复习专题：胚胎工程与生态工程

胚胎工程与生态工程

时间：45分钟分值：100分

一、选择题(每题5分，共40分)

1．(·江苏单科)软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是( )

A．首先经超数排卵处理后进行体外受精

B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型

C．根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎

D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫

解析本题考查胚胎工程技术的具体应用。体外受精时首先要利用相关激素处理雌性个体促进其排出更多的卵子，从而有利于提高体外受精的成功率；由于该对夫妇均为软骨发育不全患者，因此他们的孩子可能患病，也可能正常，因此应从囊胚中分离细胞，培养后检测其基因型，然后根据检测结果选择基因型为hh的胚胎进行胚胎移植；进行胚胎移植的最佳时期为桑椹胚期或囊胚期，而不能选用原肠胚期的胚胎进行移植(原肠胚细胞已发生细胞分化)。

答案 D

2．(·浙江)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是( )

A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵

B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟

C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液

D．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的怀孕母羊子宫内

解析本题考查胚胎工程的知识。给母山羊注射促性腺激素可使其超数排卵；乙过程的目的之一是促使卵母细胞进一步发育成熟到减数第二次分裂中期，精子是已经成熟的细胞，乙过程和丙过程采用的培养液成分不同；丙过程中要加

入促使细胞分化的激素等；供体和受体应是生理状态相同，不是性状相同。

答案 A

3．下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是( )

A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离

B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中

C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性

D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物

解析为了防止在杂交过程中转基因农作物将某些基因传递到近缘物种，应将其与传统农业种植区隔离；动物食入转基因植物后，其消化系统能将植物基因分解成小分子物质，基因不能转入动物体细胞中；转基因生物的花粉可能将某些基因传递到一些亲缘关系较近的物种中，从而影响到野生植物的遗传多样性；某些微生物能侵入到转基因植物的根系而使基因扩散到这些根际微生物。

答案 B

4．(·浙江金华十校联考)下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( )

A．胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，③需移植到发情的母牛子宫内发育

B．A细胞不一定是受精卵细胞

C．①②两个胚胎具有不同的遗传物质

D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

解析胚胎移植不能定向改造动物遗传性状；①②两个胚胎具有相同的遗传物质；图中a过程包括卵裂、桑椹胚、囊胚。

答案 B

5．(·浙江杭师大附中模拟)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a是核移植技术，b是体外受精技术，c是胚胎分割技术，①②③依次表示

其结果。据图回答，下面说法正确的是( )

A．①反映了动物细胞也具有全能性

B．②的设计产生不存在伦理争议

C．③中个体的基因型和表现型未必完全相同

D．①②③都属于无性繁殖

解析①反映了动物细胞核也具有全能性；②的设计产生即设计试管婴儿存在伦理争议；③中个体的基因型相同，表现型由于还受环境影响，所以基因型相同，表现型未必完全相同；核移植和胚胎分割移植属于无性繁殖，体外受精属于有性繁殖。

答案 C

6．(·辽宁本溪一模)科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS 细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关说法正确的是( )

A．iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性

B．iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具细胞周期

C．iPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变

D．iPS细胞在分化时正常基因突变成原癌基因是细胞癌变的原因

解析iPS细胞分化为神经细胞是基因的选择性表达；iPS细胞能连续分裂，有细胞周期，它分化形成的神经细胞高度分化，一般不具细胞周期；iPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”全能性较高；正常细胞都含有原癌基因。

答案 B

7．(·江西抚州一模)下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是( ) A．受精卵→卵裂→原肠胚→囊胚→组织器官分化→幼体

B．卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化→幼体

C．受精卵→桑椹胚→原肠胚→幼体

D．受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体

解析胚胎发育顺序是受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体。

答案 D

8．(·浙江金华联考)下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于( )

A．湿地生态恢复的生态工程

B．节水和废水处理与应用的生态工程

C．小流域综合治理与开发的生态工程

D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程

解析题图中的凤眼莲和绿萍有净化污水的作用，而且处理过的水进行了循环利用，因此该生态工程属于节水和废水处理与应用的生态工程。

答案 B

二、非选择题(共60分)

9．(22分)(·河南郑州三模)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答。

(1)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从________和________中分离获取。

(2)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的________，加入抗生素是为了________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。

(3)过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。

(4)过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_______________________________ _________________。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是________。

(5)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是____________________________，该过程研究的意义在于解决________问题。

(6)该研究中，包含的生物技术有________(至少写出两种)。

解析(1)胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取。(2)胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。(4)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。(5)去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。Ⅳ过程研究对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。(6)题中的研究过程包括动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植等生物技术。

答案(1)早期胚胎原始性腺

(2)营养物质防止杂菌污染

(3)发育的全能性原肠胚

(4)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用显微注射法

(5)使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等

(6)动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植

10．(11分)(·陕西五校三模)胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：

(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于________，细胞B的名称是________。

(2)应用2中牛完成体内受精的场所是________，刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为________，胚胎种植后可以通过________从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有__________________(至少答出2种)等。

(3)应用3中细胞C、D分别取自________、________。

(4)应用4中通过________技术获得二分胚①和②，同时，可以通过取样________进行分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对________的分析进行性别鉴定。

解析 (1)由图示可看出应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于供体l 和供体2，细胞B为处于MⅡ期的卵母细胞。(2)牛体内受精的场所为输卵管。胚

胎移植一般选择桑椹胚或囊胚进行移植，胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质，试管牛的产生应用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术手段。(3)细胞C来自生殖腺，而细胞D来自早期胚胎，利用胚胎分割可获得多胚，利用滋养层的细胞可进行早期胚胎性别鉴定，也可通过对染色体的分析进行性别鉴定。

答案 (1)供体1和供体2 MⅡ期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞)

(2)输卵管桑椹胚或囊胚(答不全不对) 胎盘体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植

(3)原始性腺(或生殖腺) 早期胚胎(囊胚的内细胞团)

(4)胚胎分割滋养层染色体(或性染色体)

11．(15分)(·湖北武汉质检)1981年Evans和Kaufman首次成功分离出小鼠胚胎干细胞(ES细胞)，医学界对其的研究虽颇有争议但也如火如荼。2008年1月17日《干细胞》杂志报道，美国加州的科学家使用了进行试管受精的年轻女性捐献的卵子去核，以及2名志愿者的皮肤成纤维细胞的细胞核，成功克隆出了5个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的干细胞。请回答下列问题。

(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚期的________或胎儿的________中分离得到的一类细胞。

(2)上述过程中主要应用的动物细胞工程技术有____________、________。

(3)胚胎干细胞可诱导分化为皮肤干细胞，进而分化成皮肤细胞的根本原因是__________________________。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植治疗的实质是将________移植到患者体内。

(5)在培养胚胎干细胞时，培养基中通常需要加入______等天然成分，培养过程中所需气体主要有________。

(6)胚胎干细胞也可作为基因工程的受体细胞，将目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是________，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是______________________。

解析(2)胚胎干细胞可诱导分化为皮肤干细胞，这是基因选择性表达(即分化)的结果。(3)骨髓移植是将造血干细胞移植到患者体内。

答案(1)内细胞团原始性腺细胞

(2)动物细胞培养细胞核移植

(3)基因的执行情况不同(或基因选择性表达)

(4)造血干细胞

(5)动物血清O

2和CO

2

(6)显微注射法使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用

12．(12分)(·湖北襄阳一模)生态农业是21世纪农业发展的方向，它遵循可持续发展的原则，以不危及后人发展为前提，在人类生产活动干预下，用科学的发展观，获取生物群体共生，生态和谐，质量安全，优质高效的农业生产载体，也可称为人工生态系统。生态农业建设的核心是：整体、协调、循环、再生、增效。面对整个国土进行科学规划；协调农业各业并使农业生产过程中的技术整合、生产与加工并重，销售与市场对接；循环是投入与产出及生产过程中物质、能量的良性利用；再生是向附加值递进；增效是指经济、生态、社会综合效应的可持续发展。

(1)生态工程应在________、________、________等方面取得最佳效果并达到预期目标。

(2)生态农业以________理论为依据，以________协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业以保持生态系统内的________为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。

解析(1)从材料中的最后一句话可知：生态工程应在经济、社会、生态环境等方面取得最佳效果并达到预期目标。(2)生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业通过人工设计生态工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，实现经济、生态、社会三大效益的统一。生态农业必须遵循协调与平衡原理。

答案(1)经济社会生态环境

(2)生态学环境与经济生态平衡