第一篇：高中生物：選修3新人教版綜合練習(xí)(一)

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高中生物選修3新人教版綜合練習(xí)

（一）第I卷（選擇題共80分）

一、選擇題：本題包括30小題，每題2分，共60分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。1．在基因工程中，科學(xué)家所用的“剪刀”、“針線”和“運(yùn)載體”分別是指()A.大腸桿菌病毒、質(zhì)粒、DNA連接酶 B.噬菌體、質(zhì)粒、DNA連接酶 C.DNA限制酶、RNA連接酶、質(zhì)粒 D.DNA限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒

2．人們常選用的細(xì)菌質(zhì)粒分子往往帶有一個(gè)抗菌素抗性基因，該抗性基因的主要作用是 A.提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性 B.有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入進(jìn)行檢測(cè) C.增加質(zhì)粒分子的分子量 D.便于與外源基因連接

3.有關(guān)基因工程的敘述正確的是（）A.限制性內(nèi)切酶只在獲得目的基因時(shí)才用 B.重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C.質(zhì)粒都可作運(yùn)載體

D.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料

4．下列關(guān)于各種酶作用的敘述，不正確的是()A．DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接 B．RNA聚合酶能與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 C．一種DNA限制酶能識(shí)別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因 D．胰蛋白酶能作用于離體的動(dòng)物組織，使其分散成單個(gè)細(xì)胞 5.一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件()①無(wú)毒的環(huán)境 ②無(wú)菌的環(huán)境 ③合成培養(yǎng)基需加血漿 ④溫度與動(dòng)物體溫相近⑤需要02，不需要 C02 ⑥C02能調(diào)培養(yǎng)液pH A．①②③④⑤⑥ B．①②③④

C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥

6.離體的植物組織或細(xì)胞在適當(dāng)培養(yǎng)條件下發(fā)育成完整的植株，離體動(dòng)物體細(xì)胞卻沒有發(fā)育成動(dòng)物的成熟個(gè)體，原因是()A．動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)沒有成套的遺傳物質(zhì)

B．動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨分化程度提高而受到限制，分化潛能變?nèi)? C．動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核太小

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D．動(dòng)物細(xì)胞的全能性低于植物細(xì)胞 7.關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的錯(cuò)誤敘述是()A．用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織’ B．將所取的組織先用胰蛋白酶等進(jìn)行處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞 C．在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液

D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳50代左右。所培育的細(xì)胞會(huì)衰老死亡

8.科學(xué)家用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合，得到雜交細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)可產(chǎn)生大量的單克隆抗體，所用的B淋巴細(xì)胞是來(lái)自()A．骨髓的B淋巴細(xì)胞 B．脾臟的能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞

C．胸腺的B淋巴細(xì)胞 D．脾臟經(jīng)過(guò)篩選的，能產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞 9.下列過(guò)程中，沒有發(fā)生膜融合的是()A．植物體細(xì)胞雜交 B．受精過(guò)程

C．氧進(jìn)入細(xì)胞中的線粒體 D．效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體 10.阻礙番茄和馬鈴薯有性雜交的原因是()A．細(xì)胞壁 B．生殖隔離 C．生殖方式不同 D．生存的土壤不同

11.在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，愈傷組織的形成和形態(tài)發(fā)生是十分關(guān)鍵的一步。而這除需要必備的營(yíng)養(yǎng)和一些刺激因素外，還需要有起誘導(dǎo)作用的物質(zhì)，它是()A．銅、鋅等微量元素 B．細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素 C．蔗糖和葡萄糖 D．維生素和氨基酸

12.用雜合子種子盡快獲得純合子植株的方法是()A．種植一F2一選出不分離者一純合子 B．種植一秋水仙素處理一純合子 C．種植一生長(zhǎng)素處理一純合子

D．種植一花藥離體培養(yǎng)一單倍體幼苗一秋水仙素處理一純合子 13.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中胰蛋白酶所起的作用是()A．消化細(xì)胞膜易于融合 B．分解培養(yǎng)基的蛋白質(zhì)供給細(xì)胞營(yíng)養(yǎng) C．使組織分散成單個(gè)細(xì)胞 D．用于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的分解 14.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)是()①細(xì)胞貼壁 ②有絲分裂 ③分散生長(zhǎng) ④接觸抑制 ⑤減數(shù)分裂 ⑥原代培養(yǎng)一般傳代1～10代

A．①②④⑥ B．②③④⑤ C．①③④⑥ D．③④⑤⑥

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15.單克隆抗體與血清抗體相比，優(yōu)越之處在于()A．單克隆抗體能夠制成“生物導(dǎo)彈” B．單克隆抗體可以在體外制備

C．單克隆抗體的特異性強(qiáng)、靈敏度高，產(chǎn)量也大大高于血清抗體

D．單克隆抗體的制備過(guò)程簡(jiǎn)單

16.一個(gè)成熟的卵細(xì)胞內(nèi)有染色體，這些染色體的來(lái)源是()A．一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方 B．來(lái)自父方、母方的數(shù)目是隨機(jī)的 C．絕大多數(shù)來(lái)自父方 D．絕大多數(shù)來(lái)自母方 17.下列細(xì)胞中與其體細(xì)胞染色體數(shù)目不相同的是()A．四分體時(shí)期的細(xì)胞 B．減數(shù)第一次分裂后期的細(xì)胞 C．減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞 D．精細(xì)胞 18.下列有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．受孕母畜體內(nèi)的早期胚胎能夠移植 B．受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài) C．超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素 D．試管嬰兒的受精及胚胎發(fā)育過(guò)程在試管內(nèi)完成 19.關(guān)于受精過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是()A．獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過(guò)透明帶進(jìn)入放射冠 B．透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障

C．精子與卵黃膜相互融合，精子入卵

D．雄原核形成的同時(shí)，卵子完成第二次減數(shù)分裂 20.胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)是()A．細(xì)胞融合 B體外受精 C．胚胎移植 D．胚胎分割 21.精子獲能所利用的化學(xué)物質(zhì)可以是()A．一定濃度的肝素 B．一定濃度的ATP C．一定濃度的葡萄糖 D．一定濃度的血清 22.哺乳動(dòng)物受精過(guò)程中，精子釋放的酶是()A．溶菌酶 B．蛋白酶 C．頂體酶 D．獲能酶 23.精子變形時(shí)，線粒體集中在尾基部的原因解釋是()A．釋放頂體酶發(fā)生透明帶反應(yīng) B．產(chǎn)生能量促進(jìn)精子運(yùn)動(dòng) C．有利于質(zhì)基因進(jìn)入受精卵 D．受細(xì)胞核的擠壓形成 24.有關(guān)卵巢的敘述正確的是()A．所有細(xì)胞都進(jìn)行減數(shù)分裂 B.所有細(xì)胞都可以見到染色體 C．有的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂 D．所有細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都相同

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25.所謂“實(shí)質(zhì)性等同”是指()A．轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中的成分完全沒發(fā)生改變 B．轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中的部分成分沒發(fā)生改變

C．轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中只要某些重要成分沒有發(fā)生改變，就可以認(rèn)為與天然品種“沒有差別” D．“實(shí)質(zhì)性等同”是對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物安全性的最終評(píng)價(jià) 26.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全的敘述錯(cuò)誤的是()A．重組的微生物在降解污染物的過(guò)程中可能產(chǎn)生二次污染 B．種植抗蟲棉可以減少農(nóng)藥的使用量，對(duì)環(huán)境沒有任何負(fù)面影響

C．如果轉(zhuǎn)基因花粉中有毒蛋白或過(guò)敏蛋白。可能會(huì)通過(guò)食物鏈傳遞到人體內(nèi) D．轉(zhuǎn)基因生物所帶來(lái)的環(huán)境安全問題是可以解決的 27.下列哪項(xiàng)不是解決基因歧視的正確方法()A．通過(guò)正確的科學(xué)知識(shí)傳播和倫理道德教育 B．杜絕基因檢測(cè)

C．保護(hù)個(gè)人遺傳信息隱私權(quán) D．建立完善的法規(guī)，通過(guò)立法解決 28.生態(tài)經(jīng)濟(jì)所遵循的主要原則和實(shí)現(xiàn)的重要手段分別是()A．循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)工程 B．整體性原則和生態(tài)工程

C．循環(huán)經(jīng)濟(jì)和工程學(xué)手段 D．無(wú)污染原則和生態(tài)工程

29.生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)即使某個(gè)物種由于某種原因而死亡，也會(huì)很快有其他物種占據(jù)它原來(lái)的生態(tài)位置，從而避免了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能的失衡。這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理()A．協(xié)調(diào)與平衡原理 B．物種多樣性原理 C．物質(zhì)循環(huán)再生原理 D．整體性原理

30.豆科植物和固氮菌互利共生，當(dāng)把它們分開時(shí)，兩者的生長(zhǎng)都要受到損害，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理()A．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的原理 B．整體性原理 C．系統(tǒng)整體性原理 D．協(xié)調(diào)與平衡原理

二、多選題（每題不只一個(gè)正確選項(xiàng)，每題2分，共20分）31．生物細(xì)胞中含有細(xì)胞質(zhì)基因的結(jié)構(gòu)是()A.細(xì)胞核和染色體 B．染色體和核糖體 C．線粒體和質(zhì)粒 D．線粒體和葉綠體 32．下列用動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體的實(shí)驗(yàn)步驟中，正確的是（）A．將抗原注人小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞 B．用纖維素酶處理B淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞

C．用滅活的仙臺(tái)病毒作誘導(dǎo)劑，促使B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合

D．篩選雜交瘤細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群，培養(yǎng)后提取單克隆抗體 33.目前常被使用的基因載體有（）

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A．質(zhì)粒

B．噬菌體

C．染色體

D．動(dòng)、植物病毒 34.礦區(qū)廢棄地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響包括()A．造成土體、土壤、植被的破壞

B．極端惡劣的 土地條件會(huì)阻礙植被的生長(zhǎng) C．影響土地景觀

D．可能產(chǎn)生嚴(yán)重的重金屬污染 35.下列敘述正確的是()A．胚胎發(fā)育的早期有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的 B．內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎盤和胎膜

C．哺乳動(dòng)物早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)不與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 D．早期胚胎發(fā)育到一定階段才可取出向受體移植

36．下列育種需要使用生物工程技術(shù)的是()A.高產(chǎn)青霉素菌株 B.能分泌含抗體的乳汁的母牛 C.生長(zhǎng)較快的鯉鯽魚 D.利于貯藏的白菜—甘藍(lán) 37．下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是（）

A.葉肉細(xì)胞脫分化后可形成無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞 B.葉肉細(xì)胞經(jīng)再分化過(guò)程可形成愈傷組織 C.融合植物葉肉細(xì)胞時(shí)，應(yīng)先去掉細(xì)胞膜 D.葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)時(shí)，可以表現(xiàn)出全能性

38.《四千年的農(nóng)民》一書中記載了中國(guó)農(nóng)民幾千年來(lái)的耕作方法：積極種植能夠固氮的豆科作物以及收集一切可能的有機(jī)物質(zhì)，包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程中的廢棄物等，采用堆肥和漚肥等多種方式．把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料，施用到農(nóng)田中。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是()A．改善了土壤結(jié)構(gòu) B．培育了土壤微生物 C．實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分的循環(huán)利用 D．改變了土壤酸堿性

39.據(jù)圖5—9判斷，下列敘述符合生態(tài)學(xué)原理的是()

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A．物質(zhì)經(jīng)過(guò)多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)

B．每一級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益

C．由于食物鏈延長(zhǎng)，能量逐級(jí)損耗。系統(tǒng)總能量利用效率降低 D．由于各級(jí)產(chǎn)物都可以利用，減少了廢物和污染

40．生物工程的興起，標(biāo)志著人們從認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的奧秘到按照人們的愿望改造生物的巨大飛躍。下列選項(xiàng)中不能正確說(shuō)明生物工程技術(shù)應(yīng)用的是（）

A．植物組織培養(yǎng)是指離體的植物器官或細(xì)胞進(jìn)行脫分化形成新個(gè)體 B．細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體

C．人工誘變、細(xì)胞工程、基因工程等都能對(duì)微生物進(jìn)行定向改造 D．動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的最重要用途是培養(yǎng)具有雙親 優(yōu)良性狀的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物

第II卷（非選擇題共40分）

三、非選擇題（共40分）

1．（9分）1997年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的能夠合成胰島素的

基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌 中表達(dá)成功。如右圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。(1)此圖表示的是采取______________方法 獲取__________________________基因的過(guò)程。(2)圖中①DNA是以____________為模板，_____________ 形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的 ____________________________。

(3)圖中②代表的是_________________酶，在它的作用下 將質(zhì)粒切出_______________末端。

(4)圖中③代表重組DNA，含_______________基因。

(5)圖中④表示的過(guò)程是______________________________________。2.（15分）如圖為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)若A、B是植物細(xì)胞，在細(xì)胞融合之前已處理，除去了 ；A、B到細(xì)胞C的過(guò)

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程中，常用的物理方法是。融合完 成的標(biāo)志是。

(2)若A、B是植物細(xì)胞，則形成的D細(xì)胞還要應(yīng)用 技術(shù)把D培養(yǎng)成植株。

(3)若A、B是動(dòng)物細(xì)胞，一般取自，然后用 使其分散開來(lái)；A、B到C的過(guò)程中常用的但不能用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的手段是，所形成的D稱為。

(4)若該過(guò)程是制備單克隆抗體，A為小鼠效應(yīng)B細(xì)胞，那么，在獲得此細(xì)胞之前，小鼠已被注射了

。注射后小鼠身體產(chǎn)生了相應(yīng)的免疫反應(yīng)，生成了

，圖中B為。

(5)若該過(guò)程仍是制備單克隆抗體，在A、B到C的過(guò)程中，所形成的C有 種，用來(lái)培養(yǎng)的D細(xì)胞應(yīng)該是。從中選擇出它的方法是 培養(yǎng)，獲得D后，常用的培養(yǎng)方法是培養(yǎng)基中培養(yǎng)和。

3.（5分）2001年5月4日，英國(guó)BBC廣播公司報(bào)道：美國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造了世界上第一批轉(zhuǎn)基因嬰兒。他們從年輕的健康婦女的卵細(xì)胞中提出細(xì)胞質(zhì)，然后注射到年齡大、不育婦女的卵細(xì)胞中，主要是為卵細(xì)胞注入正常的線粒體。以增加不孕婦女的受孕機(jī)會(huì)。請(qǐng)據(jù)材料回答：

（1）注入卵細(xì)胞線粒體發(fā)揮的基本作用____________________________________，（2）這批轉(zhuǎn)基因嬰兒的產(chǎn)生應(yīng)為_____________生殖，他們個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是_____________,它們的性狀由細(xì)胞內(nèi)的___________和_____________中的遺傳物質(zhì)共同決定。

4．(11分)下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)略表示。據(jù)此回答：

脫分化 再分化

①——→②——→③——→④

（1）①表示

_____________，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是

。（2）②表示

，它與①相比分化程度

，全能性

。（3）若想制作人工種子，應(yīng)該選用（填編號(hào)）。

（4）若①是花藥，則④是_________________，繼續(xù)對(duì)其使用

處理可獲得

正常植株，該過(guò)程稱為________________________________。

（5）若利用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到（填編號(hào)）。

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參考答案

一．選擇題：本題包括30小題，每題2分，共60分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。

1~10 DBDCDBDDCB 11~20 BDCACBDDAC 21~30 ACBCCBBABC 二．多選題（每題不只一個(gè)正確選項(xiàng)，每題2分，共20分）

31．CD 32．ACD 33．ABD 34．ABCD 35．ACD 36．BCD 37．AD 38．ABC 39．ABD 40．ACD 三．非選擇題：（每空1分，共40分）1．（1）人工合成基因；胰島素（目的）

（2）胰島素mRNA；逆轉(zhuǎn)錄；胰島素（目的）基因（3）限制性核酸內(nèi)切酶；黏性（4）胰島素基因（目的基因）（5）重組DNA（目的基因）導(dǎo)入受體細(xì)胞 2．（1）細(xì)胞壁 離心、振動(dòng)、電激 形成新的細(xì)胞壁

（2）植物組織培養(yǎng)

（3）幼齡動(dòng)物組織或胚胎 胰蛋白酶 病毒誘導(dǎo) 雜交細(xì)胞

（4）相應(yīng)的抗原 漿細(xì)胞 骨髓瘤細(xì)胞

（5）3 雜交瘤細(xì)胞 選擇性 注入小鼠腹腔中培養(yǎng)

3．（1）維持卵細(xì)胞正常有氧呼吸（2）有性，受精卵，細(xì)胞核，細(xì)胞質(zhì)。4．（1）離體的植物組織或器官 植物細(xì)胞具有全能性（2）愈傷組織 低 高（3）③

（4）單倍體植株 秋水仙素 純合子 單倍體育種（5）②

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第二篇：高中生物：選修3新人教版綜合練習(xí)(十)

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高中生物選修3新人教版綜合練習(xí)

（十）第I卷（選擇題共80分）

一、選擇題：

1．在基因工程中，科學(xué)家所用的“剪刀”、“針線”和“運(yùn)載體”分別是指()A.大腸桿菌病毒、質(zhì)粒、DNA連接酶 B.噬菌體、質(zhì)粒、DNA連接酶 C.DNA限制酶、RNA連接酶、質(zhì)粒 D.DNA限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒

2．人們常選用的細(xì)菌質(zhì)粒分子往往帶有一個(gè)抗菌素抗性基因，該抗性基因的主要作用是 A.提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性 B.有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入進(jìn)行檢測(cè) C.增加質(zhì)粒分子的分子量 D.便于與外源基因連接 3.有關(guān)基因工程的敘述正確的是（）

A.限制性內(nèi)切酶只在獲得目的基因時(shí)才用 B.重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C.質(zhì)粒都可作運(yùn)載體 D.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料 4．下列關(guān)于各種酶作用的敘述，不正確的是()A．DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接 B．RNA聚合酶能與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 C．一種DNA限制酶能識(shí)別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因 D．胰蛋白酶能作用于離體的動(dòng)物組織，使其分散成單個(gè)細(xì)胞 5.一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件()①無(wú)毒的環(huán)境 ②無(wú)菌的環(huán)境 ③合成培養(yǎng)基需加血漿 ④溫度與動(dòng)物體溫相近⑤需要02，不需要 C02 ⑥C02能調(diào)培養(yǎng)液pH A．①②③④⑤⑥ B．①②③④

C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥

6.離體的植物組織或細(xì)胞在適當(dāng)培養(yǎng)條件下發(fā)育成完整的植株，離體動(dòng)物體細(xì)胞卻沒有發(fā)育成動(dòng)物的成熟個(gè)體，原因是()A．動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)沒有成套的遺傳物質(zhì)

B．動(dòng)物細(xì)胞的全能性隨分化程度提高而受到限制，分化潛能變?nèi)? C．動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核太小 D．動(dòng)物細(xì)胞的全能性低于植物細(xì)胞 7.關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的錯(cuò)誤敘述是()A．用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織’ B．將所取的組織先用胰蛋白酶等進(jìn)行處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞 C．在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶使細(xì)胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液

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D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳50代左右。所培育的細(xì)胞會(huì)衰老死亡

8.科學(xué)家用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合，得到雜交細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)可產(chǎn)生大量的單克隆抗體，所用的B淋巴細(xì)胞是來(lái)自()A．骨髓的B淋巴細(xì)胞 B．脾臟的能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞

C．胸腺的B淋巴細(xì)胞 D．脾臟經(jīng)過(guò)篩選的，能產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞 9.下列過(guò)程中，沒有發(fā)生膜融合的是()A．植物體細(xì)胞雜交 B．受精過(guò)程

C．氧進(jìn)入細(xì)胞中的線粒體 D．效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體 10.阻礙番茄和馬鈴薯有性雜交的原因是()A．細(xì)胞壁 B．生殖隔離 C．生殖方式不同 D．生存的土壤不同

11.在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，愈傷組織的形成和形態(tài)發(fā)生是十分關(guān)鍵的一步。而這除需要必備的營(yíng)養(yǎng)和一些刺激因素外，還需要有起誘導(dǎo)作用的物質(zhì)，它是()A．銅、鋅等微量元素 B．細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素 C．蔗糖和葡萄糖 D．維生素和氨基酸 12.用雜合子種子盡快獲得純合子植株的方法是()A．種植一F2一選出不分離者一純合子 B．種植一秋水仙素處理一純合子 C．種植一生長(zhǎng)素處理一純合子

D．種植一花藥離體培養(yǎng)一單倍體幼苗一秋水仙素處理一純合子 13.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中胰蛋白酶所起的作用是()A．消化細(xì)胞膜易于融合 B．分解培養(yǎng)基的蛋白質(zhì)供給細(xì)胞營(yíng)養(yǎng) C．使組織分散成單個(gè)細(xì)胞 D．用于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的分解 14.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)是()①細(xì)胞貼壁 ②有絲分裂 ③分散生長(zhǎng) ④接觸抑制 ⑤減數(shù)分裂 ⑥原代培養(yǎng)一般傳代1～10代

A．①②④⑥ B．②③④⑤ C．①③④⑥ D．③④⑤⑥ 15.單克隆抗體與血清抗體相比，優(yōu)越之處在于()A．單克隆抗體能夠制成“生物導(dǎo)彈” B．單克隆抗體可以在體外制備 C．單克隆抗體的特異性強(qiáng)、靈敏度高，產(chǎn)量也大大高于血清抗體

D．單克隆抗體的制備過(guò)程簡(jiǎn)單

16.一個(gè)成熟的卵細(xì)胞內(nèi)有染色體，這些染色體的來(lái)源是()http://www.tmdps.cn 第一備課網(wǎng) 教案 試題 課件 大全

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A．一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方 B．來(lái)自父方、母方的數(shù)目是隨機(jī)的 C．絕大多數(shù)來(lái)自父方 D．絕大多數(shù)來(lái)自母方 17.下列細(xì)胞中與其體細(xì)胞染色體數(shù)目不相同的是()A．四分體時(shí)期的細(xì)胞 B．減數(shù)第一次分裂后期的細(xì)胞 C．減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞 D．精細(xì)胞 18.下列有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．受孕母畜體內(nèi)的早期胚胎能夠移植 B．受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài) C．超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素 D．試管嬰兒的受精及胚胎發(fā)育過(guò)程在試管內(nèi)完成 19.關(guān)于受精過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是()A．獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過(guò)透明帶進(jìn)入放射冠 B．透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障

C．精子與卵黃膜相互融合，精子入卵

D．雄原核形成的同時(shí)，卵子完成第二次減數(shù)分裂 20.胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)是()A．細(xì)胞融合 B體外受精 C．胚胎移植 D．胚胎分割 21.精子獲能所利用的化學(xué)物質(zhì)可以是()A．一定濃度的肝素 B．一定濃度的ATP C．一定濃度的葡萄糖 D．一定濃度的血清 22.哺乳動(dòng)物受精過(guò)程中，精子釋放的酶是()A．溶菌酶 B．蛋白酶 C．頂體酶 D．獲能酶 23.精子變形時(shí)，線粒體集中在尾基部的原因解釋是()A．釋放頂體酶發(fā)生透明帶反應(yīng) B．產(chǎn)生能量促進(jìn)精子運(yùn)動(dòng) C．有利于質(zhì)基因進(jìn)入受精卵 D．受細(xì)胞核的擠壓形成 24.有關(guān)卵巢的敘述正確的是()A．所有細(xì)胞都進(jìn)行減數(shù)分裂 B.所有細(xì)胞都可以見到染色體 C．有的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂 D．所有細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都相同

25.豆科植物和固氮菌互利共生，當(dāng)把它們分開時(shí)，兩者的生長(zhǎng)都要受到損害，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理()A．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的原理 B．整體性原理 C．系統(tǒng)整體性原理 D．協(xié)調(diào)與平衡原理 26.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全的敘述錯(cuò)誤的是()A．重組的微生物在降解污染物的過(guò)程中可能產(chǎn)生二次污染 B．種植抗蟲棉可以減少農(nóng)藥的使用量，對(duì)環(huán)境沒有任何負(fù)面影響

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C．如果轉(zhuǎn)基因花粉中有毒蛋白或過(guò)敏蛋白。可能會(huì)通過(guò)食物鏈傳遞到人體內(nèi) D．轉(zhuǎn)基因生物所帶來(lái)的環(huán)境安全問題是可以解決的 27.下列哪項(xiàng)不是解決基因歧視的正確方法()A．通過(guò)正確的科學(xué)知識(shí)傳播和倫理道德教育 B．杜絕基因檢測(cè)

C．保護(hù)個(gè)人遺傳信息隱私權(quán) D．建立完善的法規(guī)，通過(guò)立法解決 28.生態(tài)經(jīng)濟(jì)所遵循的主要原則和實(shí)現(xiàn)的重要手段分別是()A．循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)工程 B．整體性原則和生態(tài)工程

C．循環(huán)經(jīng)濟(jì)和工程學(xué)手段 D．無(wú)污染原則和生態(tài)工程

29.生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)即使某個(gè)物種由于某種原因而死亡，也會(huì)很快有其他物種占據(jù)它原來(lái)的生態(tài)位置，從而避免了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能的失衡。這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理()A．協(xié)調(diào)與平衡原理 B．物種多樣性原理 C．物質(zhì)循環(huán)再生原理 D．整體性原理

二、多選題

30．下列用動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體的實(shí)驗(yàn)步驟中，正確的是（）A．將抗原注人小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞 B．用纖維素酶處理B淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞

C．用滅活的仙臺(tái)病毒作誘導(dǎo)劑，促使B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合

D．篩選雜交瘤細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群，培養(yǎng)后提取單克隆抗體 31.目前常被使用的基因載體有（）

A．質(zhì)粒

B．噬菌體

C．染色體

D．動(dòng)、植物病毒 32.礦區(qū)廢棄地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響包括()A．造成土體、土壤、植被的破壞 B．極端惡劣的 土地條件會(huì)阻礙植被的生長(zhǎng)

C．影響土地景觀 D．可能產(chǎn)生嚴(yán)重的重金屬污染 33.下列敘述正確的是()A．胚胎發(fā)育的早期有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的 B．內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎盤和胎膜

C．哺乳動(dòng)物早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)不與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 D．早期胚胎發(fā)育到一定階段才可取出向受體移植

34．下列育種需要使用生物工程技術(shù)的是()A.高產(chǎn)青霉素菌株 B.能分泌含抗體的乳汁的母牛 C.生長(zhǎng)較快的鯉鯽魚 D.利于貯藏的白菜—甘藍(lán) 35．下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是（）

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A.葉肉細(xì)胞脫分化后可形成無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞 B.葉肉細(xì)胞經(jīng)再分化過(guò)程可形成愈傷組織 C.融合植物葉肉細(xì)胞時(shí)，應(yīng)先去掉細(xì)胞膜 D.葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)時(shí)，可以表現(xiàn)出全能性

36.《四千年的農(nóng)民》一書中記載了中國(guó)農(nóng)民幾千年來(lái)的耕作方法：積極種植能夠固氮的豆科作物以及收集一切可能的有機(jī)物質(zhì)，包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程中的廢棄物等，采用堆肥和漚肥等多種方式．把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料，施用到農(nóng)田中。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是()A．改善了土壤結(jié)構(gòu) B．培育了土壤微生物 C．實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分的循環(huán)利用 D．改變了土壤酸堿性 37.據(jù)圖5—9判斷，下列敘述符合生態(tài)學(xué)原理的是()

A．物質(zhì)經(jīng)過(guò)多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)

B．每一級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益 C．由于食物鏈延長(zhǎng)，能量逐級(jí)損耗。系統(tǒng)總能量利用效率降低 D．由于各級(jí)產(chǎn)物都可以利用，減少了廢物和污染

38．生物工程的興起，標(biāo)志著人們從認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的奧秘到按照人們的愿望改造生物的巨大飛躍。下列選項(xiàng)中不能正確說(shuō)明生物工程技術(shù)應(yīng)用的是（）A．植物組織培養(yǎng)是指離體的植物器官或細(xì)胞進(jìn)行脫分化形成新個(gè)體 B．細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體

C．人工誘變、細(xì)胞工程、基因工程等都能對(duì)微生物進(jìn)行定向改造 D．動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的最重要用途是培養(yǎng)具有雙親優(yōu)良性狀的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物

第II卷（非選擇題共40分）

三、非選擇題（共40分）

1．（9分）1997年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的能夠合成胰島素的

基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌

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中表達(dá)成功。如右圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。(1)此圖表示的是采取______________方法 獲取__________________________基因的過(guò)程。(2)圖中①DNA是以____________為模板，_____________ 形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的____________________________。(3)圖中②代表的是_________________酶，在它的作用下 將質(zhì)粒切出_______________末端。

(4)圖中③代表重組DNA，含_______________基因。

(5)圖中④表示的過(guò)程是______________________________________。

2.（15分）如圖為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)若A、B是植物細(xì)胞，在細(xì)胞融合之前已處理，除去了 ；A、B到細(xì)胞C的過(guò) 程中，常用的物理方法是。融合完 成的標(biāo)志是。

(2)若A、B是植物細(xì)胞，則形成的D細(xì)胞還要應(yīng)用 技術(shù)把D培養(yǎng)成植株。

(3)若A、B是動(dòng)物細(xì)胞，一般取自，然后用 使其分散開來(lái)；A、B到C的過(guò)程中常用的但不能用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的手段是，所形成的D稱為。

(4)若該過(guò)程是制備單克隆抗體，A為小鼠效應(yīng)B細(xì)胞，那么，在獲得此細(xì)胞之前，小鼠已被注射了。注射后小鼠身體產(chǎn)生了相應(yīng)的免疫反應(yīng)，生成了，圖中B為。

(5)若該過(guò)程仍是制備單克隆抗體，在A、B到C的過(guò)程中，所形成的C有 種，用來(lái)培養(yǎng)的D細(xì)胞應(yīng)該是。從中選擇出它的方法是 培養(yǎng)，獲得D后，常用的培養(yǎng)方法是培養(yǎng)基中培養(yǎng)和。

3.（5分）2001年5月4日，英國(guó)BBC廣播公司報(bào)道：美國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造了世界上第一批轉(zhuǎn)基因嬰兒。他們從年輕的健康婦女的卵細(xì)胞中提出細(xì)胞質(zhì)，然后注射到年齡大、不育婦女的卵細(xì)胞中，主要是為卵細(xì)胞注入正常的線粒體。以增加不孕婦女的受孕機(jī)會(huì)。請(qǐng)據(jù)材料回答：

（1）注入卵細(xì)胞線粒體發(fā)揮的基本作用____________________________________，（2）這批轉(zhuǎn)基因嬰兒的產(chǎn)生應(yīng)為_____________生殖，他們個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是_____________,它們的性狀由細(xì)胞內(nèi)的___________和_____________中的遺傳物質(zhì)共同決定。

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4．(11分)下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)略表示。據(jù)此回答： 脫分化 再分化

①——→②——→③——→④

（1）①表示

_____________，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是

。（2）②表示

，它與①相比分化程度

，全能性

。（3）若想制作人工種子，應(yīng)該選用（填編號(hào)）。

（4）若①是花藥，則④是_________________，繼續(xù)對(duì)其使用

處理可獲得

正常植株，該過(guò)程稱為________________________________。

（5）若利用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到（填編號(hào)）。

參考答案

一．選擇題：本題包括30小題，每題2分，共60分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。

1~10 DBDCDBDDCB 11~20 BDCACBDDAC 21~29 ACBCCBBAB http://www.tmdps.cn 第一備課網(wǎng) 教案 試題 課件 大全

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二．多選題（每題不只一個(gè)正確選項(xiàng)，每題2分，共20分）

30．ACD 31．ABD 32．ABCD 33．ACD 34．BCD 35．AD 36．ABC 37．ABD 38．ACD 三．非選擇題：（每空1分，共40分）1．（1）人工合成基因；胰島素（目的）

（2）胰島素mRNA；逆轉(zhuǎn)錄；胰島素（目的）基因（3）限制性核酸內(nèi)切酶；黏性（4）胰島素基因（目的基因）（5）重組DNA（目的基因）導(dǎo)入受體細(xì)胞 2．（1）細(xì)胞壁 離心、振動(dòng)、電激 形成新的細(xì)胞壁

（2）植物組織培養(yǎng)

（3）幼齡動(dòng)物組織或胚胎 胰蛋白酶 病毒誘導(dǎo) 雜交細(xì)胞

（4）相應(yīng)的抗原 漿細(xì)胞 骨髓瘤細(xì)胞

（5）3 雜交瘤細(xì)胞 選擇性 注入小鼠腹腔中培養(yǎng)

3．（1）維持卵細(xì)胞正常有氧呼吸（2）有性，受精卵，細(xì)胞核，細(xì)胞質(zhì)。4．（1）離體的植物組織或器官 植物細(xì)胞具有全能性（2）愈傷組織 低 高（3）③

（4）單倍體植株 秋水仙素 純合子 單倍體育種（5）②

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第三篇：高中生物選修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

選修3復(fù)習(xí)提綱

一、基因工程

1、（a）基因工程的誕生

（一）基因工程的概念

基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。

2、（a）基因工程的原理及技術(shù) 原理：基因重組

技術(shù)：

（一）基因工程的基本工具

1.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）（1）來(lái)源：主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。

（2）功能：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。

（3）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。2.“分子縫合針”——DNA連接酶

(1)兩種DNA連接酶（E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較： ①相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。

②區(qū)別：E·coliDNA連接酶來(lái)源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。

(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運(yùn)輸車”——載體

（1）載體具備的條件：①能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。③具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。

（2）最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（3）其它載體： 噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒(二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的獲取

1.目的基因是指： 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。

2.原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法_和化學(xué)合成法_。3.PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（1）原理：DNA雙鏈復(fù)制

（2）過(guò)程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。

第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建

1.目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

2.組成：目的基因＋啟動(dòng)子＋終止子＋標(biāo)記基因

（1）啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。

（3）標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。

第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞_ 1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。

2.常用的轉(zhuǎn)化方法：

將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。

將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是 顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是 受精卵。

將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：

3.重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后，篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。

第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)

1.首先要檢測(cè) 轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)。

2.其次還要檢測(cè) 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是采用 用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。

3.最后檢測(cè) 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的 抗體進(jìn)行 抗原－抗體雜交。

4.有時(shí)還需進(jìn)行 個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如 轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。

（三）（b）基因工程的應(yīng)用

1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2.動(dòng)物基因工程：提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。3.基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。

（四）（a）蛋白質(zhì)工程的概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）（1）蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)

（2）蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來(lái)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代的基因工程。

基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進(jìn)行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）設(shè)計(jì)中的困難：如何推測(cè)非編碼區(qū)以及內(nèi)含子的脫氧核苷酸序列

二、細(xì)胞工程

（一）植物細(xì)胞工程

1.理論基礎(chǔ)（原理）：細(xì)胞全能性 2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)（b）

（1）過(guò)程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞 ―――→愈傷組織 ―――→試管苗 ――→植物體

（2）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。A 植物繁殖

微型繁殖：可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖

作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來(lái)除去病毒（因?yàn)橹参锓稚鷧^(qū)附近的病毒極少或沒有）人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。優(yōu)點(diǎn)：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方便儲(chǔ)藏和運(yùn)輸

B 作物新品種培育 單倍體育種：

a過(guò)程：植株（AaBb）通過(guò)減數(shù)分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對(duì)花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)（技術(shù)是植物組織培養(yǎng)）；得到單倍體植株；對(duì)其幼苗時(shí)期進(jìn)行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。b 優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限

C 突變體利用：在組織培養(yǎng)中會(huì)出現(xiàn)突變體，通過(guò)從有用的突變體中選育出新品種（如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體）

D 細(xì)胞產(chǎn)物的生產(chǎn)：通過(guò)能夠產(chǎn)生對(duì)人們有利的產(chǎn)物的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，從而讓它們能夠產(chǎn)生大量的細(xì)胞產(chǎn)物。

（3）地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（1）過(guò)程：

（2）誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動(dòng)、電刺激等。化學(xué)法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑。

（3）意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。

（二）動(dòng)物細(xì)胞工程 1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（a）

（1）概念：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖。

（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動(dòng)物組織塊（動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織）→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。

（3）細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互抑制時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。（4）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件

①無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無(wú)菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。

②營(yíng)養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。

③溫度：適宜溫度：哺乳動(dòng)物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。

④氣體環(huán)境：95%空氣＋5%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。

（5）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測(cè)有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。

2.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物

（1）哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比較容易）和體細(xì)胞核移植（比較難）。（2）選用去核卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞比較大，容易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營(yíng)養(yǎng)豐富。

（3）體細(xì)胞核移植的大致過(guò)程是：

高產(chǎn)奶牛（提供體細(xì)胞）進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)；同時(shí)采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到減二分裂中期的卵母細(xì)胞，去核（顯微操作）[注：為什么要用卵細(xì)胞？它可以提供充足的營(yíng)養(yǎng)；操作簡(jiǎn)便；細(xì)胞質(zhì)不會(huì)抑制細(xì)胞核全能性的表達(dá)]；將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞；通過(guò)電刺激使兩細(xì)胞融合，供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞，構(gòu)建重組胚胎；將胚胎移入受體（代孕）母牛體內(nèi)；生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛（4）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：

①加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育；②保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量； ③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植等。（5）體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：

克隆動(dòng)物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。3.動(dòng)物細(xì)胞融合

（1）動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。融合后形成的具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。（2）動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。（3）動(dòng)物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。（4）動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較：

4.單克隆抗體

（1）抗體：一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。

（2）單克隆抗體的制備過(guò)程：

對(duì)免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠產(chǎn)生了效應(yīng)B細(xì)胞）；提取B淋巴細(xì)胞；同時(shí)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞并提取；促使它們細(xì)胞融合[注：融合的結(jié)果是有很多不符合要求的；如有2個(gè)B淋巴細(xì)胞融合的細(xì)胞等，所以要進(jìn)行篩選]；在特定的選擇培養(yǎng)基上篩選出融合的雜種細(xì)胞[特點(diǎn)是能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一的抗體]；然后對(duì)它進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)[篩選出能夠分泌所需抗體的雜種細(xì)胞]；最后將雜交瘤細(xì)胞在體外做大規(guī)模培養(yǎng)或注射入小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。

（3）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。（4）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備。

（5）單克隆抗體的作用：作為診斷試劑：準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速的優(yōu)點(diǎn)。用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其它疾病。

三、胚胎工程

（一）動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程

（1）精子的發(fā)生：補(bǔ)充，精原細(xì)胞先進(jìn)行有絲分裂后進(jìn)行減數(shù)分裂；變形過(guò)程中，細(xì)胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發(fā)育為頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈玻€粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質(zhì)濃縮為原生質(zhì)滴直至脫落。[線粒體為精子運(yùn)動(dòng)提供能量]（2）卵子的發(fā)生：在胎兒時(shí)期，卵原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂演變成初級(jí)卵母細(xì)胞[被卵泡細(xì)胞包圍]，減一分裂在排卵前后完成，形成次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體進(jìn)入輸卵管準(zhǔn)備受精；減二分裂是在受精過(guò)程中完成的。

（3）受精：精子獲能（在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)）；卵子的準(zhǔn)備（排出的卵子要在輸卵管中進(jìn)一步成熟到減二中期才具備受精能力）；受精階段[卵子周圍的結(jié)構(gòu)由外到內(nèi)：放射冠、透明帶、卵黃膜]，a頂體反應(yīng)：精子釋放頂體酶溶解卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，穿越放射冠。

b透明帶反應(yīng)：頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后來(lái)精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；c卵黃膜的封閉作用：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會(huì)拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)的過(guò)程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障]；精子尾部脫落，原有核膜破裂形成雄原核，同時(shí)卵子完成減二分裂，形成雌原核[注意：受精標(biāo)志是第二極體的形成；受精完成標(biāo)志是雌雄原核融合成合子]。

（4）胚胎發(fā)育：a卵裂期：細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，數(shù)量增加，胚胎總體積不增加；b桑椹胚：32個(gè)細(xì)胞左右的胚胎[之前所有細(xì)胞都能發(fā)育成完整胚胎的潛能屬全能細(xì)胞]；c囊胚：細(xì)胞開始分化，其中個(gè)體較大的細(xì)胞叫內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)囊胚腔[注：囊胚的擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致透明帶的破裂，胚胎伸展出來(lái)，這一過(guò)程叫孵化]；d原腸胚：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層形成外

胚層，下方細(xì)胞形成內(nèi)胚層，由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫原腸腔。[細(xì)胞分化在胚胎期達(dá)到最大限度] 9 胚胎工程的理論基礎(chǔ)（識(shí)記）

（1）胚胎工程的概念及技術(shù)手段：對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。

（2）體外受精[屬有性生殖過(guò)程]：a卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 對(duì)體型小的動(dòng)物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對(duì)體型大的動(dòng)物從卵巢中采集卵母細(xì)胞（要在體外培養(yǎng)成熟）b精子的采集 假陰道法、手握法和電刺激法；獲能 對(duì)嚙齒動(dòng)物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對(duì)牛、羊等精子用化學(xué)法（放在肝素或鈣離子載體溶液中）

（3）胚胎的早期培養(yǎng)：a培養(yǎng)液成分：無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分的比較]；b當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。

（4）胚胎移植：a概念：將雌性動(dòng)物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過(guò)程，通過(guò)轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精獲得的胚胎必須移植給受體才能獲得后代。

b優(yōu)勢(shì)：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。c胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)：同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的[對(duì)供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理]；早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能；受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受影響。

d胚胎移植的程序：對(duì)供、受體母牛進(jìn)行選擇，用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理；對(duì)供體母牛用激素做超數(shù)排卵處理；選擇同種優(yōu)秀公牛配種[有性生殖過(guò)程]；對(duì)胚胎進(jìn)行收集[此

時(shí)胚胎處于游離狀態(tài)]；對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查[此時(shí)胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚]；胚胎移植[或冷凍保存]；檢查受體母牛是否受孕；產(chǎn)下胚胎移植的犢牛。

（5）胚胎分割：a概念：用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2、4、8等分等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)[可看作是動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆] b基本過(guò)程：選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個(gè)胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。[注意：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割，否則會(huì)影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育] 10 胚胎干細(xì)胞的移植（識(shí)記）

（1）胚胎干細(xì)胞的含義：由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎兒]中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，又叫ES或EK細(xì)胞。

（2）特征：形態(tài)上體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯；功能上具有發(fā)育的全能性，即可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。[體外培養(yǎng)下，ES細(xì)胞可以只增殖不分化]（3）應(yīng)用：用于治療人類疾病，如利用ES細(xì)胞誘導(dǎo)其分化成新的組織細(xì)胞特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)。

1、胚胎工程是指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。

2、動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程（1）受精場(chǎng)所是母體的輸卵管。

（2）卵裂期：特點(diǎn)：細(xì)胞有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小。

（3）桑椹胚：特點(diǎn)：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí)，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹。是全能細(xì)胞。

（4）囊 胚：特點(diǎn)：細(xì)胞開始出現(xiàn)分化（該時(shí)期細(xì)胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個(gè)體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。

（5）原腸胚：特點(diǎn)：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。

（二）胚胎干細(xì)胞

1、哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，來(lái)源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來(lái)。

2、具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。

3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是：①可用于研究哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；②是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段；③可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；④利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能；⑤隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。

（三）胚胎工程的應(yīng)用 1.體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)

(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞；第三種方法是借助超聲波探測(cè)儀、腹腔鏡等直接從活體動(dòng)

物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。

(2)精子的采集和獲能：在體外受精前，要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理。

(3)受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程。

(4)胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜，除一些無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植，小鼠、家兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個(gè)細(xì)胞階段移植。)2.胚胎移植

(1)胚胎移植是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過(guò)體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。其中提供胚胎的個(gè)體稱為“供體”，接受胚胎的個(gè)體稱為“受體”。（供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見或存量大的品種。）

地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精等任何一項(xiàng)胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過(guò)胚胎移植技術(shù)才能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。

(2)胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力。

(3)生理學(xué)基礎(chǔ)：①動(dòng)物發(fā)情排卵后，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。

②早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。

③受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能。

④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受影響。(4)基本程序主要包括：

①對(duì)供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對(duì)供體母牛做超數(shù)排卵處理。②配種或人工授精。

③對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(lái)(也叫沖卵)。對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，此時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入－196℃的液氮中保存。④對(duì)胚胎進(jìn)行移植。

⑤移植后的檢查。對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割

(1)概念：是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

(2)意義：來(lái)自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，屬于無(wú)性繁殖。

(3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）

(4)操作過(guò)程：對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。

（四）生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭(zhēng)論 ：

(1)基因生物與食物安全：

反方觀點(diǎn)：反對(duì)“實(shí)質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應(yīng)、出現(xiàn)新的過(guò)敏原、營(yíng)養(yǎng)成分改變 正方觀點(diǎn)：有安全性評(píng)價(jià)、科學(xué)家負(fù)責(zé)的態(tài)度、無(wú)實(shí)例無(wú)證據(jù)(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全：對(duì)生物多樣性的影響

反方觀點(diǎn)：擴(kuò)散到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵外來(lái)物種、重組出有害的病原體、成為超級(jí)雜草、有可能造成“基因污染”

正方觀點(diǎn)：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時(shí)間有限(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全：對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

反方觀點(diǎn)：打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體

正方觀點(diǎn)：不改變生物原有的分類地位、減少農(nóng)藥使用、保護(hù)農(nóng)田土壤環(huán)境 2.生物技術(shù)的倫理問題

(1)克隆人：兩種不同觀點(diǎn)，多數(shù)人持否定態(tài)度。

否定的理由：克隆人嚴(yán)重違反了人類倫理道德，是克隆技術(shù)的濫用；克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；克隆人是在人為的制造在心理上和社會(huì)地位上都不健全的人。

肯定的理由：技術(shù)性問題可以通過(guò)胚胎分級(jí)、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術(shù)也只有通過(guò)實(shí)踐才能使之成熟。

中國(guó)政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆，不反對(duì)治療性克隆。四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn)。

(2)試管嬰兒：兩種目的試管嬰兒的區(qū)別兩種。不同觀點(diǎn)，多數(shù)人持認(rèn)可態(tài)度。否定的理由：把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠，是對(duì)生命的不尊重；早期生命也有活下去的權(quán)利，拋棄或殺死多余胚胎，無(wú)異于“謀殺”。

肯定的理由：解決了不育問題，提供骨髓中造血干細(xì)胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干細(xì)胞并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷。(3)基因身份證：

否定的理由：個(gè)人基因資訊的泄漏造成基因歧視，勢(shì)必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、造成個(gè)人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等嚴(yán)重后果。

肯定的理由：通過(guò)基因檢測(cè)可以及早采取預(yù)防措施，適時(shí)進(jìn)行治療，達(dá)到挽救患者生命的目的。3.生物武器

(1)種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌。(2)散布方式：吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。

(3)特點(diǎn)：致病力強(qiáng)、多數(shù)具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發(fā)現(xiàn)、危害時(shí)間長(zhǎng)等。

(4)禁止生物武器公約及中國(guó)政府的態(tài)度：在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器，并反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。生態(tài)工程的原理（識(shí)記）

（1）生態(tài)工程建設(shè)的目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。

（2）生態(tài)經(jīng)濟(jì)：通過(guò)實(shí)行循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化。[實(shí)現(xiàn)手段：生態(tài)工程]（3）基本原理：物質(zhì)循環(huán)再生原理[如無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)] 物種多樣性原理[提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性] 協(xié)調(diào)與平衡原理[處理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，考慮環(huán)境容納量]

第四篇：高中生物選修一必會(huì)知識(shí)點(diǎn)

知識(shí)的寬度、厚度和精度決定人的成熟度。每一個(gè)人比別人成功，只不過(guò)是多學(xué)了一點(diǎn)知識(shí)，多用了一點(diǎn)心而已。下面小編給大家分享一些高中生物選修一知識(shí)，希望能夠幫助大家，歡迎閱讀!

高中生物選修一知識(shí)1

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

1.果酒制作：

1)原理：酵母菌的無(wú)氧呼吸 反應(yīng)式：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量。

2)菌種來(lái)源：附著在葡萄皮上的野生酵母菌或人工培養(yǎng)的酵母菌。

3)條件：18-25℃，密封，每隔一段時(shí)間放氣(CO2)

4)檢測(cè)：在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈灰綠色。

2、果醋制作：

1)原理：醋酸菌的有氧呼吸。

O2，糖源充足時(shí)，將糖分解成醋酸

O2充足，缺少糖源時(shí)，將乙醇變?yōu)橐胰僮優(yōu)榇姿帷?/p>

C2H5OH+O2CH3COOH+H2O

2)條件：30-35℃，適時(shí)通入無(wú)菌空氣。

3、腐乳制作：

1)菌種：青霉、酵母、曲霉、毛霉等，主要是毛霉(都是真菌)。

2)原理：毛霉產(chǎn)生的蛋白酶將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和aa;脂肪酶將脂肪水解為甘油和脂肪酸。

3)條件：15-18℃，保持一定的濕度。

4)菌種來(lái)源：空氣中的毛霉孢子或優(yōu)良毛霉菌種直接接種。

5)加鹽腌制時(shí)要逐層加鹽，隨層數(shù)加高而增加鹽量，鹽能抑制微生物的生長(zhǎng)，避免豆腐塊腐敗變質(zhì)。

4、泡菜制作：

1)原理：乳酸菌的無(wú)氧呼吸，反應(yīng)式：C6H12O6 2C3H6O3+能量

2)制作過(guò)程：①將清水與鹽按質(zhì)量比4：1配制成鹽水，將鹽水煮沸冷卻。煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響。②將新鮮蔬菜放入鹽水中后，蓋好壇蓋。向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，以保證乳酸菌發(fā)酵的無(wú)氧環(huán)境。

3)亞硝酸鹽含量的測(cè)定：

①方法：比色法;

②原理：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。

高中生物選修一知識(shí)2

酶的研究與應(yīng)用

1、果膠酶作用：分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，提高水果的出汁率，并使果汁變得澄清。

2、果膠酶并不特指某一種酶，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。

3、酶的活性可用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。

4、目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶，其中應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。

5、加酶洗衣粉的作用原理：堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡容易從衣物上脫落。同樣道理，脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)。

6、固定化技術(shù)包括：包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。一般來(lái)說(shuō)，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用包埋法固定化。因?yàn)榧?xì)胞個(gè)大，而酶分子很小;個(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易從包埋材料中漏出。

7、固定化酵母細(xì)胞時(shí)，酵母細(xì)胞的活化用蒸餾水;配制海藻酸鈉溶液時(shí)，加熱要用小火，或者間斷加熱;要將海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入活化的酵母細(xì)胞。CaCl2溶液有利于凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

高中生物選修一知識(shí)3

二、微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用

1、培養(yǎng)基的種類：按物理性質(zhì)分為固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基，按化學(xué)成分分為合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基，按用途分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。

2、培養(yǎng)基的成分一般都含有水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽P143、微生物在固體培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)，可以形成肉眼可見的菌落。

4、培養(yǎng)基還需滿足微生物對(duì)PH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及O2的要求。

5、獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵。

6、常用滅菌方法有：灼燒滅菌，將接種工具如接種環(huán)、接種針滅菌;干熱滅菌：如玻璃器皿、金屬用具等需保持干燥的物品。高壓蒸汽滅菌：如培養(yǎng)基的滅菌。

7、用固體培養(yǎng)基對(duì)大腸桿菌純化培養(yǎng)，可分為兩步：制備培養(yǎng)基和純化大腸桿菌。

8、固體培養(yǎng)基的制備：計(jì)算→稱量→溶化→滅菌→倒平板

9、微生物常用的接種方法：平板劃線法和稀釋涂布平板法。

10、平板劃線法是通過(guò)連續(xù)劃線，將菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面，稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋，分別涂布到培養(yǎng)基表面。當(dāng)它們稀釋到一定程度后，微生物將分散成單個(gè)細(xì)胞，從而在培養(yǎng)基上形成單個(gè)菌落。

11、微生物的計(jì)數(shù)方法：活菌計(jì)數(shù)法、顯微鏡直接計(jì)數(shù)法、濾膜法。

12、活菌計(jì)數(shù)法就是當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少個(gè)活菌。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低。因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察的只是一個(gè)菌落。

13、顯微鏡直接計(jì)數(shù)也是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法，但它包括了死亡的微生物。

14、設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。①如何證明培養(yǎng)基是否受到污染：實(shí)驗(yàn)組的培養(yǎng)基中接種要培養(yǎng)的微生物，對(duì)照組中的培養(yǎng)基接種等量的蒸餾水(設(shè)置空白對(duì)照)。②如何證明某選擇培養(yǎng)基是否有選擇功能：實(shí)驗(yàn)組中的培養(yǎng)基用該選擇培養(yǎng)基，對(duì)照組中培養(yǎng)基用普通培養(yǎng)基(牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基)。如果普通培養(yǎng)基的菌落數(shù)明顯大于選擇培養(yǎng)基中的數(shù)目，則說(shuō)明該選擇培養(yǎng)基有選擇功能。

15、如何分離分解尿素的細(xì)菌?培養(yǎng)基中以尿素為唯一氮源，加入酚紅指示劑，如果PH升高，指示劑變紅，可初步鑒定該菌能分解尿素。

16、如何分離分解纖維素的微生物?以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基。

17、纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三組分：C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。

18、篩選纖維素分解菌的方法：剛果紅染色法，其原理是剛果紅可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅—纖維素的復(fù)合物無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。(產(chǎn)生了透明圈，說(shuō)明纖維素被分解了，說(shuō)明有纖維素分解菌)

高中生物選修一知識(shí)4

植物有效成分的提取。

1、植物芳香油的提取方法：蒸餾、壓榨和萃取。

2、水蒸汽蒸餾法是利用水蒸汽將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后又重新分出油層和水層。如玫瑰油、薄荷油等(也可用萃取法)。

3、柑橘、檸檬芳香油的制備常使用壓榨法，因?yàn)樗姓麴s會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解。

4、胡蘿卜素的提取一般用萃取法。萃取法是將粉碎、干燥的植物原料用有機(jī)溶劑浸泡，使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，然后蒸發(fā)出有機(jī)溶劑，獲取純凈的植物芳香油。

5、石油醚具有較高的沸點(diǎn)，能充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶，所以適宜用作胡蘿卜素的萃取劑。

6、玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，能隨水蒸汽一同蒸餾。故適用于蒸餾法。

7、玫瑰精油的油水混合物中加入NaCL目的是增加水層密度，使油水分層。分離油層后加無(wú)水Na2SO4，目的是除去水，再過(guò)濾去除Na2SO4。

8、橘皮壓榨前用石灰水浸泡，目的是破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、分解果膠、防止橘皮壓榨時(shí)滑脫，提高出油率。

9、胡蘿卜素是橘黃色結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑，所以適于用萃取法。

10、萃取時(shí)采用水浴加熱，以防有機(jī)溶劑燃燒、爆炸。瓶口安裝回流冷凝裝置，以防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)。

高中生物選修一知識(shí)5

DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)

1、提取生物大分子的基本思路是選用一定的物理或化學(xué)方法分離具有不同物理或化學(xué)性質(zhì)的生物大分子。

2、DNA溶解性：①DNA在不同濃度的NaCL溶液中溶解度不同。在0.14moL/L的NaCL溶液中，溶解度最小。②DNA不溶于酒精。

3、DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性：因?yàn)槊赣袑Ｒ恍裕鞍酌改芩獾鞍踪|(zhì)，但對(duì)DNA沒有影響。DNA比較能耐高溫。洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜，但對(duì)DNA無(wú)影響。

4、在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色。

5、提取DNA的材料一般用雞血而不用豬血，因?yàn)椴溉閯?dòng)物(豬)成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核，無(wú)DNA。

6、破碎雞血細(xì)胞時(shí)，可以加入一定量的蒸餾水，同時(shí)用玻璃棒攪拌，過(guò)濾后收集濾液即可。

7、為了純化提取的DNA，需要將濾液進(jìn)一步處理。在濾液中加入NaCL，使其濃度為2mol/L，過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì)，再加入蒸餾水，使NaCL濃度為0.14mol/L，析出DNA，過(guò)濾除去溶液中的雜質(zhì)。

8、向溶解了DNA的NaCL溶液中加入體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精溶液，目的是提取含雜質(zhì)更少的DNA。

9、PCR原理：DNA體外復(fù)制

10、PCR的條件：①一定的緩沖溶液;②DNA模板;③分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物;④四種脫氧核苷酸;⑤耐熱的DNA聚合酶;⑥控制溫度的儀器設(shè)備。

11、為什么要引物?因?yàn)镈NA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈。DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。

12、PCR三步驟：變性、復(fù)性和延伸。在PCR循環(huán)之前，常要進(jìn)行一次預(yù)變性，以便增加大分子模板DNA徹底變性的概率。

13、PCR的結(jié)果：特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的DNA序列，使這段固定長(zhǎng)度的序列呈指數(shù)擴(kuò)增。

14、DNA在260nm的紫外線波段有一強(qiáng)烈的吸收峰。

15、蛋白質(zhì)分離的方法：凝膠色譜法和電泳。

16、凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)，移動(dòng)速度慢，后洗脫出來(lái);相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)，移動(dòng)速度快，先洗脫出來(lái)。

17、電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。

高中生物選修一必會(huì)知識(shí)點(diǎn)

第五篇：高中生物選修3教材課后習(xí)題答案

高中生物選修3教材答案

?1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具

（一）思考與探究

1.限制酶在DNA的任何部位都能將DNA切開嗎？以下是四種不同限制酶切割形成的DNA片段：

(1)…CTGCA(2)…AC(3)GC…（4）…G

…G …TG CG… …CTTAA(5)G…(6)…GC(7)GT…(8)AATTC…

ACGTC… …CG CA… G… 你是否能用DNA連接酶將它們連接起來(lái)？ 答：2和7能連接形成…ACGT… …TGCA…；

4和8能連接形成…GAATTC… …CTTAAG…；

3和6能連接形成…GCGC…

…CGCG…； 1和5能連接形成…CTGCAG…

…GACGTC…。

2.聯(lián)系你已有的知識(shí)，想一想，為什么細(xì)菌中限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？

提示：迄今為止，基因工程中使用的限制酶絕大部分都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來(lái)的，它們各自可以識(shí)別和切斷DNA上特定的堿基序列。細(xì)菌中限制酶之所以不切斷自身DNA，是因?yàn)槲⑸镌陂L(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，對(duì)于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在長(zhǎng)期演化過(guò)程中，含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識(shí)別切割序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵（本題不要求學(xué)生回答的完全，教師可參考教師用書中的提示，根據(jù)學(xué)生的具體情況，給予指導(dǎo)。上述原則也應(yīng)適用于其他章節(jié)中有關(guān)問題的回答）。

3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程載體嗎？為什么？

提示：基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質(zhì)粒（plasmid），即獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外的一種可以自我復(fù)制、雙鏈閉環(huán)的裸露的DNA分子。是否任何質(zhì)粒都可以作為基因工程載體使用呢？其實(shí)不然，作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件。（1）載體DNA必需有一個(gè)或多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點(diǎn)所處的位臵，還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活。

（2）載體DNA必需具備自我復(fù)制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復(fù)制而同步復(fù)制。

（3）載體DNA必需帶有標(biāo)記基因，以便重組后進(jìn)行重組子的篩選。

生物選修3教材答案

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（4）載體DNA必需是安全的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害，或不能進(jìn)入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去。

（5）載體DNA分子大小應(yīng)適合，以便提取和在體外進(jìn)行操作，太大就不便操作。實(shí)際上自然存在的質(zhì)粒DNA分子并不完全具備上述條件，都要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。

4.網(wǎng)上查詢：DNA連接酶有連接單鏈DNA的本領(lǐng)嗎？

提示：迄今為止，所發(fā)現(xiàn)的DNA連接酶都不具有連接單鏈DNA的能力，至于原因，現(xiàn)在還不清楚，也許將來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)可以連接單鏈DNA的酶。

（二）尋根問底

1.根據(jù)你所掌握的知識(shí)，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？ 提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。2.DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？

答：不是一回事。基因工程中所用的連接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中分離得到的，稱之為E·coliDNA連接酶。另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T4DNA連接酶。這兩種連接酶催化反應(yīng)基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口（nick），而不能連接單鏈DNA。DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵（在相鄰核苷酸的3位碳原子上的羥基與5位碳原子上所連磷酸基團(tuán)的羥基之間形成），那么，二者的差別主要表現(xiàn)在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個(gè)核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。

（2）DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)。因此DNA連接酶不需要模板。

此外，二者雖然都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶，但組成和性質(zhì)各不相同。

（三）模擬制作討論題

1.你模擬插入的DNA片段能稱得上一個(gè)基因嗎？ 提示：不能。因?yàn)橐话慊蛴猩锨€(gè)堿基對(duì)。

2.如果你操作失誤，堿基不能配對(duì)。可能是什么原因造成的？ 提示：可能是剪切位點(diǎn)或連接位點(diǎn)選得不對(duì)（也可能是其他原因）。

（四）旁欄思考題

想一想，具備什么條件才能充當(dāng)“分子運(yùn)輸車”？

提示：能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因位點(diǎn)及對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害等。

?1.2 基因工程的基本操作程序

（一）思考與探究

1.作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么？

生物選修3教材答案

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答：不可以。因?yàn)槟康幕蛟诒磉_(dá)載體中得到表達(dá)并發(fā)揮作用，還需要有其他控制元件，如啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。必須構(gòu)建上述元件的主要理由是：

（1）生物之間進(jìn)行基因交流，只有使用受體生物自身基因的啟動(dòng)子才能比較有利于基因的表達(dá)；

（2）通過(guò)cDNA文庫(kù)獲得的目的基因沒有啟動(dòng)子，只將編碼序列導(dǎo)入受體生物中無(wú)法轉(zhuǎn)錄；

（3）目的基因是否導(dǎo)入受體生物中需要有篩選標(biāo)記；

（4）為了增強(qiáng)目的基因的表達(dá)水平，往往還要增加一些其他調(diào)控元件，如增強(qiáng)子等；（5）有時(shí)需要確定目的基因表達(dá)的產(chǎn)物存在于細(xì)胞的什么部位，往往要加上可以標(biāo)識(shí)存在部位的基因（或做成目的基因與標(biāo)識(shí)基因的融合基因），如綠色熒光蛋白基因等。2.根據(jù)農(nóng)桿菌可將目的基因?qū)腚p子葉植物的機(jī)理，你能分析出農(nóng)桿菌不能將目的基因?qū)雴巫尤~植物的原因嗎？若想將一個(gè)抗病基因?qū)雴巫尤~植物，如小麥，從理論上說(shuō)，你應(yīng)該如何做？

提示：農(nóng)桿菌可分為根瘤農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌，在植物基因工程中以根瘤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化最多。根瘤農(nóng)桿菌廣泛存在于雙子葉植物中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，約有93屬643種雙子葉植物對(duì)根瘤農(nóng)桿菌敏感。裸子植物對(duì)該菌也敏感。當(dāng)這些植物被該菌侵染后會(huì)誘發(fā)腫瘤。近年來(lái)，也有報(bào)道該菌對(duì)單子葉植物也有侵染能力。

根瘤農(nóng)桿菌侵染植物是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。根瘤農(nóng)桿菌具有趨化性，即植物的受傷組織會(huì)產(chǎn)生一些糖類和酚類物質(zhì)吸引根瘤農(nóng)桿菌向受傷組織集中。研究證明，主要酚類誘導(dǎo)物為乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮，這些物質(zhì)主要在雙子葉植物細(xì)胞壁中合成，通常不存在于單子葉植物中，這也是單子葉植物不易被根瘤農(nóng)桿菌侵染的原因。近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)一些中性糖，如L-阿拉伯糖、D-木糖等也有誘導(dǎo)作用。酚類物質(zhì)和糖類物質(zhì)既可以作為根瘤農(nóng)桿菌的趨化物，又可以作為農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上Vir區(qū)（毒性區(qū)）基因的誘導(dǎo)物，使Vir區(qū)基因活化，導(dǎo)致T-DNA的加工和轉(zhuǎn)移，從而侵染植物細(xì)胞。需要注意的是農(nóng)桿菌中不同的菌株，侵染能力有差別，在基因工程中需要加以選擇使用。利用農(nóng)桿菌侵染單子葉植物進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化時(shí)，是需要加上述酚類物質(zhì)的，同時(shí)單子葉植物種類不同，農(nóng)桿菌侵染進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化的效果也有很大差異。

如果想將一個(gè)抗病毒基因轉(zhuǎn)入小麥，也可以用農(nóng)桿菌，但要注意兩點(diǎn)：①要選擇合適的農(nóng)桿菌菌株，因?yàn)椴皇撬械霓r(nóng)桿菌菌株都可以侵染單子葉植物；②要加趨化和誘導(dǎo)的物質(zhì)，一般為乙酰丁香酮等，目的是使農(nóng)桿菌向植物組織的受傷部位靠攏（趨化性）和激活農(nóng)桿菌的Vir區(qū)（誘導(dǎo)）的基因，使T-DNA轉(zhuǎn)移并插入到染色體DNA上。3.利用大腸桿菌可以生產(chǎn)出人的胰島素，聯(lián)系前面有關(guān)細(xì)胞器功能的知識(shí)，結(jié)合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生產(chǎn)人的糖蛋白，可以用大腸桿菌嗎？

提示：有些蛋白質(zhì)肽鏈上有共價(jià)結(jié)合的糖鏈，這些糖鏈?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體上加工完成的，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體存在于真核細(xì)胞中，大腸桿菌不存在這兩種細(xì)胞器，因此，在大腸桿菌中生產(chǎn)這種糖蛋白是不可能的。4.β-珠蛋白是動(dòng)物血紅蛋白的重要組成成分。當(dāng)它的成分異常時(shí)，動(dòng)物有可能患某種疾病，如鐮刀形細(xì)胞貧血癥。假如讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的β-珠蛋白，想一想，應(yīng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？

生物選修3教材答案

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提示：基本操作如下：

（1）從小鼠中克隆出β-珠蛋白基因的編碼序列（cDNA）。

（2）將cDNA前接上在大腸桿菌中可以適用的啟動(dòng)子，另外加上抗四環(huán)素的基因，構(gòu)建成一個(gè)表達(dá)載體。

（3）將表達(dá)載體導(dǎo)入無(wú)四環(huán)素抗性的大腸桿菌中，然后在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。如果表達(dá)載體未進(jìn)入大腸桿菌中，大腸桿菌會(huì)因不含有抗四環(huán)素基因而死掉；如果培養(yǎng)基上長(zhǎng)出大腸桿菌菌落，則表明β-珠蛋白基因已進(jìn)入其中。

（4）培養(yǎng)進(jìn)入了β-珠蛋白基因的大腸桿菌，收集菌體，破碎后從中提取β-珠蛋白。

（二）求異思維

你能推測(cè)出由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)程大致分為哪些步驟嗎？

提示：1970年，特明（H.M.Temin）和巴爾的摩（D.Baltimore）證實(shí)了RNA病毒中含有一種能將RNA轉(zhuǎn)錄成DNA的酶，這種酶被稱為依賴RNA的DNA聚合酶，由于與中心法則中的從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄是反向的，所以稱為反轉(zhuǎn)錄酶（reverse transcriptase）。反轉(zhuǎn)錄酶既可以利用DNA又可以利用RNA作為模板合成與之互補(bǔ)的DNA鏈。像其他DNA聚合酶一樣，反轉(zhuǎn)錄酶也以5′→3′方向合成DNA（圖1-3）。

圖1-3 由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)程

cDNA合成過(guò)程是：第一步，反轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成一條與RNA互補(bǔ)的DNA單鏈，形成RNA-DNA雜交分子。第二步，核酸酶H使RNA-DNA雜交分子中的RNA鏈降解，使之變成單鏈的DNA。第三步，以單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子。

（三）尋根問底

1.為什么要構(gòu)建基因文庫(kù)？直接從含有目的基因的生物體內(nèi)提取不行嗎？

提示：構(gòu)建基因文庫(kù)是獲取目的基因的方法之一，并不是惟一的方式。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通過(guò)PCR方式從含有該基因的生物的DNA中，直接獲得，也可以通過(guò)反轉(zhuǎn)錄，用PCR方式從mRNA中獲得，不一定要構(gòu)建基因文庫(kù)。但如果所需要的目的基因的序列完全不知，或只知道目的基因序列的一段，或想從一種生物體內(nèi)獲得許多基因，或者想知道這種生物與另一種生物之間有多少基因不同，或者想知道一種生物在個(gè)體發(fā)育的不同階段表達(dá)的基因有什么不同，或者想得到一種生物的全基因組序列，往往就需要構(gòu)建基因文庫(kù)。

2.將目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞不是更簡(jiǎn)便嗎？如果這么做，結(jié)果會(huì)怎樣？

提示：有人采用總DNA注射法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，即將一個(gè)生物中的總DNA提取出來(lái)，通過(guò)注射或花粉管通道法導(dǎo)入受體植物，沒有進(jìn)行表達(dá)載體的構(gòu)建，這種方法針對(duì)性差，完全靠運(yùn)氣，也無(wú)法確定什么基因?qū)肓耸荏w植物。此法目前爭(zhēng)議頗多，嚴(yán)格來(lái)講不算基因工程。

生物選修3教材答案

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?1.3 基因工程的應(yīng)用 思考與探究

根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，試概括寫出基因工程解決了哪些生活、生產(chǎn)中難以解決的問題。提示：基因工程可以生產(chǎn)人類需要的藥物，如胰島素、干擾素等。我們吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的抗蟲棉、抗病毒煙草、抗除草劑大豆等都已進(jìn)入商品化生產(chǎn)，上述產(chǎn)品有些是常規(guī)方法難以生產(chǎn)的或者生產(chǎn)成本過(guò)高。

?1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起

（一）思考與探究

1.蛋白質(zhì)工程是應(yīng)怎樣的需求而崛起的？

提示（供教師在教學(xué)中參考）：蛋白質(zhì)工程的崛起主要是工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論研究的需要。而結(jié)構(gòu)生物學(xué)對(duì)大量蛋白質(zhì)分子的精確立體結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜的生物功能的分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)改造天然蛋白質(zhì)提供了藍(lán)圖。分子遺傳學(xué)的以定點(diǎn)突變?yōu)橹行牡幕虿僮骷夹g(shù)為蛋白質(zhì)工程提供了手段。

在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的課題。一般來(lái)說(shuō)，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長(zhǎng)酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。

下面舉一個(gè)如何通過(guò)蛋白質(zhì)工程來(lái)提高重組β-干擾素專一活性和穩(wěn)定性的例子。干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106 U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-干擾素蛋白質(zhì)中有3個(gè)半胱氨酸（第17位、31位和141位），推測(cè)可能是有一個(gè)或幾個(gè)半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第17位的半胱氨酸，通過(guò)基因定點(diǎn)突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的β-干擾素的抗病性活性提高到108 U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。

在基礎(chǔ)理論研究方面，蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)等一系列分子生物學(xué)基本問題的一種新型的、強(qiáng)有力的手段。通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動(dòng)的規(guī)律。2.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？

答：基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。

3.你知道酶工程嗎？絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，酶工程與蛋白質(zhì)工程有什么區(qū)別？ 提示：酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷和環(huán)境保護(hù)等方面的一門科學(xué)技術(shù)。概括地說(shuō)，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)生物選修3教材答案

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和應(yīng)用兩方面組成的。酶工程的應(yīng)用主要集中于食品工業(yè)、輕工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中。α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶這三個(gè)酶連續(xù)作用于淀粉，就可以代替蔗糖生產(chǎn)出高果糖漿；蛋白酶用于皮革脫毛膠以及洗滌劑工業(yè)；固定化酶還可以治療先天性缺酶病或是器官缺損引起的某些功能的衰竭等。至于我們?nèi)粘Ｉ钪兴姷降募用赶匆路邸⒛廴夥鄣龋透敲腹こ套钪苯拥捏w現(xiàn)了。通常所說(shuō)的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒有經(jīng)過(guò)由酶的功能來(lái)設(shè)計(jì)酶的分子結(jié)構(gòu)，然后由酶的分子結(jié)構(gòu)來(lái)確定相應(yīng)基因的堿基序列等步驟。因此，酶工程的重點(diǎn)在于對(duì)已存酶的合理充分利用，而蛋白質(zhì)工程的重點(diǎn)則在于對(duì)已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。當(dāng)然，隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，其成果也會(huì)應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一部分。

（二）正文中討論題

某多肽鏈的一段氨基酸序列是：…—丙氨酸—色氨酸—賴氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—… 討論：（1）怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫出來(lái)。（2）確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA）？ 答：（1）每種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的三聯(lián)密碼子，只要查一下遺傳密碼子表，就可以將上述氨基酸序列的編碼序列查出來(lái)。但是由于上述氨基酸序列中有幾個(gè)氨基酸是由多個(gè)三聯(lián)密碼子編碼，因此其堿基排列組合起來(lái)就比較復(fù)雜，至少可以排列出16種，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的排列組合知識(shí)自己排列一下。首先應(yīng)該根據(jù)三聯(lián)密碼子推出mRNA序列為GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。（2）確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過(guò)人工合成的方法或從基因庫(kù)中獲取。

（三）異想天開

能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，導(dǎo)入合適的細(xì)菌中，讓細(xì)菌生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)食品呢？

提示：理論上講可以，但目前還沒有真正成功的例子。一些報(bào)道利用細(xì)菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)往往都是自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，并非完全是人工設(shè)計(jì)出來(lái)而自然不存在的蛋白質(zhì)。主要原因是蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，人類對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和在生物體內(nèi)如何行使功能知之甚少，很難設(shè)計(jì)出一個(gè)嶄新而又具有生命功能作用的蛋白質(zhì)，而且一個(gè)嶄新的蛋白質(zhì)會(huì)帶來(lái)什么危害也是人們所擔(dān)心的。

（四）旁欄思考題

1.你知道人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國(guó)科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？

提示：人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃是繼人類基因組計(jì)劃之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)重大的科學(xué)命題。2001年，國(guó)際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。之后，該組織正式提出啟動(dòng)了兩項(xiàng)重大國(guó)際合作行動(dòng)：一項(xiàng)是由中國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”；另一項(xiàng)是以美國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃”，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的帷幕。

“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”是國(guó)際上第一個(gè)人類組織／器官的蛋白質(zhì)組計(jì)劃，由我國(guó)賀福初院士牽頭，這是中國(guó)科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國(guó)際科研協(xié)作計(jì)劃，總部設(shè)在北京，目前生物選修3教材答案

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有16個(gè)國(guó)家和地區(qū)的80多個(gè)實(shí)驗(yàn)室報(bào)名參加。它的科學(xué)目標(biāo)是揭示并確認(rèn)肝臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)的突破提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)。人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的深入研究將是對(duì)蛋白質(zhì)工程的有力推動(dòng)和理論支持。

2.對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？

答：毫無(wú)疑問應(yīng)該從對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：

（1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳的。

（2）對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。

?2.1 植物細(xì)胞工程

?2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

（一）思考與探究

1.為什么“番茄—馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯？ 提示：1978年，梅爾徹斯（Melchers）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細(xì)胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“馬鈴薯番茄”。像大多數(shù)雜種一樣，雜交株同時(shí)具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根”，但是沒有產(chǎn)生可結(jié)實(shí)的花、果實(shí)以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯—番茄”一類的體細(xì)胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但是其研究?jī)r(jià)值不可忽視。

至于馬鈴薯—番茄沒有像人們預(yù)想的那樣地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜交植株不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。

2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動(dòng)物──眼蟲，說(shuō)明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活，請(qǐng)?zhí)接懀簞?dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。

提示：根據(jù)眼蟲的特點(diǎn)，動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交的。具體的實(shí)驗(yàn)方案可以設(shè)計(jì)如下：

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（二）正文中討論題

【實(shí)驗(yàn) 胡蘿卜的組織培養(yǎng)】

1.在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無(wú)菌操作？

提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)，所以植物組織培養(yǎng)過(guò)程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長(zhǎng)的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。

造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中用到的植物材料和各種器械都要進(jìn)行徹底地滅菌，實(shí)驗(yàn)人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。

2.在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請(qǐng)思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？

提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。可以讓學(xué)生參考利用胡蘿卜根進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)出利用胡蘿卜的莖、葉、花進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)流程。

3.請(qǐng)根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡(jiǎn)圖。提示：

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?2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用

（一）思考與探究

1.通過(guò)查閱資料，請(qǐng)你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用。提示：a.拯救瀕危植物； b.提供食品制作的原料；

c.利用愈傷組織進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作。

2.請(qǐng)查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過(guò)程，設(shè)計(jì)出制備技術(shù)的主要流程圖。提示：誘導(dǎo)植物愈傷組織

↓

體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)

↓

體細(xì)胞胚的成熟

↓

體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹

↓

貯藏或種植

3.請(qǐng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實(shí)驗(yàn)流程。

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提示： 花藥花粉細(xì)胞培養(yǎng)正常植株

（二）正文中討論題

1.人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來(lái)進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)？

提示：植物“微型”繁殖技術(shù)具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢(shì)。工廠化大規(guī)模育苗生產(chǎn)正是利用了植物“微型”繁殖技術(shù)的這兩方面優(yōu)勢(shì)。利用植物“微型”繁殖技術(shù)我們可以在短時(shí)間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗。2.人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點(diǎn)，想一想它們具有哪些優(yōu)點(diǎn)？

提示：人工種子的優(yōu)點(diǎn)：

（1）天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會(huì)造成某些遺傳性狀的改變；天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只繁殖1～2次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。（2）試管苗的大量貯藏和運(yùn)輸也是相當(dāng)困難的。人工種子則克服了這些缺點(diǎn)，人工種子外層是起保護(hù)作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，可以很方便地貯藏和運(yùn)輸。3.人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長(zhǎng)成小植株的關(guān)鍵部分，請(qǐng)?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？

提示：針對(duì)植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。

4.高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來(lái)一場(chǎng)滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”為題，與同學(xué)展開討論，說(shuō)出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境方面的重要意義。

提示：可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來(lái)大量生產(chǎn)紫杉醇。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來(lái)大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來(lái)大量生產(chǎn)紫杉醇。國(guó)內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的11種植物現(xiàn)都在進(jìn)行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的2～5倍。國(guó)內(nèi)外在分化細(xì)胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。

?2.2動(dòng)物細(xì)胞工程

?2.2.1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)

（一）思考與探究

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愈傷組織分化出小植株單倍體幼苗1.幼齡與老齡動(dòng)物的組織細(xì)胞比較，分化程度低的與分化程度高的組織細(xì)胞比較，哪一種更易于培養(yǎng)？思考一下，這是什么道理？

提示：細(xì)胞的衰老與動(dòng)物機(jī)體的衰老有著密切的關(guān)系，細(xì)胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)，幼齡動(dòng)物細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，老齡動(dòng)物則相反。所以，一般來(lái)說(shuō)幼年動(dòng)物的組織細(xì)胞比老年動(dòng)物的組織細(xì)胞易于培養(yǎng)。同樣，組織細(xì)胞的分化程度越低，則增殖能力越強(qiáng)，所以更容易培養(yǎng)。

2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)要經(jīng)過(guò)脫分化的過(guò)程嗎？為什么？

提示：脫分化又稱去分化，是指分化細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能變?yōu)榫哂形捶只?xì)胞特性的過(guò)程。植物的任何一部分，甚至單個(gè)細(xì)胞都具有長(zhǎng)成完整植株的能力。但要發(fā)育成完整植株，必須先脫分化，脫分化的細(xì)胞具有發(fā)育成任何組織的能力，然后進(jìn)行再分化，形成完整植株。植物組織培養(yǎng)主要用于農(nóng)林生產(chǎn)中的作物、苗木育種，快速繁育種苗、培育無(wú)病毒植株等，這就要求植物的組織或細(xì)胞先進(jìn)行脫分化。動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)有各種用途，一般而言，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程。因高度分化的動(dòng)物細(xì)胞發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力，所以，動(dòng)物細(xì)胞也就沒有類似植物組織培養(yǎng)時(shí)的脫分化過(guò)程了。要想使培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞定向分化，通常采用定向誘導(dǎo)動(dòng)物干細(xì)胞，使其分化成所需要的組織或器官。

3.1997年，美國(guó)威斯康星州的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭名叫盧辛達(dá)（Lucinda）的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國(guó)高產(chǎn)奶牛場(chǎng)奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國(guó)奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4 t。（1）能利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。

提示：可以用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)。盧辛達(dá)的產(chǎn)奶量很高，說(shuō)明它有高產(chǎn)奶的遺傳基礎(chǔ)，利用盧辛達(dá)的體細(xì)胞克隆的奶牛其遺傳物質(zhì)基本上全部來(lái)自該奶牛，其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)，如果精心培育和飼養(yǎng)，有可能在世界范圍內(nèi)推廣，克隆牛再與高產(chǎn)的公牛自然繁殖，可得到很多高產(chǎn)的后代，從而加快奶牛改良進(jìn)程。

但同時(shí)需注意，該克隆牛不能無(wú)限制地推廣，其數(shù)量不宜過(guò)多，尤其是在小范圍內(nèi)不能無(wú)限的繁殖，以避免奶牛群出現(xiàn)近親繁殖而引起種質(zhì)衰退。

（2）如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)的任務(wù)交給你，你將如何對(duì)它進(jìn)行克隆？

提示：首先從盧辛達(dá)耳朵（也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易取）上剪取一小塊組織，在體外培養(yǎng)獲得該組織（如軟骨組織）的細(xì)胞。從屠宰場(chǎng)取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)成熟。用顯微針去除卵母細(xì)胞的核，再將耳細(xì)胞注入卵母細(xì)胞，用電刺激方法使卵母細(xì)胞與體細(xì)胞融合，這時(shí)供體核就進(jìn)入了受體卵母細(xì)胞，再用電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活注入了體細(xì)胞核的卵母細(xì)胞，使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育過(guò)程。核移植胚胎在體外短時(shí)間培養(yǎng)后，挑選正常卵裂的胚胎植入經(jīng)同期發(fā)情處理的受體母牛體內(nèi)。4.體細(xì)胞核移植技術(shù)在研究和應(yīng)用上還存在什么問題？請(qǐng)你查閱資料，了解這方面的前沿動(dòng)態(tài)。

提示：在研究方面，克隆動(dòng)物基因組重新編程的機(jī)制尚不清楚，克隆技術(shù)效率低，克隆動(dòng)物畸形率高、死亡率高、易出現(xiàn)早衰等問題。這些問題尚在研究中。在應(yīng)用上，生產(chǎn)克隆動(dòng)物費(fèi)用昂貴，距大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離。

（二）正文中討論題

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【討論1】

多細(xì)胞動(dòng)物和人體的細(xì)胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)你所學(xué)的內(nèi)環(huán)境的知識(shí)，思考并討論以下問題：

1.體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)需要提供哪些物質(zhì)？

提示：充足的營(yíng)養(yǎng)供給、適宜的溫度、適宜的pH和氣體環(huán)境。2.體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要什么樣的環(huán)境條件？ 提示：無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境。【討論2】

1.在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核？ 提示：為使核移植的胚胎或動(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物提供的體細(xì)胞，在供體細(xì)胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前，必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐摹?/p>

2.用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，想一想，這是為什么？

提示：培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代左右時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。

3.你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動(dòng)物，是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？

提示：克隆動(dòng)物絕大部分DNA來(lái)自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來(lái)自于受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆的動(dòng)物不是供核動(dòng)物完全相同的復(fù)制。

此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供體動(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物不會(huì)是核供體動(dòng)物100%的復(fù)制。

（三）尋根問底

胰蛋白酶真的不會(huì)把細(xì)胞消化掉嗎？為什么？

提示：胰蛋白酶除了可以消化細(xì)胞間的蛋白外，長(zhǎng)時(shí)間的作用也會(huì)消化細(xì)胞膜蛋白，對(duì)細(xì)胞有損傷作用，因此必須控制好胰蛋白酶的消化時(shí)間。

（四）旁欄思考題

1.進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分？用胃蛋白酶行嗎？

提示：用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白酶就會(huì)失去活性。胰蛋白酶作用的適宜環(huán)境pH為7.2～8.4。多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，而胰蛋白酶在此環(huán)境中活性較高，因此胰蛋白酶適宜用于細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的消化。

2.為什么對(duì)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)通常要添加血清？

提示：血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白質(zhì)主要為白蛋白和球蛋生物選修3教材答案

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白。氨基酸有多種，是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的基本成分，其中有些氨基酸動(dòng)物細(xì)胞本身不能合成（稱為必需氨基酸），必須由培養(yǎng)液提供。血清激素有胰島素、生長(zhǎng)激素等及多種生長(zhǎng)因子（如表皮生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、類胰島素生長(zhǎng)因子等）；血清還含有多種未知的促細(xì)胞生長(zhǎng)因子、促貼附因子及其他活性物質(zhì)，能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和貼附。因此，細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要保證細(xì)胞能夠順利生長(zhǎng)和增殖，一般需添加10%～20%的血清。?2.2.2 動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體 思考與探究

1.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)有什么不同？

提示：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)基本相同，不同的是植物體細(xì)胞融合前需去掉細(xì)胞壁，然后再融合；動(dòng)物細(xì)胞融合是兩個(gè)體細(xì)胞直接融合。

2.制備單克隆抗體時(shí)，為什么要選用B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞？ 提示：哺乳動(dòng)物感染抗原后，其體內(nèi)會(huì)形成相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞能分泌相應(yīng)的抗體凝聚或殺死這些抗原。動(dòng)物在免疫反應(yīng)的過(guò)程中，每一種B淋巴細(xì)胞能分泌一種特異性抗體，要想獲得大量的特異性抗體，必須使能分泌該單一抗體的B淋巴細(xì)胞大量增殖。B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生單一抗體的能力，但不能在體外增殖；骨髓瘤細(xì)胞是一種癌細(xì)胞，它能在體外培養(yǎng)條件下無(wú)限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。因此，把一種B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，它會(huì)兼有兩個(gè)親本細(xì)胞的特性──在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時(shí)能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。

?3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

（一）思考與探究

1.以精子的運(yùn)行途徑為線索，設(shè)計(jì)一幅簡(jiǎn)圖，來(lái)說(shuō)明哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程。

提示：哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程主要包括精子穿越放射冠、透明帶、進(jìn)入卵黃膜、原核形成和配子融合等步驟（詳見教材中的受精過(guò)程）。

2.哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點(diǎn)或不同點(diǎn)？

答：相似之處：細(xì)胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過(guò)兩次減數(shù)分裂（M I和M II）才能形成精子或卵子。

不同之處：由一個(gè)精原細(xì)胞分裂最后可產(chǎn)生多個(gè)精子；一個(gè)卵原細(xì)胞最后只能生成一個(gè)卵子。精子的形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動(dòng)物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是在胎兒出生前完成。

3.當(dāng)你了解到精子需要獲能，受精過(guò)程中有防止多精入卵的現(xiàn)象時(shí)，你是否提出過(guò)這樣的問題：精子在雌性生殖道內(nèi)是如何獲能的？防止多精入卵的兩道防線的形成機(jī)制究竟是什么？

答：精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況下，精液中的精子無(wú)法獲能。只有當(dāng)交配后精液進(jìn)入雌性動(dòng)物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對(duì)精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)獲能的部位因種類而異，但主要是子宮和輸卵管。

防止多精入卵主要通過(guò)透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用兩道屏障。在受精過(guò)程中，當(dāng)精子穿越透明帶觸及卵黃膜時(shí)，透明帶會(huì)立即封閉，阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶，可看作是生物選修3教材答案

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防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黃膜會(huì)立即拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，可看作是防止多精受精的第二道屏障。其生理、生化機(jī)制，請(qǐng)參閱有關(guān)專著。

（二）正文中討論題

【精子的發(fā)生】

1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？

提示：不是。可以從兩方面說(shuō)明這一問題：其一，在自然繁殖的條件下，為了使母畜排出的1個(gè)或幾個(gè)卵子完成受精，公畜一次射出幾億到幾十億的精子到發(fā)情母畜的生殖道內(nèi)，可以說(shuō)是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，在通過(guò)母畜生殖道的過(guò)程中，復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)和生理環(huán)境將對(duì)精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部位（輸卵管）的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。2.精子細(xì)胞變成精子的過(guò)程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來(lái)，對(duì)這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？

提示：細(xì)胞核和線粒體都是精子結(jié)構(gòu)中的重要部分。其中，細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體則是精子進(jìn)行有氧呼吸分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)所。精子的線粒體在精子形成過(guò)程中，集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。【卵子的發(fā)生】

1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子？

答：正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出？ 答：是指卵子從卵泡中排出。

3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎？它在母體的什么部位與精子受精？

答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到第二次減數(shù)分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過(guò)程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。【資料分析】

1.表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高？

答：比較而言，馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高，其次為小鼠。2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時(shí)，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？

答：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。

3.為什么說(shuō)關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說(shuō)明。

提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動(dòng)物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)生物選修3教材答案

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上實(shí)現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動(dòng)物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點(diǎn)和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識(shí)了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬，才使卵母細(xì)胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。

（三）旁欄思考題

進(jìn)行體外受精時(shí)，將卵母細(xì)胞取出后，是否應(yīng)當(dāng)將它置于與輸卵管中相似的環(huán)境，讓它進(jìn)一步成熟？

答：是的。從卵巢上取出的卵母細(xì)胞還沒有成熟，尚未完成第一次減數(shù)分裂。應(yīng)在體外人工模擬輸卵管環(huán)境進(jìn)行培養(yǎng)，才能使其成熟，即達(dá)到受精前的成熟階段。

?3.2 體外受精和早期胚胎培養(yǎng) ?3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景

（一）思考與探究

1.右圖是同學(xué)們到某良種場(chǎng)進(jìn)行參觀后，看到的胚胎移植繁育良種奶牛的技術(shù)流程示意圖。請(qǐng)看圖思考并討論以下各題。（1）用文字完成下面的流程圖。

答：① 對(duì)供、受體母畜進(jìn)行選擇，并進(jìn)行同期發(fā)情處理；③ 配種或人工授精；④ 收集胚胎；⑥ 胚胎移植；⑦ 對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查。（2）應(yīng)該怎樣選擇供體公、母牛和受體母牛？在②中，為什么要用促性腺激素處理供體母牛，在促性腺激素處理供體母牛前，為什么需要對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理？ 答：供體公、母牛應(yīng)該是具有人類所需的優(yōu)良遺傳性狀的個(gè)體，而受體母牛必須具有正常的孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺激素處理供體母牛是為了引起超數(shù)排卵，這樣就可以獲得較多的胚胎；在促性腺激素處理供體母牛前，對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，才能使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件。

（3）在右側(cè)的流程圖中，哪一步需要進(jìn)行沖卵？沖卵是把母畜的卵子沖出來(lái)嗎？ 答：第④步需要進(jìn)行沖卵，沖卵是指將供體母畜體內(nèi)的早期胚胎沖出來(lái)，而不是把卵子沖出來(lái)。

（4）用胚胎移植繁育良種種畜具有哪些實(shí)用意義？

提示：胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個(gè)體的繁殖潛力。具體表現(xiàn)為：縮短了供體本身的繁殖周期，同時(shí)通過(guò)超數(shù)排卵處理和胚胎移植可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代。

可在短期大幅度增加優(yōu)良個(gè)體母畜和公畜的后代數(shù)量，迅速擴(kuò)大良種畜群，加速育種和品種改良工作。

經(jīng)冷凍保存的胚胎可進(jìn)行國(guó)內(nèi)和國(guó)際交換，代替活畜的引種或進(jìn)出口。通過(guò)胚胎移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎。可以通過(guò)保存胚胎來(lái)保存品種資源和瀕危動(dòng)物。

（二）正文中討論題

生物選修3教材答案

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1.在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？例如，供、受體的發(fā)情時(shí)間要一致嗎？供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎？

答：應(yīng)對(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。因此，必須做到供、受體母畜的發(fā)情時(shí)間一致。同時(shí)還要做到移入受體子宮胚胎的位臵應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位臵相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮角對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。

2.胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？

答：胚胎移植成功率的高低與供、受體生理環(huán)境條件一致性密切相關(guān)。只有供、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位臵的轉(zhuǎn)移。這樣的概括是正確的。

（三）旁欄思考題

對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，為什么要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割？

提示：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)胞，其他細(xì)胞為滋養(yǎng)細(xì)胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。

?4.1 轉(zhuǎn)基因生物的安全性

（一）正文中討論題 【論壇1】

3.我國(guó)為了保證轉(zhuǎn)基因食物的安全性，都采取了哪些監(jiān)控和預(yù)防措施？ 答：（1）立法是監(jiān)控農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全的有力措施。例如，中國(guó)已制定了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》（1996年）、《轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全管理臨時(shí)措施》（2002年）和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)管理辦法》（2002年）等法規(guī)。請(qǐng)進(jìn)入網(wǎng)站了解更多內(nèi)容：http://www.tmdps.cn ［農(nóng)業(yè)部，中國(guó)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)→行業(yè)網(wǎng)站（科技教育）→農(nóng)業(yè)科技信息網(wǎng)→政策法規(guī)→政策法規(guī)分類（5.轉(zhuǎn)基因管理）］。

（2）多環(huán)節(jié)監(jiān)控。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研究、從實(shí)驗(yàn)室走向大田試驗(yàn)各階段，以及產(chǎn)品商品化都有相應(yīng)法規(guī)或規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，只有在每一階段試驗(yàn)獲得認(rèn)可證書后，才可進(jìn)入下一階段。比如，大田試驗(yàn)就分為：①中間試驗(yàn)階段，種植面積不超過(guò)0.27 hm2（4畝），范圍不超過(guò)兩省，每省不超過(guò)3個(gè)種植點(diǎn)，試驗(yàn)時(shí)限1～2年；②環(huán)境釋放階段，種植面積可以擴(kuò)大到0.27～2 hm2(4～30畝)，范圍仍不超過(guò)兩省，每省7個(gè)種植點(diǎn)，試驗(yàn)時(shí)限1～2年。這一階段要考察外源基因會(huì)不會(huì)發(fā)生生物間轉(zhuǎn)移，會(huì)不會(huì)對(duì)種植區(qū)周圍動(dòng)物、植物、土壤造成危害等；③生產(chǎn)試驗(yàn)階段，種植面積可擴(kuò)大到20 hm2以上，范圍仍為兩省，試驗(yàn)點(diǎn)不超過(guò)5個(gè)。

（3）安全評(píng)價(jià)內(nèi)容具體而嚴(yán)格。食物安全性評(píng)價(jià)內(nèi)容：營(yíng)養(yǎng)成分是否改變？是否存在抗?fàn)I養(yǎng)因子？是否存在毒性、過(guò)敏性蛋白等。環(huán)境安全評(píng)價(jià)內(nèi)容：轉(zhuǎn)基因植物是否變得易生物選修3教材答案

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得病？對(duì)周圍植物有什么影響？是否可能變成雜草？會(huì)不會(huì)把外源基因轉(zhuǎn)移給其他生物等。【論壇3】

1.轉(zhuǎn)基因生物會(huì)不會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)中原有的動(dòng)態(tài)平衡？

2.轉(zhuǎn)基因生物會(huì)不會(huì)加劇環(huán)境污染？會(huì)不會(huì)危害其他動(dòng)植物生存或人體的健康？ 提示：這兩道題答案的基本點(diǎn)是一樣的：可能性不大，但要提高警惕。

這僅是一種可能性，爭(zhēng)論的雙方提出的不同見解都有一定的根據(jù)，不能斷言誰(shuí)是誰(shuí)非，但是需要人們提高警惕，這是能為大家接受的共識(shí)。隨著時(shí)間的推移，人們發(fā)現(xiàn)這類危險(xiǎn)似乎不大，因?yàn)榭茖W(xué)家轉(zhuǎn)入的僅是有限的一種或幾種基因；而轉(zhuǎn)入的基因是否可能會(huì)對(duì)其他生物或環(huán)境造成危害，都是經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析、實(shí)踐的，一旦發(fā)現(xiàn)有害后果，科學(xué)家就會(huì)停止實(shí)驗(yàn)；轉(zhuǎn)基因生物從實(shí)驗(yàn)室到自然界釋放，都要經(jīng)過(guò)一系列安全評(píng)價(jià)、審批。此外，還有相關(guān)法規(guī)監(jiān)控。但是，為了對(duì)公眾健康負(fù)責(zé)、對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)，我們對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物可能影響生態(tài)系統(tǒng)中的原有動(dòng)態(tài)平衡，或者加劇環(huán)境污染，或者危害其他動(dòng)植物、人體的健康的危險(xiǎn),仍要提高警惕。

（二）尋根問底

你能舉出兩個(gè)外來(lái)物種入侵的實(shí)例嗎？為什么外來(lái)物種入侵會(huì)造成嚴(yán)重的危害？ 提示：（1）外來(lái)物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)之后，由于沒有天敵，極易造成生長(zhǎng)失控，破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。比如，外來(lái)的植物瘋長(zhǎng)，可以對(duì)本地一年生和多年生植物的結(jié)構(gòu)比例造成嚴(yán)重影響，通過(guò)對(duì)植被的生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)的影響，從而造成物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的改變。又如，外來(lái)的動(dòng)物種類，由于它們的選擇性覓食和破壞，也會(huì)造成物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的改變。物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的改變會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，比如，有人將美洲食人鯧引入，這一入侵物種就可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成長(zhǎng)久性的破壞。

（2）外來(lái)物種在新的生態(tài)系統(tǒng)中，通過(guò)與當(dāng)?shù)匚锓N競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)或食物、分泌釋放化學(xué)物質(zhì)、形成大面積單優(yōu)勢(shì)群落等方式，直接影響本地物種的生存，加速某些生活力較弱的物種的消失。在全世界瀕危植物名錄中，大約有35%～46%是由外來(lái)物種入侵所造成的。即入侵的外來(lái)物種可能會(huì)造成生物多樣性減少。

（3）外來(lái)物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)后，作為掠奪者、寄生者或病原體，會(huì)使受害者和寄主的數(shù)量發(fā)生變化。尤其是外來(lái)物種在適宜的生態(tài)和氣候條件下，往往會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)或林業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的損害，即所謂的爆發(fā)生物災(zāi)害。

（4）有些外來(lái)植物產(chǎn)生的花粉，是當(dāng)?shù)鼐用駨奈唇佑|過(guò)的物質(zhì)，從而可能成為對(duì)人類健康造成威脅的新過(guò)敏源。比如，日本引種的杉樹，大面積栽種后，杉樹產(chǎn)生的花粉已經(jīng)成了日本人產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)的重要過(guò)敏源。又如豚草，它已在包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家泛濫成災(zāi)，而豚草的花粉是重要的過(guò)敏源。豚草花粉引起的過(guò)敏反應(yīng)稱為“枯草熱”，它已給許多國(guó)家人民的身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重的危害。

?4.2 關(guān)注生物技術(shù)的倫理問題

（一）正文中討論題

【熱點(diǎn)問題討論1】

2.倫理學(xué)家和科學(xué)家看待克隆人的角度有什么不同？

生物選修3教材答案

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提示：倫理學(xué)家主要是從倫理學(xué)、社會(huì)學(xué)和心理學(xué)角度看問題，而科學(xué)家更多的是從科學(xué)的可行性和科學(xué)意義的角度看問題。4.你愿意被科學(xué)家克隆嗎？為什么？

提示：參見教科書中的內(nèi)容，可以從科學(xué)角度、倫理角度和社會(huì)需求角度討論，現(xiàn)在不宜克隆人。我國(guó)明確禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原則，體現(xiàn)了中國(guó)大多數(shù)人的價(jià)值觀取向。

5.克隆人如果真的來(lái)到人間，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣正確對(duì)待他們？

提示：到時(shí)候我們恐怕并沒有必要去追究他是出于什么目的被克隆出來(lái)的，也沒有必要去爭(zhēng)論該成果有什么科學(xué)價(jià)值，而應(yīng)該把克隆人當(dāng)作我們社會(huì)中的一個(gè)普通成員，尊重他的人權(quán)、人格。要用他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須征得他自愿同意，絕不能傷害他的身心健康。社會(huì)應(yīng)該以平常心態(tài)看待克隆人，使克隆人獲得和我們一樣的生存和發(fā)展的條件。目前，克隆動(dòng)物還那么困難，克隆人更加不易，當(dāng)世界上有那么幾個(gè)克隆人來(lái)到人間時(shí)，他們并不會(huì)破壞我們正常的生活秩序。【熱點(diǎn)問題討論2】

1.你是否支持設(shè)計(jì)試管嬰兒？為什么？

提示：設(shè)計(jì)試管嬰兒只是在特定背景下的一種應(yīng)急措施，需要經(jīng)過(guò)國(guó)家有關(guān)部門嚴(yán)格審批。它不宜推廣，并要嚴(yán)防濫用。

2.為什么捐出一部分骨髓救治他人，不會(huì)給捐獻(xiàn)者的身體健康造成損傷？你愿意為救人一命而捐獻(xiàn)自己一部分骨髓嗎？為什么？

提示：（1）所謂捐獻(xiàn)骨髓，實(shí)際上醫(yī)生只是從你的骨髓中分離出一部分造血干細(xì)胞供移植。因?yàn)樵煅杉?xì)胞在人的骨髓中相對(duì)較多，而在外周血液中卻很少。

（2）干細(xì)胞的一個(gè)重要特點(diǎn)是自我更新能力很強(qiáng)，被分離走的那部分造血干細(xì)胞，很快就會(huì)被“補(bǔ)齊”。因此捐獻(xiàn)骨髓不會(huì)影響捐獻(xiàn)者身體健康。

（3）醫(yī)生只是在醫(yī)學(xué)公認(rèn)的安全條件下，分離出捐獻(xiàn)者有限數(shù)量的造血干細(xì)胞，而且整個(gè)抽取、分離過(guò)程，都是在設(shè)備良好的大醫(yī)院中進(jìn)行的，一般不會(huì)對(duì)捐獻(xiàn)者造成意外傷害。

（4）捐獻(xiàn)有限造血干細(xì)胞救人一命，對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)是一種美德、一種欣慰和快樂，是一種高尚的人道主義表現(xiàn)。【熱點(diǎn)問題討論3】

1.你愿意獲得一張自己的基因身份證嗎？為什么？

提示：（1）現(xiàn)在要對(duì)個(gè)人所有基因進(jìn)行檢測(cè)，是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)楝F(xiàn)在有不少基因還沒得到確定。即使只是對(duì)個(gè)別或少數(shù)基因進(jìn)行檢測(cè)，也并不是每個(gè)人都需要的。現(xiàn)在西方國(guó)家對(duì)某幾種致病基因進(jìn)行篩檢時(shí)，接受測(cè)定的人也只是有這類遺傳病家族史的個(gè)人，或這類疾病的高危個(gè)人。目的是使他們能及早采取防范措施，如養(yǎng)成良好生活習(xí)慣、定期檢查身體、適時(shí)手術(shù)等。

（2）有某種致病基因，并不一定就會(huì)患病。患某種疾病，往往不是由單一原因引起的。況且已知人的很多疾病是多基因病，它是由遺傳因素和環(huán)境因素共同決定的。如果有良好的生活習(xí)慣等，往往可以使人避免患上某些遺傳性疾病。

（3）有許多疾病，測(cè)定其致病基因是相當(dāng)困難的。因此科學(xué)家認(rèn)為不如測(cè)定其所表達(dá)的生物選修3教材答案

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蛋白質(zhì)更為快捷、有效。

（4）基因檢測(cè)給受試者造成的心理負(fù)擔(dān)或壓力必須考慮到。特別是給出似是而非的結(jié)論之后，往往會(huì)使受試者無(wú)所適從。

（5）現(xiàn)在記錄有個(gè)人某些遺傳信息的“身份證”已經(jīng)出現(xiàn)，但僅僅是試驗(yàn)性質(zhì)的。至于說(shuō)拿著它去看病，起碼在可以預(yù)見的將來(lái)是言過(guò)其實(shí)。

（6）將“基因身份證”上記錄的信息和它的作用等問題弄清楚之后，才能決定要不要它。比如，現(xiàn)在有的試驗(yàn)性基因身份證僅僅記錄個(gè)人特有的某一對(duì)或某幾對(duì)等位基因信息，它可能在驗(yàn)明正身方面起更大的作用，這類基因身份證要它也無(wú)妨。

（二）旁欄思考題

1.你知道中國(guó)大陸第一例試管嬰兒是在什么時(shí)候出生的嗎？

答：中國(guó)大陸第一例試管嬰兒是于1988年在北京出生的。

2.為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒，與本文所說(shuō)“設(shè)計(jì)試管嬰兒”有什么區(qū)別？

答：所謂“設(shè)計(jì)試管嬰兒”，實(shí)際上就是指體外受精形成的胚胎（幾個(gè)細(xì)胞期）在植入母體孕育前，根據(jù)人們的需要，將胚胎的一個(gè)細(xì)胞取出，進(jìn)行某些基因檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)結(jié)果符合人們需要時(shí)，再把胚胎植入母體孕育。一般我們所說(shuō)的做試管嬰兒，不必經(jīng)過(guò)基因檢測(cè)這一步驟。?4.3禁止生物武器 ?5.1 生態(tài)工程的基本原理

（一）思考與探究

P113 3.桑基魚塘分布在我國(guó)長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng)，是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工程。試分析桑基魚塘的物質(zhì)和能量流動(dòng)途徑。

提示：桑基魚塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動(dòng)是相互聯(lián)系的，能量的流動(dòng)包含在物質(zhì)的循環(huán)利用過(guò)程中，隨著食物鏈的延伸逐級(jí)遞減。

能量的多級(jí)利用和物質(zhì)的循環(huán)利用：桑葉用于喂蠶，蠶可以生產(chǎn)蠶絲；桑樹的凋落物和蠶沙（糞）落到魚塘中，作為魚的飼料，經(jīng)過(guò)魚塘內(nèi)的食物鏈過(guò)程，可以促進(jìn)魚的生長(zhǎng)；甘蔗可以榨糖，糖渣用來(lái)喂豬，豬的排泄物也進(jìn)入魚塘；魚的排泄物及其他未被利用的有機(jī)物和底泥經(jīng)過(guò)微生物的分解，又可以作為桑和甘蔗的有機(jī)肥料。桑基魚塘巧妙地利用了很難利用的大片低濕地，發(fā)展了多種經(jīng)營(yíng)，為農(nóng)民創(chuàng)造了多種收入的門路，完全符合“無(wú)廢棄農(nóng)業(yè)”的要求。桑基魚塘系統(tǒng)物質(zhì)、能量流動(dòng)示意圖見圖5-1。

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圖5-1桑基魚塘系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)示意圖

（二）正文中討論題

【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”資料分析1】

1.導(dǎo)致1998年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？

提示：根本原因：長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。

解決長(zhǎng)江洪水泛濫的措施有：我國(guó)政府提出的“積極營(yíng)造長(zhǎng)江中上游水源涵養(yǎng)林和水土保持林”計(jì)劃，即以生物措施為主，結(jié)合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。

在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要考慮到怎樣解決農(nóng)村（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來(lái)源問題以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。

2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？

提示：傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”資料分析2】 1.你對(duì)“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？

提示：“石油農(nóng)業(yè)”大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹Ｋ艳r(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過(guò)程，變成了簡(jiǎn)單的機(jī)械過(guò)程和化學(xué)過(guò)程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對(duì)糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時(shí)它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。

2.你能舉出一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)人體健康以及環(huán)境造成危害的實(shí)例嗎？ 提示：除日常生活中能夠發(fā)現(xiàn)的實(shí)例外，農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)環(huán)境和人類健康造成危害的實(shí)例中，世界上影響較大的有藍(lán)嬰病。1973年，美國(guó)內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰病）。其原因是飲用水中硝酸鹽含量超過(guò)10 mg/L，這時(shí)過(guò)多的硝酸鹽會(huì)與紅細(xì)胞生物選修3教材答案

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中的血色素結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白不能為細(xì)胞和組織運(yùn)輸足夠的氧。患兒的臨床癥狀是在口、手或腳等部位出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)的藍(lán)色或淡紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴(yán)重的會(huì)失去知覺，甚至死亡。硝酸鹽來(lái)源于點(diǎn)源污染，如下水道、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等，或非點(diǎn)源污染，如對(duì)農(nóng)田、公園、草地等的施肥。3.如何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話？

提示：對(duì)環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費(fèi)。例如，對(duì)廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說(shuō)污染物是放錯(cuò)了地方?jīng)]有被利用的資源。

4.石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？

提示：在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對(duì)水、肥等資源的利用效率，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)利用，等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。【“物種多樣性原理”資料分析】 1.為什么樟子松林的松毛蟲會(huì)肆虐，幾十億株楊樹會(huì)毀于一旦？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？

提示：純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲、天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來(lái)源，因而會(huì)導(dǎo)致了樹林的毀壞。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)了不同的時(shí)間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。

2.從上面正面和反面的實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？你認(rèn)為生物多樣性的破壞有人為因素嗎？

提示：只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。生物多樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大。【“協(xié)調(diào)與平衡原理”資料分析】

“西部大開發(fā)”是國(guó)家為振興西部而提出的宏觀決策，其中很重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是生態(tài)工程建設(shè)。從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？ 提示：幾種西北地區(qū)特別適宜樹種的介紹

（1）沙棘，俗稱“酸柳”、“酸刺”、“黑刺”，屬于胡頹子科，為落葉喬木或灌木。植株表面具有棘刺，葉呈條形或條狀被針形，兩端趨尖，背面密被淡白色鱗片，葉柄極短。沙棘花先于枝葉開放，雌雄異株；果實(shí)為肉質(zhì)花被筒包圍，近于球形，直徑5～10 mm。沙棘喜陽(yáng)，粗壯的枝干抗風(fēng)沙。沙棘葉、皮、果實(shí)及種子在醫(yī)藥上有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。沙棘的嫩枝、嫩葉是牛、羊的精飼料，被譽(yù)為“鐵桿牧草”。沙棘果維生素含量極高，營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值高，有利于增加種植者的收入。沙棘是半干旱黃土高原迅速綠化荒山、保持水土、調(diào)節(jié)生態(tài)平衡和促進(jìn)農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展的良好樹種。內(nèi)蒙古鄂爾多斯等地區(qū)，實(shí)施沙棘生物選修3教材答案

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生態(tài)工程，大面積種植沙棘，有效地控制了溝道水土流失，每年可減少流入黃河泥沙2 100萬(wàn)噸。

（2）山杏，主要指西伯利亞杏，它抗寒、耐旱，適應(yīng)性強(qiáng)，是我國(guó)北方最普遍的果樹之一，是綠化荒山、水土保持、防治風(fēng)沙的先鋒樹種。山杏果仁營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量維生素、微量元素和人體必需的氨基酸，是加工飲料的優(yōu)質(zhì)原料。

（3）刺槐，屬落葉喬木，適應(yīng)性強(qiáng)，在年降水量200 mm左右、年平均氣溫不低于3 ℃的地區(qū)都能生長(zhǎng)。它不僅生長(zhǎng)快，且耐鹽堿，有涵養(yǎng)水源和保持水土的作用。刺槐泌蜜豐富，蜜質(zhì)優(yōu)良，是主要蜜源植物之一。刺槐不僅可改善生態(tài)環(huán)境，還可用于發(fā)展畜牧業(yè)。

（4）錦雞兒（又稱擰條），豆科，多年生落葉灌木，根系發(fā)達(dá)，具根瘤，高1.5～3 m；耐干旱和寒冷，喜生沙地或半固定的沙丘上，不怕沙壓和風(fēng)蝕。此種植物廣泛分布于我國(guó)東北、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、寧夏等地，可用于防風(fēng)固沙，保持水土。枝條可用于編筐，其枝葉是牛、羊等冬春季節(jié)主要的飼料之一。（5）杜梨，薔薇科梨屬落葉喬木，可高達(dá)10 m，原產(chǎn)于我國(guó)華北、西北及東北南部。耐寒，耐干旱、瘠薄，能在含鹽量0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的土壤中正常生長(zhǎng)，且耐澇性也較強(qiáng)。（6）沙棗，胡頹子科胡頹子屬，落葉小喬木。分布于華北及西北等地，耐鹽堿力較強(qiáng)。（7）合歡，豆科合歡屬，落葉喬木，可高達(dá)20 m。分布于華北、西北及黃河以南等地區(qū)。耐鹽堿力較強(qiáng)，但不耐水澇。

（8）臭椿，苦木科臭椿屬，落葉喬木，可高達(dá)25 m。原產(chǎn)于華南、華北、西北各地。抗性強(qiáng)，生長(zhǎng)快，耐鹽堿力強(qiáng)。

西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過(guò)草地的承載量。針對(duì)公共草地的過(guò)度放牧問題，應(yīng)該實(shí)行草地承包，調(diào)動(dòng)個(gè)人的管理積極性，減少過(guò)度放牧現(xiàn)象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。

（三）旁欄思考題

你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？

提示：豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為其提供能量和其他營(yíng)養(yǎng)，兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長(zhǎng)；當(dāng)把它們分開時(shí)，兩者的生長(zhǎng)都要受到損害。

（四）《實(shí)踐活動(dòng)》思考題

1.為什么我國(guó)要大力發(fā)展沼氣工程？

提示： 21世紀(jì)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵歷史階段，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)應(yīng)該是高效的生態(tài)農(nóng)業(yè)。沼氣工程把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源高效利用融為一體，不僅較好地解決了農(nóng)村的能源來(lái)源問題，而且實(shí)現(xiàn)了廢棄物的再循環(huán)利用和資源化，創(chuàng)造了新的生態(tài)產(chǎn)業(yè)，如沼氣設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)，促進(jìn)了以農(nóng)牧結(jié)合為中心的多種經(jīng)營(yíng)，從而為農(nóng)村剩余勞動(dòng)力提供了就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)了農(nóng)村的綜合發(fā)展。

2.目前沼氣工程還有哪些亟待解決的問題？

提示：目前沼氣工程存在的問題有：北方地區(qū)沼氣產(chǎn)氣在冬天不穩(wěn)定，需要加熱；沼氣的一次性投資較大，相當(dāng)部分的農(nóng)民財(cái)力有困難；對(duì)沼氣的研究較薄弱，例如，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中有關(guān)微生物及一些酶的研究。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這方面的研究，以促進(jìn)沼氣工程的推廣。

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?5.2 生態(tài)工程的實(shí)例和發(fā)展前景

（一）思考與探究

1.分析朝鮮三八線的資料（具體資料見教材），說(shuō)明它所蘊(yùn)涵的意義。

提示：生態(tài)工程的恢復(fù)作用是有限的，不能認(rèn)為只要有了生態(tài)工程，就可以先污染，后治理。人類迄今尚沒有能力完全模擬出自然的生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)過(guò)幾十億年的進(jìn)化，每平方公里每年的無(wú)形服務(wù)價(jià)值高達(dá)6.4萬(wàn)美元，而為了達(dá)到同樣的效果，用人工制造和模擬的辦法，人類至少要花費(fèi)10億美元還不盡如人意。另一方面，自然生態(tài)系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)淖晕一謴?fù)能力，我們?cè)谏鷳B(tài)工程建設(shè)中應(yīng)該積極利用自然生態(tài)系統(tǒng)的這種能力，以節(jié)省投資。

2.在我國(guó)北方地區(qū)，由于冬天氣溫很低，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物不能生長(zhǎng)，家畜生長(zhǎng)緩慢，甚至停止，沼氣池不能正常產(chǎn)氣；而農(nóng)民要解決蔬菜的不間斷生產(chǎn)問題。很顯然，大量使用造價(jià)昂貴、并用燃料加熱的玻璃溫室是不符合我國(guó)國(guó)情的。你能用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一種生態(tài)工程，來(lái)較好地解決上述問題嗎？請(qǐng)?jiān)诋嫵銎湮镔|(zhì)和能量結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，說(shuō)明你所依據(jù)的生態(tài)工程原理。提示：（以下為參考答案，可讓同學(xué)們進(jìn)行其他設(shè)計(jì)）

教材中“四位一體”的圖所示為近年來(lái)出現(xiàn)在我國(guó)北方農(nóng)區(qū)的一種生態(tài)工程類型，它較好地解決了習(xí)題中所述問題。“四位”指沼氣池、豬禽舍、廁所及日光溫室四部分，是庭院經(jīng)濟(jì)與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)模式。它的運(yùn)行原理為：日光溫室的增溫效應(yīng)可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長(zhǎng)；同時(shí)也使豬禽免受嚴(yán)寒而快速生長(zhǎng)；溫室內(nèi)的植物為動(dòng)物提供氧氣，同時(shí)吸收二氧化碳；人、豬、禽的糞尿及蔬菜廢棄物和秸稈等物質(zhì)投入沼氣池產(chǎn)氣，同時(shí)溫室的高溫也提高了沼氣在冬天的產(chǎn)氣穩(wěn)定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于減少蔬菜的病蟲害，提高蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。

“四位一體”充分應(yīng)用了物質(zhì)循環(huán)再生和生物多樣性等原理，提高了單位土地面積的產(chǎn)出，同時(shí)減少了環(huán)境污染，大大提高了農(nóng)業(yè)的綜合效益。“四位一體”的物質(zhì)循環(huán)見圖5-2：

圖5-2“四位一體”生態(tài)工程物質(zhì)循環(huán)示意圖

（二）正文中討論題

【農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程案例】

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1.在這一案例中，主要運(yùn)用了哪些生態(tài)工程的基本原理？

提示：物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理等。2.這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點(diǎn)？有哪些值得借鑒的做法？

提示：這個(gè)案例以沼氣工程為核心，農(nóng)林牧副漁各業(yè)全面發(fā)展，增加了勞動(dòng)力就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展；同時(shí)又降低了環(huán)境污染，促進(jìn)了農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。

【小流域綜合治理生態(tài)工程案例】

分析甘肅省隴南縣的“九子登科”模式，在說(shuō)明“九子”措施含義的基礎(chǔ)上，談?wù)勀銓?duì)小流域綜合治理生態(tài)工程的理解。

補(bǔ)充資料──“九子登科”措施的具體意義

●山頂戴帽子：山頭實(shí)行封禁管理、營(yíng)造水土保持林，保護(hù)和恢復(fù)植被；

●山腰系帶子：半山陡坡退耕還林還草，發(fā)揮林草攔蓄作用，減少?gòu)搅鳎?/p>

●坡地修臺(tái)子：坡耕地以坡改梯田為突破口，建設(shè)基本農(nóng)田，為調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供條件；

●地埂鎖邊子：充分利用地埂種植經(jīng)濟(jì)作物，既獲得經(jīng)濟(jì)效益，又保護(hù)地埂；

●荒地荒溝栽苗子：在荒山、荒溝、荒坡地建設(shè)薪炭林； ●山腳種果子：山腳發(fā)展經(jīng)濟(jì)林果園，促進(jìn)商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展；

●溝底穿靴子：在干、支、毛溝溝底修建谷坊、攔擋壩，建設(shè)溝壩地，攔蓄泥沙，防止溝壑被水沖蝕而導(dǎo)致其不斷擴(kuò)張；

●見縫插針釘扣子：利用田間地頭、房前屋后栽植林果，發(fā)揮零星作用，提高治理程度； ●秋田蓋罩子：在緩坡耕地改順坡種植為橫坡等高種植、實(shí)行地膜覆蓋等保土耕作措施。1.小流域的綜合治理，“綜合”表現(xiàn)在哪些方面？

提示： “綜合”表現(xiàn)在它一改以前的單純?cè)炝趾托钏p沙等工程模式，同時(shí)考慮到了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益：不但注重通過(guò)還林、還草、筑壩等措施達(dá)到蓄水、降低土壤侵蝕的生態(tài)效果；還考慮如何提高人們的生活水平。例如，不但種植農(nóng)作物，還同時(shí)種植經(jīng)濟(jì)作物來(lái)提高人們的收入；考慮到了種植薪柴林解決人們的燃料來(lái)源問題。各種措施的結(jié)果是建立一個(gè)穩(wěn)定、持久、高效的生態(tài)系統(tǒng)。

2.為什么要針對(duì)不同的地形采取不同的措施？這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理？

提示：山頂土壤條件、氣候條件惡劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，適宜封山，依靠自然恢復(fù)力來(lái)恢復(fù)植被；山腰、荒地等土壤，雖然水分條件較好，但是仍不適宜種植農(nóng)作物，對(duì)于這樣的地方可以自然恢復(fù)，也可以人為種植適宜的林木、草或果樹等，加快植被恢復(fù)速度，這樣既能降低土壤侵蝕，又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)溝底而言，應(yīng)建設(shè)堤壩系統(tǒng)，它可以蓄水和淤積土地，還能夠減少山體的崩塌和滑坡，保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全；對(duì)坡地和山腳農(nóng)田來(lái)說(shuō)，土壤、水分條件良好，交通也較方便，土地生產(chǎn)力高，適宜種植農(nóng)作物來(lái)解決人們的糧食和收入等問題，但是在坡地上要水平梯田種植，以減少水土流失。根據(jù)不同的地形采取不同的措施，既要考慮到生態(tài)效益，又要考慮到人們的生活和收入問題，這體現(xiàn)了生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡、因地制宜的原理和思想。3.從這一案例看，當(dāng)?shù)厥窃趺醋龅浇?jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一的？這一模式在其他小流域能夠照搬嗎？

提示：上題分析中已解答了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一問題。這種模式在其他小流域不生物選修3教材答案

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能照搬，還是要因地制宜地進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)，不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)，其生態(tài)工程的模式應(yīng)各具特色。【大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程──“三北”防護(hù)林案例】

1.國(guó)家為什么投入巨大的人力和物力興建三北防護(hù)林工程？這一工程為什么需要如此漫長(zhǎng)的時(shí)間？

提示：三北防護(hù)林跨越中國(guó)13個(gè)省、直轄市、自治區(qū)，對(duì)我國(guó)具有重要的意義：生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量關(guān)系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問題，對(duì)維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義；更重要的是，這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關(guān)系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，如黃河上游的水土流失容易導(dǎo)致下游地區(qū)的洪水泛濫，而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關(guān)系密切；同時(shí)這里自然礦產(chǎn)資源豐富，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全具有重要戰(zhàn)略意義。

這一地區(qū)區(qū)域廣闊，氣候、自然條件復(fù)雜，總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低等情況也決定了這個(gè)工程需要較長(zhǎng)的時(shí)間，非一朝一夕之功。2.這一工程橫跨多個(gè)省區(qū)，根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理和生物多樣性原理，不同地區(qū)在造林設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)注意什么問題？

提示：首先應(yīng)考慮樹種的生態(tài)適應(yīng)性問題，種植適宜品種，宜林則林，宜灌則灌，宜草則草；其次要考慮樹種的多樣性，保證防護(hù)林體系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同的策略，如條件惡劣的地區(qū)應(yīng)該結(jié)合自然恢復(fù)力，而農(nóng)區(qū)的防護(hù)林中農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)可能占較大比重。【濕地生態(tài)恢復(fù)工程案例】

1.當(dāng)初人們?yōu)槭裁匆獓焯铮?/p>

提示：主要原因：我國(guó)歷來(lái)人多地少，在“以糧為綱”的年代，圍湖造田，種植農(nóng)作物，以生產(chǎn)更多的糧食；片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，沒有認(rèn)識(shí)到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能也是重要原因。

2.為什么說(shuō)“退耕還湖”是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程？實(shí)施這一工程面臨的主要困難是什么？ 提示：退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作；更重要的是原耕地上居民的遷移，要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問題，這是退耕還湖工程的主要困難。

3.地處湖區(qū)上游的人們對(duì)濕地恢復(fù)生態(tài)工程負(fù)有什么責(zé)任？

提示：保護(hù)環(huán)境，減少水土流失和水污染。例如,減少工廠、生活污水往水體中的排放，農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)藥的施用量等。【礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程案例】

1.在這一案例中，恢復(fù)植被的措施是植樹和種草，為什么不是種植農(nóng)作物？

提示：礦區(qū)土壤條件惡劣，不適宜農(nóng)作物的生長(zhǎng)，因此代之以適應(yīng)性強(qiáng)，耐旱的灌木、草和樹。

2.怎樣合理地籌劃養(yǎng)殖肉牛的數(shù)量？

提示：首先要考慮到牧草的產(chǎn)量，以草定畜；從外地調(diào)運(yùn)飼料要考慮飼養(yǎng)成本；更重要的是要考慮到土地對(duì)糞肥的承載力,以及對(duì)糞肥的加工或利用情況，要保持在承載力范圍以內(nèi)，以免養(yǎng)殖規(guī)模過(guò)大，糞肥數(shù)量巨大而造成新的污染。

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3.除煤礦外，你知道還有哪些礦區(qū)嗎？這些礦區(qū)的恢復(fù)工程與煤礦是否有不同之處？ 提示：除煤礦外，還有金礦、鐵礦等。這些生態(tài)恢復(fù)工程最重要的是改良表土，恢復(fù)植被，但要因地制宜。

【城市生態(tài)工程】

1.汽車尾氣是城市大氣污染的主要來(lái)源之一，汽車噪聲又是城市噪聲污染的主要來(lái)源。你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)限制城市居民購(gòu)買汽車嗎？為什么？如果不限制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施來(lái)減少由汽車造成的污染？

提示：減少污染的措施：制定法律法規(guī)，禁止市區(qū)內(nèi)鳴笛，禁止使用含鉛汽油，鼓勵(lì)使用電力、天然氣等無(wú)污染能源的新型汽車，以及對(duì)其的研究和應(yīng)用等。

2.城市的水污染問題應(yīng)當(dāng)采取哪些措施來(lái)解決？每一個(gè)城市居民應(yīng)當(dāng)在這方面承擔(dān)什么責(zé)任和義務(wù)？

提示：減少或禁止工廠的污水排放；進(jìn)行污水凈化回收利用；實(shí)行雨水和污水分流。每一個(gè)城市居民都應(yīng)該樹立節(jié)水意識(shí)、宣傳節(jié)水的意義，家庭生活中應(yīng)該使用無(wú)磷洗衣粉和洗滌劑，制止或減少生活中的水污染行為。

（三）旁欄思考題

發(fā)達(dá)國(guó)家與我國(guó)的生態(tài)工程建設(shè)強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)有所不同，為什么？

提示：發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，人均土地、水等資源占有量較多，所以這些國(guó)家的生態(tài)工程往往注重生態(tài)恢復(fù)，而較少注重經(jīng)濟(jì)效益。而我國(guó)人口較多，人均土地、水資源和能源占有量少，所以在進(jìn)行生態(tài)工程時(shí)，一定要注重生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

鳴謝

哈三中2013屆南崗高三2班協(xié)助校稿同學(xué)： 宋子璇

楊明磊

向釗

吳瑜瞳

馬連裕

潘可涵

（排名不分先后）

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