5.0《生态工程》PPT课件（新人教版-选修3）
文档属性
| 名称 | 5.0《生态工程》PPT课件（新人教版-选修3） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2012-05-31 23:38:29 | ||
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文档简介
(共64张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中生物》
选修3
专题５
《生态工程》
教学目标
(1).简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。
(2).简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。
(3).尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
(４).能够对生态工程的实例进行科学的分析，总结出它们的特点，并应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。
5.1《生态工程
的基本原理》
专题５《生态工程》
你觉得本专题题图有什么寓意
干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为 工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。
生态环境
生态工程的概念：
人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而
生态学和系统学
系统设计、调控和技术组装
促进人类社会和自然环境和谐发展
生态工程建设目的：
遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
（一）关注生态工程建设
资料分析一
（一）关注生态工程建设
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
讨论:
（一）关注生态工程建设
1.你对“石油农业”是如何理解的？
2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
讨论:
主要是通过实行“ ”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 ，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是 。
生态经济
循环经济
生产原料
生态工程
（二）生态工程所遵循的基本原理
是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。
无废弃物农业
（二）生态工程所遵循的基本原理
1、物质循环再生原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
遇虫害而死的樟子松
资料分析讨论：
1.为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？
（二）生态工程所遵循的基本原理
遇虫害而死的樟子松
2、物种多样性原理
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高
（二）生态工程所遵循的基本原理
2、物种多样性原理
2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？
资料分析讨论：
（二）生态工程所遵循的基本原理
资料分析讨论：
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
（二）生态工程所遵循的基本原理
3、协调与平衡原理
----需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应
讨论：
从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统
（二）生态工程所遵循的基本原理
生产 成本
消费效益
经济系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
自然系统
政策
管理
科学文化
社会系统
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。
5、系统学和工程学原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
（2）系统整体性原理
你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗
系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。
珊瑚礁“白化”
物质循环再生原理
物种多样性原理
协调与平衡原理
整体性原理
系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
（2）系统整体性原理
2．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ）
A．物质循环再生原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．系统整理性原理
1．实现循环经济的最重要的手段之一是（ ）
A．大力发展“石油农业”
B．生态工程
C．清除污染物
D．禁止产出污染物
3．城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（ ）
A．物种多样性原理 B．整体性原理
C．物质循环再生原理 D．系统学原理
4．协调与平衡原理主要指（ ）
A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力
B．系统各组分之间要有适当的比例关系
C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一
D．物质循环和能量流动协调统一
5.人类设计生态工程的根本目标是（ ）
A．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．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．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，达到生态效益与经济效益的同步发展
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（ ）
A．系统整体性原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
7．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（ ）
A．系统整体性原理 B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是
8．（多选）生态工程体系的特点是（ ）
A．少消耗 B．多效益
C．可持续 D．多投资
前景广阔的沼气工程
5、系统学和工程学原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
（2）系统整体性原理
豆科作物和固氮菌的共生就是一例。
固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
5.２《生态工程的实例和发展前景 》
专题５《生态工程》
１?下列常用作运载体的是( )
A．大肠杆菌质粒
B．苏云金芽孢杆菌的DNA分子
C．土壤农杆菌环状RNA分子
D．动物细胞的染色体
２?限制性内切酶的特点是( )
A 只能识别GAATTC序列
B?识别特定的核苷酸序列和具有特定的酶切位点
C?识别黏性末端
D?切割质粒DNA的标记基因
A
B
基因操作的工具：
在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。
限制性内切酶
DNA连接酶
运载体（如：质粒等）
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”已成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
（1）与人工合成NH3所需的高温、高压条件相比，生物固氮的顺利进行是因为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的 ，这类物质的化学本质是 。
（2）人们正在着力研究转基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小麦等），某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基因工程方法转移到水稻植株细胞中，经检测，转基因水稻具备了固氮功能。据上述材料分析：
①固氮基因已经整合到水稻细胞的 中。
②写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。
酶
蛋白质
DNA
转录 翻译
DNA（固氮基因） RNA 蛋白质
2、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0.05μg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：
（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ，并使之与一种叫做质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来 。
（2）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以，能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本也较低。
基因
产生干扰素
出芽
干扰素
3、细菌通常是具有双链环状DNA的单细胞生物。现有甲、乙两种细菌，基因型分别是abd和ABD，通过基因工程使甲细菌后代产生出乙细菌B基因所控制的产物，具体过程如图所示，试据图回答。
（1）从细胞的结构看，细菌属于 生物。
（2）图中剪切DNA的“剪刀”和粘接DNA的“胶水”，其实是两种不同的酶，它们都只能在DNA的一定位置进行剪切和粘接，说明它们具有 的特点。
（3）新细菌与甲、乙细菌的表现都不同，从变异来源看，这是人工条件下的一种 。
（4）假如B基因是来自人体细胞，则甲子代也可产生出相应的人体物质，这说明在翻译过程中，细菌和人类共套 。
（5）在DNA分子中“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因，并不影响各基因的功能，这说明基因具有
原核
专一性
基因重组
遗传密码
相对的独立性
4、“人类基因组计划”的研究工作已经历时10年，投资近百亿美元。一开始它是一项“国际参与，免费分享”的国际合作研究项目，现在由于其潜在的巨大经济价值，使得它还未完成时，争抢就已经开始，而且愈演愈烈的趋势。起步本已较晚的我国生物科技人员还面临着经费严重不足等巨大困难，但是他们说：“我们的民族已经在信息产业的上游-----软件和硬件上受制于人，我们再也不能让我们的子孙后代在这个领域付出代价！”当该课题组的杨焕明、汪键在没有研究经费的情况下找袁隆平帮忙时，袁隆平爽快地道：“拿合同来”。（1）从细胞学上讲，基因的载体是 其排列特点是 。
（2）文中的“基因序列”指 ，因为它代表控制生命活动的全套 ，所以基因序列的测定对于探索生命奥秘意义重大：（3）“编码基因”一词中的“编码”，是指为生命活动的体现者 编码。（4）文中袁隆平是我国的 专家，他使用的方法主要是 。（5）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 的障碍。
染色体
线性排列
基因脱氧核苷酸的排列顺序
遗传密码
蛋白质
水稻
杂交育种
缩短育种时间
克服远缘杂交
１、基因工程与医药卫生
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
⑴ 基因工程药品的生产
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。
将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!
通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—4０mg干扰素。
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。
基因工程人干扰素α-2b（安达芬） ，是我国第一个全国产业化基因工程。安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。
人造血液及其生产
⑵ 基因诊断与基因治疗
诊断：用放射性同位素等标记的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。
我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞
治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
基因诊断——DNA探针
概念：
是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测，是基因诊断最基本的技术之一。
条件：
（1）必须是单链；
（2）带有容易被检测出来的标记物。
基因诊断的技术和方法
1.核酸分子杂交
实质上是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交。是基因诊断最基本的技术之一。
2.PCR法
3.分子探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。
满足：（1）必须是单链，（2）带有容易被检测出来的标记物。
基因诊断——生物芯片
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱
通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。
基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。
3基因治疗
1990年9月14日，安德森对一例患ADA缺乏症的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。
取患者骨髓
分离干细胞
病毒
正常基因
导入正常基因的干细胞
注入患者体内
２、基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
不会引起过敏的转基因大豆
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
超级动物
特殊动物
转基因抗虫棉花
转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基因作物
转 基 因 番 茄
用细菌的基因与番茄的DNA重组， 延长了果实的抗软化、抗腐烂、耐贮藏。
3、基因工程与环境保护
⑴ 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
⑵ 环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
生产基因工程药品
基因工程成果与发展前景
基因工程与医药卫生
基因诊断
基因治疗
如胰岛素、干扰素
如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病
把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
农业上
基因工程与农牧业、食品工业
畜牧养殖业上
食品业
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物
培养具有各种抗逆性的作物新品种
获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物
利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达
为人类开辟新的食物来源
基因工程与环境保护
用DNA探针检测水中病毒的含量
获得分解四种烃类的“超级菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌
环境监测
环境净化
新课标人教版课件系列
《高中生物》
选修3
专题５
《生态工程》
教学目标
(1).简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。
(2).简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。
(3).尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
(４).能够对生态工程的实例进行科学的分析，总结出它们的特点，并应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。
5.1《生态工程
的基本原理》
专题５《生态工程》
你觉得本专题题图有什么寓意
干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为 工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。
生态环境
生态工程的概念：
人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而
生态学和系统学
系统设计、调控和技术组装
促进人类社会和自然环境和谐发展
生态工程建设目的：
遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
（一）关注生态工程建设
资料分析一
（一）关注生态工程建设
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
讨论:
（一）关注生态工程建设
1.你对“石油农业”是如何理解的？
2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
讨论:
主要是通过实行“ ”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 ，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是 。
生态经济
循环经济
生产原料
生态工程
（二）生态工程所遵循的基本原理
是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。
无废弃物农业
（二）生态工程所遵循的基本原理
1、物质循环再生原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
遇虫害而死的樟子松
资料分析讨论：
1.为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？
（二）生态工程所遵循的基本原理
遇虫害而死的樟子松
2、物种多样性原理
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高
（二）生态工程所遵循的基本原理
2、物种多样性原理
2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？
资料分析讨论：
（二）生态工程所遵循的基本原理
资料分析讨论：
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
（二）生态工程所遵循的基本原理
3、协调与平衡原理
----需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应
讨论：
从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统
（二）生态工程所遵循的基本原理
生产 成本
消费效益
经济系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
自然系统
政策
管理
科学文化
社会系统
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。
5、系统学和工程学原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
（2）系统整体性原理
你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗
系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。
珊瑚礁“白化”
物质循环再生原理
物种多样性原理
协调与平衡原理
整体性原理
系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
（2）系统整体性原理
2．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ）
A．物质循环再生原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．系统整理性原理
1．实现循环经济的最重要的手段之一是（ ）
A．大力发展“石油农业”
B．生态工程
C．清除污染物
D．禁止产出污染物
3．城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（ ）
A．物种多样性原理 B．整体性原理
C．物质循环再生原理 D．系统学原理
4．协调与平衡原理主要指（ ）
A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力
B．系统各组分之间要有适当的比例关系
C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一
D．物质循环和能量流动协调统一
5.人类设计生态工程的根本目标是（ ）
A．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．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．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，达到生态效益与经济效益的同步发展
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（ ）
A．系统整体性原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
7．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（ ）
A．系统整体性原理 B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是
8．（多选）生态工程体系的特点是（ ）
A．少消耗 B．多效益
C．可持续 D．多投资
前景广阔的沼气工程
5、系统学和工程学原理
（二）生态工程所遵循的基本原理
（2）系统整体性原理
豆科作物和固氮菌的共生就是一例。
固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
5.２《生态工程的实例和发展前景 》
专题５《生态工程》
１?下列常用作运载体的是( )
A．大肠杆菌质粒
B．苏云金芽孢杆菌的DNA分子
C．土壤农杆菌环状RNA分子
D．动物细胞的染色体
２?限制性内切酶的特点是( )
A 只能识别GAATTC序列
B?识别特定的核苷酸序列和具有特定的酶切位点
C?识别黏性末端
D?切割质粒DNA的标记基因
A
B
基因操作的工具：
在培养转基因植物的基因操作中，所用基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。
限制性内切酶
DNA连接酶
运载体（如：质粒等）
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”已成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
（1）与人工合成NH3所需的高温、高压条件相比，生物固氮的顺利进行是因为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的 ，这类物质的化学本质是 。
（2）人们正在着力研究转基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小麦等），某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基因工程方法转移到水稻植株细胞中，经检测，转基因水稻具备了固氮功能。据上述材料分析：
①固氮基因已经整合到水稻细胞的 中。
②写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。
酶
蛋白质
DNA
转录 翻译
DNA（固氮基因） RNA 蛋白质
2、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0.05μg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：
（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ，并使之与一种叫做质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来 。
（2）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以，能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本也较低。
基因
产生干扰素
出芽
干扰素
3、细菌通常是具有双链环状DNA的单细胞生物。现有甲、乙两种细菌，基因型分别是abd和ABD，通过基因工程使甲细菌后代产生出乙细菌B基因所控制的产物，具体过程如图所示，试据图回答。
（1）从细胞的结构看，细菌属于 生物。
（2）图中剪切DNA的“剪刀”和粘接DNA的“胶水”，其实是两种不同的酶，它们都只能在DNA的一定位置进行剪切和粘接，说明它们具有 的特点。
（3）新细菌与甲、乙细菌的表现都不同，从变异来源看，这是人工条件下的一种 。
（4）假如B基因是来自人体细胞，则甲子代也可产生出相应的人体物质，这说明在翻译过程中，细菌和人类共套 。
（5）在DNA分子中“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因，并不影响各基因的功能，这说明基因具有
原核
专一性
基因重组
遗传密码
相对的独立性
4、“人类基因组计划”的研究工作已经历时10年，投资近百亿美元。一开始它是一项“国际参与，免费分享”的国际合作研究项目，现在由于其潜在的巨大经济价值，使得它还未完成时，争抢就已经开始，而且愈演愈烈的趋势。起步本已较晚的我国生物科技人员还面临着经费严重不足等巨大困难，但是他们说：“我们的民族已经在信息产业的上游-----软件和硬件上受制于人，我们再也不能让我们的子孙后代在这个领域付出代价！”当该课题组的杨焕明、汪键在没有研究经费的情况下找袁隆平帮忙时，袁隆平爽快地道：“拿合同来”。（1）从细胞学上讲，基因的载体是 其排列特点是 。
（2）文中的“基因序列”指 ，因为它代表控制生命活动的全套 ，所以基因序列的测定对于探索生命奥秘意义重大：（3）“编码基因”一词中的“编码”，是指为生命活动的体现者 编码。（4）文中袁隆平是我国的 专家，他使用的方法主要是 。（5）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 的障碍。
染色体
线性排列
基因脱氧核苷酸的排列顺序
遗传密码
蛋白质
水稻
杂交育种
缩短育种时间
克服远缘杂交
１、基因工程与医药卫生
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
⑴ 基因工程药品的生产
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。
将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!
通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—4０mg干扰素。
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。
基因工程人干扰素α-2b（安达芬） ，是我国第一个全国产业化基因工程。安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。
人造血液及其生产
⑵ 基因诊断与基因治疗
诊断：用放射性同位素等标记的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。
我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞
治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
基因诊断——DNA探针
概念：
是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测，是基因诊断最基本的技术之一。
条件：
（1）必须是单链；
（2）带有容易被检测出来的标记物。
基因诊断的技术和方法
1.核酸分子杂交
实质上是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交。是基因诊断最基本的技术之一。
2.PCR法
3.分子探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。
满足：（1）必须是单链，（2）带有容易被检测出来的标记物。
基因诊断——生物芯片
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱
通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。
基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。
3基因治疗
1990年9月14日，安德森对一例患ADA缺乏症的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。
取患者骨髓
分离干细胞
病毒
正常基因
导入正常基因的干细胞
注入患者体内
２、基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
不会引起过敏的转基因大豆
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
超级动物
特殊动物
转基因抗虫棉花
转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基因作物
转 基 因 番 茄
用细菌的基因与番茄的DNA重组， 延长了果实的抗软化、抗腐烂、耐贮藏。
3、基因工程与环境保护
⑴ 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
⑵ 环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
生产基因工程药品
基因工程成果与发展前景
基因工程与医药卫生
基因诊断
基因治疗
如胰岛素、干扰素
如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病
把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
农业上
基因工程与农牧业、食品工业
畜牧养殖业上
食品业
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物
培养具有各种抗逆性的作物新品种
获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物
利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达
为人类开辟新的食物来源
基因工程与环境保护
用DNA探针检测水中病毒的含量
获得分解四种烃类的“超级菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌
环境监测
环境净化