第40讲　基因工程 第41讲　克隆技术 第42讲　胚胎工程 第43讲　生物技术的安全性和伦理问题 第44讲　生态工程 1

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第十三单元 │ 考试说明 考试说明 知识内容 要求 (1)基因工程的诞生 Ⅰ (2)基因工程的原理和技术 (3)基因工程的应用 (4)植物的组织培养 (5)动物的细胞培养与体细胞克隆 (6)动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 (7)胚胎工程的应用 (8)转基因生物的安全性 (9)生物武器对人类的威胁 (10)生物技术中的伦理问题 (11)生态工程的原理 (12)生态工程的实例 3

第十单元 │ 知识框架 知识框架 4

第十三单元 │ 复习策略 复习策略 现代生物科技作为当前科学研究中发展最快、最前沿的科学，其许多科技进展，一直都是社会关注的热点，也是高考的热点。本专题一方面与各必修专题内容关系密切，另一方面与工农业生产、医药卫生、环境保护、人类生活关系密切。有关本专题内容的试题一般具有新颖性、综合性、基础性的特点。 从近几年新课标地区高考题看，选修3《现代生物科技专题》常作为选考内容，但在浙江理综生物中却是必考 5

第十三单元 │ 复习策略 内容，命题主要的呈现形式是填空题，浙江理综生物必考内容有选择题。2009年增加的生态工程考点也会在考题中体现。鉴于“一标多本”的高考命题思路和课标内容要求，2011年高考命题仍将以“依据考纲，兼顾教材，适当创新，平稳过渡”为指导思想，以能力测试为主导，着重考查生物科学素养，在考查基础知识和基本技能的同时，加强对理解、获取与处理信息、实验与探究、思维、综合运用等能力的考查，重视对科学过程与方法的考查。预计2011高考命题趋势、思路和特点如下： 1．以“流程图”的形式考查：基因工程的原理及技术是选修3的考查重点。考查的主要知识点有基因工程 6

第十三单元 │ 复习策略 的原理(如2009年浙江卷，3)、操作流程(如2009年天津卷，2009年福建卷，2009年江苏卷等)、目的基因的表达(如2009年重庆卷，2)等。 2．“拼盘式”考查：结合基因工程，蛋白质工程，胚胎工程，生态工程的基本技术，把相关的知识点进行有机的整合，特点是跨度较大，考查的知识面较广(如2009年广东卷，39)。 3．关注热点和实验：如胚胎工程中的胚胎干细胞的考查(2009年辽宁、宁夏卷，41和2009年江苏卷，8)；诺贝尔奖项为背景，如“水母绿色荧光蛋白”的考查(2009年 7

第十三单元 │ 复习策略 安徽卷，4和2009年广东理基，45)；动物细胞培养的相关知识的实验考查(如2009江苏卷，32和2009四川卷，30)。 由于本专题理论性强、难度大，所以复习时要结合教材，注意老师分析本专题中所分析的主干知识和冷热考点。复习的要点如下： 1．强化记忆：基础知识和基本能力的考查仍是高考不变的主旋律。要立足课本，在理解知识的基础上牢固记忆。将类似的、易混淆的知识点或联系紧密的知识点作好笔记，并对其进行分类、比较和归纳。如基因工程和蛋白质工程、植物组织培养和动物细胞培养。 8

第十三单元 │ 复习策略 2．理解“流程图”每步操作的目的：真正理解生物技术过程的原理、方法；认真做好本单元《课时作业》，及时排查作业中暴露出的问题，及时纠正，认真反思；通过复习，把所学课本中的原理，方法迁移到解决具体实例中。如“胚胎移植技术”中所示胚胎移植的程序图解。 9

第十三单元 │ 复习策略 10

第十三单元 │ 使用建议 使用建议 1．由于本单元理论性强、实验要求高，做实验的难度大，所以复习时要指导学生重点掌握基本理论和方法，即所谓“题在外，理在内”。 本单元要指导学生通过抓主干、抓基本理论和过程的方法来复习，切忌死记硬背。正确处理必修与选修之间的关系。基本原则是：从课标中找方向，从考纲中定范围，以教材为基本素材，形成同心圆，寻找结合点。本单元内容可以使用下列复习方法： (1)“实例分析法”掌握基因工程和克隆技术的原理与 11

第十三单元 │ 使用说明 应用 ①基因工程的原理及技术是本单元的重点内容，在复习时可以将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内成功培育出抗虫棉的过程结合图解展示给学生，引导学生说出每一操作步骤的名称、使用的操作工具及方法，这样通过实例分析可以实现基因工程的原理技术的理解； ②植物组织技术、动物细胞培养技术是本单元的常考内容。 (2)“列表比较法”理解基因工程植物组织培养和动物细胞培养、精子和卵子的发生、生态工程实例原理的区别 12

第十三单元 │ 使用说明 ①基因工程是考生易错易混点之一。在复习时可以引导学生从过程、实质、结果、应用与现状几个方面进行比较分析，以加深二者的区别理解。 ②由于植物细胞和动物细胞的全能性的不同，植物组织培养和动物细胞的培养的目的也不尽相同，当然二者的培养方法也有很大差异，在复习这一重点内容时，可以引导学生从理论基础、取材、培养基的类型、培养基的成分、配制过程、结果、目的等几个方面进行列表比较。 ③有关卵子发生的时间和场所还是考生的易错易混点之一。在复习时可以引导学生从场所、时间、过程、 13

第十三单元 │ 使用说明 特点、结果等几个方面进行比较分析，同时结合本书关于精子和卵子的发生和受精作用对该知识点进行突破。 ④生态工程一共有六个实例：农村综合发展型生态工程、小流域综合治理生态工程、大区域生态系统恢复工程、湿地生态恢复工程、矿区废弃地的生态恢复工程和城市环境生态工程。这些实例包含着我国科学工作者已探索出来的成功经验，每种实例都是从当地的实际情况出发，因地制宜地进行生态工程的建设。 总之，在复习时注意引导学生列表比较，对比记忆，以达到事半功倍的效果。 14

第十三单元 │ 使用说明 (3)“实例分析法”掌握生态工程原理 生态工程是生态学、系统学和工程学等学科的交叉学科，所以生态工程的基本原理包含内容较多。按照必修课学生学习的生态学基础，重点复习物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理及两个系统学和工程学原理。复习时先复习原理的理论基础，后复习相应的实例帮助理解。实例主要选择我国生态工程建设中遇到的实际问题，其中，一些问题已得到了解决，也有一些是失败的教训，这样从正反两个方面进行总结，有助于培养学生全面分析问题的能力。 15

第十三单元 │ 使用说明 (4)“辩证分析法”理解辩证看待转基因生物的安全性问题和生物技术问题 转基因生物的安全性问题和生物技术问题是本专题的重要问题之一，在复习该部分内容时，要引导学生运用辩证的观点从正、反两个方面分析问题，并适当运用我国的官方态度进行作答。如中国政府对“克隆”技术所持的观点是“禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆；不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。”以这样的话语回答问题，规范、正确、无懈可击。 2．课时安排 本单元分为5讲，建议用7课时完成，每讲1课时，单元测试和讲评各1课时。 16

第40讲 │ 基因工程 17

第40讲 │ 考点整合 考点整合 核苷酸序列 DNA重组 重组DNA分子 双链DNA 大肠杆菌 18

第40讲 │ 考点整合 化学方法 基因文库 DNA连接酶 氯化钙 19

第40讲 │ 考点整合 高产、优质 抗盐碱、抗寒、抗干旱 生长素释放抑制激素 正常功能的基因 20

第40讲 │ 要点探究 要点探究 ► 探究点一 DNA重组技术的基本工具及作用特点 1.限制性核酸内切酶（又称限制酶） 分布 主要分布于微生物中 作用部位 切割DNA链中的磷酸二酯键，而不是氢键 特点 　具专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子 限制酶所识别的核苷酸序列的特点 　识别和切割部位一般都具有反向重复序列，即一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致；识别序列一般由6个核苷酸组成，也有4、5或8个核苷酸组成 21

第40讲 │ 要点探究 2.DNA连接酶 (1)作用：把两个DNA片段末端之间的“缝隙”连接起来，连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是氢键，它与限制性内切酶作用是相反的。 在基因工程中被同一种限制性内切酶切割开来的目的基因和运载体，具有相同的黏性末端，将它们的黏性末端连接 分布 主要分布于微生物中 作用结果 　获得黏性末端和平末端的DNA分子片段； 黏性末端的特点：一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致，它们之间正好能互补配对，即露出的末端碱基能互补配对，可以通过氢键连接 22

第40讲 │ 要点探究 起来，就可以形成重组的DNA分子。这就需要DNA连接酶来完成此功能，而且这是基因工程中构建重组载体中的必要环节。 ②要使目的基因和运载体能够连接，必须使用同一种限制性内切酶切割目的基因和运载体，使二者具有相 23

第40讲 │ 要点探究 同的黏性末端，这是基因工程中构建基因表达载体的重要环节。 (2)DNA连接酶与DNA聚合酶 ①二者都是作用于磷酸二酯键，与氢键形成无关。 ②DNA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。 3.基因的运输工具——载体 (1)载体的作用： 　　载体是基因运输工具，在基因操作过程中，使用载 24

第40讲 │ 要点探究 体有两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)作为运载体必须具备的条件： ①能复制 　能在宿主细胞内稳定地保存并大量复制，以便提供大量的目的基因 ②具有多个限制酶切点 　具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆菌pBR322就有多种限制酶的单一识别位点，可适用于多种限制酶切割的DNA插入 ③具有某些标记基因 　具有某些标记基因，以便进行筛选。如大肠杆菌的pBR322质粒携带四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因 25

第40讲 │ 要点探究 (3)类型： ①质粒 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，在 ④对宿主细胞无害 载体必须是安全的，对宿主细胞无害 ⑤载体DNA大小应合适 　载体DNA分子大小应合适，以便提取和在体外进行操作，太小就不能操作 26

第40讲 │ 要点探究 细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。质粒DNA上有标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因，供重组DNA的鉴定和选择。 质粒是基因工程常用的载体，但真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造。 ②λ噬菌体的衍生物 ③动植物病毒 27

第40讲 │ 要点探究 28

第40讲 │ 要点探究 【答案】 D　 【解析】 基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动、 植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA 连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无 生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才有生物活性。 载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞， 不能促进目的基因的表达。所以D错误。 29

第40讲 │ 要点探究 【点评】 本题综合考查基因工程的工具及操作特 点。特别注意人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛 素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才有 生物活性。下面的变式题是从科学研究角度考查目的基 因编码的蛋白质在细胞内的分布。 30

第40讲 │ 要点探究 31

第40讲 │ 要点探究 【答案】 C 【解析】 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。故C正确。 32

第40讲 │ 要点探究 ► 探究点二 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。 ►　探究点二　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。 (2)目的基因的获取方法：a.从供体细胞直接获取；b.从基因文库中获取；c.利用mRNA反转录形成；d.利用PCR扩增技术；e.人工合成。 目前常用的方法主要有：从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因、人工合成目的基因。 (3)基因文库、基因组文库、cDNA文库概念及作用：基因组文库含有一种生物的全部基因，而cDNA文库只 33

第40讲 │ 要点探究 含有一种生物的部分基因，二者都是基因文库；有了基因文库，就可随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。 2.基因表达载体的构建：构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。 3.将目的基因导入受体细胞——转化 (1)不同受体的导入方法 34

第40讲 │ 要点探究 受体细胞种类 方法 植物细胞 (1)农杆菌转化法：目的基因插入Ti质粒的T—DNA→农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和表达 (2)基因枪法 (3)花粉管通道法 动物细胞 显微注射法：目的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→新性状动物 微生物 细胞 Ca2＋处理细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子 35

第40讲 │ 要点探究 (2)转化的过程(以细菌作为受体细胞为例) 受体细胞：细菌 ↓氯化钙 细胞壁的通透性增大 ↓ 重组质粒进入受体细胞 　　↓氯化钙 细胞壁的通透性增大 ↓ 重组质粒进入受体细胞 目的基因随受体细胞的繁殖而复制 4.目的基因的检测和表达 (1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。 36

第40讲 │ 要点探究 (2)其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。 (3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是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。 (4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 37

第40讲 │ 要点探究 38

第40讲 │ 要点探究 39

第40讲 │ 要点探究 【答案】 (1)4　(2)2　1　(3)复制　(4)DNA水解酶　(5)表面无相应的特异性受体　(6)抗性 40

第40讲 │ 要点探究 【解析】 (1)由于上述两种酶形成的末端不一样，所 以被两种不同的限制酶切割之后所形成的片段有AA、 AB、BA、BB四种切法形成的四种片段。(A表示HindⅢ， B表示BamHⅠ)(2)同时被两种限制酶切割有两种不同的 目的基因，即AB和BA，所以重组质粒有两种。BstⅠ与 BamHⅠ酶切割的末端一样，所以同时用这两种限制酶切 割只能形成一种目的基因，所以只能形成一种重组质粒。 (3)质粒要进行复制才能更多的表达出产物，所以重组之 后要能复制。(4)酶具有专一性，对T－DNA的降解酶为 DNA水解酶。(5)生物的细胞表面的受体具有特异性，人 类肠上皮细胞没有昆虫肠上皮细胞表面的特异受体。所 41

第40讲 │ 要点探究 以该毒素蛋白对人类的风险相对较小。(6)自然选择是普 遍存在的，纯种种植自然选择会使害虫抗性基因频率快 速增长。所以混合种植可降低害虫的抗性基因频率的增 长速率。 【点评】 本题考查基因工程操作过程分析的相关 知识。要特别注意对基因工程的各操作步骤的理解和应 用。解答本题的难点在于理解纯种种植自然选择会使害 虫抗性基因频率快速增长。下面的变式题是从不同侧面 考查基因工程操作的“四部曲”和具体应用。 42

第40讲 │ 要点探究 43

第40讲 │ 要点探究 44

第40讲 │ 要点探究 【答案】 (1)逆转录 (2)DNA连接 载体 S蛋白基因 (3)复制 合成S蛋白基因的mRNA 【答案】 (1)逆转录 (2)DNA连接　载体　S蛋白基因 (3)复制　合成S蛋白基因的mRNA (4)大肠杆菌中表达的S蛋白　SARS康复病人血清 (5)相同　表达蛋白质所用的基因相同 【解析】 (1)利用RNA获取DNA，一般采用逆转录的方法，在这一过程中需要逆转录酶； (2)目的基因与载体结合，先用限制酶在目的基因和载体上切出相同的黏性末端，将目的基因片段插入载体 45

第40讲 │ 要点探究 的切口处，再加入适量的DNA连接酶，将黏性末端连接起来； (3)选择性扩增后得到的含有遗传信息的DNA片段(S蛋白基因)，直接导入大肠杆菌细胞内，在不与其DNA整合的情况下，不进行复制和转录，得不到相应的蛋白质； (4)通过大肠杆菌合成的S蛋白，结构和功能可能会发生变化，可与人体内产生的抗S蛋白的抗体进行抗原－抗体特异性反应，以此进行检测； (5)各种生物都共用一套遗传密码，因此转入相同的目的基因，表达出的蛋白质一般应相同。 46

第40讲 │ 要点探究 ► 探究点三 基因工程的应用 1.基因工程的应用 ►　探究点三　基因工程的应用 1.基因工程的应用 (1)植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 (2)动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 (3)基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 2.基因诊断与基因治疗 (1)基因诊断 47

第40讲 │ 要点探究 ①方法：DNA分子杂交法(即DNA探针法)，该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。 ②步骤：抽取病人的组织或体液作为化验样品→将样品中的DNA分离出来→用化学法或热处理法使样品DNA解旋→将事先制作好的DNA探针引入化验样品中→这些已知的经过标记的探针能够在化验样品中找到互补链，并与之结合(杂交)在一起，找不到互补链的DNA探针，则可以被洗脱。这样通过对遗留在样品中的标记过的DNA探 48

第40讲 │ 要点探究 针进行基因分析，就能检出病人所得的病。 (2)基因治疗 ①体外基因治疗：先从病人体内获取某种细胞进行培养，然后在体外完成基因的转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新置于患者体内。 　　②用于基因治疗的基因种类：从健康人体分离得到正常的基因、反义基因、编码可以杀死癌细胞的蛋白酶基因。 ③基因治疗只是导入正常的基因，并未替换原来的基因，原有的致病基因与导入的正常基因都能表达。如果导入的正常基因是作为显性基因存在，则有疗效，也就是说，基因治疗只可治疗隐性遗传病。 49

第40讲 │ 要点探究 【说明】 有关基因工程应用易错易混点 (1)动物基因工程主要为了改善畜产品的品质，不是为了产生体型巨大的个体。 (2)基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，在临床上未开展、未实现这方面的治疗。 (3)DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，即将双链DNA分子打开。 (4)Bt毒蛋白基因产生Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。 (5)青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因工程生产的。 50

第40讲 │ 要点探究 51

第40讲 │ 要点探究 52

第40讲 │ 要点探究 【答案】 (1)氨基酸、葡萄糖、无机盐、动物血清、维生素(写5种) (2)不发生　因为T细胞是以有丝分裂方式增殖的，而不是减数分裂(或等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数分裂过程中) (3)运载体　ADA基因　T细胞 (4)腺苷脱氨酶　 53

第40讲 │ 要点探究 【解析】 第(1)小题，体外培养T细胞属于动物细 胞的培养，动物细胞的培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、 无机盐、维生素和动物血清等。第(2)小题，由于T细胞 的增殖方式为有丝分裂，而基因分离定律和基因自由组 合定律的细胞学基础是减数分裂，所以不会发生等位基 因的分离和非等位基因的自由组合现象。第(3)小题， 因在绝对无菌的环境里用逆转录病毒把ADA基因转入T 细胞，所以该逆转录病毒相当于基因工程中的运载体， 目的基因是ADA基因，受体细胞是T细胞。第(4)小题， 由于该患者的机体不能合成腺苷脱氨酶(ADA)，因此这 54

第40讲 │ 要点探究 种基因治疗的目的就是使患者能产生腺苷脱氨酶，这 样患者的免疫力就会趋于正常。 【点评】本题一方面综合考查动物细胞的培养、 遗传规律与细胞分裂的关系、基因工程及免疫等知识， 另一方面还考查对新情境试题的分析和信息处理能力。 55

第41讲 │ 克隆技术 56

第41讲 │ 考点整合 考点整合 植物生长调节剂 愈伤组织 57

第41讲 │ 考点整合 纤维素酶和果胶酶 显微注射 单倍体克隆 NaCl或病原体的毒蛋白 58

第41讲 │ 考点整合 胰蛋白酶 原代培养 传代培养 连续细胞系 有限细胞系 连续细胞系 可传代 特殊性质 一个而不是多个 59

第41讲 │ 考点整合 多能细胞 60

第41讲 │ 要点探究 要点探究 ► 探究点一 植物组织培养和植物体细胞杂交 1.原理和过程 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交 原理 ►　探究点一　植物组织培养和植物体细胞杂交 1.原理和过程 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交 原理 细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性 过程 61

第41讲 │ 要点探究 【易错易混总结】 植物组织培养的相关问题 1.植物细胞培养 (1)细胞全能性表达的条件： ①离体、无菌；②一定的营养物质：水、无机盐、蔗糖、维生素等；③激素的要求：主要是细胞分裂素和生长 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交 注意 事项 ①选材：选取根尖、茎尖、形成层部位、最容易诱导脱分化 ②光照：脱分化过程不需光照，再分化过程一定要有光照 ①去细胞壁方法：酶解法，所用的酶是纤维素酶和果胶酶 ②人工诱导融合的方法： 物理法：离心、振动、电激 化学法：用聚乙二醇诱导 62

第41讲 │ 要点探究 素；④培养条件：适宜的温度和光照(培养后期)。 (2)植物细胞融合的标志为产生新的细胞壁，本过程的目的是为了获取杂种植株。 (3)植物体细胞杂交区别于传统植物有性杂交的优点是克服生殖隔离的限制。 2.植物组织培养操作的特点： (1)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。 63

第41讲 │ 要点探究 (2)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。 (3)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。(4)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。 64

第41讲 │ 要点探究 3.实际应用 (1)植物繁殖的新途径 　　3.实际应用 (1)植物繁殖的新途径 ①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点是①保持优良品种的遗传特性；②高效快速地实现种苗的大量繁殖。 ②作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。 (2)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用 突变体Aa中A为突变新基因，并控制着优良性状，利用单倍体育种方法步骤如图41－1所示： 65

第41讲 │ 要点探究 优点：稳定遗传，缩短育种年限。 (3)细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 图41－1 优点：稳定遗传，缩短育种年限。 (3)细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 66

第41讲 │ 要点探究 67

第41讲 │ 要点探究 【答案】 C　 【解析】 此题考查了细胞工程的有关知识。细胞工程 的优点是克服远源杂交不亲和的障碍。具体的方法是， 先进行植物体细胞杂交，再对融合后的细胞进行组织培 养。 【点评】 本题的解题关键是天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草，该过程将植物体杂交与植物组织培养二项技术融合为一体。 68

第41讲 │ 要点探究 ► 探究点二 动物细胞培养与动物体细胞核移植 动物细胞培养 动物体细胞核移植 原理 细胞增殖 动物细胞核的全能性 ►　探究点二　动物细胞培养与动物体细胞核移植 动物细胞培养 动物体细胞核移植 原理 细胞增殖 动物细胞核的全能性 过程 结果 获得细胞群 获得与供体遗传物质基本相同的个体 69

第41讲 │ 要点探究 【说明】 1.动物细胞的培养和克隆 (1)动物细胞培养： 取出动物部分组织 分散成单个细胞 取出动物部分组织 分散成单个细胞 细胞生存并保持生长、分裂，接触抑制和有 规律的衰老、死亡等生命活动现象。 (2)动物组织培养：原代培养，即从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。 传代培养，即将原代培养的细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。或者说就是将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶就称为传代培 70

第41讲 │ 要点探究 养。 (3)细胞系和细胞株：细胞系，就是可连续传代的细胞。原代培养物在首次传代时就成为细胞系，能连续培养下去的细胞系为连续细胞系；不能连续培养下去的细胞系为有限细胞系。 细胞株，通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。包括连续细胞株和有限细胞株。 71

第41讲 │ 要点探究 72

第41讲 │ 要点探究 2.选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养的原因：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。 3.进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶。因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH为7.2～8.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养时的消化。 73

第41讲 │ 要点探究 4.胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白质外，长时间的作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。 5.动物细胞培养与植物组织培养的区别 动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。①培养基不同，植物组织培养用的一般是固体培养基，而动物细胞培养用的一般是液体培养基。②培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物， 74

第41讲 │ 要点探究 没有动物血清基包。③植物组织培到新的植物个体，而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性，因此得到的是同一种的细胞。 　　6.把握动物体细胞移植的特点 动物体细胞移植依据的原理是细胞的全能性，与植物组织培养一样属于无性生殖。虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难表达全能性。卵细胞体积大，易于操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。将体细胞核移植入去核卵细胞内，既保证了重组细胞的 75

第41讲 │ 要点探究 完整性，又能刺激体细胞核表达其全能性，发展成为一个新的个体。动物体细胞移植产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样，因此新个体性状与体细胞核供体基本相同。卵细胞细胞质中也有少量的DNA，新个体性状与卵细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。 76

第41讲 │ 要点探究 77

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第41讲 │ 要点探究 79

第41讲 │ 要点探究 【答案】 (1)吸收氧气和营养物质、排出代谢废物 (2)维持培养液适宜的pH (3)种类和剂量 (4)向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块　染色体形态和数量　肝脏小块对有机物X具有解毒作用 80

第41讲 │ 要点探究 【解析】 (1)把肝脏切成小薄片，有利于肝脏细胞的呼吸代谢，即吸收氧气和营养物质、排出代谢废物　(2)气室中充入5%CO2的作用是形成碳酸来维持培养液适宜的pH　(3)同时也要注意选择抗生素的种类和数量来抑制细菌生长　(4)乙组或丁组没有处理向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块作为对照实验，有机物X有毒性，可诱发染色体断裂所以要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化。甲组添加肝脏小块淋巴细胞染色体正常，丙组没有添加出现染色体异常，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用，所以甲组正常。 81

第41讲 │ 要点探究 【点评】 本题考查动物细胞培养的相关知识。要 特别注意实验的对照原则。 82

83

第42讲 │ 考点整合 考点整合 曲细精管 大量精原细胞 次级精母细胞 精子细胞 卵巢、输卵管  性别分化 第一极体 大量卵原细胞 初级 卵巢、输卵管　 性别分化 第一极体 大量卵原细胞 初级 次级卵母细胞 卵子 精卵质膜融合 原肠胚 84

第42讲 │ 考点整合 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 获能 超数排卵 85

第42讲 │ 考点整合 借腹怀胎 激素 无性生殖 86

第42讲 │ 考点整合 饲养层 胚胎培养 胚胎移植 87

第42讲 │ 要点探究 要点探究 ► 探究点一 体外受精和早期胚胎培养 1.采集卵母细胞 ►　探究点一　体外受精和早期胚胎培养 1.采集卵母细胞 一是给母畜注射一定量的促性腺激素，促使卵巢产生更多的卵母细胞，然后利用超声波引导法从母畜卵巢内采集这些卵母细胞；二是从屠宰的母畜卵巢内直接获取卵母细胞。 2.体外成熟 刚获取的卵母细胞还没有发育成熟，不能与精子受精。在人工模拟环境(如温度、营养、pH等)条件下，使获取的 88

第42讲 │ 要点探究 卵母细胞发育成熟。 3.采集精子和获能 常用方法有假阴道法、手握法和电刺激法。获能方法有培养法和化学诱导法。 4.体外受精 将人工采集的公畜精液与已经成熟的卵母细胞混合，使精子和成熟的卵母细胞在母畜体外完成受精，该过程称为体外受精。 89

第42讲 │ 要点探究 5.试管动物生产流程 90

第42讲 │ 要点探究 【说明】 用于体外培养的卵细胞的选择 在选择卵母细胞时，无论用哪种方法采集到的卵母细胞，外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围，形成一个叫卵丘复合体的结构(COC)，这种结构对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重要的。在对家畜体外受精的操作中，一般把未成熟的卵母细胞分成A、B、C、D 四级。对A级卵母细胞的要求是有3层以上卵丘细胞包围，卵母细胞的细胞质均匀；B级是少于3层卵丘细胞，但卵母细胞质要均匀；C级为没有卵丘细胞包围的卵母细胞，又称为裸卵，培养效果很差；D级是退化或死亡的卵母细胞，应淘汰。A、B两类卵母细胞培养效果较好。 91

第42讲 │ 要点探究 6.胚胎的早期培养 (1)培养液成分。两“盐”：无机盐和有机盐；两“素”：维生素和激素；两“酸”：氨基酸和核苷酸；另有水、血清等物质。 (2)不同动物胚胎移植的时间不同。 ①牛、羊一般要培养到桑堪胚阶段或囊胚阶段才能进行移植。 ②小鼠和家兔等实验动物可在更早的时间移植。 ③人的体外受精胚胎，可在4个细胞阶段移植。 92

第42讲 │ 要点探究 93

第42讲 │ 要点探究 94

第42讲 │ 要点探究 【答案】 (1)促进排卵(或超数排卵)　使精子获能　 (2)容易获得纯合子并缩短育种时间　(3)小鼠甲(体细胞) 核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基因　(4)外源基因的 插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达　 【解析】 本题综合考查了胚胎移植、体外受精、细 胞核移植、转基因技术等生物技术。胚胎移植时用促性 腺激素处理的目的是促进排卵；体外受精时精子必须先 获能后才能完成受精作用；胚胎发育至囊胚期时胚胎内 部形成裂隙，进而形成囊胚腔。秋水仙素处理植物可以 使植物细胞的染色体加倍，可用于单倍体育种形成纯合 95

第42讲 │ 要点探究 子，由此推知细胞松弛素B的作用是使动物细胞的染色 体加倍，因此也具有易获得纯合子，缩短育种年限的优 点。由于重组细胞的细胞核来自甲，故其含有甲的细胞 核基因；细胞质基因则来自于乙的卵细胞。由于基因是 控制生物性状的基本单位，当外源基因插入了某些基因 内部时，此基因结构被破坏，所控制的性状就可能无法 表达而导致生物体死亡。 96

第42讲 │ 要点探究 【点评】 胚胎工程的一个重要内容就是体外受精和 早期胚胎培养。要特别注意胚胎早期培养的培养液成分： 两“盐”、两“素”和两“酸”。下面变式题就是考查 胚胎早期培养的培养液成分的识别 97

第42讲 │ 要点探究 98

第42讲 │ 要点探究 【答案】 C 【解析】 哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。 99

第42讲 │ 要点探究 ►　探究点二　胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞 1.胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例： 图42－2 100

第42讲 │ 要点探究 【说明】 (1)“供体”与“受体”的确定：提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”；供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。 (2)实质：胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状均能保持其原来的优良特性。 (3)优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。 (4)胚胎移植的生理学基础：对供体和受体进行同期发情处理后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化 101

第42讲 │ 要点探究 是相同的；早期胚胎形成后处于游离状态，为胚胎的收集提供可能；受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应；移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。 (5)胚胎移植过程中两次使用促性腺激素，第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。 (6)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。 (7)胚胎移植过程产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与 102

第42讲 │ 要点探究 受体牛没有关系。 (8)冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。 　受体牛没有关系。 (8)冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。 　　(9)不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在4个细胞阶段移植。几乎所有动物不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。 2.胚胎分割示意流程 103

第42讲 │ 要点探究 【说明】 (1)胚胎分割：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须将内细胞团均等分割：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。 (2)胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越 104

第42讲 │ 要点探究 多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。 (3)试管婴儿(动物)技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成重组细胞发育而成的。 3.胚胎干细胞 (1)干细胞：指人体中能继续分裂、分化的细胞。 105

第42讲 │ 要点探究 (2)胚胎干细胞的来源：哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是从早期胚胎或原始性腺中分离出的一类细胞。 ②功能：具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。 ③在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可进行遗传改造。 106

第42讲 │ 要点探究 (4)ES细胞的主要用途 ES细胞可用于研究哺乳动物个体发生和发育的规律，也是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞通过诱导分化可产生新的组织细胞，用于治疗人类的组织损伤和某些顽症。还可通过ES细胞体外诱导分化，定向培育人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。 　　 (5)ES细胞研究前沿进展 目前，ES细胞分离、培养体系的研究，以及ES细胞的选择、检测和全能性的维持，不仅是胚胎工程的前沿课题之一，也是当前生命科学研究的热门课题之一。 107

第42讲 │ 要点探究 108

第42讲 │ 要点探究 109

第42讲 │ 要点探究 【答案】 (1)囊胚 原始性腺细胞 (2)胚胎干细胞 分化诱导 (3) 选择性表达 (4) 造血干 【答案】 (1)囊胚　原始性腺细胞 (2)胚胎干细胞　分化诱导 (3) 选择性表达 (4) 造血干 (5)红细胞　细胞中无细胞核 (6)间　(7)B淋巴　特异性抗体 110

第42讲 │ 要点探究 【解析】 (1)囊胚的内细胞团具全能性。 【解析】 (1)囊胚的内细胞团具全能性。 (2)胚胎干细胞分化最低，在培养液中加入诱导因子可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。 (3)基因的选择性表达实现了细胞分化。 (4)造血干细胞能分化成各种血细胞，维持患者血液中血细胞的正常。 (5)成熟红细胞无细胞核。 (6)间期DNA分子进行复制。 (7)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交，形成杂交骨髓瘤细胞，通过两次筛选就可产生特异性抗体。 111

第42讲 │ 要点探究 【点评】 胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中 分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化分为内细 胞团和滋养层细胞。克隆某种哺乳动物需要供体提供细 胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。 下面的变式题考查了胚胎发育和细胞工程(胚胎干细胞) 等知识的相关应用。 112

第42讲 │ 要点探究 113

第42讲 │ 要点探究 【答案】 　D 【解析】 A项中，卵裂期有机物总量不断减少；B 项中，胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割；C项 中核仁应较大；D项中胚胎干细胞是一类未分化、分裂 能力很强的细胞，可从早期胚胎中分离获取。 114

第43讲 │ 生物技术的安全性和伦理问题 115

第43讲 │ 考点整合 考点整合 遗传多样性　 基因工程产物 现代生物技术专利化 116

第43讲 │ 要点探究 要点探究 ► 探究点一 转基因生物的安全性和外来物种入侵 1.转基因生物存在安全性的原因 ►　探究点一　转基因生物的安全性和外来物种入侵 1.转基因生物存在安全性的原因 (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.转基因成果 117

第43讲 │ 要点探究 3.在食物安全方面、生物安全方面和环境安全方面的思考 (1)食物安全方面： 重组微生物 利用重组微生物进行基因制药等 转基因家畜、家禽 生长迅速，营养品质优良，奶中含营养物质、珍贵药物或人类所需蛋白 转基因植物 具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等性状 3.在食物安全方面、生物安全方面和环境安全方面的思考 (1)食物安全方面： 一方观点 另一方观点 不能对转基因食物安全性掉以轻心，①反对“实质性等同”；②担心出现滞后效应；③担心出现新的过敏源；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 转基因食物潜在的安全隐患可在技术上进行克服。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影响健康的实例；⑤采取举证排除法，防止贻误技术发展 118

第43讲 │ 要点探究 (2)生物安全方面： 一方观点 另一方观点 　 　(2)生物安全方面： 一方观点 另一方观点 转基因植物可能会对生物多样性构成潜在的风险和威胁，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，可能成为“入侵的外来物种”；③转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体；④可能使杂草成为有抗除草剂基因的“超级杂草” 转基因农作物不大可能对生物多样性构成威胁论。①转基因农作物扩散到种植区以外会很快死亡；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存在生殖隔离，很难与其他植物杂交 119

第43讲 │ 要点探究 (3)环境安全方面： 一方观点 另一方观点 　 　 (3)环境安全方面： 一方观点 另一方观点 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。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重组微生物产生的中间产物可能造成二次污染；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食物链进入生物 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。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抗虫农作物可减少农药使用量，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 120

第43讲 │ 要点探究 【说明】 (1)“实质性等同”的理解 　 【说明】 (1)“实质性等同”的理解 实质性等同是指转基因生物与自然存在的传统生物在相同条件下进行性状表现的比较。比较的内容包括生理性状、分子特征、营养成分、毒素含量和过敏源等是否具有等同性。如果实质上是相同的，就应该将转基因生物与传统生物同样对待，视为安全。 (2)外来物种入侵 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。 121

第43讲 │ 要点探究 (3)理性看待转基因技术 ①在看待转基因技术方面，正确的社会舆论导向，将有利于决策者作出正确的决策，从而促进科学技术的发展；相反，不正确的舆论导向将阻碍科学的发展。 ②面对转基因技术的利弊，正确的做法是趋利避害，而不能因噎废食。 ③完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。 ④增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。 122

第43讲 │ 要点探究 外来物种入侵的危害 (1)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。 123

第43讲 │ 要点探究 (2)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。 (3)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。 124

第43讲 │ 要点探究 (4)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。 125

第43讲 │ 要点探究 126

第43讲 │ 要点探究 【答案】 B 【解析】 由题干材料可知，这种新病毒是由两种已 知病毒重组产生的，说明两种病毒的基因可以重新组合， 形成新的生物。因而是对B项的有力支持。 【点评】 对于转基因生物，对其利弊要正确对待。随着科学的进步，能把转基因生物及食品的负面影响降到最低，同时要有相应的评价、监督机制。根据现有的生物学知识做下面的变式题提高科学认知的知识水平。 127

第43讲 │ 要点探究 128

第43讲 │ 要点探究 【答案】 D 【解析】 转基因农作物从研究到商品化的各个环 节，都要进行安全性评价。只有都无问题，才可保证 转基因食物的安全。 129

第43讲 │ 要点探究 ►　探究点二　关注生物技术的伦理问题 1．克隆人 图43-1 130

第43讲 │ 要点探究 （2）过程 【说明】 克隆技术尚不成熟的表现： ①重构胚胎成功率低。 ②移植入母体子宫后胚胎着床率低、流产率高、 类型 项目 治疗性克隆 生殖性克隆 区别 目的 治疗人类疾病 用于生育，产生新个体 水平 细胞水平 个体水平 联 系 都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传信息相同 131

第43讲 │ 要点探究 胎儿畸形率高。 ③出生后死亡率高，正常个体极少。 (3)态度：中国政府的态度是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。 2.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。 132

第43讲 │ 要点探究 (3)个人基因身份证有无必要 ①现在要对个人所有基因进行检测不现实。因为还有不少基因没得到确定。即使只是对个别或少数基因的检测，也不必每人都需要。 ②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。 ③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。 133

第43讲 │ 要点探究 ④基因检测给受试者造成的心理负担或压力必须考虑到。 ⑤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。 ⑥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。 134

第43讲 │ 要点探究 135

第43讲 │ 要点探究 【答案】 　D 【解析】 生物芯片可以同时检测多种基因及其表达 产物，使基因及其表达产物的检测更加快速简便。 136

第43讲 │ 要点探究 137

第43讲 │ 要点探究 【答案】 C 【解析】 脐带血是指新生儿脐带在被结扎后存留 在脐带和胎盘中的血液，其中含有大量的干细胞，是 成体干细胞的主要来源。脐血干细胞移植是根治恶性 血液病、某些遗传性疾病的有效手段，近年来已逐步 应用于心脑血管疾病、神经系统损伤、组织器官修复、 糖尿病和多种肿瘤的治疗。试管婴儿的设计一般是为 了救治病人，需要试管婴儿的骨髓、干细胞、脐带血 等等，这样的设计都符合伦理道德，而那些为达到不 正当目的而设计试管婴儿的做法都违背伦理道德。 138

第43讲 │ 要点探究 ► 探究点三 禁止生物武器 1．种类 种类 例证 病菌 炭疽杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌 病毒 天花病毒、动物痘病毒 ►　探究点三　禁止生物武器 1．种类 种类 例证 病菌 炭疽杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌 病毒 天花病毒、动物痘病毒 生化毒剂 肉毒杆菌毒素 经基因重组的 致病菌 通过转基因技术改造的蜡状杆菌、重组 流感病毒 139

第43讲 │ 要点探究 2.特点 (1)传染性强。生物武器多数是烈性传染性致病微生物。 (2)污染面广，危害时间长。直接喷洒的生物气溶胶，可随风飘到较远的地区，杀伤范围可达数百至数千平方千米。在适宜条件下，生物战剂存活时间较长，不易被发现。 (3)难以防治。传染途径多，无色无味等特点。 (4)具有一定的潜伏期。潜伏期症状不明显，难以及时发现。 (5)受自然条件影响大。 140

第43讲 │ 要点探究 3.局限性 (1)生物武器主要指病原微生物，所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。 (2)受地形、风向等多种条件影响。 (3)生物武器使用不易控制，使用不当可危害本方安全。 141

第43讲 │ 要点探究 142

第43讲 │ 要点探究 【答案】 　C 【解析】 生物武器的传播途径有直接或通过食物、 生活必需品等散布。 143

第43讲 │ 要点探究 144

第43讲 │ 要点探究 【答案】 B 【解析】 检测缺陷基因的目的主要是为了进行基因 治疗而不是作为生殖、就业、保险等参考。克隆人类 本身目前无论是技术和伦理上都是不允许的。 145

第44讲 │ 生态工程 146

第44讲 │ 考点整合 考点整合 经济 循环 再生 147

第44讲 │ 考点整合 可持续发展　 生态工程同 148

第44讲 │ 要点探究 要点探究 ► 探究点一 生态工程的基本原理 1.生态工程建设的目的 ►　探究点一　生态工程的基本原理 1.生态工程建设的目的 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。 2.生态工程的概念 在概念中应注意三个方面：(1)涉及的学科知识包括生态学和系统学；(2)运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；(3)最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 149

第44讲 │ 要点探究 3.生态工程的特点 (1)少消耗；(2)多效益；(3)可持续。 4.生态工程所遵循的基本原理 150

第44讲 │ 要点探究 151

第44讲 │ 要点探究 【说明】 ①生态工程的基本原理与生态系统结构和功能的关系： 物质循环再生原理的理论基础是生态系统的物质循环；物种多样性原理的理论基础是生态系统的稳定性； 152

第44讲 │ 要点探究 协调与平衡原理的理论基础——生物与环境的协调与平衡，与必修课中的种间关系、环境容纳量等内容有联系；整体性原理的理论基础是人类所处的社会、经济、自然复合系统，特别是社会和经济对生态系统的影响力(如农民的生计问题与林业工程建设的矛盾等)。 ②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。 ③生态工程建设的目的就是遵循自然物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经 济效益和生态效益同步发展。 ④生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。 153

第44讲 │ 要点探究 5.理解协调与平衡原理 所谓协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。协调主要指生物要适应环境，因此在建设生态工程时，不要盲目引种或栽种；平衡是指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡，如果生物的数量超过了环境的承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏，如草原上的过度放牧就是典型的例子。 6.理解整体性原理 所谓生态工程的整体性原理，是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大的复合系统，三者相互影响而形成统一整体。它既包括自然系统的生 154

第44讲 │ 要点探究 物与环境、生物与生物之间的相互影响，又包括经济、社会等系统的影响力，只有把生态与经济和社会有机地结合起来，才能从根本上达到建设生态工程的目的。自然系统、经济系统和社会系统之间的关系，可以用图44－1表示： 图44－1 155

第44讲 │ 要点探究 7.整体性原理和系统整体性原理的比较 整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡。如林业建设中自然系统、社会与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。 系统整体性原理指整体大于部分之和，目的是保持系统有很高的生产力，具体地说指互利共生的生物体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻类和真菌等。 156

第44讲 │ 要点探究 157

第44讲 │ 要点探究 【答案】 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。 158

第44讲 │ 要点探究 【解析】 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。 【点评】 桑基鱼塘就是巧妙利用生态系统中物质和能量的流动原理，遵循生态工程的基本原理，实现少消耗、多效益、可持续发展的思想。做下面的变式题正确识别生态系统的几个原理。 159

第44讲 │ 要点探究 160

第44讲 │ 要点探究 【答案】 D 【解析】 着重考查遵循物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理，D中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，这明显是整体性原理。 161

第44讲 │ 要点探究 ► 探究点二 生态工程的实例和发展前景 实例 问题 原理 对策 案例 农村综合发展型生态工程 ►　探究点二　生态工程的实例和发展前景 实例 问题 原理 对策 案例 　农村综合发展型生态工程 　实现物质多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出 　物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理 　建立综合发展型生态工程 　窦店村以沼气为主的生态工程 　小流域综合治理生态工程 　小流域的水土流失 　整体性原理、协调与平衡原理、因地制宜原理 　应用多种原理、采取多种措施综合治理 　甘肃陇南县“九子登科”生态模式 162

第44讲 │ 要点探究 实例 问题 原理 对策 案例 湿地生态大区域生态系统恢复工程 土地荒漠化 协调与平衡原理 退耕还林还草、植树造林等 　湿地生态大区域生态系统恢复工程 　土地荒漠化 　协调与平衡原理 　退耕还林还草、植树造林等 　“三北”防护林退耕还林还草工程 　恢复工程 　湿地的缩小和破坏 　整体性原理 　控制污染、退耕还湖 　江西鄱阳湖湿地生态恢复工程 　矿区废弃地的生态恢复工程 　矿区生态环境的破坏 　系统学和工程学原理 　修复土地、恢复植被 　赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 　城市环境生态工程 　环境污染 　整体性原理、协调与平衡原理 　城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等 　污水及垃圾处理、城市绿化 163

第44讲 │ 要点探究 【说明】 (1)生态系统恢复力是有限的，不能认为有了生态工程，先污染破坏再治理。 (2)正确认识“石油农业” “石油农业”是大量使用化肥、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。 164

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第44讲 │ 要点探究 【答案】 (1)物质循环再生、整体性、物种多样性原理 (2)以沼气工程为核心，农林牧副渔业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展，降低了环境污染，促进了农村的可持续发展　(3)自养需氧型　生产者 166

第44讲 │ 要点探究 【解析】 窦店村农村综合发展生态工程是以沼气 工程为中心的物质多级循环利用工程：作物秸秆用来 生产食用菌和饲料；饲料喂养家禽；人、畜粪尿作为 原料生产沼气；沼液用于水产养殖业；沼渣为蔬菜施 肥和喂养畜禽，从而达到了物质利用的良性循环，缓 解了农村“三料”的缺乏问题，提高了土地产出水平， 同时一些加工品和农产品可以输出到市场出售。因此 该生态工程主要运用了物质循环再生原理、整体性原 理和物种多样性原理。该生态工程以沼气工程为核心， 农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会， 促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农 村的可持续发展。 167

第44讲 │ 要点探究 【点评】 窦店村综合发展生态工程充分体现了生 态工程建设的目的：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。下面的变式题是小流域综合治理 的实例，体会生态工程应注意的问题。 168

第44讲 │ 要点探究 169

第44讲 │ 要点探究 【答案】 B 【解析】 大坝建成后，水库沿岸水草丛生，使血吸虫发病率高达80%～100%，尼罗河下游农田失去了肥源说明该工程破坏了生态平衡。 170