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专题一 基因工程
第1课时 基因工程概述和基因工程工具
学习目标：
基因工程的原理及技术：
简述基因工程的原理；
说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点；
一、基因工程的诞生与发展
1.诞生
（1）理论支持：①艾弗里证明了DNA是遗传物质。②沃森与克里克阐明了DNA分子的双螺旋结构。③尼伦贝格等破译了遗传密码。
（2）技术支持：限制性核酸内切酶和DNA连接酶、质粒等载体和逆转录酶的发现，直接促使了基因工程的诞生。
（3）实例：1973年，美国科学家科恩等将不同来源的DNA分子进行体外重组，并首次实现了重组DNA分子在大肠杆菌中的表达，标志着定向改造生物的技术—基因工程的诞生。
2.发展1978年，人胰岛素在大肠杆菌中成功合成。1980，转基因小鼠诞生。
二、基因工程的概念
按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做重组DNA技术或转基因技术。
是一种定向改造生物的技术，其原理为基因重组，会使生物产生定向的变异。
三、基因工程的工具
1．限制性核酸内切酶----“分子手术刀”
（1）简称：限制酶。
（2）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。在原核生物中可以切断外来的DNA，使异源DNA的失去活力，这样便保护了细胞原有的遗传信息。限制酶不切割自身DNA的原因：原核生物钟不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
（3）特点：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
注意：①限制酶是蛋白质类的酶，具有高效性、特异性、易变性（反应条件温和性）等酶的特性。②限制酶的作用对象是DNA，不是RNA。③限制酶识别的核苷酸序列越短，目标DNA被切割的概率越大。④限制酶识别的核苷酸序列是个回文序列（回文结构序列是一种旋转对称结构，在轴两侧序列相同而反向。其特点是在该段碱基序列互补链之间正读反读都相同）。
（4）结果：产生黏性末端或平末端
2．DNA连接酶----“分子缝合针”
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。DNA连接酶连接的是两个DNA片段。
小结：几种酶的比较辨析
比较项目
限制酶
DNA连接酶
DNA聚合酶
解旋酶
作用底物
DNA分子
DNA分子片段
脱氧核苷酸
DNA分子
作用部位
磷酸二酯键
磷酸二酯键
磷酸二酯键
碱基对间的氢键
形成产物
黏性末端或平末端
形成重组DNA分子
新的DNA分子
形成单链DNA
3.载体——“分子运输车”
（1）作用：①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
（2）必备条件：①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。②有多钟限制酶的切点，以便与外源基因连接。③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。如四环素抗性基因，氨苄青霉素抗性基因等。
（3）种类：通常利用质粒作为载体，另外还有λ噬菌体的衍生物、某些动植物病毒等。一般来说，载体需根据人们的目的和需要进行人工改造。
补充：质粒的知识
一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的小型环状DNA分子（细菌拟核中的DNA是大型环状DNA）。
第2课时 基因工程的基本操作程序
学习目标：简述基因工程基本操作程序，以及各步骤的一般方法、原理；
模拟重组DNA分子的操作过程
基因工程的基本操作程序：
1．目的基因的获取
（1）目的基因：编码蛋白质的结构基因。
补充：基因的结构
①原核生物的基因（如右图所示）
原核生物基因的编码区是连续的；在非编码区的上游，有RNA聚合酶能识别开始转录的部位即启动子；在非编码区的下游有结束转录的部位即终止子。注意：启动子与起始密码，终止子与终止密码的区别。启动子在基因（DNA）上，是启动转录，而起始密码是在mRNA上，是启动翻译。终止子在基因（DNA）上，是终止转录，而终止密码是在mRNA上，是终止翻译。
②真核生物的基因（如右图所示）
相比原核生物，真核生物的编码区是不连续的，有外显子和内含子相间排列。
注意：a.外显子：是真核细胞的基因在表达过程中能编码蛋白质的核苷酸序列。
内含子：是在转录后的加工中，从最初的转录产物中被除去的核苷酸序列（即不编码蛋白质的核苷酸序列）。b.编码区的两侧靠近非编码区的部位始终是外显子。
（2）获取目的基因的方法
①从基因文库中获取
a.概念：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，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的基因。
b.分类：基因组文库（包含有一种生物所有的基因）和部分基因文库（只包含了一种生物的一部分基因，如cDNA文库）
c.从基因文库中获取目的基因方法：根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质等。
②用化学方法人工合成
a.反转录法。以目的基因转录成的mRNA为模板，在逆转录酶作用下，反转录成互补的单链DNA（cDNA），然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获取所需的基因。
优点：该方法专一性强，目的基因不含内含子，可合成自然界不存在的新基因。
缺点：操作复杂，形成的mRNA为单链，生存时间短，很不稳定，要求的技术条件也较高。
b.化学合成法。利用DNA合成仪，合成已知序列的较短的核苷酸序列。
③利用PCR技术扩增目的基因
a.PCR全称：聚合酶链式反应。
b.原理：DNA双链复制
c.过程：变性→退火（复性）→链延伸
第一步：变性。加热至90～95℃DNA解链。
第二步：退火（复性）。冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链。
第三步：链延伸。加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
d.条件：模板（目的基因）、原料（4种游离的脱氧核苷酸）、酶（TaqDNA聚合酶），引物。
注意：α.TaqDNA聚合酶的特点是耐高温。
β.加入两种引物；这两种引物彼此间不能发生碱基互补配对，且自身也不能通过折叠发生碱基互补配对；加入的引物可以是一小段单链DNA或RNA，常用DNA；加入引物的数量为m(2+22+23+…+2n）其中m为起始DNA的个数，n为循环的次数）。
2．基因表达载体的构建 ---- 是基因工程的核心
（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
（2）组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（如抗生素基因）+复制原点
①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段 ，位于基因的尾端。
③标记基因的作用：为了鉴定和筛选出含目的基因的受体细胞。常用的标记基因是抗生素基因。
（3）过程
注意：①用同种限制酶分别切割载体和外源DNA的目的：使二者切割后形成的黏性末端可以碱基互补配对，以便于连接。②带有黏性末端切口的载体，与带有相同黏性末端的目的基因片段用DNA连接酶连接后，形成的DNA种类（只考虑两两连接）：3种，即目的基因--目的基因；载体--载体；基因表达载体。③用相两种限制酶分别切割载体和外源DNA（如上图）的目的：防止目的基因和载体的自身环化。
3．将目的基因导入受体细胞
生物种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用方法
农杆菌转化法（最常用）
显微注射技术
Ca2＋处理法
受体细胞
体细胞或受精卵
受精卵
原核细胞
转化过程
将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T—DNA上→农杆菌侵染植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达
将含有目的基因的基因表达载体提纯→取受精卵→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2＋处理细胞→微生物细
胞壁的通透性增加→重组
质粒与感受态细胞混合→
感受态细胞吸收DNA分子
注意：①目的基因能在植物细胞稳定存在依据：目的基因整合到植物细胞染色体DNA上。
②对于植物，导入方法还有基因枪法（成本较高，单子叶植物常用）和花粉管通道法（我国独创的一种十分经济简便的方法）。③原核生物具有独特的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
4．目的基因的检测与鉴定
目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道，这是检查基因工程是否做成功的一步。
（1）分子水平检测
①检测生物染色体的DNA上是否插入了目的基因：DNA分子杂交技术。
即将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作探针，使探针与基因组DNA杂交，如果显示出杂交带，表明目的基因已插入染色体DNA中。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
从生物中提取mRNA，用标记的目的基因作探针，与mRNA杂交，若显示出杂交带，则说明目的基因转录出了mRNA。
③检测目的基因是否翻译：抗原—抗体杂交。
从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原——抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。
（2）个体水平检测
对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。例如，对转基因抗虫棉进行个体检测方法：让害虫吞食转基因棉花的叶片，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状。
基因工程的应用
学习目标：
说出基因工程的应用：
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了生产力的提高
1.植物基因工程的应用
植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
（1）提高抗逆性
①常用抗虫基因：用于抗虫（杀虫）的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
②常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因
③其他抗逆基因：环境条件对农作物的生产会造成很大影响，并且这些影响是多方面的，因此，抗逆性基因也有多种多样，如：抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
（2）改良植物品质
由于人们的食品含有的营养不平衡，不能满足人们对食品的要求，这样，可以通过转基因技术，使植物能够合成某些本来不能合成的物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
（3）生产药物
基因工程不但促进了传统技术的变革，也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。
2.动物基因工程的应用
（1）用于提高动物生长速度：由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。
（2）用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。
（3）用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体移植器官短缺是一个世界性的难题，用其它动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。
3.基因治疗
（1）概念：基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。
（2）方法
①体外基因治疗
先从病人体内获得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内，这种方法叫做体外基因治疗。
②体内基因治疗
直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。
说明：对于遗传病的治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不可能人人在受精卵时期进行基因检查。其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如：对于遗传性糖尿病患者，只对胰腺的B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗；但这种局部细胞的基因替换，并没有改变其它部位细胞的基因，如精原细胞，其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。
第4课时 蛋白质工程 -- 第二代基因工程
学习目标：
蛋白质工程：
举例说出蛋白质工程崛起的缘由；
简述蛋白质工程的原理；收集和处理资料，尝试撰写专题综述报告
1.蛋白质工程的概念
通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。属于分子水平上的改造。
2．崛起的缘由
生物的长期进化过程中形成的天然蛋白质、结构和功能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。
3.实施蛋白质工程的前提
是了解蛋白质的结构和功能的关系。
4．目标
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。由于蛋白质的空间结构极其复杂，人们无法直接改造蛋白质，一般先通过创造出适合人类需求的新基因，然后使其表达出具有特定结构和功能的蛋白质。其中关键技术是基因工程，因此，蛋白质工程又被称为第二代基因工程。
5.分类
（1）大改：设计并制造出自然界不存在的全新蛋白质。
（2）中改：在蛋白质中替代某一肽段或一个特定的结构域。
（3）小改：改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基。其中基因的定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心技术之一。基因定点诱变技术的方法很多，其中PCR技术是常用方法。
6．操作过程
预期蛋白质的功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）
注意：由蛋白质的结构功能可推测出许多基因，原因是：编码氨基酸的密码子的简并性。
7.实例
蛋白质工程是是项难度很大的工程，成功的例子不多，已成功的有：①通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。②生产鼠-人嵌合抗体，既可杀伤癌细胞，又可减少人体的不良反应。③通过改造纤维蛋白溶解酶原激活因子（t-PA），使t-PA在血液循环中的停留时间延长，从而更好的用于溶解血栓块，医治心肌梗死等疾病。④通过将酶肽链中的天门冬酰胺和谷氨酰胺转变为苏氨酸和异亮氨酸，从而提高酶的热稳定性。
专题三 胚胎工程
动物胚胎发育的发育的基本过程
生殖细胞的形成过程
学习目标：动物胚胎发育的基本过程：
简述生殖细胞的形成过程；
一、哺乳动物生殖细胞的发生
1．精子的发生
（1）场所：睾丸 (曲细精管)。
（2）时期：初情期到生理机能衰退。
（3）过程

2．卵子的发生
（1）场所：卵巢、输卵管。（2）时期：胎儿期（从性别分化以后到出生时停止）和初情期后。
（3）过程：（下图以人类卵子的产生过程为例）

注意：①初级卵泡：初级卵母细胞被一层扁平的卵泡细胞所包围。
②雌性哺乳动物卵泡的发育在出生后暂停，直到性成熟时才继续发育。例如，女性的许多初级卵母细胞中，性成熟后，只有约400个卵泡能发育成熟并被排出。
③次级卵泡：次级卵母细胞被卵泡细胞所包围，其体积比初级卵泡大。
④排卵：是指卵子从（次级）卵泡中排出，（并不是卵泡从卵巢中排出）。人类排出的是次级卵母细胞（MII中期），马、犬等排出的是初级卵母细胞；猪、羊等排出的是次级卵母细胞。
3．精子和卵子发生的比较
名称
精子的发生
卵子的发生
场所
睾丸的曲细精管
卵巢
时期
从初情期开始
胚胎在性别分化以后
是否变形
需变形
无需变形
分裂情况
均等分裂
不均等分裂
结果
形成4个精子细胞
形成1个卵子和3个极体
MⅠ和MⅡ是否连续
是
否
第2课时 受精作用
学习目标：简述受精作用的概念含义。
受精作用：
1.概念：精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程
2.场所：输卵管中
3.条件（1）精子的成熟和获能
精子在附睾中成熟。成熟后的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，才能获得受精能力，称获能。卵泡液、输卵管分泌物、血清 等可使精子获能。
补充：圆形的精细胞经过变形成为精子过程：
①细胞核成为精子头的主要部分。
②高尔基体发育为头部的顶体。
③中心体演变为精子的尾。
④线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘。
⑤细胞内的其他物质浓缩为原生质滴，最后消失。
（2）卵子的成熟
动物排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。
4.过程
（1）精子穿越放射冠和透明带
精子与卵子相遇→发生顶体反应，释放顶体酶→溶解卵丘细胞之间的物质→精子穿越放射冠，与透明带接触→顶体酶将透明带溶出一条孔道→精子穿越透明带，接触卵黄膜→立即发生透明带反应，这是防止多精入卵受精的第一道屏障。
（2）进入卵黄膜
精子与卵黄膜接触，立即被微绒毛抱合→精子外膜和卵黄膜相互融合，精子头部入卵→立即发生卵黄膜封闭作用，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。
（3）原核形成和配子结合
精子入卵→尾部脱离，原有核膜破裂形成一个更大的雄原核；同时，激活卵子→完成减数第二次分裂，形成雌原核和第二极体，充分发育后，雌雄原核合并→形成受精卵。
注意：①受精标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体（一个是没有进行减数第二次分裂的第一极体，另一个是第二极体）时。②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。
第3课时 哺乳动物胚胎发育的基本过程
学习目标：简述动物早期胚胎发育的基本过程
胚胎发育：
1．概念：胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括卵裂、囊胚、原肠胚、胚层分化等主要阶段。例如，鸡的胚胎发育：从受精卵到雏鸡的过程；蛙的胚胎发育：从受精卵到蝌蚪的过程。
2．过程
（1）卵裂：在输卵管中，进行有丝分裂分裂。
特点：细胞数目不断增加；胚胎总体积并不增加，或略有减少，胎每个细胞体积减小；胚胎DNA总数目增加，每个细胞DNA含量不变；有机物总量减少，有机物种类增加。
（2）桑椹胚：胚胎细胞数量达到32个以上；细胞都是全能细胞，都具有发育成完整个体的能力。
（3）囊胚：出现囊胚腔；开始出现细胞分化，形成滋养层（发育成胎膜和胎盘）和内细胞团（发育成各种组织）。
（4）原肠胚：具有三个胚层，外胚层、中胚层、内胚层；两个空腔，囊胚腔和原肠腔。此时细胞分化最显著。
第4课时 哺乳动物体外受精和早期胚胎培养
学习目标：
简述哺乳动物体外受精的主要步骤及其原理；
简述动物早期胚胎培养常用的方法及其基本原理；
（一）理论基础 胚胎发育学
（二）操作对象 生殖细胞、受精卵、早期胚胎
（三）技术手段
1．体外受精技术
（1）概念：哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
（2）过程
①卵母细胞的采集和培养
方法一：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。从输卵管内获取的卵子已经成熟，不需要再培养成熟。
方法二：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。此卵母细胞还未成熟，需培养至成熟。
方法三：借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。
②精子的采集和获能
采集精子的方法：假阴道法、手握法、电刺激法。
精子获能的方法：a.培养法：对于啮齿动物、家兔和猪等动物，将取自附睾的精子放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，就可获能。
b.化学法：对于牛、羊等家畜，将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。
③受精
获能的精子和培养成熟的卵子，在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
（3）意义
①在家畜品种改良中，为胚胎生产提供了廉价而高效的手段，对充分利用优良品质资源，缩短家畜繁殖周期，加快品种改良速度等有重要价值。
②也是哺乳动物胚胎移植技术、克隆技术、转基因技术和性别控制技术等不可缺少组成部分。
（4）实例：试管动物
试管动物技术：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，再经移植产生后代的技术。例如，试管牛，试管婴儿等。
注意：①试管动物仍是通过有性生殖产生的，只是受精的过程发生的体外，而克隆动物属于无性繁殖。②胚胎发育的场所仍是雌性动物的子宫内，而不是试管内。③体外受精与人工授精不同。人工授精的受精场所是体内，而体外受精的场所是体外。
第5课时 胚胎移植技术
简述胚胎移植技术的概念含义及其应用
胚胎移植：
（1）概念：是指将雌性动物的早期胚胎或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，使其继续发育为新个体的技术。
（2）生理基础
①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
（3）基本技术
①同期发情处理：用促性腺激素进行同期发情处理。
②超数排卵技术：是指将供体母牛经促性腺激素处理并能排出数量较多的发育成熟的卵子。
注意：胚胎移植的过程中两次使用促性腺激素的目的不同。
（4）基本程序
①选择供、受体动物
供体:具有人类所需要的优良遗传性状的个体；受体:具有正常孕育、生殖后代的能力的个体。 ②同期发情处理
③对供体母牛进行超数排卵处理
④选择优秀公牛配种或人工受精
⑤胚胎的收集（冲卵）
冲卵，指用冲卵装置将早期胚胎冲出来。
⑥检查动物的胚胎
选择发育优良的早期胚胎（桑椹胚或囊胚）。
⑦胚胎移植
⑧妊娠检查，并产生后代。
（5）胚胎移植的实质
是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。由于胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。
（6）胚胎移植的地位
胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
（7）胚胎移植的意义
①加速育种工作和品种改良。 ②大量节省购买种畜的费用。
③保存品种资源和濒危物种。 ④胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。
第6课时 胚胎工程的技术及应用
学习目标：
胚胎分割技术的概念、理论基础、操作过程；
胚胎干细胞的移植：说出胚胎干细胞的主要特点；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
一、胚胎分割技术
（1）概念
是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
（2）理论基础：细胞的全能性。
（3）取材
发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割）。
（4）操作过程
选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，将其移入盛有操作液的培养皿中，用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入空透明带中，或直接将裸半胚移植入受体。
注意：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
（5）意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
（6）存在问题
①刚出生的动物体重偏低、毛色和斑纹等性状方面存在差异。
②采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的。
4．胚胎冷冻保存技术
（1）概念：将动物早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在低温环境下。
（2）意义：胚胎冷冻保存技术可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。
5．性别控制技术
（1）概念：通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代的技术。
（2）方法：家畜的性别是由性染色体决定的。通过分离含X染色体的精子（简称X精子）与含Y染色体的精子（简称Y精子）以及鉴别胚胎性别的方法，可以有效地控制家畜后代的性别比例。①质量：X精子质量和体积>Y精子。②嗜酸碱性：X精子嗜酸性，Y精子嗜碱性。
③电荷：电泳时，阳极一侧多为X精子，阴极一侧多为Y精子。
（3）意义
①通过分离精子与体外单精注射技术相结合，可以避免与性别有关的遗传病胎儿的出生。
②畜牧业生产上，可按照生产需求控制动物的性别以提高动物生产的经济价值。
二、胚胎干细胞的研究及其应用：
1．干细胞：指动物（包括人）胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。按照分化潜能的大小，干细胞可以分为专能干细胞、多能干细胞、全能干细胞三类。
（1）全能干细胞：可以分化为全身200多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。
（2）多能干细胞：具有分化成多种细胞或组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞。
（3）专能干细胞：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。
2．胚胎干细胞：哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞。
（1）来源：早期胚胎或原始性腺。
（2）特性：在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
（3）主要用途：
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律。
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。
③可以用于治疗人类的某些顽疾。如帕金森综合症、少年糖尿病等。
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。
⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
专题二 细胞工程
第1课时 植物组织培养技术
学习目标：1.简述细胞全能性的概念含义
植物组织培养的过程和方法
一、细胞工程的概念
指以细胞为基本单位，在体外无菌条件下进行培养、繁殖或利用细胞融合、核移植等技术，使细胞某些生物学特性按照人们的意愿发生改变，从而改良生物品种、创造新品种和加速繁育生物个体，以及获得某些有用的细胞代谢产物的技术。
1．原理和方法：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法。
2．操作水平：细胞水平或细胞器水平。
3．工程目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
二、分类
根据操作对象不同，可分为植物细胞工程、动物细胞工程和微生物细胞工程。
三、技术应用
I．植物细胞工程
（一）植物组织培养
1．概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织，丛芽，最终形成完整的植株。
2．理论基础：植物细胞的全能性。
（1）概念：每个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
（2）原因：生物体的任一细胞都含有本物种的全部遗传信息。
（3）生物体上的细胞未表现出全能性，而是形成特定的组织器官，其原因是：细胞中的基因进行了选择性表达，使细胞分化成不同的组织和器官
（4）表现出全能性的条件：完整的细胞核、脱离母体、无菌、一定的营养、激素；适宜的外部条件。
（5）全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞
3．目的：获取植株。
4．选材：植物茎尖、根尖、叶片和花药等。
5．过程
（1）外植体需消毒，可用体积分数70%的酒精。各类器具需经过灭菌处理，在无菌条件下操作。若选取外植体是花药，则此过程称为花药（花粉）离体培养。
（2）细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。
（3）分化的实质:基因选择性表达的结果。
（4）脱分化:让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。此过程应作遮光处理。
（5）愈伤组织的特点：没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞（排列疏松高度液泡化，无定形状态）。
愈伤组织由于分裂旺盛，细胞增殖较迅速，更容易受到外界环境的干扰而发生突变（包括基因突变和染色体变异）。
当细胞分裂素和生长素的含量，配比相等时，愈伤组织只生长不分化；配比高时利于芽的分化；比例低时利于根的分化。
（6）再分化与脱分化所用的培养基成分不同。再分化时需要光照处理。再分化成根、芽或胚状体等。
（7）胚状体：也称体细胞胚，类似胚的结构，具有胚芽和胚根，在合适条件下可发育称为新的植株。再分化成胚状体与再分化成根、芽的所处条件不同。
6．条件
①离体状态。②无菌、无毒环境。③适宜的温度、PH、光照等。④特定的培养基：水、无机营养、有机营养、天然附加物、生长物质。也可在培养基中添加抗生素或杀菌物质，来避免污染。
地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
专题二 细胞工程
第2课时 植物组织培养技术的应用
学习目标：1.列举植物细胞工程的实际应用
．植物组织培养技术
8.应用
（1）微型繁殖
植物组织培养可以保持优良品种的遗传特性，可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
（2）作物脱毒
植物分生区附近，如茎尖、根尖、因很少被病毒感染，甚至无病毒。生产上常选用茎尖进行组织培养，再生出的植株就有可能不带病毒。
注意：产生的植株只是无病毒植株，而不具备抗病毒的特性。要获得抗病毒特性，可采用基因工程的方法。
（3）制造人工种子
①人工种子结构：
a.人工种皮：所用材料应有韧性、耐压、对胚状体无毒害，最常用海藻酸钠制作，具有保护作用。
b.人工胚乳：一些营养物质，如无机盐、碳水化合物和蛋白质。
c.胚状体。
②优点：不受环境因素的制约，一年四季都可以进行工厂化生产；繁殖速度快，可在短时间内提供大量种苗；胚状体是经人工无性繁殖产生的，有利于保存该种系的优良性状。
（4）作物新品种的培育
①单倍体育种。②诱变育种的材料。③转基因植物的培育。
（二）植物细胞培养
1．概念：将植物组织培养过程中形成的愈伤组织或其它易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散的悬浮细胞，再利用细胞群体产生人类所需的细胞次生代谢产物。
2．原理：细胞增殖。
3．目的：不是使细胞形成组织乃至植物体，而是通过大规模的细胞培养以获得人类所需的细胞次生代谢产物。
4．应用
①药用原料，如紫杉醇（抗肿瘤药物），人参皂苷。②食品添加剂，如各种天然的香精、食用色素、甜味剂。③保健食品，如螺旋藻。
专题二 细胞工程
第3课时 植物体细胞杂交技术
学习目标：1.简述植物体细胞杂交技术
（三）植物体细胞杂交
1．概念
将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成 杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体。
2．目的：培育出种间或属间杂种。
3．原理：细胞膜流动性和植物细胞全能性
4．过程：
（1）原生质体：指去除植物细胞壁后获得的裸露的植物细胞结构等。其来源可以是各种植物的叶片、根尖等部位，也可以从愈伤组织中获得。
（2）制备原生质体的方法是: 酶解法,所用的酶是 纤维素酶和果胶酶。
基本过程是先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,然后利用低速离心或采用相对密度漂浮法对原生质体进行分离纯化并鉴定其活性,再用于细胞培养或体细胞杂交。
（3）人工诱导原生质体融合的方法有: 物理法（离心，振动，电刺激）和 化学法（聚乙二醇，英文缩写PEG）。
（4）原生质体融合完成的标志是: 杂种细胞再生出细胞壁。在此过程中最活跃的细胞器是高尔基体或高尔基体和线粒体。
（5）融合细胞的类型有3种（只考虑两两融合的情况）；染色体组数为 2M+2N 。可育。
判断植物是否可育：第一，要有同源染色体。第二，同源染色体要能进行正常的联会。如三倍体无籽西瓜，体细胞中有同源染色体，但在减数分裂过程中，同源染色体联会发生紊乱，不能形成正常的生殖细胞，因此不可育，无籽。
5．意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍；扩大了遗传重组的范围。
6．缺点：虽然杂种植株含有两种生物的全部遗传物质，但不能完全具有两种植株的全部性状，不能完全按人们意愿培育出所需要的新品种。
7．实例：番茄——马铃薯；白菜—甘蓝（特点：生长期短、耐热性强和易于贮藏）等。
专题二 细胞工程
第4课时 动物细胞培养
学习目标：1.动物的细胞培养与体细胞克隆（简述动物细胞培养的过程、条件及其应用；）
II．动物细胞工程
（一）动物细胞培养
1．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2．原理：细胞增殖。
3．取材：大都取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织。一般，各种动物组织或细胞都可以体外培养，但代谢旺盛、分化程度低的更容易培养。肿瘤细胞比正常细胞更容易培养。
4．过程：
（1）用胰蛋白酶处理动物组织目的：使组织分散成单个细胞。
（2）不用胃蛋白酶的原因：培养液的PH为7.2~7.4，而胃蛋白酶的适宜PH为1.8左右，在此PH范围内，胃蛋白酶会变性失活。
（3）原代培养：指从供体获取组织或细胞后的初次培养。由于刚离体，细胞的生物学特性未发生很大变化，最接近体内组织或细胞，很适合用于药物测试、基因表达等试验研究。
（4）细胞贴壁生长和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，称为细胞的接触抑制。
（5）传代培养：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养。与原代培养的区别是是否分瓶，一旦分瓶就称为传代培养。多次分瓶后培养细胞仍叫传代培养。
（6）细胞株：传代培养10~50代的细胞称为细胞株。原代培养的细胞不叫细胞株。
（7）细胞系：当传代培养50代后，一些细胞的遗传物质发生了改变，并且带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称为细胞系。在动物细胞培养时，并不是每次培养都会使细胞称为细胞系，只是有这种可能。
细胞株与细胞系最大区别是：细胞株的遗传物质没有发生改变，而细胞系的遗传物质改变了。
5．条件
（1）无菌无毒的环境
①培养液及器具灭菌处理。②培养液中通常加入一定量的抗生素（注意加入抗生素的种类及浓度）。③定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞毒害。
（2）营养物质
葡萄糖、无机盐、氨基酸、维生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素、生长因子、动物血清。
（3）适宜的温度、PH和气体环境
①温度：37℃左右。②PH：7.2~7.4。③气体主要由O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的PH。
动物细胞培养时，搅动培养液的原因：增加培养液中的溶解氧，使动物细胞与营养物质充分接触。
6．地位：是动物细胞工程的基础。
7．应用
生物制品的生产、转基因动物的培养、检测有毒物质、医学研究。
专题二 细胞工程
第5课时 细胞核移植和体细胞克隆
学习目标：1.简述克隆动物的概念含义和基本原理；
2.简述体细胞核移植技术和动物克隆技术，以及应用前景
（二）细胞核移植
1．概念：将供体体细胞的细胞核与受体去核卵（母）细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵（母）细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术。
2．原理：动物细胞核的全能性
3．目的：
（1）生殖性克隆，得到克隆动物。
（2）治疗性克隆，克隆器官用于器官移植。
4．取材
（1）供体细胞
若取体细胞核，则为体细胞核移植；若取胚胎细胞核，则为胚胎细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性较困难。
（2）卵（母）细胞
选取减数第二次分裂中期的卵（母）细胞，其细胞核、细胞质已成熟，能支持胚胎的全程发育。选取卵（母）细胞作为受体细胞的原因：卵（母）细胞体积大、易操作，营养物质多，含有能使细胞核的全能性表达的物质。
5．过程
6．存在问题
成功率低，绝大多数克隆动物存在健康问题，对克隆动物食品的安全性问题也存在争议
7．应用
①加速家畜遗传改良进程，促进良畜种群繁育。②保护濒危物种，增大存活数量。③生产珍贵的医用蛋白。④作为异种移植的供体。⑤用于组织器官的移植。
专题二 细胞工程
第6课时 细胞核移植和体细胞克隆
学习目标：1.细胞融合与单克隆抗体（简述动物细胞融合的方法和过程；简述单克隆抗体的制备过程及其应用；关注细胞工程研究的发展和应用前景）
（三）动物细胞融合
1．概念：是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
2．原理：细胞膜的流动性。
3．诱导融合方法：
物理法（离心、振动、电激）、化学法（聚乙二醇）、生物法（灭活的病毒）。
4．意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
5．应用：制备单克隆抗体。
（1）概念：单一的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经培养筛选后产生的专一抗体。
（2）传统方法获得的抗体特点：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体：产量低、纯度低、特异性差。
（3）过程
①制备单克隆抗体为何用免疫过的B淋巴细胞？
免疫过的B淋巴细胞才能产生抗体（实际上应为效应B细胞）。
②为何制备单克隆抗体用单个B淋巴细胞和骨髓瘤细胞？
一个B淋巴细胞只能产生一种特异性抗体，而骨髓瘤细胞能在体外大量增殖。
③细胞融合之后，若只考虑两两融合：
有5种细胞，3种融合细胞。
④单克隆抗体制备过程的三次（两次）筛选：
第一次：用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞；
第二次：（有限稀释法）筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；
第三次：筛选出产量高的杂交瘤细胞（一般不说第三次筛选）。
⑤杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生专一性（特异性）抗体。
原因是：杂交瘤细胞具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞两种细胞的遗传物质。
（4）主要优点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。
（5）用途
① 作为诊断试剂
准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。
② 用于治疗疾病和运载药物
可制成“生物导弹”，如把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。
注意：单克隆抗体不等同于生物导弹，生物导弹=引导（单克隆抗体）+ 弹头（药物）
专题五 生态工程
第1课时 生态工程及原理
学习目标：1、简述生态工程的主要原理；
2、利用生态工程原理，提出解决生态问题的对策
一、生态工程的概念
指应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则，结合系统分析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。
二、生态工程的设计对象
生态工程可以是人工设计和人为参与调控的一个群落、一个生态系统或一个更为宏观的地域性生态空间。
三、生态工程的目的
遵循自然界物质循环规律，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。
四、生态工程所遵循的基本原理
项目
理论基础
意义
实例
物质循环
再生原理
物质循环
可避免环境污染及其对系统稳定和发展
无废弃物农业
物种多样
性原理
生态系统的稳定性
生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性
“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
协调与平
衡原理
生物与环境的协调与平衡
可避免系统的失衡和破坏
太湖富营养化问题
整体性
原理
社会、经济、自然
复合系统
统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定
林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
系统学和工程学原理
系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式
改变和优化系统的结构以改善功能
桑基鱼塘
系统整体性原理：
整体大于部分
保持很高的系统生产力
珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系
注意：①协调与平衡原理包含两方面：一是生物要能适应当地的环境，二是生物的数量不能超过环境容纳量。②整体性原理是自然系统、社会系统、经济系统这三个大系统的整合，而系统整体性是自然系统内部各部分的整合。③苏教版的四个原理：物种共生原理、生态位原理、物种多样性原理、食物链原理。
五、设计生态工程的方法
（1）食物链（网）的“相接”
例如，在稻田养鱼的农业生态工程中，鱼与稻各自原属于不同生态系统的食物链（网），但在认为调控下，将一些草食性鱼、滤食性鱼和杂食性鱼放养在稻田中，使稻田生态系统的结构有所改变，促进物质循环和能量流动更为合理。
（2）食物链（网）的“加环”
例如，用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇等，其残余物用来栽培食用菌，栽培食用菌后的残余物再来养殖蛆蛹，蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等。
专题五 生态工程
第2课时 生态工程的建设
学习目标：1、搜集当地或国内生态工程的典型实例，讨论生态工程发展的前景
2、举例说出建立生态工程的原因、流程和效益；
一、生态工程的建设
（一）理论依据
1.发达国家：主要依据生态系统的自我调节理论，达到了以回归自然为主，人为调控为辅的程度。
2.我国：人为调控仍起着较大的作用。
（二）生态工程的建设实例
1.生态农业
（1）原理：生态学原理
（2）优点：实现物质的循环再生和能量的多级利用，减少环境污染，减少了化肥用量，降低了农业投入。
（3）目的：实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，使能量尽可能多地流入对人类有益的部分。
（4）特点：低消耗、多效益、可持续
原因：生态农业（经济）实现了“原料→产品→原料→产品”的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。
2.治污生态工程
（1）（多功能）生物氧化塘
①结构
表层（好氧层）：有一些藻类，浮游动物可以利用水体中的营养物质，提高水体的透明度。
下层（兼性层）：无色杆菌、假单孢菌、芽孢杆菌等。
底部（厌氧层）：硫酸还原细菌、甲烷细菌等。
②功能
a.藻类进行光合作用产生的氧气和空气中的氧气，有利于好氧菌降解污水中的有机物；兼性菌和厌氧菌通过好氧或厌氧反应也分解污水中的有机物；各种菌分解过程中产生的CO2等无机物又能被藻类等充分利用。
b.多功能生物氧化塘不仅具有净化污水的作用，还可使污水资源化。其中，藻、菌互生环节就是一个促进污水净化的生物循环过程。
（2）人工湿地
①湿地：是开放水域与陆地之间过渡性的生态系统，其重要特点之一是生物多样性丰富。湿地生态系统具有较强的净化功能，被誉为“地球之肾”。
②“人工湿地”是模拟自然湿地的人工生态系统。它的组成成分包括土壤、各类水生植物（浮水植物、挺水植物、沉水植物）、微生物和水等。
③“人工湿地”对污水的净化作用是通过不同类型的水生植物和微生物，在物理、化学和生物作用下，共同作用实现的。
3.生态恢复工程
①矿山废弃地：指因采矿活动而遭破坏且不经治理便无法使用的土地。矿山废弃地不仅毁坏和污染大片森林、草地和农田，还造成水土大量流失有的甚至成为巨大的污染源。
②生态恢复工程应首先恢复该地区的生物群落。植被恢复以及为植被恢复所需的土壤微生物群落的重建，是生态恢复的第一步也是关键一步。在植被恢复中，应选择生长快、抗逆性强的乡土树种和先锋树种，注意树种的多功能效益。
专题五 生态工程
第三课时 生态工程实例分析
学习目标：灵活掌握生态工程实例分析方法

生态工程的实例分析小结：
类型
主要原理
注意问题
农村综合发展型生态工程
物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理
①核心：沼气工程
②优点：农林牧副渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染
小流域综合治理生态工程
整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理
①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益
②不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色
大区域生态系统恢复工程
物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理
工程建设中应注意的问题
①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种
②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定
③不同地区应根据当地情况采取不同策略
湿地生态恢复工程
协调与平衡原理、整体性原理
主要措施：退耕还林
主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题
矿区废弃地的生态恢复工程
系统学和工程学原理
①种植耐旱的灌木、草和树
②确定合理载牧量
③改良表土
城市环境生态工程
协调与平衡原理、整体性原理
①解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油
②水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化
专题四 生物技术的安全性和伦理问题
学习目标：1.转基因生物的安全问题（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；举例说出对转基因生物安全性问题的不同观点和论据；参与对转基因生物安全性问题的讨论和交流，形成对待转基因生物安全性问题的理性态度；收集我国转基因食品安全性的监控和预防措施等方面的资料；尝试调查当地市场的转基因食物，或农村栽培、饲养的转基因生物）2.生物武器对人类的威胁（说出生物武器的种类；举例说出生物武器对人类的危害）3.生物技术中的伦理问题（举例说出生物技术的伦理问题；参与生物技术伦理问题的讨论和交流；说出我国关于生物技术使用的规定、立场或态度）
一、转基因生物的安全性
1．转基因成果
①基因工程制药
②转基因家畜、家禽优良品种的培育
③生物反应器——生产细胞产品
2．安全性问题
（1）存在安全性问题的原因
①目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
②目的基因往往是异种生物的基因。
③外源基因往往是随机插入宿主细胞基因组的。
（2）存在问题
①食品安全：滞后效应、过敏原、营养成分改变
②生物安全：对生物多样性的影响
③环境安全：对生态系统稳定性的影响
3．理性看待转基因生物
（1）优缺点分析
优点
缺点
①解决粮食短缺问题
②减少农药使用，减少环境污染
③增加食物营养，提高附加值
④增加食物种类，提升食物品质
⑤提高生产效率，带动相关产业发展
①可能产生新病毒或新过敏源
②可能产生抗除草剂的杂草
③可能使疾病的传播跨越物种障碍
④可能会损害生物多样性
⑤可能干扰生态系统的多样性
（2）对待转基因生物的正确态度是趋利避害，不能因噎废食。
二、生物技术中的伦理问题
1．克隆人
中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
2．试管婴儿
试管婴儿是利用体外受精和胚胎移植等技术繁殖个体，其主要目的是解决不孕夫妇的生育问题。
注意：试管婴儿和设计试管婴儿的比较
如图，后者比前者多了④过程：
(1)不同点
①所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。
②应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症的治疗。
(2)相同点
都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
3．治疗性克隆和生殖性克隆的比较
4．基因检测
（1）概念：指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子进行检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因的情况的一种技术。
（2）争论焦点
①基因检测能否达到预防疾病的目的
②是否引起基因歧视及其他危害
三、生物武器
1．种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。
2．散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
3．特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
4．禁止生物武器公约及中国政府的态度

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