资源简介

1、简述蛋白质工程的实质及基因工程生产的蛋白质种类。
2、解释蛋白质工程的基本原理及基本途径。
3、分析蛋白质工程将来的发展前景。
学习重难点
为什么要开展蛋白质工程的研究。
蛋白质工程的原理。
学习过程：
知识点
观察与思考
归纳与结论
蛋白质工程崛起的缘由
思考:
1、基因工程的实质是什么?
2、蛋白质工程取得了哪些成果？
基因工程的实质： 因此，基因工程在原则上只能生产 的蛋白质，这些蛋白质符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要，我们可适当对其进行改变。例如可将干扰素分子上的一个 变成 ，使其长时间保存；将玉米中天冬氨酸激酶的第352位 的变成 ，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的 变成 ，就可提高游离赖氨酸的含量。
蛋白质工程的基本原理
1、蛋白质工程的目标是什么？
2、天然蛋白质的合成过程怎样？
3、蛋白质工程的基本途径是什么？
1、蛋白质工程的目标是：根据人们对 的特定需求，对 进行分子设计。由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过 来完成。
2、天然蛋白质的合成过程：
3、蛋白质工程的基本途径：
总结：蛋白质工程是指以蛋白质分子的 及其 作为基础，通过 或 ，对 进行改造，或 ，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 的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。
蛋白质工程的进展和前景
蛋白质工程取得的进展向人们展示出哪些诱人的前景？
例如：科学家通过对 的改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有 、
和 的特点，因此有极为广阔的发展前景。

1、了解基因工程的诞生历程，说出基因工程的概念
2、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用
【学习重点】DNA重组技术所需的三种基因工具的作用
【基础回顾】
DNA含有指导生物体生命活动的 ，每个DNA分子包含着成百上千个基因，基因控制着 的合成。研究证实，遗传密码在动物、植物和微生物之间是 的。
DNA的基本组成单位是 ，它包含3部分分别是 、 、 。在右侧画出由A、T、G、C四种碱基组成的四种核苷酸组成的DNA分子的平面结构图，并说出DNA分子结构的特点
①
②
③
【预习导学】
一、基因工程原理
1、概念：基因工程又叫　　　　　或DNA重组技术。它是按照人们的意愿，把一种生物的
分离出来，在体外巧妙的进行 ，然后转入另一种 体内，从而
改造生物遗传性状，最终获得我们所需要的新品种。
2、理解：操作环境：　 　 　；操作对象：　 　　；操作水平：　 　　　；结果：　　　 　　。
3、工具：①“剪刀”为　　　 　　，它只能识别一种特定的　　　　　　　。并在特定的切点上切割DNA。经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：　　 　　　和　　　 　 　。
②“针线”为　　　，常见种类有　　和　　　。他们的区别是　 　　　。
③运输工具为　　　　，它的本质为　 ，它将外源基因送入受体细胞。目前常用的为　　　　　　　　　　　　　，其中　　　　　　最常用，它存在于许多细菌及酵母菌等生物中，是除细胞染色体外能够自主复制的很小的　　分子。
【疑难解析】
1、比较有关的DNA酶
⑴DNA水解酶：能够将DNA水解成4种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖、四种碱基.
⑵DNA解旋酶：作用的部位是氢键,结果是DNA双螺旋打开，形成DNA单链。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。
⑶DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
⑷DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
DNA连接酶与DNA聚合酶作用的比较
DNA连接酶
DNA聚合酶
不同点
连接的DNA
双链
单链
模板
不要模板
要模板
连接的对象
2个DNA片段
单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上
相同点
作用实质
形成磷酸二酯键
化学本质
蛋白质
2、载体—“分子运输车”。
⑴载体必须具备三个条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。③具有某些标记基因，以便进行筛选。
⑵载体的种类：质粒 、噬菌体和 动、植物病毒等。

学习目标
知识目标：1、简述基因工程原理及基本操作程序。
能力目标：1、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
学习重点：1、基因工程基本操作程序的四个步骤。
学习难点：1、从基因文库中获取目的基因。
　　　　　2、利用PCR技术扩增目的基因。
预习导学：
基因工程的基本操作程序主要包括4个步骤：　　　　　　的获取、基因表达　　　　的构建、将　　　　　　细胞、　　　 　　的检测与鉴定。
一、目的基因的获取
1、概念：
目的基因主要是指编码蛋白质的　　　　　。也可以是一些具有调控作用的因子。
2、来源：
⑴可以从自然界中已有　　　　　　　　　中直接分离出来。
⑵从　　　　　　中获取目的基因。
3、基因文库：
⑴概念：将含有某种生物不同基因的许多　　　　 导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
⑵种类：
基因组文库——含有一种生物的　　　　　　　　　　。
cDNA文库――含有一种生物的　　　　　　　　　　 。
4、获取目的基因的方法：
根据基因的有关信息，如基因的　　　　　　　序列，基因功能、基因在　　　　　上的位置、基因的转录产物　　　　，以及基因的翻译产物　　　　　等特性来获取目的基因。
⑴利用PCR技术扩增目的基因：①PCR技术是一项在生物体外复制　　　　　　片段的核酸合成技术。②条件：提供已知　　　　 　　的核苷酸序列，根据这段序列合成　　　　。③过程：目的基因DNA 　　 变性形成DNA单链，与　　　结合，然后在　　　　　　　　的作用下延伸形成DNA。④方式：　　　　　　扩增，即2n(n为扩增循环次数)。
⑵人工合成方法：当基因较小，核苷酸序列已知时，可以用人工方法合成（例如，通过　　　
　　　直接合成）。
二、基因表达载体的构建
1、表达载体的组成
表达载体：目的基因、　　　　　　、　　　　　　、标记基因。
启动子：它是一段有　　　　　　　　　，位于基因的首端，它是　　　　　　　的识别和结合部位，起动转录mRNA。
终止子：位于基因的尾端，终止　　　　过程。
标记基因：用于　　　　受体细胞是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
2、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中　　　　存在，并且　　　　　　给下一代，同时使　　　　　　能够表达和发挥作用。
三、将目的基因导入受体细胞
1、将目的基因导入植物细胞
⑴农杆菌转化法：①转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为　　　　。②农杆菌特点：在自然条件下能感染　　　 　　植物和　　 　 　
植物，对　　　　植物没有感染力；Ti质粒的　　　　可以转移至受体细胞，并整合到受体细胞的　　　　　　　　　上。
⑵基因枪法又叫　　　　　　　　　　。
⑶花粉管通道法：利用花粉管通道使目的基因进入　　　　，然后进入　　　　　　。
2、将目的基因导入动物细胞
⑴方法：　　　　　　　　　　　　　。
⑵操作程序：目的基因的　　　　　提纯→取卵（受精卵）→　　　　　　　→移植子宫内发育→新性状动物
3、将目的基因导入微生物细胞
⑴原核生物的特点：，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
⑵常用的受体细胞：　　　　　　　　　　　。
⑶转化：　　　处理细胞→　　　　　　细胞→表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收　　　　分子，完成转化。
四、目的基因的检测与测定
1、检测：
⑴方法：　　　　　　　　　　　　　。
⑵原理：碱基互补配对
⑶内容：
①检测转基因生物的染色体DNA上的　　　　　，原理是　　　　　　　技术。②检测目的基因是否转录出　　　，原理是　　　　　　　　技术。③检测目的基因是否翻译成蛋白质，原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2、鉴定：个体生物学水平鉴定，如抗虫、抗病鉴定等。

【学习目标】
1、关注基因工程的进展，举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
2、认同基因工程促进生产力提高，尝试应用基因工程技术设计一个解决生活中疑难问题的方案。
【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。
【预习导学】
一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的　　　　能力、以及改良农作物的　　　 　和利用植物产生　 　　　等方面。
㈠抗虫转基因植物
1、杀虫基因：　　　 　　　、　　　 　　　、　　　　　 　、　　　 　　　　。
2、成果：抗虫植物如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。
3、好处：减轻　　　　　、有利人类　　　　、可以降低生产　　　　等。
㈡抗病转基因植物
1、病原微生物：　　　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　　等。
2、抗病基因种类：
⑴抗病毒基因：　　　 　 　　　、　　　 　 　　　　等。
⑵抗真菌基因：　　　　　　　　　　 　　、　　　 　　　　　　　　　等。
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。
㈢抗逆转基因植物
1、抗逆基因：调节细胞　　　　　　的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的　　　　　　　　　
使作物耐寒能力提高；　　　　　　　　　　使作物抗除草剂等。
2、成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂的大豆、玉米等。
㈣利用转基因改良植物品质
1、优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟基因和植物花青素代谢有关基因等。
2、成果：转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛花等。
二、动物基因工程的成果
㈠提高动物的生长速度
1、生长基因：外源　　　　　　　　基因。
2、成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼等。
㈡改善畜产品的品质
1、优良基因：肠　　　　　　基因
2、成果：转基因奶牛分泌的牛奶中　　　　减少。
㈢用转基因动物生产药物
1、基因来源：　　　　　　　基因与乳腺蛋白基因的　　　　　　等调控组件重组在一起。
2、成果：乳腺生物反应器或者乳房生物反应器。
㈣用转基因动物作器官移植供体
1、器官供体：抑制或除去 决定基因。
2、成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
三、基因工程药物
1、药物来源：转基因　　　　　　――即用基因工程的方法，使外源基因得到表达的菌类细胞株系。
2、药物品种： 、 、 、 等。
3、作用：治疗 等疾病。
四、基因治疗：
1、把正常　　　　导入病人体内，使该基因表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的最有效的手段。
2、实例：治疗　　　　　　　　。
3、方法：　　　　　　基因治疗和　　　　　　体内基因治疗。
学后反思：




学习目标：
1、理解植物细胞的全能性 2、了解植物细胞脱分化和再分化的结果
3、掌握植物组织培养的特点 4、理解植物体细胞杂交和植物细胞培养的联系
学习重、难点：1、植物组织培养的操作过程 2、植物体细胞杂交的操作过程
学习过程：
1、植物细胞的基本结构包括 、 、 。
2、植物细胞主要的增殖方式是 。其实质是______________________________。
观察专题2题图，回答：
1、细胞工程的概念
2、是在 水平上进行的操作。
一、细胞的全能性与细胞分化
1、概念：细胞的全能性是指 。
2、细胞全能性的原因（物质基础）：
生物体的每个细胞都含有?，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。从理论上说，一个染色体组中含有发育为该物种的个体所必需的全部基因。
3、细胞全能性大小比较：
植物细胞＞动物细胞（动物细胞只有细胞核具有全能性）
受精卵＞生殖细胞（配子、精子、卵细胞）＞?体细胞＞?幼嫩的细胞＞衰老的细胞
体细胞：分化程度低的＞分化程度高的＞细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的
4、细胞在生物体内没有表现全能性的原因：
在生物体内细胞不表现全能性，而是分化为不同的组织、器官，其原因在于
。
5、实现细胞全能性的条件：
离体（必要条件）、一定的营养物质（水、无机盐、维生素、氨基酸等）、激素（细胞分裂素、生长素）、适宜的外界环境（适宜的温度、pH）。
6、细胞全能性的应用：?植物的组织培养，动物的核移植（即克隆）。
二、植物组织培养
1、植物组织培养的原理：
。
2、植物组织培养的过程可以归纳为：外植体→愈伤组织→根、芽→植物体
注意：在植物组织培养的过程中，影响脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素，当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈刺激愈伤组织的形成。植物激素还会影响到再分化过程中芽和根的发生，当细胞分裂素含量高时，能促进芽的形成，细胞分裂素含量低时，促进根的发育。
思考：设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程。
花药→花粉细胞培养→愈伤组织→分化出小植物→单倍体植株→正常植株
总结：植物组织培养就是： 。
三、植物体细胞杂交：
1、概念：
。
2、杂交的时间：植物细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成的新植物体结束。
3、过程：
4、优点： ，扩大杂交亲本范围，培养新品种。
注意：植物体细胞杂交技术是在植物组织培养技术基础上发展起来的，所以说植物组织培养技术是植物体细胞杂交技术的环节之一。
知识归纳：
1、理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：
细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
2、植物组织培养操作的特点：
⑴选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
⑵消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
⑶光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
⑷激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
3、植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：
以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。




学习目标：
1、简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。
2、简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。
3、认同胚胎工程建立及发展的意义。
学习重点：
1、哺乳动物精子和卵子的发生 2、哺乳动物的受精过程? 3、哺乳动物的胚胎发育。
学习难点：
哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。
学习过程：
【复习回顾】
1、减数分裂：进行_________的生物，在_____的生殖细胞发展为______的生殖细胞的过程中，要经过减数分裂。其结果是：新产生的生殖细胞中的染色体数目，比______的生殖细胞的减少了_________。
2、动物减数分裂过程？精子和卵细胞的形成过程？
【自主探究】 仔细观察P59图，思考：胚胎工程的概念。(注：胚胎工程是在研究胚胎移植的理论和技术的基础上建立起来的)
胚胎工程是指_______________________________________________________。?
如_____________________________________________________________等技术。
概念理解：操作对象：早期胚胎和配子??
技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等
理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律
胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作，因此要了解哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。
一、精子和卵子的发生
1、精子的发生：阅读教材P61，观察图3－1，讨论回答有关问题：
⑴哺乳动物精子的发生是在 内完成的。雄性动物从 期开始，直到 。
⑵发生过程：第一阶段：位于_________的____________先分裂为两个细胞，然后进行数次___________，产生多个________________。第二阶段：___________连续进行两次分裂（即___________）：MⅠ产生两个 ，MⅡ共产生____个含___________的___________细胞。?第三阶段： 经过变形， 变为 的主要部分， 发育为头部的 ，_____演变为________，________聚集在 的基部形成 。同时，其它物质浓缩为球状，叫 ，随精子的成熟过程向后移动，知道最后脱落。对于多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右。?
观察教材P62图3－3，思考讨论问题：
哺乳动物成熟的精子分为哪几部分？与动物体型大小有没有关系？
教材P62“讨论”：
⑶家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到受精部位，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余个，与卵子完成受精的只有一个。
⑷精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现
象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生? 存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
2、卵子的发生
阅读教材P62－63，观察图3－5，回答有关问题：
⑴卵子的发生场所：是在_____________内完成的。
⑵卵子的发生的时期及过程：
动物的胚胎在________以后，________的卵原细胞通过_____________________，并演变为__________，被_________包围，形成卵泡。MⅠ是在雌性动物_________完成的，结果是产生______________和_________；MⅡ是在_______________________完成的，产生_____________和_____________。判断卵子是否受精的重要标志是__________________。一个卵泡中能形成 成熟的卵子。
⑶精子和卵子在发生上的重要区别是：哺乳动物_________的形成和在________内的储备，是在______________（即__________）完成的。
教材P62“讨论”：
讨论1、一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
讨论2、排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？是指卵子从卵泡中排出。
讨论3、.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。
3、精子和卵子发生主要比较：
⑴相似之处：细胞分裂的最初阶段为__________。不断增加生殖原细胞的数量；经过两次
才能形成____________________。
⑵不同之处：由一个精原细胞分裂最后可产生多个 ；一个卵原细胞最后只能生成 。 的形状为蝌蚪状； 为球形。多数哺乳动物 的形成和在______________的贮备是在胎儿出生前完成。
【特别提示】卵子发生过程中的注意事项：正常情况下，1个卵泡只能形成1个成熟的卵子。排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子在输卵管内结合完成受精过程。
注意：判断卵子是否受精的重要标志是卵黄膜和透明带的间隙可以观察到2个极体。
4、受精
仔细阅读P64－65，图3－6，思考讨论以下问题：
⑴什么是受精？包括哪几个阶段？
受精是________???? ??????_____（即_____?? ___）的过程。它包括____? ________和__??? ______。
⑵受精的过程怎样？受精的场所如何？
准备阶段1－ ：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在______??? _____发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
准备阶段2― ：动物排出的可能是______?? ___也可能是_____??? ____，都要在____?? ____内进一步成熟，达到_____??? _____时，才具备与精子受精的能力。
受精阶段：受精过程主要包括_____________ _____、______?? ____、_______ ______。
精子与卵子相遇，首先发生___? _____，精子穿入____?? _? ___，接触_____?? _____，穿过______? ____，接触____??????????? ______。
多精入卵受精的第一道屏障是________???? __，第二道屏障是_____??? _____。
精子入卵后另一变化：_________????? ??????????????????????????______，两组_ ___? ???? __合为一组，形成_____ ___。
【特别提示】1、受精的标志是第二极体的形成，受精完成的标志是雌雄原核融合成合子。
2、雌雄原核是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
3、将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时，应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
4、有关概念：
⑴放射冠：是指包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群。
⑵透明带反应：指精子触及卵黄膜的瞬间产生的阻止后来的精子进入透明带的生理反应。
⑶卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜立即拒绝其他精子再进入卵内的生理反应。
教材P68思考与探究：
精子在雌性生殖道内的获能，防止多精入卵的两道防线的形成机制:
提示：精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。
防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在精子和卵子受精过程中，当精子越过放射冠，进入透明带并接触卵黄膜时，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，防止多精入卵继而造成多精子受精的第一道屏障。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道屏障。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，产生多倍体受精卵，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。
二、胚胎发育
阅读P66－67，思考讨论：
合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。
早期胚胎发育包括：卵裂、囊胚和原肠胚三个阶段。
1、卵裂： ①场所：是________________。
②特点：________________。
2、桑椹胚：细胞数目32个左右。??
每个细胞都有发育城完整胚胎的潜能，属于________
3、囊胚：①桑椹胚进一步发育形成。
②细胞开始分化。出现________和________________。
③________：聚集在胚胎一端个体较大的一团细胞。将发育成各种组织。
④________：沿透明带内层扩展排列的一层个体较小的细胞。将发育_______
⑤出现________
⑥孵化：指________进一步扩大，导致________破裂，________从其中伸展出来的过程。
4、原肠胚：①包括外胚层、内胚层；囊胚腔、原肠腔。
②外胚层：由??????? ?????????????细胞发育成。
③内胚层：由??????? ?????????????细胞发育成。
④原肠腔：由??????????????????? 形成。
提示：哺乳动物桑椹胚和囊胚的主要特点
桑椹胚的细胞数在32个左右，细胞排列致密，形似桑椹，由具有发育全能性的细胞构成。
囊胚则出现细胞分化，聚集于一端个体较大的细胞为内细胞团（ICM），将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。
教材P67资料分析：
讨论2、将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？
答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。
讨论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？请结合本节内容举例说明。
提示：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体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；体外受精卵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。

专题3 胚胎工程
学习目标：
1、简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2、简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
3、认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
学习重点：
1、体外受精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。
学习难点：哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
学习过程：
【知识回顾】
回顾体内受精和早期胚胎发育的知识内容，思考哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？那么，哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节？
胚胎工程专家就是根据这几个环节来研究哺乳动物体外受精和早期胚胎培养方法的。
【自主探究】
一、什么是试管动物技术？此技术是克隆吗？
试管动物技术可以实现良种动物的快速大量繁殖。这项技术中首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。
二.体外受精：哺乳动物体外受精主要包括 、 、______等几个主要步骤。
体外受精技术的理论基础是胚胎发育学，基本原理是人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精。?
例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
1.卵母细胞的采集和培养
⑴采集方法一：用?????????????? 处理，使其超数排卵，从????? 中冲取卵子（针对实验动物如__________、____________，以及家畜猪、羊等）
方法二：从屠宰母畜卵巢中采集，或借助________、内窥镜或???????? 等工具，直接从活体动物的?????? 中吸取______________（针对大家畜或大型动物，如牛）
⑵卵母细胞的培养：
用方法一得到的卵子______与____________的精子在体外受精，用方法二采集的卵母细胞在体外人工培养成熟
例2．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
2. 精子的采集：方法有：?????????????? 、手握法和电刺激法等
3.精子的? ____? ：方法有体外培养法（通过获能培养液）、? ?????????法（通过肝素或钙离子载体A23187溶液等化学药物诱导精子获能,针对_______________等家畜的精子）
受精：获能的精子＋培养成熟的卵子???? ?????????????????完成受精
三．胚胎早期培养
条件：受精卵在_________培养液中培养
培养液成分：无机盐、有机盐、__________、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及____________等物质。
胚胎发育到_________阶段，可以取出_________或_____? ____。
例2．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椹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
【重难点归纳】
1、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么？
方法一：对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。方法二：从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。方法三：直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采卵。需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。后两种方法适用于大家畜和大动物。
注意：后两种方法采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
2、以牛为例，从屠宰场收集卵巢中的卵母细胞进行体外受精的应用效果如何？
目前，从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢平均可采集10枚左右可用卵母细胞，经体外培养成熟和受精后约可获4枚可用的胚胎，经过移植给受体母牛，最终可得到1～2头犊牛。牛的体外受精胚胎的工厂化生产已在一些发达国家开展。



学习目标
知识目标
举例说出胚胎移植和胚胎分割。
能力目标
认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。
情感目标
关注胚胎工程的研究进展和应用价值。
学习重点
1、胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用.
2、胚胎分割的应用意义。
3、胚胎干细胞研究的意义。
学习难点
1、胚胎移植的生理学基础
2、胚胎干细胞的概念和分离途径
3、胚胎干细胞的概念和分离途径。
自主学习
导言：胚胎工程技术包含的内容很丰富，目前在生产中应用较多的是家畜的 、
和 技术。还有多项胚胎工程技术仍在深入研究或小规模试用。
一、胚胎移植
1、概念：是指将雌性动物的 ，或者通过 及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、 相同的其他 动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体叫 ，接受胚胎的个体叫 。实际上是生产胚胎的 和孕育胚胎的 共同繁殖后代的过程。
2、意义：可以充分发挥 ，使供体的主要职能变为
，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由 取代，大大缩短了 ，使供体一生产生的后代数是自然繁殖的十几倍或几十倍。
3、生理学基础：
⑴供、受体 的生理变化相同，为胚胎移植提供相同的生理环境。
⑵早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，处于 状态，为 提供了可能。
⑶受体对外来胚胎基本不发生 ，为胚胎的存活提供可能。
⑷供体胚胎可与受体子宫建立正常的 和 联系，但其 不受影响。
4、基本程序：主要包括 、 、
、 以及 等步骤。具体流程是：
选择母牛并进行同期发情处理→超数排卵处理→配种→胚胎的收集→质量检查→移植或保存→胚胎的移植（手术法或非手术法）→妊娠检查→分娩（产下胚胎移植的犊牛）。
二、胚胎分割
1、概念：是指采用 方法将 切割成 等份、 等份或 等份、，经 获得 的技术。来自同一胚胎的后代具有 ，因此可以看做 或 的方法之一。目前以 和 最高。
2、胚胎分割的主要仪器设备为 和 。
3、进行胚胎分割时，应选择 、 的 胚或 胚，将其移入盛有 的培养皿中，用 或 进行分割。对囊胚阶段的胚胎进行分割时耀注意将 均等分割，否则会影响 和 。
三、胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称 细胞或 细胞，来源于 或从 中分离出来的一类细胞，具有 的特性，在形态上表现为 小、
大、 明显；在功能上具有 ，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞，在体外培养的条件下，它们可以增值而不分化对它可以进行 ，也可以进行 。
2、ES细胞的 和 成功是胚胎工程中的重大成就之一，在 、
和医学上都具有十分重要的应用价值。可以用于治疗人类的某些顽症。人类由于细胞 、 或 引起的疾病，如帕金森综合症、 和老年 等，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复丙恢复正常功能。目前在动物实验方面已成功治愈 、 、 和 等疑难病症。
3、随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，可以培育出 ，解决目前临床是存在的 不足和器官移植后 的问题。
4、ES细胞也是研究 的理想材料，在 （一般为 上皮细胞，可作为提供干细胞 、 的营养细胞）上，或在添加 的培养液中，能维持 的状态。在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞 。
5、由于ES细胞可分化为胚胎的 、 和 中任何一类细胞，可用于对哺乳动物 和 的研究。
旁栏思考题参考答案：
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。

【学习目标】
知识目标 举例说出对转基因生物安全性问题的不同观点及论据。
能力目标 在互联网上查阅和收集相关信息，在课堂上就问题展开充分讨论，能够对不同的观点运用生物学知识加以理解和辨析。
情感态度与价值观目标
1、关注转基因生物的安全性问题，认同对生物技术安全性问题讨论的必要性。
2、形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。
【考试说明】 转基因生物的安全问题——A
1、食用安全问题：转基因食品贴标签。
2、生态安全问题：包括生物安全和环境安全 。
【回归教材】
⑴利用重组微生物进行基因制药等转基因成果
⑵转基因家畜、家禽：生长迅速，营1养品质优良， 中含营养物质、珍贵药物或人类所需蛋白
⑶转基因植物：具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等性状。种植面积最大的国家有美国、阿根廷、 、中国。种植最多的转基因植物有 和 ，棉花和油菜次之。
2、一方观点：不能对转基因食物安全性掉以轻心理由：①反对“ ”，②担心出现滞后效应，③担心出现新的过敏源，食物安全 ④担心营养成分改变，⑤担心会侵犯宗教信仰者或素食者的权益一方 观点：转基因食物潜在的安全隐患可在技术上进行克服。理由：①“实质性等同”是对安全性评价的起点，不是终点；②多环节、严谨的安全性评价，③科学家的负责态度可防止过敏蛋白出现，④至今未发现转基因食物⑤采取 ，防止贻误技术发展。
3、安全性争论
⑴影响健康的实例，一方观点：转基因植物可能会对生物多样性构成潜在的风险和威胁。理由：①转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草，②转基因植物竞争能力强，生物安全杂交，可能成为“ ”，③转基因植物的外源基因与细菌或病毒重组出有害的病原体，④可能使杂草成为有 的“超级杂草”。⑵一方观点：转基因农作物不大可能对生物多样性构成威胁。理由：①转基因农作物扩散到种植区会很快死亡，②转基因农作物表现出新性状必须具有一定条件和种植技术，③存在 ，很难与其他植物杂交，④农作物传粉距离有限，⑤ 存活时间有限。⑶一方观点：转基因生物会对生态系统稳定性和人类生活环境造成破坏。
理由：①转基因植物打破自然物种的原有界限，可能破坏生态系统稳定性；②重组微 生物产生的 可能造成二次污染，③重组DNA与微生物杂交是否会产生有害病原微生物，④转基因植物花粉中的有毒蛋白可能通过 进入生物。⑷一方观点：不必对环境安全问题做出过度反应，有的转基因生物有利于环境保护。理由：①转基因生物移入的是已存在的外源基因，不会破坏生态系统稳定性；②抗虫农作物可减少 ，保护了环境；③种植抗除草剂农作物的农田，管理容易，保护其土壤环境；④某些新闻报道不实。
正确做法： ，而不能
理性看待转基因技术：制定政策和法规，如《基因工程安全管理办法》
采取措施：遵守科学研究道德
【重难点归纳】一、我国为了保证转基因食物的安全性，都采取了哪些监控和预防措施？
⑴立法是监控农业转基因生物安全的有力措施。例如，中国已制定了《农业生物基因工程安全管理实施办法》、《转基因农产品安全管理临时措施》和《农业转基因生物标识管理办法》等法规。⑵多环节监控。转基因农作物研究、从实验室走向大田试验各阶段，以及产品商品化都有相应法规或规定进行严格的监控，只有在每一阶段试验获得认可证书后，才可进入下一阶段。比如，大田试验就分为：①中间试验阶段，②环境释放阶段，③生产试验阶段。⑶安全评价内容具体而严格。食物安全性评价内容：营养成分是否改变？是否存在抗营养因子？是否存在毒性、过敏性蛋白等。环境安全评价内容：转基因植物是否变得易得病？对周围植物有什么影响？是否可能变成杂草？会不会
把外源基因转移给其他生物等。
二、转基因生物会不会影响生态系统中原有的动态平衡？加剧环境污染？危害其他动植物？
可能性不大，但要提高警惕。随着时间的推移，人们发现这类危险似乎不大，因为科学家转入的仅是有限的一种或几种基因；而转入的基因是否可能会对其他生物或环境造成危害，都是经过认真分析、实践的，一旦发现有害后果，科学家就会停止实验；转基因生物从实验室到自然界释放，都要经过一系列安全评价、审批。此外，还有相关法规监控。但是，为了对公众健康负责、对社会负责，我们对于转基因生物可能影响生态系统中的原有动态平衡，或者加剧环境污染，或者危害其他动植物、人体的健康的危险,仍要提高警惕。
三、何谓外来物种入侵？为什么外来物种入侵会造成严重的危害？
外来物种入侵是指有意或无意的人类活动，将某物种从一个地区引入其他地区，给当地的生态系统和社会经济造成明显的损害。外来物种入侵的危害有：⑴外来物种进入新的生态系统之后，由于没有天敌，极易造成生长失控，破坏生态系统的结构。比如，外来的植物疯长，可以对本地一年生和多年生植物的结构比例造成严重影响，通过对植被的生长和结构的影响，从而造成物质循环和能量流动的改变。又如，外来的动物种类，由于它们的选择性觅食和破坏，也会造成物质循环和能量流动的改变。物质循环和能量流动的改变会对生态系统造成严重破坏，比如，有人将美洲食人鲳引入，这一入侵物种就可能会对当地生态系统造成长久性的破坏。⑵外来物种在新的生态系统中，通过与当地物种竞争营养或食物、分泌释放化学物质、形成大面积单优势群落等方式，直接影响本地物种的生存，加速某些生活力较弱的物种的消失。在全世界濒危植物名录中，大约有35%～46%是由外来物种入侵所造成的。即入侵的外来物种可能会造成生物多样性减少。⑶外来物种进入新的生态系统后，作为掠夺者、寄生者或病原体，会使受害者和寄主的数量发生变化。尤其是外来物种在适宜的生态和气候条件下，往往会对当地的农业或林业带来严重的损害，即所谓的爆发生物灾害。⑷有些外来植物产生的花粉，是当地居民从未接触过的物质，从而可能成为对人类健康造成威胁的新过敏源。比如，日本引种的杉树，大面积栽种后，杉树产生的花粉已经成了日本人产生过敏反应的重要过敏源。又如豚草，它已在包括中国在内的许多国家泛滥成灾，而豚草的花粉是重要的过敏源。豚草花粉引起的过敏反应称为“枯草热”，它已给许多国家人民的身体健康带来了严重的危害。
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学校名录参见： http://www.zxxk.com/wxt/list.aspx?ClassID=3060



【学习目标】
知识目标
认同对生物技术伦理问题讨论的必要性，简述克隆人、试管婴儿、基因检测等生物技术在应用中可能和已经带来的利与弊。
能力目标
通过讨论、阅读、查找资料等活动，关注上述问题可能给人类生活带来的影响，形成自身的心理准备和理性的思考。
情感目标
让每个学生都认真地去思考生物技术带来的伦理争论。
【学习重点】
通过讨论与交流，让学生既要了解到克隆技术、体外受精和胚胎移植技术，以及基因检测技术在人类生活中的积极作用，同时还要关注它们带来的有关伦理问题。
【学习难点】
在讨论问题过程中，引导学生运用科学的原理和语言、严谨的逻辑表述自己的观点，防止随意的猜测、盲目的疑虑和偏激的态度。
自主学习
有关热点问题的背景资料和争论焦点的内容，可以安排学生自己阅读，还可以让学生在互联网上查阅和收集更多相关的信息，在课堂上就问题展开充分的讨论，让学生感受到生物技术的伦理问题已经或正在进入我们的生活，以及这些问题对个人、家庭和社会可能产生的影响。如果可能的话，还可以就其他一些学生感兴趣的生物技术安全性和伦理问题展开讨论。
【热点问题讨论1】
1、伦理学家和科学家看待克隆人的角度有什么不同？
提示：伦理学家主要是从伦理学、社会学和心理学角度看问题，而科学家更多的是从科学的可行性和科学意义的角度看问题。
2、你愿意被科学家克隆吗？为什么？
提示：参见教科书中的内容，可以从科学角度、伦理角度和社会需求角度讨论，现在不宜克隆人。我国明确禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原则，体现了中国大多数人的价值观取向。
3、克隆人如果真的来到人间，你认为应该怎样正确对待他们？
提示：到时候我们恐怕并没有必要去追究他是出于什么目的被克隆出来的，也没有必要去争论该成果有什么科学价值，而应该把克隆人当作我们社会中的一个普通成员，尊重他的人权、人格。要用他做实验时，必须征得他自愿同意，绝不能伤害他的身心健康。社会应该以平常心态看待克隆人，使克隆人获得和我们一样的生存和发展的条件。目前，克隆动物还那么困难，克隆人更加不易，当世界上有那么几个克隆人来到人间时，他们并不会破坏我们正常的生活秩序。
【热点问题讨论2】
1、你是否支持设计试管婴儿？为什么？
提示：设计试管婴儿只是在特定背景下的一种应急措施，需要经过国家有关部门严格审批。它不宜推广，并要严防滥用。
2、为什么捐出一部分骨髓救治他人，不会给捐献者的身体健康造成损伤？你愿意为救人一命而捐献自己一部分骨髓吗？为什么？
提示：⑴所谓捐献骨髓，实际上医生只是从你的骨髓中分离出一部分造血干细胞供移植。因为造血干细胞在人的骨髓中相对较多，而在外周血液中却很少。
⑵干细胞的一个重要特点是自我更新能力很强，被分离走的那部分造血干细胞，很快就会被“补齐”。因此捐献骨髓不会影响捐献者身体健康。
⑶医生只是在医学公认的安全条件下，分离出捐献者有限数量的造血干细胞，而且整个抽取、分离过程，都是在设备良好的大医院中进行的，一般不会对捐献者造成意外伤害。
⑷捐献有限造血干细胞救人一命，对个人来说是一种美德、一种欣慰和快乐，是一种高尚的人道主义表现。
【热点问题讨论3】
1、你愿意获得一张自己的基因身份证吗？为什么？
提示：⑴现在要对个人所有基因进行检测，是不现实的。因为现在有不少基因还没得到确定。即使只是对个别或少数基因进行检测，也并不是每个人都需要的。现在西方国家对某几种致病基因进行筛检时，接受测定的人也只是有这类遗传病家族史的个人，或这类疾病的高危个人。目的是使他们能及早采取防范措施，如养成良好生活习惯、定期检查身体、适时手术等。
⑵有某种致病基因，并不一定就会患病。患某种疾病，往往不是由单一原因引起的。况且已知人的很多疾病是多基因病，它是由遗传因素和环境因素共同决定的。如果有良好的生活习惯等，往往可以使人避免患上某些遗传性疾病。
⑶有许多疾病，测定其致病基因是相当困难的。因此科学家认为不如测定其所表达的蛋白质更为快捷、有效。
⑷基因检测给受试者造成的心理负担或压力必须考虑到。特别是给出似是而非的结论之后，往往会使受试者无所适从。
⑸现在记录有个人某些遗传信息的“身份证”已经出现，但仅仅是试验性质的。至于说拿着它去看病，起码在可以预见的将来是言过其实。
⑹将“基因身份证”上记录的信息和它的作用等问题弄清楚之后，才能决定要不要它。比如，现在有的试验性基因身份证仅仅记录个人特有的某一对或某几对等位基因信息，它可能在验明正身方面起更大的作用，这类基因身份证要它也无妨。
干细胞是具有强大的多方向分化潜能和自我更新能力的一类未分化细胞。干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三种类型。全能干细胞（totipotent）是可以发育成一个完整个体的未分化细胞，如受精卵。多能干细胞（pluripotent）是指能分化成除胎盘之外所有其他组织细胞的未分化细胞，如ES细胞，它的分化能力仅次于受精卵。专能干细胞（unipotent）是指与特定器官和特定功能相关的一类干细胞，如神经干细胞、造血干细胞等。
干细胞按来源不同又可分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。胚胎干细胞是来自胚胎，如上述的ES细胞和PGCS细胞；成体干细胞是来自于已出生的人的体内，如人体各种组织中干细胞。
干细胞可以通过以下四个途径获得：①从体外培养的胚胎中获得；②从早期流产的胎儿中获得；③从克隆的胚胎中获得；④从成体中获得。
干细胞应用前景非常广阔，比如可用于细胞治疗、基因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研究等。其中最吸引人的应用是，将干细胞分化成某一特定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的组织，甚至器官。比如，将干细胞在体外分化为胰岛细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖注射胰岛素维持生命的病人得到根治。人们预言，干细胞有可能用于治疗人类几乎所有的组织坏死性或退行性疾病。它将是人类医疗史上的一次革命。
但是，用干细胞治疗时，要有一定数量分化的细胞，并要解决免疫排斥难题。为此，科学家就想将病人健康的体细胞核取出来，移植到去核卵细胞中，构建克隆人胚胎，然后再从胚胎中分离ES细胞，供研究和应用。这样就有可能解决上述两个难题。因此在现阶段克隆人胚胎应该看成是干细胞研究和应用中的一个步骤。现在所谈的治疗性克隆主要就是指这些内容。
2、关于试管婴儿技术有哪些伦理问题的争论？
⑴代孕问题的提出
①有的妇女有健康的卵巢，但因癌症而摘除了子宫，或子宫有毛病，或因其他原因无法在自身子宫孕育胎儿，而需要借用别人的子宫帮助孕育胎儿，这样就提出了代孕的问题。代孕开始时并不具有商业性质，只是出于亲属之间的情谊互相帮忙，再加上由于精、卵是来自夫妻双方，因此并没有引起多大的争议。
上述这种亲属间代理怀孕的情况毕竟不多，而有些子宫健全的妇女，为了免受怀孕和分娩痛苦的折磨，或者为了保持自己苗条的体型，也要求别人替自己生个孩子，这样就引出了一系列伦理争论。在英国、美国等国家，20世纪80年代就出现了代孕行业，这些“出租子宫”妇女的情况很复杂，但是她们当中大部分人都是穷人，替人家生个孩子所得到的报酬，足以应付经济上的燃眉之急。
②伦理争论
一部分人认为，不能让代孕合法化，其理由是：
──代孕是富人对穷人的压迫，是对人类伦理道德的挑战。对于不育的妇女来说，她们是令人同情的，但是如果她们借助代孕生子，必然会在社会上造成一批以代孕为职业的妇女，这是人间更大的悲剧。对于那些身体健康的妇女，为了个人种种目的，使用金钱而将本来属于自己的生育责任，转嫁到代孕母亲身上，这种金钱与代孕之间的关系并不是平等互惠的关系，是富人对穷人的压迫。
──可能使代孕的妇女沦为专门替人生孩子的工具，这不利于对妇女的保护。
─代孕存在着风险：如果生下的孩子有残障，谁都不想要怎么办？如果代孕母亲在怀孕过程出现生命危险怎么办？这是金钱所无法弥补的。
──对所生下的孩子会造成诸多的心理、社会和法律问题。首先，代孕母亲怀的是孩子，而不是物。经过十月怀胎，代孕母亲与孩子之间会产生强烈的骨肉之情。如果代孕母亲不愿把孩子交给委托方怎么办？其次，代孕母亲怀的胚胎，可以是委托方精、卵培育的，也可以是用代孕母亲的卵子与其他人精子培育的，还可能怀的是与委托方、代孕母亲毫不相干的胚胎，甚至有的代孕母亲怀的是自己女儿和女婿的胚胎。这样，生下的孩子能在这么纷乱的关系中摆平自己的心理吗？难道孩子不会觉得自己是人们出于某种需要而制造出的“玩意儿”吗？
──现在有的同性恋者也提出用自己的生殖细胞在人体外受精，由代孕母亲替他们生个孩子，这样岂不造成社会混乱，严重损伤了后代的利益吗？
──子宫有问题的妇女，不见得非得要用代孕的办法生孩子，她们可以通过领养的途径得到。
另一部分人则认为代孕是一种合理的要求，是运用科技力量帮助不育的妇女做妈妈的行为，因此代孕是应该受到法律保护的人类生育的基本权利。其理由是：
──平等生育权是基本的人权。子宫有毛病，请人代孕的要求是合理的，而且现在科技力量也能办得到，那么我们为什么还要去剥夺她们的基本权利呢？
──代孕有利于稳定家庭、稳定社会。孩子是稳定家庭的重要因素。用夫妇的精、卵结合形成的胚胎请人代孕，犹如孩子先交给别人抚养，然后再领回来一样，怎么说也是自己的 “亲骨肉”，它有利于稳定家庭。否则，很容易发生夫妻离异，家庭解体。因此代孕是合乎人类伦理道德的。
──在代孕中付给代孕母亲一定的报酬是合情合理的，谈不上剥削或压迫。因为代孕母亲付出了心血、需要营养、不能外出工作，委托方应该付给一定金钱给以补偿。代孕是一项充满人情味的妇女之间的相互帮助。
──需要通过代孕实现做母亲愿望的妇女人数不少，即代孕有着庞大的市场需求，禁止是困难的，不现实的。同时，代孕本身是一项现代的生殖科学技术，如果因为有了争议就要给以禁止，那么又如何谈得上创新和发展呢？现代生物科学技术的应用，几乎没有一项是没有争论的。
──通过政策或法律的规范，可以让代孕造福人类，防止滥用。
⑵精子银行或胚胎银行
①精子银行带来的问题
在做试管婴儿的人当中，有不少夫妻是因为男方没有精子、精液，或者精子不正常等原因，需要别人提供精子，做体外受精。在中国，法律规定不能进行精子买卖，只能通过相互馈赠获得，或者通过精子库获得，但对获得者有严格的资格认定：如男方必须是无精症、少精症、弱精症、畸精症等患者；男方是长期接触放射线或有毒化学物质人员；男方是出生于某种遗传病家庭或输精管已结扎而不能恢复等。同时，还要在保证书上签字，保证承担所出生孩子的一切法律责任和义务。
但是在国外，精子银行却完全是商业性质，它的运转是为了盈利，于是就牵扯出了一系列伦理道德问题：
──体外受精所需精液量很少，精子银行可以将同一批号的精液提供给很多妇女使用，这样势必造成在社会上出生一大批同父异母的兄弟姐妹，在不知情的情况下，将来如果他们相互间进行婚配，岂不造成近亲结婚？中国法律规定，一位捐精者的精子只能供给五位妇女卵子受精。
──有的捐精者已经死了，但是他的精液却仍然保存在精子银行中，继续供给妇女使用。这无异于是拿死人的精子与妇女的卵子受精，是极不道德的。而且有人有意地希望自己死后，能用自己的精液去做体外受精，以便让“自己”继续“存活”在这个世界上。
──有可能通过精液向妇女传播传染性疾病。虽然现在有很多国家都规定对捐精者要进行体检，只有身体健康者才可以捐精。但是人们担心，在金钱的诱惑下，有可能让未经健康检查的人捐精，或者精液未经筛检就入库。在艾滋病肆虐的今天，这种担心不是多余的。
──为了打消顾客怕染上艾滋病的顾虑，一些精子银行就向顾客展示捐精者更多的个人资料；有的还允诺等孩子长大后，将向孩子提供捐精者姓名、电话、地址，也可以安排见面。由于孩子难以割断与捐精者（生物学父亲）的情结，可能引发一系列社会学和法学问题。
②胚胎银行带来的问题
在做试管婴儿过程中，通过体外受精得到的胚胎往往是有富余的。为了防止胚胎移植不能一次成功，以备下一次再用，因此人们都把这些富余的胚胎冷冻起来。另外，有的妇女为了能在自己认为合适的时候怀孕，趁年轻时将自己的卵子取出，与丈夫的精子通过体外受精做成胚胎冷冻起来，以供将来使用。由此又引出来一系列伦理问题：
──冷冻在低温库中的胚胎是要收费的，有人做试管婴儿时胚胎移植一次就成功了，对那些冷冻的胚胎于是就置之不顾了；有的人也许压根儿就忘了自己在胚胎银行里还保存着冷冻胚胎，既不交费，胚胎银行又无法跟他们取得联系，于是就引出了对这些“多余”、“无主”的胚胎怎么处置的问题。能不能将这些胚胎杀死抛弃？或者提供给科学家做研究？在西方人眼里，一个胚胎就是一条生命。但是争论归争论，在既不交钱，又找不到认领人的情况下，胚胎银行只能把他坚决处理掉。
──如果男女分手了，但是在胚胎银行里又存有用他们精、卵做的胚胎，是把胚胎放入女方子宫中孕育呢？还是把它毁掉？如果男女双方意见不一，就难办了。因为在一些西方国家规定，只有征得男女双方的同意，才能将冷冻胚胎植入女方子宫孕育。但是，有人认为决定权在女方手里，因为胚胎只有在女方的子宫中才能孕育成婴儿。这是游走于人情与法律之间的难题。
──如果委托人突然间都去世了怎么办？曾有一对富有的美国夫妇，将他们精、卵做的胚胎冷藏在澳大利亚墨尔本一所不孕症治疗中心。在一次外出旅行中，因飞机失事，这一对夫妇去世。于是有人就提出，是不是应该把胚胎植入代孕母亲子宫，让他生下来，继承遗产？还是没有这个必要，把财产交给他们的亲戚继承，抑或交给国家处置。即提出了这样的问题：冷冻胚胎应该具有什么样的道德地位和法律地位？
3.基因治疗会出现哪些伦理问题？
⑴基因治疗的合理性
①基因治疗的疾病一般是目前无法得到根治的、严重的遗传性疾病，而且这些疾病很容易造成患者死亡，因此，基因治疗方案比较容易得到患者或监护人的同意，同时也比较容易得到政府有关部门的批准。
②尽管基因治疗困难重重，但是科学家认为，基因治疗的思路是正确的，因此一直在坚持不懈地研究着、实践着。
③基因治疗蕴藏着丰厚的商业利润。对于基因治疗而言，即使以后可以用于临床，其收费也会很高。由于不少人为了治病可以不惜金钱，因此在巨大商业利润的驱动下，国家或私人都投入了大量研究资金，这样就进一步刺激了基因治疗的发展。
⑵基因治疗的困难
①基因治疗的进展，依赖于基础理论研究的突破，而且并不是说知道了致病基因，人类就有办法对付它了。更何况，目前对很多基因病的致病基因，及其基因间相互作用的机理尚不清楚。
②要寻找合适的靶细胞，让转入的基因在患者体内能持久地发挥作用。
③每个靶细胞只能整合入一个基因。体内生化物质是处于一种动态平衡状态，基因表达产物少了不行，多了也不行。
④要选择、构建合适的载体。现在常用的载体是病毒，尤其是反转录病毒，虽然它们都进行了无害化处理，但是科学家还是报道了接受基因治疗的人易患癌症的事实。
⑤现在还缺乏令人满意、有效地将目的基因导入受体细胞染色体定点位置的办法。
⑶基因治疗是否必要和安全
有人认为没必要搞基因治疗，其理由是：
①基因治疗是支持了劣生，阻碍了人种进化；
②需要进行基因治疗的人很少，但是研究和实施基因治疗得花费大量金钱，这样势必造成医疗资源需求转移；
③目的基因随机地整合入受体细胞染色体，会不会引发突变、癌变等严重后果，或者发生基因沉默；
④基因治疗技术有可能被滥用，比如用于去掉不想要的基因，加入想要的基因，即用于人种的改造等。
【补充】
所谓治疗性克隆是指，“利用克隆技术产生特定细胞和组织（皮肤、神经或肌肉等）用于治疗性移植”（国际人类基因组伦理委员会，1999年3月）。
生殖性克隆是指，将克隆技术用于生育目的，即用于产生人类个体。
附件1：律师事务所反盗版维权声明
附件2：独家资源交换签约学校名录（放大查看）
学校名录参见： http://www.zxxk.com/wxt/list.aspx?ClassID=3060


学习目标】
知识目标
1、列举生物武器的主要种类。
2、举例说出生物武器给人类带来的威胁。
能力目标
形成坚决禁止生物武器、维护世界和平的态度。
情感目标
举例说出生物武器对人类带来的威胁。
【学习重点】
举例说出生物武器对人类带来的威胁。
【学习难点】
如何看待禁止生物武器与转基因技术在生物武器方面的应用。
自主学习
学生观察教科书中的图片、其他图片以及提供的影像资料
『网络构建』
生物武器种类：包括 、 、 ，以及经过 的致病菌等。
病原体散布途径： 或通过食物、 等散布到敌方。
生物武器危害
二战中：日军建细菌武器工厂，用中国人做活体实验；用细菌武器，使几十万中国百姓死亡等。二战后：某些国家发展细菌武器、生化毒剂，如炭疽杆菌（传染性极强，感染者死亡率极高）、 （阻滞神经末梢释放 而引起肌肉麻痹，极少量就能使人致死）、天花病毒等。目前：有些国家用 制造全新致病菌，使感染者突然发病，无药可医，受害国极度恐慌，机构瘫痪。如新型 ，转基因蜡状杆菌，含毒素基因的流感病毒等。
禁止生物武器：签署《 》；中美联合声明在任何情况下不发展、不生产、 生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
答案：致病菌 病毒 生化毒剂 基因重组 直接 生活必需品 肉毒杆菌毒素 乙酰胆碱 重组基因技术 鼠痘病毒 禁止生物武器公约 不储存。
『重难点归纳』
一、生物武器的特点主要有哪些？
致命性、传染性强、生物专一性、面积效应大、危害时间长、难以发现等。（1）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，甚至造成社会恐慌。（2）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。（3）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。（4）危害时间长。在适当条件下，有的致命微生物可以存活相当长的时间，如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，炭疽杆菌芽胞在阴暗潮湿土壤中甚至可存活10年。（5）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。
『学习策略』
通过本节内容的学习要能列举生物武器的种类，并能举例说出生物武器对人类带来的威胁。对待生物武器的态度应明确而坚定──坚决禁止生物武器。
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学校名录参见： http://www.zxxk.com/wxt/list.aspx?ClassID=3060


学习目标：
1、简述生态工程的概念，关注生态工程的建设
2、简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。
3、尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
学习重点：
生态工程的基本原理
学习难点：
生态工程的系统学和工程学原理
学习过程：
【学习策略】
本节内容需重点掌握生态工程遵循的五项基本原理，应结合课本给出的案例，通过案例理解原理，通过原理分析讨论案例。生态系统的基本原理，包括生态学、系统学和工程学的原理。其中前四个原理可结合必修模块第五章《生态系统及其稳定性》中的内容来学习，而系统学和工程学原理，应计算机网络结构示意图，重在理解“结构决定功能”，“总体功能大于部分之和”。?
【自主探究】
一、生态工程
1、生态工程概念：?????????????????????????????????????????????????????? ??
??????
??? ?????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????。
2、生态工程建设目的：遵循自然界????????? ?? 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止??????? ???? ，达到???????? ????? 和??????? ?????? 的同步发展。
3、生态工程的特点：与传统的工程相比生态工程是一类????? ?? 、???? ???? 、
?? ??????? 的工程体系。
提醒：在概念中应注意三个方面：⑴涉及的学科只是包括生态学和系统学；⑵运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；⑶最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。
?二、关注生态工程建设
阅读教材P107《资料分析》资料1，思考讨论：
1、导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
提示：⑴根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。
⑵直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。
2、洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
提示：传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
阅读教材P108《资料分析》资料2，思考讨论：
1、你对“石油农业”是如何理解的？
提示：“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。
2、你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？
提示：除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境和人类健康造成危害的实例中，世界上影响较大的有蓝婴病。1973年，美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴病）。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L，这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血色素结合，形成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床症状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色，呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐，严重的会失去知觉，甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染，如下水道、畜禽养殖场等，或非点源污染，如对农田、公园、草地等的施肥。
3、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，而且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没有被利用的资源。
4、石油农业的生产模式应当怎样改进？
提示：在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。
从以上内容可以看出，必须走生态经济之路。
生态经济：主要是通过实行“????????? ?? ”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 ，从而实现废弃物的资源化。
生态经济的特点是：??? ?????????????? ??????。
实现循环经济最重要的手段之一是 。
三、生态工程所遵循的基本原理
1、物质循环再生原理：
理论基础：物质循环
物质能够在各类生态系统内进行?????? ??? 和????? ???? ，使物体???? ???? 利用，进而出现“取之不尽，用之不竭”的结果。
意义：可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。
实例：无废弃物农业
是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。
2、物种多样性原理
理论基础：生态系统的稳定性
????????? ，食物链越多，食物网越复杂，生态系统的????????? 越强，系统结构不易被破坏。
意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力。
实例：? 反面：辽宁西部的章古台地区，单一种植樟子松林，由于缺少昆虫与其天敌相生相克的食物链而成为一片不毛之地。
正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。
阅读教材P110《资料分析》，思考讨论：
⑴为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？
提示：纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。
珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。
⑵从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？
提示：只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。
3、协调与平衡原理
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???????????? ，因地制宜，确定环境容纳量的大小，防止生态系统失衡。
环境承载力：又称???????? ??? ，是指???? ????????
????????????????????? ??????? 。
意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏。
实例：太湖富营养化问题、过度放牧等。
阅读教材P111《资料分析》，思考讨论：
?“西部大开发”是国家为振兴西部而提出的宏观决策，其中很重要的一项内容就是生态工程建设。从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
提示：几种西北地区特别适宜树种的介绍
⑴沙棘，俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑刺”，属于胡颓子科，为落叶乔木或灌木。植株表面具有棘刺，叶呈条形或条状被针形，两端趋尖，背面密被淡白色鳞片，叶柄极短。沙棘花先于枝叶开放，雌雄异株；果实为肉质花被筒包围，近于球形，直径5～10 mm。沙棘喜阳，粗壮的枝干抗风沙。沙棘叶、皮、果实及种子在医药上有着广泛的应用价值。沙棘的嫩枝、嫩叶是牛、羊的精饲料，被誉为“铁杆牧草”。沙棘果维生素含量极高，营养保健价值高，有利于增加种植者的收入。沙棘是半干旱黄土高原迅速绿化荒山、保持水土、调节生态平衡和促进农林牧业发展的良好树种。内蒙古鄂尔多斯等地区，实施沙棘生态工程，大面积种植沙棘，有效地控制了沟道水土流失，每年可减少流入黄河泥沙2 100万吨。
⑵山杏，主要指西伯利亚杏，它抗寒、耐旱，适应性强，是我国北方最普遍的果树之一，是绿化荒山、水土保持、防治风沙的先锋树种。山杏果仁营养丰富，含有大量维生素、微量元素和人体必需的氨基酸，是加工饮料的优质原料。
⑶刺槐，属落叶乔木，适应性强，在年降水量200 mm左右、年平均气温不低于3 ℃的地区都能生长。它不仅生长快，且耐盐碱，有涵养水源和保持水土的作用。刺槐泌蜜丰富，蜜质优良，是主要蜜源植物之一。刺槐不仅可改善生态环境，还可用于发展畜牧业。
⑷锦鸡儿（又称拧条），豆科，多年生落叶灌木，根系发达，具根瘤，高1.5～3 m；耐干旱和寒冷，喜生沙地或半固定的沙丘上，不怕沙压和风蚀。此种植物广泛分布于我国东北、内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏等地，可用于防风固沙，保持水土。枝条可用于编筐，其枝叶是牛、羊等冬春季节主要的饲料之一。
⑸杜梨，蔷薇科梨属落叶乔木，可高达10 m，原产于我国华北、西北及东北南部。耐寒，耐干旱、瘠薄，能在含盐量0.5%（质量分数）的土壤中正常生长，且耐涝性也较强。
⑹沙枣，胡颓子科胡颓子属，落叶小乔木。分布于华北及西北等地，耐盐碱力较强。
⑺合欢，豆科合欢属，落叶乔木，可高达20 m。分布于华北、西北及黄河以南等地区。耐盐碱力较强，但不耐水涝。
⑻臭椿，苦木科臭椿属，落叶乔木，可高达25 m。原产于华南、华北、西北各地。抗性强，生长快，耐盐碱力强。
西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。
4、整体性原理
理论基础：社会、经济、自然构成复合系统
进行生态工程建设时，不但要考虑到 的规律，更重要的是，还要考虑到???? ?? 和????? ?? 等系统的影响力。除此之外， 、
等也都对生态工程建设又着只要影响。
意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定
实例：林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题。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、烧柴及收入等。
5、系统学和工程学原理
⑴系统的结构决定功能原理：
理论基础：分布式优于集中式和环式
意义：改善和优化系统和结构以改善功能
实例：桑基鱼塘
⑵系统整体性原理：
理论基础：整体大于部分
系统各组分间要有适当的 ，使得 、 、 等的转换和流通顺利完成，并实现 大于各部分 的效果，即“1+1>2”。
意义：保持系统很高的生产力
实例：珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系
思考讨论：
你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？
提示：豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
教材P113《思考与探究》，思考讨论：
桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。
提示：桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。
能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶用于喂蚕，蚕可以生产蚕丝；桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中，作为鱼的饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼的生长；甘蔗可以榨糖，糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃农业”的要求。桑基鱼塘系统物质、能量流动示意图见右图。?
注意：1、生态工程的建设应遵循以上五个原理，但不同的生态系统遵循的原理可以不同。
2、生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，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。
3、生态工程是具有少消耗、多效益、可持续特点。
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附件2：独家资源交换签约学校名录（放大查看）
学校名录参见： http://www.zxxk.com/wxt/list.aspx?ClassID=3060


学习目标
1、举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的主要生态工程原理。
2、评述生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。
3、尝试设计简单的生态工程。
学习重点：生态工程的实例。
学习难点：应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。
学习过程
一、生态工程的实例
【农村综合发展型生态工程案例】
解决的问题： 。
1、在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？
2、这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值得借鉴的做法？
这个案例以???? ?? ?????? 为核心，????????? ?????????? 全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了???????? ????? ；同时又降低了 ，促进了农村的可持续发展。
【小流域综合治理生态工程案例】
解决的问题：?????????????????????????? ???? 。
主要原理：???????????????????????????????? ??????????????????????????? 等。
目标是：?????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 。
1、小流域的综合治理，“综合”表现在哪些方面？
“综合”表现在它一改以前的单纯???????????????? ????????等工程模式，同时考虑到了??????????????????????? ；不但注重通过还林、还草、筑坝等措施达到蓄水、降低土壤?????????? ? ???? ；还考虑如何提高人们的生活水平。例如，不但种植农作物，还同时种植经济作物来提高人们的收入；考虑到了种植薪柴林解决人们的燃料来源问题。各种措施的结果是建立一个稳定、持久、高效的生态系统。
2、为什么要针对不同的地形采取不同的措施？这体现了生态工程的什么原理？
山顶????????????????????????????? 恶劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，适宜封山，依靠??????????????????? 恢复植被；山腰荒地等土壤，虽然水分条件较好，但是仍不适宜种植农作物，对于这样的地方可以自然恢复，也可以人为种植??? ????????????????????????? ?????? 等，加快植被恢复速度，这样既能降低土壤侵蚀，又能创造一定的经济效益；对沟底而言，应建设堤坝系统，它可以???????????????????? ??? ??? ，还能够减少?????????? ???????? ??????? ，保证人民的生命财产安全；对坡地和山脚农田来说，土壤、水分条件良好，交通也较方便，土地生产力高，适宜种植?????????????????????????? 等问题，但是在坡地上要水平梯田种植，以减少水土流失。根据不同的地形采取不同的措施，既要考虑到生态效益，又要考虑到人们的生活和收入问题，这体现了????????????? ??????原理。
3、从这一案例看，当地是怎么做到经济效益与生态效益相统一的？这一模式在其他小流域能够照搬吗？
这种模式在其他小流域不能照搬，还是要???????????????????????? 进行生态工程建设，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，其生态工程的模式应??????????????????? 。
【大区域生态系统恢复工程──“三北”防护林案例】
解决的问题：????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????。
取得的成就有减轻了风沙、干热风、寒露风、昆虫等农作物的危害，改善了农业生产条件，加快了地方经济发展和人们脱贫致富奔小康的步伐。
1、国家为什么投入巨大的人力和物力兴建三北防护林工程？这一工程为什么需要如此漫长的时间？
三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区，对我国具有重要的意义：生态环境的质量关系到这一地区人民的????????????????? 问题，对维护???????????????? 具有重要意义；更重要的是，这一地区的生态环境关系到??????????????????????????????? ，如黄河上游的水土流失容易导致下游地区的洪水泛滥，而危害巨大的沙尘暴的发生也与这一地区的土地沙漠化关系密切；同时这里自然矿产资源丰富，对我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义。
这一地区区域广阔，气候、自然条件复杂，总体???????????????????? ??????等情况也决定了这个工程需要较长的时间，非一朝一夕之功。
2、这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和生物多样性原理，不同地区在造林设计上应当注意什么问题？
首先应考虑???????????????????????? 问题，种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则草；其次要考虑??????????????????????? ，保证防护林体系的稳定性；不同地区应根据当地情况采取不同的策略，如条件恶劣的地区应该结合??????????????????? ，而农区的防护林中????????????? ??????????可能占较大比重。
【湿地生态恢复工程案例】
解决的问题：??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????。
湿地作用：地球的“肾脏”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动物、植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐环境等功能。
1、当初人们为什么要围湖造田？
主要原因：我国历来??????????????? ，在“以粮为纲”的年代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强调???????????????? ，没有认识到湖泊的巨大???? ??????功能也是重要原因。
2.为什么说“退耕还湖”是一项巨大的系统工程？实施这一工程面临的主要困难是什么？
退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后湖区上游以及湖区周围的???????? ?
?????????????? 工作；更重要的是原耕地上居民的迁移，要解决迁出居民的??????????? 等问题，这是退耕还湖工程的主要困难。
3、地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？
????????????????????????????????????????????????? 。例如,减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农药的施用量等。
【矿区废弃地的生态恢复工程案例】
解决的问题：?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????。
1、在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？
2、怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？
首先要考虑到????????????? ，以草定畜；从外地调运饲料要考虑??????????????? ；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力,以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在????????? ?????????????以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。
3、除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处？
?
?
【城市生态工程】
解决的问题：??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????。
1、汽车尾气是城市大气污染的主要来源之一，汽车噪声又是城市噪声污染的主要来源。你认为应当限制城市居民购买汽车吗？为什么？如果不限制，应当采取什么措施来减少由汽车造成的污染？
?
?
?
2、城市的水污染问题应当采取哪些措施来解决？每一个城市居民应当在这方面承担什么责任和义务？
?
??
?
二、生态工程发展的前景
1、“生物圈2号”生态工程的实验及启示
“生物圈2号”生态工程的实验：
启示：???????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
????????????????????????????????????????????????????????? ???????? ????????????????????????????????????????????????????????? ?????????。
2、对我国生态工程发展前景的分析与展望
我国的生态危机是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
???????? 作为解决途径之一的生态工程，需要?????????????????? ??????????????????????????
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 。
旁栏思考题
发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，为什么？
?
三、思考与探究
1、分析朝鲜三八线的资料（具体资料见教材），说明它所蕴涵的意义。
?
?
?
2、在我国北方地区，由于冬天气温很低，会导致农作物不能生长，家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正常产气；而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。很显然，大量使用造价昂贵、并用燃料加热的玻璃温室是不符合我国国情的。你能用所学知识，设计一种生态工程，来较好地解决上述问题吗？请在画出其物质和能量结构图的基础上，说明你所依据的生态工程原理。
教材中“四位一体”的图所示为近年来出现在我国北方农区的一种生态工程类型，它较好地解决了习题中所述问题。“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分，是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。它的运行原理为：????????????????????????????????????????????????????????????????????????
????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????。
“四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等原理，提高了单位土地面积的产出，同时减少了环境污染，大大提高了农业的综合效益。
“四位一体”的物质循环图：
附件1：律师事务所反盗版维权声明
附件2：独家资源交换签约学校名录（放大查看）
学校名录参见： http://www.zxxk.com/wxt/list.aspx?ClassID=3060

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