2021届高考生物二轮复习-专题十八-胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案.doc

2021届高考生物二轮复习 专题十八 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案

2021届高考生物二轮复习 专题十八 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题学案

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专题十八 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题
[考纲要求]
1．动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)　2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)　3.胚胎工程的应用(Ⅱ)　4.转基因生物的安全性(Ⅰ)　5.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)　6.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)　7.简述生态工程的原理(Ⅱ)　8.生态工程的实例(Ⅰ)

授课提示：对应学生用书第109页

细节拾遗
1．教材选修3 P63“讨论”：排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
提示：是指卵子从卵泡中排出。
2．教材选修3 P64“旁栏思考”：进行体外受精时，将卵母细胞取出后，是否应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？
提示：是。从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成减数第一次分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
3．教材选修3 P79“旁栏思考”：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？
提示：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
4．教材选修3 P122“讨论”：在“矿区废弃地的生态恢复工程”案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？
提示：矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此种植适应性强、耐旱的灌木、草和树等。

易错诊断
1．早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质(×)
2．胚胎移植之前需要对供体和受体进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应(×)
3．动物细胞克隆、转基因工程等只要最后一步涉及胚胎移植，代孕母亲与供体母亲必须进行同期发情处理(√)
4．试管婴儿和胚胎移植技术都属于有性生殖(×)
5．设计试管婴儿不需对胚胎进行基因检测(×)
6．精子的获能不是获得ATP，而是受到外界环境中某些物质的作用，具备了受精的能力(√)
7．我国古代的“无废弃物农业”，从生态学上看是遵循了物质循环再生原理(√)

授课提示：对应学生用书第110页

考点 　胚胎工程

1．早期胚胎发育过程

2.胚胎工程各技术间的关系

3．胚胎移植成功的四个基础
(1)发情排卵后，在一段时间内，供、受体生殖器官的生理变化相同，能为胚胎的生长发育提供相同的生理环境。
(2)早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供了可能。
(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供了可能。
(4)胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响。
4．胚胎工程的操作流程

(1)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。
(2)胚胎移植过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。
(3)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。
[特别提醒]
受精过程及胚胎工程中的注意点
(1)受精过程中的“两种反应”与“两道屏障”
①透明带反应：精子触及卵细胞膜瞬间，将产生阻止后来精子进入透明带的反应——它是防止多精入卵的第一道屏障。
②卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内——它是防止多精入卵的第二道屏障。
(2)两次使用的激素不同
①孕激素：对供、受体进行同期发情处理。
②促性腺激素：对供体进行超数排卵处理。
(3)精子的两种“获能”处理
培养法：将取自附睾的精子置于“人工配制的获能液”中培养一段时间，使其获能。
化学诱导法：将精子置于一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中诱导精子获能。
(4)早期胚胎培养液成分的4个“两”
①两“盐”：无机盐和有机盐；
②两“酸”：氨基酸和核苷酸；
③两“素”：维生素和激素；
④两“液体”：水和血清。

1．(2020·高考全国卷Ⅲ)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。

回答下列问题：
(1)步骤①中需要使用的工具酶有____________________。步骤②和③所代表的操作分别是________和__________。步骤④称为__________。
(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的__________(答出2点即可)的限制。
(3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息__________(填“相同”或“不同”)，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有__________(答出2点即可)。
解析：(1)构建基因表达载体时，需要用限制性核酸内切酶切割W基因和载体，再由DNA连接酶将两者连接起来。步骤②是将目的基因导入受体细胞，受体细胞为动物细胞(受精卵)时采用的是显微注射技术。步骤③是将受精卵在体外培养成早期胚胎，步骤④是将早期胚胎移植到代孕母体的子宫内。(2)乳腺生物反应器所选择的动物必须是雌性，而且需要发育到一定年龄才能分泌乳汁。膀胱生物反应器可以不受转基因动物的性别和年龄的限制。(3)由受精卵经有丝分裂和细胞分化发育形成的同一动物个体中，乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞等体细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同，但两种细胞中基因选择性表达。(4)结合乳腺生物反应器的制备过程图，可知该流程涉及的胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。
答案：(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶　显微注射　体外培养　胚胎移植　(2)性别、年龄　(3)相同　两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵　(4)体外受精、胚胎移植
2．实验嵌合体是了解哺乳动物发育机制的关键点，也能为不同多潜能干细胞状态的潜能提供咨询的来源。将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里，再将囊胚移入代孕鼠体内发育形成猴鼠嵌合体——猴鼠，可用于器官的移植研究。请回答下列问题：
(1)判断哺乳动物的受精过程是否完成的重要标志是
________________________________________________________________________。
(2)胚胎干细胞的培养和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作，可以采取的措施有________________________。胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是________________________。根据胚胎干细胞的这种功能特性，当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时，利用胚胎干细胞的治疗思路是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的____________部位能获取所需组织，再将囊胚移入代孕鼠体内，此技术对代孕受体的要求是________________________________。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是______________，
若想进一步提高胚胎的利用率，可采用________技术。
解析：(1)判断哺乳动物的受精过程是否完成的重要标志是雌雄原核融合成合子。(2)胚胎干细胞的培养和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作，可以采取的措施有添加抗生素和定期更换培养液。胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是胚胎干细胞具有发育的全能性。根据胚胎干细胞的这种功能特性，当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时，可以通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补。(3)将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位能获取所需组织，再将囊胚移入代孕鼠体内，此技术对代孕受体的要求是同种、生理状态相同、有正常孕育能力的其他雌性动物。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。
答案：(1)雌雄原核融合成合子　(2)添加抗生素和定期更换培养液　胚胎干细胞具有发育的全能性　通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补　(3)内细胞团　同种、生理状态相同、有正常孕育能力的其他雌性动物　可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力　胚胎分割

考点 　生物技术的安全性与伦理问题

1．对转基因生物安全性的争论
在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。
2．治疗性克隆和生殖性克隆的区别与联系
　类型
项目　
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同
3.试管婴儿和设计试管婴儿的异同点

设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④，两种技术均属于有性生殖，其中属于解决不孕夫妇生育问题的是试管婴儿技术。

1．自从克隆羊“多利”的问世以来，很快在全世界引发了一场大讨论，其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。如图表示人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答。

(1)图示过程应用的主要技术有_________________________________________。(至少回答两点)
(2)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有______________。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因的________________的结果，该过程的开始发生在______________期。
(3)如将上述技术用于“克隆人”则需要进行__________过程，目前世界上绝大多数国家反对进行“克隆人”实验的原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是
________________________________________________________________________。
解析：(1)动物细胞核移植技术并将其培养成个体包括细胞核移植、动物细胞培养、胚胎干细胞诱导分化等技术。(2)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有全能性；细胞分化发生的实质是基因的选择性表达的结果，发生在囊胚期。(3)用于“克隆人”需要进行胚胎移植过程；由于克隆人实验会引起人类社会的伦理道德发生混乱，所以目前世界上大多数国家反对进行“克隆人”实验。(4)胚胎干细胞分裂分化得到的器官，其中核DNA来自患者，故细胞膜上抗原与患者基本一样，器官移植没有免疫排斥反应。
答案：(1)细胞核移植、动物细胞培养、胚胎干细胞诱导分化等 　(2)全能性　选择性表达　囊胚　(3)胚胎移植　“克隆人”会引起人类社会的伦理道德发生混乱　(4)没有免疫排斥反应
2．生物技术就像把双刃剑，它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来灾难。回答下列问题。
(1)试管婴儿技术是体外受精、胚胎移植技术的俗称。精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入____________中继续培养，以检查________________________________________。
(2)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术” ，二者在技术手段上的区别是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
有人认为用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子不合乎伦理道德，其主要理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)2016年，“三亲试管婴儿”在英国出生，如图表示“三亲试管婴儿”的培育过程。图示过程中代表婴儿母亲卵母细胞的是____________，“三亲试管婴儿”技术能避免母亲的____________遗传病基因传递给后代。该婴儿的孕育过程中依次使用了____________、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。

(4)“基因编辑婴儿”指通过基因编辑技术修改人体胚胎精子或卵细胞细胞核中的DNA后生下的婴儿。基因编辑是应对遗传性疾病的一个潜在办法，但它极具争议性，因为这些修改将遗传给后代，最终有可能影响整个人类的_____________________________________。
解析：(1)试管婴儿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，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(2)设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术，设计试管婴儿技术的胚胎在移植前需进行遗传学诊断。用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是否合乎伦理道德，对此人们持有不同的意见，反对的理由主要是有人认为这是把试管婴儿当作人体零配件工厂，对生命不尊重，他们认为早期的生命也有活下去的权利，拋弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”等等。(3)该母亲提供卵母细胞的细胞核，捐赠者提供去核卵母细胞，所以该婴儿母亲的卵母细胞是B；由图可知，三亲试管婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，三亲婴儿的培育过程依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)基因编辑技术修改了人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA，修改后的基因将遗传给后代，并最终有可能影响整个人类的基因库。
答案：(1)发育培养液　受精状况和受精卵的发育能力　(2)后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断　把试管婴儿当人体零配件工厂，对生命不尊重，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”等等　(3)卵母细胞B　线粒体　核移植 　(4)基因库

考点 　生态工程

1．理清生态经济、循环经济、生态工程之间的关系

2．把握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，如互利共生→系统整体性原理(系统学和工程学原理)。
3．生态工程设计的常用方法
(1)生态工程设计的常用方法之一是食物链(网)的“相接”。
(2)生态工程设计的常用方法之二是食物链(网)的“加环”。“加环”可为未被利用的部分能量找到出路。例如，用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇等，其残余物用来培养食用菌，栽培食用菌后的残余物再用来养殖蛆蛹，蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等。

1．现代生物科技可广泛应用于动植物新品种的培育、生物制药及环境保护等领域，与此同时，由于科技水平及认知水平有限，可能会给人类带来意想不到的负面影响。回答下列有关生态工程的问题：
(1)生态工程的主要目的是______________________________________。生态经济主要是通过实行______________的原则实现废弃物的资源化。
(2)北京郊区窦店村将种植业、养殖业、屠宰场、沼气池、食用菌养殖基地等整合在一起，创造了更多的就业机会，大大增加了农民收入。该案例主要运用了哪些生态工程的基本原理？
________________________________________________________________________
____________________________________________________________(至少说出3项)。
(3)我国科技人员创造了浮床生态工艺法来净化富营养化水体，浮床上的植物通过______________、______________，抑制了水体中浮游植物的生长。
(4)2019年是我国在垃圾处理方面改革力度最大的一年，上海成为我国第一个垃圾分类试点城市，试说出垃圾分类的意义__________________________________(至少说出2项)。
解析：(1)生态工程的主要目的是对遭到破坏的生态环境进行修复和重建(或对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善)。生态经济主要是通过实行循环经济的原则实现废弃物的资源化。(2)北京郊区窦店村将种植业、养殖业、屠宰场、沼气池、食用菌养殖基地等整合在一起，该生态工程涉及的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理、系统的结构决定功能原理(或系统学和工程学原理)。(3)浮床上的植物由于吸收水体中的矿质元素、阻挡射入水体的光照，进而起到抑制水体中浮游植物生长的作用。(4)垃圾分类的意义在于减少垃圾处理量，从而降低处理成本、减少土地资源的占用和消耗、有用物质回收(变废为宝或废物资源化)、减少环境污染等。
答案：(1)对遭到破坏的生态环境进行修复和重建(或对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善)　循环经济　(2)物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理、系统的结构决定功能原理(或系统学和工程学原理)　(3)吸收水体中的矿质元素　阻挡射入水体的光照　(4)减少垃圾处理量从而降低处理成本、减少土地资源的占用和消耗、有用物质回收(变废为宝或废物资源化)、减少环境污染等
2．随着环境资源的日趋减少，发展复合型生态农业，走可持续发展之路已成为当务之急。下图为某地一生态农村建设的模式图，请据图回答有关问题：

(1)该生态系统中，处于第二营养级的生物有______________，在鱼塘中，一般会投入不同种类的鱼苗，使池塘的稳定性提高，其原因是__________________________________
________________________________________________________________________，
每一种鱼苗的投放量都不宜超过其__________________________________________。
(2)鸡粪进入沼气站发酵，产生沼气和沼渣水，从生态系统能量流动的角度分析，这一过程的意义是___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)人类会从该生态系统中获取大量农产品，对它的利用强度较大，为了提高它的稳定性，我们可以采取的措施是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)直接以生产者作为食物来源的生物即处于第二营养级，因此图中处于第二营养级的生物有鸡、奶牛、鱼、猪、人；生态系统的稳定性与自身组分的多少和营养结构的复杂程度呈正相关，投放多种鱼苗提高了鱼塘的生物多样性，使鱼塘的营养结构复杂化，提高了鱼塘的自我调节能力，进而提高自身的稳定性；每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量，即K值。(2)鸡粪进入沼气站发酵时，部分能量被微生物利用，部分能量存于沼气中供人类使用，在此过程中，可将鸡粪中的能量部分转化成可被人类利用的能量，实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。(3)对于人类利用强度较大的生态系统，我们应该实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，具体的操作有施肥和投喂饲料等。
答案：(1)鸡、奶牛、鱼、猪、人　提高了鱼塘的生物多样性，使鱼塘的营养结构复杂化，提高了鱼塘的自我调节能力　环境容纳量　(2)实现能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率　(3)实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，具体操作有对作物施肥，为动物投放饲料等

授课提示：对应学生用书第113页

素养提升点　胚胎工程及生态工程相关的核心术语与长句表达

(2020·高考全国卷Ⅱ)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：
(1)在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性________。抵抗力稳定性的含义是________________________________________________。
(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是____________________________________
_____________________________________________________________(答出3点即可)。
在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的________。
(3)在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)低　生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力　(2)改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用　分解者　(3)种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属

1．(概念表述类)什么叫胚胎移植？
提示：胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。
2．(思维拓展类)如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
提示：对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，还提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方的资源。

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授课提示：对应学生用书第166页

1．胚胎工程应用前景非常广阔，包含的技术内容也很丰富，请回答以下问题：
(1)胚胎移植过程中，首先应对所选的供体、受体使用____________进行同期发情处理，冲卵后的胚胎通常应发育到____________阶段才能进行胚胎移植，胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将其中的____________均等分割，对囊胚做DNA分析鉴定性别时通常在________部分取样。
(3)哺乳动物的胚胎干细胞是由____________中分离出来的一类细胞，这类细胞在饲养层细胞上培养时，能够维持______________状态，为科学研究提供良好素材。
解析：(1)胚胎移植过程中，首先应对所选的供体、受体使用孕激素等进行同期发情处理，冲卵后的胚胎通常应发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(2)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将其中的内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。滋养层的细胞将来发育成胎膜和胎盘，取滋养层细胞不会影响胚胎的发育，故对囊胚做DNA分析鉴定性别时通常在滋养层部分取样。(3)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，这类细胞在饲养层细胞上培养时，能够维持不分化的状态，为科学研究提供良好素材。
答案：(1)孕激素等　桑椹胚或囊胚　空间位置的转移　(2)内细胞团　滋养层　(3)早期胚胎或原始性腺　不分化
2．单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛，濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝，但在人类活动区会有驯养)。近些年，在我国干燥、缺水的戈壁无人区，科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示的研究。请回答下列问题：

(1)胚胎工程中一般采用________处理A使其超数排卵。若①是体外受精，需要提供发育至________________期的卵子和________的精子。②过程通过显微操作去除受体卵子细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质________________________________________________。
(2)过程③之后需要将获得的受精卵在含“两盐”、氨基酸、核苷酸、激素和______________的培养液中培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植，欲获得更多的胚胎可进行____________操作。
(3)胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础为______________________________
________________________________________________________________________。
(4)与F相比，E更具有多样性。其原因是E是有性生殖后代，其亲代减数分裂过程中会发生________________________________________________________________________。
解析：(1)采用促性腺激素处理A使其超数排卵。体外受精需要提供发育至减数第二次分裂中期的卵子和获能的精子，因为减数第二次分裂中期的卵子的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质，有利于重组细胞的发育。②过程通过显微操作去除受体卵子细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自供体驯养单峰骆驼B。(2)哺乳动物胚胎培养液成分包括：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸和血清等。欲获得更多的胚胎可进行胚胎分割，借助胚胎移植技术产生遗传物质完全相同的后代。(3)胚胎能在D受体雌性体内存活，因为同种动物供、受体生殖器官生理变化相同；受体雌性对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥；供体胚胎可与子宫建立正常的生理联系，且遗传特性不受影响。(4)减数第一次分裂前期和后期会发生基因重组。
答案：(1)促性腺激素　减数第二次分裂中　获能　完全来自供体驯养单峰骆驼B　(2)血清(血浆)　胚胎分割　(3)受体雌性对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥　(4)基因重组
3．2018年1月25日，我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴(流程如图所示，①～⑥表示过程)，该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请据图分析回答：

(1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是______________，恢复其全能性较难。
(2)进行过程①时，培养成纤维细胞所需的条件有：营养、气体环境以及______________、______________。
(3)过程③中利用______________法，将成纤维细胞注入去核的______________期的卵母细胞膜与透明带之间，经过过程⑤，受体子宫对移入的胚胎基本不发生______________反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。在孕育过程中移入受体子宫的胚胎______________不受影响。
(4)向融合细胞注射Kd4d的mRNA，可提高胚胎的形成率，其作用主要是通过基因表达的______________过程实现的。
解析：据图分析，①表示动物细胞培养，②表示去除雌性食蟹猴的卵母细胞核的过程，③核移植过程，④表示将目的基因注入融合细胞的过程，⑤早期胚胎培养和胚胎移植过程，⑥表示妊娠、产生体细胞核移植食蟹猴的过程。
(1)由于体细胞分化程度高，全能性难以恢复，因此获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植。(2)过程①表示动物细胞培养过程，需要的条件有：营养、气体环境、无菌和无毒的环境、适宜的温度和pH等。(3)过程③表示核移植的过程，一般用显微注射法将成纤维细胞注入去核的处于减数第二次分裂中期的卵母细胞膜与透明带之间；过程⑤胚胎移植时，受体子宫对移入的胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能；在孕育过程中，移入受体子宫的胚胎的遗传特性不受影响。(4)mRNA是翻译形成蛋白质的模板，因此向融合细胞注射Kd4d的mRNA，可以通过翻译形成相关的蛋白质，进而提高胚胎的形成率。
答案：(1)体细胞分化程度高　(2)无菌、无毒的环境　温度和pH　(3)显微注射　MⅡ　免疫排斥　遗传特性　(4)翻译
4．桑基鱼塘是种桑养蚕同时与池塘养鱼相结合的一种生产经营模式，此模式形成了桑叶养蚕、蚕粪养鱼、塘泥肥桑的生产链条。请回答以下相关问题：
(1)该模式中的池塘属于人工生态系统，它是由生物群落和它的________相互作用而形成的统一整体，而一个群落中的物种不论多少，也不是随机地集在一起的，而是通过
________________________________________________________________________，
形成一个有机的整体。
(2)向池塘中投入草鱼进行放养，一段时间后，调查其种群密度，该池塘中草鱼的种群密度是由__________决定的。用标志重捕法调查草鱼的种群密度时，若所用渔网网眼过大，则调查结果将________。
(3)池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)，它们的分布体现了群落的____________。与单一养殖一种鱼相比，这种养殖模式可以获得更高的经济效益，从群落结构分析，原因是_____________
________________________________________________________________________。
(4)“桑基鱼塘”提高了能量利用率，是因为桑叶中的能量可以被____________(填“蚕”“鱼”或“蚕和鱼”)利用。塘泥中含有鱼的粪便，用塘泥作为肥料，可以促进桑树生长，这是利用了生态系统的____________功能。与沉积于水底相比，“塘泥肥桑”过程中塘泥释放CO2速度加快，原因是___________________________________________________。
解析：(1)生态系统由生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体；物种都是通过一定的联系聚集在一起的，不同群落的物种数目一般是不同的，通过复杂的种间关系形成的一个有机的整体。(2)该池塘中草鱼的种群密度是由出生率和死亡率决定的。调查该池塘中草鱼的种群密度应采用标志重捕法，若M表示第一次捕获并标记的个体数，N表示该地区的草鱼种群的个体总数，n表示第二次捕获的个体数，m表示其中带有标记的个体数，则有M∶N＝m∶n；若调查的时候捕捉所用的渔网网眼过大，则会导致捕捉的个体数变小，即M、m、n都会变小，但是m∶n比值基本不变，故计算出的N会偏小。(3)池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)，这种养殖模式充分利用了生态系统的空间和食物资源，缓解生物间的竞争，体现了群落的垂直结构，故与单一养殖一种鱼相比，这种养殖模式可以获得更高的经济效益。(4)桑叶的部分同化量被蚕利用，而蚕粪可以被鱼吃，蚕粪中的能量还是桑叶的同化量，故桑叶中的能量可以被蚕和鱼利用。塘泥中含有鱼的粪便，用塘泥作为肥料，可以促进桑树生长，这是利用了生态系统的物质循环功能。土壤中的氧气浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快，故与沉积于水底相比，“塘泥肥桑”过程中塘泥释放CO2的速度加快。
答案：(1)无机环境　复杂的种间关系　(2)出生率和死亡率　偏小　(3)垂直结构　充分利用了生态系统的空间和食物资源　(4)蚕和鱼　物质循环　土壤中的氧气浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快

大板块练　现代生物科技专题
授课提示：对应学生用书第167页

1．大肠杆菌β­半乳糖苷酶(Z酶)可催化底物(X­gal)水解产生蓝色物质。在pUC18质粒中，lacZ′ 编码Z酶氨基端的一个片段(称为α­肽)，该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示。已知α­肽、缺失α­肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性。利用图乙中的DNA片段与pUC18质粒进行基因工程操作。

(1)限制酶能催化双链DNA分子中________(填化学键名称)的