第一篇：浙科版高中生物選修3《植物的克隆》教案

《植物的克隆》第一課時教學設計

一、學習任務分析

“植物的克隆”選自高中生物選修三第二章“克隆技術”。主要內容包括克隆的定義及條件，植物細胞全能性及其表達、植物組織培養程序及應用、原生質體的制備、植物細胞工程以及多途徑的植物克隆實踐。“植物細胞全能性及其表達、植物組織培養”中部分內容與必修一中“細胞的全能性”部分內容重疊。該節內容可分為兩課時進行學習，第一課時可學習克隆的定義及條件，植物組織培養程序及應用，同時在學習過程中對植物細胞的全能性及其表達進行回顧和補充。第二課時可對植物的體細胞雜交技術，多途徑的植物克隆實踐進行介紹并通過練習鞏固第一課時的學習內容。

二、學習者分析

本節課的教學對象是高三（7）班的學生，該班的學生基礎知識扎實，知識應用能力較強，大多數學生上課注意力集中。學生在此之前已經學習過細胞的全能性，同時也對植物組織培養技術有一定的認識。對于克隆的認識比較表面。因此，教師會在上課初始對克隆進行簡單介紹，隨后將對實現植物克隆的理論基礎和技術基礎進行重點介紹。在這個過程中，教師需要注意對學生已學習過的內容進行簡單回顧和合理補充。

三、教學目標

（一）知識與技能目標 1.說明克隆的定義及本質。2.簡述植物細胞全能性的含義。3.概述植物組織培養的程序。4.簡述植物體細胞雜交技術。

（二）過程與方法目標

嘗試將細胞培養方式與植物體自然狀態下的合子發育過程相聯系。

（三）情感態度與價值觀目標

認同基礎理論研究對應用實踐的重要影響。

四、教學重點與難點

教學重點：植物組織培養的程序。教學難點：植物組織培養的程序。

五、教學方法

以教師介紹為主。

六、教學過程

（一）克隆的定義及條件（5min）

教師行為：教師帶領學生回顧圖1。教師提問，新生成的子代胡蘿卜植株與親代的胡蘿卜植株的遺傳物質是否相同？胡蘿卜根細胞發育形成完整的植株的過程經歷了什么細胞分裂方式？以此來推出，胡蘿卜植株并沒有經過兩性細胞的結合，僅僅通過單個細胞發育而來，這樣的過程即為無性繁殖，即為克隆。學生行為：回答教師的問題。

教師行為：教師展示克隆的定義及本質。克隆的定義是：只要不通過兩個分子、兩個細胞或兩個個體的結合，只由一個模板分子、模板細胞或母體直接形成新一代分子、細胞或個體，就是無性繁殖，即克隆。其本質為親子代的遺傳物質保持不變，形狀也同樣保持不變。接著教師指出，克隆可分為三種水平上的克隆。通過分別對三種水平上的克隆的簡單舉例，加深學生對克隆的本質的理解。

（二）細胞的全能性（8min）

教師行為：再次展示圖1，為什么植物的一個細胞就可以培育出完整的植株呢？

圖1.胡蘿卜根細胞分化成植株示意圖

學生行為：猜想學生回答：因為植物細胞具有全能性。

教師行為：請學生回答細胞全能性的含義以及細胞全能性表現的原因。接著教師指出，全能性存在大小，以此對生物體內細胞的全能性大小進行回顧。這里特別要強調，細胞全能性的大小與細胞的分化程度呈負相關。1）受精卵>生殖細胞>體細胞。2）植物細胞全能性一般比動物細胞強。3）不同植物或同一植物的不同基因型的個體，細胞的全能性表達程度不同（這里可結合書本P23第二段）。學生行為：猜想學生回答：細胞的全能性是指已分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能，原因是生物體的每一個細胞都含有本物種的全套遺傳物質，所以從理論上來說，每個活細胞都應具有全能性。

教師行為：教師結合書本P20最后一部分“克隆的條件”指出生物體的克隆除了“細胞全能性”這個理論上的支持，還需要三個實際基本條件。

（三）植物組織培養（20min）

教師行為：教師設問，要使細胞全能性得到表達，需要什么條件以及技術的支持，以此導入植物組織培養技術的學習。請學生閱讀書本P21至P22，注意提煉出植物組織培養的一般程序。結合PPT的展示，講述植物組織培養的一般程序。

（1）配置培養基。這里學生需要注意培養基的成分包括無機和有機營養物質，由于配置的培養基為半固體，因此還需要加入一定量的瓊脂作為凝固劑。另外，還需要加入一定比例的植物激素或植物生長調節劑以誘導發育。

（2）從消毒的根、莖、葉上切取一些小組織塊。這里學生需要注意的是“消毒”兩字，注意與第一步對培養基的“滅菌”的區別。教師還可以借此強調，要想實現植物細胞全能性的表達，需要將細胞離體培養，這是細胞全能性得以表達的前提。另外，也可以指出，無菌環境也是植物全能性得以表達的重要條件。

（3）將組織塊放在固體培養基上進行培養，獲得愈傷組織(創傷組織)。引導學生閱讀書本P22第二段，可以得出愈傷組織是由創傷表面的細胞脫分化而來，分裂能力較高，相對沒有分化，全能性高的活的薄壁細胞團。這樣由高度分化的植物組織或細胞產生愈傷組織的過程，我們稱之為脫分化。

（4）誘導愈傷組織，使其重新分化成幼苗或者胚狀結構，直到再生出新植株。這里學生需要注意的是，對愈傷組織的處理一般有兩種方式，一種是直接誘導愈傷組織，使愈傷組織直接形成根和芽等器官繼而分化成植物幼苗，這種培養方式為器官培養。另外也可以將愈傷組織培養物放在搖床上，通過液體懸浮培養分散成單細胞后，由這些單細胞發育成胚狀體從而形成成熟植株，這種培養方式為細胞培養。這里學生需要注意是:

1、器官培養的過程都是在 固體培養基上進行。而細胞培養中，愈傷組織首先需要在液體培養基中分散成單個細胞，繼而才需要在固體培養基上發育成胚狀體繼而發育成完整植株。

2、愈傷組織分散成單個細胞需要在搖床上液體懸浮培養。這里可以給學生展示搖床這種裝置，也可以提醒學生，正式由于愈傷組織中細胞間的黏性較少，愈傷組織才得以借助搖床從而分散成單個細胞。

3、胚性細胞的特征（細胞質豐富，液泡小而細胞核大），將其與根尖、莖尖分生區細胞相對比，幫助學生記憶。另外也可以強調，胚性細胞同根尖、莖尖分生區細胞類似，分化程度低，全能性大。

4、細胞培養的方式類似于植物正常發育時由合子發育成胚，再由胚發育成幼苗繼而長成成熟植株的過程。這里可以給學生展示薺菜胚的發育過程，同樣與細胞培養中單細胞發育成胚狀體的過程做類比。最后指出，愈傷組織繼續培養，重新分化成幼苗或者胚狀體的過程稱為再分化。

圖2.植物組織培養的一般程序

接著，繼續引導學生注意，植物組織培養中的培養基的配比。請學生關注培養基中激素的配比。結合書本P24第一段，決定植物細胞脫分化，再分化中器官的發生的關鍵因素就在于培養基中植物激素的種類和配比。特別是生長素和細胞分裂素的協同調控作用在組培中非常重要，被稱為“激素杠桿”。

1、兩者用量相當，促進脫分化，即愈傷組織的形成。

2、生長素多，促進根的分化而抑制芽的形成。

3、生長素少，促進芽的分化而抑制根的形成。在這里，同樣可以強調，要使植物細胞全能性得到表達的另外兩個條件為給予合適的營養以及合理的植物激素配比。另外，還可說明全能性的表達還需要合適的環境條件，比如溫度和光照。

教師行為：展示組織培養中取材，接種，形成的愈傷組織，形成的試管苗，移栽等實驗圖，加深學生對植物組織培養過程的感受。在這個過程，特別強調組培的操作過程一定要保證無菌環境，也可展示植物組織培養室的圖片，提高學生對組培的直觀認識，也讓學生感受到植物組織培養是擴大培養的過程。教師行為：最后通過讓學生填寫表1以及讓學生通過對植物組織培養過程的認識，給植物組織培養下定義，來加深學生對組培技術的認識。

表1

（四）植物組織培養的應用（5min）

教師行為：教師舉例說明植物組織培養技術的應用。（1）試管苗的快速繁殖。（2）脫毒草莓。（3）神奇的人工種子。這部分的講授可提高學生對植物組織培養技術的興趣。

（五）練習（2min）

教師行為：在幻燈片上展示練習，鞏固本節課的學習內容。

七、板書設計

第二篇：高中生物《植物細胞工程》教案4新人教版選修3

（二）植物組織培養。

問題情境：

1．放映植物組培的錄像（發展史、技術過程、應用等）。

2．傳看脫毒馬鈴薯組培苗實驗材料。

3．用投影儀打出植物組培過程簡圖。

豐富、鮮活的感性材料為學生架起了新舊知識聯系的橋梁。在學生充分復習、認真預習的基礎上，教師引導學生總結出植物組培的過程。

如果到此為止，學生雖抓住了知識的主干，但卻錯過了深化知識，發展智力等重要環節。所以教師應適時提出啟發性問題，引導學生進一步思維探索。例如：

1.植物細胞表現出全能性的必要條件是什么？

2.離體的器官、組織或細胞如果不進行脫分化處理，能否培養成完整植物體？

3.決定植物細胞脫分化、再分化的關鍵因素是什么？

4.在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？

在教師的啟發下，學生對問題展開分析、討論，并給予科學正確的解釋。

教師做適度的知識擴展，使學生的思維空間得到自然延伸。例如：

1．影響脫分化的一個重要因素是植物激素。當細胞分裂素與生長素共同使用時，能強烈促進愈傷組織的形成，而兩者不同的濃度配比在再分過程中，分別對誘導根或芽的產生起關鍵作用。當細胞分裂素與生長素濃度比高時，有利于芽的發生；濃度比低時，有利于根的發生。

用心

愛心

專心 2．愈傷組織再分化過程應先誘導生芽，再誘導生根。

3．愈傷組織的形態發生主要有不定芽方式和胚狀體方式兩種。教材和錄像中介紹的均為不定芽方式，而后者需要在愈傷組織形成后，對其進行處理，形成分散的單個細胞，再誘導其分化出具有胚芽、胚軸、胚根的胚狀體，進而發育成完整植株。

關于植物組培技術的應用，在錄像及必修課教材中均有介紹，教師只要對學生容易忽略的問題予以點撥。例如：生產藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑時進行的是大規模的細胞培養而非組織培養，前者只需培養至愈傷組織即可，后者則需誘導產生完整的植物體。另外，還可以鼓勵學生就制造人工種子時，在胚狀體和人工種皮之間添加何種胚乳成分展開設計，為學生創造廣泛、自由的思維空間，培養學生多方向、多角度、多層次的發散思維能力。

（三）植物體細胞雜交。

問題情境：20世紀60年代，有的科學家提出這樣一個設想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種地上結番茄果實，地下結馬鈴薯塊莖的植物。

提出問題：如果要實現這一設想，你認為可以采用哪些方法？

教師鼓勵學生自由聯想，大膽遷移，使學生在最佳思維狀態下進入下一學習環節。

教師明確：植物體細胞雜交是用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，并且把雜種細胞培育成新植牧體的方法（強調起止點）。

提出漸進式問題，引導學生進行思維探究，使學生在獲取知識的同時，受到科學方法的訓練和培養。

1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？

用心

愛心

專心 學生一般會想到應該是位于細胞外側不具生命力的細胞壁。

2．有沒有一種溫和的去壁方法呢？

據已有的知識積累，學生可聯想到酶有專一性，而細胞壁的主要成分是纖維索和果膠，所以用纖維素酶和果膠酶去壁將不會對其內的原生質體造成損傷。

3．如果兩個來源不同的原生質體發生了融合，下一部該做何處理？

應該誘導其再生壁，才能成為完善的雜種細胞。

4．如何將雜種細胞培育成雜種植株？

學生可將植物組墻技術遷移運用于此問題的解決。

播放課件：用植物體細胞雜交過程，把以上零散的知識串接起來，使知識條理化、系統化，便于學生的理解和掌握。師生共同歸納植物體細胞雜交的過程。（見“板書設計”）

教師點撥

1．人工誘導原生質體融合有物理法和化學法兩大類，物理法是利用離心、振動、電刺激促使原生質體的融合；化學法是用聚乙二醇（PEG）等試劑作為誘導劑誘導融合。

2．在細胞雜交過程中，除了形成AB型融合細胞外，還能形成AA型和BB型兩種融合細胞，但只有AB型細胞是植物體細胞雜交所需的雜種細胞。因此，在雜種細胞形成后還應有一個篩選過程。

3．指出植物體細胞雜交過程中已取得的進展和尚未解決的問題，激發學生熱愛生物科學的情感和探索生命科學奧秘的興趣。

用心

愛心

專心 8 總結：在學完三個知識點后，需引導學生清理知識問的脈絡（例如：細胞全能性是植物組培的理論基礎，而植物組培又是植物體細胞雜交的技術環節之一），抓住主線，把零散的知識系統化，做到融會貫通。

智能訓練：出示“白菜—甘藍”的投影照片。

設計方案：白菜和甘藍兩種植物之間存在著生殖隔離，不能進行傳統的有性雜交。那么，如何才能獲得如圖這樣的“白菜—甘藍”植株呢？

抓住學生思維的興奮點，促其聯系實際解決問題，不僅鞏固強化了所學知識，而且培養了學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力，實現知識的正向遷移。1.植物細胞表現出全能性的必要條件是

A.給予適宜的營養和外界條件

B.導入其他植物細胞的基因

C.脫離母體后，給予適宜的營養和外界條件 D.將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內

1.將胡蘿卜韌皮部細胞培養成幼苗時，下列條件中不需要的是（）A．具有完整細胞核的細胞 B．一定的營養物質和植物激素 C．離體狀態 D．導入指定基因

2.植物體細胞雜交能解決不同種植物之間由于生殖隔離而不能進行有性雜交的問題。植物體細胞雜交過程不涉及（）A．使用限制性內切酶 B．使用纖維素酶和果膠酶

C．誘導兩種不同的細胞融合 D．選擇有利于雜種細胞分裂和分化的培養基 下列選項中，沒有采用植物組織培養技術的一項是（）A.花藥的離體培養得到單倍體植株

B.秋水仙素處理萌發的種子或幼苗得到多倍體植株 C.基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株 D.細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株 植物體細胞雜交尚未解決的問題是（）A.去掉細胞壁，分離出有活力的原生質體 B.將雜種細胞培育成植株

C.讓雜種植物按照人們的需要表現出親本的性狀 D.尚未培育出屬間雜種植物

用心

愛心

專心 9 3.“白菜—甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短和耐儲藏等優點。下圖是“白菜—甘藍”的培育過程示意圖，他們的基因型分別為aaBB、ccDD，請回答下列問題：

①

白菜細胞

③

④ ⑤

雜種植物幼苗

②

甘藍細胞

（1）在上述過程中，實現①②過程常用的物質為______________________________。（2）過程③叫做____________________技術，該過程的誘導方法有物理法和化學法兩大類過程。若用化學法，所用化學試劑名稱____________________。

（3）過程④是細胞壁的再生過程，與此過程密切相關的細胞器是____________________。

（4）已知白菜細胞中含2M條染色體，甘藍細胞中含有2N條染色體，則雜種植株體細胞染色體數為____________________。若對白菜和甘藍采用雜交育種方法能成功的話，得到的后代應含__________條染色體。

（5）通常情況下，白菜和甘藍有性雜交是不能成功的，原因是____________________。（6）⑤過程中進行的細胞分裂方式是_______________，該過程先誘導細胞分裂形成_______________，再由它分化形成雜種植物幼苗。

（7）植物體細胞雜交方法的優點是________________________________________。

（1）纖維素酶和果膠酶（2）原生質體融合 聚乙二醇(PEG)（3）高爾基體

（4）2M+2N M+N（5）存在生殖隔離（6）有絲分裂 愈傷組織（7）克服遠緣雜交不親合的障礙，培育作物新品

用心

愛心

專心 10

第三篇：高中生物選修3知識點總結

選修3復習提綱

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，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。

2、（a）基因工程的原理及技術 原理：基因重組

技術：

（一）基因工程的基本工具

1.“分子手術刀”——限制性核酸內切酶（限制酶）（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。

（2）功能：能夠識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。

（3）結果：經限制酶切割產生的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：都縫合磷酸二酯鍵。

②區別：E·coliDNA連接酶來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；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DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.“分子運輸車”——載體

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

（2）最常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子。（3）其它載體： 噬菌體的衍生物、動植物病毒(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： 編碼蛋白質的結構基因。

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錄法_和化學合成法_。3.PCR技術擴增目的基因（1）原理：DNA雙鏈復制

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

第二步：基因表達載體的構建

1.目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。

2.組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標記基因

（1）啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。（2）終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的尾端。

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

第三步：將目的基因導入受體細胞_ 1.轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。

2.常用的轉化方法：

將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是 農桿菌轉化法，其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。

將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是 顯微注射技術。此方法的受體細胞多是 受精卵。

將目的基因導入微生物細胞：

3.重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。

第四步：目的基因的檢測和表達

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

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

3.最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取 蛋白質，用相應的 抗體進行 抗原－抗體雜交。

4.有時還需進行 個體生物學水平的鑒定。如 轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。

（三）（b）基因工程的應用

1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。2.動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。3.基因治療：把正常的外源基因導入病人體內，使該基因表達產物發揮作用。

（四）（a）蛋白質工程的概念

蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）（1）蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質

（2）蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程。

基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）設計中的困難：如何推測非編碼區以及內含子的脫氧核苷酸序列

二、細胞工程

（一）植物細胞工程

1.理論基礎（原理）：細胞全能性 2.植物組織培養技術（b）

（1）過程：離體的植物器官、組織或細胞 ―――→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、細胞產物的工廠化生產。A 植物繁殖

微型繁殖：可以高效快速地實現種苗的大量繁殖

作物脫毒：采用莖尖組織培養來除去病毒（因為植物分生區附近的病毒極少或沒有）人工種子：以植物組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經人工薄膜包裝得到的種子。優點：完全保持優良品種的遺傳特性，不受季節的限制；方便儲藏和運輸

B 作物新品種培育 單倍體育種：

a過程：植株（AaBb）通過減數分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進行花藥離體培養（技術是植物組織培養）；得到單倍體植株；對其幼苗時期進行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。b 優點：明顯縮短育種年限

C 突變體利用：在組織培養中會出現突變體，通過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 細胞產物的生產：通過能夠產生對人們有利的產物的細胞進行組織培養，從而讓它們能夠產生大量的細胞產物。

（3）地位：是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細胞雜交技術（1）過程：

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

（3）意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。

（二）動物細胞工程 1.動物細胞培養（a）

（1）概念：動物細胞培養就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和繁殖。

（2）動物細胞培養的流程：取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉入培養瓶中進行原代培養→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續傳代培養。

（3）細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制。（4）動物細胞培養需要滿足以下條件

①無菌、無毒的環境：培養液應進行無菌處理。通常還要在培養液中添加一定量的抗生素，以防培養過程中的污染。此外，應定期更換培養液，防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。

②營養：合成培養基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、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：哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。

④氣體環境：95%空氣＋5%CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養液的pH。

（5）動物細胞培養技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養醫學研究的各種細胞。

2.動物體細胞核移植技術和克隆動物

（1）哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。（2）選用去核卵(母)細胞的原因：卵(母)細胞比較大，容易操作；卵(母)細胞細胞質多，營養豐富。

（3）體細胞核移植的大致過程是：

高產奶牛（提供體細胞）進行細胞培養；同時采集卵母細胞，在體外培養到減二分裂中期的卵母細胞，去核（顯微操作）[注：為什么要用卵細胞？它可以提供充足的營養；操作簡便；細胞質不會抑制細胞核全能性的表達]；將供體細胞注入去核卵母細胞；通過電刺激使兩細胞融合，供體核進入受體卵母細胞，構建重組胚胎；將胚胎移入受體（代孕）母牛體內；生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛（4）體細胞核移植技術的應用：

①加速家畜遺傳改良進程，促進良畜群繁育；②保護瀕危物種，增大存活數量； ③生產珍貴的醫用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植等。（5）體細胞核移植技術存在的問題：

克隆動物存在著健康問題、表現出遺傳和生理缺陷等。3.動物細胞融合

（1）動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。（2）動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。（3）動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。（4）動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：

4.單克隆抗體

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

（2）單克隆抗體的制備過程：

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

（3）雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖，又能產生專一的抗體。（4）單克隆抗體的優點：特異性強，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：準確識別各種抗原物質的細微差異，并跟一定抗原發生特異性結合，具有準確、高效、簡易、快速的優點。用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導彈”，也有少量用于治療其它疾病。

三、胚胎工程

（一）動物胚胎發育的基本過程

（1）精子的發生：補充，精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂；變形過程中，細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發育為頂體，中心體演變為精子的尾，線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質濃縮為原生質滴直至脫落。[線粒體為精子運動提供能量]（2）卵子的發生：在胎兒時期，卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞[被卵泡細胞包圍]，減一分裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精；減二分裂是在受精過程中完成的。

（3）受精：精子獲能（在雌性動物生殖道內）；卵子的準備（排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到減二中期才具備受精能力）；受精階段[卵子周圍的結構由外到內：放射冠、透明帶、卵黃膜]，a頂體反應：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠。

b透明帶反應：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精子進入透明帶的生理反應[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，卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內的過程[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，同時卵子完成減二分裂，形成雌原核[注意：受精標志是第二極體的形成；受精完成標志是雌雄原核融合成合子]。

（4）胚胎發育：a卵裂期：細胞進行有絲分裂，數量增加，胚胎總體積不增加；b桑椹胚：32個細胞左右的胚胎[之前所有細胞都能發育成完整胚胎的潛能屬全能細胞]；c囊胚：細胞開始分化，其中個體較大的細胞叫內細胞團將來發育成胎兒的各種組織；而滋養層細胞將來發育成胎膜和胎盤；胚胎內部逐漸出現囊胚腔[注：囊胚的擴大會導致透明帶的破裂，胚胎伸展出來，這一過程叫孵化]；d原腸胚：內細胞團表層形成外

胚層，下方細胞形成內胚層，由內胚層包圍的囊腔叫原腸腔。[細胞分化在胚胎期達到最大限度] 9 胚胎工程的理論基礎（識記）

（1）胚胎工程的概念及技術手段：對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。

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

（3）胚胎的早期培養：a培養液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意與動物細胞培養液成分的比較]；b當胚胎發育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。

（4）胚胎移植：a概念：將雌性動物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態相同的其他雌性動物的體內，使之繼續發育為新個體的技術。是生產胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程，通過轉基因、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優勢：可以充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期。c胚胎移植的生理學基礎：同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的[對供體和受體進行同期發情處理]；早期胚胎形成后處于游離狀態，為胚胎的收集提供可能；受體對移入子宮的外來胚胎基本不發生免疫排斥反應；移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。

d胚胎移植的程序：對供、受體母牛進行選擇，用激素進行同期發情處理；對供體母牛用激素做超數排卵處理；選擇同種優秀公牛配種[有性生殖過程]；對胚胎進行收集[此

時胚胎處于游離狀態]；對胚胎進行質量檢查[此時胚胎應發育到桑椹胚或囊胚]；胚胎移植[或冷凍保存]；檢查受體母牛是否受孕；產下胚胎移植的犢牛。

（5）胚胎分割：a概念：用機械方法將早期胚胎切割成2、4、8等分等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術[可看作是動物無性繁殖或克隆] b基本過程：選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。[注意：內細胞團要均等分割，否則會影響胚胎的恢復和進一步發育] 10 胚胎干細胞的移植（識記）

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

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

1、胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。經過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。

2、動物胚胎發育的基本過程（1）受精場所是母體的輸卵管。

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

（3）桑椹胚：特點：胚胎細胞數目達到32個左右時，胚胎形成致密的細胞團，形似桑椹。是全能細胞。

（4）囊 胚：特點：細胞開始出現分化（該時期細胞的全能性仍比較高）。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內細胞團，將來發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：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。

（二）胚胎干細胞

1、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。

2、具有胚胎細胞的特性，在形態上表現為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另外，在體外培養的條件下，可以增殖而不發生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。

3、胚胎干細胞的主要用途是：①可用于研究哺乳動物個體發生和發育規律；②是在體外條件下研究細胞分化的理想材料，在培養液中加入分化誘導因子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機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利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能；⑤隨著組織工程技術的發展，通過ES細胞體外誘導分化，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）胚胎工程的應用 1.體外受精和胚胎的早期培養

(1)卵母細胞的采集和培養：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胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動

物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經人工培養成熟后，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，要對精子進行獲能處理。

(3)受精：獲能的精子和培養成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。

(4)胚胎的早期培養：精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入發育培養液中繼續培養，以檢查受精狀況和受精卵的發育能力。培養液成分較復雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分，以及血清等物質。當胚胎發育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。)2.胚胎移植

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

地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎，都必須經過胚胎移植技術才能獲得后代，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，充分發揮雌性優良個體的繁殖能力。

(3)生理學基礎：①動物發情排卵后，同種動物的供、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境。

②早期胚胎在一定時間內處于游離狀態。這就為胚胎的收集提供了可能。

③受體對移入子宮的外來胚胎不發生免疫排斥反應。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系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序主要包括：

①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優秀的供體，有健康的體質和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。②配種或人工授精。

③對胚胎的收集、檢查、培養或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查，此時的胚胎應發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對胚胎進行移植。

⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割

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

(2)意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，屬于無性繁殖。

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

(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。

（四）生物技術的安全性和倫理問題 1.轉基因生物的安全性爭論 ：

(1)基因生物與食物安全：

反方觀點：反對“實質性等同”、出現滯后效應、出現新的過敏原、營養成分改變 正方觀點：有安全性評價、科學家負責的態度、無實例無證據(2)轉基因生物與生物安全：對生物多樣性的影響

反方觀點：擴散到種植區之外變成野生種類、成為入侵外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”

正方觀點：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限(3)轉基因生物與環境安全：對生態系統穩定性的影響

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

正方觀點：不改變生物原有的分類地位、減少農藥使用、保護農田土壤環境 2.生物技術的倫理問題

(1)克隆人：兩種不同觀點，多數人持否定態度。

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

肯定的理由：技術性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術也只有通過實踐才能使之成熟。

中國政府的態度：禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆。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驗。

(2)試管嬰兒：兩種目的試管嬰兒的區別兩種。不同觀點，多數人持認可態度。否定的理由：把試管嬰兒當作人體零配件工廠，是對生命的不尊重；早期生命也有活下去的權利，拋棄或殺死多余胚胎，無異于“謀殺”。

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

否定的理由：個人基因資訊的泄漏造成基因歧視，勢必造成遺傳學失業大軍、造成個人婚姻困難、人際關系疏遠等嚴重后果。

肯定的理由：通過基因檢測可以及早采取預防措施，適時進行治療，達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，以及經過基因重組的致病菌。(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：致病力強、多數具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發現、危害時間長等。

(4)禁止生物武器公約及中國政府的態度：在任何情況下不發展、不生產、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術和設備的擴散。生態工程的原理（識記）

（1）生態工程建設的目的：遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。

（2）生態經濟：通過實行循環經濟的原則，使一個系統產出的污染物能夠成為本系統或另一個系統的生產原料，從而實現廢棄物的資源化。[實現手段：生態工程]（3）基本原理：物質循環再生原理[如無廢棄物農業] 物種多樣性原理[提高生態系統的抵抗力穩定性] 協調與平衡原理[處理生物與環境的協調與平衡，考慮環境容納量]

第四篇：高中生物 2.1.2植物細胞工程的實際應用教案 新人教版選修3

2.1.2植物細胞工程的實際應用

教學目標

知識目標：（1）掌握微型繁殖和植物組織培養的聯系

（2）掌握作物脫毒、人工種子的制備過程和意義

（3）了解單倍體育種和突變體的利用

能力目標：搜集有關細胞工程研究進展和應用方面的資料，進行整理、分

析和交流

情感目標：（1）認同細胞學基礎理論研究與技術開發之間的關系；

（2）關注細胞工程研究的發展和應用前景。教學重點難點

重點：植物細胞工程應用的實例

難點：掌握作物脫毒、人工種子的制備過程 課時安排：1課時 教學過程

(一)預習檢查、總結疑惑 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

（二）合作探究、精講點撥

【問題探究】

1、植物微型繁殖技術高效快速的實例有哪些？

2、什么是人工種子？制備人工種子技術是什么？

3、工廠化生產人參皂甙的基本過程是什么？

【精講點撥】 在植物微型繁殖新途徑的教學中，首先可由植物組織培養技術引入，讓學生回憶植物組織培養技術的基本原理和過程，思考利用這項技術能做哪些工作？再逐一講解微型繁殖技術、作物脫毒及人工種子。

一、植物微型繁殖新途徑

1、微型繁殖與無性生殖

微型繁殖是用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術，實際上是無性生殖的一種。在繁殖的過程中，細胞進行有絲分裂，因此親、子代細胞內DNA相同，具有相同的基因，因此能保證親、子代遺傳特性不變。利用這種技術能高效快速實現種苗的大量繁殖。2．微型繁殖與作物脫毒、人工種子

作物脫毒、人工種子、單倍體育種的培育過程均有采用微型繁殖的技術。作物脫毒主要是強調微型繁殖的取材一定是無毒（的如莖尖、根尖），才能繁殖出無毒的幼苗。人工種子采用的還是微型繁殖的技術，但是只需培育得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽，包上人工種皮就可形成人工種子。人工種子與微型繁殖得到的幼苗一樣能保持親本的優良性狀，另外還可不受氣候、季節和地域的限制。

二、作物新品種的培育

1、單倍體育種的優點是：后代無性狀分離，后代都是純合子，能夠穩定遺傳，明顯縮短育種年限。單倍體育種從本質上說屬于有性生殖，這一點與微型繁殖有所區別。但單倍體育種首先要進行花藥離體培養，采用還是微型繁殖的技術，然后用秋水仙素處理，獲得純合子。

2、突變體的利用：在植物組織培養的過程中，由于培養細胞一直處于不斷地分生狀態，因此容易受到培養條件和外界壓力的影響而產生突變。從這些產生的突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新品種。

三、細胞產物的工廠化生產

人參皂甙的工廠化生產過程、蛋白質、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿的生產，應用的都是植物組織培養技術。

生產過程：第一步，選擇人參根作為外植體進行培養，產生愈傷組織，經過培養選擇找到增殖速度快而且細胞內人參皂甙含量高的細胞株作為種質，其中一部分作為保存用，以備下一次生產用，一部分進行發酵生產。第二步，將第一步選擇到的細胞株在發酵罐中的適合培養液中進行液體培養，增加細胞數量。第三步，將發酵罐中培養的細胞進行破碎，從中提取人參皂甙。

第五篇：高中生物專題5過關檢測A卷選修3教案

專題過關檢測

A卷

第1關：錯題重做

1．用蛆蛹糞便作為有機肥還田，運用了能量循環再生的原理。()()3．我國西北土地沙化非常嚴重，其中一個主要原因是超載放牧，導致草地退化。該事實主要違背了生態工程的協調與平衡原理。()4．豆科植物和固氮菌互利共生，當把它們分開時，兩者的生長都要受到損害，這體現了生態工程系統整體性原理。()5．礦區廢棄地生態恢復工程的關鍵是植被恢復和土壤微生物群落的重建。()6．退耕還林還草、植樹造林等是小流域綜合治理生態工程的主要對策。()答案 1.× 2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.×

第2關：基礎演練

知識點1 生態工程的基本原理

1．要實現人與自然的和諧發展，下列措施最合理的是()A．通過生物技術手段，轉化淀粉生產可再生能源 B．使用化學農藥防治病蟲害，保證糧食穩產 C．發展生態農業，實現物質和能量的多級利用 D．大力開墾濕地，擴大糧食種植面積 答案 C 解析 人與自然的和諧發展就是可持續的發展，即實現物質的循環利用和能量的多級利用，并且人類的發展不應該以破壞生態環境為代價。轉化淀粉生產可再生能源，不是可持續發展，沒有實現物質的循環利用。化學農藥污染環境。開墾濕地會破壞原有的生態平衡。

2．生態系統內即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快有其他物種占據它原來的生態位置，從而避免了系統結構或功能的失衡。這體現了生態工程的原理是()A．協調與平衡原理 B．物種多樣性原理 C．物質循環再生原理 D．整體性原理 答案 B 解析 本題考查生態工程的基本原理，生態系統的基本原理很多，題干材料反映的是生物多

2.用殘渣來培育食用菌和蛆蛹，實現了物質的多級利用。樣性程度高，可以為各類生物的生存提供多種機會和條件，因此應體現生態工程的物種多樣性原理。

3．下列關于生態工程的理解，錯誤的是()A．生態工程依據的是生態學、經濟學和工程學的原理 B．研究對象為自然的生態系統 C．總體目標是可持續發展

D．以整體觀為指導，在系統水平上進行研究，以整體調控為處理手段 答案 B 解析 生態工程的研究對象為“自然—社會—經濟復合生態系統”。

4．在松毛蟲肆虐的時候，遼寧西部章古臺地區的幾十億株楊樹毀于一旦，這是由于違背了()A．物種多樣性原理 B．協調與平衡原理 C．整體性原理 D．物質循環再生原理 答案 A 解析 這是該地區的楊樹林的物種太單一，生態系統的自我調節能力太差造成的，違背了物種多樣性原理。

5．下列敘述中違背生態工程中生態學原理的是()A．充分考慮環境因素對生物的影響 B．盡可能減少種間競爭所產生的耗損 C．以單一種群獲得經濟效益的最大化 D．實現生態系統的良性循環 答案 C 6．下列生物之間的關系能體現系統整體性原理的是()①藻類和珊瑚蟲 ②初級消費者與次級消費者 ③大豆和根瘤菌 ④陽生植物與陰生植物 A．①② B．③④ C．①③ D．①②③ 答案 C 解析 從系統整體性分析：失去了藻類，珊瑚蟲無法生存；失去了大豆，根瘤菌也無法生存。7．某研究性學習小組參觀某市市郊建立的以沼氣為中心，以保護生態環境為目標的“豬—沼—魚—肥—果蔬”生態模式時繪出了如下模式圖，請分析回答下列問題。

(1)構建以沼氣為中心的“豬—沼—魚—肥—果疏”生態模式時所依據的生態學原理是 ____________________，該生態系統最大的優點是________________________________________。

(2)該生態系統的“基石”是______________，若要生產3 kg雞肉最少需要水稻和大豆共________kg。

(3)沼氣池中有產甲烷菌和不產甲烷菌等微生物，其生態學作用主要是_________________。(4)若農田內有害蟲發生，采用何種措施既能保護環境又能有效防治害蟲？

________________________________________________________________________。(5)水稻、大豆的秸稈除了圖中所示的用途外，還有哪些用途？(寫出2個)________________________________________________________________________。答案(1)物質循環再生原理 提高物質和能量利用率，減輕環境污染(或答實現物質和能量的多級利用，減少環境污染)(2)水稻和大豆 15(3)分解有機物，產生沼氣(4)引入害蟲天敵防治、激素防治、轉基因培育抗蟲害農作物等(5)①作為飼料養豬；②作為工業原料，廣泛用于造紙、制造建材、酒精和一次性包裝盒等；③在直燃鍋爐中進行充分徹底的燃燒，最大限度地轉換成電能(寫出2個合理答案即可)解析(1)構建生態農業所依據的生物學原理是生態系統的物質循環再生原理，構建農業生態系統的目的是實現物質和能量的多級利用，減少環境污染。(2)生態系統中生產者是基礎，當能量以最高效率沿最短食物鏈傳遞時，生產3 kg雞肉需要水稻和大豆最少，故需要生產者最少為3 kg÷20%＝15 kg。(3)沼氣池中的微生物的作用是完成有機物的分解、產生沼氣。(4)采用生物防治法既能保護環境又能有效防治害蟲。知識點2 生態工程的實例和發展前景 8．被譽為“世界生態工程之最”的是()A．退耕還林還草生態工程 B．三北防護林生態工程 C．濕地生態凈化工程 D．草原植被恢復生態工程 答案 B 解析 三北防護林跨越中國13個省、551個縣，該工程1987年被聯合國環境規劃署授予“全球500佳”之一，被譽為“世界生態工程之最”。9．石油農業與無廢棄物農業相比，其主要優點是()A．物質可以循環利用，對環境幾乎沒有破壞性

B．使用植物易于吸收的化肥作肥料，在促進植物快速生長的同時也有助于周圍環境的凈化 C．以煤和石油等作為原料或動力，極大地提高了生產效率 D．是一種低投入、高產出的農業生產方式 答案 C 解析 石油農業與無廢棄物農業各有優缺點，石油農業以煤和石油等作為原料或動力，極大地提高了生產效率。故正確答案為C。10．生態恢復工程的第一步是()A．恢復這一地區的生物群落 B．恢復植被

C．形成合理、高效的食物鏈 D．保持一定的動物數量 答案 B 解析 綠色植物是生態系統最基本的成分，所以要恢復生態環境首先得恢復植被。11．我國的“三北”防護林是一項規模空前的生態建設工程，被譽為“綠色萬里長城建設工程”。下列不屬于植樹造林在保護環境方面要求的是()A．調節氣候 B．防風固沙，防止荒漠化 C．提供木材 D．維持大氣的碳—氧平衡 答案 C 解析 植樹造林在環保上的作用有很多，如涵養水源、調節氣候、防風固沙、防止土地沙化、保持碳—氧的正常比例等。提供木材不是樹林在環保上的作用。故正確答案為C。12．城市環境生態工程中，不應采取的措施是()A．注意城市規劃和布局 B．推廣“環境友好技術” C．禁止燃燒含硫燃料 D．進行廢棄物的資源化利用 答案 C 解析 城市是由自然系統、經濟系統和社會系統所組成的人工生態系統。要用生態工程的方法對城市環境進行綜合治理，首先應注意城市規劃和布局，其次是推廣“環境友好技術”和低污染清潔生產工藝；進行廢棄物的資源化利用，同時建立健全法制進行監督。故正確答案為C。

13．下列措施最可能與人類的可持續發展原則不相符的是()A．森林的采伐量小于生長量

B．人工魚塘生產者的能量小于消費者的能量 C．農田從收獲中輸出的氮素多于補充的氮素 D．農田施用的無機氮多于生物固定的氮素 答案 C 解析 森林的采伐量小于生長量，是人們合理利用森林資源的一個基本要求，不影響森林生態系統的生存及其穩定性。農田施用化肥，人工魚塘養魚喂飼料屬正常現象，農田輸出的氮素多于補充的氮素會影響農田的土壤肥力，導致土壤缺氮，影響再生產與可持續發展。故正確答案為C。

14．設計良性循環的農業生態系統時，應遵循的基本原則是()A．充分利用自然界的物質和能量 B．追求經濟效益的最大化 C．盡量減少有害生物的種類 D．提高沼氣池的轉化效率 答案 A 解析 良性生態農業是最大限度提高物質和能量的利用率，減少環境污染，增加生態系統穩定性。

15．分析回答下面的問題。

(1)“石油農業”是指大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，因對石油等能源有高度的依賴性而得名。它把農業生產這一復雜的生物過程，變成了簡單的機械過程和化學過程。石油農業的特點是投入________(填“高”或“低”)，產出________(填“高”或“低”)，產生廢棄物和有害物質的數量________(填“大”或“小”)，大大削弱了農業生態系統的穩定性和持續生產力，并造成日益嚴重的農產品污染和環境污染等問題。“石油農業”的生產模式在不同的國家有不同的改進措施。例如，在我國，人多地少，應該大力發展________農業，一方面要不斷提高土地的____________；另一方面要減少農業活動______________，促進社會的可持續發展。

(2)小流域的綜合治理，“綜合”表現在它一改以前的單純造林和蓄水、減沙等工程模式，同時考慮到了________效益和________效益：不但注重通過還林、還草、筑壩等措施達到蓄水、降低土壤侵蝕的________效果，還考慮如何提高人們的生活水平。

(3)發達國家與我國的生態工程建設強調的重點有所不同，根本原因是發達國家經濟發展水平較高，________、______________等資源占有量較多，所以這些國家的生態工程往往注重____________，而較少注重____________。而我國人口較多，________、______________占有量少，所以在進行生態工程時，一定要注重____________、____________和____________的統一。

答案(1)高 高 大 生態 產出水平對環境的污染(2)生態 經濟 生態(3)水資源 人均土地 生態恢復 經濟效益 人均土地 水資源和能源 生態效益 社會效益 經濟效益

解析 石油農業的最突出特點是投入高、產出高，產生污染物或廢棄物的數量大；在我國，由于人多地少的矛盾突出，故應大力發展生態農業，由于發達國家經濟發展水平較高，且其水資源、人均土地占有量較多，故其生態工程往往較多注重生態恢復，而較少考慮經濟效益，而我國人口眾多，人均土地、水資源、能源占有量均較少，故進行生態工程時應注重生態、社會、經濟效益的統一。