备战2021届高考生物一轮专题复习第3讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程-作业

课时作业知能提升1胚胎干细胞(ES细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的价值，其应用前景吸引众多科学家投入这一研究领域中。根据相关知识，回答下列问题：(1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES细胞)是由_或原始性腺中分离出来的一种细胞，在功能上具有_，即可以分化出成年动物体内任何一种组织细胞。(2)ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料，ES细胞在_细胞上能维持不分化的状态。在培养基中加入_可诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)ES细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进而解决临床上存在的供体器官不足和_问题。此外，科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造：向器官_(填“供体”或“受体”)基因组中导入某种调节因子，以抑制_(填“抗原”或“抗体”)决定基因的表达，或设法除去该基因，再结合_技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。解析：(1)胚胎干细胞来自早期胚胎(从动物胚胎发育至囊胚期的内细胞团)和胎儿的原始性腺。胚胎干细胞具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(2)ES细胞在饲养层细胞上能维持不分化的状态；在体外培养条件下，培养液中加入分化诱导因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)ES细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进而解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥问题。向器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去该基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。答案：(1)早期胚胎发育的全能性(2)饲养层(分化)诱导因子(3)免疫排斥供体抗原克隆2如图表示体外受精和早期胚胎培养的过程，请据图回答下列问题：(1)精子的顶体由_发育而来，内含有顶体酶，能协助精子穿过卵母细胞的_和_。(2)体外培养受精卵时，除提供CO2以维持培养液的pH外，还给予一定量的_以维持细胞呼吸。(3)此处的早期胚胎指_。(4)对移入的受体的要求是_。解析：(1)精子的顶体由高尔基体发育而来，内含有顶体酶，能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)受精卵进行细胞呼吸，需要消耗O2。(3)一般桑椹胚或囊胚时期的胚胎可以移植。(4)同种、生理状态良好的雌性动物，其生殖器官的生理变化与供体是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。答案：(1)高尔基体放射冠透明带(2)O2(3)桑椹胚或囊胚(4)同种、生理状态良好的雌性动物3(2018江苏南京模拟)哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段。如图表示研究人员利用小鼠(2N40)获取单倍体胚胎干细胞的方法。请分析并回答下列问题：(1)方法甲中，研究人员需对实验小鼠注射_，使其超数排卵，再利用SrCl2溶液处理、激活卵母细胞，并在体外培养至_期，再利用流式细胞仪筛选出单倍体细胞。(2)方法乙中，研究人员首先采用特定方法去除中的雌原核，并在体外培养至。中细胞染色体数目应为_。与正常二倍体小鼠的基因组染色体组成相比，中细胞的染色体的组成不同在于_。(3)研究发现，小鼠单倍体干细胞存在自发二倍体化的现象。为此，可以通过测定并分析中细胞的_分子含量，或者利用显微镜观察处于_期细胞中的染色体数目来确定。(4)为长期培养单倍体胚胎干细胞，需建立一种培养体系。首先在培养皿底部用胚胎成纤维细胞制备饲养层，当饲养层细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止增殖。此时，培养皿底部形成的细胞层数是_。然后将干细胞接种在饲养层上进行培养，由此推测，胚胎成纤维细胞可以分泌_的物质。(5)研究发现，单倍体胚胎干细胞也能分化，形成不同功能的细胞、组织和器官，该技术培育的单倍体动物可成为研究_(填“显性”或“隐性”)基因功能的理想细胞模型。解析：(1)为获得更多的卵母细胞，一般对于动物注射促性腺激素，使其超数排卵；再利用SrCl2溶液处理、激活卵母细胞，并在体外培养至囊胚期，再利用流式细胞仪筛选出单倍体细胞。(2)由于只含有精子的细胞核，故中细胞只含有一个染色体组，由于染色体在后期加倍，故染色体数目应为20或40。与正常二倍体小鼠的基因组染色体组成相比，中细胞的染色体的组成不同在于少一条X或Y染色体。(3)为确定小鼠干细胞是单倍体还是自发二倍体。可以通过测定并分析中细胞的DNA分子含量，或者利用显微镜观察处于有丝分裂中期细胞中的染色体数目来确定。(4)为长期培养单倍体胚胎干细胞，需建立一种培养体系。首先在培养皿底部用胚胎成纤维细胞制备饲养层，当饲养层细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止增殖。此时，培养皿底部形成的细胞层数是一层，然后将干细胞接种在饲养层上进行培养，由此推测，胚胎成纤维细胞可以分泌抑制(干)细胞分化的物质。(5)由于单倍体中隐性基因出现后即会表达，故该技术培育的单倍体动物可成为研究隐性基因功能的理想细胞模型。答案：(1)促性腺激素囊胚(2)20或40少一条X或Y染色体(3)DNA有丝分裂中期(4)一层(或单层)抑制(干)细胞分化(5)隐性4如图为某地综合发展生态工程示意图。请据图回答：(1)该工程主要运用了生态工程的哪些基本原理？_。(2)蓝绿萍的代谢类型是_，在生态系统中的地位是_。(3)如图是某科研工作者为该村设计的垃圾资源化、无害化处理的一种方案，请据图回答问题：此方案中a、b过程需每一位居民的参与，参与的行动方式是_。过程d、e利用的生物属于生态系统的何种成分？_。从对资源的充分利用角度看，d、e途径比c途径突出的特点是_。解析：(1)该农业生态工程实现了物质的循环利用：作物秸秆用来生产食用菌和饲料；饲料喂养畜禽；人、畜粪尿作为原料生产沼气；沼液用于水产养殖业；沼渣为蔬菜施肥和喂养畜禽，从而达到了物质利用的良性循环，缓解了农村饲料、肥料的缺乏问题，同时一些加工品和农产品可以输出到市场出售。因此该生态工程主要运用了物质循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理。(2)蓝绿萍的代谢类型是自养需氧型，属于生产者，是生态系统的基石。(3)过程a、b是对垃圾的分类处理；过程d、e是利用分解者的分解作用处理有机废弃物，此过程既充分利用了废弃有机物中的物质和能量，又减少了因燃烧带来的污染。答案：(1)物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理(2)自养需氧型生态系统的基石(3)将生活垃圾分类处理分解者除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染5