胚胎工程、生物技术和安全性和伦理问题及生态工程
1.试管婴儿之父——爱德华兹因体外受精技术获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。体外受精技术又称试管婴儿技术，第一代试管婴儿的操作流程如图所示。请分析回答：
(1)将收集的精子放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是____________ ______________________________________________________。
(2)超数排卵技术的处理措施是对母体注射_______________________________。 从母体内获得的卵母细胞需要培养到________(时期)才能与精子结合。
(3)受精过程中防止多精入卵的生理反应包括________反应和________反应。
(4)在整个实验过程中，要强调所用的器械的灭菌和实验人员的无菌操作，这是为了防止________。
(5)进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和________。
(6)一般将受精卵培养至________时期进行胚胎移植。 答案 (1)诱导精子获能
(2)一定的激素(促性腺激素) 减数第二次分裂中期(MⅡ中期) (3)透明带 卵细胞膜(位置可互换) (4)微生物感染(答案合理即可) (5)人的血清 (6)囊胚或桑椹胚
解析 (1)精子在一定浓度肝素溶液中培养后可以获得受精能力。
(2)超数排卵处理一般需向母体注射促性腺激素。从母体内获得的卵母细胞不能立即用于受精，要在体外经人工培养至减数第二次分裂中期才能进行受精作用。 (3)防止多精入卵的生理反应包括透明带反应和卵细胞膜反应。
(4)实验过程需要在严格的无菌条件下进行的原因是杂菌感染可能导致培养物迅速死亡，使实验失败。
(5)早期胚胎体外培养时，加入血清可模拟人体的内部环境。
(6)体外受精得到的受精卵一般需培养至囊胚或桑椹胚时期才能进行胚胎移植。
2.科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：
(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________。
(2)图中二细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为________；也可从灰鼠体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培养获得。
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(3)图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用________方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。 答案 (1)原代培养 接触抑制
(2)冲卵(或：冲胚) 体外受精(或：核移植) (3)胚胎移植 冷冻(或：低温) (4)内细胞团 诱导分化
解析 本题主要考查动物细胞培养、胚胎移植等有关知识，意在考查考生的理解能力和应用能力。
(1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。 (2)将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来叫冲卵。
(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入-196 ℃的液氮中保存。
(4)iPS与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。
3.随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图回答下列问题：
(1)应用1中获得的良种小牛，遗传物质来源于________个体，性别为________。
(2)在应用2、3、4中，若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其________。得到的卵母细胞需要发育至________才能受精。
(3)应用3可实现良种动物快速大量繁殖；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将________均等分割，否则将影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从________细胞取样做DNA分析。
(4)应用4中细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中除需要温度、无菌、无毒等环境条件外，营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核苷酸，还要加入________；向培养液中通入95％空气和5％二氧化碳，空气中的氧气参与细胞的代谢，二氧化碳可以维持培养基的________。 答案 (1)供体1和供体2 雌性
(2)获能 减数第二次分裂中期(或答MⅡ中期) (3)内细胞团 滋养层 (4)动物血清(或血浆) pH
解析 (1)应用1为核移植技术，其中重组细胞的细胞核来自供体1、细胞质来自供体2，所以良种小牛的遗传物质来自供体1和2，其中控制性别的基因位于细胞核中，所以良种小牛的性别与供体1(母牛)相同。
(2)获能的精子才能与成熟的卵母细胞(发育至减数第二次分裂中期)完成受精作用。
(3)胚胎分割时，囊胚期的内细胞团应均等分割，这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。从滋养层细胞取样做DNA分析可鉴定性别。
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(4)培养动物细胞时，培养液中还应加入血清或血浆。向培养液中通入CO2可维持培养液pH的稳定。
4.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________使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。 (3)一般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。 答案 (1)经济 社会 生态环境
(2)生态学 环境与经济 生态平衡 循环和重复 (3)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
5.一青年农民利用自学的生态学知识在自家庭院里建了一个小型生态农业，年创收上万元。如图是该家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题。
(1)从图中可知，人类生活中所需的能源来自太阳能、沼气等，这些能源与煤炭相比，突出的优点是__________________________________________________。
(2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是_____________________ ______________________________________________________。
(3)生态工程建设的目的就是遵循自然界________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统工程相比较，生态工程具有________的特点。
(4)生态工程所遵循的基本原理是________、________、协调与平衡原理、________以及系统学和工程学原理。
(5)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链越长、营养级越多越好，你是否支持这一观点？ ___________。 答案 (1)减少了燃烧煤炭所产生的污染
(2)充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用 (3)物质循环 少消耗、多效益、可持续
(4)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性原理 (5)不支持
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2020版高考生物二轮复习课时作业十五胚胎工程生物技术和安全性和伦理问题及生态工程含解析
