高中生物北师大版选修3全册同步教学课件（25份打包）

课件15张PPT。章末整合提升第1章　生态工程知识系统构建规律方法整合内容索引知识系统构建生态工程概念理论依据系统论
生物之间的共生、抗生理论
① 理论
② 理论
协调与平衡理论类型农业生态工程农业生态工程的主要技术
③ 生态工程
养殖业生态工程生物多样性食物链种植业生态工程类型城市生态工程环境控制工程
④ 控制工程生物综合
运用物质能量的多层分级利用系统
⑤ 系统
“废物”再生的环境调节系统
⑥ 系统
多功能联合生产系统水陆交换的物质循环多功能污水自净意义规律方法整合整合一　生态工程所遵循的原理
例1　我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种模式主要应用了生态工程的哪个原理
A.系统论 B.生物之间的共生、抗生理论
C.生物多样性理论 D.食物链理论答案解析解析　桑基鱼塘模式，就是把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个高效生态系统，大大提高了系统的生产力，该模式的建立主要遵循了生态学和经济学原理。
例2　同学们在“设计某地人工生态林”时提出以下观点：①选择适合本地生长的树木种类；②尽量增加树木种类；③选择树种时注意不同品种生长的高度。上述观点提出时遵循的主要生态工程建设理论是
A.系统论 B.生物之间的共生、抗生理论
C.生物多样性理论 D.食物链理论答案解析解析　生物多样性理论的主要含义是物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，题中观点遵循的主要理论是生物多样性理论。整合二　生态农业生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
例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)。下列有关叙述不正确的是答案解析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解析　生态系统中食物链的上一营养级到下一营养级的能量传递效率一般在10%～20%，且是固定不变的，不会因为建立新的生态系统而提高；此新型生态系统的建立，使能量得到多级利用，提高了能量的利用效率。
例4　下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是
A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者解析　流经此农业生态系统的总能量是生产者(农作物)固定的太阳能的总量；在此农业生态系统中，由于农作物的多途径利用，能量得以高效利用；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质得以循环利用；沼气池中的微生物利用的是粪便和农作物秸秆中的物质，属于分解者。答案解析课件27张PPT。第1节　生态工程的理论依据第1章　生态工程目标导读　
1.结合教材P4，阐述生态工程的概念。
2.结合教材P4～7的图文，简析生态工程的相关理论。
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1.生态工程的概念。
2.生态工程相关理论的内容。课堂导入
云南，“彩云之南”，我国一个美丽的省份，有丰富的动植物资源，也有众多水域分布，更是远近闻名的旅游胜地。但是2009年至2012年，这片美丽的土地却在承受着巨大的痛苦——旱灾。这是天灾还是人祸？右图是相关的图片。结合这幅图，请同学们思考以下几个问题：
(1)在云南持续发生这样的大旱，原因到底是什么？
(2)经济的发展带来社会进步，但是我们的环境问题却越来越严重，我们到底需要什么样的经济发展的新思路才能避免对环境的破坏呢？一、生态工程的概念二、生态工程的相关理论内容索引当堂检测一、生态工程的概念1.传统概念
生态工程是应用生态系统中 与 原理、_______
原则、结合 的最优化方法，设计的促进 利用物质的生产工艺系统。
2.新概念
应用 、经济学的有关理论和 方法，以 与__
(可持续发展)为目的，对 、__________
和 进行保护、改造、治理、调控和建设的综合工艺技术体系或综合工艺过程。基础梳理物种共生物质循环再生结构与功能协调系统分析分层多级生态学系统论生态环境保护社会经济协同发展人工生态系统人类社会环境资源问题探究沼气工程已成为我国当今农村生态工程建设中最重要和最基础性的组分。如图是沼气池的示意图，据图分析：答案　沼气是一种绿色清洁能源，还可以再生。1.沼气和传统的煤、天然气、石油相比，有什么优点？答案3.沼气工程的优点有哪些？答案答案　不仅增加了农民的经济收入，而且减少了生活、生产造成的环境污染，生态、社会、经济效益显著提高。2.沼气渣是一种很好的有机肥料，可以增加土壤肥力，有利于作物生长，这体现了生态系统的哪种功能？答案　物质循环的功能。拓展应用1.人类设计生态工程的根本目标是
A.在促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展
B.在促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益
C.防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
D.在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境
污染，达到经济效益与生态效益的同步发展解析　设计生态工程的根本目标是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到经济效益与生态效益的同步发展。答案解析二、生态工程的相关理论(2)系统论意识的出现：生态工程概念的最早提出者马世骏将“整体、协调、循环、再生”作为生态工程的基本原则。其中的“ ”就是针对生态工程的“系统性”而言的。(1)系统的特征① 有机整体
②执行 的功能
③较强的 功能
④组成成分之间发生相互作用
⑤具有___________1.系统论基础梳理有序的特定整体一定的边界整体2.生态学的有关理论
(1)生物之间的共生、抗生理论
①共生关系：生态工程中的生物之间 、相互促进、 的重要机制。
②抗生关系：生态工程中一种生物对另一种生物的抵抗作用，如 对特殊病虫害的抗生作用。
(2)生物多样性理论
生态系统中，生物种群数量越丰富，结构及 越复杂,稳定性 。为了保证生态工程所构建的生态系统具有较高的稳定性，而且能够创造良好的 和 ，必须以生物多样性为重要原则。相互利用互为防护植物营养关系越高生态效益经济效益(3)食物链理论
①食物链的功能
a.通过食物链可以将某种形式的 和 转变成另一种形式的 和
。
b.通过食物链可以把一种 转化成为 的生物产品。
c.通过食物链的作用可以使 的生物产品转化为 的生物产品。
d.通过食物链的作用可以将一些 的产品转变为 的产品。
e.可以通过食物链某一环节生物产品的增加或减少，调节另一环节的生物产品数量。能量物质能量物质生物产品另一种类型低能量高能量低价值高价值②食物链的人工调节
在人为的生态系统中，可以通过对食物链各环节的调控，改变 、
的转移途径和 。
3.社会经济学理论和 理论
4.协调与平衡理论
在应用这些理论建设生态工程的过程中，还必须坚持 、____
和 协调的原则。物质能量富集方式工程学生态效益社会效益经济效益问题探究结合以下材料分析：
材料一　向日葵与大豆间作：利用豆科植物的生物固氮作用可以提高土壤肥力，有利于其他作物的生长。
材料二　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。
材料三　湿地治理生态工程中，人们将湿地内疯长的水草收割后贮存起来，作为圈养家畜的饲料，在治理后的水体内养鱼，这样既发展了经济，又疏通了河道，保护了生态环境。1.材料一体现了生态工程的哪种理论？答案　生物之间的共生理论。答案　生物多样性理论。2.材料二体现了生态工程的哪种理论？答案答案　调节了能量流动的方向，使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分。3.材料三中，人为的增加了食物链，从能量流动的角度考虑有什么益处？解析　个别与特殊的理论、因地制宜理论并不是生态工程所要遵循的理论。能量在生态系统中是单向流动的，而不是循环流动的。拓展应用2.生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。下列选项中属于生态工程所遵循的原理的是
①系统论　②个别与特殊的理论　③食物链理论　④生物之间的共生理论　⑤能量循环流动理论　⑥生物之间的抗生理论　⑦因地制宜理论　⑧生物多样性理论
A.①②⑤⑦⑧ B.①③④⑥⑧
C.①③④⑤⑧ D.②③④⑥⑦答案解析生态
工程
的理
论依
据生态工程的概念基本理论： 、______
目的：__________
综合工艺技术体系：保护、改造、治理、调控和建设生态工程
的目标前提：促进自然界良性循环
实质：充分发挥资源的 ，防治 ，
达到 与 同步发展生态学经济学可持续发展生产潜力环境污染经济效益生态效益 论
生物之间的 、 理论
生物 理论
食物链理论
协调与平衡理论系统生态工程的理论依据生态工程的相关理论共生抗生多样性当堂检测1.下列不属于生态工程的是
A.沼气工程 B.桑基鱼塘
C.长江两岸加固河堤 D.退耕还林还草23451解析　A、B、D都是利用生态工程原理，实行系统工程的可持续发展，C不是生态工程。答案解析√2.下列不属于生态工程体系的特点的是
A.少消耗 B.多效益
C.可持续 D.多投资答案23415解析　生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特征。解析√234153.我国“三北防护林”，虽然取得了巨大的生态效益和经济效益，但由于没有完全按照自然生态平衡规律办事，也产生了不少问题。例如，辽宁的章古台地区，由于单一种植樟子松，使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时，使很多地方几乎成了不毛之地。这个事实说明了
A.樟子松的抗虫能力很差
B.松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松
C.生物多样性对生态系统的重要性
D.由于植物种类单一，导致松毛虫只能侵害樟子松√答案4.下列不属于生态工程建设目标的是
A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B.防治环境污染
C.单纯追求粮食产量
D.促进人类社会和自然环境的和谐发展2341答案5解析　根据生态工程的概念可知，防治环境污染，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有C项不正确，单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展。解析√5.下图是某地农民以沼气为纽带建立的农业生态系统，据图回答下列问题：23415(1)该生态工程主要运用了哪些基本理论？___________________________。解析　从图中分析可看出该生态工程主要运用了食物链理论、生物多样性理论。食物链理论、生物多样性理论答案解析(2)通过实践证明，这种生态系统较为理想，不仅有很好的生态效益，而且也为农民增加了经济效益，其原因是充分利用了____________中的能量。建立这种生态系统的目的就是_____________________________。解析　建立以沼气为纽带的农业生态系统的目的是充分调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。答案解析各营养级使能量流向对人类最有益的部分23415(3)动物粪便中的臭味主要来自氨，在沼气池中经________________作用，可以形成________被植物吸收利用。解析　沼气池中的臭味主要来自氨，氨经硝化细菌的硝化作用形成硝酸盐可被植物吸收利用。答案解析23415硝化细菌的硝化硝酸盐课件35张PPT。第2节　农业生态工程第1章　生态工程目标导读　
1.结合教材P8～9图文，列举我国农业生态工程的主要技术。
2.阅读教材P10～11内容，举例说明我国种植业生态工程。
3.分析教材P11～13的四幅图片，举例说明养殖业生态工程。
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1.我国农业生态工程的主要技术。
2.种植业生态工程。
3.养殖业生态工程。课堂导入
金字塔农场是一种设想的未来农业发展模式(如图)，由埃里克·埃林森教授和迪克森·戴斯波米尔教授联手设计。在农田资源有限的地球，如何满足日益增长的人口对食物的需求是所有政府必须要面对和解决的问题。金字塔农场正是一个富有创意的解决之道。除了种植水果和蔬菜外，金字塔农场还装有一个加热和加压系统，能够将污水转换成水和碳，为机器和照明设备提供能量。金字塔农场实质就是一个一个完整的生态系统，这个农场的设计需要遵循什么原理，还有，这样的金字塔农场有何优点，有没有值得改进的地方，就让我们通过本节课来一起了解吧！一、我国农业生态工程的主要技术二、种植业生态工程内容索引当堂检测三、养殖业生态工程一、我国农业生态工程的主要技术分级利用各取所需基础梳理空间时间上蔗田稻田生物能源能农业耕作表层土壤作物栽培耕作生物工程治理前挂后连　农业生态系统的结构
由农业环境因素、生产者、消费者和分解者四大基本要素构成。农业环境因素一般包括光能、水分、空气、土壤、营养元素和生物种群，以及人和人的生产活动等。生产者指自养型生物，主要是绿色植物，包括各种农作物和人工林木等。它们通过光合作用制造有机物，除供应本身的生长繁育外，还作为其他异养型生物的食物和能量来源。消费者包括草食动物、肉食动物、杂食动物、寄生动物等，均为异养型生物。分解者主要指依靠动植物残体生存、发育、繁殖的各种微生物，包括真菌、细菌和放线菌等。它们能把生物的残体、尸体等复杂有机物最终分解成二氧化碳、水和其他无机养分，并释放能量。问题探究南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，分析下列问题：
1.该生态农场充分体现了生态工程的哪些基本理论？答案　物质循环再生理论、生物多样性理论和系统论。答案2.桑基鱼塘有效的把种桑养蚕和养鱼结合在一起，增加了经济效益，减少了环境污染，这主要应用了哪种农业生态工程技术？答案　物质良性循环技术。3.鱼塘中实行青、草、鲢、鳙四大家鱼混合养殖，充分利用了饵料，这主要应用了哪种农业生态工程技术？答案答案　生物立体布局技术。4.该系统工程的核心之一是沼气池，用植物秸秆和动物的排泄物生产沼气，这主要应用了哪种农业生态工程技术？答案　资源综合开发技术。拓展应用1.下列说法中，正确的是
A.稻田养鸭利用了资源综合开发技术
B.桑基鱼塘生态工程利用了水土流失综合治理技术
C.生物立体布局技术可以充分利用太阳辐射能和土地资源
D.农作物栽培耕作技术属于物质良性循环技术解析　稻田养鸭利用了生物立体布局技术，桑基鱼塘生态工程利用了物质良性循环技术，农作物栽培耕作技术属于水土流失综合治理技术。答案解析二、种植业生态工程1.农作物系统生态工程两种基础梳理同一间隔越大生长后地力种植、收获两季华北两季2.农林复合系统生态工程优质、高产、
高效三大效益生态效益保持水分、防风固沙、减轻霜冻高产、稳产土地光照气候资源问题探究在山东地区，玉米的种植分为两种模式，一种是春季种植的春玉米，往往同时和大豆一起种植；一种是麦收之后播种的夏玉米。请分析：
1.春玉米和大豆一起种植，这属于哪种农作物系统的耕种模式？从光合作用的角度分析，这种模式的优点是什么？答案　玉米、豆类间作模式。充分利用了太阳能，增加了光合作用的面积，增加了有机物的产量。答案2.麦收之后播种夏玉米，这属于哪种农作物系统的耕种模式？从光合作用的角度分析，这种模式的优点是什么？答案　小麦、玉米复种模式。充分利用了太阳能，延长了一年中光合作用的时间，增加了有机物的产量。答案解析　复种是指在同一年内、同一块田地上种植、收获两季或多季作物的种植方式。间作是指同时栽培。套作有时间上的先后。拓展应用2.农民在种植水稻时，常在田埂边种植大豆，这种技术属于
A.套作 B.间作
C.复种 D.以上均正确答案解析间作、套作和复种的区分
(1)间作：在同一块田地上，同时栽培两种或两种以上生长期相近的作物，隔株、隔行或隔畦以充分利用地力和光能，提高单位面积产量的方式。
(2)套作：在同一块田地上，在前季作物的生长后期，将后季作物播种或栽植在前季作物的株间、行间或畦间的种植方法，注意时间上的先后。
(3)复种：在同一年内、同一块田地上种植、收获两季或多季作物的种植方式，是前一种作物收获后，再种植另一种作物。三、养殖业生态工程1.山地围栏养鸡
选择阳光充足、林草旺盛、昆虫较多、地势较平缓、靠近水源的低山半阳坡进行围栏，在围栏内养鸡，鸡群采取 与 相结合的方式进行养殖。
2.林区养兔
采取人工 模式，充分利用低值的绿色植物，通过人工饲喂转化成高值的肉食品，提高了 效益。补料放养基础梳理食物链转化经济、社会和生态3.种草养羊
通过 ，开发山地资源，增加牧草产量。采取划区轮牧的方式，合理配套养殖，经济效益显著。
4.牛、鸡、猪、鱼循环养殖
将牛、猪、鸡的 按适宜的方法进行发酵处理后，拌在饲料中喂养家禽、家畜和鱼等。可以降低饲料的投入，增加经济收入，同时保护生态环境。
5.生态养猪
猪粪→ →净化为二级肥水→绿萍池→净化为三级肥水→鱼、蟹池→净化为四级肥水→ →净化为 →引回猪舍循环利用。人工种草粪便凤眼莲池养鱼稻田清水问题探究下图是牛、鸡、猪、鱼循环模式，据图分析：答案　物质良性循环技术。答案1.该模式充分体现了哪种农业生态工程技术？2.猪吃鸡粪的时候是否得到了鸡的同化量的一部分？答案　不是。鸡粪中的能量是鸡未同化的能量。答案　不是。能量是单向流动的，不能循环。3.物质循环的过程中，能量是否也在循环？答案答案　调整了能量流动的关系，使能量尽可能多的流向对人类有益的部分。4.从能量流动的角度分析，这种模式的优点？拓展应用3.如图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于
A.物质良性循环的农业生态工程
B.生物立体布局的农业生态工程
C.节水和废水处理与应用的养殖业生态工程
D.清洁及可再生能源系统组合利用的农业生态工程答案解析解析　由图可知肥水经过了各级利用，实现了废水回收、再生、再循环的原理，因此该生态系统属于节水和废水处理与应用的生态工程。玉米、豆类间作模式
麦类、大豆、玉米 模式
小麦、玉米 模式农业生态工程农业生态工程的主要技术 技术
生物立体布局技术
技术
水土流失综合治理技术种植业生态工程农作物系统物质良性循环资源综合开发套作农林复合系统：枣粮、农杨和橡胶茶树 模式复种间作______________
林区养兔
种草养羊
牛、鸡、猪、鱼循环养殖
_________山地围栏养鸡农业生态工程养殖业生态工程生态养猪当堂检测1.农业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(系统)性 ⑤生态、经济和社会效益三结合
A.①② B.①②③
C.①②③④⑤ D.①②④⑤23451解析　农业生态工程通过物质循环再生，使废物资源化，能量多级利用，实现了生态、经济和社会效益三结合，同时该生态工程中各种生物相互依存，体现了系统论。答案解析√2.退耕还林还草的措施，主要利用的农业生态工程技术是
A.洁净可再生的新能源开发技术
B.间作、套作和复种技术
C.物质的良性循环技术
D.种植业和畜牧业合理优化技术答案23415√234153.在稻田养鱼生态工程中，运用了哪些生物技术
①物质良性循环技术　②生物立体布局技术　③资源综合开发技术　④水土流失综合治理技术
A.① B.①②
C.①②③ D.①②③④√答案4.下列关于生态工程的叙述，错误的是
A.生态工程所遵循的原理是“整体、协调、循环、再生”
B.生态工程的研究对象是“社会—经济—自然复合生态系统”
C.干旱地区开展雨水和地表水的收集，实施节水灌溉技术属于废水处理
与利用的生态工程
D.农村地区将农作物秸秆、生活垃圾等发酵产生沼气，属于清洁及可再
生能源系统组合利用的生态工程2341答案5解析　干旱地区开展雨水和地表水的收集，实施节水灌溉技术属于节水处理与应用的生态工程。解析√5.在我国南方已经逐渐开始尝试一种新的养殖方法——稻田养鸭，它是利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，同时鸭的粪便可作为肥料，在稻田有限的空间里生产无公害、安全的大米和鸭肉。所以稻田养鸭是一种种养结合、生态型的综合农业技术，应该迅速推广。(注：雏鸭不食水稻秧苗，当水稻抽穗时，鸭已收回饲养。)请分析上述材料回答下列有关问题：
(1)该农业生态系统中最主要的成分是____________________。
(2)该农业生态系统中，鸭与杂草的关系是______，有竞争关系的是______
____。23415水稻、杂草等生产者答案捕食害虫和鸭(3)生产的大米无公害的主要原因是_______________________________
_______________。
(4)请你画出该农业生态系统中物质循环利用的简图。答案减少了化肥和农药的使用量，生产的大米污染少23415答案　如图所示课件29张PPT。第3节　城市生态工程第1章　生态工程目标导读　
1.结合教材P13～15图文，阐明环境控制工程。
2.阅读教材P15内容，理解生物控制工程。
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大气环境、水资源、废弃物、噪声、人口的控制。课堂导入
随着我国城市化的进程，城市人口越来越多，由此也引发了很多环境和社会问题，如何解决这些问题呢？这就要依赖于城市生态工程的建设。
解决学生疑难点 一、环境控制工程二、生物控制工程内容索引当堂检测一、环境控制工程1.大气环境控制
(1)新建城市的选址与结构的设计方面
①要充分考虑 对城市环境的影响；
②合理利用山冈、 、河流、 、海洋等 条件；
③注意风向，保证未来城市生态系统的可持续发展。
(2)措施制定方面
①严格控制造成 的源头，实施“清洁生产”；
②加大城市大气环境的 力度；
③加强绿化建设，利用植物吸收 气体，改善空气资源状况。阳光、绿地基础梳理森林湖泊天然资源大气污染人工调控各种有害2.水资源控制
(1)空气中的水的控制：增加城市 面积和 水体。
(2)土壤水的控制：限量开采地下水。
(3)生活用水的控制：一水多用， 用水，减少水资源的浪费。
3.废弃物控制
(1)减少 输入。
(2)对居民生活垃圾 、垃圾站分类存放、统一回收。
(3)制定规章制度，减少工业垃圾的排放并积极鼓励 。绿地人工循环分级不合理分类包装回收利用4.噪声控制
(1)控制 。
(2)利用 建立隔离区和隔离带。
(3)利用 隔离噪声。
5.居住环境调控
在控制城市规模、尽量减少城市用地的基础上，向 发展，增加人均居住面积，提高居住环境的质量。噪声源绿色植物人工建筑空间生态城市
(1)基本标准：有完善的社会设施和基础设施以保证高质量的生活；人工环境与自然环境的有机结合以保证高质量的环境；保护和继承文化遗产以尊重居民的各种文化和生活特性；居民有自觉的生态意识和环境道德观念等也是生态城市的基本标准。小贴士　(2)特点
①注重高效和谐性：高效和谐性是生态城市理念的核心内容，体现人与自然、建筑环境与自然环境、经济社会发展与自然环境保护之间的和谐共生、高效有序。
②保持整体性。
③实现可持续性：可持续发展是生态城市建设的长期目标。问题探究城市化进程带来的环境问题之一是全球变暖，温室效应加剧，温室效应产生的原因是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。下图是二氧化碳浓度和温差的变化关系，请分析：3.我国三峡工程所提供的清洁、廉价、强劲、可再生的电能，相当于每年燃烧3 000万吨原煤的火力发电厂生产的电能，可见控制温室效应还可以开发新能源，你还知道哪些新能源可以利用？答案　如风能、太阳能、潮汐能等。2.要减弱温室效应，主要措施有哪些？请列举两条。答案答案　一是减少化石燃料的使用，实施清洁生产，减少温室气体的排放；二是植树种草，增加二氧化碳等气体的吸收，改善空气质量。1.造成温室效应的气体除二氧化碳外，还有哪些气体？答案　甲烷、N2O、氟利昂等。拓展应用1.城市的水分调控是生态工程相当重要的一部分。下列叙述不正确的是
A.城市的水环境包括了空气中的水、土壤水和生活用水
B.城市空气中水分增加的唯一途径是城市绿地的蒸腾作用
C.限量开采地下水是城市土壤水分调控的主要途径
D.生活用水要实行一水多用和循环分级用水解析　城市空气中水分增加的途径有两条，一是城市绿地的蒸腾作用，二是增加城市人工水体。答案解析二、生物控制工程1.人口的控制
(1)控制城市 ，降低对物质、能量的总体消费。
(2)控制 ，改善城市生态环境。
(3)提高 ，建设现代化城市。
2.其他生物的控制
(1)增加与扩展 生物，其中 是非常重要的组成部分。
(2)抑制 生物的种类与数量，可通过 和 控制。人口总量基础梳理人口密度人口素质有益加强绿化有害无公害药物生物防治问题探究下面是我国六次人口普查中人口数量与年龄结构的基本情况(不包括港、澳、台)，据图分析：1.2010年比1953年人口总量变化明显，计算此段时间的增长率。答案　 125.6%解析　人口总量增长为：(13.40－5.94)÷5.94＝125.6%。答案解析3.2011年，我国城市人口的比例首次超过50%，这带来了哪些相应的问题？试举几例。答案答案　城市土地紧张，房价上涨，生活垃圾过多，交通堵塞等。2.我国目前已全面放开“二孩”政策，原因是什么？放开后，我国人口数量可能有何变化？答案　原因是目前我国人口老龄化较严重，缺少劳动力；全面放开二孩后，人口数量可能会增加。答案4.控制城市人口增长与控制其他生物增长的措施能完全相同吗？为什么？答案　不能完全相同。因为生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面，但是，人口增长还受到社会制度、文化观念等社会因素的影响，因此应采取不同的措施。解析　根据生态系统中的食物链原理、维持生态系统的稳定性，要控制有害动物(如老鼠)不发生大的数量灾害，但不能全部消灭，故C项错误。拓展应用2.生物控制工程能够优化城市生物群落结构。下列叙述错误的是
A.高密度人口是城市生态系统面临的重要问题
B.多种绿色植物匹配，提高生态系统的稳定性
C.消灭全部有害生物，保护居民健康
D.在合适范围内增加有益生物的数量答案解析 控制
水资源控制
控制
噪声控制
调控 的控制
其他生物的控制城市生态工程环境控
制工程生物控制工程大气环境废弃物居住环境人口当堂检测1.下列有关城市环境控制工程的联系问题，叙述错误的是
A.要考虑与所在地区的自然环境的联系
B.要考虑与所在地区的人类社会的联系
C.不需要考虑建筑物的联系
D.保证人类与环境的可持续发展23451解析　城市环境控制工程要考虑与所在地区的自然环境、人类社会环境和建筑物等形成的关系，保持在时间和空间上的最大限度的和谐，保证人类与环境的可持续发展。答案解析√2.下列有关措施中不利于城市大气环境控制的是
A.把化工、炼钢等企业从城区搬迁出去
B.植树造林，增加绿地面积
C.优惠销售汽车，拉动内需
D.对污水处理和垃圾处理要考虑风向的问题答案23415√234153.下列有关城市生物控制工程的有关叙述，不正确的是
A.优化的生物群落结构是城市生态系统的重要内涵
B.生物控制包括人口的控制和其他生物的控制两部分
C.控制城市人口密度能够有效降低物质和能量的总体消费
D.通过无公害药物和生物防治控制有害生物的种类和数量√答案解析解析　控制城市人口总量能够有效降低物质和能量的总体消费。4.下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是
A.城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地等
B.大力推广“环境友好技术”和低污清洁生产工艺
C.采用浮床工艺法等手段治理水污染
D.用法律手段严禁汽车上路，造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头2341答案5√5.回答下列问题：
(1)北京市的绿地总面积和人均绿地面积在逐年上升，与此同时，大量的非本地树种、草种“侵入”了首都，而大量的本地物种却遭受冷遇。你认为外来物种的入侵可能会产生的后果是_________________________。保护生物多样性应在______________________三个层次上采取保护战略和保护措施。23415使本地物种的生存受到威胁答案基因、物种和生态系统(2)某同学想调查一下市民绿色生活方式与消费理念的现状，下面是他未完成的调查表，请你帮助他填写出空缺的两项。
市民绿色生活方式与消费理念现状调查表23415答案　答案要求：设计的内容应属于“绿色生活方式与消费理念”的范畴，合理即可，如：城市居民人口密度大，适当减小绿地面积，增加居住面积；人类生活富裕了，垃圾回收利用有利于公众卫生等。答案23415课件38张PPT。第4节　生态工程的综合运用第1章　生态工程目标导读　
1.结合教材P16～17图文，阐明物质能量的多层分级利用系统与水陆交换的物质循环系统。
2.分析教材P17内容，了解实现“废物”再生的环境调节系统与建立多功能污水自净系统。
3.阅读教材P18～19内容，熟悉构建多功能联合生产系统和生态工程的意义。
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1.生态工程在生产实践中的运用。
2.生态工程的意义。课堂导入
通过前面的学习，我们了解了生态工程的基本原理和设计的原则，应用生态工程可以解决我国在发展过程中的诸多问题，那么生态工程的应用可以分为哪些主要类型，对社会、经济生活和生态环境又具有哪些深远的意义呢？
解决学生疑难点 一、物质能量的多层分级利用系统与水陆交换的物质循环系统二、“废物”再生的环境调节系统与多功能污水自净系统内容索引当堂检测三、构建多功能联合生产系统和生态工程的意义一、物质能量的多层分级利用系统与水陆交换的物质循环系统1.物质能量的多层分级利用系统——秸秆的多层分级利用作物家畜基础梳理食用菌蚯蚓(1)分级利用
①一级利用：作物秸秆 处理成为家畜的饲料，输出 产品和粪屑。
②二级利用：粪屑接种食用菌，输出 产品和菌床絮屑。
③三级利用：菌床絮屑接种蚯蚓，输出 产品和排泄物杂屑。
(2)写出该生态系统中的分解者： 。
(3)一级利用的能量来自 ，二、三级能量的利用来自 。糖化家畜食用菌蚯蚓食用菌、蚯蚓初级消费者分解者2.水陆交换的物质循环系统——桑基鱼塘桑园蚕丝厂鱼塘沼气池食品(1)具体流程： 。
(2)产品输出： 、 和 加工厂。
(3)写出该生态系统中的食物链： 。
(4)鱼是该生态系统中的 。桑→蚕→鱼→桑鱼塘丝厂食品桑→蚕分解者问题探究设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图分析：答案　直接利用秸秆，属于一级利用。1.用玉米副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益，这属于秸秆的几级利用？答案3.给食物链“加环”的目的是什么？答案答案　构建物质能量的多层分级利用系统，增加经济效益。2.用生产木糖醇的残渣来培育食用菌，这又属于几级利用？答案　二级利用。4.有人说，图中的箭头既能表示物质循环又能表示能量流动，这种说法对吗？答案　不对。能量是不能循环利用的。拓展应用1.一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业，使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如图所示，请找出下列对该系统叙述有误的一项A.该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄
B.该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化
C.该系统内蚯蚓和甲烷菌等为分解者
D.猪在其中为三级消费者解析　蚯蚓为分解者，不是食物链中的营养级，故猪为第二营养级(初级消费者)。答案解析二、“废物”再生的环境调节系统与多功能污水自净系统1.“废物”再生的环境调节系统
(1)植物的一部分可以作为 发展养殖业。
(2)畜禽的粪便作为肥料肥田或培育防护林。
(3)农田或防护林吸收工厂排出的CO2等气体， 空气。
(4)工厂余热作为 ，发展种植业和养殖业。畜禽的饲料基础梳理净化温室能源2.多功能污水自净系统——生物“氧化塘”
(1)水中的菌类、藻类以及一些高等水生植物：进行光合作用释放 ，并吸收 ，达到 的目的。
(2)细菌等分解者：能够分解 ，为其他植物提供营养物质。
(3)塘泥：作为制作沼气的 。
(4)改良后的水体：进行 。氧气重金属离子改良水质有机物原料水产养殖问题探究下图是利用多功能生物“氧化塘”净化污水的示意图，据图分析：1.污水进入多功能生物“氧化塘”后，首先进入沉砂环节，处理的目的是什么？答案　让一些固体废弃物沉淀。答案3.为什么要在出水前调控藻、菌的数量？2.通常根据污水中有机物含量的高低选择不同的处理方式，你认为该如何选择？答案　若有机物含量高，采用流程Ⅰ处理污水，若含量低，采用流程Ⅲ或Ⅳ处理污水。答案　藻、菌互生环节就是一个促进污水净化的生物循环过程，出水前对藻、菌进行控制才能达到改善水质的目的。答案答案答案　不仅具有净化污水的作用，还可使污水资源化。4.这种处理污水的方式有什么优点？拓展应用2.多功能生物氧化塘中含有的细菌类型为
A.好氧菌 B.厌氧菌
C.兼性菌 D.包括A、B、C三项答案氧化塘中生物的类型、分布和作用(1)好氧层：分布着藻类、水生植物和好氧菌，藻类、水生植物进行光合作用释放氧气，直接摄取废水中的小分子有机物；好氧菌降解废水中的有机物。
(2)兼性层：分布有多种好氧菌和厌氧菌，通过好氧或厌氧反应，分解废水中的有机物。
(3)厌氧层：分布有硫酸盐还原细菌和甲烷细菌等厌氧菌，通过厌氧反应分解废水中的有机物。三、构建多功能联合生产系统和生态工程的意义1.构建多功能联合生产系统——农、林、牧、渔一体化基础梳理(1)构建原理： 相统一。
(2)优点
①种植、养殖和加工 。
②实现对一定区域内 。
③农、林、牧、渔合理规划，全面发展。结构与功能配套结合产业结构的调整2.生态工程的意义
(1)有助于从根本上解决全球性的生态环境问题：
生态工程以 为主，开发和采用“ ”，开辟污染预防的新途径，把 作为经济和环境协调发展的一项战略措施。
(2)有助于实现全世界“ ”的共同目标，并最终实现“_____
”的最终目标。预防清洁工艺清洁生产可持续发展社会经济与生态环境同步发展问题探究下面表示北京郊区某生态农业的多功能联合生产系统示意图。请据图回答：答案　系统论、生物多样性理论、食物链理论等。答案1.该系统建设所遵循的主要生态工程理论有哪些？2.鸡和猪在该生态系统中属于哪种成分？它们在物质循环中有什么积极作用？答案　鸡和猪在该生态系统中属于消费者，在物质循环中的作用是加快了生态系统的物质循环。答案　生态系统中的各种生物所需要的有机物都直接或间接地来源于生产者的光合作用，能量的最终来源为太阳能。3.上述生态系统中的各种生物所需的能量都依赖于哪个过程？答案答案　实现了无废弃物污染，降低了环境污染，提高了经济效益。4.该生态工程有哪些积极的意义？拓展应用3.下列关于生态工程意义的叙述，不正确的是
A.西方发达国家生态环境是先污染后治理
B.防治工业污染应完全依靠对受污染环境的治理
C.可持续发展是国家社会的共同目标
D.生态工程的最终目标是实现社会经济与生态环境的同步发展答案解析解析　防治工业污染不能只依靠对受污染环境的治理，要从根本上解决工业污染问题，必须以“预防为主”，将污染物消除在生产过程之中，实行工业生产全过程控制。可持续发展生态环境当堂检测1.下列有关秸秆的多层分级利用的叙述中，不合理的是
A.利用糖化技术把秸秆变成家畜的饲料
B.牛粪便中的能量是牛同化的能量
C.食用菌和蚯蚓在生态系统中的成分属于分解者
D.秸秆的多层分级利用提高了产品的输出量23451答案√2.根据生态系统的结构和功能，下列叙述不正确的是
A.水产养殖中，为充分利用生产者所固定的能量，应以营养级高的鱼
类为养殖对象
B.“桑基鱼塘”是人工建立的良性循环系统
C.为保护草原，应做到适当放牧
D.在我国西部大开发中应采取“退耕还林”的措施答案23415解析　水产养殖中，为充分利用生产者固定的能量，应选食物链最短的鱼类为养殖对象。解析√234153.下图表示利用自然生态系统净化污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(即氧化塘)，请据图分析，下列叙述错误的是23415A.由图示看，氧化塘净化污水途径有物理沉降和生物分解
B.图中A表示的物质是氧气和有机物，B表示的物质是二氧化碳和矿物质等
C.随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的新陈代谢类型也在发生
着变化，其中它们的异化作用类型的变化是需氧型→兼性厌氧型→厌氧型
D.氧化塘实现净化污水的原理主要是利用细菌和藻类寄生关系来分解有机污
染物√答案4.生态农业是运用生态学原理建立的综合农业生产体系，它不具备的特点是
A.多层次 B.多功能
C.少污染 D.无病虫害2341答案5解析　生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业还不能做到无病虫害。解析√5.城市污水处理可以用氧化塘法，即利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行生物处理，是一个藻菌共生的污水净化系统。还可以利用废水中的有机物在生物氧化过程中转化成的藻类蛋白养鱼、养鸭等，获得良好的经济效益。请根据下面的氧化塘污水净化功能模式图回答有关问题。23415(1)输入氧化塘的能量包括________________________。光能和有机物中的化学能答案(2)氧化塘底泥可以用做有机肥料生产绿色蔬菜，施加底泥可以促进植物生长，原理是：①_____________________________；②_____________
_________________________________。
(3)排入氧化塘的污水中的有机物可以被细菌等微生物分解，分解的方式是____________________，为了提高分解的效率，可以采取的措施是___________________。答案氧化塘底泥中含有大量矿质元素氧化塘底泥中23415微生物呼吸为植物光合作用提供CO2有氧呼吸和无氧呼吸向氧化塘内通入空气课件34张PPT。第1课时　生殖细胞的形成第2章　第1节　胚胎工程的理论基础目标导读　
1.结合教材P24～26图文，简述精子的形态结构、发生过程和激素调节。
2.分析教材P27～28内容，理解卵细胞的形态结构、发生过程和激素调节。
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1.精子和卵细胞的形态、结构。
2.精子和卵细胞的形成过程。课堂导入黑脚雪貂目前已成为世界上濒危的哺乳动物之一。成年黑脚雪貂平均身长0.5米，体重1千克，毛色浅黄。美国史密森国家动物园科学家利用两只死亡多年的雄性雪貂的冷冻精液，通过人工授精，成功培育出了两只雪貂宝宝，所用精液采集于1997年和1998年并被冷冻保存长达10年之久。雪貂宝宝的培育成功，为这种世界上濒临灭绝的哺乳动物的保护提供了有效方法。动物的精子是怎样形成的？雪貂宝宝经过了怎样的发育过程呢？请进入本节的学习。一、精子的发生二、卵细胞的发生内容索引当堂检测一、精子的发生(1)头部：由顶体和变形的细胞核构成。
①顶体内含有多种与受精有关的 。
②细胞核中染色体高度浓缩，含有雄性动
物的 遗传信息，细胞质 。
(2)中段： 中含有很多线粒体，可提供精子运动所需的能量。
(3)尾部：很长，是精子代谢和运动的器官。1.精子的形态结构(如图)顶体线粒体鞘基础梳理头水解酶全部很少线粒体鞘不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关。小贴士　2.精子的发生过程(哺乳动物为例)曲细精管睾丸减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ精细胞(1)场所
精子是在 中发生和成熟的。
(2)过程
①增殖期：精原细胞通过 增殖，一部分贮藏于 中继续增殖，另一部分进入生长期。
②生长期：精原细胞长大成为 。
③成熟期：初级精母细胞进行连续两次分裂。减数分裂Ⅰ后形成2个
，减数分裂Ⅱ后形成4个 。
④精子形成期：精子细胞经过一系列的变化，形成成熟的精子。睾丸有丝分裂曲细精管初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子成熟后，从曲细精管进入附睾中进一步发育，并贮藏在附睾中。附睾中的精子一般没有受精能力，只有当精子头部的糖蛋白被分解后精子才能具备受精能力。小贴士　3.精子发生的激素调节
睾丸各曲细精管之间的 有分泌雄性激素的功能，最重要的雄性激素是 。雄性激素的作用主要是刺激__________________
的发育与成熟，激发并维持 。间质细胞睾丸酮雄性生殖器官和精子第二性征问题探究结合右面哺乳动物精子成熟的图解，请分析：答案　有丝分裂。生成的子细胞染色体数目没有发生变化。1.过程①是哪种细胞分裂方式，生成的子细胞染色体数目是否发生了变化？答案答案　减数分裂。 生成的子细胞染色体数目减半。2.过程②是哪种细胞分裂方式，生成的子细胞染色体数目是否发生了变化？4.过程③之后的成熟精子贮藏在哪里？要发生怎样的变化才能获得受精能力？答案答案　精子成熟后，从曲线精管进入附睾中进一步发育，并贮藏在附睾中。附睾中的精子一般没有受精能力，只有当精子头部的糖蛋白被分解后精子才能具备受精能力。3.过程①②③发生的场所是哪里？答案　睾丸内的曲细精管。拓展应用1.下列关于精子的描述，错误的是
A.由精子细胞变形形成
B.精子一旦形成，便有了受精能力
C.精子头侧面观呈梨形
D.精子是处于最后发育阶段的生殖细胞解析　附睾中的精子一般没有受精能力，只有当精子头部的糖蛋白被分解后精子才能具备受精能力。答案解析二、卵细胞的发生1.卵细胞的形态结构
(1)是哺乳动物体内 的细胞，不能运动。
(2)细胞膜外周由内向外依次是 、 。
(3)细胞质多， 十分丰富，同时还含有大量的 。最大基础梳理透明带放射冠核糖体营养物质2.卵细胞发生的过程(以哺乳动物为例)(1)场所： 中的卵泡。根据发育阶段不同可分为 卵泡、 卵泡和
卵泡。
(2)发生过程
①增殖期：胚胎期完成 后，雌性胎儿的原始生殖细胞分化为 细胞，再通过 发育为 细胞，进一步发育后被 细胞包围形成 。
②生长期： (初情期)以后,原始卵泡中的 细胞体积_____
。卵巢原始生长成熟性分化卵原有丝分裂初级卵母卵泡原始卵泡性成熟初级卵母不断增大③成熟期：初级卵母细胞，经减数分裂Ⅰ形成一个 细胞和一个很小的 ；次级卵母细胞继续进行减数分裂Ⅱ，并停止在分裂 期阶段，并从卵巢排出，进入输卵管。受精后继续完成减数分裂Ⅱ并释放出____
，否则退化消失。次级卵母第一极体中第二极体3.卵细胞发生的激素调节
脑垂体产生 (FSH)和 (LH)。FSH可促进卵母细胞的 ，并和LH一起使卵泡细胞释放更多的 促进卵泡生长。LH增高会引起 。卵泡刺激素黄体生成素生长和发育雌激素排卵问题探究结合右面哺乳动物卵细胞的发生及成熟的图解，请分析：1.过程①发生在个体发育的哪个时期？答案　发生在胚胎期性分化之后，出生之前已经完成。答案　初级卵母细胞被卵泡细胞包围，形成卵泡。正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。2.卵泡是如何形成的？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？答案答案　1个。3.经过过程②后，一个初级卵母细胞能产生几个卵细胞？4.雌性动物的排卵是指什么？排出的是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？答案　排卵是指卵子从卵泡中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数分裂Ⅰ，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数分裂Ⅱ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。答案拓展应用2.以下说法正确的是
A.哺乳动物卵泡的形成是在初情期
B.排卵是指排出成熟的卵泡
C.排卵实质上是排出初级卵母细胞或次级卵母细胞
D.排卵实质上是排出次级卵母细胞答案解析　成熟的精子和卵子经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞染色体数目一半的染色体。3.下列不是精子发生、卵子发生的区别的是
A.初级精母细胞与初级卵母细胞的形成时间
B.减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的时间连续性
C.成熟生殖细胞是否经过变形
D.成熟生殖细胞中染色体的数目答案解析曲细精管ⅠⅡ需要当堂检测1.下列关于精子的说法，不正确的是
A.精子的发生从初情期开始
B.它与卵细胞的受精发生在子宫内
C.精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体
D.精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落23451解析　精子的发生从初情期开始；精子细胞变形为精子时，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘而保留下来，细胞内的其他物质浓缩为原生质滴，最后脱落；受精作用发生在输卵管内而不是子宫内。答案解析√2.关于次级精母细胞的描述，错误的是
A.由初级精母细胞经第一次减数分裂而来
B.分裂后形成两个精子细胞
C.存在时间很短
D.不同动物精子的形态和大小都一致答案23415√234153.下列与卵细胞有关的说法中正确的是
A.成熟精子遇到卵细胞便可以发生受精作用
B.排出成熟卵细胞的过程即为排卵
C.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D.次级卵母细胞减数分裂Ⅱ的完成发生于受精时√答案4.一个卵泡中能形成成熟的卵子的个数是
A.1 B.2
C.4 D.82341答案5√5.如图是哺乳动物精子细胞经过变形形成精子的示意图，请分析回答下列问题：23415(1)精子细胞是由_________经_____分裂产生的。精原细胞答案解析减数23415解析　精子细胞是由精原细胞经减数分裂形成的。精子细胞经过变形形成精子时的变化：图甲中②细胞核变为图乙中的精子头部的主要部分b，图甲中③高尔基体发育为图乙中的头部的顶体a，图甲中④中心体演变为图乙中的精子的尾e，图甲中⑤线粒体形成图乙中的线粒体鞘d，图甲中①其他物质浓缩成图乙中的原生质滴c。精细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，可把这一过程看成是细胞分化，是基因选择性表达的结果。(2)图甲表示精子细胞，图乙表示经变形后的精子，请将图乙中的字母对应地填写在图甲数字之后。
①___，②__，③___，④___，⑤___。
(3)精子细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，因此可以把这一过程看成是__________，原因是基因的____________。答案c　 b　 a　 e　 d细胞分化23415选择性表达课件31张PPT。第2课时　胚胎的发育第2章　第1节　胚胎工程的理论基础目标导读　
1.阅读教材P29内容，了解哺乳动物的受精过程。
2.结合教材P30图文，简述哺乳动物胚胎发育的过程及其主要特点。
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1.受精作用的概念。
2.动物胚胎发育的基本过程。课堂导入英国人W·希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内，结果生出两只纯种的安哥拉兔。这是世界上第一例胚胎移植，胚胎工程由此创始。什么是胚胎工程呢？胚胎工程的操作对象、技术手段、理论基础分别是什么？想了解这些，就让我们先来学习这一节：受精作用和早期胚胎发育。
解决学生疑难点 　一、受精作用二、胚胎发育的过程内容索引当堂检测一、受精作用1.概念： 结合形成一个新细胞 的过程。
2.受精场所： 。
3.受精过程两性配子合子基础梳理输卵管(1)顶体反应：精子的顶体释放 (也叫顶体酶)，将卵细胞的______
分解，从而进入卵细胞内(如图A)。水解酶透明带(2)透明带反应：精子接触 时，卵细胞被激活，释放出一种物质传播到卵黄表面，引起 发生改变，阻止后来的精子入卵(如图B)。卵黄膜透明带(3)精子入卵：人和许多哺乳动物的精子是在次级卵母细胞处于________
期时进入的，精子进入后，次级卵母细胞才完成减数分裂Ⅱ，并放出 ，之后 才融合为一个合子核，完成受精作用(如图C)。减数分裂Ⅱ的中第二极体卵核和精核问题探究根据下面哺乳动物受精过程示意图，请分析：答案　顶体反应。1.过程①、②中，精子要穿过放射冠和透明带，依赖于哪种反应？答案答案2.过程③之后，其他精子很难再入卵，原因是什么？有什么意义？答案　发生了透明带反应，防止多精入卵，保证子代细胞中染色体数目正常。4.卵核和精核是指卵细胞和精子原来的细胞核吗？答案答案　不是。卵核和精核不能理解成卵细胞和精子原来的细胞核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。3.当观察到卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经发生了什么变化？答案　卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经完成了减数第二次分裂，这是受精的标志。5.上述过程发生在雌性动物的哪个部位？答案　输卵管。拓展应用1.在受精过程中，下列描述正确的是
①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶　②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜　③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂　④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核　⑤透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生
A.①②⑤ B.①④⑤
C.②③④ D.②④⑤答案解析解析　在受精过程中，精子与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵泡细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通道，精子穿过透明带之后与卵细胞膜接触，随即产生阻止后来精子进入透明带的反应；精子入卵后，卵细胞膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应；在受精过程中，卵子已经完成了减数分裂Ⅰ，且处于减数分裂Ⅱ中期，只有完成受精作用以后，才继续完成减数分裂Ⅱ，受精后精子和卵子核膜都破裂，之后形成雄原核、雌原核并融合在一起，即形成合子核。二、胚胎发育的过程1.起点： 。
2.分裂方式： 分裂。
3.场所：最初在 ，后移入 。桑椹胚基础梳理囊胚受精卵有丝输卵管子宫4.早期胚胎发育的三个阶段
(1)桑椹胚
①受精卵开始进行的几次有丝分裂叫 ，当卵裂球分裂到 个细胞时的细胞团叫 。
②当卵裂球内含2～8个细胞时，每个细胞都具有 ，可以作为胚胎移植的 供体。卵裂16～32桑椹胚全能性核(2)囊胚
①由 和 细胞组成。内细胞团将来发育成 ，滋养层细胞发育成 ，为胚胎提供营养。
②囊胚内部出现的空腔叫 ，囊胚期开始出现细胞分化。
(3)原肠胚：由 层、 层、 层组成。内细胞团滋养层完整的胚胎胎膜和胎盘囊胚腔外胚中胚内胚问题探究下图是高等动物的生命周期示意图，据图分析：1.个体发育指的是哪个过程？答案　由受精卵到性成熟个体的过程。答案2.卵裂期的细胞分裂方式是怎样的？该过程中，细胞的数目、单个细胞的体积、胚胎的总体积如何变化？答案　卵裂期的细胞分裂方式是有丝分裂。卵裂中，细胞数目不断增加；单个细胞体积缩小；胚胎总体积不变或略有缩小。答案　囊胚；原肠胚。3.细胞分化开始于哪个阶段？变化最大的是哪个阶段？答案拓展应用2.下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是
A.受精卵→囊胚→卵裂→原肠胚→组织器官的分化
B.卵→卵裂→原肠胚→组织器官的分化
C.受精卵→囊胚→原肠胚→幼体
D.受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化答案解析　内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。3.如图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是答案解析A.透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的
B.囊胚腔是一个充满液体的腔
C.内细胞团将来分化成内胚层
D.滋养层将来发育成胎膜和胎盘早期胚胎发育的过程水解酶透明带透明带减数分裂Ⅱ合子核当堂检测1.受精过程完成的标志是
A.释放第二极体
B.雌、雄原核形成
C.雌、雄原核融合形成合子
D.第一次卵裂23451解析　雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组形成合子，即受精卵，至此受精过程完成。答案解析√2.关于受精作用，下列说法错误的是
A.受精作用发生在输卵管中
B.受精前精子和卵细胞已经完成减数分裂Ⅱ
C.精子与卵细胞的相互识别依靠细胞膜上的糖蛋白
D.精子和卵细胞接触时，精子发生顶体反应，释放出水解酶，将卵细
胞的透明带分解，从而进入卵细胞内答案23415解析　精子和卵细胞结合过程中次级卵母细胞才完成减数分裂Ⅱ。解析√234153.下列说法正确的是
A.卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化
B.原肠胚细胞属于全能细胞
C.囊胚腔先于原肠腔出现
D.桑椹胚开始进行孵化√答案解析解析　胚胎发育中既有细胞分裂，也有细胞分化，其顺序为：卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚。4.桑椹胚是指
A.含有一个充满液体的腔
B.总体积大于受精卵
C.受精卵不断分裂后形成
D.外面无透明带2341答案5解析　桑椹胚阶段细胞数目大约为16～32个，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。这一阶段的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。解析√5.如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：23415(1)写出各个阶段的名称：
A：_______，B：______，C：________。
(2)写出图中各标号的名称：
[2]________，[4]________，[5]________，[7]________，[8]________。桑椹胚答案囊胚原肠胚内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)A时期的细胞具有发育上的_____性，B时期开始出现_________，C时期开始出现_________。
(4)[2]将来发育成________________。答案全能细胞分化23415胚层分化胎儿的各种组织课件40张PPT。第1课时　人工授精、胚胎体外培养和胚胎移植第2章　第2节　 胚胎工程实验技术目标导读　
1.结合教材P31～33图文，简述哺乳动物人工授精技术的主要步骤。
2.通过教材P33第3、4段内容，简述哺乳动物胚胎体外培养的方法。
3.阅读教材P33～35内容，阐明胚胎移植前的准备。
4.结合教材P36图2－16，理解胚胎移植的实施和胚胎移植技术的应用。
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1.人工授精技术的主要步骤。
2.哺乳动物胚胎体外培养的方法。
3.胚胎移植的准备、实施及应用。课堂导入“超时空女婴”
1986年白血病患者克里斯在16岁时(接受放疗前)冷冻了部分自己的精子。2008年，克里斯与妻子梅洛迪决定用22年前保存的冷冻精子接受试管受精手术。2008年6月，医生从梅洛迪的卵巢中提取出15枚卵细胞。最后共有7枚卵细胞受精发育成胚胎，医生将两枚胚胎植入到梅洛迪的子宫中。2009年2月25日，梅洛迪在一家医院中顺利生下了3.37千克重的女婴斯特拉。
美国医学专家称，冷藏了22年的精子依然能够孕育生命，创下了一项世界医学史纪录，斯特拉也被称作是“来自1986年的超时空女婴”。这个奇迹的诞生离不开体外授精及胚胎的早期培养等胚胎工程的实验技术，让我们一起来学习这些知识吧。一、人工授精和胚胎体外培养二、胚胎移植技术内容索引当堂检测一、人工授精和胚胎体外培养1.精子的获取
(1)采精方法：胚胎工程中通常使用 精子，有时也使用 精子。常用 的方式采集精液。
(2)精液的保存：采集的精液，通常需要加入特殊的 ，并在 下保存，如果需要长时间保存，则须将精液保存在液氮(－196 ℃)环境中。射出附睾基础梳理人工采集稀释液低温2.卵细胞的获取
(1)采集部位：卵巢、 、 。
(2)采集方法
①超数排卵：注射外源 (垂体产生的促卵泡激素和促黄体生成激素)，促使卵巢排出更多的成熟卵细胞。
②采卵技术
a.手术采卵：冲洗 采卵，针对一些家兔、绵羊等中小型家畜。
b.非手术采卵：从 冲卵，针对于牛这样的大型家畜。输卵管子宫内促性腺激素输卵管子宫3.人工授精
(1)体外受精
①精子获能：取成熟的附睾精子，在 中培养，利用________
(如咖啡因、肝素)等使精子达到 状态。
②采集成熟的卵细胞，放入含有精子的培养液中。
③检查受精情况，如果看到 形成，则已经受精。
(2)显微授精
又称辅助授精，将 用显微操作仪注入 ，激活卵母细胞并完成受精作用。优点是不受精子的 等因素的影响。CO2培养箱化学药物获能第二极体和雌雄原核完整精子或精核卵周隙或卵胞质数量、活力4.胚胎的体外培养
(1)概念：应用 的环境，对获取的 进行体外培养。
(2)培养液：由于胚胎不同发育时期生理代谢的需求不同，进行胚胎体外培养时，必须配制一系列含有 的培养液，培养不同发育时期的胚胎。
(3)发展现状：由于哺乳动物胚胎发育条件异常复杂，胚胎培养比组织培养和细胞培养困难得多。目前，只能对 的胚胎进行培养，尚无从 到 的全体外胚胎培养技术。人工创造早期胚胎不同成分少数物种不同阶段受精卵新生儿问题探究下图是某种家畜体外受精的示意图，请分析：2.为什么采集到的卵母细胞要进行培养？答案答案　采集到的卵母细胞发育时期可能不一样，需要培养到减数分裂Ⅱ的中期，才能进行体外授精。1.要想获得较多的卵细胞，应对雌性动物作何处理？答案　注射促性腺激素进行超数排卵处理。3.受精前要对精子进行处理的目的是什么？答案　利用化学药物使精子达到获能状态，获得受精的能力。5.如果要对获得的胚胎进行早期培养，能否只用一种培养液完成？答案答案　不能。要用不同成分的培养液培养不同发育阶段的胚胎。4.怎样判断体外授精的卵细胞已经受精了？答案　在卵细胞膜和透明带间观察到2个极体或者雌雄原核形成。拓展应用1.可以与获能精子进行体外授精的卵母细胞需要培养到什么时期
A.减数分裂Ⅰ期 B.减数分裂Ⅱ中期
C.桑椹胚期 D.囊胚期解析　卵母细胞培养到减数分裂Ⅱ中期时才能受精，因为减数分裂Ⅱ中期卵母细胞的细胞核、细胞质已经成熟，而减数分裂Ⅰ期卵母细胞的细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育。答案解析2.下图是通过体外授精培育小鼠的过程图，请据图回答下列问题：答案(1)①所用的方法是用____________处理，从________中采集卵细胞。
(2)②是_____过程，因此小鼠是______生殖方式，其常见的可遗传变异类型有_______________________________。
(3)③过程是____________________。促性腺激素输卵管受精有性基因突变、染色体变异、基因重组早期胚胎体外培养体外培养过程
检查筛选——获得可移植的早期胚胎(或受精卵)
↓
培养——受精卵移入发育培养液
↓可移植阶段——人胚胎达到8～16个细胞
牛羊：桑椹胚或囊胚 ↓
早期胚胎移植或冷冻保存二、胚胎移植技术1.胚胎移植的概念
从经济价值较高、 优秀的母畜体内获取经过激素处理________
受精发育的 ，移植到 的 的子宫内，经过妊娠产仔的技术。
2.胚胎移植前的准备
(1)胚胎的采集
①来源： 、体外授精技术培育的胚胎。遗传性状基础梳理超数排卵同期发情代孕母胚胎超数排卵技术③检查胚胎：只有 才能移植或保存。整个过程必须保持无菌条件，快速移植。
(2)供体、受体动物的准备
①供体动物的选择：应从那些遗传性能 的健康母畜中选择。
②受体动物的选择：选择那些生产性能 、数量较多、健康无病、发情周期正常的 作为移植受体。②采集方法 ，如小鼠、兔、羊和猪
，如马、牛等大型动物手术采集法非手术采集法完整的胚胎优良而稳定较低适龄母畜③同期发情处理
a.方法：除了对自然发情家畜进行选择外，还通常采用 使受体家畜发情同步。
b.目的：让供给胚胎的母牛和接受胚胎的母牛的生殖器官处于___________
下，移植的胚胎才能存活。
c.注意：不同的供体和受体动物使用超数排卵的激素和诱导发情的激素不同，处理的方法也不同。孕激素(黄体酮)相同的生理状态(3)胚胎的保存
①概念：在一定条件下使胚胎 并保持重新恢复发育活性的一种方法。
②方法：短期保存，放在 的培养液中；长期保存，冷冻在
中。停止发育0 ℃～5 ℃液氮(－196 ℃) ：中小型动物常用方法
：大家畜采用的方法 ：胚胎发育在8个细胞以内
：胚胎发育多于8个细胞3.胚胎移植的实施手术法非手术法(1)方法(2)移植部位输卵管子宫角4.胚胎移植技术的应用
(1)充分发挥优良母畜的 ，迅速扩大优良种群。
(2)保存品种资源，建立优良种质资源 。
(3)代替 的引进。繁殖潜力基因库优良种畜问题探究如图为胚胎移植过程示意图，请探究以下问题：1.图中A、B、C分别是哪种处理？其中A、B过程常用的激素是哪种？答案　A：同期发情处理，一般用孕激素；B：超数排卵处理，一般用促性腺激素；C：胚胎移植。答案2.为什么同种动物之间进行胚胎移植易于成功？答案　这里的“同种”是指“同一物种”，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。答案　同期发情处理使供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境。3.为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？答案答案　不具有，后代的遗传性状是由供体决定的，受体只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。4.胚胎移植的后代具有供体和受体共同的遗传性状吗？解析　胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，提供精子和卵细胞的供体必须是同一物种的良种，而受体只要求同种的健康牛即可。拓展应用3.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法，不正确的是
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛答案解析4.进行动物胚胎移植时，必须要考虑的事项是
A.供体动物与受体动物生理状态的一致性
B.受体动物对供体胚胎的免疫排斥反应
C.受体动物的子宫与供体胚胎建立组织上和生理上的联系
D.早期胚胎能否从供体子宫内完整地分离出来答案(1)胚胎移植的生理学基础(2)胚胎移植成功与否要有两个条件
①胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。供、受体母畜的发情时间要一致，移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。1.人工
授精精子的获取卵细胞的获取：冲洗 采卵和 冲卵人工授精和胚胎体外培养采精方式：_________
精液的长期保存：液氮环境中方法体外授精：若已受精可看到 ，_________
形成
授精胚胎体外培养人工采集输卵管子宫第二极体雌雄原核显微概念：是指从经济价值较高、 优秀的母畜体内获取经
过激素处理 受精发育的胚胎，移植到 的代
孕母的子宫内，经过妊娠产仔的技术2.遗传性状超数排卵同期发情胚胎移植技术手术法：适用于 等动物
非手术法：适用于 等大型动物
胚胎移植：整个过程保持________
供体、受体动物准备：不同的供体和受体动物使用超数排卵的
激素和诱导发情的激素不同，处理的方法不同
胚胎的保存： 中长期保存，培养液中 下暂时
保存
胚胎移植的实施：胚胎的移入位置有 和子宫角小鼠、兔、羊和猪牛、马无菌操作胚
胎
移
植
技
术胚胎采集0 ℃～5 ℃输卵管膨大部分液氮一是充分发挥优良母畜的繁殖潜力，迅速扩大优良种群
二是保存品种资源，建立优良种质资源基因库
三是代替优良种畜的引进胚胎移植技术应用当堂检测1.体外授精常用的采卵方式有
①用促性腺激素处理后，从输卵管冲取卵细胞　②化学诱导法　
③电刺激法　④从活体动物卵巢中吸取卵母细胞
A.①② B.②③
C.③④ D.①④23451解析　采用注射激素的方法，使母畜产生更多的卵细胞；利用超声波引导法，从母畜体内采集卵母细胞或直接从屠宰母畜的卵巢内获取卵母细胞。答案解析√2.我国首例“虎狮兽”于2002年在“南京红山动物园”诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵细胞经“体外授精”而产生，完成这一过程需要解决的问题
A.精子在体外用获能物质处理
B.用化学物质处理掉卵细胞膜便于精子进入
C.抽取精子、卵细胞的细胞核进行融合
D.精子入卵后进行人工处理防止多精入卵答案23415解析　体外授精是让获能的精子和卵细胞在体外结合，然后转移至母体内发育，它依据的是体内受精的原理，故精子必须获能，其他方法操作易损伤细胞。解析√234153.将雌性动物的早期胚胎或者通过体外授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，证明移植
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，同种动物生殖器官的生理变化都是一样的√答案解析解析　雌性哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物生殖器官的生理变化是一样的。4.不同动物胚胎移植的时间不同，但一般不会在下列哪个时期移植
A.卵裂期 B.桑椹胚期
C.囊胚期 D.原肠胚期2341答案5解析　一般来说胚胎分化程度越低，越有利于移植，按照哺乳动物胚胎发育的顺序：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚。在原肠胚期细胞出现了三胚层的分化，故不宜在此时期移植。解析√5.培育“试管山羊”的基本过程如图所示。据图回答下列问题：23415(1)甲过程为_______________，其过程中可通过给母山羊注射___________
使其超数排卵。卵母细胞的采集答案解析促性腺激素解析　分析图示可知，甲过程为卵母细胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母山羊，使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液中进行。丁过程为胚胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同(而不是性状相同)的其他雌性动物子宫内使之继续发育为新个体。23415(2)乙过程的目的之一是________________处理。
(3)乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同，乙过程的培养液为__________或专用的受精溶液，丙过程的培养液为____________。
(4)丁过程是_________，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内。答案对精子进行获能获能溶液23415发育培养液胚胎移植课件33张PPT。第2课时　胚胎分割技术和胚胎干细胞核移植技术第2章　第2节　 胚胎工程实验技术目标导读　
1.分析教材P37～39内容，阐明胚胎分割的程序和应用。
2.结合教材P41图2－24和P42图2－25，理解胚胎干细胞核移植和胚胎干细胞的应用。
重难点击　
1.胚胎分割。
2.胚胎干细胞及应用。课堂导入2008年9月9日17时，世界首例胚胎分割—性别鉴定试管水牛小公犊“明明”在广西水牛研究所顺利诞生，这意味着中国水牛性别人为控制又找到了一条具有实用价值的新途径。
下面我们学习有关胚胎分割技术及胚胎干细胞核移植技术。一、胚胎分割技术二、胚胎干细胞技术内容索引当堂检测一、胚胎分割技术1.概念
把 分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到 中妊娠并产生多胎的技术，这种技术又称做 技术，可以成倍增加 数量，是一种快速繁殖种畜法。一个胚胎的细胞不同的代孕母基础梳理人工同卵多胎胚胎2.胚胎分割的程序
(1)切割器具的准备：体视显微镜、倒置显微镜、 、胚胎固定管、 (玻璃针、微刀)。
(2)胚胎的预处理：一般用 进行短时间处理，使透明带软化并变薄或去除透明带。
(3)胚胎的分割
①2～6个细胞期的胚胎：可以用 消化除去外层透明带或用微针切开透明带，用微管吸取单个或部分卵裂球，放入另一空透明带中。显微操作仪切割针链霉蛋白酶链霉蛋白酶②桑椹期的胚胎：通常采用 法使其切割成半胚或四分胚，放入空透明带中，或直接移植给受体。
(4)分割胚的培养
①体内培养：将半胚放入空透明带中，或用琼脂包埋移入中间受体(绵羊、家兔等动物)的 内，结扎以防胚胎丢失。琼脂包埋的作用是_____
，但不影响胚胎的发育。
②体外培养：直接在体外培养到 阶段。
(5)分割胚的移植：按照胚胎移植的 程序，将 的胚胎移植到受体后，受体受孕产仔。直接切割输卵管固定胚胎、便于回收桑椹胚或囊胚无菌操作发育良好3.胚胎分割技术的应用
(1)应用
①畜牧业生产上：通过胚胎分割来扩大 。
②生物研究上：用来培育 的动物群，为生物学、医学、药学和畜牧学的研究提供实验动物。
③用于 鉴定。
(2)存在的问题
①早期胚胎细胞的 的发育机理有待深入研究。
②对不同阶段胚胎细胞的分化时间和发育潜力了解很少。优良家畜数量遗传特性相同胚胎的性别分化和定位问题探究胚胎分割技术不仅可以对卵裂球和桑椹胚进行，也可以对囊胚进行切割，下图是对囊胚进行胚胎分割和性别鉴定的示意图，请分析：2.要获得二分胚，在对囊胚分割时，应注意什么问题？为什么？答案答案　在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。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。1.性别鉴定时要对胚胎的滋养层进行切割取样，这样不会影响胚胎的组织发育，为什么？答案　滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，不影响胎儿的组织发育。3.胚胎分割是不是分割的份数越多，效率越高？答案　分割的份数越多，技术难度会越大，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。拓展应用1.胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述中正确的是
①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份　②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎　③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆　④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎
A.①② B.②③
C.①③④ D.①②③④答案解析解析　胚胎分割是把一个胚胎的细胞分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母中妊娠并产生多胎的技术，但不能任意分割成多份，因为分割过多可造成不能发育成新个体；由于胚胎分割获得后代的过程是无性繁殖，属于克隆。2.下列关于胚胎分割技术的叙述，错误的是
A.胚胎分割操作在动物的子宫内进行
B.用分割针或分割刀对早期胚胎进行分割
C.分割后必须移植到受体子宫内进一步完成胚胎发育
D.对囊胚进行分割时要注意将内细胞团均等分割答案解析解析　胚胎分割时要将胚胎移入盛有操作液的培养皿中进行，注意胚胎分割是体外操作。(1)来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(2)进行胚胎分割时，应选择发育良好、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，然后，用分割针或分割刀进行分割。
(3)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。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。胚胎分割的份数越多，移植的成功率就越低。二、胚胎干细胞技术1.胚胎干细胞概述
(1)来源：早期胚胎内的 。
(2)结构特点： 、泡状、 。
(3)功能特点：高度 细胞；具有发育的 和二倍体核型。
2.胚胎干细胞核移植
(1)饲养层细胞培养体系的建立
在培养皿底部制备一层由 组成的饲养层，该类细胞可以分泌一些能够 的物质，可以促进干细胞的 ，同时抑制干细胞的 。内细胞团基础梳理胞体小核大未分化全能性胚胎成纤维细胞抑制细胞分化生长分化(2)胚胎干细胞的获得
①小鼠的胚胎干细胞：一般选取自 和延迟着床的囊胚。
②人和猪的胚胎干细胞：可从 细胞中获得。
③抑制胚胎干细胞分化的方法：不断更换 或 。
(3)胚胎干细胞的核移植
①将胚胎干细胞核移植到 中。
②核移植后形成的重建细胞进行体外 ，获得克隆胚胎。
③把克隆胚胎移植到 子宫内，分娩产生 动物。桑椹胚、囊胚囊胚和原始生殖培养液冷冻去核的卵母细胞胚胎培养克隆代孕母3.胚胎干细胞的应用
(1)培育克隆动物很好的 。
(2)培育基因敲除动物，为人提供异种器官移植的器官来源。
(3)培育移植用的细胞、 和器官。
(4)进行治疗性克隆研究。核供体组织问题探究右图是干细胞核移植的过程示意图，请分析：1.A细胞是什么细胞？选择其作为受体细胞的理由有哪些？答案　A是卵细胞。理由是卵细胞体积大、易操作，细胞质中含有刺激细胞核分化的物质。答案　取自囊胚的内细胞团，具有发育的全能性。2.B细胞取自囊胚的哪个部位？有什么特点？答案答案　C为胚胎移植的过程，代孕母要做同期发情处理。3.C过程是什么过程？同时要对代孕母做何种处理？4.小鼠N和M的性别相同吗？全部的性状都相同吗？答案　性别相同；绝大部分性状相同，少数性状受到卵细胞质的影响可能不同。答案(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育到_____期的内细胞团或从胎儿的_______
_______中分离得到的一类细胞。拓展应用3.如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答下列问题：答案囊胚原始生殖细胞(2)图中分化程度最低的干细胞是____________。在体外培养条件下，培养液中加入__________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。答案胚胎干细胞分化诱导(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因____________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将图中的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能作为供体的细胞是成熟的________，其原因是________________。答案选择性表达造血干红细胞细胞中无细胞核代孕母卵裂球内细胞团当堂检测1.关于胚胎分割移植，以下说法正确的是
A.胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体
B.胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多
C.胚胎分割移植属于有性生殖
D.胚胎分割若在囊胚期，不仅内细胞团要均等分割，滋养层也要均等分
割，否则不易成功23451答案解析√23451解析　胚胎分割的基本过程是：将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开，或者采用酶处理等方法将卵裂球中的细胞分散开，分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内，着床发育产仔。由于分割的胚胎是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，所以核中的遗传物质相同。2.不属于胚胎干细胞的用途的是
A.阐明细胞分化中各调节因子的作用机制
B.在试管中改良创造动物新品种
C.生产有价值的药物
D.培育超级小老鼠答案23415√234153.胚胎干细胞是一类保持旺盛分裂能力，将来可以分化成不同组织细胞的细胞群，在高等动物胚胎发育过程中，不能作为胚胎干细胞来源的是哪些时期的细胞
①受精卵　②卵裂期　③囊胚期　④原肠胚期　⑤原肠胚晚期
A.①⑤ B.③④⑤
C.①③⑤ D.④⑤√答案解析解析　胚胎干细胞也称为全能干细胞，可来源于早期囊胚及囊胚之前的卵裂期细胞，而原肠胚时期细胞已经发生了分化，故不能作为胚胎干细胞的来源。4.通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是
A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
B.分化的体细胞丢失了某些基因
C.二者功能有差异，但形态没有差异
D.二者基因组相同，且表达的基因相同2341答案5解析　细胞分化的过程中，没有基因的丢失而是基因的选择性表达，B、D项错误；
细胞分化是细胞形态功能上的变化，C项错误。解析√5.供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。如图是治疗性克隆的过程图解。23415(1)正常情况下，去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中处于_____________期的卵母细胞。
(2)重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在______期。减数分裂Ⅱ中答案囊胚(3)图示中由内细胞团到血液组织干细胞、神经组织干细胞以及各种血细胞、神经细胞的形成过程是________，其实质是__________________。
(4)治疗性克隆所用到的技术名称是___________，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用__________技术。
(5)已知患者是红绿色盲的女性，图中提供卵细胞的为完全正常的年轻女性。移植器官后，该患者所生育子女红绿色盲的发生情况是__________
_______________。答案细胞分化基因的选择性表达23415核移植技术胚胎分割男孩红绿色盲，女孩不一定课件14张PPT。章末整合提升第2章　胚胎工程知识系统构建规律方法整合内容索引知识系统构建精子卵细胞桑椹胚囊胚饲养层核移植体外授精胚胎分割规律方法整合整合一　胚胎移植过程1.基本流程2.胚胎移植的条件
(1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。(2)供、受体生理状态要相同，为此必须做到供、受体母畜的发情时间一致
移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的
位置相同或相似
例1　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答案解析解析　胚胎移植中的胚胎大多是通过人工体外授精获得的，也就是通过有性生殖获得的，故应属于有性生殖。解析　胚胎移植是指从经济价值较高、遗传性状优秀的母畜体内获取经过激素处理超数排卵受精发育的胚胎，移植到同期发情的代孕母的子宫内，经过妊娠产仔的技术。此过程的胚胎属于有性生殖的产物，不属于克隆。
例2　科学家运用胚胎移植技术培育试管牛时，首先用促性腺激素促进良种母牛超数排卵，然后进行体外授精和培育，最后把胚胎送入母牛子宫内，孕育成小牛产出。下列分析错误的是
A.供体与受体在胚胎移植前后的生理环境必须保持一致
B.在胚胎移植前可采用胚胎分割技术快速繁殖良种牛
C.运用胚胎移植技术培育的试管牛属于动物克隆范畴
D.需配制一系列不同成分的培养液以培养不同发育时期的胚胎答案解析整合二　克隆动物和试管动物1.试管动物(或婴儿)：是指通过体外授精和胚胎移植技术而产生的动物(或婴儿)。试管动物(或婴儿)的培育过程如图1所示。试管动物(或婴儿)可以加快优良种畜的繁殖速度，也能解决人类的不孕不育问题。
2.克隆动物：一般是指由一个细胞通过无性繁殖形成的动物，该动物的基因型与提供细胞核的个体完全相同。克隆技术的原理是细胞核的全能性。1997年初，英国爱丁堡斯林研究所胚胎学家威尔穆特率领的科研小组成功繁殖了世界上第一头克隆绵羊“多莉”，向世人表明，高度分化的动物体细胞的细胞核仍然具有全能性。“多莉”的培育过程如图2所示。克隆技术在繁育优良性状的家畜、治疗人类遗传病、拯救濒危物种和保护生物多样性等方面都有广阔的应用前景。
例3　下列说法中正确的是
A.试管牛是无性繁殖的产物
B.试管婴儿是有性生殖的产物
C.克隆羊是有性生殖的产物
D.克隆牛的过程不需要胚胎移植技术解析　“试管婴儿”及“试管动物”等的培育过程，都要经过体外的受精过程，因此，它们仍然是有性生殖的产物。“多莉”羊属于克隆动物，可以认为属于无性繁殖。答案解析(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有______________和__________。
(2)用激素处理的目的是使B牛__________，从B牛体内获得的卵细胞需要培养到________________(时期)才能与精子结合。例4　下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列问题：答案动物细胞培养胚胎移植超数排卵减数分裂Ⅱ中期(3)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才能与B牛的卵细胞结合，完成受精作用，这个过程叫_________。卵子受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙能够观察到__________。
(4)生产上常用______________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用_________技术。答案精子获能两个极体桑椹胚或囊胚胚胎分割课件33张PPT。第1课时　植物细胞工程的基本技术第3章　第1节　植物细胞工程目标导读　
1.结合教材P47图3－2和实验内容，掌握植物组织培养技术。
2.分析教材P49图3－3，理解植物体细胞杂交技术。
重难点击　
1.细胞全能性的含义及其在植物组织培养中的应用。
2.植物组织培养技术。
3.植物体细胞杂交技术。课堂导入“君子”兰的快速繁殖
“春风欲擅秋风巧，催吐幽兰继落梅”，素有“天
下第一香”之称的兰花，以其优美高雅的叶片和芳
香艳丽的花朵，成为自古以来文人墨客吟诗作赋的
对象。但是，兰花在自然条件下播种繁殖的难度很
大，需要较长时间才能获得少量幼苗。如何才能满
足人们对兰花的需求呢？科学家在细胞全能性的理论基础上发现了兰花快速繁殖的技术——植物组织培养。植物组织培养是植物细胞工程的核心技术，植物细胞工程的基本技术还有哪些？又在哪些方面得到了应用呢？一、植物组织培养技术二、植物体细胞杂交技术内容索引当堂检测一、植物组织培养技术1.理论基础
植物细胞的 ，其含义是具有某种生物 的任何一个细胞，都具有发育成 的潜能。
2.技术类型
(1)植物的细胞培养：对选定的 进行培养，主要的方法是______
培养，是植物体细胞杂交、植物细胞核移植、显微注射和细胞代谢产物大规模生产等技术的 。
(2)原生质体培养：利用 去除植物的细胞壁，可以获得原生质体，原生质体培养是 和显微注射技术的基础。全能性全部遗传信息基础梳理完整生物体植物细胞细胞悬浮基础纤维素酶和果胶酶植物体细胞杂交(3)花粉和花药培养：快速选育出 的植株。
(4)植物离体胚培养：分为 培养和 培养，常用于挽救_______
的种子幼胚。
3.实验：小麦种胚的组织培养
(1)实验原理
在特定的营养和激素条件下，小麦的种胚可以 形成愈伤组织，然后 生成幼苗，进而发育成完整的小麦植株。稳定遗传幼胚成熟胚远缘杂交脱分化再分化(2)方法步骤
①将小麦种子在水中浸泡过夜，在 上用 处理30 min后，立即用 清洗2～3次。剥离种胚，接种到培养基上，封盖培养瓶口。
②将培养瓶置于23 ℃～26 ℃恒温箱中 培养，获得愈伤组织。
③将生长状态良好的愈伤组织转接到 培养基上，置于23 ℃～26 ℃的恒温箱中 培养，获得幼苗。
④当幼苗生长到3～4 cm时，转接到 培养基上，继续光照培养。
⑤对幼苗进行7 d炼苗处理，然后移栽到土壤中。超净工作台次氯酸钠溶液无菌水避光分化光照生根4.植物组织培养的概念
在 和 的条件下，将 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，最终诱导产生 、
或完整的植株。无菌人工控制离体愈伤组织丛芽问题探究以下是利用胡萝卜的组织进行植物组织培养的过程，请分析：答案　脱分化、再分化。1.①②分别表示什么过程？答案3.若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？答案答案　培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞，故愈伤组织中不会含有叶绿体。2.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？答案　防止杂菌污染。杂菌能在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。答案4.植物组织培养中的脱分化阶段，培养的组织细胞是自养型还是异养型？为什么？答案　脱分化过程中细胞营异养生活，因为此时细胞没有叶绿体，并且一般要避光培养，无法进行光合作用。(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括_______和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。1.如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：解析　图中A为脱分化过程，B为再分化过程。A过程需避光培养，B过程需光照培养。拓展应用答案解析无机物生长素(2)此过程依据的原理是______________。A和B阶段主要进行的分裂方式是__________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_____等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对_______进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是________________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因___________的结果。答案细胞的全能性有丝分裂分化培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件选择性表达植物组织培养的注意事项
(1)实验成功的关键是避免微生物污染，所有实验用具需严格灭菌，确保实验过程无菌操作。
(2)培养基中必须含有植物生长所必需的全部营养，如矿质元素、糖、维生素等。
(3)离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光培养；再分化时，却要在光照条件下进行。
(4)再分化过程是先进行生芽培养，再进行生根培养。
(5)植物激素，特别是生长素和细胞分裂素的配比对器官的发生具有一定的影响。比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长，不分化。二、植物体细胞杂交技术1.概念
植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞 在一定条件下融合成 ，并把 培育成完整植物体的技术。
2.原理：细胞膜的 性和植物细胞的 性。
3.过程
(1)用 和 除去细胞壁，制备原生质体。
(2)诱导原生质体融合：方法有物理法和化学法两类。物理法包括______
等；化学法一般用 诱导。
(3)杂种细胞再生出 的过程，这是原生质体融合成功的标志。
(4)进行植物组织培养，获得杂种植株。原生质体基础梳理杂种细胞杂种细胞全能纤维素酶果胶酶离心、振动、电刺激聚乙二醇(PEG)细胞壁流动4.优点：克服 的障碍，大大扩大了可用于杂交的亲本组合范围。
5.未解决的问题：还不能让杂种植物按人们的要求表现出亲代的性状。
6.植物细胞工程的概念
利用 和 的原理和方法，以 为基本单位进行培养增殖或按照人们的意愿来 细胞的某些生物学特征，从而获得细胞产品的一门综合技术。远缘杂交不亲和细胞生物学分子生物学植物细胞改造问题探究下图是两种植物进行植物体细胞杂交的过程，请分析：1.将来自不同植物的两个体细胞融合时，首先遇到的障碍是什么？怎样解除此障碍？答案　细胞壁阻碍细胞间的融合。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。答案2.将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经一定的方法促融，常用的化学促融剂是什么？如果只考虑两两融合，可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？答案　聚乙二醇；三种(AA、BB、AB)，AB融合细胞才是符合要求的。答案　遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。染色体数目变异。3.杂种植物在遗传上有何特点？从染色体组成上看杂种植株的变异属于哪一种？答案答案　克服了植物远缘杂交不亲和的障碍，打破了物种之间的生殖隔离。4.与传统有性杂交相比，植物体细胞杂交技术的优点是什么？拓展应用2.如图为“番茄—马铃薯”的培育过程示
意图，有关叙述正确的是
A.获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶
B.诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用秋
水仙素
C.a、b细胞融合为c细胞的原理是生物膜具有流动性
D.d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化答案解析解析　植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；a、b细胞融合为c细胞的原理是细胞膜的流动性，诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用聚乙二醇，d、e分别为脱分化和再分化。体细胞杂交过程中涉及的遗传知识
(1)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，但由于含有两个亲本的遗传物质，因此具有两个亲本的遗传性状。
(2)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。植物细胞工程的基本技术理论基础：_____________常用
技术植物组织培养：______________________　
―→_________细胞的全能性离体的细胞、组织和器官愈伤组织根、芽(或胚状体)植物个体过程：两个植物细胞 ________
原生质体融合 杂种细胞 _________
杂种植株
意义：克服了 ，大大扩展了可用
于杂交的亲本组合范围植物细胞工程的基本技术常
用
技
术植物体细胞杂交纤维素酶原生质体细胞壁愈伤组织远缘杂交不亲和的障碍当堂检测1.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是
A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
D.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性23451解析　细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果；种子发育成植株，是正常的生命历程，不属于全能性。答案解析√A.b试管中细胞全能性最高
B.d试管中培育出的个体都是纯合体
C.a→b的过程不需要光照
D.a→d的细胞分裂方式都是有丝分裂2.如图为植物组织培养过程，有关说法不正确的是答案23415解析　试管中的试管苗来源相同，都是通过植物组织培养发育而成的，植株的基因型相同，但不一定是纯合体。解析√234153.下列有关原生质体的叙述中，正确的是
①组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸 ②原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质 ③被除去细胞壁的活的植物细胞是原生质体 ④原生质体只能用于植物细胞工程
A.①② B.①③
C.③④ D.①④√答案解析解析　细胞壁不是原生质体的成分，组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸，全部的细胞膜、细胞质、细胞核是细胞工程中的原生质体，细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质构成的是原生质层。4.A种植物细胞(基因型为Aa)、B种植物细胞(基因型为Bb)去掉细胞壁后，诱导两种细胞的原生质体融合，形成单核的杂种细胞。则经过组织培养得到的杂种植株是
A.二倍体，基因型为AaBb
B.二倍体，基因型为AAaaBBbb
C.四倍体，基因型为AaBb
D.四倍体，基因型为AAaaBBbb2341答案5解析　杂种植株为四倍体，基因型为AaBb。解析√5.如图表示植物组织培养过程，请回答下列问题：23415(1)图中①过程获得的细胞是正常植物体经__________形成的，在这一过程中的染色体的变化是______________________________________________
____________________。减数分裂答案染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目是亲代细胞的一半(2)要顺利完成③过程，除了需要各种无机营养物质外，还需要在培养基中加入_____________、__________(两类不同功能的物质)。该过程形成的细胞与正常体细胞相比，具有_______________________________的特点。
(3)从过程④的结果看，它的本质是________________________________
_____________。答案有机营养物质植物激素23415排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果(4)某人在探究细胞脱分化和再分化的实验中，得到了如下结果：
①只有细胞分裂素时，组织块产生愈伤组织
②细胞分裂素＝生长素时，愈伤组织不分化
③细胞分裂素＞生长素时，愈伤组织分化出芽
④细胞分裂素＜生长素时，愈伤组织分化出根
由实验结果，你能得出什么结论？
____________________________________________________________。答案23415植物激素的种类和含量不同，对愈伤组织的形成和分化的影响不同课件33张PPT。第2课时　植物细胞工程的应用第3章　第1节　植物细胞工程目标导读　
1.结合教材P50～51图文，了解植物的微型快速繁殖、人工种子和作物脱毒。
2.阅读教材P51～52内容，理解愈伤组织的诱变育种、细胞产物的工厂化生产及拯救濒危植物。
重难点击　
1.植物细胞工程的实际应用。
2.细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。课堂导入方式一　拯救国家极危植物——虎颜花
虎颜花为野牡丹科单种属植物，原产广东，为罕见的野生观赏植物，有重要的科研价值。虎颜花叶片基生，叶形巨大、美丽，呈心形，上有老虎斑纹，故称虎颜花。国际自然保护联盟已将虎颜花列为极危物种。为拯救虎颜花，我国华南植物园的科学家对虎颜花进行了组织培养，获得1万株试管苗，又利用生态恢复技术，使虎颜花成功回归野外。这体现了植物细胞工程的实际应用。那么植物细胞工程技术在生产生活中还有哪些方面的应用呢？让我们进入本节的学习，一起来了解吧！方法二　具有小灵芝草之称的金钗石斛是一种名贵的中草药，它具有生津益胃、润肺止咳之功效。金钗石斛的有效化学成分为大黄酚和β－谷甾醇。那么我们能否在工厂内大量生产这两种物质呢？
能！取金钗石斛的茎尖或根尖组织，并培养为愈伤组织再放入液体培养基中进行悬浮培养，获得大量的金钗石斛细胞，从混合液中分离纯化大黄酚和β－谷甾醇即可。
这是植物细胞工程实际应用的一个实例，要了解更多这方面的信息，请跟随教材一起来学习吧。一、植物繁殖的新途径二、愈伤组织的诱变育种、细胞产物的工厂化生产以及拯救濒危植物内容索引当堂检测一、植物繁殖的新途径1.植物的微型快速繁殖
(1)概念：利用 技术快速繁殖植物的方法。
(2)优点
① 繁殖，能够保持种苗的优良遗传特性。
②繁殖速度 ，周期短。
(3)实例：一些优良的观赏植物、经济林木等都已经利用工厂化微型繁殖来进行大规模的无性繁殖。植物组织培养无性基础梳理快2.人工种子
(1)组成
①胚状体：通过 获得，相当于天然种子的胚。
②有机薄膜：含有胚状体萌发和发育成幼苗所需的各种养分；可以缓冲碰撞；可以附加大量的植物 、农药、 和一些有益菌种等。
(2)优点
①属于无性生殖，不发生 的现象。
②生产上不受 的限制。植物组织培养生长调节剂抗生素性状分离季节3.作物脱毒
(1)原理： 繁殖的作物，病毒容易逐年积累，但是 的组织和器官中病毒的含量较低或者不含病毒。
(2)方法：选取植物的 进行植物组织培养。
(3)实例：脱毒马铃薯、脱毒草莓等。无性幼嫩茎尖问题探究结合下面人工种子的结构示意图，探究下列问题：答案　(1)周期长；
(2)发生性状分离而丧失其优良特性；
(3)受季节、气候和地域的限制。1.常规的种子繁殖存在哪些缺陷？答案3.人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分。人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？答案答案　针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂(人工种皮)中应具有适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。2.人工种子的胚状体和常规种子的胚在来源上有何区别？答案　人工种子的胚状体是无性繁殖的结果，常规种子的胚是有性繁殖的结果。(1)愈伤组织的分裂能力___ (填“强”或“弱”)，分化能力____(填“强”或“弱”)，是由植物体细胞经过________形成的。拓展应用1.兰花在我国种植历史悠久，“远东麒麟”以每盒3万元的价格在拍卖网卖出。下面是通过细胞培养形成兰花植株的示意图，请据图回答下列问题：(注：胚状体等同于植物种子的胚的结构)答案强强脱分化(2)过程④由愈伤组织形成胚状体要经过__________和______________
过程。
(3)一个兰花茎尖在一年之内可以生产出400万株兰花苗，与有性生殖相比，植物组织培养的优势主要体现在___________________和_________
_______________。答案细胞分裂细胞(组织)分化保持亲本的优良性状培育周期短，繁殖效率高二、愈伤组织的诱变育种、细胞产物的工厂化生产以及拯救濒危植物1.愈伤组织的诱变育种
(1)诱变育种
①概念：是指利用 因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中 符合人们某种要求的单株，进而培育成新品种的育种方法。
②诱发突变的因素
物理因素：主要指一些 。
化学因素：主要是利用一些烷化剂、 类似物、抗生素等化学药物。物理、化学基础梳理选择射线碱基(2)愈伤组织的诱变育种
①原理：植物的愈伤组织在培养过程中一直处于 的状态，其遗传物质极易受到外界因素的影响而发生变异。
②优势：克服突变体的 等缺陷，极大地提高了诱变育种的效率。分裂增生嵌合性2.细胞产物的工厂化生产
(1)原理： 。
(2)生产流程植物组织培养(3)产物种类： 、橡胶、香精油和色素等。
(4)优势：快速、高效的获得大量的 。愈伤组织药物细胞或细胞产物3.拯救濒危植物
利用 技术来培养大量红豆杉细胞，利用这种方法来生产大量紫杉醇，从而拯救红豆杉。植物细胞培养问题探究1.愈伤组织的诱变育种过程如图所示，请据图分析：(1)该育种方法的原理有哪些？答案　基因突变和植物细胞的全能性。答案　愈伤组织细胞分裂旺盛，一直处于不断的分生状态，此时易发生基因突变。(2)在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？答案答案　大都不可以。因为基因突变具有多害少利性，即得到的突变体大多是有害的。(3)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？2.分析工厂化生产人参皂甙干粉的流程，探究下面的问题：答案　愈伤组织。(1)细胞产物工厂化生产实质上是植物组织培养的过程，在生产中通常要培养到什么阶段？答案答案　没有时间、地点、环境的影响，克服了植物体生长缓慢的缺点，提取方便等。(2)与传统的从植物体内提取相比，工厂化生产细胞产物有哪些优点？解析　在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于分裂增生的状态，因此容易受到培养条件和外界因素的影响而产生突变。拓展应用2.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是
A.培养的细胞一直处于分裂增生的状态
B.培养基营养丰富，易于植物生长
C.纺锤丝的形成容易受抑制
D.DNA复制容易受抑制答案解析解析　植物细胞培养是在植物组织培养的基础上发展起来的，但二者的目的不同，植物细胞培养的目的不是使细胞形成组织、胚状体乃至更多的植物个体，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。3.植物细胞培养的目的是
A.获得大量的细胞群体，并继而获得人类所需的细胞次生代谢产物
B.获得植物组织
C.获得大量植物个体
D.获得胚状体答案解析植物组织培养与植物细胞培养的区别
(1)含义不同：植物组织培养是指在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，把植物离体的器官、组织或细胞培养成完整的植物体。而植物细胞培养是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。
(2)目的不同：植物组织培养的目的是得到更多的植物体，而植物细胞培养的目的是获得人类所需要的细胞代谢产物。植物细胞工程的应用植物繁殖的新途径_________
_________
_________作物新品种的培育： 的诱变育种
细胞产物的工厂化生产： 培养
拯救濒危植物：现在科学家正在研究利用 技术
来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产____
，从而拯救红豆杉，拯救我们的自然资源微型繁殖人工种子作物脱毒愈伤组织植物细胞植物细胞培养紫杉醇当堂检测1.下列属于植物的微型繁殖技术的是
A.兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗
B.水稻种子萌发并长成新个体
C.扦插的葡萄枝条长成新个体
D.柳树芽发育成枝条23451解析　水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条均属于个体发育部分；其次，扦插的葡萄枝条长成新个体属于无性生殖中的营养生殖。答案解析√2.把胡萝卜单个韧皮部细胞接种到配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株，这些植株
A.变异频率较高
B.都是单倍体
C.彼此性状极其相似
D.都是纯合体答案23415解析　植物组织培养属于无性繁殖方式，是由同一个胡萝卜韧皮部细胞培育而来的许多植株，遗传物质均相同，故其性状极为相似。解析√3.人工种子比天然种子有许多优越性，下列对其优越性的叙述，不正确的是
A.可使自然状态下不结子的植物得以繁殖
B.方便贮藏和运输
C.可以随意改变植物的遗传性状
D.可快速、大量繁殖√解析　人工种子是通过植物细胞工程完成的，所以可以使在自然条件下不结子或珍贵的植物得以繁殖。人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。人工种子的生产不受季节限制，而且快捷高效。人工种子可以保持物种优良的遗传性状。23415答案解析4.下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是
A.利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒新品种
B.利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种
C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产
D.利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”，遵循基因的自由组合
规律2341答案5√5.科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉中，通过植物组织培养技术获得胚状结构(胚状体)，胚状体不同于一般的种子胚，是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以通过胚胎发育过程形成植株。将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外层再包裹上人造种皮，便制成了“人工种子”。人工种子的概念是1978年在加拿大举行的第四届国际植物组织、细胞培养会议上首次提出来的。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日、法等各国正着手将人工种子市场化、商品化。23415(1)“人工种子”大体由胚状体、包埋胚状体的胶质以及人工种皮等3部分组成。包埋胚状体的胶质中富含营养物质，这是因为__________________
_______________。为了满足胚状体代谢的需求，“人工种皮”则必须具有良好的___________性能。23415解析　胚状体在萌发初期不能进行光合作用，因此需要给其提供营养，人工种皮要有很好的透气性，保证供给胚足够的氧气。胚状体的培育利用的是植物组织培养技术，培养基中需要添加生长素和细胞分裂素，同时要保证无菌的条件。胚状体在萌发初期不答案解析能进行光合作用透水、透气(2)由“人工种子”萌发出的植株是否可育？
______________________________________________________________________。
(3)写出“人工种子”商品化的意义(两项)：________________________
_______________________________________________________________________________________________________。
(4)培育胚状体利用了_____________这一项生物技术。在该过程中培养基中需要添加_______和____________两种激素，还需要对培养基进行严格的_____________。答案由花粉培养发育的植株一般不可育；由体细胞经组织培养发育的植株则
是可育的23415 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；有利于保存种系的优良性状(回答其中的两项)植物组织培养生长素细胞分裂素消毒(或灭菌)课件41张PPT。第1课时　动物细胞培养技术与单克隆抗体技术第3章　第2节　动物细胞工程目标导读　
1.结合教材P53～55图文，掌握哺乳动物细胞培养条件和流程。
2.分析教材P55图3－14，理解动物细胞融合技术。
3.单克隆抗体的制备过程。
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1.动物细胞培养条件和流程。
2.单克隆抗体的制备过程。课堂导入1970年，有两位科学家做了人—鼠细胞融合的实验，以证明细胞膜的流动性。思考该如何实现人—鼠细胞的融合，动物细胞融合后还有什么用途呢？植物体细胞杂交可得到杂种植株，动物细胞融合后能像电影上一样形成杂种动物个体吗？一、哺乳动物细胞培养技术二、动物细胞融合与单克隆抗体技术内容索引当堂检测一、哺乳动物细胞培养技术1.动物细胞培养条件
(1)培养基状态和成分： 培养基，成分主要包括葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和 等。液体动物血清基础梳理动物细胞进行培养时通常要添加动物血清的原因有两点：一是补充合成培养基中不足的营养物质；二是为动物细胞提供与内环境相似的生活环境。小贴士　(2)气体环境：需要足够的 和一定的二氧化碳。二氧化碳具有调节
的作用。
(3)温度和pH：培养温度要与 温度保持一致；培养基的适宜pH为 。氧气培养液pH动物体内7.2～7.42.动物细胞培养流程(1)取材：取动物的 或幼龄动物的组织或器官剪碎，加入适量_____
使细胞分散。
(2)原代培养：经过滤、 后将动物细胞接种到 的培养液中，在适宜的条件下进行静止或慢速转动培养，称为原代培养。
①贴壁生长：悬液的细胞贴附在培养瓶的表面，开始 分裂，其数目以 增长的方式增多。
②接触抑制：贴壁细胞分裂铺满培养瓶的整个表面，细胞 时，细胞分裂停止。胚胎胰蛋白酶或胶原纤维酶离心无菌有丝指数相互接触(3)传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞增殖，即为传代培养。
①细胞生长到 代左右时，出现生长停滞，大部分细胞 。
②极少部分细胞可以传到 代，遗传物质 (填“有”或“没有”)发生改变。
③有些细胞(如肿瘤细胞) 发生了改变，可以无限制的传代下去。10衰老死亡40～50没有遗传物质问题探究结合动物细胞培养的过程分析下列问题：
1.为什么要取动物的胚胎或幼龄动物的组织或器官细胞进行细胞培养？答案　这类细胞具有较强的分裂能力，容易培养。答案2.培养过程中两次使用胰蛋白酶，目的有何不同？答案　第一次是将组织分散成单个细胞，第二次是将贴满瓶壁的细胞分散成单个细胞。3.能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？答案　胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，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。答案4.动物细胞培养为什么需要无菌、无毒的环境？答案　离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力，一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会死亡。解析　动物细胞培养需要在无菌条件下进行，培养前要用胰蛋白酶或胶原纤维酶使细胞分散。动物细胞培养利用了细胞有丝分裂的原理，主要目的是获得大量的具有相同遗传特性的细胞。细胞传代培养至50代以后，遗传物质可能发生改变。拓展应用1.有关动物细胞培养的叙述中，正确的是
A.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
B.动物细胞培养的主要目的是获得大量的细胞分泌蛋白
C.细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
D.动物细胞培养前要用胰蛋白酶或胶原纤维酶使细胞分散答案解析2.下列有关植物组织培养和动物细胞培养的比较中，叙述错误的是
A.所用的培养基的成分基本相同
B.植物组织培养的结果是培育成植株，动物细胞培养的结果是培育成很
多细胞
C.植物组织培养的目的是为了快速繁殖和获得无病毒的植株，动物细胞
培养的目的是为了获得细胞产物或杂交细胞
D.植物组织培养的原理是细胞的全能性，动物细胞培养的原理是细胞的
增殖答案解析解析　动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，另外还有动物血清等。植物组织培养所用的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、有机营养成分、植物激素，但没有动物血清。动物细胞培养与植物组织培养的比较二、动物细胞融合与单克隆抗体技术1.细胞融合
(1)概念：在一些 的作用下，将 的细胞合并成为一个细胞的技术。
(2)融合方法
①物理、化学方法：与植物体细胞杂交相同，如 、电流刺激等。
②生物方法： 。
2.单克隆抗体
(1)定义：由一个 增殖形成的细胞群所产生的 分子。融合因子基础梳理两个或两个以上聚乙二醇灭活的病毒B淋巴细胞单一型抗体(2)制备过程
①取小鼠体内的 细胞和 的骨髓瘤细胞。
②用 诱导两种细胞融合。
③利用 筛选出杂交瘤细胞。
④在新的培养液中大量繁殖。
⑤注射到小鼠 培养或者在培养液中 培养获得单克隆抗体。
(3)功能
①诊断试剂：快速、准确地诊断和治疗一些疾病。
②“生物导弹”： 携带抗癌药物，专一地杀死肿瘤细胞。B淋巴营养缺陷型聚乙二醇选择性培养液体内悬浮单克隆抗体问题探究完善单克隆抗体制备过程，思考下列问题：注射抗原聚乙二醇(PEG)未融合未融合1.为什么要对小鼠注射抗原？答案　以获得能产生相应抗体的B淋巴细胞(浆细胞)。答案2.制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？答案　每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，但不能无限增殖；骨髓瘤细胞可大量快速增殖，却不能产生抗体。若将这两种细胞融合在一起，既能分泌大量特异性抗体又能快速增殖。答案　未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、B－B融合细胞、瘤－瘤融合细胞、B－瘤融合细胞。3.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经聚乙二醇处理后，培养液中存在哪几种细胞？答案3.用动物细胞工程获得单克隆抗体，下列实验步骤错误的是
A.将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C.用聚乙二醇作诱导剂，使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
融合
D.筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取
单克隆抗体拓展应用答案解析解析　单克隆抗体的制备过程是：将一种抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞，然后将B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞同时培养，在聚乙二醇的诱导下，促使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细胞。从中选出能产生抗体的细胞群，即可得到单克隆抗体。因为动物细胞无细胞壁，所以在细胞融合过程中不需要使用纤维素酶处理。4.下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较，描述正确的是
A.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法
也完全相同
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离，突破有性杂交方法的局限，使远
缘杂交成为可能
C.利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为试管婴儿的诞生
开辟了新途径
D.目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具
有两个物种遗传物质的超级植物，并使它们的性状全部得以体现答案解析解析　动物细胞融合可用灭活的病毒诱导，而植物原生质体是不能的；杂交瘤技术是细胞工程技术，而试管婴儿则是胚胎工程内容；生物性状的体现是基因型与环境共同作用的结果，“超级植物”具有两个亲本的遗传物质，但性状不一定能全部表达。动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较动物细胞培养技术与细胞融合技术动物细胞培养技术(1) 的环境条件
(2)成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和
等
(3)温度：与 保持一致
(4)气体环境：足够的 和一定的________
(5)适宜pH为7.2～7.4培养
条件无菌动物血清动物体内的温度氧气二氧化碳物理因素：电流刺激等
化学因素：聚乙二醇等
生物因素：___________动物细胞培养技术细胞膜的流动性灭活的病毒细胞融合技术原理：_______________诱导因素动物细胞培养技术与细胞融合技术细胞来源： 细胞和营养缺陷型的 细胞
诱导融合因子：________
筛选培养基： ，其中培养中死亡的细胞是未融合的
和未融合的 ，能繁殖的细胞是 细胞
“单抗”的特点：特异性强、化学性质单一诊断试剂
“生物导弹”B淋巴单克隆抗体技术“单抗”的功能聚乙二醇选择性培养液B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤骨髓瘤当堂检测1.进行动物细胞培养时，最好选用的培养材料是
A.衰老退化的动物组织细胞
B.成熟动物个体的体细胞
C.动物的卵细胞
D.健康动物胚胎或幼龄动物个体的体细胞23451解析　在进行动物细胞培养时，用的是健康动物的胚胎或幼龄动物的组织或器官，这类细胞有旺盛的分裂能力。答案解析√2.下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是
A.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的组织或器官
B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成细胞悬液
D.动物细胞培养只能传50代左右，所培养的细胞会全部衰老死亡答案23415√234153.关于单克隆抗体的生产和应用，错误的是
A.对小动物注射特定抗原以获取所需的B淋巴细胞
B.融合并筛选特定的杂交瘤细胞，原代培养发生遗传物质改变后才能进
行传代培养
C.特定的单克隆抗体可制成试剂，用于检测人体是否受某种抗原的感染
D.治疗癌症的“生物导弹”原理之一是利用单克隆抗体的特异性识别癌
细胞√答案4.利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是
A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆
抗体
B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体
C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞不一定
为杂交瘤细胞
D.利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法不能诊断
出SARS病毒感染者2341答案5√5.回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)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_______________________。23415相互接触答案接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(或胶原纤维酶)(2)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_____________的现象；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______。
(3)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。答案23415衰老甚至死亡不死性降低减少低温酶新陈代谢课件36张PPT。第2课时　体细胞克隆技术和动物细胞工程的应用第3章　第2节　动物细胞工程目标导读　
1.结合教材P58图3－16，阐述动物体细胞克隆技术。
2.阅读教材P59～60内容，了解快速繁殖优良品种和克隆转基因动物。
3.结合教材P60～61图文，熟悉拯救濒临灭绝的动物和培育人造器官。
重难点击　
1.动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。
2.动物细胞工程的应用。课堂导入古代神话里孙悟空用自己的汗毛变成无数个小孙悟空的离奇故事，表达了人类对复制自身的幻想。1978年，美国科幻小说家罗维克(D.Rorvick)写了一本名叫《克隆人》(The Cloning of a man)的书，内容是一位富商将自己体细胞核移植到一枚去核卵中，然后将其在体外卵裂成的胚胎移植到母体子宫中，经过足月的怀孕，最后生下了一个健康的男婴，这个男婴就是一个克隆人。现在，克隆人已经不是科幻小说里的梦想，而是呼之欲出的现实。由于克隆人可能带来复杂的后果，一些生物技术发达的国家，现在大都对此采取明令禁止或者严加限制的态度。
克隆人，真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗？我们应该怎样正确看待克隆技术呢？一、动物体细胞克隆技术二、动物细胞工程的应用内容索引当堂检测一、动物体细胞克隆技术1.概念
将动物的一个体细胞的细胞核取出，移入一个已经去掉细胞核的 细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
2.原理
已分化的动物细胞的细胞核仍具有一定的 ，一定条件下能发育成一个完整的个体。卵母全能性基础梳理3.过程卵细胞重组胚胎4.优点
体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生，以及其他领域有着广泛的应用前景。
5.缺点
动物体细胞克隆实验的成功率很低，克隆过程中还有许多技术有待进一步发展和完善。克隆动物存在健康问题，表现出生理缺陷、遗传缺陷等。问题探究克隆羊多莉的产生过程如下，据图分析：答案　不能。动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性表达很难。1.能否直接用A羊的一个乳腺细胞来培养新的个体？原因是什么？答案3.在体细胞的细胞核移植到受体卵细胞之前，为什么必须先去掉受体卵细胞的细胞核？答案　保证由体细胞的细胞核主导发育成新的个体，排除卵细胞核中遗传物质的影响。2.为什么要选择卵细胞作为受体细胞？答案　卵细胞体积大、易操作；卵细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质。答案5.动物体细胞核移植属于有性生殖还是无性生殖？答案　无性生殖。4.多莉的遗传物质是对母羊A的100%的复制吗？并分析原因。答案　不是。克隆过程中细胞核来自供体母羊A，而其细胞质中的遗传物质来自母羊B的细胞质。答案拓展应用1.下列关于体细胞克隆的叙述中，错误的是
A.供体为体细胞的细胞核
B.受体为去核卵细胞的细胞质
C.细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤
D.克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致解析　一方面克隆后代的遗传物质中只有核遗传物质与供体的遗传物质相同，细胞质中的遗传物质来自于提供卵细胞的个体，另一方面表现型与环境有关。答案解析2.山东曹县的五里墩被人们称为克隆村。前几年，该村的一头代孕母牛竟一次生下了五头花色几乎完全一样的克隆牛。下面与此相关的叙述正确的是
A.供体细胞来自一头花公牛
B.供体细胞来自一头黑色母牛
C.代孕母牛一定是一头花牛
D.供体细胞来自一头花公牛或母牛答案解析解析　因为这五头克隆牛的花色完全一样，可知它们的供体细胞是来自同一头花牛；由于不知道这五头克隆牛的性别，故可知它们的供体细胞可能来自一头花公牛或母牛。动物细胞核移植的条件及结果
(1)核移植一般选择去核的卵细胞，因为卵细胞体积大，易操作，含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件。一般不选择生殖细胞作为供核细胞，因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质减半。
(2)核移植时，一般先用电刺激使供、受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。(4)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：
①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵细胞。
②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。二、动物细胞工程的应用1.利用克隆技术快速繁殖优良品种
(1) 的克隆技术可以完整地保持种畜的优良性状。
(2) 克隆可以在短时间内得到大量的具有相同优良遗传基因的克隆动物。
(3)可以控制 ，定向培育人们需要的牲畜。无性繁殖基础梳理体细胞性别2.克隆转基因动物
(1)转基因的克隆动物：在进行移植细胞核之前，把 整合到细胞核的染色体上，在 的同时进行转基因操作而获得的动物。
(2)实例：携带有胰蛋白酶抑制剂基因的克隆山羊的羊奶中含有胰蛋白酶的抑制剂，患者喝了这种羊奶可以治疗哮喘病和肺气肿。外源基因克隆3.利用克隆技术拯救频临灭绝的动物
(1)1999年，中国科学家们利用大熊猫的 与兔的 融合，得到了发育的胚胎。
(2)2002年初，美国与印度科学家联合将被 保留下的印度野牛表皮细胞的细胞核移植到普通奶牛的 中，并在奶牛的子宫内使___
进行生长发育，成功克隆出了一头印度野牛。体细胞卵母细胞冷冻无核卵细胞融合细胞4.培育人造器官
(1)思路：利用 技术对病人自身的细胞进行培养获得_______
，进一步获得各种组织，利用这些再造组织用来“修复”和“再造”病人受伤的器官。
(2)优点：再造的器官或组织移植后不会产生任何 。体细胞克隆胚胎干细胞排异反应归纳提炼　不同层次的克隆1.“人造耳朵”利用了什么技术？等耳朵生长完整后能直接移植给病人吗？答案　利用了细胞培养技术；能直接移植给病人。2.总结体细胞克隆技术在畜牧业中的应用。答案答案　(1)加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群的繁育。
(2)在保护濒危物种方面，有望利用体细胞克隆技术增加这些动物存活数量。问题探究3.一只羊的卵子核被另一只羊的体细胞核替换后，这个卵子经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果生下了一只羊羔，这种克隆技术具有多种用途，但是不能
A.有选择地繁殖某一性别的家畜
B.繁殖家畜中的优秀个体
C.用于保存物种
D.改变动物的基因型解析　由于核基因来自体细胞，所以不会改变动物的基因型。拓展应用答案解析4.下列有关拯救濒危动物的叙述中，错误的是
A.动物克隆是抢救和保护珍稀动物和濒危动物的有力措施
B.克隆印度野牛利用了核移植技术和胚胎移植技术
C.克隆大熊猫利用了细胞融合技术和胚胎移植技术
D.濒危动物的消失将会影响生态系统的平衡解析　克隆印度野牛利用了核移植技术，即把野牛的表皮细胞核移植到去核的普通奶牛的无核卵细胞中，形成重组胚胎，然后进行移植培养。也说明克隆技术可以使灭绝的动物再重新复活。克隆大熊猫目前只得到发育的胚胎。答案解析动物体细胞克隆技术过程：去核卵细胞
供体体细胞 母体子宫克隆羊早衰的标志是_________
动物体细胞克隆技术存在着不足和缺陷 (胚胎)幼体(与供体中遗传物质基本相同重组代孕端粒缩短有性生殖的缺点：后代易发生_______________快速繁殖优良品种无性繁殖的克
隆技术的优点①保持种畜的 性状
②繁殖迅速
③控制____动物细胞工程的应用克隆转基因动物转基因的克隆动物：转基因克隆山羊携带的外源基因是
基因，羊奶中含有 的抑制剂，
患者喝了这种羊奶可以治疗 疾病拯救濒危灭绝的动物培育人造器官胚胎干细胞分化人体组织性状分离和变异优良胰蛋白酶抑制剂蛋白酶哮喘病和肺气肿性别当堂检测1.“多莉”羊是
A.体细胞克隆成功的产物
B.性细胞克隆成功的产物
C.转基因动物成功的产物
D.动物组织培养成功的产物23451答案√2.下列属于我国已经克隆培育出的优良品种的是
A.克隆大熊猫 B.克隆羊多莉
C.克隆优质奶牛 D.克隆马答案23415解析　克隆大熊猫属于拯救濒危动物，并且目前还没有成功。克隆羊多莉是英国科学家研究培育的，克隆马是意大利科学家培育的。解析√234153.乙马的卵细胞核被甲马的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入丙马的子宫内发育，结果产下一只马羔。下列叙述正确的是
A.直接在体外对甲马的体细胞进行诱导也能培养出胚胎来
B.马羔的性状完全与甲马相同
C.此项技术可用于保护濒危物种
D.该过程可以很好地证明动物细胞的全能性√答案4.下列有关克隆动物及其用途的叙述中，错误的是
A.克隆马解决了优质雄性赛马繁育后代的问题
B.携带胰蛋白酶抑制剂基因的克隆山羊的羊乳中含有胰蛋白酶
C.克隆动物都需要胚胎移植技术的支持
D.利用病人细胞克隆出的组织移植后不会发生免疫排斥2341答案5解析　羊乳中含有胰蛋白酶的抑制剂。解析√5.现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。请回答下列问题：
(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养，然后再从培养细胞中取出________注入B品种牛的_____卵细胞中，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为__________，将该胚胎移入代孕母牛的______中，通过培育可达到目的。23415细胞核答案解析去核重组胚胎子宫解析　动物的克隆所用的方法是细胞核移植，也就是把动物体细胞的细胞核移入去核的卵细胞中，然后经过某些刺激和培养后形成重组胚胎，再移入代孕动物的子宫中继续发育，从而获得克隆个体。克隆动物的成功说明了动物体细胞核具有全能性，克隆动物的遗传特性与提供细胞核的个体基本一致。在体细胞克隆动物中不仅用到了细胞核移植技术，还用到了动物细胞培养技术。23415(2)上述过程中运用了克隆技术中的哪些技术？
_____________________________。
(3)克隆牛的产生说明______________具有全能性。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自___个亲本，细胞质主要来自___性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成______(填“相同”或“不同”)。
(4)请举一例，说明克隆牛培育成功的实际意义。
____________________________________________。
答案动物细胞核移植和动物细胞培养动物体细胞核23415两雌不同保存濒危物种，繁育优良品种，医学上克隆器官等课件19张PPT。章末整合提升第3章　细胞工程知识系统构建规律方法整合内容索引知识系统构建细胞工程植物细胞工程基本技术应用组织培养技术
① 技术植物的微型快速繁殖
②_________
作物脱毒
③___________________
植物细胞产物的工厂化生产
④_____________植物体细胞杂交人工种子愈伤组织的诱变育种拯救濒危植物细胞工程动物细胞工程主要技术应用哺乳动物细胞培养技术
⑤________
单克隆抗体技术
⑥ 技术快速繁殖优良品种
⑦_______________
拯救濒临灭绝的动物
⑧_____________细胞融合动物体细胞克隆克隆转基因动物培育人造器官规律方法整合整合一　植物组织培养与动物细胞培养的比较
例1　用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是
A.都需用CO2培养箱
B.都需用液体培养基
C.都要在无菌条件下进行
D.都可体现细胞的全能性答案解析解析　植物组织培养用固体培养基，不需用CO2培养箱；植物组织培养可得到完整的植物个体，体现了细胞的全能性；动物细胞培养获得的是动物细胞或代谢产物，未体现细胞的全能性；植物组织培养和动物细胞培养均需要在无菌条件下进行。
例2　下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是
A.培养中的效应T细胞能产生单克隆抗体
B.培养中的B淋巴细胞能够无限增殖
C.人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株
D.用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞答案解析解析　单克隆抗体由杂交瘤细胞克隆化培养后生产；效应T细胞体外培养既不能产生抗体，也不能大量增殖；培养中的B淋巴细胞不能无限增殖，会很快死亡；人的成熟红细胞没有细胞核，经过培养不能形成细胞株或细胞系。整合二　植物体细胞杂交和有性杂交1.植物体细胞杂交
若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体数、基因组数还是染色体组数都采用直接相加的方法。2.植物有性杂交
有性杂交的结果：子代细胞中染色体数为“X＋Y”，基因型为“AbcD”或“Abcd”或“abcD”或“abcd”，即先减半再相加。
有性生殖过程中符合孟德尔遗传规律，而植物体细胞杂交则不符合孟德尔遗传规律。例3　回答下列关于番茄和马铃薯杂交过程的问题。
(1)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马
铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)，得到的后代应含________条染色体，还必须用__________处理幼苗，才能得到可育的“番茄—马铃薯”植株，此时体细胞中含有_______条染色体。
(2)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为____倍体。答案秋水仙素A＋B六整合三　动物细胞培养与动物体细胞核移植(1)克隆羊D的繁殖方式是__________。
(2)写出图中①、②所指的细胞工程技术的名称：①____________；
②_________。
(3)羊D的表现型与羊__相同，基因型是__，性别是_____。请根据遗传学原理说明判断的依据：________________________________________。例4　如图是克隆羊的培育过程示意图，请据图回答：无性繁殖细胞核移植胚胎移植Baa雄性羊D全部的细胞核基因来自于基因型为aa的羊B答案(4)若培育克隆羊时，将羊B换成雌性且基因型为Aa，那么培育出的克隆羊D的性别将是_______。答案雌性课件19张PPT。章末整合提升第4章　基因工程知识系统构建规律方法整合内容索引知识系统构建限制性内切酶DNA连接酶运载体基因治疗基因芯片改造酶的结构规律方法整合整合一　几种相关的酶1.几种酶的比较2.上述四种酶的作用部位限制性内切酶、DNA连接酶、DNA(水解)酶作用于①部位，解旋酶作用于②部位。解析　使碱基对间的氢键断裂的是解旋酶，限制性内切酶将特定部位的相邻两脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
例1　下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是答案解析A.DNA连接酶、限制性内切酶、解旋酶
B.限制性内切酶、解旋酶、DNA连接酶
C.解旋酶、限制性内切酶、DNA连接酶
D.限制性内切酶、DNA连接酶、解旋酶解析　DNA连接酶和限制性内切酶的作用部位都是磷酸二酯键，即图中①部位。
例2　某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是答案解析A.获取基因a的限制性内切酶的作用部位是图中的①
B.基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA
分子的复制而复制，传给子代细胞
C.连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状整合二　启动子、终止子、起始密码子、终止密码子1.从定义上区分
(1)启动子：位于编码区上游紧靠转录起点的位置。它的主要功能是引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合。只有在启动子存在时，RNA聚合酶才能准确地从转录起点开始，沿着编码区正常地进行转录。
(2)终止子：位于编码区下游紧靠转录终点的位置。它的特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来。(3)密码子：指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。信使RNA上四种碱基的组合方式有64种，其中，决定氨基酸的密码子有61种，3种是终止密码子。
(4)终止密码子：是信使RNA上能够终止蛋白质合成的密码子。
(5)起始密码子：位于信使RNA上，是蛋白质合成开始的信号，有两种：AUG、GUG。2.从本质上区分：启动子和终止子都是DNA分子中具有调控作用的脱氧核糖核苷酸序列，而起始密码子和终止密码子都位于信使RNA上，分别是翻译的起始位置和终止位置，终止密码子不能决定任何一种氨基酸。对于相似或相关概念，通过比较分析的方法找出区别与联系，会加深对这些知识的理解与掌握。
例3　基因表达载体中启动子的作用是
A.使目的基因的导入更容易
B.具有RNA聚合酶的结合部位，启动转录过程
C.鉴别受体细胞是否导入目的基因
D.具有DNA聚合酶的结合部位，启动复制过程答案解析解析　启动子在表达载体中位于目的基因的首端，具有RNA聚合酶的结合部位，可启动转录过程。鉴别受体细胞是否导入目的基因是标记基因的作用。故B正确。1.目的基因的获得
(1)直接分离法：从自然界已有的物种中分离。
(2)人工合成目的基因
①直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。
②以RNA为模板，在反转录酶作用下人工合成。
③利用PCR技术获得。整合三　基因工程的基本操作程序归纳2.基因表达载体的构建——重组质粒的构建
(1)表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋报告基因。
(2)基因表达载体的构建3.目的基因的导入——转化
(1)导入方法植物：农杆菌介导的遗传转化法、基因枪法、花粉管
通道法
动物：显微注射技术、细胞核移植法
微生物：氯化钙法(2)受体细胞：植物：可以是卵细胞(受精卵)、体细胞(可经组织培养成为完整个体)。
动物：受精卵(因为体细胞的全能性受到限制)。4.目的基因的检测与表达产物的测定
(1)形态检测
①如果目的基因的表达产物具有明显的表型性状，可以根据目标性状的有无来判断目的基因是否表达。
②如果目的基因没有明显的表型，在构建表达载体时，通常把一个报告基因与目的基因连在一起，检测目的基因的表达。
(2)分子检测：①RCR检测；②分子杂交检测。例4　如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长
的只是导入了重组质粒的细菌
C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长
的就是导入了质粒A的细菌
D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上
生长答案课件46张PPT。第1节　基因工程的基本原理和技术第4章　基因工程目标导读　
1.阅读教材P66～67内容，阐明基因工程的概念、特点及理论基础。
2.结合教材P68图4－4、P69图4－5，理解DNA分子的切割技术和连接技术。
3.分析教材P70～71图文，认识DNA分子的运输工具——运载体。
重难点击　
1.基因工程的概念、特点及理论基础。
2.DNA分子的切割技术、连接技术及运载工具。课堂导入 科学设想：能否让禾本科植物也能固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蚕丝？能否让微生物产生人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？经过多年努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。这一技术是在DNA分子水平上进行的，在微小的DNA分子上进行的操作，需要专用的工具。这些工具是什么？各自的作用是什么？让我们一起来了解一下吧！
解决学生疑难点 　一、基因工程的概述二、DNA分子的切割技术和连接技术内容索引当堂检测三、DNA分子的运载工具一、基因工程的概述1.基因工程的概念
基因工程也叫 ，它是在 水平上进行的一种外科手术式的遗传操作，借助于 的技术，将某种生物的 提取出来，在 进行加工改造或 ，再转移到另一种生物中去，从而 地改变生物的遗传特性，创造出 。DNA重组技术分子基础梳理实验室基因或基因组生物体外重新组合定向新型的生物2.基因工程研究的理论基础生物大分子半保留扩增中心法则通用转移和表达问题探究根据基因工程的基本原理分析回答：
1.有性生殖中的基因重组是随机的，且只能在同一物种间进行。基因工程操作导致的基因重组与前述基因重组有何区别？答案　基因工程可以在不同物种间进行重组，并且方向性强，可以定向地改变生物的性状。答案2.分析不同生物的DNA分子能拼接起来的原因。答案　基本组成单位相同：都是四种脱氧核糖核苷酸；双链DNA分子的空间结构相同：都是规则的双螺旋结构。答案3.外源基因能够在受体内表达，并使受体表现出相应的性状的原因是什么？答案　生物界共用一套遗传密码，相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。拓展应用1.目前，科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列不是这一先进技术的理论依据的是
A.所有生物共用一套遗传密码
B.基因能控制蛋白质的合成
C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核糖核苷酸构成
的，都遵循相同的碱基互补配对原则
D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先答案解析解析　题干表述的是目的基因导入受体细胞并得以表达的过程，目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质，说明控制其合成的信使RNA上的密码子是共用的，相同的密码子决定相同的氨基酸，A正确；
基因通过转录出信使RNA，进而控制蛋白质的合成，B正确；
基因是有遗传效应的DNA片段，只要是双链DNA都遵循碱基互补配对原则，其组成原料都是四种脱氧核糖核苷酸，C正确；
生物之间是否有共同的原始祖先与转基因技术之间没有必然关系，D错误。二、DNA分子的切割技术和连接技术1.DNA分子的切割技术
(1)工具： 。
(2)来源：主要存在于 中。
(3)限制性内切酶的功能特点
①会识别DNA上某种核苷酸的特定 和位置。
②在特定序列中的 将DNA切开。限制性内切酶(限制酶)基础梳理微生物序列特定位点①只能识别 序列的位点，并且在 之间将这段DNA序列切开。
②切开的DNA两条单链的切口之间正好互补配对，这样的切口叫做______
。(4)实例：限制性内切酶EcoRⅠGAATTCG和A黏性末端2.DNA分子的连接技术
(1)工具： 。
(2)作用
①用 限制酶分别把两种不同来源的DNA切成片段，混合后它们就会通过 互相识别，自动靠拢，进行 。
②黏性末端与末端之间留有的空隙则靠 进行“缝合”，如图。DNA连接酶同一种黏性末端碱基配对DNA连接酶限制性内切酶的作用是切割识别特定的核苷酸序列的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。DNA连接酶的作用是催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键，从而将相邻的脱氧核糖核苷酸连接起来，而不是连接互补碱基之间的氢键。小贴士　问题探究右图为DNA分子的切割和连接过程，请据图分析：1.限制性内切酶EcoRⅠ的识别序列和切割位点分别是什么？答案　EcoRⅠ的识别序列为GAATTC，切割位点是在G和A之间。答案2.由图可知DNA连接酶的作用部位是“①”还是“②”，形成了什么化学键？答案　DNA连接酶的作用部位为①，形成了磷酸二酯键。3.DNA连接酶和DNA聚合酶均能形成磷酸二酯键，二者的作用对象相同吗？为什么？答案　不相同。DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来，而DNA聚合酶是将单个的脱氧核糖核苷酸加到已有的DNA片段上。答案拓展应用2.下表为常用的限制性内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法中，正确的是↓↓↓↓↓↓注：Y表示C或T，R表示A或G。
A.一种限制酶只能识别一种核苷酸序列
B.限制酶切割后一定形成黏性末端
C.不同的限制酶可以形成相同的黏性末端
D.限制酶的切割位点在识别序列内部答案解析解析　根据表格内容可以推知，每种限制酶都能识别特定的核苷酸序列，但不一定只能识别一种序列，如限制酶HindⅡ，A项错误；
限制酶切割后能形成黏性末端或平末端，如限制酶HindⅡ切割后露出平末端，B项错误；
不同的限制酶切割后可能形成相同的黏性末端，如限制酶BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后露出的黏性末端相同，C项正确；
限制酶的切割位点可以位于识别序列的外侧，如Sau3AⅠ，D项错误。(1)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较(2)四种酶的作用部位限制性内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位。三、DNA分子的运载工具1.作为运载体的条件
(1)能够比较自由地进出细胞，并能在细胞内 。
(2)能使带进去的DNA在细胞里面进行 ，并且保持原有特性。
(3)具有某些简单的特性，如 、免疫性等，供重组DNA的鉴定和选择。
2.运载体的种类
质粒、 、动植物病毒，最理想的运载体是 。自我复制复制基础梳理抗药性噬菌体质粒3.质粒
(1)来源： 等生物。
(2)本质：细菌染色体外的一种很小的 分子。
(3)特点：能够自我 ，带有某些 基因(报告基因)，能够在细胞间钻进穿出。细菌环状DNA复制抗性质粒上还应具有一个或者多个限制性内切酶的识别序列和切割位点，以便连接上外源DNA，天然的质粒很难具有上述的所有条件，因此基因工程中使用的质粒往往是人为加工过的。小贴士　问题探究右图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图探究以下问题：答案　化学本质都是DNA。答案1.a代表的物质和质粒都能进行自我复制，它们的化学本质是什么？3.氨苄青霉素抗性基因能控制某物质的合成，该物质能抵抗氨苄青霉素，使含有该基因的生物能在含氨苄青霉素的环境中存活。因此，氨苄青霉素抗性基因在基因工程载体上能起什么作用？2.某目的基因切割末端为 ，为使质粒和目的基因连接在一起，质粒应有的一段核苷酸序列及被限制性内切酶切割的末端分别是什么？答案　－ACGCGT－　CGCGT－
　－TGCGCA－；　　A－。答案　用作标记基因，供重组DNA的鉴定与选择。答案拓展应用3.质粒之所以能做基因工程的载体，是由于它
A.含蛋白质，从而能完成生命活动
B.能够自我复制，且能保持连续性
C.含RNA，能够指导蛋白质的合成
D.具有环状结构，能够携带目的基因答案解析解析　质粒存在于细菌和酵母菌等生物中，是一种很小的环状DNA分子，其上有报告基因，便于检测。质粒在受体细胞中，能随受体细胞DNA的复制而复制，进行目的基因的扩增和表达。4.质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。某细菌质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组细菌的外源基因插入点，正确的一组是A.①是c；②是b；③是a
B.①是a和b；②是a；③是b
C.①是a和b；②是b；③是a
D.①是c；②是a；③是b答案解析解析　①细菌能在含氨苄青霉素和四环素的培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因都没有被破坏，所以插入点是c。
②细菌不能在含四环素的培养基上生长，说明其抗四环素基因被破坏，插入点为b。
③细菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素基因被破坏，故插入点为a。标记基因的筛选原理
(1)前提：载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。
(2)过程：将含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞，抗性基因在受体细胞内表达，受体细胞对该抗生素产生抗性，然后在培养基中加入该抗生素。
(3)结果：在培养基上，被抗生素杀死的是没有抗性的受体细胞，没被杀死的是具有抗性的受体细胞，含有目的基因的细胞得以筛选。基因工程的基本原理和技术概念(1)原理：_________
(2) 进行遗传操作
(3) 地改变生物的遗传特性理论
基础(1)艾弗里证明_______________
(2)沃森和克里克发现_____________________
(3)尼伦伯格和霍拉纳破译__________基因重组生物体外DNA是遗传物质DNA分子的双螺旋结构遗传密码定向_________
(“分子手术
刀” )来源：主要存在于 中
作用：识别DNA上某种核苷酸的 和
，切割特定部位的__________
结果：产生___________限制性内基因工程的操作技术切酶基因工程的基本原理和技术(1)识别：不同来源的DNA片段通过_______
相互识别
作用：在两个DNA片段之,　间形成_____
_______________
(“分子缝纫针”)(2)微生物序列位置磷酸二酯键黏性末端DNA连接酶黏性末端磷酸二酯键常用种类： 、 、__________基因工程的操作技术基因工程的基本原理和技术_______
(“分子
运输车”(3)①能够_________
②稳定保存
③具有报告基因，如抗药性基因等必备条件运载体质粒噬菌体动植物病毒自我复制当堂检测1.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基因突变
D.基因工程育种的优点之一是目的性强23451解析　基因工程是对基因(分子结构)的操作而非细胞水平的操作；基因工程可以创造出符合人们要求的新产品，但并非一定是对人类有益的；基因工程产生的变异属于基因重组而不是基因突变；基因工程育种是按照人们的需要进行的，因而目的性强。答案解析√A.①② B.①③ C.①④ D.②③2.下列黏性末端可能由同一种限制酶切割而成的是答案23415解析　只有①和③两个黏性末端的碱基是互补的，可能是由同一种限制酶切开形成的。解析√234153.DNA连接酶的重要功能是
A.DNA复制时催化母链与子链之间形成氢键
B.连接黏性末端的碱基之间的化学键
C.将两条DNA片段末端之间的缝隙连接起来
D.催化DNA片段与单个核苷酸之间形成磷酸二酯键√答案解析解析　DNA连接酶的作用只是催化DNA片段的“缝合”，即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键；它不能催化氢键的形成，也不能使已有的DNA片段与单个核苷酸之间形成磷酸二酯键。4.作为基因的运输工具——基因的运载体，必须具备的条件之一及理由是
A.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目
的基因
B.具有一个至多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C.具有某些报告基因，以便为目的基因的表达提供条件
D.能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选2341答案5解析√解析　作为运载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必须能够在宿主细胞内稳定地保存并大量复制，以便通过复制提供大量的目的基因。同时要具有某些报告基因，是为了通过报告基因是否表达来判断目的基因是否进入了受体细胞，从而对受体细胞进行筛选。运载体要具有一个至多个限制酶切点，则是为了便于与外源基因连接。234155.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。科学家运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题。23415(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是______________________。人的蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是____________。解析　基因工程所用的工具酶是限制酶(限制性内切酶)和DNA连接酶，不同生物的基因之所以能整合在一起，是因为基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的。将目的基因导入受体细胞，离不开运载体的协助，基因工程中常用的运载体除质粒外，还有动植物病毒、噬菌体等。答案解析限制酶(限制性内切酶)DNA连接酶23415—G↓GATCC—
　　　　　　―→(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。答案23415(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是________
___________________________________，“插入”时用的工具是_____
___，其种类有____________________________。基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的运载体质粒、动植物病毒、噬菌体等课件38张PPT。第1课时　目的基因的获得、基因表达载体的构建第4章　第2节　基因工程的操作程序目标导读　
1.阅读教材P72～74图文，掌握获取目的基因的两种方法。
2.结合教材P77图4－11，理解基因表达载体的构建过程。
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1.目的基因的含义及常用获取方法。
2.基因表达载体的构建。
3.大肠杆菌质粒DNA的提取。课堂导入抑制疾病传播的转基因蚊子
巴西等拉美国家深受致倦库蚊的危害。致倦库蚊可携带多种病毒和寄生虫，能够传播脑炎、丝虫等传染病，而这些传染病常年在拉美国家肆虐。为了抑制疾病的传播，巴西科学家培育出了一种转基因雄性致倦库蚊。科学家在雄性致倦库蚊体内植入一种特殊基因，当具该基因的转基因雄蚊与野生雌蚊交配时，这种基因可以进入雌蚊的基因组，并使雌蚊死亡，从而减少了该种蚊子的数量，达到抑制疾病传播的目的。怎样才能最终得到转基因雄蚊呢？让我们一起来学习基因工程的基本操作程序吧！一、目的基因的获得二、基因表达载体的构建内容索引当堂检测一、目的基因的获得1.目的基因：是指人们 的基因，如抗虫基因、抗病基因等。
2.获取目的基因的方法
(1)化学合成法
①概念：利用 直接合成基因。
②适用条件：已知 的、相对分子质量 的目的基因。
③仪器： 。
④缺点：成本昂贵，不适用于序列未知的目的基因。所需要的进行研究化学反应基础梳理核苷酸序列较小DNA自动合成仪(2)从基因组中直接分离法——鸟枪法(如图所示)限制性内切酶同样的限制性内切酶连接酶质粒转化细菌克隆(3)PCR扩增：在掌握了目的基因的部分或全部信息后，可以设计 ，利用 直接扩增目的基因。
(4)反转录法
以 为模板，借助 酶，通过PCR仪合成与mRNA序列互补的 片段，然后在 酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的目的基因。引物DNA扩增仪(PCR仪)mRNA反转录DNADNA聚合问题探究如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。据图分析：答案　三种方法分别是：反转录法、直接分离法和化学合成法，都是在体外进行的。1.图示分别是哪种方法？是在体内还是体外进行的？答案3.三种方法获取的目的基因的碱基对的排列顺序都相同吗？答案答案　不都相同。方法b得到的是天然基因，方法a得到的目的基因和天然基因相比不含内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种。2.三种方法都需要酶，分别是哪些酶？答案　方法a需要反转录酶和DNA聚合酶；方法b需要限制性内切酶；方法c需要DNA聚合酶。拓展应用1.下列获得目的基因的方法中需要模板链的是
①化学合成法　②鸟枪法　③反转录法　④PCR扩增目的基因
A.①② B.②③ C.③④ D.①③解析　化学合成法是利用DNA自动合成仪合成已知核苷酸序列的较小的基因。鸟枪法是用很多个限制性内切酶去切割DNA获得目的基因，和化学合成法一样不需要模板。反转录法利用mRNA作为模板反转录出一条单链DNA，然后以这条单链的DNA为模板合成出双链的DNA，也是目的基因。PCR技术也需要模板。答案解析2.下列属于PCR技术的条件的是
①单链的脱氧核糖核苷酸序列引物　②目的基因所在的DNA片段　③脱氧核糖核苷酸　④核糖核苷酸　⑤DNA连接酶　⑥DNA聚合酶　⑦限制性内切酶
A.①②③⑤ B.①②③⑥
C.①②③⑤⑦ D.①②④⑤⑦答案解析解析　PCR技术需要一对引物，即一对单链的脱氧核糖核苷酸序列引物，①正确；
PCR技术需要模板，即目的基因所在的DNA片段，②正确；
需要脱氧核糖核苷酸作为原料，③正确；
核糖核苷酸是合成RNA的原料，而PCR合成的是DNA，④错误；
采用PCR合成DNA时，不需要DNA连接酶，而需要DNA聚合酶，⑤错误、⑥正确；
体外合成DNA时，不需要限制性内切酶，⑦错误。PCR技术的基本原理和过程
(1)原理：DNA双链复制。
(2)前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列。
(3)过程
第一步：加热至94～98 ℃，DNA解链为单链；
第二步：冷却至40～60 ℃，引物结合到互补DNA链；
第三步：加热至72 ℃左右，热稳定DNA聚合酶(TaqDNA酶)从引物起始进行互补链的合成。
如此重复循环多次。(4)结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。二、基因表达载体的构建1.实验：大肠杆菌质粒DNA的提取
(1)实验原理基础梳理菌体释放上清液：___________
沉淀：___________染色体DNA质粒DNA(2)方法步骤
①在超净工作台上(或在酒精灯旁)，取1 mL含质粒的大肠杆菌菌液，_____
于100 mL LB培养基中，于37 ℃摇床振荡培养8～10 h，如无摇床可每0.5 h用手摇晃一次。
②取1.4 mL菌液于1.5 mL EP管中，以10 000 rpm离心0.5 min，弃 。
③加0.1 mL ，充分混合。
④加入0.2 mL 轻轻翻转混匀，静置5 min(溶液Ⅱ要现配现用)。
⑤再加入0.15 mL ，轻轻翻转混匀，静置5 min。接种上清液预冷的溶液Ⅰ溶液Ⅱ预冷溶液Ⅲ⑥以10 000 rpm离心20 min，取 于另一新EP管中。
⑦加入等体积 的异丙醇或乙醇，混匀后静置于冰箱的冷冻室20～30 min。
⑧10 000 rpm离心15 min，弃上清液。待沉淀稍干后，溶于50 μL蒸馏水中。
⑨取两支试管，分别加入1 mL蒸馏水，其中的一支加入提取的质粒DNA溶液，向两支试管中各加入1 mL ，混匀后，放入沸水中加热5 min。
⑩待试管冷却后，观察两支试管中溶液颜色的变化发现，加入提取的质粒DNA的溶液变 ，另一个不变色。上清液预冷二苯胺蓝2.基因表达载体的构建
(1)构建基因表达载体的原因
①单个基因或DNA片段导入另一生物体的细胞后，往往会被细胞内的
消灭掉，降低了目的基因的表达效率。
②将目的基因和 一起进入受体细胞，可以保护目的基因不被受体细胞识别并破坏。防御系统运载体(2)构建过程
① 酶切割质粒，使环状质粒出现一个切口，露出_____
。
②用同样的 酶切割目的基因，暴露出两个与质粒相同的
。
③用 酶使质粒和目的基因结合成新的 分子表达载体。用限制性内切DNA末端限制性内切DNA末端DNA连接环状质粒DNA2.同一种限制性内切酶切割后的质粒和目的基因片段混合后，是不是一定是质粒和目的基因结合？问题探究结合右图重组质粒的构建过程分析：1.图中①和②分别用到哪种酶？答案　①用限制性内切酶，②用DNA连接酶。答案　不一定。也可能发生质粒的自我环化或者目的基因的自我环化。答案3.重组质粒上除了具有目的基因外，为了方便监测和筛选，还应具备哪种基因？答案　遗传报告基因。答案3.下列关于图中P、Q、R、S、G的描述，正确的是
A.P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNA
B.Q表示限制性内切酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用
C.G是RNA与DNA形成的重组质粒
D.G是转基因形成的重组质粒DNA拓展应用答案解析解析　质粒是很小的环状DNA分子，因此P是质粒DNA，S是外源DNA，G是质粒和外源DNA通过DNA连接酶连接而成的重组质粒；质粒和外源DNA需要经过同一种限制性内切酶切割出相同的黏性末端。4.如图为基因表达载体的模式图，若结构X是表达载体所必需的，则X最可能是
A.氨苄青霉素抗性基因 B.启动子
C.限制酶 D.DNA连接酶答案解析解析　启动子是该表达载体所必需的，功能是启动
插入基因的转录过程。氨苄青霉素抗性基因可以作为报告基因，但不是必须用它作报告基因。限制酶和DNA连接酶都不是表达载体所需要的。基因表达载体的构成目的基因的获得 法______
PCR仪扩增__________
_________基因表达载体的构建启动子
目的基因
终止子
报告基因目的基因从基因组中
直接分离法化学合成鸟枪法反转录法当堂检测1.在基因工程技术中，下列方法与目的基因获得无关的是
A.辐射诱变法 B.从cDNA中获取
C.反转录法 D.人工合成法23451答案√2.如图为用于基因工程的一个质粒示意图。用EcoRⅠ限制性内切酶切割目的基因和该质粒，再用DNA连接酶连接形成重组质粒，然后导入大肠杆菌，最后将大肠杆菌放在四种培养基中培养：a—无抗生素的培养基，b—含四环素的培养基，c—含氨苄青霉素的培养基，d—含四环素和氨苄青霉素的培养基。含重组质粒的大肠杆菌能生长的是答案23415A.a B.a和c
C.a和b D.b和c√234153.不属于目的基因与运载体结合过程的是
A.用一定的限制性内切酶切割质粒，露出黏性末端
B.用同种限制性内切酶切割目的基因，露出黏性末端
C.将切下的目的基因插入质粒的切口处
D.将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增√答案4.下列哪项不是表达载体所必需的组成
A.目的基因 B.启动子
C.终止子 D.抗青霉素基因2341答案5√5.下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。23415请据图回答：
(1)获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在__________的催化下，合成互补的单链DNA，然后在___________作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的________序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的________________序列，再通过化学方法合成所需基因。反转录酶答案解析DNA聚合酶氨基酸脱氧核糖核苷酸解析　利用反转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在反转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下，合成双链DNA分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核糖核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。23415(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有______、____________、4种脱氧核糖核苷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。解析　PCR过程中需要酶、底物、模板、引物等条件。答案解析引物模板(A基因)23415(3)由A和运载体B拼接形成的C通常称为_______________。解析　目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。答案解析23415基因表达载体课件38张PPT。第2课时　目的基因的导入和检测第4章　第2节　基因工程的操作程序目标导读　
1.结合教材P77～81图文，阐明目的基因的导入的四种方法。
2.分析教材P81～83内容，掌握目的基因的检测与表达产物的测定。
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1.目的基因的导入方法。
2.目的基因的检测与表达产物测定的原理方法。课堂导入方式一　通过前面的学习，我们了解了基因工程中目的基因的获取和基因表达载体的构建。
在目的基因与载体连接成重组DNA分子以后，下面的重要工作主要是将其导入受体细胞进行扩增和筛选，获得大量的重组DNA分子，这就是外源基因的无性繁殖，即克隆(cloning)。方式二　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。这是基因工程的第四步工作。以上步骤完成后，在全部的受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。一、目的基因的导入二、目的基因的检测与表达产物的测定内容索引当堂检测一、目的基因的导入1.花粉管通道法(如图)基础梳理(1)概念：是指外源基因利用植物受精后花粉萌发形成的 进入受体细胞，借助天然的 形成含有目的基因的种胚。常用的两种方法有 滴加法和 携带法。
(2)实验：利用花粉管通道法将目的基因导入棉花的实验操作程序
①原理：授粉后使 能沿着花粉管通道渗入，经过珠心通道进入胚囊，转化尚不具备正常 的卵细胞、合子或早期胚胎细胞。
②操作过程
a.提取含有 的总DNA或者 DNA，配成质量分数为______
的溶液。花粉管通道种胚系统柱头花粉粒外源DNA细胞壁目的基因质粒0.01%b.用棉线捆住将要在第二天开花的花朵，不让花朵自动开放。
c.第二天清晨给花朵进行 ，授粉后 ，作好标记。
d.0.5～1 h后用一定浓度的DNA溶液 。
e.收获种子，种植，进行 检测。
(3)特点
①优点：简单经济、快捷实用，且不受植物 的限制，理论上适用于任何 植物。
②缺点：工作效率较低，且后代的遗传情况较复杂。人工授粉套袋涂抹柱头抗虫性基因型开花2.氯化钙法
(1)适用条件：运载体是 ，受体细胞是 。
(2)作用原理：氯化钙使大肠杆菌细胞成为 细胞，细胞膜的
发生变化，允许含有目的基因的 分子进入。质粒大肠杆菌感受态通透性运载体(3)过程重组质粒氯化钙培养液重组质粒(4)结果：短时间内获得大量的目的基因及目的基因的 。
3.农杆菌介导的遗传转化法
(1)农杆菌：是一种土壤 ，侵染植物细胞后，会使植物组织形成 ，受感染的细胞可产生正常细胞不能产生的 ，是农杆菌生长所必需的 。
(2)原理：农杆菌的 质粒上的 可以转移到受体细胞，插入植物
，引起植物细胞的变化。
(3)过程：目的基因插入到Ti质粒的 上 农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和表达。表达产物细菌肿瘤生物碱碳源和氮源TiT--DNA基因组T--DNA(4)应用：在植物转基因技术中占据主导地位，特别是在 植物上尤为普遍。
(5)优点：转化 、 、操作简单，而且转基因后代的遗传组成比较容易分析。
4.基因枪法
将连接到载体上的 的DNA溶液与 共同保温，使DNA吸附于金属颗粒表面，然后，在一个真空的小室中，利用高压放电将带有基因的金属颗粒轰击进入受体，实现转基因的目的。双子叶频率高成本低目的基因金粉或钨粉当受体细胞是动物细胞时，经常采用显微注射技术：目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的转基因动物。小贴士　问题探究右图是农杆菌转化法的示意图，请分析：答案　农杆菌中的Ti质粒上的T--DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且能插入到植物的基因组中。1.在用土壤农杆菌介导的遗传转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，为什么要将目的基因插入到Ti质粒的T--DNA上？答案3.植物基因工程常用的受体细胞可以是体细胞，而动物基因工程一般只用受精卵，为什么？答案答案　植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是体细胞；动物体细胞的全能性受到严格限制，因此，动物基因工程中的受体细胞一般只用受精卵。2.将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞才更有利于导入？答案　基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌细胞时，要用氯化钙处理农杆菌细胞，使其处于感受态，更有利于重组质粒的导入。拓展应用1.下列有关目的基因导入的叙述中，不正确的是
A.我国科学家培育抗虫棉时目的基因的导入使用的是花粉管通道法
B.基因枪法和花粉管通道法的共同特征是都可以导入单纯的目的基因
C.当运载体是质粒，大肠杆菌是受体细胞时可以利用氯化钙法导入目的
基因
D.农杆菌能够将目的基因导入受体细胞的结构是T--DNA解析　基因枪法是将连接到载体上的目的基因的DNA溶液吸附于金属颗粒表面后，送入受体细胞中的，不是单纯的目的基因。答案解析2.将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别采用的方法是
A.显微注射技术　农杆菌介导的遗传转化法
B.基因枪法　花粉管通道法
C.农杆菌介导的遗传转化法　显微注射技术
D.基因枪法　显微注射技术答案解析解析　玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射技术。二、目的基因的检测与表达产物的测定1.形态检测
(1)检测目的基因的表型性状：直接根据 的有无判断目的基因是否表达。
(2)检测报告基因的表型性状：在构建表达载体时，把一个报告基因
( 基因或 基因)与目的基因连在一起，通过检测报告基因的表达情况，来间接检测目的基因的表达。目标性状基础梳理抗生素抗性荧光标记2.分子检测
(1)检测目的基因是否整合到受体生物基因组中
①PCR检测：根据目的基因的序列设计 ，常用PCR技术对基因进行扩增，如果能扩增出目的基因片段，说明目的基因已 到受体细胞中。
②分子杂交检测：把目的基因片段进行 标记或进行______
标记，用标记好的基因段作 ，与受体生物的 进行杂交，如果有 ，说明目的基因已经被导入受体细胞。
(2)检测目的基因是否转录和翻译：提取目的基因的 ，检测目的基因的转录情况，分离目的基因 ，检测目的基因的表达情况。引物整合放射性同位素生物素荧光探针基因组DNA杂交斑点mRNA编码的蛋白质问题探究下图是用基因探针检测目的基因的示意图，据图分析：2.DNA分子杂交的原理是什么？除了用于目的基因的检测与鉴定以外，试举例说明还有哪些应用？1.图中的基因探针的本质是什么？答案　用放射性同位素或生物素荧光标记好的目的基因的单链片段。答案　碱基互补配对原则。还可用于亲子鉴定、刑事侦察、生物亲缘关系确定等。答案3.可不可以用这种探针检测目的基因是否转录？如何检测？答案　可以。从转基因生物中提取的是mRNA，用标记的目的基因作探针，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。答案　用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。4.检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？答案拓展应用3.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，只有通过检测和鉴定才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是
①检测受体细胞是否有目的基因　②检测受体细胞是否有致病基因　
③检测目的基因是否转录出mRNA　④检测目的基因是否翻译成蛋白质
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④答案解析解析　目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针与基因组DNA杂交，还可用PCR检测。检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是DNA—mRNA杂交。最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。解析　兔成熟红细胞中无细胞核和核糖体，所以兔血红蛋白基因在兔成熟红细胞中不能表达产生兔血红蛋白。4.下表有关基因表达的选项中，不可能的是答案解析目的基因的导入植物 法
介导的遗传转化法
法动物显微注射技术
细胞核移植法微生物： 法目的基因的检测与表达形态检测分子检测 检测
分子杂交检测花粉管通道农杆菌基因枪氯化钙PCR当堂检测1.我国科技工作者利用基因工程方法成功培育出抗虫棉，下列导入目的基因的做法，正确的是
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中　②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中　③将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养　④花粉管未愈合前，剪去柱头，滴加编码毒素蛋白的DNA序列，使其借助花粉管通道进入受体细胞
A.①② B.②③
C.③④ D.①④23451答案解析√解析　基因工程一般要经历四个步骤：首先获得目的基因，即获得编码毒素蛋白的DNA序列，再将其与运载体(质粒)结合，形成重组质粒。然后，把它导入受体细胞(棉的体细胞或受精卵)，随着受体细胞繁殖而复制，最终表达出所需要的性状。234512.下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是
A.常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细
胞，遗传物质相对较少
B.受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感
受态
C.感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度
D.感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH
即可，没必要用缓冲液答案23415解析√解析　将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH。23415234153.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中的表达的是
A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白√答案解析解析　基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达。A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。4.检测转基因生物是否转录出mRNA，应通过何种分子杂交方法实现
A.DNA—DNA杂交
B.DNA—RNA杂交
C.RNA—蛋白质杂交
D.抗原—抗体杂交2341答案5解析　A、B、D三项分别是在复制、转录和翻译水平上检测基因工程是否成功，C项所述分子杂交方法是不存在的。解析√5.萤火虫能发光是因为萤火虫体内通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也能使植物体发光，一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取的。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内生产荧光素酶。请你根据已知的知识回答下列有关问题：
(1)获取目的基因通常有两种途径，分别为____________________________
_______。23415化学合成法和从基因组中直接答案分离法(2)在该过程中需要多种酶的参与，其中包括________________________等。
(3)下列可作为受体细胞的生物有
A.土壤农杆菌 B.结核杆菌
C.噬菌体 D.病毒
(4)在此转基因工程中，是由质粒承担运载体的。在将体外重组的DNA插入大肠杆菌体内之前通常要用__________处理大肠杆菌，目的是____________________________________________________。答案限制性内切酶、DNA连接酶氯化钙23415增大细胞膜的通透性，使重组质粒能够导入到受体细胞内√(5)由于荧光素酶的特殊作用，人们一直设想将其基因作为实验工具，将它和某一基因连接在一起导入植物体内，如与固氮基因连接在一起导入植物体内，判断固氮基因是否导入的方法是__________________。
(6)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是_________和__________________________________________________
_________。答案检测植物是否发光目的明确23415培育周期短　可以克服远缘杂交不亲和的障碍(只要合理，两点即可)课件39张PPT。第3节　基因工程的应用及产业化前景第4章　基因工程目标导读　
1.阅读教材P83～86内容，了解动植物基因工程成果。
2.分析教材P86～91图文，简述基因治疗和基因芯片。
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1.动植物基因工程成果。
2.基因治疗和基因芯片。课堂导入方式一　基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的几十年间，得到了飞速的发展，目前已经成为生物科学的核心技术。基因工程在实际应用领域——农牧业、工业、环境、能源和医疗卫生等方面，也展示出美好的前景。我们今天就一起来分享一下它的成果吧！方式二　胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100 kg胰腺只能提取4～5 g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%～50%。可以看出利用转基因微生物生产药物与传统的制药相比的优越性：无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品、降低生产成本，减少生产人员和管理人员，而且可以解决传统制药中原料来源不足的问题。
基因工程取得了哪些丰硕成果，还有哪些进展，让我们一起来学习吧。一、动植物基因工程成果二、基因治疗和基因芯片内容索引当堂检测一、动植物基因工程成果1.植物基因工程成果
(1)突破了传统杂交育种的局限性
①传统杂交育种的不足：育种周期 ，易丢失 。
②转基因植物的实例
a.抗病植物：如抗病毒的烟草和马铃薯是导入了 基因。
b.抗虫植物：抗虫玉米和抗虫棉花是把 体内的一种编码____
的基因导入玉米和棉花，减少了喷洒农药造成的污染。长优良基因基础梳理抗病毒苏云金杆菌毒素蛋白c.优质植物：把编码赖氨酸的基因转入小麦 ，培育出了富含赖氨酸的小麦。
③转基因技术的优点：克服了 或不能杂交的障碍，使得生物界存在的抗病虫害基因、优良的品质基因等都可以重组到植物 上，从而培育出优良的品种，同时还缩短了 。
(2)开辟了生产疫苗的新途径：科学家培育出一种可以生产 的转基因胡萝卜，通过 就可以达到接种疫苗的效果。基因组远源种及种间杂交不育染色体育种周期乙肝疫苗生吃或榨汁食用2.动物基因工程成果
(1)改良畜禽经济性状的新思路
①快速生长动物：通过转基因技术，使受体动物合成某些必需的 ，或改变动物的 系统，进而促进动物生长、提高饲料的利用率。如把人的 基因导入猪的 得到的转基因猪生长速度和饲料利用效率显著提高。
②抗病动物：将抗病基因导入动物体内，提高动物的抗病能力。氨基酸生长调节生长激素受精卵(2)动物生物反应器为医药事业开辟了新途径
①乳腺生物反应器的优势
a.乳腺是 器官，乳汁不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。
b.从乳汁中获取的基因产物，不但 ，而且表达的蛋白质经过充分的修饰加工，具有 的生物活性。
②动物生物反应器生产的药物
α1－抗胰蛋白酶、凝血因子、 激素等。外分泌产量高，易提纯稳定生长知识提炼　基因工程育种和传统杂交育种的比较问题探究应用生物工程技术可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：答案　限制性内切酶、DNA连接酶；显微注射技术。1.在培育转人生长激素基因牛的过程中，①过程需要的工具酶有哪些？②过程常用的方法是什么？答案3.要使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，应如何设计？答案答案　在人生长激素基因的上游连接上专一在乳腺细胞中表达的蛋白质基因的启动子。2.该转基因牛的所有细胞中都有人的生长激素基因吗？为什么？答案　都有。因为该转基因牛的所有细胞都来自受精卵的有丝分裂。5.抗虫棉培育成功后，其效果会不会持久不变？答案答案　不会，棉铃虫也会对其产生抗性。4.抗虫棉的培育过程中，受体细胞一定也是受精卵吗？答案　不一定。也可以是体细胞。拓展应用1.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。请回答下列问题：
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是____________。解析　在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射的方法导入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素，在进行基因转移时，当作受体细胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组，通常采用的是DNA分子杂交技术。答案解析显微注射法(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。答案受精卵(或早期胚胎)受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达分子杂交检测膀胱上皮二、基因治疗和基因芯片1.基因治疗
(1)基本原理：将 的基因通过某种载体导入人体细胞中有
的部位，并使目的基因在机体内 ，达到防治疾病的目的。
(2)操作程序： 的选择和制备→ 的选择→靶细胞的选择→目的基因进入 的方式→外源基因表达的 。
(3)治疗对象： 、严重贫血、关节炎、心血管病、癌症、甚至艾滋病等疑难顽症。健康和正常基础梳理缺损或有变异基因有效表达目的基因运载体靶细胞检测血友病(4)存在的问题
①目的基因的安全性问题
a.应确认目的基因进入人体后不会产生有害的 。
b.目的基因的表达应有一定的 。遗传变异可控性③致病多基因问题：对多基因遗传病难以收到较好的疗效。②运载体问题靶向性安全免疫反应2.基因芯片
(1)制作过程
将多个DNA片段粘在玻璃上，将每一个DNA片段的 和所粘贴的位置贮存到计算机里。
(2)工作原理：分子杂交技术。
待测DNA样品→ 标记→与基因芯片进行 →信号输入计算机统计分析→检测出待测样品的 序列。序列信息荧光分子杂交DNA(3)优点：一次可以检测大量的基因。
(4)基因芯片的用途
①监测 的变化、分析基因 、寻找新的基因和新的药物分子。
②研究基因的功能以及生物体在进化、发育、遗传等过程中的规律。基因表达序列问题探究复合型免疫缺陷症是一种遗传疾病，患者由于腺苷脱氨酶基因出现缺陷，造成体内缺乏腺苷脱氨酶；而腺苷脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必需的，因此，患者不能抵抗病原微生物的威胁。下图是用基因治疗的方法治疗该病的过程图，请分析下列问题：1.治疗该病可不可以将正常人的免疫细胞直接输入患者体内？答案　不行。会发生排斥反应，输入的细胞无法存活。答案　淋巴细胞。腺苷脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，淋巴细胞中具有这种酶才能产生免疫物质。2.研究人员将腺苷脱氨酶基因转入患者的什么细胞？为什么不能转入其他的体细胞？答案答案　存在。基因治疗只是导入正常基因，并没有去除缺陷基因。3.经基因治疗的患者体内是否还存在缺陷基因？答案　鉴定患者产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。4.怎样鉴定该患者是否治疗成功？知识拓展　体外基因治疗和体内基因治疗的比较解析　基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入病人的靶细胞，以纠正基因的缺陷，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。拓展应用2.基因治疗是指
A.用DNA探针修复缺陷基因
B.用DNA探针检测疾病
C.将正常基因导入有基因缺陷的细胞中
D.将外源基因导入受体细胞答案解析解析　基因芯片可以用于监测基因表达的变化、分析基因序列、寻找新的基因和新的药物分子，还可以用来研究基因的功能以及生物体在进化、发育、遗传等过程中的规律。3.下列关于基因芯片的应用的叙述，错误的是
A.对药物进行基因芯片检测
B.只能对细胞分化的基因表达情况进行分析
C.通过对正常和疾病状态下基因表达情况的研究可以寻找和发现新基因
D.研究生物体在进化、发育和遗传过程中的规律答案解析基因工程的应用植物基
因工程突破了传统杂交的局限常见转基因植物： 的烟草和马铃薯，
玉米、棉花，富含 的小麦抗病毒抗虫优点(1)克服了_____________________
____________的障碍
(2)缩短了_________开辟了生产疫苗的新途径赖氨酸 远源种及种间杂交不育
或不能杂交育种周期基因工程的应用动物基
因工程(1)加快畜禽的生长速度
(2)动物生物反应器： ，生产的药物如α1--抗胰蛋白酶、
、__________乳腺人凝血因子基因治疗原理： (基因工程)
治疗对象：血友病等多种 遗传病
存在问题：目的基因的 问题， 问题和_____
问题生长激素基因重组单基因或多基因安全性运载体致病多基因原理：______________
主要过程：荧光标记的 与基因芯片上已
知的DNA片段_____
优点：一次可以检测大量的基因
用途：监测基因表达的变化，寻找致病基因等DNA分子杂交基因
芯片DNA探针基因工程的应用杂交当堂检测1.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
A.单倍体育种 B.杂交育种
C.基因工程育种 D.多倍体育种23451解析　要让动物蛋白在植物体内表达，必须将控制动物蛋白合成的相关基因导入植物细胞中并让其表达，因此需要通过基因工程技术才能实现。答案解析√2.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，不会变异答案23415解析　抗病毒转基因植物只能抵抗某些病毒，不是所有病毒，不可以抗虫，抗病毒基因和植物体其他基因一样存在基因突变的可能。解析√234153.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，下列相关叙述中，正确的是
①该技术将导致定向变异　②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来　③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料　④受精卵是理想的受体
A.①②③④ B.①③④
C.②③④ D.①②④√答案4.治疗复合型免疫缺陷症、白化病、囊性纤维化病等人类遗传病的根本途径是
A.口服化学药物
B.注射化学药物
C.利用辐射或药物诱发致病基因突变
D.采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响2341答案5解析　治疗遗传病的根本途径是基因治疗。解析√5.如图所示为人体正常红细胞和镰刀型细胞贫血症患者红细胞形态及镰刀型细胞贫血症的基因治疗过程，请回答以下问题：23415(1)___图细胞为镰刀型细胞贫血症的红细胞，这种病是由于__________造成的。解析　由于基因突变使红细胞在形态上呈镰刀状而易破碎，如图乙。乙答案解析基因突变(2)写出以下结构或物质的名称：
A.________________________________；D._____________。解析　在基因治疗过程中，A为目的基因，可以与运载体结合后导入受体细胞中，D作为受体细胞，应为具有持续分裂能力的造血干细胞。答案解析合成血红蛋白的正常基因(目的基因)造血干细胞23415(3)写出以下过程的操作内容：
①__________________________；
②用携带正常基因的运载体(病毒)侵染造血干细胞；
③_____________________________________________________；
④________________________________________________________。解析　基因治疗过程应有四个步骤；其中③为将基因表达载体导入受体细胞D的染色体上，④为将具有正常功能的造血干细胞转移至体内，由此可知，此过程为体外基因治疗。答案解析将正常基因导入到运载体中将基因表达载体(携带正常基因)导入到造血干细胞染色体上23415将经过改造的造血干细胞输入到患者骨髓中产生正常的血细胞课件32张PPT。第4节　蛋白质工程的崛起第4章　基因工程目标导读　
1.阅读教材P91～92内容，了解蛋白质工程的诞生。
2.分析教材P92内容，阐述蛋白质工程的研究与应用。
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1.蛋白质工程的诞生。
2.蛋白质工程的研究与应用。课堂导入方式一　人类可以创造出自然界不存在的蛋白质吗？答案是肯定的。例如：科学家已生产出一种以前必须从南极鱼类身体中提取的抗冻蛋白质。这一技术可用于储存大量新鲜的动植物和人类的组织细胞，防止形成冰晶，破坏脆弱的细胞膜和细胞的内部结构。你想了解这方面的知识吗？请跟着我一起学习：蛋白质工程的崛起。方式二　基因工程的诞生，为克服远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望，并取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了自然界现有基因在转基因生物中的表达。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能符合特定物种生存的需要，却不一定能完全满足人类生产和生活的需要。
于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。一、蛋白质工程的诞生二、蛋白质工程的研究与应用内容索引当堂检测一、蛋白质工程的诞生1.概念：蛋白质工程是根据蛋白质的 以及结构与功能之间的相互关系，利用 的手段，按照人类自身的需要，____
地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、 不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。
2.方法
(1)多肽合成法：利用 ，直接合成一种全新的蛋白质。
(2)基因改造法：利用基因工程手段对负责编码某种蛋白质的 进行改造设计，合成出更符合人们要求的蛋白质。精细结构与生物活性基因工程基础梳理定向自然界多肽合成仪基因问题探究天然的干扰素很难在体外保存，如果能把其中的一个半胱氨酸替换成丝氨酸，在体外－70 ℃下可以保存半年，据此分析：答案　应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下：
(1)天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
(2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。1.对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？答案3.蛋白质工程是否需要限制性内切酶和DNA连接酶等工具？答案答案　需要。蛋白质工程要改造DNA、构建基因表达载体，即按照基因工程的操作，最后获得所需要的目的蛋白质，因此该过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶等工具。2.为什么改变一个氨基酸就可以改变蛋白质的稳定性甚至某种蛋白酶的活性？答案　蛋白质的结构是由其氨基酸组成决定的，个别氨基酸的改变就会导致其结构的改变，从而影响到其性质和功能。拓展应用1.蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是
A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构
C.肽链结构 D.基因结构答案2.下列哪项不是蛋白质工程的研究内容
A.分析蛋白质分子的精细结构
B.对蛋白质进行有目的的改造
C.分析氨基酸的化学组成
D.按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质答案解析解析　蛋白质工程就是指根据蛋白质的精细结构与生物活性以及结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人的意愿改造蛋白质分子，形成自然界中不存在的蛋白质分子，对蛋白质的改造包括氨基酸的种类、数量和排列顺序，但不包括氨基酸的化学组成。二、蛋白质工程的研究与应用1.研究内容
通过基因工程技术分析蛋白质的 ，对蛋白质进行分离纯化，测定蛋白质的序列并对其 进行分析，通过计算机辅助设计 ，对编码蛋白质的DNA进行 等。
2.应用举例
(1)工业
改造天然生物酶或者设计制造出全新的 ，使其适应特殊的工业过程。DNA编码序列基础梳理结构与功能突变区定点突变改造人工酶或人工蛋白(2)农业
改造 酶，使其固定CO2能力提高，光呼吸作用减弱，就能提高光合作用的效率。
(3)环保
改造 ，转移到微生物或植物中，加强吸附重金属的能力，保护生态环境。RuBP羧化金属硫蛋白知识拓展　基因的定点诱变技术
基因定点诱变技术的具体操作方法较多，其中PCR法是目前常用的方法之一。PCR法利用人工合成带有突变位点的诱变引物，通过PCR扩增而获得定点突变的基因，再通过基因工程的方法将突变基因导入受体细胞，经过转录和翻译就可以合成所需的蛋白质。1.⑤过程和①②过程有何不同？答案　⑤过程和①②过程基本相反。答案　都遵循中心法则。基因工程指导合成天然蛋白质的过程是遵循中心法则的；蛋白质工程操作时，经改造的基因表达所需要的蛋白质仍需遵循中心法则。2.基因工程和蛋白质工程是否都遵循中心法则？为什么？问题探究下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：答案答案　不同。(1)操作对象不同：蛋白质工程的操作对象是天然基因改造后的基因；基因工程的操作对象是天然基因。
(2)得到的蛋白质不同：蛋白质工程可以得到自然界没有的新的蛋白质；基因工程得到的是自然界原有的蛋白质。答案　蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。4.有人把蛋白质工程称为第二代基因工程，你如何理解？3.蛋白质工程和基因工程的操作对象以及得到的蛋白质相同吗？分别体现在哪些方面？答案解析　富含赖氨酸的蛋白质是自然界中已有的蛋白质，基因工程只是把该蛋白质基因转入玉米细胞，并使之合成该蛋白质，属于基因工程；更换赖氨酸合成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸，是对自然界中已有的蛋白质进行改造，属于蛋白质工程。拓展应用3.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞，可以提高玉米中的赖氨酸含量；更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸，使两种酶的活性提高，也可以提高玉米中的赖氨酸含量。以上两种技术分别属于
A.基因工程、基因工程 B.蛋白质工程、蛋白质工程
C.基因工程、蛋白质工程 D.蛋白质工程、基因工程答案解析4.某多肽链的一段氨基酸序列是：
……—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—……
(部分氨基酸的密码子为：甲硫氨酸—AUG；色氨酸—UGG；苯丙氨酸—UUU、UUC)
(1)怎样得出决定这一段肽链的脱氧核糖核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。答案(2)确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因(DNA)?
___________________________________________________________________________________。答案根据DNA的碱基对序列或改造后的DNA碱基对序列，利用四种脱氧核糖核苷酸进行人工合成蛋白质工程与基因工程比较蛋白质工程的崛起蛋白质工程的诞生定义
局限蛋白质工程的研究与应用 改造
合成新的蛋白质
第二代__________蛋白质基因工程当堂检测1.蛋白质工程制造的蛋白质是
A.天然蛋白质
B.稀有蛋白质
C.自然界中不存在的蛋白质
D.尚没有制造出来23451解析　蛋白质工程是对基因进行改造进而产生符合人们需要的蛋白质，因此不再是天然的蛋白质。答案解析√2.添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低，影响了洗衣粉的洗涤效果。若让你用生物工程的方法改变此酶的特性，首先考虑的是
A.基因工程 B.蛋白质工程
C.诱变 D细胞工程答案23415解析　可通过蛋白质工程实现对蛋白质改造的目的。解析√234153.科学家将β－干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素分子上的半胱氨酸变成丝氨酸，结果大大提高了β－干扰素的抗病毒活性，并且提高了贮存稳定性。该生物技术为
A.蛋白质工程 B.基因工程
C.基因突变 D.细胞工程√答案解析解析　题干中的操作涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的β－干扰素也不是天然β－干扰素，而是经过改造的，是具有人类所需优点的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术为蛋白质工程。4.基因工程与蛋白质工程的区别是
A.基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B.基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天
然存在的蛋白质
C.基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)的操作
D.基因工程完全不同于蛋白质工程2341答案5解析√解析　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，是从分子水平对蛋白质进行改造设计，直接对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活需求，而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品，因此，基因工程只能生产自然界中已存在的蛋白质。234155.如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：23415(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是___________________。蛋白质的预期功能答案(2)通过人工合成DNA形成的新基因应与________结合后转移到____________________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有__________、__________和发酵工程。
(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是__________
____________________________________________________________________________________________________。答案运载体大肠杆菌等受体细胞23415蛋白质工程基因工程根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核糖核苷酸序列，然
后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因课件18张PPT。章末整合提升第5章　生物技术的安全性和伦理问题知识系统构建规律方法整合内容索引知识系统构建特基因作物引起的风波转基因生物的风险防
范措施生物技术带来的道德问题生物武器对人类的危害生物武器的防范规律方法整合整合一　对转基因生物安全性的争论1.转基因生物与食品安全2.转基因生物与生物安全3.转基因生物与环境安全4.理性看待转基因技术
(1)坚持正确的社会舆论导向，将有利于决策者做出正确的决策，从而促进科学技术的发展。
(2)面对转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，而不能因噎废食。
(3)各国对转基因技术都制定了符合本国利益的政策和法规。
例1　下列关于转基因安全性的叙述，错误的是
A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
B.转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中
C.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D.转基因植物的目的基因可能转入根际微生物答案解析解析　目的基因为DNA分子，动物食用后会消化成小分子物质，所以目的基因不会转入动物体细胞中，B项错误。整合二　生殖性克隆和治疗性克隆1.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。
2.治疗性克隆和干细胞研究密切相关。所谓治疗性克隆，是指先从需要救治的病人身上提取细胞，然后将该细胞的遗传物质植入一个去除了细胞核的卵细胞之中，该卵细胞开始自行分裂，直到形成一个早期胚胎(若该早期胚胎被置入代孕妇女子宫中，便能发育成克隆人)。从这个早期胚胎中即可提取对生命成长发育起主导作用的细胞——胚胎干细胞，胚胎干细胞经过相应的技术处理，便可发展成该病人所需要的各种组织。由于再造的细胞及组织的基因与病人的基因相同，可以解决以前器官移植治疗方法中的免疫排斥难题。通过这项技术，因疾病引起的器官功能衰竭、意外事故引起的伤残等，都能得到有效的治疗或治愈。
例2　下列说法正确的是
A.克隆人在理论上是可以的，在技术上也没有不可逾越的难关
B.在医学上，通过遗传病基因检测后，进行胎儿性别的选择也是违法的
C.治疗性克隆和生殖性克隆是一回事
D.用于器官移植时，可以克隆人答案解析解析　治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定细胞和组织，用于治疗性移植。生殖性克隆：指将克隆技术用于生育目的，即用于产生人类个体。医学上通过对遗传基因检测进行性别选择，避免产生患病后代，是优生优育措施，不违法；用于器官移植时可以进行治疗性克隆，但不能克隆人。整合三　试管婴儿与设计试管婴儿1.试管婴儿：将精子和卵子从人体中取出来，在人工提供的条件下(通常在试管中)进行受精，并让体外授精的受精卵在试管中发育，再把发育到一定阶段的胚胎移植到“代孕母亲”的子宫内，继续发育直至诞生。过程如下：2.设计试管婴儿：在试管婴儿培育的技术基础上，在早期胚胎移入母体子宫之前，对胚胎进行遗传学诊断，如诊断血型、诊断性别、诊断HLA的类型等，有选择性地把胚胎植入母体子宫，以达到生出所需类型婴儿的一种技术手段。过程如下：
例3　关于设计试管婴儿的问题，下列哪项不符合道德规范
A.利用设计试管婴儿提供骨髓造血干细胞，救治病人
B.利用设计试管婴儿技术设计畸形胎儿，以供展览
C.利用试管婴儿的脐带血
D.设计试管婴儿，不一定非考虑其性别答案解析解析　设计试管婴儿不同于解决不孕夫妇的生育问题出现的试管婴儿。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。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违背伦理道德。课件33张PPT。第1节　转基因生物的安全性问题第5章　生物技术的安全性和伦理问题目标导读　
1.分析教材P96～99内容，了解转基因作物引起的风波和安全评价。
2.结合教材P99～100内容，简述转基因生物的风险防范措施。
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1.转基因作物引起的风波和安全评价。
2.转基因生物的风险防范措施。课堂导入方式一　随着转基因技术日趋成熟，由实验室走向农田，不少转基因作物及其产品已在生活中与人们休戚相关。与此同时，转基因作物的生态风险，可能带来的环境问题、转基因产品作为食品对人体的健康问题等，已引起世界性的“生物安全”的讨论。作为一名普通的民众，对于生物技术带来的安全性和伦理问题，我们究竟该采取怎样的态度？作为普通民众，我们有义务接受正确的科学知识，理性地参与讨论，为国家的立法提供基础。方式二　“转基因是否安全？”近年来，这个问题在各种平台上被不断追问。一方面，转基因食品、农作物、种子已经大量进入生活，事实上，在世界范围内都已经很难找出没有吃过转基因食品的人；另一方面，有关转基因食品的一系列疑问，还有待澄清。请同学们思考一下，我们该如何看待生物技术带来的伦理问题？转基因食品的安全性应当如何科学的评价？一、转基因作物引起的风波及安全评价二、转基因生物的风险防范措施内容索引当堂检测一、转基因作物引起的风波及安全评价1.转基因作物引起的风波
(1)转基因作物的种植现状基础梳理①转基因作物的种植面积快速增加：其中面积最大的前4个国家分别是
、阿根廷、加拿大和 。欧洲种植较少。
②转基因作物的种类多种多样：其中种植面积最大的是 ，其次是
，我国种植最多的转基因作物是 。美国中国大豆玉米棉花(2)转基因作物引起的风波雪花莲凝集素Bt 基因Bt 基因2.转基因作物的安全评价
(1)环境安全性
①存在风险：转入的基因可能从转基因植物的体内 到环境中，破坏生态环境，打破原有的生物种群间的 。
②解决方案：做好转基因植物的安全评价工作；考虑转基因植物释放区是否有近缘野生种，评估漂移后果。漂移动态平衡(2)转基因食品的安全性
①存在风险：转入的外源基因或 可能对人畜有毒，有一些控制 的基因可能转入新的植物中。
②解决方案：
要确保转入的外源基因或基因产物对人畜无害，严格控制形成过敏源的基因进入新的植物中，以免造成危害。基因产物过敏源归纳提炼　(1)转基因技术的优点和缺点(2)对待转基因生物的正确态度是趋利避害，而不能因噎废食。
(3)各个国家对转基因技术都制定了符合本国利益的政策和法规。问题探究结合教材99页的关于抗虫棉的热点讨论，思考并回答下列问题：
1.从环境污染与保护的角度考虑，种植抗虫棉有什么益处？答案　抗虫棉的种植减少了农药的使用，降低了环境污染。答案2.抗虫棉的种植可能会导致棉铃虫减少，天敌减少，其他次要害虫数量上升，为什么？这可能会导致什么后果？答案　天敌因为缺少食物而减少，其他害虫缺少了棉铃虫这种竞争者而数量上升，这会导致原有的生态平衡被破坏。答案3.棉铃虫也可能会对抗虫棉产生抗性，如果将普通棉花和抗虫棉混合种植，这种抗性的产生会加快还是减慢？为什么？答案　会减慢。抗虫棉上生活的抗性强的棉铃虫和普通棉花上生活的抗性差的棉铃虫进行基因交流，减缓了抗性基因频率的上升速度。1.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受到抑制，因无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类的安全性评价中，不符合生物学原理的是
A.安全。玉米的蛋白酶抑制剂对人体的消化酶很可能无影响，因为人体消化酶
和害虫消化酶结构上存在差异
B.安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，
不抑制人体消化酶
C.不安全。玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人无法消化蛋
白质而患病
D.不安全。玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链在人体细胞内表达，使人体
无法消化食物而患病拓展应用答案2.二十世纪九十年代，乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家研究其原因发现，是一种新的病毒引发的疾病，而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实有力地支持了下列观点的是
A.转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物
的生存
B.导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病原
体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体
C.转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播进入杂草中，使杂草
成为除不掉的“超级杂草”
D.抗虫棉能抵抗棉铃虫,但随着棉铃虫抗性的增强，抗虫棉有可能被淘汰答案二、转基因生物的风险防范措施1.制定管理法规
(1)世界主要发达国家和部分发展中国家都已制定了各自对转基因生物的管理法规，负责对其安全性进行 。
(2)我国有《基因工程安全管理办法》、《农业生物基因工程安全管理实施办法》和《农业转基因生物安全管理条例》，《条例》规定国家对农业转基因生物实行 制度。评价和监控基础梳理分级管理评价2.对转基因研究加强监控
在转基因生物或其他研究过程中，要求科学家能严格地遵守 ，对转基因生物进行严格、科学的 ，各国政府的相关部门加强监控，我们完全可以控制转基因技术可能带来的风险，使之造福于全人类。科学道德安全评价知识拓展　我国对转基因食品的安全性监控和预防的措施
(1)立法：是监控农业转基因生物安全的有力措施。
(2)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，才可以进入下一阶段。
(3)安全评价内容具体而严格：①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。
②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？是否可能变成超级杂草？会不会把外源基因转移给其他生物等。2.对转基因生物的风险防范措施有哪些？问题探究1.如何正确对待转基因技术取得的成果？答案　在生产和生活的某些方面，人类已离不开转基因技术成果，因此应充分利用其优点，同时关注、限制其缺点。答案　(1)立法监控；
(2)多环节监控；
(3)安全评价。答案解析　转基因技术能提高农作物的产量和质量，因此未来农业的发展主要靠基因工程。拓展应用3.下列哪项不利于转基因生物安全性问题的解决
A.1993年，我国制定了《基因工程安全管理办法》
B.2002年，我国农业部颁布了《农业转基因生物标识管理办法》
C.加强对转基因生物的安全性检测
D.减少转基因农作物的种植面积答案解析解析　转基因植物与其他植物间主要通过花粉发生基因交流，将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，将遵循母系遗传的特点，目的基因不会转移到自然界中的其他生物，而造成污染。4.为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是
A.叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中
B.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C.转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
D.植物杂交的后代不会出现一定的性状分离答案解析转基因作物引起的风波转基因作物的安全评价转基因作物的 安全性
转基因 的安全性转基因生物的安全性问题环境食品转基因生物的风险防范措施当堂检测1.下列关于转基因植物的叙述，正确的是
A.转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中
B.转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D.如果转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题23451解析　转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中；由于植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因的植物可使昆虫群体抗性基因频率增加；动物的生长激素基因转入植物后也能表达；转基因技术的安全性问题，要通过验证才能得到证明。答案解析√2.下列选项中明显体现了转基因生物引发的食品安全问题的是
A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大
B.转基因大米中含有β－胡萝卜素，营养丰富，产量高
C.转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏
D.让转基因牛为人类生产凝血因子，并在牛奶中提取答案23415解析　转基因生物引发食品安全的理由是：对食品的安全性检测不够，担心出现滞后效应，担心出现新的过敏原，担心营养成分改变，把动物蛋白基因转入农作物，侵犯宗教信仰者或素食者权益。C项体现出转基因生物引发的食品安全问题，A、B、D三项均不能体现。解析√234153.下列选项不是转基因食物潜在的安全隐患的是
A.转基因植物有可能合成对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
B.转基因植物合成的某些新蛋白质有可能成为某些人的过敏原
C.某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物
营养成分的改变
D.某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体，增强相应细胞的免疫力√答案解析解析　转基因生物引发食品安全的理由主要有：对食物的安全性检测不够；担心出现滞后效应；担心出现新的过敏原；担心营养成分的改变等。D项属于转基因生物在生物制药方面的应用。解析　面对转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。4.面对转基因生物的安全性问题，以下解决的方法中合理的是
A.一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要求马上停止实验，并封存
重组生物
B.要求对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋
白质
C.对用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用在40 ℃下便会死
去的菌株
D.把重组DNA的转移限制在没有遗传缺陷的生物上2341答案5解析√5.在对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物质通过组织细胞扩散到茎和其他叶片上，启动蛋白酶抑制剂的基因后，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。
人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。试分析回答下列问题：
(1)番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的_______处合成的。23415核糖体答案(2)将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内，使玉米形成新的性状，这种变异属于__________。解析　玉米获得了外源基因，产生了新的性状，应属于基因重组。答案解析基因重组23415(3)能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？________。说明理由：____________________________________________。解析　玉米获得的抗虫性状，仅对这类具有相同消化酶的害虫有效，对于其他种类害虫无抗性，所以仅起到一定的生态效益，还要防治其他害虫。答案解析23415不赞成转基因玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害虫课件38张PPT。第2节　生物技术中的伦理道德问题第5章　生物技术的安全性和伦理问题目标导读　
1.阅读教材P101～103内容，了解生物技术带来的道德问题。
2.分析教材P103～105内容，认识生物技术面临的伦理问题。
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1.生物技术带来的道德问题。
2.生物技术面临的伦理问题。课堂导入方式一　“逃出克隆岛”
“两个青年和数百名居民居住在21世纪中叶的一个与世隔绝的社区里。和所有其他居民一样，希望自己被选中成为神秘岛的访客。据说那是地球上最后一片净土，然而青年随即发现所有它存在的证据全是谎言，他与社区内所有居民一样都是克隆人，他们生存的唯一目的就是给宿主提供各种需要更新的器官。为避免任人宰割，成为别人的“零件加工厂”，青年毅然决定展开逃亡之旅，寻找身世之谜”。这是影片《逃出克隆岛》中所讲述的故事情节。影片向人们提出了许多问题，诸如利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道。克隆人该不该有人权等。如果将来某一天你也需要用“克隆人”的器官来挽救生命，你会接受“克隆人”的器官吗？方式二　生物技术革命的浪潮席卷全球，不仅带来巨大的社会效益和经济效益，而且也对人们传统的观念造成极大的冲击，在持有不同价值观的人群中引起了激烈的争论。例如，人工授精曾一度被认为是对人类的威胁，目前克隆人又带来了同样的恐惧。生物技术介入人类自身的繁衍，带给我们的究竟是祸还是福呢？一、生物技术带来的道德问题二、生物技术面临的伦理问题内容索引当堂检测一、生物技术带来的道德问题1.生物技术是把双刃剑农业革命减少基础梳理性别比例失衡2.生物技术带来的道德问题
(1)基因歧视
①含义：是指社会各方面对有 的人的歧视性对待。
②结果：形成新的 ，产生 的社会问题。
(2)基因决定论
①含义：基因是万能的，人的一切都是由 决定的。
②结果：强调先天因素的决定作用，忽视了 对人的多重影响。
(3)导致社会和政治事件
由遗传基因引起的 、 和 必然会成为更严重的全球性问题。基因缺陷弱势群体不公平基因环境、社会因素种族仇视性别歧视年龄歧视问题探究战争狂人希特勒鼓吹的种族优劣论，放到现在就是典型的“基因决定论”，从生物学角度分析这种理论的荒谬之处：
1.从自然选择的角度分析，基因的优劣是绝对的吗？答案　不是。基因是有利还是有害是相对的，这取决于生物所处的环境，因此没有绝对的优势基因。答案2.从基因与性状的关系分析，基因决定论为什么错误？答案　生物的性状是基因型和环境共同作用的结果，不是全由基因决定。拓展应用1.阅读下面的文章，回答问题：
美国公平就业机会委员会于2001年年初将美国北圣菲铁路公司告上法庭，要求这家公司停止对其雇员进行基因缺陷检测。这是美国首例与工作场所基因隐私和基因歧视有关的法律纠纷案。据报道，公平就业机会委员会在诉状中说，北圣菲铁路公司从部分雇员身上采集血样，然后进行基因缺陷检测，这种把基因检测结果作为雇用依据的做法违反了美国残疾人法案，应立即禁止。该委员会在一份声明中说：“在科学和技术进步的同时，我们必须保持警惕，确保新的科技成果不被用于侵害劳动者的权利。”出于担心基因检测将使一些体质差、易于受伤或患病的人不被用人单位雇用，美国22个州已经通过了禁止在录用员工时借助基因检测做决定的法案。
(1)文章中的基因缺陷是指__________________________。
(2)导致基因缺陷的因素有_______、__________和______________等。答案引起生理或行为缺陷的基因遗传基因突变染色体变异(3)对缺陷基因可以采取__________方法进行治疗。
(4)美国公平就业机会委员会为什么要状告北圣菲铁路公司？这则案例给我们什么启示？
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案基因治疗北圣菲铁路公司对雇员进行基因缺陷检测，并把检测结果作为雇用依据的做法违背生物伦理自主性原则，侵犯了他人的隐私权，违背了美国残疾人法案，所以美国公平就业机会委员会要状告北圣菲铁路公司。这则案例启示我们：在发展新技术的同时，要防止新技术的滥用，一要健全法律、法规，二要宣传、教育，使新技术用于对人类发展有利的方面基因检测带来的道德问题二、生物技术面临的伦理问题1.生物技术面临的伦理问题伦理地位基础梳理毁掉社会地位伦理法律改良人种选择性别生育2.倡导科学伦理，发展科学技术
(1)目的：最大限度地减少 。
(2)措施
①科学家应考虑与技术相关的 、 和法律问题。
②提倡科学家要“约束自我，尊重人类”，要有高度的社会 。
③建立健全 ，保证科学技术的健康发展。科学技术给人类带来的伤害社会伦理责任感法律法规克隆技术引发的争论小贴士　问题探究所谓“设计试管婴儿”，实际上就是指体外授精形成的胚胎(几个细胞期)在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎的一个细胞取出，进行某些基因检测。当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体孕育。一般我们所说的试管婴儿，不必经过基因检测这一步骤。试管婴儿与设计试管婴儿的区别可用下面图解表示：1.上述过程中哪些过程是设计试管婴儿？哪些过程是试管婴儿？二者的主要区别是什么？答案　①、②、③为普通试管婴儿的过程；①、②、④、⑤、③为设计试管婴儿的过程；后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。答案　体外授精、早期胚胎培养、胚胎移植等。2.设计试管婴儿、试管婴儿都用到了哪些生物技术？答案3.你是否支持设计试管婴儿？为什么？答案　不支持。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。答案　反对。破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德。4.如果通过设计试管婴儿技术对胚胎进行性别设计，你反对吗？理由是什么？答案拓展应用2.下列有关克隆人的说法，错误的是
A.克隆人是一种无性繁殖方式
B.克隆人证明了人体细胞的细胞核具有全能性
C.在现有克隆技术条件下成功率为100%
D.中国政府禁止生殖性克隆人答案A.上述过程利用了动物体细胞融合技术
B.上述过程实现了动物细胞的全能性
C.胚胎干细胞的不断增殖和分化潜能保证①过程的进行
D.图示克隆技术有悖于伦理问题，因此我国政府提出不赞成、不允许、
不支持、不接受的“四不”原则3.治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应的问题。如图表示治疗性克隆的过程，下列说法正确的是答案解析解析　治疗性克隆主要利用了体细胞核移植技术，该技术体现了动物体细胞核的全能性。我国政府的态度：禁止生殖性克隆人，原则是不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，但不反对治疗性克隆。生殖性克隆与治疗性克隆的区别
生殖性克隆和治疗性克隆最大的区别是应用的目的不同：
(1)生殖性克隆是形成囊胚时，把它再放置到人的生殖道内，目的是产生一个完整的人——这就是所谓的“克隆人”。
(2)治疗性克隆实际上是在形成囊胚以后，把囊胚破坏掉，只取其中的胚胎干细胞，将其分化成人类各种各样的功能细胞，进而重建人体组织乃至器官，然后移植，从而达到治疗疾病的目的。生物技术中的伦理道德问题生物技术是把双刃剑农作物的栽培品种减少
和 的应用，可能造成性别比例失衡生物技术带来的道德问题 ：带来不公平的社会问题
遗传基因研究的成果：认为基因是万能的，是“_____
”的表现
遗传信息被滥用：导致社会和政治事件的发生，引起
全球性的问题是 、 和 等胚胎工程克隆技术基因歧视基因决定论种族仇视性别歧视年龄歧视干细胞研究：不能用于生殖和克隆人研究组织或器官生物技术面临的伦理问题改良人种生物技术中的伦理道德问题克隆人生殖性克隆：政府反对
治疗性克隆：以克隆人胚胎作为 的
供体选择性生育：若将基因研究成果用于 ，是违反
人伦的倡导科学伦理，发展科学技术当堂检测1.下列对“生物技术是把双刃剑”理解有误的是
A.生物技术的应用可按人类的需要改造自然，同时也存在潜在危害
B.生物技术给农业带来了革命的同时导致栽培品种减少
C.胚胎工程和克隆技术可能造成性别比例失衡
D.生物技术应用于人类不会影响人群的性别比例23451解析　生物技术应用到人类，有可能会带来我们意想不到的问题。答案解析√2.帕金森氏综合征是由于大脑某个部位的脑细胞受损，而使其相应的功能丧失而导致的。若用胚胎干细胞移植治疗病人，应该是
A.将胚胎干细胞直接植入病变部位
B.将胚胎干细胞植入体内任何部位
C.将胚胎干细胞定向诱导为相应的神经元来替代受损的脑细胞
D.将胚胎干细胞定向诱导为脑细胞，通过血液输送到受损部位答案23415解析　帕金森氏综合征受损的是大脑某个部位的脑细胞，所以在用胚胎干细胞治疗时，应诱导干细胞分化成该种脑细胞(神经细胞)。解析√234153.下列选项是科学家对自身克隆结果的预测及理由，其中正确的是
A.克隆产物是科学家，因为克隆是形成完全一样的产品
B.克隆产物是普通人，因为科学知识是后天获得的，而非遗传
C.只能克隆部分器官，不可能克隆完整的人，因为克隆技术有限
D.克隆产物与该科学家完全一样，因为遗传物质完全来自科学家√答案4.大多数人认为，用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是符合伦理道德的。下列选项不属于他们的理由的是
A.父母是出于爱子之心，为了救治孩子
B.这是救治患者最好、最快捷的办法
C.提供骨髓中的造血干细胞不会对婴儿造成伤害
D.把试管婴儿当作人体配件工厂是对生命的不尊重2341答案5解析　D项是反对设计试管婴儿的理由。解析√5.请阅读下列材料回答问题：
材料1　法国女科学家布里吉特·布瓦瑟利耶宣称，世界上第一个“克隆婴儿”已经诞生，中外科学家对此的第一反应是对“克隆婴儿”的真实性表示质疑。而中国科学家大多表示“克隆人研究必须反对”。
材料2　中国农业大学李宁教授刚刚完成一次成功的克隆牛实验，他认为，“世界上第一克隆人”到底是不是真的克隆人，还有待进行DNA指纹检测，即将克隆女婴的DNA与提供克隆体细胞“母亲”的DNA进行对比。只有完全吻合，才能证明这个女婴是真正的“克隆人”。23415(1)中国农业大学李宁教授所提到的DNA指纹检测实质上是对比__________________________的相似程度，克隆女婴将来的性状与提供克隆体细胞“母亲”的性状是否完全相同？为什么？____________________
________________________________________________________________
_________。23415解析　DNA指纹检测的实质是对DNA分子中碱基排列顺序的检测，若“克隆人”核DNA与供体核DNA相同，则为“克隆人”，否则不是“克隆人”；生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果，基因型相同，环境不同，表现型可能不相同。另外，受体卵细胞中的细胞质基因也影响生物的性状。DNA分子中碱基对排列顺序答案解析 不一定完全相同。原因主要有两个：一是将来生活环境的影响，二是提供卵细胞个体的细胞质遗传的影响(2)克隆过程中应用的现代生物技术有哪些？(至少说出两种)____________
______________________________________。23415解析　克隆技术包括体细胞核移植技术、细胞培养技术和胚胎移植技术等。核移植技术、答案解析胚胎移植技术、细胞培养技术(任选两种)(3)克隆有时也称为体细胞克隆，但是克隆过程需要_________参与，原因是这种细胞__________________________________。解析　体细胞克隆的受体细胞应为去核的卵母细胞，因卵母细胞中具有促进核基因表达的物质。答案解析卵母细胞具有促进细胞核基因表达的物质条件23415(4)下列属于克隆技术仍然存在的问题的是__________。
①克隆后代的成功率很低　②克隆生物的夭折率较低　③克隆生物的后代先天性疾病或者生理缺陷的发病率高 ④克隆后代的智商相对比较高
A.①② B.②③
C.①③ D.②④解析　可参照“克隆技术尚不成熟的表现”予以分析。答案解析23415√课件28张PPT。第3节　生物武器对人类的威胁第5章　生物技术的安全性和伦理问题目标导读　
1.结合教材P105～107内容，了解生物武器及其对人类的危害。
2.分析教材P107～109内容，简述生物武器的防范措施，禁止研制开发生物武器。
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1.生物武器及其对人类的危害。
2.生物武器的防范。课堂导入方式一　有一部描写日本“731部队”的国产影片，它所反映的是一个真实故事。1940年这个部队驻扎在离哈尔滨市20公里的平房地区，他们拿活人做实验，残害了无数的爱国志士和抗日的同胞。这支部队又叫“细菌部队”。他们使用的“陶瓷炸弹”，也就是我们所说的“生物武器”。什么是生物武器？生物武器对人类有什么危害呢？这节课我们就一同来探讨生物武器。方式二　生物技术在给人们的生产和生活带来了很好的影响和改变的同时，某些国家也将生物技术应用于战争。早在第二次世界大战时，侵华日军就使用细菌武器，给我国人民带来巨大的伤害。一、生物武器及其对人类的危害二、生物武器的防范、禁止研制开发生物武器内容索引当堂检测一、生物武器及其对人类的危害1.生物武器的概念、种类、传播途径
(1)概念
是指 地利用 、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或牲畜等目标，以达到战争目的的一类武器。
(2)种类
一般由 、毒素、昆虫以及装载它们的容器和 组成，其中起伤害作用的 、 称为生物战剂。有意识致病微生物基础梳理致病微生物投掷物微生物毒素(3)传播途径
有通过 传播、患病死亡的动物或人的 传播和已扩散、繁殖快的 携带传播等。
2.生物武器对人类的危害
(1)致人生病，造成 。
(2) 强，持续时间 。
(3)杀伤范围大， 。水源尸体生物失能或死亡传染性长难防难治1.下列可能属于生物战剂有哪些？
①氯气弹　②炭疽杆菌　③核弹　④天花病毒　⑤酵母菌问题探究如图是生物战剂的投放过程示意图，据图分析：答案　②④。答案3.有些人宣称生物战剂只会导致敌方士兵失能，不会致死，这种说法可靠吗？答案答案　不可靠。失能和致死没有绝对的界限，只可能在死亡率上有所区别，导致失能的生物战剂还是可能引起死亡的。2.生物战剂难防难治的原因是什么？答案　生物战剂可以通过多种途径传播，还具有一定的潜伏期，还容易和自然爆发的疾病相混淆，难以察觉，因此难防难治。解析　生物武器包括致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物，与常规武器、核武器和化学武器相比成本低廉，容易获得。这些病原菌直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方，可以对军队和平民造成大规模的杀伤后果。拓展应用1.下列关于生物武器的叙述中，不确切的是
A.生物武器造价昂贵，但却是具有大规模杀伤性的武器
B.生物武器由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成
C.生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品等散布
D.生物武器一旦使用，将对军队和平民造成大规模的杀伤后果答案解析生物武器的特点和局限性
(1)生物武器的特点
①致病力强，污染面积广，有一定的潜伏期，不易被发现。
②传播途径多：呼吸、饮食、皮肤接触、昆虫叮咬等。
(2)生物武器的局限性
①病原微生物的生存、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。二、生物武器的防范、禁止研制开发生物武器1.生物武器的防范
(1)加强公共卫生管理，搞好各项卫生防疫工作，严密监视，加强监测，及时 可疑生物武器。
(2)普遍开展 ，使人群获得基础免疫力，增强抵抗疾病的体质。
(3)要早期发现、隔离和治疗病人，同时做好个人防护，如适时、正确地穿戴防毒面具和防护口罩、防护服等。
(4)要保护好粮食、食物和水源。
(5)对污染区要进行隔离封锁，区内人员采取药物预防，并进行彻底的消毒处理。发现和消除基础梳理疫苗接种2.禁止研制开发生物武器
《禁止生物武器公约》的主要内容是：
(1)缔约国在任何情况下不发展、 、 、不取得除和平用途外的 、 。
(2)不协助、鼓励或引导他国取得这类制剂、毒素及其武器。
(3)缔约国在公约生效后9个月内销毁一切这类制剂、毒素及其武器。
(4)缔约国可向联合国安理会控诉其他国家违反该公约的行为。不生产不储存微生物制剂毒素及其武器3.国际反恐斗争中针对生物武器的主要任务
(1)技术部门开发出有效的 及 净化剂。
(2)医疗部门研制安全的和足够人们接种的 。医生应努力做到快速诊断和有效治疗，并在面对生物武器袭击后出现大量病人时采取有效的应对措施。
(3)安全机关在收集有关生物战威胁的信息方面必须增强力度和敏感性，及时发现和阻止恐怖分子的袭击。生物武器探测设备生物战剂疫苗问题探究根据下列材料分析：
材料一　在汉武帝时代汉匈战争后期，由于汉军攻势猛烈，“匈奴闻汉军来，使巫埋羊牛，于汉军所出诸道及水源上，以阻(诅)汉军”。汉武帝时代的名将霍去病，远征匈奴归国后，年仅二十四岁就病死了。
材料二　1995年3月20日，东京地铁被奥姆真理教施放的一种叫做沙林的神经毒剂袭击，致使12人死亡，5 500人受伤，调查期间，警方还发现了大量的肉毒杆菌生物战剂。1.材料一中，体魄健壮，骁勇过人的霍去病突患暴病而亡的原因最可能是什么？答案　匈奴将患病而死的牛羊埋道路及水源阻止汉军，死亡牛羊携带的致病微生物导致汉军士兵患病，因此霍去病最可能感染了某种病原菌而患病死亡。答案　不是。沙林毒气属于化学战剂，肉毒杆菌是生物战剂。2.沙林毒气和肉毒杆菌都属于生物战剂吗？答案3.结合这两个材料，解释为什么说防范生物武器面临的形式非常严峻？答案　生物武器自古就有人使用，现代也仍然存在，而且更加危险，因此防范生物武器面临的形式非常严峻。答案　对待生物武器的态度是在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。对待转基因生物安全性的态度是趋利避害，而不能因噎废食。4.对待生物武器的态度与转基因生物安全性的态度有何不同？答案解析　选项A、B均为针对生物战剂气溶胶的正确防护方法；
选项C、D为针对敌投媒介生物进行防护的方法，D项为正确方法。拓展应用2.生物武器的防护可采取多种不同措施，下列叙述不正确的是
A.生物战剂气溶胶防护的方法有戴防毒面具和防护口罩等
B.生物战剂气溶胶防护要保护好皮肤
C.带菌昆虫、鼠类及其他小动物不可人工扑杀
D.带菌昆虫、鼠类及其他小动物可用烧燎熏蒸、喷洒药液法答案解析生物武器对人类的威胁生物武器组成： 微生物、 、昆虫等
生物战剂： 、毒素致人生病，造成失能或死亡
，持续 长
杀伤范围 ，难防难治致病毒素致病微生物特点传染性强时间大防护原则：与一般的防护原则一致
防护措施生物武器的防范生物武器对人类的威胁《禁止生物武器公约》
当前面临的主要任务禁止研制开发生物武器当堂检测1.与常规武器相比，生物武器的特点有
①传染性强　②污染面积广，不易被发现　③有一定的潜伏期　④像核武器一样破坏建筑物　⑤自然条件下的大雪、低温、干燥、日晒等不影响生物武器的杀伤力
A.①②③ B.②③④⑤
C.①②③④⑤ D.①②③④23451解析　生物武器不会像核武器那样破坏建筑物，但与常规武器相比，生物武器具有传染性强、污染面积广、不易被发现的特点，有一定的潜伏期，且受自然条件影响大，大雪、低温、干燥、日晒等会加速致病菌的消亡。答案解析√2.下列哪种生物不能作为生物武器
A.伤寒杆菌 B.炭疽杆菌
C.乳酸菌 D.天花病毒答案23415解析　生物武器多数是烈性传染性致病微生物，C项中乳酸菌常在食品生产中用于乳酸发酵。解析√234153.第二次世界大战中侵华日军曾经利用霍乱、伤寒、炭疽、鼠疫等一系列致命疾病的传染性病菌作为细菌武器，造成我国几十万老百姓死亡。下列关于霍乱弧菌的叙述中，不正确的是
A.霍乱弧菌具有细胞结构，含有核糖体、细胞核
B.霍乱弧菌能通过水源进行传播
C.霍乱弧菌的遗传物质是DNA
D.利用抗生素可以有效治疗霍乱弧菌引起的疾病√答案解析解析　霍乱弧菌属于原核生物的细菌类，具有细胞结构，但是没有细胞核，只有环状DNA组成的拟核。抗生素能有效抑制细菌的增殖，进而治疗由细菌引起的疾病。4.生物武器的危害有传染性强的特点，针对这一特点，下列哪项不是防治生物武器的有效措施
A.提前接种和个人的防护
B.发现病人，立即报告，及时隔离
C.注意切断传播途径
D.只注意环境消毒，不注意动植物灭菌2341答案5解析　防护生物武器，既要注意环境消毒，又要注意动植物灭菌，因为动植物都可以成为传染源。解析√5.阅读下列材料，回答问题：
生物武器利用病原微生物、毒素等作为战争武器，其危害性极大。
材料一　联合国组织的一个专家小组的研究报告指出，虽然许多国家签订了禁止生物武器公约，但对这方面的研制工作并未停止，因此，对生物武器防治方法的研究也应得到加强。
材料二　战剂做成干粉或液体喷洒到空气中，形成有害的气雾云团，叫做“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小，肉眼很难看见，渗透力强，杀伤范围广，一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶由呼吸道感染。所以，使人致死的剂量较其他感染途径小。23415(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物，应属于哪些类群？(请列举两例)_______________________________________________。
(2)人体抵抗病原体的第一道防线是____________________；最有效的防线是___________。
(3)在战争中，为预防敌方使用生物武器，你认为参战部队采取的最有效措施是_____________________。
请简述这一措施的原理：________________________________________
__________________________________________。答案细菌、病毒、衣原体、立克次氏体等(答出两项即可)皮肤、呼吸道黏膜等23415特异性免疫接种常见病原体的疫苗使参战人员体内产生相应的抗体和记忆细胞，当病原体侵入时，会迅速产生强烈的免疫反应