方法有很多,如可采用细胞核移植技术,将体细胞的细胞核转移到细胞中,再将这种重组细胞体外培养至囊胚阶段,从中分离进行培养,该方法能获得多潜能干细胞的根本原因是 。(2)在对资料中患皮肤病的小男孩进行治疗时,科学家从小男孩尚且正常的皮肤上采集一小块(邮票大小),包括其中的干细胞。在实验室,先对皮肤细胞进行基因改造。基因工程的核心步骤是。检测目的基因能否在皮肤细胞中表达常用的方法是。(3)该治疗方法属于
7、治疗性克隆。接着,对改造后的细胞进行培养。在培养过程中,为防止代谢产物积累对细胞造成伤害,应,通常还要加入等天然成分以满足细胞对营养的需要。6.生态农业是按照生态学原理和生态经济规律,因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。回答下列问题。(1)生态农业的建设不但要重视对的保护,更要注重与经济、社会效益的结合。生态经济所遵循的主要原则是。(2)“无废弃农业”是生态工程最早和最生动的一种模式,其遵循的生态工程原理主要是原理。根据生态工程中的物种多样性这一原理,有人认为生态农业建设中,应使食物链越长越好,你认为该结论是否正确?,为什么?。(3)如图为某地区建立的生态农业模式
8、示意图。该生态农业模式的建立不但要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济与社会等系统的影响力,这体现了生态工程的原理。人和动物的粪便进入沼气池后,通过沼气池中微生物的作用可以产生沼气。“低碳”指较低的温室气体(二氧化碳等)排放,请指出图中体现“低碳”的一个做法:。2023学年参考答案专题突破练19胚胎工程和生态工程1.答案 (1)B促性腺(2)减数第二次分裂中期获能维持培养液的pH(3)核移植(4)产前诊断(或基因诊断、羊水检测等)2.答案 (1)显微操作法M(或减数第二次分裂中)(2)细胞分裂钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂(写出一种即可)(3)动物体细胞核具有全能性分化诱导因子(4)核
9、大、核仁明显帕金森综合征、少年糖尿病、老年痴呆症(写出两种即可)3.答案 (1)成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因(2)减数第二次分裂中期(或M期)显微注射技术(3)一致“中中”“华华”的细胞核中遗传物质一样,是融合细胞经过有丝分裂形成的(4)可以增加濒危物种的存活数量(或可以建立实验动物模型研究人类疾病)4.答案 (1)内细胞团发育的全能性(2)基因表达载体皮肤成纤维细胞具有全套的遗传信息(或基因)(3)分化诱导因子供体器官不足(4)胚胎干细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易5.答案 (1)去核的卵母内细胞团动物细胞核具有全套的遗传信息(2)基因表达载体的构建抗原抗体杂交(3)定期更换培养液血清6.答案 (1)生态环境循环经济(2)物质循环再生不正确因为食物链过长,各食物链中的生物数量难以达到一定规模,影响经济效益(合理即可)(3)整体性分解秸秆不直接焚烧,而用于培育食用菌、生产沼气(合理即可)6