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新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（含解析）
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这是一份新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（含解析），共45页。试卷主要包含了体内受精及早期胚胎的发育和培养，生物技术的安全性和伦理问题，生态工程的原理及应用等内容，欢迎下载使用。
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程
考点一、体内受精及早期胚胎的发育和培养
【要点速记】
1．精子和卵子的发生
项目
精子的发生
卵子的发生
场所
睾丸的_________
_____（MⅠ）、输卵管（MⅡ）
时间
从_______开始，直到生殖机能衰退
①卵泡的形成和在卵巢内的储备：_______；
②排卵：初情期后
过程
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_____分裂；
②原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为_____分裂；减数分裂过程中经染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半
2．体内受精
（1）精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在_____________发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
（2）卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到______________中期时，才具备与精子受精的能力。
（3）受精过程：
3．早期胚胎发育过程
【重难点突破】
1．．“排卵”的三点提醒
（1）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排出。
（2）排出的卵子是初级卵母细胞（如马）或次级卵母细胞（如猪、牛），而不是成熟的卵子。
（3）排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。
2．受精过程的三个易混点
（1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
（2）受精的场所为输卵管，而胚胎发育的场所为输卵管和子宫。
（3）受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体，而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。
考点二、体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用
【要点速记】
1．体外受精
2．胚胎的早期培养
3．胚胎工程的应用及前景
（1）胚胎移植：
①地位：胚胎工程及其他技术的最后一道工序。
②过程：
③生理学基础：
④实质：早期胚胎在_______________的条件下空间位置的转移。
⑤意义：充分发挥_______优良个体的繁殖潜能。
（2）胚胎分割：
①材料：发育良好，形态正常的_______________。
②实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是_________________即克隆。
③分割要求：对囊胚分割时，要注意将___________均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4．胚胎干细胞（ES或EK细胞）
（1）来源：_____________________。
（4）培养过程：
【重难点突破】
1．胚胎移植的三个易错点
（1）排卵和冲卵不同：排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。
（2）移植胚胎来源及生殖方式
（3）供体牛和受体牛的选择标准：供体是遗传性能和生产性能优秀的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体，且二者必须是同一物种。
2．试管动物与克隆动物的比较
比较项目
试管动物
克隆动物
技术基础
体外受精、胚胎移植
核移植技术、细胞培养、胚胎（分割）移植
实例
试管牛
多利羊
过程
生殖方式
有性生殖
无性生殖
遗传物质
遗传物质来自两个个体
遗传物质大部分来自供核生物体
意义
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期
加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等
考点三、生物技术的安全性和伦理问题
【要点速记】
1．转基因成果
（1）基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域是________________。
（2）科学家将_____________、____________等转入动物体内，培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜；转基因植物方面，目前已经培育出了大批具有___________、___________、__________和耐储藏等新性状的作物。
（3）种植转基因植物面积较大的国家有_________、_________、_________、_________等；种植的转基因作物中_________和___________最多，其次是棉花和油菜。
2．转基因产品的安全性
（1）转基因作为一项技术本身是___________的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的_________________。
（2）理性看待转基因技术。
3．生物技术的伦理问题——设计试管婴儿和基因身份证
反 对
支 持
设计试管婴儿
_____也是生命，抛弃或杀死胚胎无异于“谋杀”
提供_______________并不会对试管婴儿造成损伤
基因身份证
技术方面
对_________________认识不够，通过基因检测难以预防、治疗遗传病
部分遗传病通过基因检测可以__________________
道德方面
个人基因资讯的泄露造成_________
通过正确的科学知识传播、_________教育和立法，可以解决基因歧视现象
4．生物武器
（1）种类：致病菌、_____________、生化毒剂，以及经过_____________的致病菌等。
（2）中国政府的态度：在任何情况下___________________、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
【重难点突破】
1．比较试管婴儿和设计试管婴儿
2．试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
试管婴儿
设计试管婴儿
不同点
过程
无图中d过程
多出图中d过程
技术手段
无须进行遗传学诊断
进行遗传学诊断
应用
主要解决不孕夫妇的生育问题
主要用于白血病、贫血症的治疗
相同点
进行体外受精、体外早期胚胎培养，经过胚胎移植，都是有性生殖
考点四、生态工程的原理及应用
【要点速记】
1．生态工程与生态经济
（1）生态工程。
①任务：_______________已遭到破坏的生态系统；改善传统的_____________，提高生态系统的_______________。
②目的：遵循自然界_______________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到_____________和_____________的同步发展。
③特点：与传统工程相比，生态工程是一类___________、多效益、___________的工程体系。
（2）生态经济。
①原则：_________________。
②特点：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的______________。
③目的：_____________________。
④手段：___________。
2．生态工程的原理：
（1）物质循环再生原理：物质在生态系统中_____________、分层分级利用。
（2）物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
（3）协调与平衡原理：生物与环境的_______________问题；_______________问题。
（4）整体性原理：综合考虑___________________复合系统。
（5）系统学和工程学原理：
①系统的结构决定功能原理：通过_______________结构，达到改善系统功能的目的。
②系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的_____________，完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现_______________大于各部分之和的效果。
3．生态工程的实例
4．生态工程发展的前景
（1）“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与自然_______________的重要性，深化了我们对自然规律的认识。
（2）发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但要重视对生态环境的保护，更要注重与___________________________的结合。
【重难点突破】
1．传统经济≠生态经济
（1）传统经济。
①方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。
②特点：不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
（2）生态经济。
①方式：实现了原料→产品→原料→产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。
②特点：少消耗、多效益、可持续。
2．生态工程基本原理的判断方法
（1）强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。
（2）体现物种多，营养关系复杂→物种多样性原理。
（3）强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调与平衡原理。
（4）涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业生态工程建设→整体性原理。
（5）涉及结构、功能、分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理（系统学和工程学原理）。
（6）涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如珊瑚礁中珊瑚虫和藻类的互利共生→系统整体性原理（系统学和工程学原理）。
农村综合发展型生态工程的核心和优点：
核心是沼气工程；优点是开发可以更新的资源，减少环境污染。
3．小流域综合治理生态工程的“综合”表现
同时考虑到生态效益和经济效益，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，各具特色。
4．大区域生态系统恢复工程应着重考虑的问题
①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性。
5．进行湿地生态恢复工程的主要措施和面临的主要困难
①主要措施：退耕还湖；②主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题。
6．建设矿区废弃地的生态恢复工程的主要措施
①种植耐旱的灌木、草和树；②确定合理载畜量；③改良表土。
7．城市环境生态工程中，解决大气污染和水污染的措施
①解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油；②水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化。
要点速记答案
考点一、1．曲细精管 卵巢 初情期 出生前 精原细胞 精子细胞 初级卵母细胞 第二极体 有丝 减数 2．（1）雌性动物生殖道 （2）减数第二次分裂 （3）顶体反应 透明带反应 卵细胞膜反应 雌雄原核 3．有丝分裂 增多 不增加或略有缩小 32 全能性 胎儿的各种组织 胎盘和胎膜 表层 下方
考点二、1．促性腺激素 卵巢 MⅡ 假阴道法 培养法 获能 2．无机盐 激素 核苷酸 受体移植 3．（1）同期发情 超数 胚胎移植 同种 游离 免疫排斥 遗传特性 生理环境相同 雌性 （2）桑椹胚或囊胚 动物的无性生殖 内细胞团 4．（1）早期胚胎或原始性腺 （2）小 核仁 全能性 分化 （3）人造组织器官 细胞分化 （4）胚胎干 分化
考点三、1．（1）对微生物的基因改造 （2）生长激素基因 促生长激素释放激素基因 抗虫 抗病 抗除草剂 （3）美国 巴西 阿根廷 加拿大 大豆 玉米 2．（1）中性 安全性评价 3．胚胎 骨髓造血干细胞 基因结构及其作用 及早预防，适时治疗 基因歧视 伦理道德 4．（1）病毒 基因重组 （2）不发展、不生产
考点四、1．（1）修复与重建 生产方式 生产力 物质循环 经济效益 生态效益 少消耗 可持续 （2）循环经济 生产原料 实现废弃物的资源化 生态工程 2．（1）循环往复 （3）协调与平衡 环境承载力 （5）改变和优化 比例关系 总体功能 3．①－b ②－c ③－a ④－e ⑤－f ⑥－d 4．（1）和谐共处 （2）经济、社会效益
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（基础）
一、单选题
1．以下关于试管婴儿生产技术不存在的是（ ）
A．体外受精 B．细胞培养 C．胚胎移植 D．基因重组
【答案】D
【解析】试管婴儿是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。所以在试管婴儿生产过程中，没有涉及基因重组，故选D。
2．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收大大提高了系统生产力，这种模式主要应用了生态工程遵循的哪个原理（ ）
A．系统学和工程学原理 B．整体性原理
C．物种多样性原理 D．物质循环再生原理
【答案】A
【解析】我国的桑基鱼塘模式，遵循的是系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理，利用此原理改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果，大大提高了系统生产力。故选A。
3．下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述，正确的是（ ）
A．顶体反应是防止多精入卵的一道屏障
B．卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成
C．采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用
D．卵子发生时，MⅠ和MⅡ过程是不连续的，但细胞质均等分配
【答案】B
【解析】透明带反应是防止多精入卵的一道屏障，A错误；卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成，B正确；采集到的精子获能后与成熟的卵子相遇即可发生受精作用，C错误；卵子发生时，MⅠ和MⅡ过程是不连续的，细胞质不均等分配，D错误。
4．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．丙过程中受精卵可不经培养直接移植
D．丁过程中早期胚胎须移植到良种母山羊子宫内
【答案】A
【解析】甲过程可通过给母山羊注射有关激素（促性腺激素）使其超数排卵，A正确；乙过程的目的是促进体外受精形成受精卵，B错误；获能的精子和成熟的卵子可以在获能培养液或受精培养液中完成受精，而受精卵要移入发育培养液继续培养，C错误；丁过程中早期胚胎须移植到普通母山羊子宫内，D错误。
5．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ）
A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿的受精及胚胎发育全过程在试管内完成
【答案】D
【解析】试管婴儿胚胎发育到一定阶段要移植到体内，D错误。
6．分析下面图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别（ ）
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】初级精母细胞和初级卵母细胞的形成时间不同，A正确；精子形成过程中，MI和MII在时间上是连续的，而卵细胞形成过程中，MI和MII在时间上不是连续的，B正确；精子的形成过程需要变形，卵细胞的形成过程不需要变形，C正确；精子和卵细胞中的染色体数目相同，都是体细胞的一半，D错误。
7．绿水青山就是金山银山，为加大对已破坏生态环境的保护与治理力度，下列有关生态工程的，原理和实例中，分析不正确的是（ ）
选项
有关实例
相关的生态工程原理
A
在人工林中增加植被层次
遵循物种多样性原理
B
前面造林，后面砍林
违背整体性原理
C
我国西北地区大量种植杨树，导致许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状
违背系统学和工程学原理
D
沼气工程建设
遵循物质循环再生原理
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】在人工林中增加植被的层次属于增加了生物的种类，遵循了物种多样性原理，A正确；前面造林，后面砍林，属于没有考虑到经济和社会等系统的影响力，这违背了整体性原理，B正确；我国西北地区大量种植杨树，导致许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，属于没有考虑生物与环境的适应性，违背了协调与平衡原理，C错误；沼气工程建设实现了物质的循环利用，遵循了物质循环再生原理，D正确。
8．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对转基因技术应该趋利避害、理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
【答案】B
【解析】对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待，A正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆，B错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，C正确；对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权，D正确。
9．下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A．受精时防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞膜反应
B．滋养层细胞在囊胚期已发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
C．冲卵时用特定的装置把供体的卵母细胞冲洗出来
D．胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一
【答案】D
【解析】防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应，第二道屏障是卵细胞膜反应，顶体反应能够使精子穿越放射冠和透明带，A错误；囊胚分为内细胞团、滋养层、囊胚腔，其中滋养层将发育为胎膜和胎盘，是在囊胚期之后，只是在囊胚期形成而已并没有进行分化，B错误；胚胎的收集是在配种或输精后第七天，用特制的冲卵装置把供体子宫内的胚胎冲洗出来，叫做冲卵，C错误；胚胎分割是采用机械方法将早期胚胎切割成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。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一，能够加快繁殖速度，D正确。
10．下列有关生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是（ ）
A．转基因植物合成的蛋白质，可能成为某些人群新的过敏原
B．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
C．如果转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题
D．生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止
【答案】C
【解析】反对者认为某些转基因植物产生的蛋白质，也许大多数人食用后没事，但具有过敏体质的人群，食用后可能会出现严重的后果，A正确；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，B正确；转基因植物存在生物安全问题，如转基因植物的抗除草剂基因可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，C错误；运用重组基因技术可以将致病菌或病毒杂交，从而重组对人类或其他生物有害的病原体。这些病原体，具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止，D正确。
11．下列关于农业生态工程的叙述，错误的是（ ）
A．稻鱼共生系统中鱼可以捕食农业害虫，这主要是利用了生态工程中的生物防治技术
B．“蔬菜－鸡、猪－沼气”系统中，能有效实现物质和能量的多级、多途径利用
C．在桑基鱼塘的模式中，可釆用农业生产的套种技术，在桑基上再种植大豆
D．农业生态工程的设计应以社会需求、资源状况和经济效益为基础
【答案】C
【解析】稻鱼共生系统中鱼可以捕食农业害虫，即利用了天敌来控制有害生物，这主要是利用了生态工程中的生物防治技术，A正确；“蔬菜－鸡、猪－沼气”系统中，能有效实现物质和能量的多级、多途径利用，B正确；在桑基鱼塘的模式中，可釆用农业生产的间作技术，在桑基上再种植大豆，C错误； 农业生态工程的设计应以社会需求、资源状况和经济效益为基础，D正确。
12．牛胚胎移植的基本程序如下图所示，下列说法错误的是（ ）
A．供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎
B．图中a指的是超数排卵，可用促性腺激素
C．图中b表示胚胎移植
D．为了提高牛胚胎的利用率，常采用的方法是胚胎分割移植
【答案】C
【解析】供体母牛的主要职能是提供具有优良性状的胚胎，A正确；图中a表示超数排卵，可用促性腺激素处理供体母牛，B正确；图中b表示冲卵，早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能，C错误；同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，采取胚胎分割移植可得到多个胚胎，提高牛胚胎的利用率，D正确。
13．桑基鱼塘是我国珠江三角洲地区为充分利用土地而建造的一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统。如图为某桑基鱼塘示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．该生态系统的基石是桑树、蚕、鱼等生物成分
B．桑基鱼塘体现了生态系统具有物质循环和能量流动的功能
C．与热带雨林相比，桑基鱼塘自我调节能力弱
D．该生态系统的建立大大提高了能量的利用率
【答案】A
【解析】生产者是生态系统的基石，而蚕、鱼属于消费者，A错误；桑基鱼塘体现了生态系统具有物质循环和能量流动的功能，B正确；与热带雨林相比，桑基鱼塘的组成成分分少，营养结构简单，因此其自我调节能力弱，C正确；桑基鱼塘能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率，D正确。
14．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
【答案】B
【解析】对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待，A正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆，B错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，C正确；对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权，D正确。
15．如图是克隆羊的培育流程图，下列相关说法错误的是（ ）
A．卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到减Ⅰ中期
B．从供体羊中取上皮细胞需要用胰蛋白酶进行处理
C．用微型吸管将卵母细胞的细胞核和第一极体吸出
D．代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理
【答案】A
【解析】从屠宰场收集的卵母细胞需在体外培养到减Ⅱ中期才有受精能力，A错误；从供体羊中取上皮细胞，需要用胰蛋白酶进行处理，使其分散为单个细胞，B正确；核移植过程中，通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，因此用微型吸管可将卵母细胞的细胞核和第一极体一并吸出，C正确；在克隆羊的培育过程中，重组胚胎发育到一定阶段，需借助胚胎移植技术，将其移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊体内，为了保证移入的胚胎能够存活，代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理，D正确。
16．2019年5月底，北京市强制执行垃圾分类回收政策，对于垃圾中的有机废弃物将按照“无废化生态社区”模式进行处理。下图为“无废化生态社区”中对有机废弃物进行处理的相关方案。相关叙述正确的是（ ）
A．“无废化生态社区”主要遵循的生态学原理是协调与平衡原理
B．从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④
C．有机肥料能为农作物提供营养物质和能量
D．“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量传递效率
【答案】B
【解析】“无废化生态社区”主要遵循的生态学原理是物质循环再生，A错误；从资源化、无害化角度分析，通过多层分级利用有机废弃物中的物质，既充分利用有机物中的能量、又减少环境污染，因此途径②、③优于④，B正确；有机肥料被分解者分解后能为农作物提供营养物质，但不能为农作物提供能量，C错误；“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量利用的效率，但不能提高能量传递效率，D错误。
17．目前我国在矿产资源开发中，坚持“谁污染、谁治理”、“谁破坏、谁恢复”的原则，建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述合理的是（ ）
A．矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
B．适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田，增加农民收入
C．恢复矿区生态环境，需首先通过机械方法平整压实土地，人工制造表土
D．矿石的开采只是破坏生态环境，不会产生其他危害
【答案】C
【解析】矿区废弃地生态修复的关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建，A错误；矿区废弃地的土地条件极端恶劣，甚至有严重重金属污染，植被难以恢复而农作物更难以生长，大力发展农田，收效难以保证，B错误；恢复矿区生态环境，需首先通过机械方法平整压实土地，人工制造表土，C正确；矿石的开采不仅是破坏生态环境，也会产生其他危害，如地表塌陷等，D错误。
18．如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是（ ）
A．获取的精子经获能后才能进行体外受精
B．②过程只与细胞膜的流动性有关
C．③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂
D．④过程属于胚胎移植过程
【答案】B
【解析】在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精，A正确；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合（与膜的流动性有关）、核的融合等过程，B错误；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂，C正确；④过程是将多细胞胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程，D正确。
19．党中央制定“平堤行洪、退田还湖、移民建镇”的方针是针对下列哪项工程制定的？（ ）
A．大区域生态系统恢复功能 B．矿区废弃地的生态恢复工程
C．湿地生态恢复工程 D．农村综合发展型生态工程
【答案】C
【解析】大区域生态系统恢复工程的措施是森林或草原植被恢复、水土保持等，A错误；矿山废弃地生态恢复工程的关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建，B错误； 湿地生态恢复工程采用工程和生物措施相结合，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，植物物种的引进种植，及建立缓冲带等，使受干扰的湿地得以恢复，C正确；农村综合发展型生态工程将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益．它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业，又是农业生产、加工、销售综合起来，适应市场经济发展的现代农业，D错误。
20．国家一级保护动物华南虎，可采用试管动物技术进行繁殖，该技术包括的环节有（ ）
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆 ⑤胚胎移植
A．①③ B．①④ C．②⑤ D．③⑤
【答案】D
【解析】根据试管动物技术的定义可知，试管动物需要经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，其中不涉及转基因技术、核移植技术以及体细胞克隆技术。
21．关于生物武器的相关叙述，不正确的是（ ）
A．生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌
B．生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品等散布到其他地方
C．经过基因重组的生物武器可能使受害国居民感染而施放者不易感染
D．世界各国达成协议仅允许少数国家保存和使用生物武器
【答案】D
【解析】结合分析可知，生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，A正确；生物武器可以直接或者间接通过食物、生活必需品等散布，由此生物武器是可怕的，B正确；经过基因重组的生物武器，是经过定向改造之后产生的，因此可能使受害国居民感染而施放者不易感染，C正确；为了世界和平，各国共同努力达成协议，即不允许任何国家保存和使用生物武器，D错误。
22．下列关于现代生物工程技术应用安全性评价的叙述中，正确的是（ ）
A．由于存在生殖隔离，大量种植转基因抗除草剂农作物不存在安全性问题
B．转基因的受体细胞通常限制在遗传上有特定缺陷的生物上
C．中国政府不反对治疗性克隆，可以有限制地进行生殖性克隆研究
D．在任何情况下都不发展、不生产生物武器，但可储存少量的生物武器用于研究
【答案】B
【解析】转基因抗除草剂农作物可能通过花粉传播到杂草中，存在安全性问题，A错误；转基因的受体细胞通常限制在遗传上有特定缺陷的生物上，B正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆人，C错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，D错误。
二、综合题
23．牛胚胎的移植的基本程序如下图所示，请据图回答：
（1）图中a、b、c过程分别是指__________、_________、__________________。
（2）受体母牛必须具备________________。胚胎移植时，受体应处于适合的生理状态，此时可利用激素对受体进行____________处理。此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生___________反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是__________；在对囊胚阶段胚胎操作时，要注意将_________均等处理。
（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有___________________________________________________。
【答案】（1）超数排卵 冲卵 胚胎移植
（2）健康的体质和正常的繁殖能力 同期发情 免疫排斥
（3）胚胎分割 内细胞团
（4）体积小、细胞核大、核仁明显
【解析】（1）根据胚胎移植的过程可知，同期发情处理后需要对供体母牛进行超数排卵（a）；配种一周后需要对供体母牛进行冲卵（b）；早期胚胎经过检查和培养后需要进行胚胎移植（c）。
（2）供体母牛的主要职能是只产生具有优良遗传特性的胚胎，受体母牛要承担繁重的妊娠和育仔任务，必须具备健康的体质和健康的繁殖能力的特点；胚胎移植时，受体应处于适合的生理状态，此时可利用激素对受体进行同期发情处理。此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是胚胎分割，分割后再进行胚胎移植；处理的时期可以是桑椹胚或囊胚期，在对囊胚阶段胚胎操作时，注意要将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞，即胚胎干细胞，这类细胞的形态特征有体积小、细胞核大、核仁明显等特点。
24．回答下面关于胚胎工程的问题：
（1）哺乳动物胚胎工程中通过任何项技术获得的胚胎，都必须通过____________技术才能获得后代。
（2）受精卵是胚胎发育的开端，卵细胞达到_____________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。
（3）外来的胚胎能在代孕母畜子宫内发育的免疫学基础是_______________________，对于胚胎的供体和受体需要进行_______________________处理才能提高成功率。
（4）胚胎分割技术已经发展成一种较成熟的技术，对囊胚进行分割时要将____________均等分割，这样才能保证分割后的胚胎恢复并进一步发育。
（5）胚胎干细胞是一种未分化细胞，主要特点是具有________________________性。在培养胚胎干细胞时，首先要在培养皿底部制备层细胞，称为______________。
【答案】（1）胚胎移植.
（2）减数第二次分裂中 获能
（3）受体对移入其子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 同期发情
（4）内细胞团
（5）发育全能性 饲养层
【解析】（1）哺乳动物胚胎工程中通过任何项技术获得的胚胎，都必须通过胚胎移植技术才能获得后代。
（2）受精卵是胚胎发育的开端，卵细胞达到减数第二次分裂中期，才具备受精的能力，而精子需经过获能过程才能和卵细胞结合。
（3）外来的胚胎能在代孕母畜子宫内发育的免疫学基础是受体对移入其子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，对于胚胎的供体和受体需要进行同期发情处理才能提高成功率。
（4）胚胎分割技术已经发展成一种较成熟的技术，对囊胚进行分割时要将内细胞团均等分割，这样才能保证分割后的胚胎恢复并进一步发育。
（5）胚胎干细胞是一种未分化细胞，主要特点是具有发育全能性。在培养胚胎干细胞时，首先要在培养皿底部制备层细胞，称为饲养层。
25．如图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用秸秆培育蘑菇、生产招气，猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答下列问题：
（1）调查该生态系统中某种杂草种群密度的常用方法是___________________，注意的事项有________________________________________________________________（至少答两点）。
（2）一般来说，农田生态系统的______________稳定性较低，原因是_________________。
（3）如图示，在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：_______________________________________。
（4）同碳元素一样，氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的。为什么还要往稻田中不断地施加氮肥呢？________________________。
【答案】（1）样方法 样方大小要适宜，样方数量要多，随机取样
（2）抵抗力 生物种类少、营养结构简单
（3）蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强
（4）农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
【解析】（1）调查该生态系统中某种杂草种群密度，植物的种群密度调查常用样方法，样方法注意的事项有样方大小要适宜，样方数量要多，随机取样等。
（2）一般来说，生态系统组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性就越高。农田生态系统生物种类少、营养结构简单，所以抵抗力稳定性较低。
（3）如图示，在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。
（4）氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的，但农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（提高）
一、单选题
1．要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是（ ）
A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源
B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产
C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用
D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
【答案】C
【解析】转化淀粉生产可再生能源，能量利用率不高，使用化学农药防治病虫害，容易导致环境污染，AB错误。要实现人与自然的和谐发展，发展生态农业，实现物质和能量的多级利用，C正确；开垦湿地，易导致生态系统破坏，D错误。
2．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对转基因技术应该趋利避害、理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
【答案】B
【解析】对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待，A正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆，B错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，C正确；对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权，D正确。
3．下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎，可以看作动物的无性繁殖
B．细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C．胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性能
D．试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
【答案】B
【解析】采用胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎，可以看作动物的无性繁殖，A项正确；细胞核移植主要在不同种动物之间进行，B项错误；胚胎移植时，供体母畜需选择遗传性能和生产性能优秀的个体，C项正确；试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，因此试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，D项正确。
4．在实验室内利用胚胎干细胞（ES细胞）制作小鼠胚胎模型，探究人类某些疾病的发病机制。下图表示制作小鼠癌症模型的流程，下列叙述错误的是（ ）
A．ES细胞可以分化成为小鼠体内的任何一种组织细胞
B．将外源致癌基因导入ES细胞常用显微注射法
C．在饲养层细胞上培养的ES细胞能维持不分化的状态
D．可将早期胚胎培养至原肠胚期，再移植入代孕小鼠体内
【答案】D
【解析】ES细胞具有全能型，能够分化成为小鼠体内的任何一种组织细胞，A正确；将外源基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是显微注射法，B正确；在饲养层细胞上培养的ES细胞能维持不分化的状态，C正确；早期胚胎培养到桑椹胚或囊胚期后方可移植到母鼠子宫继续发育，D错误。
5．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
【答案】D
【解析】超数排卵可以得到多个次级卵母细胞，以便于体外受精得到更多的胚胎，A正确；检测基因型，是从囊胚中分离细胞，以便于选择正常胚胎，B正确；软骨发育不全为常染色体显性遗传病，健康个体基因型应为hh，C正确；人类进行胚胎移植的时间一般8～16个细胞时期，原肠胚期后不能移植，D错误。
6．羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，其维生素及微量元素含量明显高于牛奶，并且长期饮用羊奶不会引起发胖。欲利用胚胎工程技术加快高产奶的萨能山羊的繁殖，下列说法正确的是（ ）
A．为使萨能母羊超数排卵，可在其饲料中添加适量的促性腺激素
B．卵裂期的细胞数量增加，但细胞的体积和细胞内有机物的种类会减少
C．为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术
D．生产上可选用原肠胚细胞进行性别鉴定
【答案】C
【解析】促性腺激素的本质是多肽，如果饲喂会被消化道中的消化酶分解，所以不能饲喂，A错误；卵裂期细胞内的有机物种类会增加，B错误；为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术，C正确；性别鉴定是在囊胚期利用滋养层细胞作性别鉴定，D错误。
7．基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心的是（ ）
A．三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼杂交，进而导致自然种群被淘汰
B．运载体的标记基因（如抗生素基因）可能指导合成有利于抗性进化的产物
C．目的基因（如杀虫基因）本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D．目的基因被应用于生物武器
【答案】A
【解析】三倍体转基因鲤鱼不能产生可育配子，不能与正常鲤鱼杂交，A符合题意；运载标记基因（如抗生素基因）多为抗生素基因，可能指导合成有利于抗性进化的产物，B不符合题意；目的基因如杀虫基因，本身编码的产物可能会对人体产生毒性，C不符合题意；生物武器的类型包括致病菌、病毒、生物毒剂及基因重组的致病菌等，转基因生物有可能被用于制造生物武器，D不符合题意。
8．供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是（ ）
A．防止受体牛不愿意接受胚胎
B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育
C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同
D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强
【答案】B
【解析】用激素进行同期发情处理的原因是为了使供受体的生理状态相同，A错误；只有供、受体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育，所以要用激素进行同期发情处理，B正确；同期发情处理的根本目的是保证被移植的胚胎继续正常发育，C错误；同期发情不会使卵细胞和精子受精结合能力增强，D错误。
9．由于甲鱼的特殊生理习性，使得甲鱼养殖水体因为大量饵料投放而污染严重。为了改善甲鱼池水质，有人设计了下图所示的甲鱼养殖废水净化生态系统。有关叙述正确的是（ ）
A．蔬菜、浮游植物是该生态系统的主要成分
B．废水净化主要是蔬菜吸收了污水中的物质
C．养殖池中的废水可以为蔬菜提供物质和能量
D．建立该生态系统主要依据的原理是能量流动
【答案】A
【解析】蔬菜、浮游植物属于生产者，是该生态系统的主要成分，A正确；废水净化主要是微生物的分解作用，B错误；养殖池中的废水可以为蔬菜提供物质，但不能提供能量，C错误；建立该生态系统主要依据的原理是物质循环再生，D错误。
10．研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊，其操作流程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．X不能直接培育为个体的原因是细胞中遗传物质不能表达
B．重组细胞要进行分裂和发育需用振荡、PEG或灭活的病毒等激活
C．早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系
D．经培育得到的丁羊，其细胞内的遗传物质与甲完全相同
【答案】C
【解析】X体细胞不能直接培育为个体的原因是动物体细胞分化程度高，恢复其全能性困难，A错误；重组细胞要进行分裂和发育需要用物理或化学的方法激活，没有使用病毒，B错误；早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系，C正确；经培育得到的丁羊，细胞质中的遗传物质和乙羊相同，D错误。
11．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）。
据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同
D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞
【答案】C
【解析】由题意可知卵原细胞形成卵子需要促性腺激素和精子诱导，所以次级卵母细胞形成需要激素调节，A、B正确；由题图可知Ⅱ染色体数是2N，Ⅲ染色体数是N，Ⅳ分裂后期染色体数是4N，所以它们染色体数目不同，C错误；培养转基因动物时一般选取受精卵作为受体细胞，所以D正确。
12．中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述，正确的是（ ）
A．卵裂期不仅细胞数量增加，而且体积也有所增加
B．兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性
C．在形成早期胚胎的过程中，不会出现细胞的分化
D．克隆出的早期胚胎中，各细胞的遗传信息是不同的
【答案】B
【解析】卵裂期细胞数量增加但胚胎总体积并不明显增加，甚至略微减小，A错误；兔子卵细胞质中含有激发大熊猫细胞核的全能性的物质，作用是激发大熊猫细胞核的全能性，B正确；胚胎发育过程中，到囊胚期就出现细胞分化，C错误；早期胚胎的细胞是由同一细胞经有丝分裂而来的，所以遗传物质相同，D错误。
13．利用胚胎工程培育高产的荷斯坦奶牛的相关叙述，正确的是（ ）
A．供体母牛和受体母牛需要用相同的激素处理
B．胚胎移植可以充分发挥优良雌性个体的繁殖潜能
C．胚胎移植或分割一般选择囊胚或原肠胚期的胚胎
D．注射性激素有助于供体母牛排出较多的次级卵母细胞
【答案】B
【解析】受体母牛与供体母牛用同种激素进行同期发情处理，此外还要对供体母牛注射促性腺激素，促使其超数排卵，A错误；一头母牛一年只能产一胎，一胎一个，它只有一个子宫 但是通过超数排卵 ，它可以产生多个卵细胞（优良个体），通过体外受精可以获取多个优良胚胎，再通过胚胎分割及胚胎移植到别的母牛（一般个体）的子宫里，一年就能产下好几头良牛了，所以胚胎移植可以充分发挥优良雌性个体的繁殖潜能，B正确；移植的胚胎不能用原肠胚，而应该用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，而且通过冲卵获得的应是桑椹胚或囊胚，C错误；应用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理，而不是性激素，D错误。
14．下图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。相关叙述错误的是（ ）
A．过程①注射相关激素，使供、受体同期发情
B．过程②注射促性腺激素，达到超数排卵的目的
C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
【答案】C
【解析】图示为牛胚胎移植的流程，其中①表示同期发情处理；②表示超数排卵；③表示冲卵；④表示胚胎的收集、检查、培养。图中过程①表示供、受体同期发情处理，该过程需要注射促性腺激素，A正确；过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵，B正确；过程③主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎，C错误；过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎，D正确。
15．随着“绿水青山就是金山银山”理念的提出，生态经济的重要性日益增显。下列有关叙述错误的是（ ）
A．生态经济所遵循的主要原则是循环经济
B．生态工程的特点是少消耗、低效益、可持续
C．“无废弃物农业”遵循的基本原理是物质循环再生原理
D．在湿地的周围建立缓冲带可使湿地依靠自然演替机制恢复其生态功能
【答案】B
【解析】生态经济的主要原则是循环经济，A正确；生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，B错误；无废弃物农业主要是变废为宝，基本原理是物质循环再生，C正确；湿地周围的缓冲带有利于其恢复生态功能，D正确。
二、综合题
16．下图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答。
（1）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____________________。
（2）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，此前需要对代孕雌猴作__________处理。受体对移入子宫的外来胚胎不会发生____________，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴，可对早期胚胎进行胚胎分割，选择___________的胚胎进行操作。在操作过程需要特别注意是________________________。
【答案】（1）培养液的pH
（2）胚胎移植 同期发情 免疫排斥反应
（3）桑椹胚或囊胚 对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割
【解析】（1）CO2溶于水呈酸性，可以维持培养液的pH。
（2）⑦为胚胎移植，胚胎移植时要用激素处理，让代孕雌猴与供体雌猴同期发情，使其生殖器官的生理变化相同，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期；囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞一一发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
17．进行牛胚胎移植，可通过下列途径获得优良胚胎，请回答相关问题：
（1）在途径①中，为一次性获得数目较多的胚胎，可对优良母牛注射____________ 。体内受精一段时间后，可通过___________操作收集早期胚胎用于移植；若进行体外受精，应使用培养到____________ 的卵母细胞。
（2）在途径②中，以成熟体细胞为供体进行核移植成功率很低，而以胚胎细胞为供体成功率会显著提高，原因是_________________。在途径③中，将目的基因导入受精卵常用的方法是_____________ ；若用DNA分子杂交技术检测导入是否成功，需以____________为模板制作探针。
（3）优良胚胎移植前需培养到_________时期，且受体母牛需处于_____________状态。
【答案】（1）促性腺激素 冲卵 减数第二次分裂中期
（2）细胞分化程度低，全能性高 显微注射法 目的基因
（3）桑椹胚或囊胚 发情
【解析】（1）途径①是通过体外受精和早期胚胎培养获得优良胚胎。为一次性获得数目较多的胚胎，可对优良母牛注射促性腺激素使其超数排卵。体内受精一段时间后，可通过冲卵操作收集早期胚胎用于移植；采集的卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力，因此若进行体外受精，应使用培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞。
（2）途径②是采用动物细胞核移植技术获得优良胚胎。与体细胞相比，因胚胎细胞分化程度低，全能性高，因此，以胚胎细胞为供体进行核移植的成功率会显著高于以成熟体细胞为供体进行核移植的成功率。途径③是通过基因工程技术获得优良胚胎。在基因工程的操作中，将目的基因导入受精卵常用的方法是显微注射法；若用DNA分子杂交技术检测导入是否成功，需以目的基因为模板制作探针。
（3）早期胚胎需发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，此时受体母牛需处于发情状态。
18．“绿水青山就是金山银山”，我们要运用生态工程对生态环境进行修复和重建，共建我们美好的家园，请回答：
（1）生态工程是指应用___________和系统学等的基本原理和方法，通过系统的设计，调控和技术组装，对___________进行修复重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
（2）与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、___________、___________的工程体系。
（3）“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就，遵循的生态工程的基本原理主要是__________，有机肥料的施用，改善了___________，培育了___________；实现了土壤养分如氮磷钾及微量元素的___________。
（4）“三北防护林”工程建设要考虑到树种的生态适应性，又要考虑到树种的多样性，这分别体现了生态工程的___________原理和___________原理。
【答案】（1）生态学 已被破坏的生态环境
（2）多效益 可持续
（3）物质循环再生原理 土壤结构 土壤微生物 循环利用
（4）协调与平衡原理 物种多样性原理
【解析】（1）根据生态工程的定义可知，生态工程应用的是生态学和系统学等的基本原理和方法，要对已被破坏的生态环境进行修复重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
（2）与传统的工程相比，生态工程体系的特点是少消耗、多效益、可持续。
（3）“无废弃物农业”遵循的主要是物质循环再生原理；该农业中有机肥料的施用，改善了土壤结构，培育了土壤微生物；实现了土壤养分如氮磷钾及微量元素的循环利用。
（4）“三北防护林”工程建设要考虑到树种的生态适应性，体现了生态工程的协调与平衡原理；还要考虑到树种的多样性，体现了生态工程的物种多样性原理。
19．Leigh 氏综合症是一种严重的神经障碍疾病，其致病基因位于线粒体DNA上。一位母亲约有1/4的线粒体携带这种致病基因，她的前两个孩子均为该病患者。她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。
回答下列问题。
（1）该健康男婴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。
（2）图示过程中代表捐赠健康基因的母亲卵母细胞的是_____（填“A”或“B”），判断的依据是_________________________。在体外受精前要对采集到的精子进行________处理才能与卵子受精。受精后形成的受精卵要移入______培养液中继续培养一段时间，再移植到母亲体内，早期胚胎发育到_______阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。
（3）早期胚胎需经过________（水平）检测合格后才能植入母亲的子宫继续发育。
（4）该母亲的前两个孩子均患病的原因是________。在本次胚胎孕育过程中，医疗团队特意选择了男性胚胎移人子官发育，原因是________________________________________。
【答案】（1）核移植
（2）A 重组的卵细胞获取的是卵母细胞A中的细胞质，说明A的细胞质基因是正常的，所以代表捐赠健康基因母亲卵母细胞的是A 获能 发育 囊胚
（3）DNA分子
（4）该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的 线粒体几乎全都来自于卵细胞，导致前两个孩子患病 因为男性的线粒体不会遗传给后代
【解析】（1）根据图示信息可知，该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
（2）图示过程中，重组的卵细胞获取的是卵母细胞A中的细胞质，说明A的细胞质基因是正常的，所以代表捐赠健康基因母亲卵母细胞的是A。在体外受精前要对采集到的精子进行获能处理，受精后形成的受精卵要移入发育培养液中继续培养一段时间，再移植到母亲体内；早期胚胎发育到囊胚阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。
（3）早期胚胎需经过DNA分子水平检测合格后才能植入母亲的子宫继续发育。
（4）根据题意可知，该母亲约有1/4的线粒体携带有这种致病基因，说明该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自于卵细胞，导致前两个孩子患病。在胚胎孕育过程中，由于男性的线粒体不会遗传给后代，因此医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育。
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（挑战）
一、单选题
1．下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．在动物细胞培养过程中通常要通入5%的CO2，以维持培养液的pH
B．ES细胞在饲养层细胞上培养，可以分化成不同类型的组织细胞
C．哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系
D．在胚胎分割移植前，可用分割针取滋养层细胞进行性别鉴定
【答案】B
【解析】在动物细胞培养中，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养，CO2的主要作用是维持培养液的pH，A正确；ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化状态，B错误；哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能，C正确；在胚胎分割移植前，可用分割针取滋养层细胞进行性别鉴定，D正确。
2．医学上把能够消除体细胞“记忆”恢复到胚胎细胞状态的过程称为细胞的“重编程”，将通过“重编程”得到的细胞在不同的条件下进行培养就能得到各种分化的细胞。人们把这种利用体细胞制造胚胎干细胞，经诱导分化后再移植回人体的技术称作“治疗性克隆”。下列说法错误的是（ ）
A．胚胎干细胞可在饲养层细胞上分化为各种组织细胞
B．动物细胞培养技术是治疗性克隆得以实现的基础
C．移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能
D．重编程的过程中可能利用了体细胞核移植技术
【答案】A
【解析】胚胎干细胞可在饲养层细胞上进行培养，从而维持其分裂而不分化的状态，A错误；动物细胞培养技术是治疗性克隆得以实现的基础，B正确；移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能，C正确；重编程的过程中可能利用了体细胞核移植技术，D正确。
3．下面是科学家设计的快速繁殖良种肉牛的两种方法，下列叙述错误的是（ ）
A．在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到胚胎移植技术
B．为了获得更多的卵细胞需要用促性腺激素处理良种母牛B
C．良种母牛B与良种公牛C杂交后代的遗传信息与克隆牛G的相同
D．要培育生长速度快的转基因牛，则目的基因的受体细胞可以是受精卵
【答案】C
【解析】在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到动物细胞培育技术和胚胎移植技术，A正确；培育试管牛要对良种母牛进行超数排卵处理（使用促性腺激素），B正确；克隆牛G属于无性生殖，其主要遗传信息来自提供细胞核的个体，即公牛C，而良种母牛B与良种公牛C杂交后代的染色体一半来自母本，一半来自父本，C错误；培育高产奶牛的转基因牛，属于基因工程范畴，一般转基因动物的目的基因的受体细胞是受精卵，D正确。
4．胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。如胚胎移植、体外受精、胚胎分割。胚胎干细胞培养等技术。下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述错误的是（ ）
A．采集的卵母细胞一般需要在体外培养至MII中期才能进行体外受精
B．早期胚胎的培养液与动物细胞培养的培养液中通常都需要添加动物血清
C．移植前通常采用SRY-PCR法对内细胞团细胞做DNA分析以鉴定胚胎性别
D．ES细胞的细胞核大，核仁明显，可以诱导分化成动物体内任何一种组织细胞
【答案】C
【解析】采集的卵母细胞一般需要在体外培养至MII中期才能与获能的精子受精，A正确；早期胚胎的培养液与动物细胞培养的培养液中通常都需要添加动物血清，B正确；移植前通常采用SRY-PCR法对滋养层细胞做DNA分析以鉴定胚胎性别，C错误；ES细胞的细胞核大，核仁明显，具有发育的全能性，可以诱导分化成动物体内任何一种组织细胞，D正确。
5．下图是利用奶牛乳腺生产血清白蛋白的过程。下列有关叙述错误的是（ ）
A．将牛组织置于清水中并加入一定量的胰蛋白酶处理可得到单细胞
B．图中涉及基因工程、动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等技术
C．选用未受精的卵细胞作为受体细胞是因为其具有让细胞核全能性得到表达的环境
D．若要获得同卵双胎或多胎，分割囊胚时需将内细胞团均等分割
【答案】A
【解析】动物细胞需要在特定的培养液中培养，用胰蛋白酶可以分离得到单细胞，A错误；图示有转基因技术、动物细胞的培养、核移植、早期胚胎培养及胚胎移植等技术，B正确；未受精的卵母细胞较大，营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质，C正确；为获得同卵双胎或多胎，可通过胚胎分割获得多个胚胎，一般分割囊胚期的内细胞团，且需均等分割，D正确。
6．蚯蚓分解处理技术可实现固体废物的减量化和资源化。如图为某农业生态系统的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．该生态系统中的蚯蚓和各种微生物均属于分解者
B．该生态工程设计突出体现了物种多样性的原理
C．农作物、果树等植物获取的物质和能量主要来自有机肥
D．影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度、含水量等
【答案】D
【解析】生态系统中的微生物不一定是分解者，如硝化细菌为生产者，A错误；由图可知，该生态系统中，物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用，重点体现的是物质循环再生的原理，B错误；植物获得的能量来自太阳光能，C错误；分析图示可知，影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度和含水量等，D正确。
7．小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞、制备流程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
【答案】D
【解析】为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培养时需要在5% CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。
8．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如右图所示，a、b、c 表示现代工程技术，①、②、③分别表示其对应的结果，请据图回答下面说法正确的是（ ）
A．若a是胚胎分割技术，则产生的①中，所有个体的基因型和表现型一定相同。
B．若b是体外受精技术，则形成②的过程属于克隆。
C．若c是核移植技术，则形成③的过程体现了动物体细胞也具有全能性。
D．①②③生产过程中的代孕母必须与供体母畜同期发情
【答案】D
【解析】由于使用胚胎分割技术，分割后的细胞团所发育的个体是有同一个受精卵分裂发育的，所以个体的基因型是相同的，但是表现型是有基因和环境共同决定的，所以尽管基因型相同，但外界的环境的差异会影响其表现型，使之不一定相同，A错误；体外受精是有性生殖，而克隆是无性生殖，B错误；核移植技术体现的是动物细胞核具有全能性，不是动物体细胞有全能性，C错误；图中过程均需进行胚胎移植，供受体母畜需要进行同期发情处理，D正确。
9．CCR5是HIV入侵人体T细胞的主要辅助受体之一。有科学家为了使婴儿一出生就具有抵抗艾滋病的能力，通过基因编辑破坏了受精卵中的CCR5基因，该做法引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是（ ）
A．CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控
B．基因编辑技术有可能因编辑对象错误（脱靶）造成不可预知的后果
C．被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高
D．该技术虽然符合人类伦理道德，但可能存在潜在的安全风险
【答案】D
【解析】CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控，敲除CCR5基因后其他生理过程会受到影响，A错误；基因编辑技术有可能因编辑对象错误（脱靶）造成不可预知的后果，故会引发民众的担忧，B错误；被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高，会引发民众的担忧，C错误；该技术不符合人类伦理道德，D正确。
10．我国科学家成功将小鼠卵泡中卵母细胞周围的颗粒细胞转化为GV卵母细胞，进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A．过程①的实质是基因选择性表达，类似于脱分化过程
B．X细胞的遗传物质应与当初卵泡中卵母细胞的相同
C．X细胞受精后，会再释放出一个极体
D．过程③涉及体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术
【答案】B
【解析】过程①卵泡中的颗粒细胞经诱导，脱分化为多能干细胞，其实质是基因选择性表达，A正确；X细胞是卵泡中的颗粒细胞经由脱分化和减数分裂等过程形成的，故遗传物质与卵母细胞的不一定相同，B错误；X细胞应处于减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精，受精后继续进行减数分裂，故会再释放出一个极体，C正确；过程③涉及体外受精，受精后要进行早期胚胎培养及胚胎移植，D正确。
11．Leigh氏综合征患者中20%~25%是由线粒体基因突变导致。一位母亲约有1/4的线粒体携带有这种线粒体突变基因，她的前两个孩子因患有该病而亡。她的第三个孩子因为接受了另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。下图为男婴的孕育过程，下列说法错误的是（ ）
A．图示过程中代表该母亲卵母细胞的是卵母细胞B
B．该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
C．进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了添加必需营养成分外，还需要添加血清
D．体外受精获得的早期胚胎，可培养至原肠胚阶段进行胚胎移植
【答案】D
【解析】由于该母亲的线粒体基因异常，但其核基因是正常的，因此只需要另外母亲A提供细胞质，因此，图示过程中代表该母亲卵母细胞的是卵母细胞B，A正确；根据图示可知，该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，B正确；进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了添加必需营养成分外，还需要添加血清，C正确；体外受精获得的早期胚胎，通常可培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植，对于人来讲可在8~16个细胞阶段进行移植，D错误。
12．生物安全是国家安全体系的组成部分。新冠肺炎疫情蔓延对我国生物安全防御体系建设提出了新的要求，引起了全社会对生物安全形势的高度关注。以下选项中不会给我国带来生物安全风险的是（ ）
A．人类及动植物中可能爆发的重大疫病 B．保护沿海滩涂红树林中的生物多样性
C．全球气候变暖导致生态环境发生改变 D．收集我国公民及生物资源的遗传信息
【答案】B
【解析】人类及动植物中可能爆发的重大疫病，会影响生态环境以及人类的生存和发展，会给我国带来生物安全风险，A不符合题意；保护沿海滩涂红树林中的生物多样性，有利于保护生态系统的稳定性，不会给我国带来生物安全风险，B符合题意；全球气候变暖导致生态环境发生改变，会影响生物多样性，对生物圈的稳态也会造成严重威胁，影响到人类的生存和发展，会给我国带来生物安全风险，C不符合题意；收集我国公民的遗传信息，可能会造成基因歧视，带来许多不公平的社会问题，遗传信息的滥用还会导致社会和政治事件的发生，会给我国带来生物安全风险，D不符合题意。
二、综合题
13．人的血清白蛋白（HSA）有许多作用，如对血液中的免疫球蛋白（抗体）有保护和稳定的作用。如果免疫球蛋白缺少了这种保护，免疫力就会变得不稳定，容易引起各种疾病，所以在临床上需求量很大。白蛋白通常从人血中提取，产量受到限制。如果应用基因工程、克隆等技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，请根据图解回答下列问题：
（1）图中①一般经___________处理可以得到③，将②导入③最为有效的方法是__________。导入前，需要将②与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤是基因工程的核心，称为______________________。
（2）通过核移植技术能够得到胚胎④，精、卵在体外受精时也能得到早期胚胎。在体外受精过程中防止多精入卵的生理反应主要包括___________反应和____________反应。
（3）若需要迅速得到大量转基因奶牛，可采用下列处理方法：将早期胚胎④处理后形成若干个胚胎⑤，此种方法称__________。进行上述操作时，应选择发育至___________或囊胚阶段的胚胎进行操作，对后者操作时必须注意将___________________________________。
【答案】（1）胰蛋白酶或胶原蛋白酶 显微注射技术 基因表达载体的构建
（2）透明带反应 卵黄膜封闭作用
（3）胚胎分割 桑葚胚 内细胞团均等分割
【解析】（1）动物细胞间质主要成分为蛋白质，故通常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，获取分散细胞。将目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。基因工程的核心，称为构建基因表达载体。
（2）透明带反应形成透明带，是防止多精入卵第一道屏障；卵黄膜封闭作用是防止多精入卵第二道屏障。
（3）将早期胚胎④桑葚胚或囊胚处理后形成若干个胚胎⑤，植入母体子宫发育为同卵多胎，为胚胎分割。对囊胚进行操作时必须注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎恢复和进一步发育。
14．人重症联合免疫缺陷综合征（SCID）是由于“人重组激活基因”的缺失或突变，导致人体不能产生成熟的T、B淋巴细胞。科学家对“人重组激活基因”缺失患者进行基因治疗的流程图如下。请回答相关问题：
（1）“人重组激活基因”缺失对人体免疫功能的影响是使___________免疫缺陷。图中的A为___________，若要得到较多数量的A，需要对供体注射___________。
（2）上图结构C中的a为___________；b将来发育成___________。之所以能用图C中的c诱导成造血干细胞，是因为c具有________________。
（3）②过程采用的技术为___________，采用患者自身的体细胞核经过①②③过程获得转基因的造血干细胞进行移植，其优点是________________________________。
【答案】（1）体液免疫和细胞免疫 去核的卵母细胞 促性腺激素
（2）透明带 胎盘和胎膜 发育的全能性
（3）早期胚胎培养 不发生免疫排斥反应
【解析】（1）由于患者“人重组激活基因”的缺失或突变，导致人体不能产生成熟的T、B淋巴细胞，所以“人重组激活基因”缺失使体液免疫和细胞免疫均发生缺陷。图中的A为去核的卵母细胞，若要得到较多的A，需要对供体注射促性腺激素使其超数排卵。
（2）结构C中的a为透明带，b（滋养层）将来发育成胎盘和胎膜。之所以能用图C中的c诱导造血干细胞，是因为c（内细胞团）具有发育的全能性。
（3）②过程为早期胚胎培养，采用患者自身的体细胞核经过①②③过程获得转基因的造血干细胞进行移植，其优点是不发生免疫排斥反应。
15．庭院系统也是一个人工生态系统，某庭院的系统组成及各组分之间的关系如下图所示，这个庭院生态系统对系统外部的物质输出，包括农户自身消费和出售部分。
请回答下列问题：
（1）该系统中生产者的能量来源是____________；消费者的能量来源是____________。
（2）由图可知，该系统中的次级生产者包括________；如图组分中，经初级生产直接转化形成的有______；图中 消费者（鸡、鸭、鹅、猪）同化的能量与生产者同化的能量之比_______（填能或不能）反映生产者与消费 者（鸡、鸭、鹅、猪）间的能量传递效率。
（3）如图组分中，属于该系统的实际消费的是___________________（至少答出 2 点）；该系统建立了蔬菜——鸡猪等——沼气 的小循环，从能量利用的角度看，主要是实现了能量的_______________________。
【答案】（1）太阳能/光能 来自生产者的能量和来自饲料的能量
（2）消费者（鸡、鸭、鹅、猪）、（沼气池中的）分解者 菜、秧苗、菜叶根 不能
（3）种子、饲料、幼禽、人力、人粪 多级利用
【解析】（1）生产者的能量来源于太阳能或光能；而消费者的能量来源于生产者的能量和饲料的能量
（2）图中次级生产者包括消费者（鸡、鸭、鹅、猪）和（沼气池中的）分解者；经初级生产直接转化的有菜、秧苗、菜叶根；由于消费者同化的能量还来自于饲料，所以消费者同化的能量与生产者同化的能量之比不能反映生产者与消费者之间的能量传递效率。
（3）该系统的实际消费是种子、饲料、幼禽、人力、人粪；该系统建立了蔬菜——鸡猪等——沼气的小循环，实现了能量的多级利用。
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程
考点一、体内受精及早期胚胎的发育和培养
【要点速记】
1．精子和卵子的发生
项目
精子的发生
卵子的发生
场所
睾丸的_________
_____（MⅠ）、输卵管（MⅡ）
时间
从_______开始，直到生殖机能衰退
①卵泡的形成和在卵巢内的储备：_______；
②排卵：初情期后
过程
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_____分裂；
②原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为_____分裂；减数分裂过程中经染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半
2．体内受精
（1）精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在_____________发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
（2）卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到______________中期时，才具备与精子受精的能力。
（3）受精过程：
3．早期胚胎发育过程
【重难点突破】
1．．“排卵”的三点提醒
（1）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵泡从卵巢中排出。
（2）排出的卵子是初级卵母细胞（如马）或次级卵母细胞（如猪、牛），而不是成熟的卵子。
（3）排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。
2．受精过程的三个易混点
（1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
（2）受精的场所为输卵管，而胚胎发育的场所为输卵管和子宫。
（3）受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体，而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。
考点二、体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用
【要点速记】
1．体外受精
2．胚胎的早期培养
3．胚胎工程的应用及前景
（1）胚胎移植：
①地位：胚胎工程及其他技术的最后一道工序。
②过程：
③生理学基础：
④实质：早期胚胎在_______________的条件下空间位置的转移。
⑤意义：充分发挥_______优良个体的繁殖潜能。
（2）胚胎分割：
①材料：发育良好，形态正常的_______________。
②实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是_________________即克隆。
③分割要求：对囊胚分割时，要注意将___________均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4．胚胎干细胞（ES或EK细胞）
（1）来源：_____________________。
（4）培养过程：
【重难点突破】
1．胚胎移植的三个易错点
（1）排卵和冲卵不同：排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。
（2）移植胚胎来源及生殖方式
（3）供体牛和受体牛的选择标准：供体是遗传性能和生产性能优秀的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体，且二者必须是同一物种。
2．试管动物与克隆动物的比较
比较项目
试管动物
克隆动物
技术基础
体外受精、胚胎移植
核移植技术、细胞培养、胚胎（分割）移植
实例
试管牛
多利羊
过程
生殖方式
有性生殖
无性生殖
遗传物质
遗传物质来自两个个体
遗传物质大部分来自供核生物体
意义
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期
加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等
考点三、生物技术的安全性和伦理问题
【要点速记】
1．转基因成果
（1）基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域是________________。
（2）科学家将_____________、____________等转入动物体内，培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜；转基因植物方面，目前已经培育出了大批具有___________、___________、__________和耐储藏等新性状的作物。
（3）种植转基因植物面积较大的国家有_________、_________、_________、_________等；种植的转基因作物中_________和___________最多，其次是棉花和油菜。
2．转基因产品的安全性
（1）转基因作为一项技术本身是___________的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的_________________。
（2）理性看待转基因技术。
3．生物技术的伦理问题——设计试管婴儿和基因身份证
反 对
支 持
设计试管婴儿
_____也是生命，抛弃或杀死胚胎无异于“谋杀”
提供_______________并不会对试管婴儿造成损伤
基因身份证
技术方面
对_________________认识不够，通过基因检测难以预防、治疗遗传病
部分遗传病通过基因检测可以__________________
道德方面
个人基因资讯的泄露造成_________
通过正确的科学知识传播、_________教育和立法，可以解决基因歧视现象
4．生物武器
（1）种类：致病菌、_____________、生化毒剂，以及经过_____________的致病菌等。
（2）中国政府的态度：在任何情况下___________________、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
【重难点突破】
1．比较试管婴儿和设计试管婴儿
2．试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
试管婴儿
设计试管婴儿
不同点
过程
无图中d过程
多出图中d过程
技术手段
无须进行遗传学诊断
进行遗传学诊断
应用
主要解决不孕夫妇的生育问题
主要用于白血病、贫血症的治疗
相同点
进行体外受精、体外早期胚胎培养，经过胚胎移植，都是有性生殖
考点四、生态工程的原理及应用
【要点速记】
1．生态工程与生态经济
（1）生态工程。
①任务：_______________已遭到破坏的生态系统；改善传统的_____________，提高生态系统的_______________。
②目的：遵循自然界_______________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到_____________和_____________的同步发展。
③特点：与传统工程相比，生态工程是一类___________、多效益、___________的工程体系。
（2）生态经济。
①原则：_________________。
②特点：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的______________。
③目的：_____________________。
④手段：___________。
2．生态工程的原理：
（1）物质循环再生原理：物质在生态系统中_____________、分层分级利用。
（2）物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
（3）协调与平衡原理：生物与环境的_______________问题；_______________问题。
（4）整体性原理：综合考虑___________________复合系统。
（5）系统学和工程学原理：
①系统的结构决定功能原理：通过_______________结构，达到改善系统功能的目的。
②系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的_____________，完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现_______________大于各部分之和的效果。
3．生态工程的实例
4．生态工程发展的前景
（1）“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与自然_______________的重要性，深化了我们对自然规律的认识。
（2）发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但要重视对生态环境的保护，更要注重与___________________________的结合。
【重难点突破】
1．传统经济≠生态经济
（1）传统经济。
①方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。
②特点：不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
（2）生态经济。
①方式：实现了原料→产品→原料→产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。
②特点：少消耗、多效益、可持续。
2．生态工程基本原理的判断方法
（1）强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。
（2）体现物种多，营养关系复杂→物种多样性原理。
（3）强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调与平衡原理。
（4）涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业生态工程建设→整体性原理。
（5）涉及结构、功能、分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理（系统学和工程学原理）。
（6）涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如珊瑚礁中珊瑚虫和藻类的互利共生→系统整体性原理（系统学和工程学原理）。
农村综合发展型生态工程的核心和优点：
核心是沼气工程；优点是开发可以更新的资源，减少环境污染。
3．小流域综合治理生态工程的“综合”表现
同时考虑到生态效益和经济效益，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，各具特色。
4．大区域生态系统恢复工程应着重考虑的问题
①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性。
5．进行湿地生态恢复工程的主要措施和面临的主要困难
①主要措施：退耕还湖；②主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题。
6．建设矿区废弃地的生态恢复工程的主要措施
①种植耐旱的灌木、草和树；②确定合理载畜量；③改良表土。
7．城市环境生态工程中，解决大气污染和水污染的措施
①解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油；②水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化。
要点速记答案
考点一、1．曲细精管 卵巢 初情期 出生前 精原细胞 精子细胞 初级卵母细胞 第二极体 有丝 减数 2．（1）雌性动物生殖道 （2）减数第二次分裂 （3）顶体反应 透明带反应 卵细胞膜反应 雌雄原核 3．有丝分裂 增多 不增加或略有缩小 32 全能性 胎儿的各种组织 胎盘和胎膜 表层 下方
考点二、1．促性腺激素 卵巢 MⅡ 假阴道法 培养法 获能 2．无机盐 激素 核苷酸 受体移植 3．（1）同期发情 超数 胚胎移植 同种 游离 免疫排斥 遗传特性 生理环境相同 雌性 （2）桑椹胚或囊胚 动物的无性生殖 内细胞团 4．（1）早期胚胎或原始性腺 （2）小 核仁 全能性 分化 （3）人造组织器官 细胞分化 （4）胚胎干 分化
考点三、1．（1）对微生物的基因改造 （2）生长激素基因 促生长激素释放激素基因 抗虫 抗病 抗除草剂 （3）美国 巴西 阿根廷 加拿大 大豆 玉米 2．（1）中性 安全性评价 3．胚胎 骨髓造血干细胞 基因结构及其作用 及早预防，适时治疗 基因歧视 伦理道德 4．（1）病毒 基因重组 （2）不发展、不生产
考点四、1．（1）修复与重建 生产方式 生产力 物质循环 经济效益 生态效益 少消耗 可持续 （2）循环经济 生产原料 实现废弃物的资源化 生态工程 2．（1）循环往复 （3）协调与平衡 环境承载力 （5）改变和优化 比例关系 总体功能 3．①－b ②－c ③－a ④－e ⑤－f ⑥－d 4．（1）和谐共处 （2）经济、社会效益
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（基础）
一、单选题
1．以下关于试管婴儿生产技术不存在的是（ ）
A．体外受精 B．细胞培养 C．胚胎移植 D．基因重组
【答案】D
【解析】试管婴儿是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。所以在试管婴儿生产过程中，没有涉及基因重组，故选D。
2．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收大大提高了系统生产力，这种模式主要应用了生态工程遵循的哪个原理（ ）
A．系统学和工程学原理 B．整体性原理
C．物种多样性原理 D．物质循环再生原理
【答案】A
【解析】我国的桑基鱼塘模式，遵循的是系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理，利用此原理改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果，大大提高了系统生产力。故选A。
3．下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述，正确的是（ ）
A．顶体反应是防止多精入卵的一道屏障
B．卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成
C．采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用
D．卵子发生时，MⅠ和MⅡ过程是不连续的，但细胞质均等分配
【答案】B
【解析】透明带反应是防止多精入卵的一道屏障，A错误；卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成，B正确；采集到的精子获能后与成熟的卵子相遇即可发生受精作用，C错误；卵子发生时，MⅠ和MⅡ过程是不连续的，细胞质不均等分配，D错误。
4．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．丙过程中受精卵可不经培养直接移植
D．丁过程中早期胚胎须移植到良种母山羊子宫内
【答案】A
【解析】甲过程可通过给母山羊注射有关激素（促性腺激素）使其超数排卵，A正确；乙过程的目的是促进体外受精形成受精卵，B错误；获能的精子和成熟的卵子可以在获能培养液或受精培养液中完成受精，而受精卵要移入发育培养液继续培养，C错误；丁过程中早期胚胎须移植到普通母山羊子宫内，D错误。
5．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ）
A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿的受精及胚胎发育全过程在试管内完成
【答案】D
【解析】试管婴儿胚胎发育到一定阶段要移植到体内，D错误。
6．分析下面图解，判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别（ ）
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】初级精母细胞和初级卵母细胞的形成时间不同，A正确；精子形成过程中，MI和MII在时间上是连续的，而卵细胞形成过程中，MI和MII在时间上不是连续的，B正确；精子的形成过程需要变形，卵细胞的形成过程不需要变形，C正确；精子和卵细胞中的染色体数目相同，都是体细胞的一半，D错误。
7．绿水青山就是金山银山，为加大对已破坏生态环境的保护与治理力度，下列有关生态工程的，原理和实例中，分析不正确的是（ ）
选项
有关实例
相关的生态工程原理
A
在人工林中增加植被层次
遵循物种多样性原理
B
前面造林，后面砍林
违背整体性原理
C
我国西北地区大量种植杨树，导致许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状
违背系统学和工程学原理
D
沼气工程建设
遵循物质循环再生原理
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】在人工林中增加植被的层次属于增加了生物的种类，遵循了物种多样性原理，A正确；前面造林，后面砍林，属于没有考虑到经济和社会等系统的影响力，这违背了整体性原理，B正确；我国西北地区大量种植杨树，导致许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，属于没有考虑生物与环境的适应性，违背了协调与平衡原理，C错误；沼气工程建设实现了物质的循环利用，遵循了物质循环再生原理，D正确。
8．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对转基因技术应该趋利避害、理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
【答案】B
【解析】对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待，A正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆，B错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，C正确；对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权，D正确。
9．下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A．受精时防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞膜反应
B．滋养层细胞在囊胚期已发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
C．冲卵时用特定的装置把供体的卵母细胞冲洗出来
D．胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一
【答案】D
【解析】防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应，第二道屏障是卵细胞膜反应，顶体反应能够使精子穿越放射冠和透明带，A错误；囊胚分为内细胞团、滋养层、囊胚腔，其中滋养层将发育为胎膜和胎盘，是在囊胚期之后，只是在囊胚期形成而已并没有进行分化，B错误；胚胎的收集是在配种或输精后第七天，用特制的冲卵装置把供体子宫内的胚胎冲洗出来，叫做冲卵，C错误；胚胎分割是采用机械方法将早期胚胎切割成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。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一，能够加快繁殖速度，D正确。
10．下列有关生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是（ ）
A．转基因植物合成的蛋白质，可能成为某些人群新的过敏原
B．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
C．如果转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题
D．生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止
【答案】C
【解析】反对者认为某些转基因植物产生的蛋白质，也许大多数人食用后没事，但具有过敏体质的人群，食用后可能会出现严重的后果，A正确；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，B正确；转基因植物存在生物安全问题，如转基因植物的抗除草剂基因可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，C错误；运用重组基因技术可以将致病菌或病毒杂交，从而重组对人类或其他生物有害的病原体。这些病原体，具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止，D正确。
11．下列关于农业生态工程的叙述，错误的是（ ）
A．稻鱼共生系统中鱼可以捕食农业害虫，这主要是利用了生态工程中的生物防治技术
B．“蔬菜－鸡、猪－沼气”系统中，能有效实现物质和能量的多级、多途径利用
C．在桑基鱼塘的模式中，可釆用农业生产的套种技术，在桑基上再种植大豆
D．农业生态工程的设计应以社会需求、资源状况和经济效益为基础
【答案】C
【解析】稻鱼共生系统中鱼可以捕食农业害虫，即利用了天敌来控制有害生物，这主要是利用了生态工程中的生物防治技术，A正确；“蔬菜－鸡、猪－沼气”系统中，能有效实现物质和能量的多级、多途径利用，B正确；在桑基鱼塘的模式中，可釆用农业生产的间作技术，在桑基上再种植大豆，C错误； 农业生态工程的设计应以社会需求、资源状况和经济效益为基础，D正确。
12．牛胚胎移植的基本程序如下图所示，下列说法错误的是（ ）
A．供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎
B．图中a指的是超数排卵，可用促性腺激素
C．图中b表示胚胎移植
D．为了提高牛胚胎的利用率，常采用的方法是胚胎分割移植
【答案】C
【解析】供体母牛的主要职能是提供具有优良性状的胚胎，A正确；图中a表示超数排卵，可用促性腺激素处理供体母牛，B正确；图中b表示冲卵，早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能，C错误；同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，采取胚胎分割移植可得到多个胚胎，提高牛胚胎的利用率，D正确。
13．桑基鱼塘是我国珠江三角洲地区为充分利用土地而建造的一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统。如图为某桑基鱼塘示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．该生态系统的基石是桑树、蚕、鱼等生物成分
B．桑基鱼塘体现了生态系统具有物质循环和能量流动的功能
C．与热带雨林相比，桑基鱼塘自我调节能力弱
D．该生态系统的建立大大提高了能量的利用率
【答案】A
【解析】生产者是生态系统的基石，而蚕、鱼属于消费者，A错误；桑基鱼塘体现了生态系统具有物质循环和能量流动的功能，B正确；与热带雨林相比，桑基鱼塘的组成成分分少，营养结构简单，因此其自我调节能力弱，C正确；桑基鱼塘能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率，D正确。
14．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
【答案】B
【解析】对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待，A正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆，B错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，C正确；对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权，D正确。
15．如图是克隆羊的培育流程图，下列相关说法错误的是（ ）
A．卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到减Ⅰ中期
B．从供体羊中取上皮细胞需要用胰蛋白酶进行处理
C．用微型吸管将卵母细胞的细胞核和第一极体吸出
D．代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理
【答案】A
【解析】从屠宰场收集的卵母细胞需在体外培养到减Ⅱ中期才有受精能力，A错误；从供体羊中取上皮细胞，需要用胰蛋白酶进行处理，使其分散为单个细胞，B正确；核移植过程中，通过显微操作去除卵母细胞中的细胞核，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，因此用微型吸管可将卵母细胞的细胞核和第一极体一并吸出，C正确；在克隆羊的培育过程中，重组胚胎发育到一定阶段，需借助胚胎移植技术，将其移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊体内，为了保证移入的胚胎能够存活，代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理，D正确。
16．2019年5月底，北京市强制执行垃圾分类回收政策，对于垃圾中的有机废弃物将按照“无废化生态社区”模式进行处理。下图为“无废化生态社区”中对有机废弃物进行处理的相关方案。相关叙述正确的是（ ）
A．“无废化生态社区”主要遵循的生态学原理是协调与平衡原理
B．从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④
C．有机肥料能为农作物提供营养物质和能量
D．“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量传递效率
【答案】B
【解析】“无废化生态社区”主要遵循的生态学原理是物质循环再生，A错误；从资源化、无害化角度分析，通过多层分级利用有机废弃物中的物质，既充分利用有机物中的能量、又减少环境污染，因此途径②、③优于④，B正确；有机肥料被分解者分解后能为农作物提供营养物质，但不能为农作物提供能量，C错误；“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量利用的效率，但不能提高能量传递效率，D错误。
17．目前我国在矿产资源开发中，坚持“谁污染、谁治理”、“谁破坏、谁恢复”的原则，建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述合理的是（ ）
A．矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
B．适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田，增加农民收入
C．恢复矿区生态环境，需首先通过机械方法平整压实土地，人工制造表土
D．矿石的开采只是破坏生态环境，不会产生其他危害
【答案】C
【解析】矿区废弃地生态修复的关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建，A错误；矿区废弃地的土地条件极端恶劣，甚至有严重重金属污染，植被难以恢复而农作物更难以生长，大力发展农田，收效难以保证，B错误；恢复矿区生态环境，需首先通过机械方法平整压实土地，人工制造表土，C正确；矿石的开采不仅是破坏生态环境，也会产生其他危害，如地表塌陷等，D错误。
18．如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是（ ）
A．获取的精子经获能后才能进行体外受精
B．②过程只与细胞膜的流动性有关
C．③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂
D．④过程属于胚胎移植过程
【答案】B
【解析】在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精，A正确；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合（与膜的流动性有关）、核的融合等过程，B错误；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂，C正确；④过程是将多细胞胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程，D正确。
19．党中央制定“平堤行洪、退田还湖、移民建镇”的方针是针对下列哪项工程制定的？（ ）
A．大区域生态系统恢复功能 B．矿区废弃地的生态恢复工程
C．湿地生态恢复工程 D．农村综合发展型生态工程
【答案】C
【解析】大区域生态系统恢复工程的措施是森林或草原植被恢复、水土保持等，A错误；矿山废弃地生态恢复工程的关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建，B错误； 湿地生态恢复工程采用工程和生物措施相结合，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，植物物种的引进种植，及建立缓冲带等，使受干扰的湿地得以恢复，C正确；农村综合发展型生态工程将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益．它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业，又是农业生产、加工、销售综合起来，适应市场经济发展的现代农业，D错误。
20．国家一级保护动物华南虎，可采用试管动物技术进行繁殖，该技术包括的环节有（ ）
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆 ⑤胚胎移植
A．①③ B．①④ C．②⑤ D．③⑤
【答案】D
【解析】根据试管动物技术的定义可知，试管动物需要经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，其中不涉及转基因技术、核移植技术以及体细胞克隆技术。
21．关于生物武器的相关叙述，不正确的是（ ）
A．生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌
B．生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品等散布到其他地方
C．经过基因重组的生物武器可能使受害国居民感染而施放者不易感染
D．世界各国达成协议仅允许少数国家保存和使用生物武器
【答案】D
【解析】结合分析可知，生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，A正确；生物武器可以直接或者间接通过食物、生活必需品等散布，由此生物武器是可怕的，B正确；经过基因重组的生物武器，是经过定向改造之后产生的，因此可能使受害国居民感染而施放者不易感染，C正确；为了世界和平，各国共同努力达成协议，即不允许任何国家保存和使用生物武器，D错误。
22．下列关于现代生物工程技术应用安全性评价的叙述中，正确的是（ ）
A．由于存在生殖隔离，大量种植转基因抗除草剂农作物不存在安全性问题
B．转基因的受体细胞通常限制在遗传上有特定缺陷的生物上
C．中国政府不反对治疗性克隆，可以有限制地进行生殖性克隆研究
D．在任何情况下都不发展、不生产生物武器，但可储存少量的生物武器用于研究
【答案】B
【解析】转基因抗除草剂农作物可能通过花粉传播到杂草中，存在安全性问题，A错误；转基因的受体细胞通常限制在遗传上有特定缺陷的生物上，B正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆人，C错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，D错误。
二、综合题
23．牛胚胎的移植的基本程序如下图所示，请据图回答：
（1）图中a、b、c过程分别是指__________、_________、__________________。
（2）受体母牛必须具备________________。胚胎移植时，受体应处于适合的生理状态，此时可利用激素对受体进行____________处理。此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生___________反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是__________；在对囊胚阶段胚胎操作时，要注意将_________均等处理。
（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有___________________________________________________。
【答案】（1）超数排卵 冲卵 胚胎移植
（2）健康的体质和正常的繁殖能力 同期发情 免疫排斥
（3）胚胎分割 内细胞团
（4）体积小、细胞核大、核仁明显
【解析】（1）根据胚胎移植的过程可知，同期发情处理后需要对供体母牛进行超数排卵（a）；配种一周后需要对供体母牛进行冲卵（b）；早期胚胎经过检查和培养后需要进行胚胎移植（c）。
（2）供体母牛的主要职能是只产生具有优良遗传特性的胚胎，受体母牛要承担繁重的妊娠和育仔任务，必须具备健康的体质和健康的繁殖能力的特点；胚胎移植时，受体应处于适合的生理状态，此时可利用激素对受体进行同期发情处理。此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是胚胎分割，分割后再进行胚胎移植；处理的时期可以是桑椹胚或囊胚期，在对囊胚阶段胚胎操作时，注意要将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞，即胚胎干细胞，这类细胞的形态特征有体积小、细胞核大、核仁明显等特点。
24．回答下面关于胚胎工程的问题：
（1）哺乳动物胚胎工程中通过任何项技术获得的胚胎，都必须通过____________技术才能获得后代。
（2）受精卵是胚胎发育的开端，卵细胞达到_____________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。
（3）外来的胚胎能在代孕母畜子宫内发育的免疫学基础是_______________________，对于胚胎的供体和受体需要进行_______________________处理才能提高成功率。
（4）胚胎分割技术已经发展成一种较成熟的技术，对囊胚进行分割时要将____________均等分割，这样才能保证分割后的胚胎恢复并进一步发育。
（5）胚胎干细胞是一种未分化细胞，主要特点是具有________________________性。在培养胚胎干细胞时，首先要在培养皿底部制备层细胞，称为______________。
【答案】（1）胚胎移植.
（2）减数第二次分裂中 获能
（3）受体对移入其子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 同期发情
（4）内细胞团
（5）发育全能性 饲养层
【解析】（1）哺乳动物胚胎工程中通过任何项技术获得的胚胎，都必须通过胚胎移植技术才能获得后代。
（2）受精卵是胚胎发育的开端，卵细胞达到减数第二次分裂中期，才具备受精的能力，而精子需经过获能过程才能和卵细胞结合。
（3）外来的胚胎能在代孕母畜子宫内发育的免疫学基础是受体对移入其子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，对于胚胎的供体和受体需要进行同期发情处理才能提高成功率。
（4）胚胎分割技术已经发展成一种较成熟的技术，对囊胚进行分割时要将内细胞团均等分割，这样才能保证分割后的胚胎恢复并进一步发育。
（5）胚胎干细胞是一种未分化细胞，主要特点是具有发育全能性。在培养胚胎干细胞时，首先要在培养皿底部制备层细胞，称为饲养层。
25．如图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用秸秆培育蘑菇、生产招气，猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答下列问题：
（1）调查该生态系统中某种杂草种群密度的常用方法是___________________，注意的事项有________________________________________________________________（至少答两点）。
（2）一般来说，农田生态系统的______________稳定性较低，原因是_________________。
（3）如图示，在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：_______________________________________。
（4）同碳元素一样，氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的。为什么还要往稻田中不断地施加氮肥呢？________________________。
【答案】（1）样方法 样方大小要适宜，样方数量要多，随机取样
（2）抵抗力 生物种类少、营养结构简单
（3）蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强
（4）农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
【解析】（1）调查该生态系统中某种杂草种群密度，植物的种群密度调查常用样方法，样方法注意的事项有样方大小要适宜，样方数量要多，随机取样等。
（2）一般来说，生态系统组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性就越高。农田生态系统生物种类少、营养结构简单，所以抵抗力稳定性较低。
（3）如图示，在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。
（4）氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的，但农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（提高）
一、单选题
1．要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是（ ）
A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源
B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产
C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用
D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
【答案】C
【解析】转化淀粉生产可再生能源，能量利用率不高，使用化学农药防治病虫害，容易导致环境污染，AB错误。要实现人与自然的和谐发展，发展生态农业，实现物质和能量的多级利用，C正确；开垦湿地，易导致生态系统破坏，D错误。
2．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对转基因技术应该趋利避害、理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
【答案】B
【解析】对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待，A正确；中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆，B错误；中国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，C正确；对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权，D正确。
3．下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎，可以看作动物的无性繁殖
B．细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C．胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性能
D．试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
【答案】B
【解析】采用胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎，可以看作动物的无性繁殖，A项正确；细胞核移植主要在不同种动物之间进行，B项错误；胚胎移植时，供体母畜需选择遗传性能和生产性能优秀的个体，C项正确；试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，因此试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，D项正确。
4．在实验室内利用胚胎干细胞（ES细胞）制作小鼠胚胎模型，探究人类某些疾病的发病机制。下图表示制作小鼠癌症模型的流程，下列叙述错误的是（ ）
A．ES细胞可以分化成为小鼠体内的任何一种组织细胞
B．将外源致癌基因导入ES细胞常用显微注射法
C．在饲养层细胞上培养的ES细胞能维持不分化的状态
D．可将早期胚胎培养至原肠胚期，再移植入代孕小鼠体内
【答案】D
【解析】ES细胞具有全能型，能够分化成为小鼠体内的任何一种组织细胞，A正确；将外源基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是显微注射法，B正确；在饲养层细胞上培养的ES细胞能维持不分化的状态，C正确；早期胚胎培养到桑椹胚或囊胚期后方可移植到母鼠子宫继续发育，D错误。
5．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
【答案】D
【解析】超数排卵可以得到多个次级卵母细胞，以便于体外受精得到更多的胚胎，A正确；检测基因型，是从囊胚中分离细胞，以便于选择正常胚胎，B正确；软骨发育不全为常染色体显性遗传病，健康个体基因型应为hh，C正确；人类进行胚胎移植的时间一般8～16个细胞时期，原肠胚期后不能移植，D错误。
6．羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，其维生素及微量元素含量明显高于牛奶，并且长期饮用羊奶不会引起发胖。欲利用胚胎工程技术加快高产奶的萨能山羊的繁殖，下列说法正确的是（ ）
A．为使萨能母羊超数排卵，可在其饲料中添加适量的促性腺激素
B．卵裂期的细胞数量增加，但细胞的体积和细胞内有机物的种类会减少
C．为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术
D．生产上可选用原肠胚细胞进行性别鉴定
【答案】C
【解析】促性腺激素的本质是多肽，如果饲喂会被消化道中的消化酶分解，所以不能饲喂，A错误；卵裂期细胞内的有机物种类会增加，B错误；为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术，C正确；性别鉴定是在囊胚期利用滋养层细胞作性别鉴定，D错误。
7．基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心的是（ ）
A．三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼杂交，进而导致自然种群被淘汰
B．运载体的标记基因（如抗生素基因）可能指导合成有利于抗性进化的产物
C．目的基因（如杀虫基因）本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D．目的基因被应用于生物武器
【答案】A
【解析】三倍体转基因鲤鱼不能产生可育配子，不能与正常鲤鱼杂交，A符合题意；运载标记基因（如抗生素基因）多为抗生素基因，可能指导合成有利于抗性进化的产物，B不符合题意；目的基因如杀虫基因，本身编码的产物可能会对人体产生毒性，C不符合题意；生物武器的类型包括致病菌、病毒、生物毒剂及基因重组的致病菌等，转基因生物有可能被用于制造生物武器，D不符合题意。
8．供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是（ ）
A．防止受体牛不愿意接受胚胎
B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育
C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同
D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强
【答案】B
【解析】用激素进行同期发情处理的原因是为了使供受体的生理状态相同，A错误；只有供、受体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育，所以要用激素进行同期发情处理，B正确；同期发情处理的根本目的是保证被移植的胚胎继续正常发育，C错误；同期发情不会使卵细胞和精子受精结合能力增强，D错误。
9．由于甲鱼的特殊生理习性，使得甲鱼养殖水体因为大量饵料投放而污染严重。为了改善甲鱼池水质，有人设计了下图所示的甲鱼养殖废水净化生态系统。有关叙述正确的是（ ）
A．蔬菜、浮游植物是该生态系统的主要成分
B．废水净化主要是蔬菜吸收了污水中的物质
C．养殖池中的废水可以为蔬菜提供物质和能量
D．建立该生态系统主要依据的原理是能量流动
【答案】A
【解析】蔬菜、浮游植物属于生产者，是该生态系统的主要成分，A正确；废水净化主要是微生物的分解作用，B错误；养殖池中的废水可以为蔬菜提供物质，但不能提供能量，C错误；建立该生态系统主要依据的原理是物质循环再生，D错误。
10．研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊，其操作流程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．X不能直接培育为个体的原因是细胞中遗传物质不能表达
B．重组细胞要进行分裂和发育需用振荡、PEG或灭活的病毒等激活
C．早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系
D．经培育得到的丁羊，其细胞内的遗传物质与甲完全相同
【答案】C
【解析】X体细胞不能直接培育为个体的原因是动物体细胞分化程度高，恢复其全能性困难，A错误；重组细胞要进行分裂和发育需要用物理或化学的方法激活，没有使用病毒，B错误；早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系，C正确；经培育得到的丁羊，细胞质中的遗传物质和乙羊相同，D错误。
11．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）。
据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同
D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞
【答案】C
【解析】由题意可知卵原细胞形成卵子需要促性腺激素和精子诱导，所以次级卵母细胞形成需要激素调节，A、B正确；由题图可知Ⅱ染色体数是2N，Ⅲ染色体数是N，Ⅳ分裂后期染色体数是4N，所以它们染色体数目不同，C错误；培养转基因动物时一般选取受精卵作为受体细胞，所以D正确。
12．中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述，正确的是（ ）
A．卵裂期不仅细胞数量增加，而且体积也有所增加
B．兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性
C．在形成早期胚胎的过程中，不会出现细胞的分化
D．克隆出的早期胚胎中，各细胞的遗传信息是不同的
【答案】B
【解析】卵裂期细胞数量增加但胚胎总体积并不明显增加，甚至略微减小，A错误；兔子卵细胞质中含有激发大熊猫细胞核的全能性的物质，作用是激发大熊猫细胞核的全能性，B正确；胚胎发育过程中，到囊胚期就出现细胞分化，C错误；早期胚胎的细胞是由同一细胞经有丝分裂而来的，所以遗传物质相同，D错误。
13．利用胚胎工程培育高产的荷斯坦奶牛的相关叙述，正确的是（ ）
A．供体母牛和受体母牛需要用相同的激素处理
B．胚胎移植可以充分发挥优良雌性个体的繁殖潜能
C．胚胎移植或分割一般选择囊胚或原肠胚期的胚胎
D．注射性激素有助于供体母牛排出较多的次级卵母细胞
【答案】B
【解析】受体母牛与供体母牛用同种激素进行同期发情处理，此外还要对供体母牛注射促性腺激素，促使其超数排卵，A错误；一头母牛一年只能产一胎，一胎一个，它只有一个子宫 但是通过超数排卵 ，它可以产生多个卵细胞（优良个体），通过体外受精可以获取多个优良胚胎，再通过胚胎分割及胚胎移植到别的母牛（一般个体）的子宫里，一年就能产下好几头良牛了，所以胚胎移植可以充分发挥优良雌性个体的繁殖潜能，B正确；移植的胚胎不能用原肠胚，而应该用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，而且通过冲卵获得的应是桑椹胚或囊胚，C错误；应用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理，而不是性激素，D错误。
14．下图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。相关叙述错误的是（ ）
A．过程①注射相关激素，使供、受体同期发情
B．过程②注射促性腺激素，达到超数排卵的目的
C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
【答案】C
【解析】图示为牛胚胎移植的流程，其中①表示同期发情处理；②表示超数排卵；③表示冲卵；④表示胚胎的收集、检查、培养。图中过程①表示供、受体同期发情处理，该过程需要注射促性腺激素，A正确；过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵，B正确；过程③主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎，C错误；过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎，D正确。
15．随着“绿水青山就是金山银山”理念的提出，生态经济的重要性日益增显。下列有关叙述错误的是（ ）
A．生态经济所遵循的主要原则是循环经济
B．生态工程的特点是少消耗、低效益、可持续
C．“无废弃物农业”遵循的基本原理是物质循环再生原理
D．在湿地的周围建立缓冲带可使湿地依靠自然演替机制恢复其生态功能
【答案】B
【解析】生态经济的主要原则是循环经济，A正确；生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，B错误；无废弃物农业主要是变废为宝，基本原理是物质循环再生，C正确；湿地周围的缓冲带有利于其恢复生态功能，D正确。
二、综合题
16．下图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答。
（1）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____________________。
（2）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，此前需要对代孕雌猴作__________处理。受体对移入子宫的外来胚胎不会发生____________，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴，可对早期胚胎进行胚胎分割，选择___________的胚胎进行操作。在操作过程需要特别注意是________________________。
【答案】（1）培养液的pH
（2）胚胎移植 同期发情 免疫排斥反应
（3）桑椹胚或囊胚 对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割
【解析】（1）CO2溶于水呈酸性，可以维持培养液的pH。
（2）⑦为胚胎移植，胚胎移植时要用激素处理，让代孕雌猴与供体雌猴同期发情，使其生殖器官的生理变化相同，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期；囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞一一发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
17．进行牛胚胎移植，可通过下列途径获得优良胚胎，请回答相关问题：
（1）在途径①中，为一次性获得数目较多的胚胎，可对优良母牛注射____________ 。体内受精一段时间后，可通过___________操作收集早期胚胎用于移植；若进行体外受精，应使用培养到____________ 的卵母细胞。
（2）在途径②中，以成熟体细胞为供体进行核移植成功率很低，而以胚胎细胞为供体成功率会显著提高，原因是_________________。在途径③中，将目的基因导入受精卵常用的方法是_____________ ；若用DNA分子杂交技术检测导入是否成功，需以____________为模板制作探针。
（3）优良胚胎移植前需培养到_________时期，且受体母牛需处于_____________状态。
【答案】（1）促性腺激素 冲卵 减数第二次分裂中期
（2）细胞分化程度低，全能性高 显微注射法 目的基因
（3）桑椹胚或囊胚 发情
【解析】（1）途径①是通过体外受精和早期胚胎培养获得优良胚胎。为一次性获得数目较多的胚胎，可对优良母牛注射促性腺激素使其超数排卵。体内受精一段时间后，可通过冲卵操作收集早期胚胎用于移植；采集的卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力，因此若进行体外受精，应使用培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞。
（2）途径②是采用动物细胞核移植技术获得优良胚胎。与体细胞相比，因胚胎细胞分化程度低，全能性高，因此，以胚胎细胞为供体进行核移植的成功率会显著高于以成熟体细胞为供体进行核移植的成功率。途径③是通过基因工程技术获得优良胚胎。在基因工程的操作中，将目的基因导入受精卵常用的方法是显微注射法；若用DNA分子杂交技术检测导入是否成功，需以目的基因为模板制作探针。
（3）早期胚胎需发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，此时受体母牛需处于发情状态。
18．“绿水青山就是金山银山”，我们要运用生态工程对生态环境进行修复和重建，共建我们美好的家园，请回答：
（1）生态工程是指应用___________和系统学等的基本原理和方法，通过系统的设计，调控和技术组装，对___________进行修复重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
（2）与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、___________、___________的工程体系。
（3）“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就，遵循的生态工程的基本原理主要是__________，有机肥料的施用，改善了___________，培育了___________；实现了土壤养分如氮磷钾及微量元素的___________。
（4）“三北防护林”工程建设要考虑到树种的生态适应性，又要考虑到树种的多样性，这分别体现了生态工程的___________原理和___________原理。
【答案】（1）生态学 已被破坏的生态环境
（2）多效益 可持续
（3）物质循环再生原理 土壤结构 土壤微生物 循环利用
（4）协调与平衡原理 物种多样性原理
【解析】（1）根据生态工程的定义可知，生态工程应用的是生态学和系统学等的基本原理和方法，要对已被破坏的生态环境进行修复重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
（2）与传统的工程相比，生态工程体系的特点是少消耗、多效益、可持续。
（3）“无废弃物农业”遵循的主要是物质循环再生原理；该农业中有机肥料的施用，改善了土壤结构，培育了土壤微生物；实现了土壤养分如氮磷钾及微量元素的循环利用。
（4）“三北防护林”工程建设要考虑到树种的生态适应性，体现了生态工程的协调与平衡原理；还要考虑到树种的多样性，体现了生态工程的物种多样性原理。
19．Leigh 氏综合症是一种严重的神经障碍疾病，其致病基因位于线粒体DNA上。一位母亲约有1/4的线粒体携带这种致病基因，她的前两个孩子均为该病患者。她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。
回答下列问题。
（1）该健康男婴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。
（2）图示过程中代表捐赠健康基因的母亲卵母细胞的是_____（填“A”或“B”），判断的依据是_________________________。在体外受精前要对采集到的精子进行________处理才能与卵子受精。受精后形成的受精卵要移入______培养液中继续培养一段时间，再移植到母亲体内，早期胚胎发育到_______阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。
（3）早期胚胎需经过________（水平）检测合格后才能植入母亲的子宫继续发育。
（4）该母亲的前两个孩子均患病的原因是________。在本次胚胎孕育过程中，医疗团队特意选择了男性胚胎移人子官发育，原因是________________________________________。
【答案】（1）核移植
（2）A 重组的卵细胞获取的是卵母细胞A中的细胞质，说明A的细胞质基因是正常的，所以代表捐赠健康基因母亲卵母细胞的是A 获能 发育 囊胚
（3）DNA分子
（4）该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的 线粒体几乎全都来自于卵细胞，导致前两个孩子患病 因为男性的线粒体不会遗传给后代
【解析】（1）根据图示信息可知，该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
（2）图示过程中，重组的卵细胞获取的是卵母细胞A中的细胞质，说明A的细胞质基因是正常的，所以代表捐赠健康基因母亲卵母细胞的是A。在体外受精前要对采集到的精子进行获能处理，受精后形成的受精卵要移入发育培养液中继续培养一段时间，再移植到母亲体内；早期胚胎发育到囊胚阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。
（3）早期胚胎需经过DNA分子水平检测合格后才能植入母亲的子宫继续发育。
（4）根据题意可知，该母亲约有1/4的线粒体携带有这种致病基因，说明该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自于卵细胞，导致前两个孩子患病。在胚胎孕育过程中，由于男性的线粒体不会遗传给后代，因此医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育。
专题37 胚胎工程、生物技术的安全性问题与生态工程（挑战）
一、单选题
1．下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．在动物细胞培养过程中通常要通入5%的CO2，以维持培养液的pH
B．ES细胞在饲养层细胞上培养，可以分化成不同类型的组织细胞
C．哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系
D．在胚胎分割移植前，可用分割针取滋养层细胞进行性别鉴定
【答案】B
【解析】在动物细胞培养中，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养，CO2的主要作用是维持培养液的pH，A正确；ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化状态，B错误；哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能，C正确；在胚胎分割移植前，可用分割针取滋养层细胞进行性别鉴定，D正确。
2．医学上把能够消除体细胞“记忆”恢复到胚胎细胞状态的过程称为细胞的“重编程”，将通过“重编程”得到的细胞在不同的条件下进行培养就能得到各种分化的细胞。人们把这种利用体细胞制造胚胎干细胞，经诱导分化后再移植回人体的技术称作“治疗性克隆”。下列说法错误的是（ ）
A．胚胎干细胞可在饲养层细胞上分化为各种组织细胞
B．动物细胞培养技术是治疗性克隆得以实现的基础
C．移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能
D．重编程的过程中可能利用了体细胞核移植技术
【答案】A
【解析】胚胎干细胞可在饲养层细胞上进行培养，从而维持其分裂而不分化的状态，A错误；动物细胞培养技术是治疗性克隆得以实现的基础，B正确；移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能，C正确；重编程的过程中可能利用了体细胞核移植技术，D正确。
3．下面是科学家设计的快速繁殖良种肉牛的两种方法，下列叙述错误的是（ ）
A．在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到胚胎移植技术
B．为了获得更多的卵细胞需要用促性腺激素处理良种母牛B
C．良种母牛B与良种公牛C杂交后代的遗传信息与克隆牛G的相同
D．要培育生长速度快的转基因牛，则目的基因的受体细胞可以是受精卵
【答案】C
【解析】在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到动物细胞培育技术和胚胎移植技术，A正确；培育试管牛要对良种母牛进行超数排卵处理（使用促性腺激素），B正确；克隆牛G属于无性生殖，其主要遗传信息来自提供细胞核的个体，即公牛C，而良种母牛B与良种公牛C杂交后代的染色体一半来自母本，一半来自父本，C错误；培育高产奶牛的转基因牛，属于基因工程范畴，一般转基因动物的目的基因的受体细胞是受精卵，D正确。
4．胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。如胚胎移植、体外受精、胚胎分割。胚胎干细胞培养等技术。下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述错误的是（ ）
A．采集的卵母细胞一般需要在体外培养至MII中期才能进行体外受精
B．早期胚胎的培养液与动物细胞培养的培养液中通常都需要添加动物血清
C．移植前通常采用SRY-PCR法对内细胞团细胞做DNA分析以鉴定胚胎性别
D．ES细胞的细胞核大，核仁明显，可以诱导分化成动物体内任何一种组织细胞
【答案】C
【解析】采集的卵母细胞一般需要在体外培养至MII中期才能与获能的精子受精，A正确；早期胚胎的培养液与动物细胞培养的培养液中通常都需要添加动物血清，B正确；移植前通常采用SRY-PCR法对滋养层细胞做DNA分析以鉴定胚胎性别，C错误；ES细胞的细胞核大，核仁明显，具有发育的全能性，可以诱导分化成动物体内任何一种组织细胞，D正确。
5．下图是利用奶牛乳腺生产血清白蛋白的过程。下列有关叙述错误的是（ ）
A．将牛组织置于清水中并加入一定量的胰蛋白酶处理可得到单细胞
B．图中涉及基因工程、动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等技术
C．选用未受精的卵细胞作为受体细胞是因为其具有让细胞核全能性得到表达的环境
D．若要获得同卵双胎或多胎，分割囊胚时需将内细胞团均等分割
【答案】A
【解析】动物细胞需要在特定的培养液中培养，用胰蛋白酶可以分离得到单细胞，A错误；图示有转基因技术、动物细胞的培养、核移植、早期胚胎培养及胚胎移植等技术，B正确；未受精的卵母细胞较大，营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质，C正确；为获得同卵双胎或多胎，可通过胚胎分割获得多个胚胎，一般分割囊胚期的内细胞团，且需均等分割，D正确。
6．蚯蚓分解处理技术可实现固体废物的减量化和资源化。如图为某农业生态系统的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．该生态系统中的蚯蚓和各种微生物均属于分解者
B．该生态工程设计突出体现了物种多样性的原理
C．农作物、果树等植物获取的物质和能量主要来自有机肥
D．影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度、含水量等
【答案】D
【解析】生态系统中的微生物不一定是分解者，如硝化细菌为生产者，A错误；由图可知，该生态系统中，物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用，重点体现的是物质循环再生的原理，B错误；植物获得的能量来自太阳光能，C错误；分析图示可知，影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度和含水量等，D正确。
7．小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞、制备流程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
【答案】D
【解析】为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培养时需要在5% CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。
8．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如右图所示，a、b、c 表示现代工程技术，①、②、③分别表示其对应的结果，请据图回答下面说法正确的是（ ）
A．若a是胚胎分割技术，则产生的①中，所有个体的基因型和表现型一定相同。
B．若b是体外受精技术，则形成②的过程属于克隆。
C．若c是核移植技术，则形成③的过程体现了动物体细胞也具有全能性。
D．①②③生产过程中的代孕母必须与供体母畜同期发情
【答案】D
【解析】由于使用胚胎分割技术，分割后的细胞团所发育的个体是有同一个受精卵分裂发育的，所以个体的基因型是相同的，但是表现型是有基因和环境共同决定的，所以尽管基因型相同，但外界的环境的差异会影响其表现型，使之不一定相同，A错误；体外受精是有性生殖，而克隆是无性生殖，B错误；核移植技术体现的是动物细胞核具有全能性，不是动物体细胞有全能性，C错误；图中过程均需进行胚胎移植，供受体母畜需要进行同期发情处理，D正确。
9．CCR5是HIV入侵人体T细胞的主要辅助受体之一。有科学家为了使婴儿一出生就具有抵抗艾滋病的能力，通过基因编辑破坏了受精卵中的CCR5基因，该做法引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是（ ）
A．CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控
B．基因编辑技术有可能因编辑对象错误（脱靶）造成不可预知的后果
C．被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高
D．该技术虽然符合人类伦理道德，但可能存在潜在的安全风险
【答案】D
【解析】CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控，敲除CCR5基因后其他生理过程会受到影响，A错误；基因编辑技术有可能因编辑对象错误（脱靶）造成不可预知的后果，故会引发民众的担忧，B错误；被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高，会引发民众的担忧，C错误；该技术不符合人类伦理道德，D正确。
10．我国科学家成功将小鼠卵泡中卵母细胞周围的颗粒细胞转化为GV卵母细胞，进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A．过程①的实质是基因选择性表达，类似于脱分化过程
B．X细胞的遗传物质应与当初卵泡中卵母细胞的相同
C．X细胞受精后，会再释放出一个极体
D．过程③涉及体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术
【答案】B
【解析】过程①卵泡中的颗粒细胞经诱导，脱分化为多能干细胞，其实质是基因选择性表达，A正确；X细胞是卵泡中的颗粒细胞经由脱分化和减数分裂等过程形成的，故遗传物质与卵母细胞的不一定相同，B错误；X细胞应处于减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精，受精后继续进行减数分裂，故会再释放出一个极体，C正确；过程③涉及体外受精，受精后要进行早期胚胎培养及胚胎移植，D正确。
11．Leigh氏综合征患者中20%~25%是由线粒体基因突变导致。一位母亲约有1/4的线粒体携带有这种线粒体突变基因，她的前两个孩子因患有该病而亡。她的第三个孩子因为接受了另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。下图为男婴的孕育过程，下列说法错误的是（ ）
A．图示过程中代表该母亲卵母细胞的是卵母细胞B
B．该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
C．进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了添加必需营养成分外，还需要添加血清
D．体外受精获得的早期胚胎，可培养至原肠胚阶段进行胚胎移植
【答案】D
【解析】由于该母亲的线粒体基因异常，但其核基因是正常的，因此只需要另外母亲A提供细胞质，因此，图示过程中代表该母亲卵母细胞的是卵母细胞B，A正确；根据图示可知，该健康男婴孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，B正确；进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了添加必需营养成分外，还需要添加血清，C正确；体外受精获得的早期胚胎，通常可培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植，对于人来讲可在8~16个细胞阶段进行移植，D错误。
12．生物安全是国家安全体系的组成部分。新冠肺炎疫情蔓延对我国生物安全防御体系建设提出了新的要求，引起了全社会对生物安全形势的高度关注。以下选项中不会给我国带来生物安全风险的是（ ）
A．人类及动植物中可能爆发的重大疫病 B．保护沿海滩涂红树林中的生物多样性
C．全球气候变暖导致生态环境发生改变 D．收集我国公民及生物资源的遗传信息
【答案】B
【解析】人类及动植物中可能爆发的重大疫病，会影响生态环境以及人类的生存和发展，会给我国带来生物安全风险，A不符合题意；保护沿海滩涂红树林中的生物多样性，有利于保护生态系统的稳定性，不会给我国带来生物安全风险，B符合题意；全球气候变暖导致生态环境发生改变，会影响生物多样性，对生物圈的稳态也会造成严重威胁，影响到人类的生存和发展，会给我国带来生物安全风险，C不符合题意；收集我国公民的遗传信息，可能会造成基因歧视，带来许多不公平的社会问题，遗传信息的滥用还会导致社会和政治事件的发生，会给我国带来生物安全风险，D不符合题意。
二、综合题
13．人的血清白蛋白（HSA）有许多作用，如对血液中的免疫球蛋白（抗体）有保护和稳定的作用。如果免疫球蛋白缺少了这种保护，免疫力就会变得不稳定，容易引起各种疾病，所以在临床上需求量很大。白蛋白通常从人血中提取，产量受到限制。如果应用基因工程、克隆等技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，请根据图解回答下列问题：
（1）图中①一般经___________处理可以得到③，将②导入③最为有效的方法是__________。导入前，需要将②与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤是基因工程的核心，称为______________________。
（2）通过核移植技术能够得到胚胎④，精、卵在体外受精时也能得到早期胚胎。在体外受精过程中防止多精入卵的生理反应主要包括___________反应和____________反应。
（3）若需要迅速得到大量转基因奶牛，可采用下列处理方法：将早期胚胎④处理后形成若干个胚胎⑤，此种方法称__________。进行上述操作时，应选择发育至___________或囊胚阶段的胚胎进行操作，对后者操作时必须注意将___________________________________。
【答案】（1）胰蛋白酶或胶原蛋白酶 显微注射技术 基因表达载体的构建
（2）透明带反应 卵黄膜封闭作用
（3）胚胎分割 桑葚胚 内细胞团均等分割
【解析】（1）动物细胞间质主要成分为蛋白质，故通常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，获取分散细胞。将目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。基因工程的核心，称为构建基因表达载体。
（2）透明带反应形成透明带，是防止多精入卵第一道屏障；卵黄膜封闭作用是防止多精入卵第二道屏障。
（3）将早期胚胎④桑葚胚或囊胚处理后形成若干个胚胎⑤，植入母体子宫发育为同卵多胎，为胚胎分割。对囊胚进行操作时必须注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎恢复和进一步发育。
14．人重症联合免疫缺陷综合征（SCID）是由于“人重组激活基因”的缺失或突变，导致人体不能产生成熟的T、B淋巴细胞。科学家对“人重组激活基因”缺失患者进行基因治疗的流程图如下。请回答相关问题：
（1）“人重组激活基因”缺失对人体免疫功能的影响是使___________免疫缺陷。图中的A为___________，若要得到较多数量的A，需要对供体注射___________。
（2）上图结构C中的a为___________；b将来发育成___________。之所以能用图C中的c诱导成造血干细胞，是因为c具有________________。
（3）②过程采用的技术为___________，采用患者自身的体细胞核经过①②③过程获得转基因的造血干细胞进行移植，其优点是________________________________。
【答案】（1）体液免疫和细胞免疫 去核的卵母细胞 促性腺激素
（2）透明带 胎盘和胎膜 发育的全能性
（3）早期胚胎培养 不发生免疫排斥反应
【解析】（1）由于患者“人重组激活基因”的缺失或突变，导致人体不能产生成熟的T、B淋巴细胞，所以“人重组激活基因”缺失使体液免疫和细胞免疫均发生缺陷。图中的A为去核的卵母细胞，若要得到较多的A，需要对供体注射促性腺激素使其超数排卵。
（2）结构C中的a为透明带，b（滋养层）将来发育成胎盘和胎膜。之所以能用图C中的c诱导造血干细胞，是因为c（内细胞团）具有发育的全能性。
（3）②过程为早期胚胎培养，采用患者自身的体细胞核经过①②③过程获得转基因的造血干细胞进行移植，其优点是不发生免疫排斥反应。
15．庭院系统也是一个人工生态系统，某庭院的系统组成及各组分之间的关系如下图所示，这个庭院生态系统对系统外部的物质输出，包括农户自身消费和出售部分。
请回答下列问题：
（1）该系统中生产者的能量来源是____________；消费者的能量来源是____________。
（2）由图可知，该系统中的次级生产者包括________；如图组分中，经初级生产直接转化形成的有______；图中 消费者（鸡、鸭、鹅、猪）同化的能量与生产者同化的能量之比_______（填能或不能）反映生产者与消费 者（鸡、鸭、鹅、猪）间的能量传递效率。
（3）如图组分中，属于该系统的实际消费的是___________________（至少答出 2 点）；该系统建立了蔬菜——鸡猪等——沼气 的小循环，从能量利用的角度看，主要是实现了能量的_______________________。
【答案】（1）太阳能/光能 来自生产者的能量和来自饲料的能量
（2）消费者（鸡、鸭、鹅、猪）、（沼气池中的）分解者 菜、秧苗、菜叶根 不能
（3）种子、饲料、幼禽、人力、人粪 多级利用
【解析】（1）生产者的能量来源于太阳能或光能；而消费者的能量来源于生产者的能量和饲料的能量
（2）图中次级生产者包括消费者（鸡、鸭、鹅、猪）和（沼气池中的）分解者；经初级生产直接转化的有菜、秧苗、菜叶根；由于消费者同化的能量还来自于饲料，所以消费者同化的能量与生产者同化的能量之比不能反映生产者与消费者之间的能量传递效率。
（3）该系统的实际消费是种子、饲料、幼禽、人力、人粪；该系统建立了蔬菜——鸡猪等——沼气的小循环，实现了能量的多级利用。
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