资源简介

专题2：细胞工程
2．1．2植物细胞工程的实际应用
【基础知识】
一．植物繁殖的新途径（Ⅱ）
1、微型繁殖
（1）微型繁殖技术：快速 优良品种的植物组织培养技术。
（2）特点：a保持优良品种的 ，b高效快速地实现种苗 。
【思考】：
微型繁殖实际上是 生殖的一种。微型繁殖可以保持亲、子代遗传特性不变的原因是 。
2、作物脱毒
（1）取材：无病毒的 。
（2）采用的技术： 。
3、人工种子
（1）结构：人工 + 或不定芽或顶芽或腋芽。
【思考】：
1.人工种皮中应该具有的有效成分是
2.为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入什么物质？
（2）采用的技术： 。
（3）特点：后代无 ，不受 季节和地域限制。
二．作物新品种的培育（Ⅱ）
1、单倍体育种
（1）方法：用 ，采用的技术是 技术，获得 ，然后用 处理，获得纯合子。
（2）优点：a后代稳定遗传，都是 ；b 。
（3）变异的类型:
2、突变体的利用
（1）产生：植物组织培养过程中
（2）利用：筛选对人们 ，进而培育新品种。
（3）变异的类型: 。
三．细胞产物的工厂化生产（Ⅱ）
（1）种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等
（2）技术：植物 。
【思考】：
1.获取细胞产品的时期应为 阶段
2.制作人工种子需再分化后形成的 阶段。
【重点知识】
微型繁殖与无性生殖
微型繁殖与作物脱毒、人工种子、单倍体育种
【典型例题】
例1：下列培育方法产生的后代，其染色体组数肯定发生变化的是　
A．组织培养 B．植物体细胞杂交 C．杂交育种 D．转基因育种
例2：(07江苏)很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因)转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。
(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以 。将目的基因与运载体结合时必须用 酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的运载体有 等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有 以便进行筛选。
(2)由转基因玉米细胞经过 形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的 再包裹合适的 等。
例3 ：(07广东)香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒（BBTV，单链环状DNA病毒）引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要意义。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。
（2）脱毒香蕉苗的获得，可采用 的方法，此方法的依据是
和 。
（3）建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请问可用哪些方法检测病毒的存在？（列举两种方法）
（4）如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？
（5）从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方法及其依据。专题1：基因工程
【具体要求】
具体内容标准 要求 学习要求
简述基因工程的诞生 Ⅰ 说出基因工程的概念简述基因工程诞生历程认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新
简述基因工程的原理及技术 II 分析基因工程研究的理论基础说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用简述基因工程基本操作程序的四个步骤说出目的基因的获得、运载体的构建、目的基因的导入与检测等常用的方法及其基本原理
举例说出基因工程的应用 II 举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高
简述蛋白质工程 Ⅰ 举例说出蛋白质工程崛起的缘由简述蛋白质工程的原理通过讨论、进展追踪等活动，提高收集资料、处理资料
Ⅰ：对所列知识点要知道其含义，能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。
Ⅱ：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。
1．1 DNA重组技术的工具
【基础知识】
基因工程的概念（Ⅰ）
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通 等技术，赋予生物以新的 ，从而创造出 新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在 上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。
注意:对本概念应从以下几个方面理解:
基因工程的别名
操作环境
操作对象
操作水平
基本过程
结果
二．基因工程的诞生历程（Ⅰ）
1.基因工程研究的理论基础： 、 、
、
2.催生基因工程的技术发明： 、 、
、 、 、
、
三．DNA重组技术所需的三种基因工具的作用（Ⅱ）
1. 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
（1）
（2）功能：识别双链DNA分子的 核苷酸序列，并且使每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的 键断开。
（3）特性： 性
（4）切割方式：①在中心轴线两侧将DNA切开②沿着中心轴线切开DNA。
（5）切割的结果：①产生 末端 ②产生 末端
2.DNA连接酶——“分子缝合针”
（1）功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子
（2）分类：
①E.coliDNA连接酶：
作用：使 末端之间连接
②T4DNA连接酶：
作用：既能连接 末端，也能连接 末端，但后者效率低
注意：比较与DNA有关的酶
① 酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基
② 酶：能够将DNA解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。
③ 酶：能将单个的脱氧核苷酸连接成DNA长链。
④ 酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（1）分类：常用的运载体是 ，裸露的，结构简单且独立于细菌、染色体、DNA之外的，具有自我复制能力的小型环状DNA分子，除此之外，还有 、
（2）作为运载体必须具备的条件： 、 、
、
【重点知识】
DNA重组技术所需要的三种基本工具的作用
【典型例题】
例1：限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成的黏性未端。
②请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后形成的黏性未端。
③在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后
形成的黏性未端能否连接起来？为什么？
例2：（2005高考广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是 （ ）
A．基因工程是细胞水平上的生物工程 B．基因工程的产物对人类都是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变 D．基因工程育种的优点之一是目的性强
例3：在基因工程中用来完成基因的剪接的工具是 （ ）
A．限制酶和DNA连接酶 B．限制酶和水解酶
C．限制酶和运载体 D．DNA连接酶和运载体专题4：生物技术的安全性和伦理问题
【具体要求】
具体内容 考试大纲 考试说明 学习要求
转基因生物的安全性 I A 收集我国转基因食物安全性的监控和预防措施等方面的资料举例说出转基因生物技术成果的实例简述转基因生物与食物安全、生物安全和环境安全等方面的观点参与转基因生物安全性的讨论和交流尝试调查当地市场转基因食物，或农村栽培或饲养的转基因生物
生物技术中的伦理问题 I A 举例说出生物技术的伦理问题选择合适的角度，参与生物技术伦理问题的讨论说出我国和国外关于生物技术使用的规定、立场或态度
生物武器对人类的威胁 Ⅰ A 说出能充当生物武器的病原体举例说出生物武器对人类的危害
【基础知识】
一．转基因生物的安全性（Ⅰ）
1．基因生物与食物安全（毒蛋白和过敏性蛋白）
⑴反方观点
反对
出现 （合成出对人体有直接或潜在 ）。
担心出现 （合成的某些 ）。
担心营养成分改变（使生物体内某些 途径发生变化）。
⑵正方观点
多环节、严谨的安全性评价、科学家负责任的态度、无实例无证据。
2．转基因生物与生物安全（生物多样性）
⑴反方观点
扩散到种植区外变成野生种类，破坏区域 。
成为入侵的外来物种，威胁 （赋予某些特殊性状，增强了 ）。
重组出有害的病原体。
可能造成“基因污染”（通过 传播，产生出超级杂草）。
⑵正方观点
生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限。
3．转基因生物与环境安全（生态系统稳定性）
⑴反方观点：
打破物种界限，改变生态系统中能量流动和物质循环，担心某些地区 会被破坏。
降解某些化合物过程中产生的中间产物，会对人类的生活环境造成 。
重组出有害的病原微生物。
转基因植物的花粉中含有的 ，通过食物链传递进入其他动物和人体。
⑵正方观点
转基因生物转移入的是自然界中已存在的外源基因，不会改变生物 ，不会破坏生态系统稳定性。
抗虫农作物可大大减少 ，有效的保护了环境。
种植抗除草剂农作物的农田，可以使农田管理变得 ，保护了农田 。
4．理性看待转基因技术
⑴正确做法： ，而不能
⑵采取措施
1）制定政策和法规：
《基因工程安全管理办法》、《农业转基因生物标识管理办法》
2）遵守科学研究道德：
把重组DNA的转移限制在 。
用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定 。
要求对外源DNA进行认真选择，避免产生 。
一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要求 。
二．生物技术中的伦理问题（Ⅰ）
1．克隆人技术引发的伦理问题
⑴否定的理由：
克隆人严重违反了 ，是克隆技术的滥用。
克隆人冲击了 等传统的伦理道德观念。
克隆人是在人为的制造在 都不健全的人。
克隆人技术尚不成熟。
⑵肯定的理由：
克隆人是一项科学研究。
技术性问题可以通过 等方法解决。
⑶中国政府的态度：禁止 ，不反对 。
四不原则： 任何生殖性克隆人的实验。
2．设计试管婴儿技术引发的伦理问题
⑴否定的理由：
把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对 。
早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于 。
滥用设计试管婴儿技术（如用于 ）。
⑵肯定的理由：
设计试管婴儿是救治患者 的办法之一。
提供骨髓中 并不会对试管婴儿造成损伤，不违背伦理道德。
脐带血是婴儿的 ，符合人类的伦理道德。
⑶中国政府的观点：
2003年7月，中国卫生部在《体外受精—胚胎移植及其衍生技术规范》中规定，“实施体外受精—胚胎移植及其衍生技术必须获得 ”，而“植入前 技术”就包括在“衍生技术”之中。
3．基因检测（基因身份证）引发的伦理问题
设想把每个人的 基因和 基因检测出来，并记录在磁卡上，做一张个人基因身份证。
⑴否定的理由：
人类对基因结构及基因相互作用尚缺乏足够认识，要想通过 达到预防疾病的目的是困难的；
个人基因资讯的泄漏造成 ，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
⑵肯定的理由：
通过 可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。
对于基因歧视现象，可以通过正确的 、 教育和立法得以解决。
三．生物武器对人类的威胁（Ⅰ）
1．生物武器的种类
致病菌：如 、 、 、 、 等。
病毒：如 、 。
生化毒剂：如 。
经过基因重组的致病菌：如 、 。
2．传播途径
这些病原体 或通过 、 等散布到敌方，对军队和平民造成大规模杀伤后果。
3．生物武器危害
肉毒杆菌毒素是一种神经性生化毒剂，可以阻滞神经末梢释放 从而引起肌肉麻痹，只要0.001mg的肉毒杆菌毒素就要使人致死。
用 技术制造全新的致病菌，使未接触过致病菌的受感染者突然发病，无药可医，使受害国极度恐慌，一切活动瘫痪。
4．禁止生物武器
1972年4月10日，苏、美、英分别签署了《 》。
中美联合声明中，重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存 ，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
[延伸] 生物武器的特点
⑴致命性、传染性强。一旦发生病例，易在人群中迅速传染流行，造成人员伤亡，造成社会恐慌。
⑵生物专一性。生物武器可以使人、牲畜感染得病，并能危及生命，但是不破坏无生命物体，例如武器装备建筑物等。
⑶面积效应大。现代生物武器可将生物战剂分散成气溶胶状达到杀伤目的。这种气溶胶技术在适当气象条件下可造成大面积污染。
⑷危害时间长。在适当条件下，致命微生物可以存活相当长的时间，Q热病原体在毛、棉布、土壤中可存活数月，球孢子菌的孢子在土壤中可以存活4年，炭疽杆菌芽孢在阴暗潮湿土壤中甚至可存活10年。
⑸难以发现。生物战剂气溶胶无色、无味，不容易发现，若在夜间或多雾时偷偷使用就更难及时发现。目前主要的生物武器有6种：炭疽杆菌、鼠疫杆菌、天花病毒、出血热病毒、兔热病杆菌和肉毒杆菌毒素。
【重点知识】
熟读教材实例，弄清学案中的知识点。
【典型例题】
例1：所谓“实质性等同”是指（ ）
A．转基因农作物中的成分完全没发生改变 B．转基因农作物中的部分成分没发生改变
C．转基因作物中只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别”
D.“实质性等同”是对转基因农作物安全性的最终评价
例2：肉毒杆菌毒素的作用原理是（ ）
A．阻滞神经末梢释放乙酰胆碱 B．阻滞神经元内局部电流的形成
C．直接作用于肌肉细胞 D．引起肌肉麻痹
例3：蜡状杆菌可以被改造成象炭疽杆菌一样的致病菌，通常用的方法是（ ）
A．转基因技术 B．克隆技术 C．细胞杂交 D．分子杂交
例4：（多选）下列哪种不能作为生物武器（ ）
A．伤寒杆菌 B．炭疽杆菌 C．乳酸菌 D．天花病毒
例5：（多选）在转基因技术研究中，必须遵循科学研究道德，其中正确的是（ ）
A．把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上
B．对用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用在37℃便会死去的菌株
C．对外源DNA要进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋白质
D．一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要求马上停止试验，并销毁重组生物
例6：（多选）对于转基因生物，公众争论的焦点在以下几个方面（ ）
A．食物安全 B．生物安全 C．环境安全 D．伦理道德例
例7：仔细阅读下列材料，回答下列问题：
材料1：20世纪90年代中期，在美国加利福尼亚州，一名19岁的安妮莎患了白血病，需要进行骨髓移植。然而，安妮莎惟一哥哥的骨髓配型不适合于她，同时在骨髓库中也找不到与她配型合适的骨髓。安妮莎父母借助设计试管婴儿技术生下一个配型适合于安妮莎的女婴，待女婴出生两个月后，抽取其骨髓中造血干细胞，移植给安妮莎，结果使安妮莎得救了。
材料2：2000年9月，一名叫玛尼的女孩患上了一种致命的贫血病，需要进行造血干细胞移植，这个女孩的父母也通过设计试管婴儿的办法，生下了一位名叫安蒂姆的男婴，医生用其脐带血中造血干细胞挽救了玛尼的生命。
（1）“设计试管婴儿”与“试管婴儿”有何区别？
。
（2）利用骨髓中造血干细胞进行治疗是否符合伦理道理？试说明理由
。利用脐带血进行治疗是否符合伦理道理？试说明理由
。
（3）我国首家“生命银行”——协和脐血干细胞自体储存库正式向市民开放，家长可把孩子出生时的脐血放在-196℃的液氮超低温罐中保存，当孩子日后万一患血液疾病或恶性肿瘤等症时，便可取出脐血为他移植治疗。从免疫学角度分析，与骨髓干细胞移植相比，脐血干细胞移植的优点 。专题5：生态工程
课程标准 考纲 江苏具体学习要求
关注生态工程建设 I 1．知道生态工程的概念，树立可持续发展的观念2．参观当地生态工程建设，体验生态工程带来的收益3．收集当地或国内生态工程建设资料，为当地某生态工程建设写一份建议或报告
简述生态工程的原理 II 4．说出生态工程与传统工程的差异5．简述生态工程物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理
举例说出生态工程实例 I 6．讨论生态工程发展的前景，调查当地某一生态工程的实施情况
5．2生态工程的实例和发展前景
【基础知识】
一．生态工程的实例（Ⅱ）
（一）农村综合发展型生态工程
1.问题：存在 的突出矛盾。
2对策：建立农村 生态工程
3.案例：北京窦店村以沼气工程为中心的生态工程
主要运用的原理： 、 、 原理
特点：创造多种劳动力就业机会，增加农民收入开发可以更新的 ，减少 。
（二）小流域综合治理生态工程
1.小流域的定义：指河流 的集水区域，面积一般在3-50Km2。
2.问题：小流域 问题严重。
3.对策：应用生态工程的 原理、 原理，以及 原理，通过 、耕作措施、 措施等工程和 措施进行综合治理。
4.案例： 。
（三）大区域生态系统恢复工程：
1.问题：土地 ，
2.主要及原因是过度 、过度 、盲目 、
不合理利用 等。
3.对策：实施森林或草原 生态工程、 生态工程等。
4.主要运用的原理： 、 等
5．案例： 。
（四）湿地生态恢复工程
1.湿地的作用：具有 、调节 ，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动植物提供 ，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。
2.问题：由于人们对湿地的 和 ，导致了地球上 的湿地资源被破坏。
3.对策：采用 和 相结合的方法，使受到干扰的湿地恢复其生态功能。
在湿地周围建立 ，减少人类干扰。
4.主要运用的原理： 、
5.案例：鄱阳湖生态恢复工程。
（五）矿区废弃地的生态恢复工程
1.问题：矿藏开采后会造成 、 和 ，乃至整个地区 的破坏。
2.对策：包括人工制造 、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、 工程等。其中关键在于 ，以及为植被恢复所必需的土壤 的重建
3. 主要运用的原理： 等
4. 案例：
（六）城市环境生态工程
1.问题：城市繁荣的同时，带来了环境污染等问题，如过量的 污染、
污染和 污染等。
2.对策：用 的方法对城市环境进行综合治理。
（1）城市规划和布局方面，合理发布 、 、 等。
（2）推广 和 ，以减少污染的产出。
（3）采用各种手段治理污染，进行废弃物的 利用。
（4） 加强监管。
3. 主要运用的原理： 、 等
4.案例：大连、厦门等环境保护模范城市。
二．生态工程发展的前景（Ⅰ）
（一）“生物圈2号“的实验启示：
1.设计目的：制造人工模拟的 系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用 ，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。
2.组成：密闭的钢架构型+7种模拟的 区+两个 +阳光。
3.失败原因： ，不足以维持人和动物生存。
4.给人类的启示： 。
（二）、对我国生态系统工程发展前景的分析和展望
1.特点：重视对 的保护，注重于经济、社会效益的结合。
2．原理： 。
3．发展前景：符合国情，有政府支持，得到广泛的应用，随着我国社会、经济的发展，以及可持续发展战略的实施，我国的生态工程一定会展现出广阔的发展前景。
【重点知识】
复习生态工程的实例时，要分析具体用到的原理，掌握原理应用和具体实例的内在联系，使知识更加灵活运用。
【典型例题】
例1：(08宁夏)6．有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上
A．回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统
B．撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复
C．回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产
D．回填土壤，栽种当地原有的植物，实行封山育林
例2．(08广东)要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是
A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源
B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产
C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用
D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
例3．(07广东)“猪一沼一茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植（茶树）、养殖（猪）、农户（人）和沼气生产（微生物）四个子系统构成。该生态农业模式
A．是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统
B．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
C．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
例4．(08山东)8．生农业是一个自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡，不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列不属于生态农业生产方式的是
A．病虫害的生物防治 B．作物轮作、套种
C．使用化肥提高作物产量 D．秸秆等农业废弃物的资源化利用
例5．(08山东)与海洋、森林并称为地球三大生态体系的湿地，具有强大的生态净化作用，被喻为“地球之肾”。湖泊、沼泽、河口三角洲、沿海滩涂等都属于湿地范畴。湿地的保护与维持利用已成为当今国际社会关注的热点。下列关于湿地的说法正确的是
①湿地具有重要的经济功能和生态服务功能
②为了增加当地种植业收入，应将天然湿地围垦造田
③在湿地生态环境中，水生植物、鱼类及软体动物、鸟类等形成食物链
④湿地的减少对当地的气候、蓄洪防洪有影响，但不会对污染物降解产生影响
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
例6．（09山东）利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解，由此推知，该反应器
A．能够实现物质循环
B．主要处理有机污染
C．可看作一个小型生态系统
D．存在能量输入、传递、转化和散失
例7．（四川理综）3．在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造
林，构建了新型农业生态系统（如图所示）。
A．该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜
B．该生态系统中人的作用非常关键，植物是主要成分
C．该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率
D．沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性
例8．(07广东多选) 目前，一些地区采用人工浮床（如下图）治理水体污染。人工浮床净化水体的机理包括
A．植物吸收水中悬浮物，提高水体透明度
B．植物吸收水中的NO3—、PO43—等，降低水中氮、磷等含量
C．浮床遮光，抑制浮游藻类的生长繁殖，防止水华发生
D．浮床下方水体氧浓度升高，减少微生物种类和数量
例9．（多选)下列关于生态工程的叙述，错误的是
A．窦店村综合发展型生态工程建立了良好的物质多级循环利用程序
B．在城市环境治理中，实现垃圾分类处理体现了整体性原理
C．对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以了
D，我国的生态工程应该以经济和社会效益为主要目标
例10．江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题。
（1）牛棚内产生的_________可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的__________可扩散进入牛棚。
（2）秸杆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆入进行___________，腐熟的产物肥效提高，这是因为
。这种肥料用物蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
（3）在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是 。
（4）牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、___________和__________。
（5）从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了 。专题3：胚胎工程
【具体要求】
具体内容 考试大纲 考试说明 学习要求
动物胚胎发育的基本过程　　 Ⅰ A 说出受精作用的概念简述动物早期胚胎发育的基本过程
胚胎工程的理论基础 Ⅰ A 简述生殖细胞的形成过程 说出获取动物胚胎的一般方法简述动物早期胚胎培养常用的方法及其基本原理说出胚胎移植技术的概念及其应用 认同理论和技术的发展对胚胎工程的影响
胚胎干细胞的移植 Ⅰ A 举例说出胚胎干细胞的移植在基础生物学研究、医疗、畜牧业等方面的广泛应用及其发展前景 关注胚胎干细胞的研究对人类社会发展所带来的影响
胚胎工程的应用 Ⅱ B 举例说出胚胎工程在畜牧业、医学实践等领域的应用认同胚胎工程的发展对生产力的促进作用收集胚胎工程研究和发展方面的资料，提高自己对信息的收集处理以及对问题的探究能力
A．了解所列知识点，并能在相对简单的情境中识别和使用它们。
B．理解所列知识点及其与其他相关知识点之间的联系和区别，能在一定的情境中运用它们并作出合理的判断或得出正确的结论。
C．在理解所列知识的基础上，能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。
3．1体内受精和早期胚胎培养
【基础知识】
一、胚胎工程的建立
1、概念：胚胎工程是指对动物 或 所进行的多种显微操作和处理技术，如 、 胚胎分割，性别鉴定，细胞克隆，转基因胚胎， 等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到 性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
思考：（1）、胚胎工程进行处理和操作的对象是什么（是在什么水平上进行处理和操作的）？
（2）、胚胎工程包括哪些技术？一般情况下到最后要得到一个动物个体还是细胞群？
2、胚胎工程建立过程：
思考：（1）、最早的实验是什么？证明了什么？
（2）、胚胎工程中哪项技术历史最长？
（3）、在体外受精技术的理论研究中，华人科学家张明觉作出什么贡献？
（4）、这一发现推动了体外受精技术的发展和应用，体外受精技术的应用对促进胚胎工程产业化有何意义？
二、精子的发生
（1）、场所：睾丸（或精巢）中的
（2）、时间： 至 生殖机能衰退（注意：不是个体衰老）
（3）、分三个阶段，连续进行
第一阶段：精原细胞的 和初级精母细胞的产生
即：精原细胞 → 精原细胞 →
第二阶段：减数分裂过程（MⅠ、MⅡ）
即：初级精母细胞 → → 精子细胞
第三阶段：变形，即：精子细胞 → 精子
（4）、变形过程中的变化：①细胞核→精子头部主要部分； ②高尔基体→
③ →精子尾部； ④线粒体→ （包围尾外）
⑤其他部分→ →最后脱落
（5）、精子形态分：头、颈、尾三部分，与动物 无关。
三、卵子的发生
（1）、场所： 和输卵管
（2）、发育起始时间：胚胎性别分化后（胎儿期），进行卵原细胞的增殖和 的产生
（3）、排卵： 从 中排出，一般排出的是 和第一极体
注意：① 成熟卵子的形成需经 才能产生，但减数第一次分裂（MⅠ）是在 前完成，而减数第二次分裂（MⅡ）是在 的过程中完成的。
②刚出生的雌牛卵巢中约有 个卵泡，即有 个卵原细胞，理论上讲应产生 个卵细胞，会有 个后代。而事实上初情期后一头牛中能成熟排卵的卵泡只有 左右，最后一生中只能产生 头的小牛。由此可见，哺乳动物一生中卵母细胞的
很低。 如何解决这一问题呢？
请画一个刚排出未成熟卵子的
相关结构图，并标出各部分的
名称：
（4）、卵子完成受精的标志是 ；
（5）、哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相同点和不同点。
相似之处：细胞最初阶段的增殖都进行 ；都要经过 才能形成精子和卵子。
不同之处：由一个精原细胞分裂最后可产生 个精子；一个卵原细胞最后只能生成 个卵子。精子的形成需经 时期，形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的储备是在 完成，减数分裂的两个阶段是在不同的地方（？）不同的时间（？）完成，是间隔的，而精子的形成过程是初情期后连续进行的。
四、受精作用
1、准备阶段1——精子的获能
精子需先在雌性 内发生相应的生理变化才能受精，称为精子获能现象。
2、准备阶段2——卵子的准备
卵母细胞在输卵管内也有类似于精子获能的过程，而且须到 时才能受精。
3、受精阶段（具体过程）
（1）顶体反应：获能以后的精子，在雌性动物生殖道与卵子相遇时，会出现精子顶体膨大，精子质膜（外膜）和顶体膜局部融合，并在融合处形成一些泡状物，随后脱落，造成精子顶体外膜出现孔洞，使顶体内储存的受精有关的 释放出来，参与精子和卵子的受精过程。这种生理现象叫做顶体反应。
（2）透明带反应：在精子和卵子受精过程中，当精子越过放射冠，进入透明带并且接触 时，卵子发出指令（信号），阻止后续的精子进入透明带的一种生理反应，叫透明带反应。它是受精过程中，防止多精子卵继而造成多精子受精的 屏障。
（3）卵黄膜封闭作用： 当第一个精子进入卵黄膜后，会立即引起卵黄膜的紧缩、增厚，阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精，也叫做多精子入卵阻滞，是防止多精子受精的第二到屏障。多精子入卵的结果将形成多个雄原核与一个雌原核融合完成受精，产生
受精卵，属异常受精现象，意味着受精的失败，不能继续发育和产生后代。
（4）精子入卵后的变化：①精子的尾部 ，原来的核膜 ，形成比原来的核 的 ；②次级卵母细胞完成 ，形成 ；③最后两核经充分发育相互融合，形成 。
五、早期胚胎发育
合子形成后即在输卵管内进行 ，开始发育。
阅读资料分析，讨论：
（1）表中那种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
（2）将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么样的胚胎？如果换成牛又该怎么样处理？
（3）为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？
胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精精子能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。
【重要知识】
精子的形成过程、获能现象；
卵子的形成过程；
受精作用的过程： 反应； 反应； 作用；两核融合。
早期胚胎的发育过程：
→ → → →
【典型例题】
1、（ ）排卵时，细胞处于哪个时期
A．卵原细胞 B．初级卵母细胞 C．成熟卵细胞 D．次级卵母细胞
2、（ ）内细胞团（ICM）出现于
A．原肠胚期 B．卵裂时 C．囊胚期 D．桑椹胚期
3、（ ）透明带破裂发生于
A．原肠胚期 B．卵裂时 C．囊胚期 D． 桑椹胚期
4、（ ）（多选）下图为男性曲细精管横切面模式图．表示由精原细胞(a)生成精子的过程。图中可能含有46条染色体的细胞是
A．细胞a B．细胞b
C．细胞c D．细胞d
(11分)右图表示海星胚胎发育过程中的两个阶段。
请据图回答下列问题：
(1)甲图为海星胚胎发育过程中的 期，乙图为海星胚胎发育过程中的 期。
(2)随着胚胎发育的进行，甲图中1处的细胞最可能成为乙图中[ ] 胚层的一部分，甲图中2处的细胞最可能成为乙图中[ ] 胚层的一部分。
(3)如果乙图中三个胚层继续发育，除了要进行相应的细胞分裂以外，还必须经过 ，形成组织、器官，最后才能发育成一个完整的幼体。
(4)假设海星的体细胞的染色体数为2N，则乙图中4处细胞的染色体数为 。
(5)在发育过程中，乙图所示胚胎的早期细胞从一个部位移到另一部位时，被移植的细胞能参与该部位将来的器官形成。但如果在晚期，将未来发育成后肢的部分移植到胚体的另一部位，发现此细胞仍发育成后肢，使动物畸形。这说明 。
A.乙图所示胚胎的细胞具有全能性 B.乙图所示胚胎的晚期出现了组织器官
C.乙图所示胚胎已形成了三个胚层 D.乙图所示胚胎的晚期细胞出现了分化专题2：细胞工程
2．2 动物细胞工程
【基础知识】
动物细胞工程常用的技术手段有 、 、 、 等，其中 技术是其他动物工程的基础。
一. 动物细胞培养（Ⅰ）
1.概念：从动物机体中取出相关的 ，将它分散成 ，然后放在适宜的 中，让这些细胞 。
2.动物细胞培养的流程：取动物组织块→剪碎→用 或 处理分散成 →制成 →转入培养瓶中进行 培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养液中进行 培养。
3.细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在 ，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞就会停止 ，这种现象称为细胞的接触抑制。
细胞株 （10代→50代）
细胞系 （50代以后。特点： ）
4.动物细胞培养需要满足以下条件：
① 环境：培养液应进行 处理。通常还要在培养液中添加一定量的 ，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止 对细胞自身造成危害。
② ：合成培养基成分： 等。通常需加入 等天然成分。
③ ：适宜温度：哺乳动物多是 为宜；pH：
④ ：95% ＋5% 。O2是 所必需，CO2的主要作用是 。
5.动物细胞培养技术的应用：
例如：
6.植物组织培养与动物细胞培养的比较：
项目 原理 培养基 结果 培养目的
植物组织培养
动物细胞培养
二.动物体细胞核移植技术和克隆动物（Ⅰ）
1. 概念：将动物的一个细胞的 ，移入一个已经去掉细胞核的 中，使其 并发育成一个新的 ，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
2.原理：
3.哺乳动物核移植可以分为 核移植（比较容易）和 核移植（比较难）。
4.选用去核卵(母)细胞的原因：
5．体细胞核移植的大致过程是：
供体高产奶牛的体细胞 克隆高产奶牛
①
期的卵母细胞 的卵母细胞 细胞 ② 早期胚胎 ③ 受体母牛
① 技术 ②方法 ③ 技术
6.体细胞核移植技术的应用：
7.体细胞核移植技术存在的问题：
克隆动物存在着 问题、表现出 缺陷等。
三.动物细胞融合（Ⅱ）
1.动物细胞融合也称 ，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来 细胞遗传信息的单核细胞，称为 。
2.动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有 等。
3.动物细胞融合技术为制造 开辟了新途径。
4.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
项目 原理 融合前的处理 诱导融合方法 用途
植物体细胞杂交
动物细胞融合
四.单克隆抗体（Ⅱ）
1.抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种 。从血清中分离出的抗体 。
2.单克隆抗体的制备过程：
3.杂交瘤细胞的特点：既能大量 ，又能产生 。
4.单克隆抗体的优点： 。
5.单克隆抗体的作用：
作为 ：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟 发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。
用于 ：主要用于治疗 治疗，可制成“ ”，也有少量用于治疗其它疾病。
【重点知识】
1.动物细胞培养的过程及条件
2.用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程
3.单克隆抗体的制备和应用
【典型例题】
1．(2009江苏)动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图县一个新牛小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。
(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞 。
(2)气室中充入5％C0：气体的主要作用是 。
(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的 ，以保证抗生素对肝脏无害。
(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“√”表示已完成的步骤)。
甲 乙 丙 丁
步骤一：加人肝脏培养液 √ √ √ √
步骤二：加入有机物X溶液 √ √，
步骤三：放置肝脏小块 √
上表中还需进行的操作是 。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察 ，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明 。
2．(2008年宁夏)回答下列有关动物细胞培养的问题：
⑴在动物细胞培养过程中。当贴壁细胞分裂生长到细胞表面　　 　时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的　 　　。此时，瓶壁上形成的细胞层数是　 　　。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是　　　 　。
⑵随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现　　 　　现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成　　　　细胞，该种细胞的黏着性　　　　，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量　　　　。
⑶现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是　　　　　 　　　　。
⑷检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到　　　　　期的细胞用显微镜进行观察。
⑸在细胞培养过程中，通常在　　 　　 　　条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中 　　　的活性降低，细胞　　 　　　的速率降低。
⑹给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作　　　 　　进行攻击。
3．（2007上海）右图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题
（1）人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异
____ ____：从免疫学角度看，这种凝集原是_____ ___。
（2）图中细胞中1是小鼠体内注入人A型血红细胞后而获得的________细胞，这种细胞具有产生________________的特点，但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2，是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能________________，但不会产生抗体。
（3）为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为________________。把它在乙培养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为________________。
（4）过程①的主要目的________________________。通过过程②或⑧的培养方法能产生大量________________________抗体。专题1：基因工程
1．3 基因工程的应用
【基础知识】
一、植物基因工程硕果累累：
植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力（如
等），以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面。
（一）抗虫转基因植物
1．杀虫基因种类： 、 抑制剂基因、 抑制剂基因、植物凝集素基因等。我国的转基因抗虫棉导入的抗虫基因是 ，导入方法是 。
2.实例:写出转基因抗虫棉的基本操作程序
2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。
3.利用抗虫转基因植物防治植物虫害的有什么优点？
(二)抗病转基因植物
1．植物的病原微生物： 、 和 等。
2．抗病基因种类
(1)抗病毒基因： 基因和 基因。
(2)抗真菌基因： 基因和 基因。
(3)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
(三)抗逆转基因植物
1．抗逆基因：调节细胞 基因使作物抗碱、抗旱；鱼的 基因使作物耐寒； 基因，使作物抗除草剂。
2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。
(四)转基因改良植物品质
1．优良基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实 的基因和植物 代谢有关的基因。
2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
二、动物基因工程前景广阔
(一)提高动物的生长速度
1．基因：外源 基因。
2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。
(二)改善畜产品的品质
1．优良基因：肠乳糖酶基因。
2．成果：转基因牛分泌的乳汁中 含量减少，其他营养成分 影响。
(三)转基因动物生产药物
1．乳腺生物反应器
(1)概念：转基因动物进入 期，通过分泌 来生产所需的 。
（2）实例：试结合基因工程的操作步骤，写出用乳腺生物反应器生产血清白蛋白的大致过程：
（3）优点：产量高、质量好、成本低、易提取
2．成果：牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了 、
和 。
(四)转基因动物作器官移植的供体
1．器官移植面临的问题有 、 等。
2. 利用转基因动物作器官移植的供体，获得无免疫排斥反应的器官，目前，试图采用的方法是将器官供体基因组导入 ，以抑制 的表达，或设法除去 基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。
三、基因工程药物异军突起
1．工程菌
用 方法，使外源基因得到高效表达的 细胞株系，一般称为工程菌。
2．成果：用工程菌生产地药物有 等。我国生产的 、 、 等近20种基因工程药物已投放市场。
四、基因治疗曙光初照
1．基因治疗是把 导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的 的手段。
2．实例：1990年，美国对一患有严重复合型免疫缺陷症的女童实施基因治疗。
思考：①女童为什么不能抵抗病原微生物？
②研究人员是怎样对女童进行基因治疗的？
3.类型
①体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如 ，进行培养，然后在 完成基因转移，再筛选出成功转移的 ，扩增培养，最后重新输入患者 。这种方法效果 。
②体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移 。
注意，无论是体外基因治疗还是体内基因治疗，目前都处于 阶段。
【重点知识】
1.提高农作物抗逆能力的基因种类，获得具抗逆能力的转基因植物基本程序
2.乳腺生物反应器的操作过程，以及与一般转基因动物操作过程的异同
3.工程菌的获得过程
【典型例题】
例1．（07山东）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是 。
（3）通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。
（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的 转入 细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为 。
例2．(08上海)阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人
A．体细胞的细胞质 B．生殖细胞的细胞质
C．体细胞的细胞核 D．生殖细胞的细胞核
例3．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是
A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒
B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性
C．抗病毒转基因植物可以抗害虫
D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
例4．科学家运用基因工程技术，可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”，如“乳腺生物反应器”的培养，就是将“某种基因”通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。这里的“某种基因”是指：
A．乳腺蛋白基因
B．药用蛋白基因
C．药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子重组在一起
D．药用蛋白基因和细菌质粒基因重组在一起
例5．科学家将使啤酒产生丰富泡沫的LTP1基因导入啤酒酵母中，使其产生LTP1蛋白，酿出泡沫丰富的啤酒，具体的操作过程如下：
（1）图中LTP1基因与B结合产生C的名称是 。体外产生C的过程，需要的工具酶是 。
（2）LTP1基因在基因工程中又称 基因。
（3）右图是B的一个片段。已知某种限制酶特异性地作用于①部位，请表示切割后形成的产物： 。
（4）目前，基因工程制药已成为制药行业的一支新军，下列哪些属于利用基因工程生产的药物？ 。
A．重组人胰岛素 B．青霉素
C．乙肝疫苗 D．干扰素
例6．1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的　　 　　，此基因工程中的目的基因是　 　 　，目的基因的受体细胞是　　 　。
(2)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了　　
例7．应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：
（1）在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需要的工具酶是____ _ ______，②过程常用的方法是____ _____。
（2）转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有_________________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用_____________技术，培育出多头相同的转基因犊牛。
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是_____ ______细胞，Ⅲ代表的细胞具有______ ______的特点。
（4）⑤过程采用的技术是___ _____。
目的基因
人的生长
激素基因
受精卵
转人生长激素基因牛
无限增殖调控
基因（prG）
导入
检测
筛选
体外培养
单克隆抗体
棉花受体细胞
抗虫棉
抗虫基因
重组Ti质粒
①
②
③
④
⑤
Ⅱ
Ⅲ第十三部分 生物技术实践
第2课时：探讨加酶洗衣粉的洗涤效果和酵母细胞的固定化
一．具体要求
具体内容 考试说明 学习要求
酶在洗涤等方面的应用 A 简述加酶洗衣粉去除衣服污渍的原理研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的办法探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果收集酶在食品制造方面的资料
制备和应用固相酶 A 简述固相酶的概念说出酶固定化的方法尝试用包埋法制备固定化酵母细胞探讨固定化酶的应用价值
二．学习过程
1．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
⑴加酶洗衣粉去除衣服污渍的原理
碱性 酶能将血渍，奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的 或小分子 。碱性脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶能将大分子的 、 、 水解成小分子的物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。
⑵研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的办法
【思考】（09南京调研卷）为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污垢的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。回答问题：
（1）根据衣物上常见的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、 。
（2）碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的 。
（3）下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关探究实验，请据表回答：
脸盆编号 洗涤物 （等量） 洗涤温度 洗衣粉（等量） 水量 洗净所需时间
1 油污布 45℃ 加酶 2 L 4 min
2 油污布 45℃ 普通 2 L 7 min
3 油污布 5℃ 加酶 2 L 9 min
4 油污布 5℃ 普通 2 L 8 min
①该实验设计体现了 原则。
②若1号实验组，洗净所需时间接近7分钟，请分析最可能的原因 。
（5）添加碱性蛋白酶的加酶洗衣粉不适宜洗涤下列哪些衣料（ ）
A．棉织品 B．毛织品 C．蚕丝织品 D．腈纶织品 E．涤纶织品 F．锦纶织品
⑶探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果
【思考】为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。
水温/℃ 10 20 30 40 50
组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙
清除血渍时间/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67
清除油渍时间/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68
（1）提高洗衣粉去污能力的方法有 。甲组在洗衣粉中加入了 。乙组在洗衣粉中加入了 。
（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有 。
（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。 。
（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。 。
2．酵母细胞的固定化
⑴固相酶的概念
利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间内。
【思考】固定化技术的优点有哪些？
⑵酶固定化的方法
【思考】酶适合采用 方法固定化。原因是 。
细胞适合采用 方法固定化。原因是 。
【思考】从操作角度来看，固定化酶技术和固定化细胞技术哪一种更容易？
若将微生物发酵过程变成连续的酶反应，应选择哪种方法？
若反应物是大分子物质，应选择哪种方法？
包埋法固定化细胞时，常用的载体有哪些？
⑶包埋法制备固定化酵母细胞
①酵母细胞的活化 → ②配制CaCl2溶液 → ③配制海藻酸钠溶液 → ④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 → ⑤固定化酵母细胞
【思考】配制海藻酸钠溶液时，采用 法加热。
观察凝胶珠的颜色和形状，若制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明什么问题？若形成的凝胶珠不是圆形或椭球形，说明什么问题？
【思考】右面为用固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵装置示意图，据图回答问题：
（1）固定酵母细胞常采用的方法是 。
（2）写出图中a、b名称：a ，b 。
（3）向b中加入葡萄糖反应液的正确操作顺序是 。
A．首先关闭活塞2，然后打开活塞1，最后打开活塞2
B．首先关闭活塞2，然后打开活塞1，最后关闭活塞1
C．首先打开活塞2，然后打开活塞1，最后关闭活塞1
（4）装置中的长导管起的作用是 、 。
（5）与直接接种酵母菌相比，利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的优点是 。专题1：胚胎工程
3．3 胚胎工程的应用及前景
【基础知识】
胚胎移植
1.概念：胚胎移植是指将 性动物的 ，或者通过 、 、
等方式得到的胚胎，移植到 种的、生理状态 的其他 性动物的体内，使之继续发育为 的技术。它是胚胎工程其他技术的 “工序”。
2.现状及意义：
过去：对于哺乳动物，传统的有性杂交繁育后代，繁殖率 ，繁殖周期 。
现状：供体的主要职能变成为 ，繁重而漫长的 的任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期；同时，在对供体施行 处理后，可以获得多枚胚胎，使后代数量提高到自然繁殖的数十倍。
意义：缩短育种周期，可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
3.生理学基础
（1）哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是 的，这为供体胚胎移入受体提供了 。
（2）早期胚胎形成后一定时间内处于 状态，这为胚胎的 提供了可能。
（3）受体对 （相同或不同）物种的外来胚胎基本上不发生 ，这为供体胚胎在受体内的 提供了可能。
（4）供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联系，但供体胚胎的遗传特性
影响，这为保持供体的 提供了可能。
4.基本程序
归纳总结：
①该过程中两次使用促性腺激素，第一次对受、供体进行 处理；第二次用于供体的 。
②该过程中的两次检查：第一次对 ；第二次对 。
③产下的犊牛性状主要取决于 ，性别取决于公牛提供何种类型的 ，二者与受体牛没有关系。
④冲卵的含义是从 中冲出 ，而非冲出卵子。
二．胚胎分割
(1)概念：是指采用机械方法将 切割2等份、4等份或8等份等，经移植获得
的技术。
(2)意义：来自同一胚胎的后代具有 的遗传物质，属于 繁殖。
(3)材料：发育良好，形态正常的 。
(4)仪器： 、
(5)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将 分割，否则会影响
。
(6)存在的问题：同卵多胎成功的比例很 ；后代在毛色和斑纹上存在差异，原因有可
能是 。
三．胚胎干细胞
(1)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由 或 中分离
出来。
(2)特点：形态： 小， 大， 明显；
功能：具有 ，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞；
体外培养：可以 而不发生 ，可进行 保存，也可进行 。
(3)胚胎干细胞的主要用途是：（了解）
①可以用于治疗人类的某些顽症，如帕金森综合症、少年糖尿病等
②揭示 的机理提供了有效的手段；
③可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律的研究。
④利用可以被诱导分化形成 的特性，移植ES细胞可使 的部位得以修复并恢复正常功能；
⑤用于 ，解决供体器官不足和器官移植后 的问题。
【重点知识】
胚胎移植的基本程序
胚胎干细胞的结构和功能特点及应用。
【典型例题】
例1：下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是
A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植 B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素 D．胚胎移入受体子宫后需观察是否发生免疫排斥
例2：为胚胎在受体内的存活提供了可能的原因有
A.同种动物的供体、受体生殖器官的生理变化是相同的
B.早期胚胎在母体子宫内处于游离状态
C.供体胚胎可与受体子宫建立正常生理和组织联系
D.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
例3：下列关于胚胎移植的叙述不正确的是
A．胚胎移植全部属于无性生殖
B．可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
C．大大缩短了供体本身的繁殖周期
D．供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎
例4：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内。以下说法不正确的是
A．这里说的同“种”是指同一“物种”
B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，可以移植成功
C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功
D．不管是否妊娠，同种动物生殖器的生理变化都是一样的
例5：胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术正确的是
A．胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份
B．胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎
C．胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆
D．胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎
例6：以下对于胚胎分割的描述，正确的是
A．只能对囊胚期细胞进行分割
B．囊胚阶段的胚胎分割份数越多，产生相同基因型的后代个数越多
C．胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同
D．内细胞团一般到囊胚才出现，胚胎分割时最好将其均等分割，移植成功率才高
例7：对胚胎进行分割以得到同卵双生或同卵多生后代的最佳操作示意图是
例8：胚胎干细胞功能特性不包括
具有发育的全能性 B.体外培养可以分化成各种组织、器官
C.冷冻保存可以进行遗传改造 D.可以进行增殖
例9：关于ES细胞的应用叙述错误的是（ ）
A.可以用于治疗由于细胞坏死，退化或功能异常引起的疾病
B.在体外诱导分化可培育出人造组织器官 C. 是研究体外细胞分化的理想材料
D.不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病
例10：下图为胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程（图甲），及经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程（图乙）．请回答下列问题：
（图甲）
（图乙）
（1）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 。冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的 冲洗出来。
（2）图乙中②指的是 。进行胚胎分割时，应选择发育到 时期的胚进行操作
（3）图甲中标号3为 ，它将来可发育为 。
（4）若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗 ，为什么 。
通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有基本相同性状的原因是 。
（5）图乙中A细胞是 ，在进行体外受精前要对精子进行 处理。
哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精？（ ）
A．顶体反应　　 B．精子穿越卵子透明带触及卵黄膜，导致透明带反应
C．精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应　 D．精子入卵后，触发卵黄膜封闭作用
（6）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意 。
（7）受体母牛必须和供体牛属于 。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。第二部分：制作类
一．实验
1．果酒和果醋的制作（B级） 2．腐乳的制作（A级） 3．酵母细胞的固定化技术（B级）
二．知识讲解
1．果酒和果醋的制作（B级）、腐乳的制作（A级）
⑴实验原理
发酵食品 主要微生物 发酵条件 原理（反应式）
温度 氧气 PH
果酒的制作
果醋的制作
腐乳的制作
⑵果酒和果醋制作流程和实验装置
①流程：挑选葡萄 → → 榨汁 → （果酒） → （果醋）
【思考】先将葡萄冲洗1-2次，再除去枝梗的原因是 。
②实验装置
【思考】（1）①是 ，②是 ，③是 。（2）②弯而长的好处 。（3）酒精发酵时，①②处的操作 。（4）醋酸发酵时，①②处的操作 。
⑵腐乳的制作流程
①让豆腐长出毛霉 → ② → ③ → ④密封腌制
【思考】①选用含水量为70%左右豆腐的原因是 。
②加盐腌制的作用是 。随着豆腐块层数加高，盐量要增加，接近瓶口处的盐要铺厚一些的原因是 。
③卤汤酒精含量控制在 左右为宜。原因是 。香辛料的作用是 。
④广口玻璃瓶要用 法灭菌，将腐乳成坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口通过酒精灯火焰，用胶条密封。
2．酵母细胞的固定化技术（B级）
实验原理 通过包埋法固定酵母细胞，催化酒精发酵，可以反复使用，成本低，操作容易。
材料药品 CaCl2溶液[作用是使海藻酸钠形成凝胶珠，根据凝胶珠形状、颜色判断浓度是否合适]海藻酸钠[作用是在一定空间内包埋一定量的酵母细胞]
操作步骤 ⑴制备固定化酵母细胞①酵母细胞的活化（蒸馏水）②配CaCl2溶液③配制海藻酸钠溶液④海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合⑤固定化酵母细胞⑵用固定化酵母细胞发酵将固定好的酵母细胞用 冲洗2-3次。发酵时的温度为 ，时间 。
结果分析 观察发酵程度：①闻味；②是否产生气泡；③酸性重铬酸钾检测
注意事项 1．配制海藻酸钠要小火间断加热，且浓度要适宜2．海藻酸钠溶液与酵母细胞要冷却至室温后混合
【思考分析】⑴如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，原因是 ；
⑵如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，原因是 。
⑶利用固定酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。专题1：基因工程
1．2 基因工程的基本操作程序
【基础知识】　填写基因工程的基本操作流程图：
一、目的基因主要是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，例如与生物抗逆性相关的基因；与　　　　　　　　相关的基因；与生物药物和　　　　　　相关的基因；与
　　　　　　　　　　相关的基因，以及与工业所需酶相关的基因等，也可以是一些具有
　　　　　　的因子。　　
二、目前常用获取目的基因的方法：
　㈠从　　　　　　　中获取目的基因
基因文库是指含有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的受体菌的群体，各个受体菌分别含有这种生物　　　　　　的基因。
说明：基因组文库含有一种生物的全部基因，而cDNA文库指含有一种生物的部分基因，二者都是基因文库。区别在于启动子、终止子、内含子和外显子的有无。（阅读P10页的资料卡）
思考：１、为什么要构建基因文库？直接从含有目的基因的生物体内提取不行吗？
２、如何从基因文库中得到我们所需要的目的基因呢？
㈡利用PCR技术扩增目的基因
PCR技术原理：　　　　　　　　　　　　　　　　
DNA复制仪器：　　　　　　　　　　　　　　　　　
PCR扩增仪过程：目的基因DNA受热（　　　℃以上）后解旋为单链，称为　　　　　；引物与单链相应互补序列结合，称为　　　　　；然后在DNA聚合酶作用下进行延伸（按　　　　　　　　　　　的方向），如此重复循环多次。
PCR扩增条件：　　　　　　　、　　　　　　　、　　　　　　_、____　　　　___、
_____　　　　　　___和____　　　　_______ 等 。
结果：产生大量目的基因2n个，即成　　　　　　　形式扩增。
㈢获取目的基因的其他方法：
a．从供体细胞直接获取——鸟枪法；
b．利用mRNA反转录形成cDNA；需用特殊的逆转录酶。
c．人工合成：适用于基因比较小，　　　　　又已知的；所用的仪器是　　　　　　。
三、表达载体的组成：_________________+_________________+__________________ + 标记基因 + 复制原点。
１、启动子是____________________________，位于基因的______________，它是
____________________________的部位。
作用：有了它才能______________________________，最终获得______________。
２、终止子也是一段_________________________，位于基因的______________；
作用：__________________________________________
３、标记基因：载体上具有的一些特殊的抗性基因，如抗生素抗性基因等；
作用：鉴别受体细胞中__________________________，即检验目的基因导入是否成功，从而将_________目的基因的细胞筛选出来。
方法：通过载体上的标记基因进行检测。如标记基因为抗青霉素基因，则将导入后的受体细胞转移到含有___________的培养基上，能存活的证明导入成功，未导入的细胞会被杀死。
注意：
①载体与表达载体的区别：二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构；构建基因表达载体是整个基因工程中的核心步骤。
②用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到DNA连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键；
③由于受体细胞的不同，导入细胞的方式不同，构建的方法也可以不同。
请画出基因表达载体模式图并不同颜色笔注明各部件名称：
四 将目的基因导人植物细胞的方法(三种)：
１、__________________，目前使用最多（约８０%）的方法，因为这种方法比较
___________和_________。生活在土壤中的农杆菌，能在自然条件下感染_______________和______________，而对大多数的__________________没有感染能力。
转化：___________进入受体细胞内，并且在受体细胞内___________和__________的过程。
２、__________________，常用在_______________植物的基因转化中，但成本较高。
３、__________________：使目的基因借助__________________进入受体细胞，如我国的转基因抗虫棉的获得，这是一种十分__________________的方法。
五、导入动物细胞的常用方法是________________，需用的仪器是________________。
基本的操作程序：首先将含有_______________的表达载体提纯，并使DNA浓度保持在__________________；然后从雌性动物体内取出_______（卵可以在_____________受精，也可以在_____________受精），采用显微注射仪进入______________________________，再将注射了____________的受精卵经胚胎早期培养一段时间后（一般到_______________或____________时期），再移植到雌性动物的___________或_______________内，使其发育成为具有__________________的动物。
六、导入微生物细胞的优点(或原因)是______________________________________。
大肠杆菌最常用的转化方法：首先用___________处理细胞，使细胞处于一种_________
___________________________的生理状态，这种细胞称为__________________。第二步是将__________________溶于__________________中与__________________混合，在一定的温度下促进细胞吸收DNA分子，完成转化。
七、 目的基因的检测
八、目的基因的表达
目的基因进入受体细胞属于遗传信息的传递过程，如___________________________；目的基因的表达过程经___________________、_____________两个阶段。
【重点知识】
1．基因文库中不是直接保管相应基因，而是保存受体菌，菌中含基因
2．启动子、终止子对于目的基因表达必不可少
3．目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体的方式携带进去
4．表达的含义：控制合成相应的蛋白质
提醒 ①只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基配对。②操作工具有三种，但工具酶只有两种；限制酶操作步骤第1、2步中用到而且要求用同一种，目的是产生相同的黏性末端；DNA连接酶只在第2步中用；第2步中共用到两种酶。 ③注意标记基因和目的基因的区别；载体和表达载体的区别。④DNA连接酶和DNA聚合酶的区别与联系：二者都是作用于磷酸二酯键，与氢键形成无关。DNA连接酶在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而且把双链上两个缺口同时连接：而DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，且在单链上进行操作。
【典型例题】
例1：(08海南) 图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR为四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。
（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有 、 、
三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行 。
（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 。
（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是 ，其合成的产物是 。
（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶时 。
例2：下列是四种限制酶切割形成的8个末端，你是否能用DNA连接酶将它们连接起来 （请把连接好的DNA画在下边的空白处）
１、 ２、
３、 ４、
例3 (08江苏)将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是 。
（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？___________________________________。
（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为 。
（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到____________种DNA片断。
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到____________种DNA片断。
例４：下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：
(1)人工获得目的基因的途径一般有哪两条
(2)如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒(重组DNA分子)
(3)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高。导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。此处可通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂抹在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A或重组质粒。反之则没有。使用这种方法鉴别的理由是_____________________________________________________。
(4)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是__________________________________________________。原因是__________________________________________________________________________。
(5)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么 _______________________
___________________________________________________。专题5：生态工程
5．1 生态工程的基本原理
【基础知识】
基本概念
1.生态经济：主要是通过实行 的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的 ，从而实现 ，而实现循环经济最重要的手段之一就是 。
2.生态工程：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 和 的同步发展的具有 、 、 等优点的工程体系。
二、遵循的基本原理
1.物质循环再生原理
（1）理论基础： 循环，即物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复， ，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。
（2）意义：可避免 及其对系统稳定和发展的影响。
（3）实例：“无废弃农业”
2.物种多样性原理
（1）理论基础： 的稳定性，即一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的 ，生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的 。
（2）意义：避免 的失衡。
（3）实例：“三北防护林”建设种的单纯林问题；珊瑚礁生态系统的生物多样性问题。
3.协调与平衡原理
（1）理论基础：生物与环境的协调与平衡。处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，指 。
（2）意义：可避免系统的失衡和破坏
（3）实例：太湖富营养化问题
4．整体性原理
（1）理论基础： 复合系统
（2）意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡和稳定
（3）实例：林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题（如”前面造林，后面砍林”）
5．系统学和工程学原理
（1）理论基础：①系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式②系统整体性原理：整体功能大于部分之和即“1+1>2”
（2）意义：能保持很高的
（3）实例：桑基鱼塘；珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系
【重点知识】
生态工程各基本原理的理论基础
【典型例题】
例1：“石油农业”是指大量施用化肥、农药，使用机械的农业生产方式，由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。该生产模式的缺点不包括
A．高投入 B．高污染 C．不符合可持续发展 D．高产出
例2：农村综合发展型生态工程的优点包括
①能量的多级利用 ②物质循环再生 ③废物资源化
④生物相互依存，体现了整体性 ⑤做到了生态、经济和社会效益三结合
A．①② B．①②③ C．①②③④⑤ D．①②④⑤
例3：下列关于生态工程的叙述中，错误的是
A．生态工程是生态学和工程学的结合　 　B．生态工程追求经济和生态的双赢
C．生态工程的原理是整体、协调、循环和再生等D．生态工程是无消耗、多效益的工程
例4：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是
A．系统整体性原理 B．整体性原理 C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是
例5：在植树造林工程中，应当特别注意运用的生态工程原理是
A．物种多样性原理和整体性原理 B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理 D．系统工程学原理
例6：豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现了生态工程的什么原理
A．系统结构功能的原理 B．整体性原理 C．系统整体性原理 D．协调与平衡原理
例7：生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是
A．循环经济和生态工程 B．整体性原则和生态工程
C．循环经济和工程学手段 D．无污染原则和生态工程
例8：生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理
A．协调与平衡原理 B．物种多样性原理 C．物质循环再生原理 D．整体性原理
例9：稻—鸭—萍共作是一种新兴的生态农业模式，其中，水生植物红萍（满江红）适生于荫蔽环境，可作为鸭子的饲料，鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长，对以此模式形成的生态系统，下列叙述错误的是
A. 该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动
B. 鸭子既是初级消费者，又是次级消费者
C. 生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成
D. 水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率专题3：胚胎工程
3．2 体外受精和早期胚胎培养
【基础知识】
一、试管动物技术
通过人工操作使卵子和精子在 条件下 和 ，并通过培养发育为 后，再经 产生后代的技术。在这项中首先要做的是 和 。
二、体外受精
主要步骤是 、 、 等。
1.卵母细胞的采集和培养
方法一：针对实验动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等，用 处理，使其超数排卵，从 冲取卵子，直接与 精子在体外受精。（
方法二：针对大家畜或大型动物，如牛，从屠宰的母畜 中采集，或借助工具直接从活体动物的 中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞都要在体外经人工培养 后，才能与获能精子在体外受精。
2. 精子的采集和获能
（1）采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等
①培养法，在 培养一段时间。
（2）获能方法：
② ，在一定浓度的 或钙离子载体A23187溶液中用化学药物诱导。
3.受精
精子和 卵子，在 或 中完成。
三、胚胎的早期培养
1.受精卵在 中继续培养，以检查 和
2.哺乳动物胚胎培养液成分： 。
3.发育到适宜阶段的胚胎去向： 或 。
问题：
仔细分析图3-14，3-15，以牛为例，简要写出生产哺乳动物体外受精胚胎的过程
【重点知识】
1.试管动物技术在家畜快速繁殖中的重要意义
2. 哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤
【典型例题】
例1.（09扬州中学）下列有关试管动物技术的叙述不正确的是
A．体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精
B．受精卵移植之前需检查受精状况和发育能力
C．胚胎发育的过程为：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚
D．移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响
例2.试管婴儿、人工种子和克隆动物均属于生物工程的成果，下列叙述正确的是
A.三者都用到细胞工程的技术 B.三者都是在体外环境中完成的
C.试管婴儿属于无性生殖范畴 D.人工种子的胚状体是由受精卵发育而成的
例3．下列说法正确的是
A．从动物体内获取的精子不能直接与卵细胞结合完成受精过程
B．体外受精的胚胎必须培养到桑堪胚才可移植到母体内
C．胚胎移植可移植到其他任一动物体内
D．同卵双生是由于1个卵子与2个精子完成了受精过程所致
例4.体外受精常用的采卵方法有
①用促性腺素处理后，从输卵管冲取卵子 ②化学诱导法 ③电刺激法 ④从活体动物卵巢吸取卵母细胞
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
例5. 阅读下面的资料，请回答下列问题：
体外受精技术是继人工授精、胚胎移植技术之后，家畜繁殖领域的第三次革命。特别是近10年来，随着一系列高新生物技术的发展，如DNA图谱的构建、细胞核移植、转基因技术、胚胎干细胞的建立和克隆动物的研究，推动了体外受精技术向前发展。
哺乳动物体外受精研究已有100余年的历史。早在1878年，澳大利亚科学家斯科克（Schek）就用兔进行过实验，此后皮克斯（Pincus）等科学家曾对家兔和小鼠进行过体外受精。随着体外受精方法的不断完善，已先后对30多种哺乳动物体外受精并相继获得成功，其中移植获得的试管后代家畜有牛、山羊、猪、绵羊等。近年来，研究者在改良培养液、培养条件，提高胚胎体外生产效率方面做了大量的工作。其主要目的是：尽量模拟体内受精和发育环境，提高胚胎体外生产效率；通过在培养体系中添加化学物质以图更好地了解整个受精过程中的生理机制。但体外胚胎生产技术的累积效率却很低，即使胚胎培养在体内也只有5%-10％的成功率。
（1）体外受精技术操作的对象是（ ）
A．生殖细胞 B．受精卵 C．早期胚胎细胞 D. A,B,C都是
（2）哺乳动物的体外受精主要包括__________________和_______________和受精等几个主要步骤。试管牛是_____________（有性生殖、无性生殖）的产物。克隆羊“多利”是_____________（有性生殖、无性生殖）的产物。
（3）为使动物排出更多的卵子可用_________________处理，然后从输卵管中冲取卵子。体外受精前，要对精子进行____________处理，通常采用的体外获能方法有___________和________________法两种。专题1：基因工程
1．4 蛋白质工程的崛起
【基础知识】
一．举例说出蛋白质工程崛起的缘由（Ⅰ）
1．基因工程的实质：将一种生物的 转移到另一种生物体内，后者可以产生他本来不能产生的 ，进而表现出新的 。也就是说，基因工程原则上只能生产自然界 的蛋白质。
2．举例：
例1：将干扰素分子（一种 ）上的一个 变成 ，可以在-700C
的条件下保存半年.
例2:将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成 ,将二氢吡啶二羧酸合成酶的104位的天冬酰胺变成 ,可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍.
二．简述蛋白质工程的原理（Ⅰ）
补充图中所示过程:A B
C D
1.天然蛋白质的合成过程:
基因
2.蛋白质工程的基本途径:
预期蛋白质功能
两者的过程是 (相同或相反);蛋白质结构的分子设计,最终必须通过 来完成.
3.蛋白质工程是指以 为基础,通过
,对 进行改造,或制造一种 ,以满足人类的生产和生活的需求.也就是说蛋白质工程是在 基础上,延伸出来的第二代基因工程.
三．通过讨论、进展追踪等活动，提高收集资料、处理资料（Ⅰ）
【重点知识】
1.蛋白质工程的基本途径
2.蛋白质工程和基因工程的联系
比较项目 蛋白质工程 基因工程
区别 过程
实质
结果
联系 蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造
【典型例题】
例1：科学家将β-干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为
A．基因工程 B．蛋白质工程 C．基因突变 D．细胞工程
例2：蛋白质工程与基因工程相比，起突出特点是
基因工程原则山能生产任何蛋白质
蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质
蛋白质工程可以不通过转录和翻译过程来实现
蛋白质工程是在在基因工程基础上延伸出来的第三代基因工程
例3：蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种？ ①进行少数氨基酸的替换②对不同来源的蛋白质的拼接③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质④直接改变蛋白质的空间结构A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②④
例4：蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前已成功的是
A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品 B．蛋白质工程应用于微电子方面
C．体外耐保存的干扰素 D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米
例4：猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素临床用于人治疗糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是
A. 对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
例5：（多选）下列关于蛋白质工程的说法正确的是A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要
B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构
C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程

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