專題二十五胚胎工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題及生態(tài)工程考情分析1.考查內(nèi)容：考察的內(nèi)容包括胚胎移植、生物技術(shù)的安全性和倫理問題及生態(tài)工程。2.命題規(guī)律：胚胎工程包括胚胎工程的理論基礎(chǔ)和胚胎工程的應(yīng)用，高考中考查不多。3.備考策略試題還將引導(dǎo)考生能否選取恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)和方法，嘗試提出初步的構(gòu)想，來滿足人類生產(chǎn)或生活的特殊需求，充分體現(xiàn)了對科學(xué)探究素養(yǎng)的考查。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考點清單一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1.精子與卵子的發(fā)生項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所睪丸曲細(xì)精管卵巢時間從初情期開始從胚胎出現(xiàn)性別分化后變形需變形不需變形分裂均等分裂不均等分裂結(jié)果1個細(xì)胞形成4個精子1個細(xì)胞形成1個卵子和3個極體2.受精（1）精子獲能：剛排出的精子，必須在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。（2）卵子的準(zhǔn)備：卵子要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，到減數(shù)第二次分裂中期才具有受精能力。（3）受精過程：獲能的精子穿越次級卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶→精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜→原核形成和融合。該過程發(fā)生透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。（4）場所：輸卵管中。3.胚胎發(fā)育過程受精卵：胚胎發(fā)育的起點卵裂期：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有縮小。桑椹胚：細(xì)胞的全能性最高，是胚胎分割的最佳時期。囊胚：具有滋養(yǎng)層（將來發(fā)育成胎膜和胎盤）、囊胚腔、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（將來發(fā)育成胎兒的各種組織）。原腸胚：出現(xiàn)三個胚層和原腸腔二、體外受精與早期胚胎培養(yǎng)1.體外受精2.早期胚胎培養(yǎng)（1）培養(yǎng)目的：檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。（2）培養(yǎng)液成分：水、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清等。（3）培養(yǎng)后的處理：當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出并向受體移植，或冷凍保存。三、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)1.胚胎移植（1）概念：胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。（2）地位：胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。（3）主要過程（4）胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)①同種動物排卵后，供、受體生殖器官的生理變化是相同的，這為移入胚胎提供了相同的生存環(huán)境。②哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。③受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。（5）意義①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。②保存品種資源和瀕危物種等。2.胚胎分割（1）概念：胚胎分割是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。（2）理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。（3）物質(zhì)基礎(chǔ)：每個細(xì)胞核內(nèi)具有相同的遺傳物質(zhì)（4）特點：胚胎分割產(chǎn)生的每個后代具有相同的遺傳特性。（5）材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（6）實質(zhì)：胚胎分割可增加動物后代數(shù)目，其實質(zhì)是動物的無性繁殖或克隆。（7）注意：對囊胚分割時，注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。3.胚胎干細(xì)胞（ES或EK細(xì)胞）（1）來源：早期胚胎或原始性腺。（2）特點：形態(tài)上，體積小、核大、核仁明顯；功能上，具有發(fā)育的全能性；體外培養(yǎng)條件下可以增殖而不分化（3）培養(yǎng)過程四、轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的安全性及倫理性問題1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性（1）轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因①目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限。②目的基因往往是異種生物的基因。③外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。（2）對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論：在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面存在激烈的爭論。（3）理性對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)：趨利避害，不能因噎廢食。

2.生物技術(shù)中的倫理問題（1）對克隆的理解克隆是指無性繁殖系，具體地說，是指從一個共同祖先通過無性繁殖的方法繁殖出來的一群遺傳特征相同的DNA分子、細(xì)胞或個體?？寺∮袕V義和狹義之分，廣義的克隆有分子、細(xì)胞和個體三個水平的克隆；狹義的克隆是指通過細(xì)胞核移植產(chǎn)生重組細(xì)胞再發(fā)育成新個體。①分子水平的克?。杭碊NA復(fù)制，如PCR擴(kuò)增產(chǎn)生相同的基因；表達(dá)載體進(jìn)入受體細(xì)胞或在生物中自我復(fù)制得到大量完全相同的基因等。②細(xì)胞水平的克?。喝缤ㄟ^細(xì)胞培養(yǎng)由親代細(xì)胞分裂形成遺傳信息相同的很多細(xì)胞或某些組織、器官；單克隆抗體的制備；單細(xì)胞生物如細(xì)菌進(jìn)行分裂生殖等。③個體水平的克?。菏侵竿ㄟ^各種生物技術(shù)獲得基因型完全相同的兩個或更多個體。如通過細(xì)胞核移植、胚胎分割等產(chǎn)生新個體?？寺〉纳撤绞綄儆跓o性生殖。（2）治療性克隆和生殖性克隆治療性克隆生殖性克隆目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療用于生育，獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞水平個體水平聯(lián)系都屬于無性生殖；產(chǎn)生新個體或新組織，遺傳信息一般不變中國政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆。（3）試管嬰兒與設(shè)計試管嬰兒設(shè)計試管嬰兒試管嬰兒技術(shù)手段需進(jìn)行遺傳診斷，篩選出符合要求的胚胎不需要進(jìn)行遺傳診斷實踐應(yīng)用用于白血病、貧血病等疾病的治解決不孕不育聯(lián)系二者都是體外受精，體外早期胚胎發(fā)育，再進(jìn)行胚胎移植，都是有性生殖3基因身份證（1）否定的理由：個人基因資訊的泄露造成基因歧視，勢必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、個人婚姻困難和人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等嚴(yán)重后果。（2）肯定的理由：一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高通過基因檢測可以及早預(yù)防，適時治療，達(dá)到挽救患者生命的目的。4.生物武器（1）種類：①病菌：鼠疫菌、霍亂弧菌、傷寒桿菌、炭疽桿菌痢疾桿菌等。②病毒：天花病毒、動物痘病毒等③生化毒劑：肉毒桿菌毒素等。④經(jīng)過基因重組的致病菌：經(jīng)過處理的類似炭疽桿菌的致病菌。（2）傳播途徑①經(jīng)食物和水傳播；②空氣傳播；③接觸傳播；④蟲媒傳播；⑤病原體直接傳播。（3）生物武器的殺傷特點①致病力強(qiáng)，多數(shù)具有傳染性；②污染面積廣；③不易被發(fā)現(xiàn)；④有一定的潛伏期；⑤受自然條件影響大。（2）中國政府的態(tài)度：在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。五、生態(tài)工程遵循的基本原理1.物質(zhì)循環(huán)再生原理（1）基礎(chǔ)理論；物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。（2）特點：生態(tài)系統(tǒng)中不產(chǎn)生廢棄物，不造成環(huán)境污染，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展。（3）實例：無廢棄物農(nóng)業(yè)。2.物種多樣性原理（1）基礎(chǔ)理論：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。物種越繁多生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性就越強(qiáng)。（2）特點：生物多樣性程度高，食物鏈關(guān)系復(fù)雜；系統(tǒng)生產(chǎn)力高，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)。（3）實例：三北防護(hù)林建設(shè)中的問題、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。3.協(xié)調(diào)與平衡原理（1）基礎(chǔ)理論：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡。協(xié)調(diào)主要是指生物要適應(yīng)環(huán)境，因此在建設(shè)生態(tài)工程時，不要盲目引種或栽種；平衡是指某環(huán)境下生物種群的數(shù)量與環(huán)境承載力要平衡。處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮環(huán)境承載力。（2）實例：太湖的水體富營養(yǎng)化問題、西北一些地區(qū)的防護(hù)林問題。4.整體性原理（1）基礎(chǔ)理論：自然生態(tài)系統(tǒng)是通過生物與環(huán)境、生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化而形成的一個不可分割的有機(jī)整體。人類也處在一個社會—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)中。進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。（2）實例：林業(yè)建設(shè)中遇到的自然與經(jīng)濟(jì)、社會的關(guān)系問題。5.系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。就像計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式。實例：桑基魚塘。（2）系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分之和。系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)，信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”，從面保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力。實例：珊礁、藻類和珊蟲的關(guān)系。六、生態(tài)工程的類型1.具有農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程。2.以環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)的林業(yè)生態(tài)工程3.以治理環(huán)境污染為目標(biāo)的治污生態(tài)工程。七、設(shè)計實施生態(tài)工程堅持的原則①首先肯定生態(tài)工程的作用，特別是對恢復(fù)和重建受損生態(tài)環(huán)境的重要作用。②不忘大自然固有的強(qiáng)大的生態(tài)恢復(fù)力量不能誤認(rèn)為只要有了生態(tài)工程，就可以走發(fā)達(dá)國家“先污染、破壞，后治理”的老路八、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟(jì)（1）生態(tài)工程①任務(wù)：修復(fù)和重建已遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)；改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。②目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。③特點：與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。九、生態(tài)農(nóng)業(yè)設(shè)計的原理（1）研究設(shè)計合理的食物鏈組成（或營養(yǎng)結(jié)構(gòu)），提高抵抗力穩(wěn)定性。（2）實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中能量的多級利用。（3）實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)再生（或?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展或“原料—產(chǎn)品—原料—產(chǎn)品”）。（4）提高整個系統(tǒng)的總體功能和綜合效益?？键c通關(guān)考點1胚胎工程流程圖分析W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路，制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W，基本過程如圖所示。回答下列問題：（1）步驟①中需要使用的工具酶有_____。步驟②和③所代表的操作分別是_____和_____。步驟④稱為_____。（2）與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢在于不受轉(zhuǎn)基因動物的_____（答出2點即可）的限制。（3）一般來說，在同一動物個體中，乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息_____（填“相同”或“不同”），原因是_____。（4）從上述流程可知，制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有_____（答出2點即可）。答案：（1）限制性核酸內(nèi)切酶（限制性內(nèi)切核酸酶）、DNA連接酶；顯微注射；體外培養(yǎng)；胚胎移植（2）性別、年齡（3）相同；兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來源于同一個受精卵（4）體外受精、胚胎移植解析：此題主要考查胚胎工程和基因工程。（1）在基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程中需要使用限制性核酸內(nèi)切酶（限制性內(nèi)切核酸酶）切割W基因和載體，同時需要DNA連接酶進(jìn)行連接。將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用顯微注射法，從受精卵到早期胚胎需要進(jìn)行體外培養(yǎng)，將獲得的早期胚胎通過胚胎移植移至代孕母體體內(nèi)。（2）乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器都屬于動物反應(yīng)器。前者受動物性別（只能是雌性）和年齡（哺乳期）限制，后者不受動物性別和年齡限制。（3）題述兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來源于同一個受精卵，所以其細(xì)胞核中染色體DNA所含遺傳信息相同。（4）胚胎工程中所用到的技術(shù)主要有體外受精、胚胎移植?？键c2生物技術(shù)的安全性和倫理問題轉(zhuǎn)基因生物，就是利用DNA重組技術(shù)，將外源基因?qū)胧荏w生物體內(nèi)。當(dāng)這種外源基因與受體生物基因整合后，外源基因就能隨受體生物細(xì)胞的分裂而增殖，并能表現(xiàn)出受體生物原本沒有的性狀，且能遺傳給后代。轉(zhuǎn)基因牛、轉(zhuǎn)基因羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚及轉(zhuǎn)基因抗蟲棉等已在我國培育成功。請回答下列問題：（1）根據(jù)所學(xué)知識可知，基因是_____的功能單位和結(jié)構(gòu)單位，通常是有遺傳效應(yīng)的_____片段。（2）不同生物間基因“移植”成功，說明生物間共用一套_____，從生物進(jìn)化的角度看，這些生物具有一定的_____。（3）轉(zhuǎn)基因技術(shù)將給農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域帶來革命，目前取得了許多成就，同時也可能給人類帶來災(zāi)難性的后果。試各舉一至兩個實例。_____。（4）有人提出“吃基因補(bǔ)基因”，你是否贊成這種觀點，試從新陳代謝的角度簡要說明理由_____。答案：（1）遺傳物質(zhì)；DNA（2）遺傳密碼；親緣關(guān)系（3）成就：將抗病基因轉(zhuǎn)移到水稻中形成抗病水稻新品種；將人胰島素基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌體內(nèi)，生產(chǎn)胰島素，治療糖尿??；災(zāi)難：轉(zhuǎn)基因作物通過花粉傳播，再與親緣關(guān)系較近的植物雜交，從而導(dǎo)致基因逃逸，可能產(chǎn)生優(yōu)勢物種，危及自然生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性（4）答案：不贊成，因為基因被吃進(jìn)人體后，和其他生物大分子物質(zhì)一樣被消化分解，不可能以原狀進(jìn)入細(xì)胞，更不可能補(bǔ)充或整合到人體原有的基因組中（贊成，基因被吃下去后，消化分解為小分子物質(zhì)，這些小分子物質(zhì)可以作為DNA的原料）（開放性題目，合理即可）考點3生態(tài)工程案例分析生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計，垃圾分類作為生態(tài)文明建設(shè)的動力引擎，其重要性不言而喻。回答下列相關(guān)問題：（1）“垃圾分類，舉手之勞。變廢為寶，美化家園?！薄白儚U為寶”主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的原理是_____。（2）廚余垃圾經(jīng)過初步處理分類后，進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)生的天然氣可以為出租車提供能源，發(fā)酵后的殘渣處理后可以為花田施肥，從研究能量流動的意義分析，這樣操作的意義是_____。廚余垃圾在發(fā)酵過程中起主要作用的微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是_____，該成分的作用是_____。（3）若要將某種高效纖維素酶基因?qū)敕纸饫奈⑸镏?，以提高該生物分解垃圾的效率，此過程中借助的工具酶有_____，此技術(shù)的核心步驟是_____，如何確定該微生物具有高效降解纖維素的能力，簡單寫出實驗思路：_____。答案：（1）物質(zhì)循環(huán)再生原理（2）實現(xiàn)能量的多級利用，提高能量的利用率；分解者；將動植物遺體、動物糞便中的有機(jī)物分解為無機(jī)物（3）限制酶、DNA連接酶；基因表達(dá)載體的構(gòu)建；將導(dǎo)入高效纖維素酶基因的微生物與未導(dǎo)入高效纖維素酶基因的微生物分別接種在同種等量富含纖維素的垃圾中，相同且適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)，觀察并統(tǒng)計分解垃圾所用的時間（合理即可）解析：（1）垃圾資源化主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。（2）廚余垃圾通過發(fā)酵產(chǎn)生的天然氣可以為出租車提供能源，發(fā)酵后的殘渣可以為花田施肥，實現(xiàn)了能量的多級利用，提高了能量的利用率；發(fā)酵過程中起主要作用的微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是分解者；分解者的作用是將動植物遺體、動物糞便中的有機(jī)物分解為無機(jī)物。（3）若要將某種高效纖維素酶基因?qū)敕纸饫奈⑸镏?，需借助基因工程技術(shù)，需要用到限制酶、DNA連接酶；基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建；若要確定微生物具有高效降解纖維素的能力，應(yīng)該將導(dǎo)入高效纖維素酶基因的微生物與未導(dǎo)入高效纖維素酶基因的微生物分別接種在同種等量富含纖維素的垃圾中，并在相同且適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)，觀察并統(tǒng)計分解垃圾所用的時間，所用時間越短，說明其降解纖維素的能力越強(qiáng)?？挤ㄍ黄婆咛スこ讨攸c知識點辨別1.克隆動物和試管動物的異同（1）試管動物和克隆動物的性狀不同：前者由父本和母本共同決定，后者一般與核供體相同。（2）試管動物和克隆動物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是無性生殖。（3）試管動物和克隆動物的產(chǎn)生過程不同：前者經(jīng)過了體外受精過程，后者經(jīng)過了核移植過程。（4）試管動物和克隆動物細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來源不同：前者細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來自母本和父本兩個個體，后者細(xì)胞核遺傳物質(zhì)僅來自供核親本一個個體。（5）試管動物和克隆動物的發(fā)育起點不同：前者的發(fā)育起點是受精卵，后者的發(fā)育起點是經(jīng)過核移植后的重組細(xì)胞。（6）獲得試管動物和克隆動物相同之處：二者都經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植環(huán)節(jié)。2.人工授精、自然受精和體外受精的關(guān)系區(qū)別（1）人工授精是用人工的方法，使公畜的精液注入母畜的生殖道內(nèi)，使精子與卵子結(jié)合。其中人的作用主要是將公畜的精子導(dǎo)人母備的生殖道內(nèi)，受精場所仍在體內(nèi)。（2）體外受精是將人工獲取的精子和卵母細(xì)胞在體外（試管內(nèi)）完成受精。其中人的作用主要是采集精子和卵子，受精場所在體外。（3）自然受精不需人為參與，完全在自然條件下完成受精作用，即精子和卵子結(jié)合成合子（受精