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2021版浙江新高考选考生物一轮复习教师用书：第36讲 胚胎工程与生态工程
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第36讲 胚胎工程与生态工程
知识内容
考试要求
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考试要求
1．从受精卵谈起
a
4.生态工程在农业中的应用
a
2．胚胎工程
a
5.活动：庭院生态系统的经济效益分析
a
3．生态工程的主要类型
a
胚胎工程
1．受精作用与胚胎发育过程
精子＋卵→受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。
(1)受精：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。精细胞需要变形、获能→精卵需要通过细胞表面的识别蛋白相互识别。
(2)哺乳动物的胚胎发育早期是在输卵管中开始的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期着床。
(3)卵裂：卵裂是有丝分裂；随着卵裂球细胞数目的增加，细胞体积逐渐变小；当卵裂球含2～8个细胞时，其中的每一个细胞均可发育成一个完整个体。
(4)囊胚期：内细胞团的细胞是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。
(5)原肠胚期：细胞不断分化，出现了外胚层、中胚层、内胚层三个胚层和原肠腔。
2．胚胎工程
(1)含义：在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术叫胚胎工程。
(2)技术：主要包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞等。
(3)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。
3．体外受精与胚胎体外培养
(1)体外受精过程
①从附睾中取出成熟的精子，在培养液中培养获能。
②给母体注射促性腺激素→取出卵母细胞和卵泡液→培养基中人工培养促进卵母细胞成熟。
③体外合适的条件下完成受精。
(2)胚胎体外培养
①早期胚胎在子宫外发育。
②胚胎不同发育期需要不同的培养液。
③尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。
4．胚胎移植与胚胎分割
(1)胚胎移植
①原因：无法进行全体外胚胎培养。
②移植的胚胎可以来自试管，也可以取自输卵管或子宫角。
③移植的最适宜时期是8细胞以上的胚胎，如早期囊胚。
(2)胚胎分割
①显微镜下用切割针或切割刀把早期胚胎切成多份。
②用胰蛋白酶处理卵裂球，使卵裂球中的细胞分散开。
③分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内。
5．胚胎干细胞
(1)来源：囊胚内细胞团。
(2)培养：一般用胚胎成纤维细胞做饲养层培养胚胎干细胞，这样可以在促进干细胞生长的同时抑制干细胞的分化。
(3)获取：把囊胚放到饲养层的培养液中继续培养，直至内细胞团突出饲养层外，然后用酶消化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。
(4)应用
①胚胎干细胞核移植：将胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。
②用于细胞克隆器官，为器官移植提供器官。
(1)同种生物精卵细胞能够相互识别主要依靠膜表面的糖蛋白(√)
(2)受精的本质是精子依附于卵膜(×)
(3)囊胚的饲养层细胞可发育成胚胎的附属结构或胚外结构(×)
(4)内细胞团细胞已经发生分化，具有发育的全能性(×)
(5)哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是每个细胞的DNA含量不断增加，全能性增高(×)
(6)卵裂期的胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小(√)
(7)受精卵卵裂过程中细胞的物质交换能力增强(√)
(8)囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的(√)
(9)用来促进供体母牛超数排卵的是下丘脑分泌的促性腺激素(×)
(10)胚胎分割时应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或原肠胚(×)
(11)从子宫角获取的早期胚胎可立即移至同期发情的受体子宫角继续发育(√)
(12)“借腹怀胎”过程中，提供细胞核的个体为供体，提供去核细胞质的个体为受体(×)
(选修3 P47～P52相关内容改编)我国已实现部分“胚胎工程产业化”，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请回答：
(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是________(用字母和箭头表示)，d操作的名称是________，h操作的核心是________，受精时受体的卵细胞处于________期。
(2)图中数字标号代表的结构名称是①________，②________，③________。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到________阶段的早期胚胎进行分割处理，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________________________
________________________________。
解析：(1)培育“试管牛C”包括体外受精→胚胎移植→后代(a→b→f→g)；d操作是胚胎移植，h操作是基因工程技术，核心是构建重组DNA分子，受精时受体的卵细胞处于MⅡ中期。(2)囊胚的结构包括：①滋养层、②囊胚腔和③内细胞团，胚胎分割时一般采用的是囊胚或桑椹胚，这两个阶段的细胞分化程度相对较低，对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。
答案：(1)a→b→f→g 胚胎移植 构建重组DNA分子 MⅡ中
(2)滋养层 囊胚腔 内细胞团 桑椹胚或囊胚 将内细胞团均等分割
考法1 体内受精和早期胚胎发育
(1)受精作用
①受精前的准备
a．精子获能：成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，此过程叫获能。
b．卵子的准备：卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。
②受精四步曲
第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步：精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。
第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。
(2)早期胚胎发育
①过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
②图示
[题组冲关]
1．如图表示高等动物在早期胚胎发育中的个体发育过程，下列说法中正确的是( )
A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育
B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大
C．爬行类、鸟类、哺乳类动物在早期胚胎发育中的原肠胚期是分化程度最高的时期
D．囊胚期开始出现三胚层的分化
解析：选C。胚胎发育指受精卵发育成幼体的过程，胚后发育指幼体发育成性成熟个体的过程；受精卵卵裂形成囊胚，每个细胞的体积不断减小；原肠胚期出现三胚层的分化。
2．如图是某科研小组设计的用“精子介导基因转移法”培育转基因山羊(2n)的流程图。据图回答下列问题：
(1)“精子介导基因转移法”是利用精子易于与外源基因结合的能力，通过图中的①过程，将精子作为外源基因的________，由________的精子经过②过程，将外源基因送入卵母细胞。
(2)进行②过程的卵母细胞应处于______________期，此时细胞中含________个染色体组。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和______________。
(3)③过程需要在________________________(写出两点)等条件下进行。
(4)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或________所进行的多种显微操作和处理技术。④过程涉及的胚胎工程技术是________。
解析：图中过程①为将外源基因导入精子，②为体外受精，③为早期胚胎培养，④为胚胎移植。“精子介导基因转移法”就是先将外源基因导入精子，以精子作为外源基因的载体，通过体外受精将外源基因导入卵母细胞。卵母细胞需培养至MⅡ中期才能进行受精作用，此时细胞中只有一个染色体组。动物细胞培养需要满足的条件有：无菌无毒的环境、营养充足、适宜的温度和pH、气体环境等。
答案：(1)载体 获能 (2)减数第二次分裂中 1 卵细胞膜反应 (3)无菌无毒、适宜的温度和pH、营养充足、含95%空气加5%CO2的混合气体(答出两点即可)
(4)配子 胚胎移植
考法2 体外受精和胚胎移植
(1)早期胚胎培养
①原肠胚不属于早期胚胎：早期胚胎是指可用于移植的胚胎，包括原肠胚之前的囊胚、桑椹胚，甚至更早的阶段。
②胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分不完全相同：动物细胞培养的培养液成分有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清、血浆等；胚胎培养液的成分一般比较复杂，除一些无机盐、有机盐外，还需要维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等。
(2)胚胎移植和胚胎分割移植
①用于移植的胚胎来源及生殖方式
a．核移植无性繁殖。
b．体外受精有性生殖。
c．体内受精→冲卵→移植→有性生殖。
②胚胎分割
a．理论基础：细胞的全能性。
b．基本程序：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。
c．囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
d．意义：加快繁殖速度。
③胚胎移植过程要经过两次检查
a．冲卵后，对胚胎进行质量检查。
b．移植后，对受体进行是否妊娠检查。
(1)早期胚胎培养易出现的错误
①卵裂阶段的细胞分裂方式——有丝分裂。
②受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减小。
③伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。
④该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。
(2)胚胎移植中易出现的错误
①滋养层≠饲养层。
a．滋养层：囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。
b．饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
②不同动物胚胎移植的时间不同。
a．牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。
b．小鼠、家兔在桑椹胚前。
c．几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。
[题组冲关]
3．梅花鹿胚胎移植试验的主要流程如下。下列相关叙述正确的是( )
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿
A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性
解析：选D。超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵细胞，而不是卵原细胞，故A错误；③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，故B错误；④过程为胚胎质量检查，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，故C错误；⑤过程为胚胎移植，成功率的高低与供体、受体的生理状况是否相同有关，故D正确。
4．(2020·浙江五校联考)世界首个细胞核移植“三父母”婴儿已于2016年4月诞生，引起全球广泛关注。医生首先从母亲的卵细胞取出细胞核，并将其注入已去掉细胞核的捐赠者的卵细胞内，重组细胞就拥有了母亲的核DNA以及捐赠者的线粒体DNA，最后再利用精子进行体外受精。
(1)医生用这一方法同时培育了5个胚胎，因此母亲的卵巢事先需经____________处理以获得更多的卵细胞；体外受精前，精子需经培养达到______状态。
(2)下列关于体外受精及胚胎工程的叙述，错误的是________________。
A．精子和卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白
B．2～8细胞期的卵裂球每一个细胞都具有全能性
C．中胚层是由外胚层的细胞增殖分裂形成的
D．体外受精使用的培养液和早期胚胎培养液成分相同
(3)受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期是________________。胚胎发育到一定阶段，会形成滋养层细胞，这部分细胞将发育成____________。
(4)在英国获得批准的“三父母”技术则不同，是捐献者的卵细胞与父亲的精子经体外受精形成的受精卵去核后，注入父、母亲所形成受精卵的核，以剔除母亲线粒体中有缺陷的基因信息。该过程涉及的生物技术有体外受精、____________、____________和胚胎移植。
解析：(1)为获得更多的卵母细胞，母亲的卵巢事先需经超数排卵处理。体外受精前，精子需经培养达到获能状态。(2)精子和卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白，同种生物的精子和卵细胞才能相互识别形成受精卵，A项正确；受精卵增殖到桑椹胚(约32个细胞)之前的每一个细胞都属于全能细胞，所以2～8细胞期的卵裂球每一个细胞都具有全能性，B项正确；中胚层是由外胚层的细胞增殖分裂形成的，C项正确；体外受精使用的培养液和早期胚胎培养液成分不完全相同，D项错误。(3)人的受精卵通常发育到8细胞以上的胚胎时最适宜移植。胚胎发育到一定阶段所形成的滋养层细胞，将发育成胎膜和胎盘等胚胎的附属结构。(4)依题意可知：培育细胞核移植的“三父母”婴儿过程中涉及的生物技术有体外受精、核移植、胚胎体外培养和胚胎移植。
答案：(1)超数排卵 获能 (2)D (3)发育到8细胞以上的胚胎 胚胎的附属结构 (4)核移植 胚胎体外培养
生态工程
1．生态工程的类型和应用
(1)生态工程的研究原理和研究对象
①原理：整体、协调、循环、再生。
②研究对象：社会—经济—自然复合生态系统。
(2)生态工程的几种类型
①物质循环利用：a.城市生活垃圾减量化、无害化、资源化处理；b.农村发展养殖业，将农作物秸秆“过腹还田”等。
②节水和废水处理与应用：农业区域实施节水灌溉技术，城市、工业开发节水系统；对废水、污水等实施减量、回收、再生和再循环利用。
③山区小流域综合治理与开发：利用小流域自然资源，将治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业结合。
④清洁及可再生能源系统组合利用：生产沼气，开发利用太阳能、风能等。
(3)在农业中的应用与主要技术
①庭院生态工程：进行物质和能量的多级利用。
②农业生态工程：按照生态和经济规律，种养结合，优化设计。
③主要技术
经过堆肥和沤肥后，大部分有机物质才能被分解成无机物被农作物吸收，如果直接施用，则微生物分解有机物质时，能产生大量热量，对农作物造成损害。
2．水利工程、生态工程的发展前景
(1)水利工程
①类型：筑坝蓄水和跨流域调水。
②影响
有利方面
不利方面
(2)水利工程与生态保护工程的关系
①水利工程是人类可持续发展的必要手段之一。
②水利工程要与生态保护工程同步进行。
③要靠科学技术解决水利工程带来的生态问题。
(3)生态工程的发展前景
①总体目标：可持续发展。生态工程是可持续发展的重要手段，是促进人和自然和谐发展的重要手段。
②生态工程学为可持续发展提供了理论基础和技术支持。
(1)生态工程的原理是“整体、协调、循环、再生”(√)
(2)生态工程的研究对象是社会—经济—自然复合生态系统(√)
(3)生态工程是现代社会新创造的工程技术(×)
(4)糖厂利用废弃的糖蜜制酒精属于物质循环利用的生态工程(×)
(5)“过腹还田”属于节水和废水处理与应用的生态工程(×)
(6)同一土地上轮流种植不同作物属于轮种(√)
(7)一个家庭庭院也是一个人工生态系统(√)
(8)生态工程中占有主导地位的是生产者(×)
(9)畜牧业依赖和受制于种植业(√)
(10)种养结合的优化设计是按照生态和经济规律，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(√)
(11)农业主要包括种植业和畜牧业，是人类生产系统的两大支柱(√)
(12)退耕还林、退耕还草政策能重新优化组合种植业和畜牧业的关系(√)
(13)南方的桑基鱼塘生态工程属于物质的良性循环技术(√)
(14)生态工程中可利用动物的不同习性，设计多种立体养殖技术(√)
(选修3 P71图5－2改编)下图为某农场的农业生态工程简图。请据图回答下列问题：
(1)在评价养殖效益时，除了人工投入等成本外，往往采用单位时间内饲料投入量和体重净增长量(可采用相关参数转换成干物质量)作为评价指标。其中体重净增长量为________生产量，该值的大小取决于饲料到饲养动物的能量________________________________________________________________________。
(2)该生态工程的核心技术是________。若在果园中同时种植蔬菜，属于________技术。图中的沼气工程是在沼气池的基础上增添了脱硫塔等设施，更加优化了________的新能源开发技术。
(3)在无人为因素干预下，养殖鱼类种群呈逻辑斯谛增长，若养鱼场中迁入捕食养殖鱼类幼体的乌鳢鱼，将使“S”形曲线中的________下降。通过生态系统的________调节，乌鳢鱼和养殖鱼类的数量将趋于相对平衡。
解析：(1)饲养动物在生态系统中属于消费者，消费者属于次级生产者，其体重净增长量(转换为干物质量)等于同化量减去呼吸消耗量，即为次级生产量；饲养动物的能量均来自饲料，因此其体重净增长量的大小取决于二者之间的能量传递效率。(2)该生态工程实现了对废物的充分利用，加快了物质的循环，因此其核心技术是物质的良性循环技术；在一块土地上同时期按一定行数的比例间隔种植两种以上的作物，这种栽培方式叫作间种；脱硫塔的使用使沼气中易造成污染的成分被去除使能源更清洁，优化了洁净可再生新能源。(3)乌鳢鱼的迁入增大了养殖鱼类的环境阻力，会使K值下降；生态系统具有一定的自我调节能力，在受到一定限度的外力干扰时，可通过负反馈调节维持自身的稳态。
答案：(1)次级 传递效率 (2)物质的良性循环技术 间种 洁净可再生 (3)K值 自我(或负反馈)
1．生态工程原理的分析
项目
理论基础
意义
实例
物质循环
再生原理
物质循环
可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响
“无废弃物农业”
物种多
样性原理
生态系统
的稳定性
生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力
“三北防护林”建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
协调与平
衡原理
生物与环
境的协调
与平衡
生物的数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏
太湖富营养化问题、过度放牧等
续 表
项目
理论基础
意义
实例
整体性
原理
社会、经济、
自然构成
复合系统
统一协调各种关系，保障系统的平衡和稳定
林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
系统学和工
程学原理
系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式
改变和优化系统的结构以改善功能
桑基鱼塘
系统整体性原理：整体大于部分之和
保持系统很高的生产力
珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系
2.生态工程的类型与实例
类型
原理
实例
物质循环利用的生态工程
物质循环利用
城市生活垃圾资源化处理；农村发展养殖业
节水和废水处理与应用的生态工程
以节水为主，对工业废水和生活污水实施减量、回收、再生、再循环
在干旱半干旱地区，收集雨水和地表水，农业区节水灌溉；造糖厂用废弃的糖蜜制乙醇；造纸厂用废液回收钙粉、木质素；屠宰场用废血生产凝血酶、血红蛋白等
山区小流域综合治理与开发的生态工程
治理小流域生态环境，可持续利用小流域自然资源
三北、长江中上游防护林生态工程；治坡、治沟、修梯田与发展林业、草业、牧业结合
清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
能量的多级利用；开发和利用清洁能源
利用农作物秸秆、生活垃圾发酵生产沼气；开发太阳能、风能
整体性原理≠系统整体性原理
(1)整体性原理
①含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡。
②举例：林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。
(2)系统整体性原理
①含义：指总体功能大于各部分之和，即1＋1>2。原因是系统保持有很高的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。
②举例：如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。
[题组冲关]
1．很多农村将农作物的秸秆、生活垃圾等经发酵处理制作沼气作为清洁能源，下列属于其生态工程的是( )
A．废水处理与应用的生态工程
B．小流域治理与开发的生态工程
C．清洁及可再生能源组合利用的生态工程
D．物质循环利用的生态工程
解析：选C。我们利用的是它燃烧的能量，并且此能量是清洁可再生的。虽然也有物质循环利用，但不是用沼渣肥田，与物质循环有关但不是本题要求作答的。
2．(2018·浙江11月选考)某农业生态工程示意图如下，回答下列问题：
(1)该农业生态工程体现的生态工程原理主要是_________________________________。
对该工程的经济效益分析，可从系统内部的投入和产出、________、系统的有效贡献等三方面进行核算。
(2)若要提高该工程的经济效益，可采用农业生产的________技术在桑基上再种植大豆，也可采用农业生态工程的________技术放养适量的鸡鸭等动物以调整该工程的产业结构。
(3)某小组应用基因工程方法开展适用于该生态工程的抗虫植物改良研究。为提高将重组DNA分子导入受体细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素有________________________________________________________________________
(答出2点即可)。农杆菌介导法是目前植物转基因的常用方法，该方法的基本过程是农杆菌感染植物时，____________________，并将其插入到受体细胞的基因组中。欲获得稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种，则转入的抗虫基因必须能在受体细胞中________________________________________________________________________。
答案：(1)物质循环 系统的实际消费
(2)间种 种植业和畜牧业合理优化
(3)重组DNA的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度 携带目的基因的Ti质粒转移到受体细胞 稳定和高效地表达
1．(2020·浙江1月选考)下列关于利用胚胎工程培育优质奶牛的叙述，正确的是( )
A．从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内
B．在体外完成受精后的受精卵，将其植入子宫即可完成着床
C．随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积和有机物总量显著增加
D．在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中，胚胎干细胞不易发生分化
答案：D
2．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供体性状相同的代孕母羊子宫内
解析：选A。对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。
3．下列措施中，属于山区小流域综合治理与开发的是( )
A．农作物秸秆的“过腹还田”
B．治坡、治沟、修梯田、发展林业
C．矿山废弃地的恢复
D．利用废弃的糖蜜制酒精
解析：选B。山区小流域综合治理与开发的生态工程强调：在治理恢复小流域生态的基础上，可持续利用小流域自然资源，将治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业结合起来。
4．(2020·嘉兴模拟)如图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列问题：
(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的主要生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养和________。
(2)用________处理使B牛超数排卵，从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到______________(时期)才能与精子结合。
(3)完成受精作用一段时间后，从B牛输卵管中冲出早期胚胎，这个过程叫____________。
(4)生产上常用________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用________技术。
(5)获得试管牛E和克隆牛F的生殖方式分别是________、________。
解析：给雌性动物注射促性腺激素可促进其超数排卵；卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才算发育成熟，具有受精能力。胚胎移植的胚胎要求发育到桑椹胚或囊胚，此时期若进行胚胎分割移植，则可以同时得到多个性状相同的个体。试管牛是由受精卵发育成的，属于有性生殖；克隆牛是通过核移植技术利用奶牛C的细胞核发育来的，属于无性生殖。
答案：(1)胚胎移植 (2)促性腺激素 减数第二次分裂中期 (3)冲卵 (4)桑椹胚或囊胚 胚胎分割
(5)有性生殖 无性生殖
5．(2020·浙江名校考前押宝)回答与生态工程有关的问题：
(1)对农作物秸秆多途径利用的基本过程示意图如下，贯穿全过程的核心技术是______________________技术。其中“过腹还田”的具体途径是____________________________。将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气，这利用了农业生态工程中的__________________技术。
(2)农业生产上，畜牧业依赖和受制于种植业，可以通过种植业和畜牧业的________技术提高经济和社会效益。“退耕还林”后，林地的增加可以减少________，更有利于受损生态系统的恢复。使用农药能有效控制农业害虫，但也使生态系统的________减少，因此利用生物的________进行生物防治是今后的发展方向。
答案：(1)物质的良性循环 秸秆→家畜→粪便→农田 洁净可再生的新能源开发
(2)合理优化 水土流失 生物多样性 种间关系
1．(2020·海宁模拟)如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：
(1)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。
(2)进行胚胎分割时，应选择发育到__________________时期的胚胎进行操作。
(3)②指的是________。
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是__________________。
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________________
________________________________________________________________________。
(6)受体母牛必须和供体属于____________。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是__________________。
解析：(1)将已进行获能处理的精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。(2)为了快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割。(3)图中①是内细胞团，②是囊胚腔。(4)胚胎分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以具有相同的遗传性状。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(6)受体和供体应属于同一物种，大量的研究已经证明，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。
答案：(1)(次级)卵母细胞 获能 (2)桑椹胚或囊胚
(3)囊胚腔 (4)具有相同的遗传物质 (5)将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 (6)同一物种 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应
2．治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：
(1)过程①采用的是细胞工程中的________技术，过程②采用的是胚胎工程中的____________________技术。
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的________。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用________和________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞可以来自囊胚中的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
答案：(1)(体细胞)核移植 胚胎体外培养 (2)pH(或：酸碱度) (3)限制性核酸内切酶(或：限制酶) DNA连接酶(注：两空可颠倒) 标记 (4)内细胞团 B
3．(2020·温州一模)某研究所为了加快优良种牛的繁殖速度，采用了以下方法，请据图回答：
乙牛()
↓
甲牛(♀)→→配种→→→丙牛丁牛
(1)胚胎移植能提高具有优良性状动物繁殖率的原因之一是：对甲牛进行[a]________处理，一次受精就能获得多个受精卵，让________(填“一”或“多”)头丙牛帮助完成丁牛胚胎发育过程，甲牛和乙牛专门提供胚胎。
(2)若丁牛是乳汁中含有人干扰素的转基因牛，则上述过程要改变或增加一些环节，如需要将____________基因作为目的基因与适当的载体结合并导入受体细胞；为了便于检测目的基因是否导入受体细胞，载体上要有______________。
(3)若丁牛是乳汁中含有人干扰素的转基因牛，下列叙述中错误的是________。
A．丁牛的遗传物质只来自甲牛和乙牛
B．可选受精卵作重组DNA的受体细胞
C．胚胎移植之前需要对胚胎进行检测和筛选
D．需用含不同成分的培养液来培养不同时期的早期胚胎
(4)若采集丁牛的乳腺细胞，用________处理，可分散为单个的细胞悬浮液，把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术，叫细胞克隆。未经克隆化的细胞系具有________________性。
(5)下列提高细胞克隆形成率的方法中，不正确的是________。
A．使用二氧化碳培养箱
B．选择适宜的培养基，添加血清
C．培养液中添加胰岛素
D．滋养层细胞支持生长，抑制分化
解析：(1)用促性腺激素处理甲牛，可促使甲牛超数排卵，与乙牛交配可得到多个受精卵；一头代孕母牛能够孕育的胚胎数量有限，因此需多头丙牛代孕。(2)转基因牛能够产生人干扰素，说明转入了人干扰素基因，即人干扰素基因为目的基因；载体上标记基因表达的产物或控制的性状可作为目的基因是否导入受体细胞的筛选依据，故载体上需有标记基因。(3)丁牛的遗传物质除了来自甲牛和乙牛外，还有转入的外源基因，即人干扰素基因，A错误；受精卵具有发育的全能性，易发育形成动物个体，B正确；胚胎移植前需检测和筛选出符合要求的健康胚胎进行移植，C正确；不同时期的早期胚胎生长发育所需的条件不同，故不同阶段需配制含不同成分的培养液，D正确。(4)胰蛋白酶可将组织细胞之间的粘连蛋白去除，使细胞彼此分散；未经克隆化的细胞来自不同的祖细胞，性状通常并非完全一致，即具有异质性。(5)CO2有助于维持培养液的pH，A正确；培养不同的细胞需要不同的培养基，动物血清含有动物细胞生长增殖所需的许多成分，B正确；胰岛素可促进氨基酸、葡萄糖转运入组织细胞，C正确；应用滋养细胞支持生长，抑制分化，常用失去增殖能力的小鼠成纤维细胞作滋养细胞，而滋养层细胞则是囊胚的外层细胞，会发育成胚胎附属结构或胚外结构，D错误。
答案：(1)超数排卵 多 (2)人干扰素 标记基因
(3)A (4)胰蛋白酶 异质 (5)D
4．(2020·宁波模拟)线粒体神经胃肠脑肌病由线粒体DNA(mtDNA)上的相关基因M控制。如图是采用“一父两母”技术以避免生出患病孩子的流程图。请回答下列问题：
(1)过程①采用的技术是________，图中的X表示________________期的卵母细胞。
(2)过程②需向培养箱通入5%CO2，其主要作用是______________________。
(3)过程③需提取早期胚胎细胞中的__________________________，通过PCR技术进行扩增，并以标记的____________基因作为探针进行检测，筛选出合格的胚胎。
解析：(1)过程①采用的技术是细胞核移植，卵母细胞要培养到MⅡ中期。(2)过程②需向培养箱通入5%CO2，其主要作用是维持培养液的pH。(3)过程③需提取早期胚胎细胞中的线粒体DNA(mtDNA)，通过PCR技术进行扩增，并以标记的M(线粒体神经胃肠脑肌病)基因作为探针进行检测，筛选出合格的胚胎。
答案：(1)细胞核移植 减数第二次分裂中(MⅡ中) (2)维持培养液的pH (3)线粒体DNA(mtDNA)
M(线粒体神经胃肠脑肌病)
5．如图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有关结构或个体，数字代表过程、方法。请据图回答下列问题：
(1)图中过程①～⑦所涉及的生物技术有____________________(两种即可)。
(2)通过①②过程获取分散的细胞时，用到的酶是______________，培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为____________。
(3)此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的________。
(4)早期胚胎可通过[ ]__________技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术在生产实践中的意义在于________________。
(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞。此时的卵母细胞应该培养到________________(细胞分裂方式及时期)。f细胞在形态上的特点是________________________________________________________________________。
解析：(1)图中①为动物细胞培养获得细胞群，②是用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得单个细胞，③④为体细胞核移植获得重组细胞的过程，⑤是早期胚胎培养过程，⑥为胚胎移植，⑦为从早期胚胎中获取胚胎干细胞。(2)培养的细胞在充满培养皿底时会出现接触抑制现象，细胞分裂会停止。(3)培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎通过胚胎移植技术移入受体子宫内进行发育，可以提高优良母畜的繁殖率。(5)用去核卵母细胞作为受体，此时的卵母细胞应处于减数第二次分裂中期。f细胞是胚胎干细胞，在形态上的特点是体积小、细胞核大、核仁明显。
答案：(1)动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植(任意两项即可)
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 接触抑制
(3)抗生素
(4)⑥ 胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(5)减数第二次分裂的中期 体积小、细胞核大、核仁明显
6．(2020·浙江五校高三联考)回答下列有关胚胎工程的问题：
(1)“二娃”政策实施后，一些高龄夫妇选择“试管婴儿”技术孕育二胎。要使精子和卵细胞在体外成功融合，首先须采集到成熟的卵细胞，最常用的方法是卵巢经过____________处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出____________，在体外进行人工培养，促进其成熟。同时对于男方提供的精子，须经系列处理与培养，以达到____________状态。受精卵形成后，经人工培养至________________________阶段，借助胚胎移植技术回输至女方体内，经过自然孕育，即得试管婴儿。
(2)胚胎干细胞研究发展前景诱人，它具有发育全能性和二倍体核型。培养胚胎干细胞的培养基中，必须加入胰岛素、葡萄糖、____________等成分。并且要将干细胞接种在饲养层上，用于饲养层的细胞一般是____________。
(3)下列有关胚胎移植的说法错误的是________。
A．供体与受体是同一物种的雌性
B．受体与供体保持相同的生理状态
C．供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系
D．多胚胎移植在提高妊娠率的同时，常可获得性状完全相同的孩子
解析：(1)采集成熟的卵细胞，最常用的方法是卵巢经过超数排卵处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞，在体外进行人工培养，促进其成熟。同时对于男方提供的精子，须经系列处理与培养，以达到获能状态。受精卵形成后，经人工培养至8细胞到早期囊胚阶段，借助胚胎移植技术回输至女方体内，经过自然孕育，即得试管婴儿。 (2)胚胎干细胞研究发展前景诱人，它具有发育全能性和二倍体核型。培养胚胎干细胞的培养基中，必须加入胰岛素、葡萄糖、动物血清等成分。并且要将干细胞接种在饲养层上，用于饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞，可以防止细胞分化，促进细胞分裂。(3)供体与受体是同一物种的雌性，A正确； 受体与供体保持相同的生理状态，防止免疫排斥反应，B正确； 供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系，C正确；多胚胎移植可以提高妊娠率，但子代的性状不一定相同，D错误。
答案：(1)超数排卵 卵母细胞 获能 8细胞到早期囊胚 (2)动物血清 胚胎成纤维细胞 (3)D
7．(2020·杭州模拟)如图是我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。请分析回答下列问题：
(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是________________________________________________________________________。
人们将蚕沙(蚕的粪便)投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第________营养级。
(2)鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过________________作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。
(3)建立该人工生态系统的目的是实现对能量的____________________，提高能量的利用率。与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力________。
(4)建立该生态系统遵循的原理主要是__________________________________、
____________________。
解析：(1)粪便中的能量是未被生物同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级同化的能量。即蚕沙中的能量是生产者同化的能量。(2)有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。(3)人工生态系统可以实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率。自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度，该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态系统复杂，故该生态系统自我调节能力较强。
答案：(1)生产者(或桑树)通过光合作用固定的太阳能总量 一 (2)分解者(或微生物)的分解 (3)多级(或充分)利用 较强 (4)物质循环再生原理 物种多样性原理
8．(2020·杭州模拟)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”。如图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案：
(1)列出该生态系统中的三种分解者的名称________________________。
(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__________、__________________________。
(3)进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是______________________。
(4)每一位市民都应该积极参与①②过程，具体做法是________________。
(5)该生态工程突出体现了________________这个基本原理。
解析：(1)分解者是以分解有机物质为生的异养微生物或动物。由图示可知，该生态系统中的三种分解者是蚯蚓、苍蝇、细菌。(2)④⑤途径运用生态学原理可充分地利用垃圾中的物质，即实现了物质的多级利用，减少了环境污染，明显优于③途径燃烧。(3)甲烷杆菌为原核生物，而酵母菌为真核生物，甲烷杆菌无成形的细胞核。(4)每一位市民都应该积极参与①②过程，将生活垃圾分类包装，以实现能量和物质的多级利用。(5)从图示看出该生态工程突出体现了物质循环再生这个基本原理。
答案：(1)蚯蚓、苍蝇、细菌(微生物)
(2)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)甲烷杆菌无成形的细胞核 (4)将生活垃圾分类包装
(5)物质循环再生
知识内容
考试要求
知识内容
考试要求
1．从受精卵谈起
a
4.生态工程在农业中的应用
a
2．胚胎工程
a
5.活动：庭院生态系统的经济效益分析
a
3．生态工程的主要类型
a
胚胎工程
1．受精作用与胚胎发育过程
精子＋卵→受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。
(1)受精：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。精细胞需要变形、获能→精卵需要通过细胞表面的识别蛋白相互识别。
(2)哺乳动物的胚胎发育早期是在输卵管中开始的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期着床。
(3)卵裂：卵裂是有丝分裂；随着卵裂球细胞数目的增加，细胞体积逐渐变小；当卵裂球含2～8个细胞时，其中的每一个细胞均可发育成一个完整个体。
(4)囊胚期：内细胞团的细胞是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。
(5)原肠胚期：细胞不断分化，出现了外胚层、中胚层、内胚层三个胚层和原肠腔。
2．胚胎工程
(1)含义：在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术叫胚胎工程。
(2)技术：主要包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞等。
(3)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。
3．体外受精与胚胎体外培养
(1)体外受精过程
①从附睾中取出成熟的精子，在培养液中培养获能。
②给母体注射促性腺激素→取出卵母细胞和卵泡液→培养基中人工培养促进卵母细胞成熟。
③体外合适的条件下完成受精。
(2)胚胎体外培养
①早期胚胎在子宫外发育。
②胚胎不同发育期需要不同的培养液。
③尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。
4．胚胎移植与胚胎分割
(1)胚胎移植
①原因：无法进行全体外胚胎培养。
②移植的胚胎可以来自试管，也可以取自输卵管或子宫角。
③移植的最适宜时期是8细胞以上的胚胎，如早期囊胚。
(2)胚胎分割
①显微镜下用切割针或切割刀把早期胚胎切成多份。
②用胰蛋白酶处理卵裂球，使卵裂球中的细胞分散开。
③分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内。
5．胚胎干细胞
(1)来源：囊胚内细胞团。
(2)培养：一般用胚胎成纤维细胞做饲养层培养胚胎干细胞，这样可以在促进干细胞生长的同时抑制干细胞的分化。
(3)获取：把囊胚放到饲养层的培养液中继续培养，直至内细胞团突出饲养层外，然后用酶消化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。
(4)应用
①胚胎干细胞核移植：将胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。
②用于细胞克隆器官，为器官移植提供器官。
(1)同种生物精卵细胞能够相互识别主要依靠膜表面的糖蛋白(√)
(2)受精的本质是精子依附于卵膜(×)
(3)囊胚的饲养层细胞可发育成胚胎的附属结构或胚外结构(×)
(4)内细胞团细胞已经发生分化，具有发育的全能性(×)
(5)哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是每个细胞的DNA含量不断增加，全能性增高(×)
(6)卵裂期的胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小(√)
(7)受精卵卵裂过程中细胞的物质交换能力增强(√)
(8)囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的(√)
(9)用来促进供体母牛超数排卵的是下丘脑分泌的促性腺激素(×)
(10)胚胎分割时应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或原肠胚(×)
(11)从子宫角获取的早期胚胎可立即移至同期发情的受体子宫角继续发育(√)
(12)“借腹怀胎”过程中，提供细胞核的个体为供体，提供去核细胞质的个体为受体(×)
(选修3 P47～P52相关内容改编)我国已实现部分“胚胎工程产业化”，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请回答：
(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是________(用字母和箭头表示)，d操作的名称是________，h操作的核心是________，受精时受体的卵细胞处于________期。
(2)图中数字标号代表的结构名称是①________，②________，③________。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到________阶段的早期胚胎进行分割处理，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________________________
________________________________。
解析：(1)培育“试管牛C”包括体外受精→胚胎移植→后代(a→b→f→g)；d操作是胚胎移植，h操作是基因工程技术，核心是构建重组DNA分子，受精时受体的卵细胞处于MⅡ中期。(2)囊胚的结构包括：①滋养层、②囊胚腔和③内细胞团，胚胎分割时一般采用的是囊胚或桑椹胚，这两个阶段的细胞分化程度相对较低，对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。
答案：(1)a→b→f→g 胚胎移植 构建重组DNA分子 MⅡ中
(2)滋养层 囊胚腔 内细胞团 桑椹胚或囊胚 将内细胞团均等分割
考法1 体内受精和早期胚胎发育
(1)受精作用
①受精前的准备
a．精子获能：成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，此过程叫获能。
b．卵子的准备：卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。
②受精四步曲
第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步：精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。
第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。
(2)早期胚胎发育
①过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
②图示
[题组冲关]
1．如图表示高等动物在早期胚胎发育中的个体发育过程，下列说法中正确的是( )
A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育
B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大
C．爬行类、鸟类、哺乳类动物在早期胚胎发育中的原肠胚期是分化程度最高的时期
D．囊胚期开始出现三胚层的分化
解析：选C。胚胎发育指受精卵发育成幼体的过程，胚后发育指幼体发育成性成熟个体的过程；受精卵卵裂形成囊胚，每个细胞的体积不断减小；原肠胚期出现三胚层的分化。
2．如图是某科研小组设计的用“精子介导基因转移法”培育转基因山羊(2n)的流程图。据图回答下列问题：
(1)“精子介导基因转移法”是利用精子易于与外源基因结合的能力，通过图中的①过程，将精子作为外源基因的________，由________的精子经过②过程，将外源基因送入卵母细胞。
(2)进行②过程的卵母细胞应处于______________期，此时细胞中含________个染色体组。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和______________。
(3)③过程需要在________________________(写出两点)等条件下进行。
(4)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或________所进行的多种显微操作和处理技术。④过程涉及的胚胎工程技术是________。
解析：图中过程①为将外源基因导入精子，②为体外受精，③为早期胚胎培养，④为胚胎移植。“精子介导基因转移法”就是先将外源基因导入精子，以精子作为外源基因的载体，通过体外受精将外源基因导入卵母细胞。卵母细胞需培养至MⅡ中期才能进行受精作用，此时细胞中只有一个染色体组。动物细胞培养需要满足的条件有：无菌无毒的环境、营养充足、适宜的温度和pH、气体环境等。
答案：(1)载体 获能 (2)减数第二次分裂中 1 卵细胞膜反应 (3)无菌无毒、适宜的温度和pH、营养充足、含95%空气加5%CO2的混合气体(答出两点即可)
(4)配子 胚胎移植
考法2 体外受精和胚胎移植
(1)早期胚胎培养
①原肠胚不属于早期胚胎：早期胚胎是指可用于移植的胚胎，包括原肠胚之前的囊胚、桑椹胚，甚至更早的阶段。
②胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分不完全相同：动物细胞培养的培养液成分有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清、血浆等；胚胎培养液的成分一般比较复杂，除一些无机盐、有机盐外，还需要维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等。
(2)胚胎移植和胚胎分割移植
①用于移植的胚胎来源及生殖方式
a．核移植无性繁殖。
b．体外受精有性生殖。
c．体内受精→冲卵→移植→有性生殖。
②胚胎分割
a．理论基础：细胞的全能性。
b．基本程序：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。
c．囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
d．意义：加快繁殖速度。
③胚胎移植过程要经过两次检查
a．冲卵后，对胚胎进行质量检查。
b．移植后，对受体进行是否妊娠检查。
(1)早期胚胎培养易出现的错误
①卵裂阶段的细胞分裂方式——有丝分裂。
②受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减小。
③伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。
④该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。
(2)胚胎移植中易出现的错误
①滋养层≠饲养层。
a．滋养层：囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。
b．饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
②不同动物胚胎移植的时间不同。
a．牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。
b．小鼠、家兔在桑椹胚前。
c．几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。
[题组冲关]
3．梅花鹿胚胎移植试验的主要流程如下。下列相关叙述正确的是( )
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿
A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性
解析：选D。超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵细胞，而不是卵原细胞，故A错误；③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，故B错误；④过程为胚胎质量检查，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，故C错误；⑤过程为胚胎移植，成功率的高低与供体、受体的生理状况是否相同有关，故D正确。
4．(2020·浙江五校联考)世界首个细胞核移植“三父母”婴儿已于2016年4月诞生，引起全球广泛关注。医生首先从母亲的卵细胞取出细胞核，并将其注入已去掉细胞核的捐赠者的卵细胞内，重组细胞就拥有了母亲的核DNA以及捐赠者的线粒体DNA，最后再利用精子进行体外受精。
(1)医生用这一方法同时培育了5个胚胎，因此母亲的卵巢事先需经____________处理以获得更多的卵细胞；体外受精前，精子需经培养达到______状态。
(2)下列关于体外受精及胚胎工程的叙述，错误的是________________。
A．精子和卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白
B．2～8细胞期的卵裂球每一个细胞都具有全能性
C．中胚层是由外胚层的细胞增殖分裂形成的
D．体外受精使用的培养液和早期胚胎培养液成分相同
(3)受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期是________________。胚胎发育到一定阶段，会形成滋养层细胞，这部分细胞将发育成____________。
(4)在英国获得批准的“三父母”技术则不同，是捐献者的卵细胞与父亲的精子经体外受精形成的受精卵去核后，注入父、母亲所形成受精卵的核，以剔除母亲线粒体中有缺陷的基因信息。该过程涉及的生物技术有体外受精、____________、____________和胚胎移植。
解析：(1)为获得更多的卵母细胞，母亲的卵巢事先需经超数排卵处理。体外受精前，精子需经培养达到获能状态。(2)精子和卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白，同种生物的精子和卵细胞才能相互识别形成受精卵，A项正确；受精卵增殖到桑椹胚(约32个细胞)之前的每一个细胞都属于全能细胞，所以2～8细胞期的卵裂球每一个细胞都具有全能性，B项正确；中胚层是由外胚层的细胞增殖分裂形成的，C项正确；体外受精使用的培养液和早期胚胎培养液成分不完全相同，D项错误。(3)人的受精卵通常发育到8细胞以上的胚胎时最适宜移植。胚胎发育到一定阶段所形成的滋养层细胞，将发育成胎膜和胎盘等胚胎的附属结构。(4)依题意可知：培育细胞核移植的“三父母”婴儿过程中涉及的生物技术有体外受精、核移植、胚胎体外培养和胚胎移植。
答案：(1)超数排卵 获能 (2)D (3)发育到8细胞以上的胚胎 胚胎的附属结构 (4)核移植 胚胎体外培养
生态工程
1．生态工程的类型和应用
(1)生态工程的研究原理和研究对象
①原理：整体、协调、循环、再生。
②研究对象：社会—经济—自然复合生态系统。
(2)生态工程的几种类型
①物质循环利用：a.城市生活垃圾减量化、无害化、资源化处理；b.农村发展养殖业，将农作物秸秆“过腹还田”等。
②节水和废水处理与应用：农业区域实施节水灌溉技术，城市、工业开发节水系统；对废水、污水等实施减量、回收、再生和再循环利用。
③山区小流域综合治理与开发：利用小流域自然资源，将治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业结合。
④清洁及可再生能源系统组合利用：生产沼气，开发利用太阳能、风能等。
(3)在农业中的应用与主要技术
①庭院生态工程：进行物质和能量的多级利用。
②农业生态工程：按照生态和经济规律，种养结合，优化设计。
③主要技术
经过堆肥和沤肥后，大部分有机物质才能被分解成无机物被农作物吸收，如果直接施用，则微生物分解有机物质时，能产生大量热量，对农作物造成损害。
2．水利工程、生态工程的发展前景
(1)水利工程
①类型：筑坝蓄水和跨流域调水。
②影响
有利方面
不利方面
(2)水利工程与生态保护工程的关系
①水利工程是人类可持续发展的必要手段之一。
②水利工程要与生态保护工程同步进行。
③要靠科学技术解决水利工程带来的生态问题。
(3)生态工程的发展前景
①总体目标：可持续发展。生态工程是可持续发展的重要手段，是促进人和自然和谐发展的重要手段。
②生态工程学为可持续发展提供了理论基础和技术支持。
(1)生态工程的原理是“整体、协调、循环、再生”(√)
(2)生态工程的研究对象是社会—经济—自然复合生态系统(√)
(3)生态工程是现代社会新创造的工程技术(×)
(4)糖厂利用废弃的糖蜜制酒精属于物质循环利用的生态工程(×)
(5)“过腹还田”属于节水和废水处理与应用的生态工程(×)
(6)同一土地上轮流种植不同作物属于轮种(√)
(7)一个家庭庭院也是一个人工生态系统(√)
(8)生态工程中占有主导地位的是生产者(×)
(9)畜牧业依赖和受制于种植业(√)
(10)种养结合的优化设计是按照生态和经济规律，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(√)
(11)农业主要包括种植业和畜牧业，是人类生产系统的两大支柱(√)
(12)退耕还林、退耕还草政策能重新优化组合种植业和畜牧业的关系(√)
(13)南方的桑基鱼塘生态工程属于物质的良性循环技术(√)
(14)生态工程中可利用动物的不同习性，设计多种立体养殖技术(√)
(选修3 P71图5－2改编)下图为某农场的农业生态工程简图。请据图回答下列问题：
(1)在评价养殖效益时，除了人工投入等成本外，往往采用单位时间内饲料投入量和体重净增长量(可采用相关参数转换成干物质量)作为评价指标。其中体重净增长量为________生产量，该值的大小取决于饲料到饲养动物的能量________________________________________________________________________。
(2)该生态工程的核心技术是________。若在果园中同时种植蔬菜，属于________技术。图中的沼气工程是在沼气池的基础上增添了脱硫塔等设施，更加优化了________的新能源开发技术。
(3)在无人为因素干预下，养殖鱼类种群呈逻辑斯谛增长，若养鱼场中迁入捕食养殖鱼类幼体的乌鳢鱼，将使“S”形曲线中的________下降。通过生态系统的________调节，乌鳢鱼和养殖鱼类的数量将趋于相对平衡。
解析：(1)饲养动物在生态系统中属于消费者，消费者属于次级生产者，其体重净增长量(转换为干物质量)等于同化量减去呼吸消耗量，即为次级生产量；饲养动物的能量均来自饲料，因此其体重净增长量的大小取决于二者之间的能量传递效率。(2)该生态工程实现了对废物的充分利用，加快了物质的循环，因此其核心技术是物质的良性循环技术；在一块土地上同时期按一定行数的比例间隔种植两种以上的作物，这种栽培方式叫作间种；脱硫塔的使用使沼气中易造成污染的成分被去除使能源更清洁，优化了洁净可再生新能源。(3)乌鳢鱼的迁入增大了养殖鱼类的环境阻力，会使K值下降；生态系统具有一定的自我调节能力，在受到一定限度的外力干扰时，可通过负反馈调节维持自身的稳态。
答案：(1)次级 传递效率 (2)物质的良性循环技术 间种 洁净可再生 (3)K值 自我(或负反馈)
1．生态工程原理的分析
项目
理论基础
意义
实例
物质循环
再生原理
物质循环
可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响
“无废弃物农业”
物种多
样性原理
生态系统
的稳定性
生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力
“三北防护林”建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
协调与平
衡原理
生物与环
境的协调
与平衡
生物的数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏
太湖富营养化问题、过度放牧等
续 表
项目
理论基础
意义
实例
整体性
原理
社会、经济、
自然构成
复合系统
统一协调各种关系，保障系统的平衡和稳定
林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
系统学和工
程学原理
系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式
改变和优化系统的结构以改善功能
桑基鱼塘
系统整体性原理：整体大于部分之和
保持系统很高的生产力
珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系
2.生态工程的类型与实例
类型
原理
实例
物质循环利用的生态工程
物质循环利用
城市生活垃圾资源化处理；农村发展养殖业
节水和废水处理与应用的生态工程
以节水为主，对工业废水和生活污水实施减量、回收、再生、再循环
在干旱半干旱地区，收集雨水和地表水，农业区节水灌溉；造糖厂用废弃的糖蜜制乙醇；造纸厂用废液回收钙粉、木质素；屠宰场用废血生产凝血酶、血红蛋白等
山区小流域综合治理与开发的生态工程
治理小流域生态环境，可持续利用小流域自然资源
三北、长江中上游防护林生态工程；治坡、治沟、修梯田与发展林业、草业、牧业结合
清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
能量的多级利用；开发和利用清洁能源
利用农作物秸秆、生活垃圾发酵生产沼气；开发太阳能、风能
整体性原理≠系统整体性原理
(1)整体性原理
①含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡。
②举例：林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。
(2)系统整体性原理
①含义：指总体功能大于各部分之和，即1＋1>2。原因是系统保持有很高的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。
②举例：如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。
[题组冲关]
1．很多农村将农作物的秸秆、生活垃圾等经发酵处理制作沼气作为清洁能源，下列属于其生态工程的是( )
A．废水处理与应用的生态工程
B．小流域治理与开发的生态工程
C．清洁及可再生能源组合利用的生态工程
D．物质循环利用的生态工程
解析：选C。我们利用的是它燃烧的能量，并且此能量是清洁可再生的。虽然也有物质循环利用，但不是用沼渣肥田，与物质循环有关但不是本题要求作答的。
2．(2018·浙江11月选考)某农业生态工程示意图如下，回答下列问题：
(1)该农业生态工程体现的生态工程原理主要是_________________________________。
对该工程的经济效益分析，可从系统内部的投入和产出、________、系统的有效贡献等三方面进行核算。
(2)若要提高该工程的经济效益，可采用农业生产的________技术在桑基上再种植大豆，也可采用农业生态工程的________技术放养适量的鸡鸭等动物以调整该工程的产业结构。
(3)某小组应用基因工程方法开展适用于该生态工程的抗虫植物改良研究。为提高将重组DNA分子导入受体细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素有________________________________________________________________________
(答出2点即可)。农杆菌介导法是目前植物转基因的常用方法，该方法的基本过程是农杆菌感染植物时，____________________，并将其插入到受体细胞的基因组中。欲获得稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种，则转入的抗虫基因必须能在受体细胞中________________________________________________________________________。
答案：(1)物质循环 系统的实际消费
(2)间种 种植业和畜牧业合理优化
(3)重组DNA的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度 携带目的基因的Ti质粒转移到受体细胞 稳定和高效地表达
1．(2020·浙江1月选考)下列关于利用胚胎工程培育优质奶牛的叙述，正确的是( )
A．从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内
B．在体外完成受精后的受精卵，将其植入子宫即可完成着床
C．随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积和有机物总量显著增加
D．在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中，胚胎干细胞不易发生分化
答案：D
2．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供体性状相同的代孕母羊子宫内
解析：选A。对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。
3．下列措施中，属于山区小流域综合治理与开发的是( )
A．农作物秸秆的“过腹还田”
B．治坡、治沟、修梯田、发展林业
C．矿山废弃地的恢复
D．利用废弃的糖蜜制酒精
解析：选B。山区小流域综合治理与开发的生态工程强调：在治理恢复小流域生态的基础上，可持续利用小流域自然资源，将治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业结合起来。
4．(2020·嘉兴模拟)如图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列问题：
(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的主要生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养和________。
(2)用________处理使B牛超数排卵，从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到______________(时期)才能与精子结合。
(3)完成受精作用一段时间后，从B牛输卵管中冲出早期胚胎，这个过程叫____________。
(4)生产上常用________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用________技术。
(5)获得试管牛E和克隆牛F的生殖方式分别是________、________。
解析：给雌性动物注射促性腺激素可促进其超数排卵；卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才算发育成熟，具有受精能力。胚胎移植的胚胎要求发育到桑椹胚或囊胚，此时期若进行胚胎分割移植，则可以同时得到多个性状相同的个体。试管牛是由受精卵发育成的，属于有性生殖；克隆牛是通过核移植技术利用奶牛C的细胞核发育来的，属于无性生殖。
答案：(1)胚胎移植 (2)促性腺激素 减数第二次分裂中期 (3)冲卵 (4)桑椹胚或囊胚 胚胎分割
(5)有性生殖 无性生殖
5．(2020·浙江名校考前押宝)回答与生态工程有关的问题：
(1)对农作物秸秆多途径利用的基本过程示意图如下，贯穿全过程的核心技术是______________________技术。其中“过腹还田”的具体途径是____________________________。将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气，这利用了农业生态工程中的__________________技术。
(2)农业生产上，畜牧业依赖和受制于种植业，可以通过种植业和畜牧业的________技术提高经济和社会效益。“退耕还林”后，林地的增加可以减少________，更有利于受损生态系统的恢复。使用农药能有效控制农业害虫，但也使生态系统的________减少，因此利用生物的________进行生物防治是今后的发展方向。
答案：(1)物质的良性循环 秸秆→家畜→粪便→农田 洁净可再生的新能源开发
(2)合理优化 水土流失 生物多样性 种间关系
1．(2020·海宁模拟)如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：
(1)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。
(2)进行胚胎分割时，应选择发育到__________________时期的胚胎进行操作。
(3)②指的是________。
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是__________________。
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________________
________________________________________________________________________。
(6)受体母牛必须和供体属于____________。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是__________________。
解析：(1)将已进行获能处理的精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。(2)为了快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割。(3)图中①是内细胞团，②是囊胚腔。(4)胚胎分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以具有相同的遗传性状。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(6)受体和供体应属于同一物种，大量的研究已经证明，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。
答案：(1)(次级)卵母细胞 获能 (2)桑椹胚或囊胚
(3)囊胚腔 (4)具有相同的遗传物质 (5)将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 (6)同一物种 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应
2．治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：
(1)过程①采用的是细胞工程中的________技术，过程②采用的是胚胎工程中的____________________技术。
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的________。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用________和________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞可以来自囊胚中的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
答案：(1)(体细胞)核移植 胚胎体外培养 (2)pH(或：酸碱度) (3)限制性核酸内切酶(或：限制酶) DNA连接酶(注：两空可颠倒) 标记 (4)内细胞团 B
3．(2020·温州一模)某研究所为了加快优良种牛的繁殖速度，采用了以下方法，请据图回答：
乙牛()
↓
甲牛(♀)→→配种→→→丙牛丁牛
(1)胚胎移植能提高具有优良性状动物繁殖率的原因之一是：对甲牛进行[a]________处理，一次受精就能获得多个受精卵，让________(填“一”或“多”)头丙牛帮助完成丁牛胚胎发育过程，甲牛和乙牛专门提供胚胎。
(2)若丁牛是乳汁中含有人干扰素的转基因牛，则上述过程要改变或增加一些环节，如需要将____________基因作为目的基因与适当的载体结合并导入受体细胞；为了便于检测目的基因是否导入受体细胞，载体上要有______________。
(3)若丁牛是乳汁中含有人干扰素的转基因牛，下列叙述中错误的是________。
A．丁牛的遗传物质只来自甲牛和乙牛
B．可选受精卵作重组DNA的受体细胞
C．胚胎移植之前需要对胚胎进行检测和筛选
D．需用含不同成分的培养液来培养不同时期的早期胚胎
(4)若采集丁牛的乳腺细胞，用________处理，可分散为单个的细胞悬浮液，把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术，叫细胞克隆。未经克隆化的细胞系具有________________性。
(5)下列提高细胞克隆形成率的方法中，不正确的是________。
A．使用二氧化碳培养箱
B．选择适宜的培养基，添加血清
C．培养液中添加胰岛素
D．滋养层细胞支持生长，抑制分化
解析：(1)用促性腺激素处理甲牛，可促使甲牛超数排卵，与乙牛交配可得到多个受精卵；一头代孕母牛能够孕育的胚胎数量有限，因此需多头丙牛代孕。(2)转基因牛能够产生人干扰素，说明转入了人干扰素基因，即人干扰素基因为目的基因；载体上标记基因表达的产物或控制的性状可作为目的基因是否导入受体细胞的筛选依据，故载体上需有标记基因。(3)丁牛的遗传物质除了来自甲牛和乙牛外，还有转入的外源基因，即人干扰素基因，A错误；受精卵具有发育的全能性，易发育形成动物个体，B正确；胚胎移植前需检测和筛选出符合要求的健康胚胎进行移植，C正确；不同时期的早期胚胎生长发育所需的条件不同，故不同阶段需配制含不同成分的培养液，D正确。(4)胰蛋白酶可将组织细胞之间的粘连蛋白去除，使细胞彼此分散；未经克隆化的细胞来自不同的祖细胞，性状通常并非完全一致，即具有异质性。(5)CO2有助于维持培养液的pH，A正确；培养不同的细胞需要不同的培养基，动物血清含有动物细胞生长增殖所需的许多成分，B正确；胰岛素可促进氨基酸、葡萄糖转运入组织细胞，C正确；应用滋养细胞支持生长，抑制分化，常用失去增殖能力的小鼠成纤维细胞作滋养细胞，而滋养层细胞则是囊胚的外层细胞，会发育成胚胎附属结构或胚外结构，D错误。
答案：(1)超数排卵 多 (2)人干扰素 标记基因
(3)A (4)胰蛋白酶 异质 (5)D
4．(2020·宁波模拟)线粒体神经胃肠脑肌病由线粒体DNA(mtDNA)上的相关基因M控制。如图是采用“一父两母”技术以避免生出患病孩子的流程图。请回答下列问题：
(1)过程①采用的技术是________，图中的X表示________________期的卵母细胞。
(2)过程②需向培养箱通入5%CO2，其主要作用是______________________。
(3)过程③需提取早期胚胎细胞中的__________________________，通过PCR技术进行扩增，并以标记的____________基因作为探针进行检测，筛选出合格的胚胎。
解析：(1)过程①采用的技术是细胞核移植，卵母细胞要培养到MⅡ中期。(2)过程②需向培养箱通入5%CO2，其主要作用是维持培养液的pH。(3)过程③需提取早期胚胎细胞中的线粒体DNA(mtDNA)，通过PCR技术进行扩增，并以标记的M(线粒体神经胃肠脑肌病)基因作为探针进行检测，筛选出合格的胚胎。
答案：(1)细胞核移植 减数第二次分裂中(MⅡ中) (2)维持培养液的pH (3)线粒体DNA(mtDNA)
M(线粒体神经胃肠脑肌病)
5．如图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有关结构或个体，数字代表过程、方法。请据图回答下列问题：
(1)图中过程①～⑦所涉及的生物技术有____________________(两种即可)。
(2)通过①②过程获取分散的细胞时，用到的酶是______________，培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为____________。
(3)此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的________。
(4)早期胚胎可通过[ ]__________技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术在生产实践中的意义在于________________。
(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞。此时的卵母细胞应该培养到________________(细胞分裂方式及时期)。f细胞在形态上的特点是________________________________________________________________________。
解析：(1)图中①为动物细胞培养获得细胞群，②是用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得单个细胞，③④为体细胞核移植获得重组细胞的过程，⑤是早期胚胎培养过程，⑥为胚胎移植，⑦为从早期胚胎中获取胚胎干细胞。(2)培养的细胞在充满培养皿底时会出现接触抑制现象，细胞分裂会停止。(3)培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎通过胚胎移植技术移入受体子宫内进行发育，可以提高优良母畜的繁殖率。(5)用去核卵母细胞作为受体，此时的卵母细胞应处于减数第二次分裂中期。f细胞是胚胎干细胞，在形态上的特点是体积小、细胞核大、核仁明显。
答案：(1)动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植(任意两项即可)
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 接触抑制
(3)抗生素
(4)⑥ 胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(5)减数第二次分裂的中期 体积小、细胞核大、核仁明显
6．(2020·浙江五校高三联考)回答下列有关胚胎工程的问题：
(1)“二娃”政策实施后，一些高龄夫妇选择“试管婴儿”技术孕育二胎。要使精子和卵细胞在体外成功融合，首先须采集到成熟的卵细胞，最常用的方法是卵巢经过____________处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出____________，在体外进行人工培养，促进其成熟。同时对于男方提供的精子，须经系列处理与培养，以达到____________状态。受精卵形成后，经人工培养至________________________阶段，借助胚胎移植技术回输至女方体内，经过自然孕育，即得试管婴儿。
(2)胚胎干细胞研究发展前景诱人，它具有发育全能性和二倍体核型。培养胚胎干细胞的培养基中，必须加入胰岛素、葡萄糖、____________等成分。并且要将干细胞接种在饲养层上，用于饲养层的细胞一般是____________。
(3)下列有关胚胎移植的说法错误的是________。
A．供体与受体是同一物种的雌性
B．受体与供体保持相同的生理状态
C．供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系
D．多胚胎移植在提高妊娠率的同时，常可获得性状完全相同的孩子
解析：(1)采集成熟的卵细胞，最常用的方法是卵巢经过超数排卵处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞，在体外进行人工培养，促进其成熟。同时对于男方提供的精子，须经系列处理与培养，以达到获能状态。受精卵形成后，经人工培养至8细胞到早期囊胚阶段，借助胚胎移植技术回输至女方体内，经过自然孕育，即得试管婴儿。 (2)胚胎干细胞研究发展前景诱人，它具有发育全能性和二倍体核型。培养胚胎干细胞的培养基中，必须加入胰岛素、葡萄糖、动物血清等成分。并且要将干细胞接种在饲养层上，用于饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞，可以防止细胞分化，促进细胞分裂。(3)供体与受体是同一物种的雌性，A正确； 受体与供体保持相同的生理状态，防止免疫排斥反应，B正确； 供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系，C正确；多胚胎移植可以提高妊娠率，但子代的性状不一定相同，D错误。
答案：(1)超数排卵 卵母细胞 获能 8细胞到早期囊胚 (2)动物血清 胚胎成纤维细胞 (3)D
7．(2020·杭州模拟)如图是我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。请分析回答下列问题：
(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是________________________________________________________________________。
人们将蚕沙(蚕的粪便)投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第________营养级。
(2)鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过________________作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。
(3)建立该人工生态系统的目的是实现对能量的____________________，提高能量的利用率。与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力________。
(4)建立该生态系统遵循的原理主要是__________________________________、
____________________。
解析：(1)粪便中的能量是未被生物同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级同化的能量。即蚕沙中的能量是生产者同化的能量。(2)有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。(3)人工生态系统可以实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率。自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度，该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态系统复杂，故该生态系统自我调节能力较强。
答案：(1)生产者(或桑树)通过光合作用固定的太阳能总量 一 (2)分解者(或微生物)的分解 (3)多级(或充分)利用 较强 (4)物质循环再生原理 物种多样性原理
8．(2020·杭州模拟)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”。如图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案：
(1)列出该生态系统中的三种分解者的名称________________________。
(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__________、__________________________。
(3)进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是______________________。
(4)每一位市民都应该积极参与①②过程，具体做法是________________。
(5)该生态工程突出体现了________________这个基本原理。
解析：(1)分解者是以分解有机物质为生的异养微生物或动物。由图示可知，该生态系统中的三种分解者是蚯蚓、苍蝇、细菌。(2)④⑤途径运用生态学原理可充分地利用垃圾中的物质，即实现了物质的多级利用，减少了环境污染，明显优于③途径燃烧。(3)甲烷杆菌为原核生物，而酵母菌为真核生物，甲烷杆菌无成形的细胞核。(4)每一位市民都应该积极参与①②过程，将生活垃圾分类包装，以实现能量和物质的多级利用。(5)从图示看出该生态工程突出体现了物质循环再生这个基本原理。
答案：(1)蚯蚓、苍蝇、细菌(微生物)
(2)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)甲烷杆菌无成形的细胞核 (4)将生活垃圾分类包装
(5)物质循环再生
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