高中生物選修3基礎(chǔ)知識過關(guān)（背誦版）

第一章基因工程

第一節(jié)基因工程概述

基因工程的概念

操作環(huán)境操作對象操作水平根本過程結(jié)果

生物體外基因分子水平剪切f拼接f導(dǎo)入f表達(dá)人類需要的基因產(chǎn)物

由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行操作,因此又叫做重組DNA技術(shù)。

二.基因工程的根本工具

（一）“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）

1.來源：主要是從原核生物中別離純化出來的。

2.功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核昔酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩

個核甘酸之間的磷酸二酯鍵斷開。

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。

（二）“分子針線”一一DNA連接酶

1.分類：根據(jù)酶的來源不同，可分為E?coliDNA連接酶和T&DNA連接酶兩類

2.功能：恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核甘酸之間的璘酸二酣鍵。

★兩種DNA連接酶（E?coliDNA連接酶和T&DNA連接酶）的比擬：

①相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵

②區(qū)別：E.coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能使黏性末端之間連接;

T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端之間的效率較低。

★DNA連接酶與DNA聚合酶作用的比擬

DNA連接酶DNA聚合酶

不同點(diǎn)連接的DNA雙鏈單鏈

模板不要模板要模板

連接的對象2個DNA片段單個脫氧核昔酸加到已存在的單鏈

DNA片段上

相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)形成磷酸二酯鍵

化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)

（三）“分子運(yùn)輸車”一一載體

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具有一至多個限制酶切割位點(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.基因工程常用的載體有：質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等。

最早應(yīng)用的載體是質(zhì)粒，它是細(xì)菌細(xì)胞中的一種很小的雙鏈珊IDNA分子。

三.基因工程的版本過程

（-）獲得目的基因（目的基因的獲?。?/p>

1.獲取方法主要有兩種：①從自然界中已有的物種中別離出來，如可從基因文庫中獲取。

②用人工的方法合成。

★獲得原核細(xì)胞的目的基因可采取直接別離,獲取真核細(xì)胞的目的基因一般是人工合成。

★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。

2.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因

(1)PCR的含義：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。

(2)目的：獲取大量的目的基因

(3)原理：DNA雙鏈復(fù)制

(4)過程：第一步：加熱至90?95CDNA解鏈為單鏈;

第二步：冷卻到55?60℃,引物與兩條單鏈DNA結(jié)合;

第三步：加熱至70?75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。

(5)特點(diǎn)：指數(shù)形式擴(kuò)增

(-)制備重組DNA分子(基因表達(dá)載體的構(gòu)建)

1.重組DNA分子的組成：除了目的基因外，還必須有標(biāo)記基因。

★標(biāo)記基因的作用：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。

2.方法：同種限制酶分別切割載體和目的基因，再用DNA連接酶把兩者連接。

(三)轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)

L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)的過程。

2.常用的轉(zhuǎn)化方法：

①將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)枉菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化技術(shù)(農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法),其次還有基因

槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化技術(shù)(基因槍法)和花粉管通道技術(shù)(花粉管通道法)。

②將目的基因?qū)雱游锛?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。

③將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：Ca+處理法。

(四)篩選出獲得目的基因的受體細(xì)胞、培養(yǎng)受體細(xì)胞并誘導(dǎo)目的基因的表達(dá)(目的基因的檢測與鑒定)

1.首先要檢測轉(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.其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA,方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。

3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是采用抗原一抗體雜交技術(shù)。

4.有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。如抗蟲或抗病的鑒定等。

第二節(jié)基因工程的應(yīng)用

1.運(yùn)用基因工程改進(jìn)動植物品種最突出的優(yōu)點(diǎn)是：能打破常規(guī)育種難以突破的物種之間的界限。

2.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)基因改進(jìn)植物的品質(zhì)。

(2)動物基因工程：提高動物生長速度來提高產(chǎn)品產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì),用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物，用

轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體等。

(3)基因診斷和基因治療：

基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病

原體。

基因治療：指利用正賞基因置換或彌補(bǔ)缺陷基因的治療方法。

實(shí)例：ADA基因缺陷癥的基因治療

第三節(jié)蛋白質(zhì)工程

1.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，通過改造基因,以定向改造天然蛋白質(zhì)，

甚至創(chuàng)造自然界不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)。

2.蛋白質(zhì)工程的根本原理

預(yù)期蛋白質(zhì)功能一測定蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有的氨基酸序列一找到對應(yīng)的脫氧核苴酸序列

（基因）一具有預(yù)期功能的蛋白質(zhì)

3.蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用

（1）通過改造酶的結(jié)構(gòu)，有目的地提高蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。

（2）合成嵌合抗體。

（3）改變蛋白質(zhì)的活性。

★蛋白質(zhì)工程與基因工程區(qū)別

蛋白質(zhì)工程基因工程

實(shí)質(zhì)通過改造基因,以定向改造天然蛋白將目的基因從供體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并在

質(zhì)，甚至創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)受體細(xì)胞中表達(dá)

結(jié)果合成自然界丕左左的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已在在的蛋白質(zhì)

聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程根底上，延伸出的第二代基因工程

細(xì)胞工程

〔一〕植物細(xì)胞工程

1.理論根底（原理）：細(xì)胞全能性

全能性表達(dá)的難易程度：受精卵＞生殖細(xì)胞＞干細(xì)胞＞體細(xì)胞;植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞

2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)

[1）過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞一-?愈傷組織一-?試管苗一一植物體

12）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)。

[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.植物細(xì)胞培養(yǎng)〔蘇教版）

（1）概念：在實(shí)驗(yàn)室工廠化生產(chǎn)的條件下，將組織培養(yǎng)過程中形成的愈傷組織

或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)基中，進(jìn)行懸浮培養(yǎng),得到分散游離的懸浮細(xì)

胞，通過繼代培養(yǎng)使細(xì)胞增殖,從而獲得大量的細(xì)胞f遜的一種技術(shù)。

12）與植物組織培養(yǎng)的關(guān)系

①植物組織培養(yǎng)是根底。

②目的不同：植物組織培養(yǎng)的目的是得到更多的植物體，植物細(xì)胞培養(yǎng)的目

的是獲得人類所需的細(xì)胞

13）實(shí)例：成功地培養(yǎng)紅豆杉的細(xì)胞,從中提取出重要的抗腫瘤藥物——紫

杉醇。

4.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

（1）過程：

12）誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W(xué)法一般是用聚乙

二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑。

13）意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。

〔二〕動物細(xì)胞工程

1.動物細(xì)胞培養(yǎng)

[1）概念：動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)

胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長和繁殖。

12）動物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊〔動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）一剪碎一用胰蛋白酶

或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞一制成細(xì)胞懸液f轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原住培養(yǎng)一貼滿瓶壁的細(xì)

胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。

13）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)胞分裂生長到外表相互抑制時，細(xì)胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸

抑制。

[4）動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件

①無菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無菌處理。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

程中的污染。止匕外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。

②營養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。通常需參加血清、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(huán)境:95%空氣+5%C02。0?是細(xì)胞代謝所必需的,C02的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。

（5）動物細(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、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各

種細(xì)胞。

2.動物組織培養(yǎng)〔蘇教版）：

動物細(xì)胞培養(yǎng)與動物組織培養(yǎng)方法類似，主要區(qū)別是動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中需要用胰蛋白酸等使組織

塊中的細(xì)胞離散，而動物組織培養(yǎng)過程中不需要使用胰蛋包蜜等。

3.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物

11）哺乳動物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比擬容易）和體細(xì)胞核移植〔比擬難）。

[2）選用去核卵（母）細(xì)胞的原因：卵（母）細(xì)胞比擬大，容易操作;卵（母）細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營養(yǎng)豐富。

[3）體細(xì)胞核移植的大致過程是：

核移植

胚胎移植

（4）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：

①加速家畜遺傳改進(jìn)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：

克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。

4.動物細(xì)胞融合

[1）動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交,是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的

具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。

12）動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理根本相同，誘導(dǎo)動物細(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。

13）動物細(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）動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)F庖雜交的比擬：

比擬工程細(xì)胞融合的原理細(xì)胞融合的方法誘導(dǎo)手段用法

植物體細(xì)細(xì)胞膜的流動性去除細(xì)胞壁后誘離心、電刺激、克服了遠(yuǎn)緣雜交

胞雜交導(dǎo)原生質(zhì)體融合振動，聚乙二醇的不親和性，獲得

等試劑誘導(dǎo)雜種植株

動物細(xì)胞細(xì)胞膜的流動性使細(xì)胞分散后誘除應(yīng)用植物細(xì)胞制備單克隆抗體

融合導(dǎo)細(xì)胞融合雜交手段外，再加的技術(shù)之一

滅活的病毒誘導(dǎo)

5.單克隆抗，體

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

差。

[2）單克隆抗體的制備過程：

抗原注入小鼠體內(nèi)I

13）雜交瘤曲曲除儲掌后美基幽,又能產(chǎn)生專一的抗體。

[4）單克隆抗體的優(yōu)可膽幡異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備

雜交瘤細(xì)胞

細(xì)胞培

①作為診斷試劑:準(zhǔn)確識別各種抗原物質(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、

簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。

②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。

金物送修三〔展船工程〕復(fù)制提機(jī)

第一節(jié)動物的胚胎發(fā)育和胚胎工程

一、哺乳動物生殖細(xì)胞的發(fā)生和受精作用

1.哺乳動物生殖細(xì)胞

1.1精子的發(fā)生

精原細(xì)胞先進(jìn)行有絲分裂后進(jìn)行減數(shù)分裂,最后形成4個精細(xì)胞,再經(jīng)過成熟過程形成精子。產(chǎn)生部位：

睪丸的曲細(xì)精管;儲存部位：曲細(xì)精管的管腔中;營養(yǎng)來源：支持細(xì)胞。

L2卵子的發(fā)生

卵原細(xì)胞先進(jìn)行有絲分裂后進(jìn)行減數(shù)分裂,最后形成1個卵子。

具體過程：卵原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂演變成初級卵母細(xì)胞［被卵泡細(xì)胞包圍］形成初級卵泡,經(jīng)過減數(shù)

第一次分裂形成第一極體和次級卵母細(xì)胞,其中，第一極體經(jīng)過減數(shù)第二次分裂形成2個第二極體,而

次級卵母細(xì)胞的減數(shù)第二次分裂是在受精過程輸卵管中完成的,形成1個卵子和1個第二極體,最終結(jié)

果產(chǎn)生1個卵子和3個第二極體。

1.3精子卵子形成過程的不同點(diǎn)

工程精子的發(fā)生過程卵子的發(fā)生過程2.受精作用

發(fā)生場所睪丸卵巢和輸卵管精子獲能

發(fā)生時間減數(shù)分裂減數(shù)分裂和受精過程精子在附睪中成

發(fā)生過程連續(xù)不連續(xù)熟后必須在雌性動物

生殖道內(nèi)經(jīng)歷一段時

核物質(zhì)含量減半［n)減半(n)

間才能獲得受精能力

是否變形是否

的過程。

一個性原細(xì)胞最終產(chǎn)生的生殖41

卵泡液、輸卵管

細(xì)胞個數(shù)

分泌物、血清等液體可

細(xì)胞質(zhì)分裂均等不均等

使精子獲能。

特征

(1)受精作用的定義：卵細(xì)胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。

12〕受精作用的場所：輸卵管的壺腹部

13)受精標(biāo)志：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）受精作用的結(jié)果：使單倍體的精子和卵子結(jié)合形成二倍體的受精卵,染色體數(shù)目恢復(fù)到體細(xì)胞中的數(shù)

目，其中一半染色體來自父方,另一半來自母方。

（5）減數(shù)分裂和受精作用的意義：對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,對于生物的遺傳

和變異,都是十分重要的。

二、哺乳動物胚胎發(fā)育的根本過程

受精過程的完成,標(biāo)志著胚胎發(fā)育的開始。

起點(diǎn)：受精卵;終點(diǎn)：幼便；包括卵裂〔細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,數(shù)量增加,胚胎總體積不增加）、囊胚（細(xì)胞

開始分化,其中個體較大的細(xì)胞叫內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來發(fā)育成胎兒的各種組織）、原腸胚、胚層分化等主要階段。

三、胚胎工程的主要技術(shù)與應(yīng)用

1.胚胎工程的概念及技術(shù)手段

對動物生殖細(xì)胞、受精卵和早期胚胎細(xì)胞所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù),由體外受精技術(shù)、胚

胎移植技術(shù)、胚胎分割技術(shù)、胚胎冷凍保存技術(shù)和性別控制技術(shù)等組成的現(xiàn)代生物技術(shù)。

胚胎發(fā)育學(xué)是胚胎工程的理論根底。

1.1體外受精技術(shù)

是指哺乳動物的精子和卵子在位處人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)。［屬有性生殖過程］

根本原理：人工模擬體內(nèi)環(huán)境,包括獸養(yǎng)、溫度、曲等，使初級卵母細(xì)胞成熟,同時使精子獲能,

最終完成受精作用，并有方案地保存胚胎等。

卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)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(xì)胞（要在體外培養(yǎng)成熟）。

體外受精技術(shù)是哺乳動物胚胎移植技術(shù)、克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和性別控制技術(shù)不可缺少的組成局

部。

1.2胚胎移植技術(shù)

a概念：將雌性動物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)

育為新個體的技術(shù)。

b優(yōu)勢：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)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(xué)根底：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(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；受體對移入子宮的外來胚胎

根本不發(fā)生免疫排斥反響;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：①對供、受體母牛進(jìn)行選擇，用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理；②對供體母牛用激素

做超數(shù)排卵處理；③選擇同種優(yōu)秀公牛配種［有性生殖過程］;④對胚胎進(jìn)行收集［此時胚胎處于游離狀

態(tài)］;⑤對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查［此時胚胎應(yīng)發(fā)育到桑根胚或囊胚］;胚胎移植［或冷凍保存］;⑥檢查受體

母牛是否受孕；⑦產(chǎn)下胚胎移植的犢牛。

1.3胚胎分割技術(shù)

a概念：用顯微手術(shù)方法將早期胚胎切割成2、4、8等份，經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體,以獲得

同卵雙生或同卵多生后代的技術(shù)［可看作是動物無性繁殖或克?。?

b根本過程：選擇良好的桑程胚或囊胚移入培養(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,否那么會影響胚胎的恢復(fù)和

進(jìn)一步發(fā)育］

1.4胚胎冷凍保存技術(shù)

a概念：將動物的早期胚胎,通過特殊的保護(hù)劑和降溫措施，使其長期保存在超低溫環(huán)境下。

B優(yōu)勢：可以使胚胎移植不受時間和地域的限制,簡化引種過程。

1.5動物性別控制技術(shù)

指通過人為干預(yù),使動物按照人們的愿望繁衍所需性別的后代的技術(shù)。

第二節(jié)胚胎干細(xì)胞的研究及其應(yīng)用

一、胚胎干細(xì)胞及其研究進(jìn)展

1干細(xì)胞：動物〔包括人）胚胎及某些器官中具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞,是重建、

修復(fù)病損或衰老組織、器官功能的種子細(xì)胞。

按照分化潛能的大小,干細(xì)胞根本上可分為專能干細(xì)胞〔只能分化成一種類型或功能密切相關(guān)的兩

種類型的細(xì)胞〕、多能干細(xì)胞〔具有分化成多種細(xì)胞或組織的潛能卻失去發(fā)育成完全個體能力的細(xì)胞）

和全能干細(xì)胞〔可以分化為全身各種細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織、器官）。

2成體干細(xì)胞：存在于胎兒、兒童和成人組織中的多能干細(xì)胞。

造血干細(xì)胞是體內(nèi)各種血細(xì)胞的唯一來源，主要存在于骨髓、臍血、外周血中。

3胚胎干細(xì)胞：由早期胚胎［囊胚］或原始性腺［胎兒］中別離出來的一類細(xì)胞，又叫ES或EK細(xì)胞。

具有增殖能力并保持未分化狀態(tài)、在一定的條件下可以向各種組織和器官分化、易于進(jìn)行基因改造操作

等特點(diǎn)。如內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞〔位于囊胚的囊胚腔一側(cè)）

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，即可分化為成年動物體內(nèi)

任何一種組織細(xì)胞。

二、胚胎干細(xì)胞的應(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)。

三、胚胎干細(xì)胞研究面臨的挑戰(zhàn)

在法律、倫理、國家和社會平安等方面帶來沖擊。

生物技術(shù)的平安性和倫理問題

【考點(diǎn)解讀】

轉(zhuǎn)基因生物的平安收集我國轉(zhuǎn)基因食物平安性的監(jiān)控和預(yù)防等方面的資料

性問題〔A〕舉例說出轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)成果的實(shí)例

簡述轉(zhuǎn)基因生物于食物平安、生物平安和環(huán)境平安等方面的觀點(diǎn)

參與轉(zhuǎn)基因生物平安性的討論和交流

嘗試調(diào)查當(dāng)?shù)厥袌龅霓D(zhuǎn)基因食物或農(nóng)村栽培、飼養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因生物

生物技術(shù)中的倫理舉例說出生物技術(shù)的倫理問題

問題（A）選擇適宜的角度，參與生物技術(shù)倫理問題的討論

說出我國和國外關(guān)于生物技術(shù)使用的規(guī)定、立場或態(tài)度

生物武器對人類的說出能充當(dāng)生物武器的病原體

威脅（A）舉例說出生物武器對人類的危害

【知識清單】

一.轉(zhuǎn)基因技術(shù)成果

1.1972年美國斯坦福大學(xué)的柏格第一次重組DNA成功。

2.微生物方面：

[1）制造出具有重要經(jīng)濟(jì)價值的各種重組微生物，如去除石油污染的假單胞桿菌

[2）利用DNA重組的微生物生產(chǎn)稀缺的生化藥物即基因制藥

3.轉(zhuǎn)基因動物方面：

11）在培育生長迅速、營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面不斷取得輝煌成就

[2）科學(xué)家把轉(zhuǎn)基因動物變成生物反響器，讓它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質(zhì)、珍貴藥物或人類所需的

蛋白質(zhì)。

4.轉(zhuǎn)基因植物方面：

[1）抗蟲作物：目前已經(jīng)開發(fā)和利用的抗蟲基因已有40多個，如蘇云金芽泡桿菌殺蟲晶體蛋白基因

（Bt）是目前應(yīng)用最廣泛的基因；還有植物的蛋白酶和淀粉抑制因子、動物的蛋白酶抑制因子、動物幾

丁質(zhì)酶基因

〔2[抗病作物:將病毒外殼蛋白基因（CP）導(dǎo)入植物，從而使植物具有抗性。我國將人巨細(xì)胞病毒（CMV）

和煙草花葉病毒[TMV）外殼蛋白基因用質(zhì)粒導(dǎo)入煙草，獲得抗TMV、CMV轉(zhuǎn)基因抗病煙草。

[3）抗除草劑作物：已獲得的抗除草劑作物有大豆、棉花、玉米等

[4）作物品質(zhì)改進(jìn)：如將抗寒基因?qū)胱魑?，增?qiáng)植物的耐寒性。目前從極地魚體中別離到的基因已

被轉(zhuǎn)入番茄、黃瓜，使作物耐寒或耐天氣的驟然變化。

二.轉(zhuǎn)基因生物的平安性

（一）食物平安

1.兩種觀點(diǎn)的比擬：

觀點(diǎn)存在平安問題不存在平安問題

論據(jù)1.對食物平安檢測不全面1.“實(shí)質(zhì)性等同”只是評價的起點(diǎn)，而不

2.可能出現(xiàn)滯后效應(yīng)是終點(diǎn)

3.可能出現(xiàn)新的過敏源2.多環(huán)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠桨残栽u價

4.營養(yǎng)成分可能改變3.科學(xué)家對社會負(fù)責(zé)的態(tài)度

4.至今未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品影響人體健康

的實(shí)例

2.實(shí)質(zhì)性等同原那么是指轉(zhuǎn)基因生物與自然存在的傳統(tǒng)生物在相同條件下進(jìn)行性狀表現(xiàn)的比擬。

3.保證轉(zhuǎn)基因食品平安的監(jiān)控和預(yù)防措施：立法、多環(huán)節(jié)監(jiān)控、平安評價內(nèi)容具體而嚴(yán)格

（二）生物平安

1.兩種觀點(diǎn)的比擬：

觀點(diǎn)引起生物平安問題不存在生物平安問題

論據(jù)1.可能變成野生種類或雜草1.進(jìn)入非種植區(qū)生命力很差

2.可能重組出新的有害病原體2.存在生殖隔離，難與其他植物雜交

3.有可能形成用除草劑除不去3.花粉的傳播距離和存活時間有限

的“超級雜草”4.新性狀的表現(xiàn)必須具有一定的條件和

4.可能成為“入侵的外來物種”配套的種植技術(shù)

2.外來物種入侵

（1）指有意或無意的人類活動，將某物種從一個地區(qū)引入其他地區(qū)，給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)造

成明顯的損害。

[2）危害：

破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)；對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)或林業(yè)帶來嚴(yán)重的損害（即爆發(fā)生物災(zāi)害）；

造成生物多樣性減少；有些外來植物產(chǎn)生的花粉可能成為新的過敏源。

（三）環(huán)境平安

1,潛在的不平安問題：

可能會影響生態(tài)系統(tǒng)中原有的動態(tài)平衡，加劇環(huán)境污染，危害其他動植生存或人體健康。

2.平安依據(jù)：

[1）科學(xué)家轉(zhuǎn)入的僅僅是有限的一種或幾種基因，而轉(zhuǎn)入的基因是否可能會對其他生物或環(huán)境造成危

害，都要經(jīng)過分析、實(shí)踐的，一旦發(fā)現(xiàn)有害后果，科學(xué)家就會停止實(shí)驗(yàn)。

12）轉(zhuǎn)基因生物從實(shí)驗(yàn)室到自然界釋放，都要經(jīng)過一系列平安評價、審批。

13）制定相關(guān)法規(guī)監(jiān)控

三.關(guān)注生'物技術(shù)的倫理問題

反對者觀點(diǎn)支持者觀點(diǎn)

克隆人1.嚴(yán)重違反了人類倫理道德、沖擊1.這是一項(xiàng)科學(xué)研究，只有通過實(shí)踐才

現(xiàn)有的婚姻、家庭等傳統(tǒng)的道德能使之成熟

觀念2.可以通過胚胎分割、基因診斷、染色

2.人為制造在心理和社會地位上不體檢查等方法解決不成熟的局部

健全的人

3.技術(shù)不成熟可能孕育出嚴(yán)重生理

缺陷的孩子

中國政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆。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)；不反對治療性克隆。

設(shè)計(jì)試管1?把試管嬰兒當(dāng)做人體零配件工1.設(shè)計(jì)試管嬰兒是為了救人，是救患者

嬰兒r,是對生命的不尊重的最好、最快捷的方法之一

2.胚胎也是生命，拋棄、殺死多余2.提供骨髓中的造血干細(xì)胞并不會對

胚胎無異于“謀殺”試管嬰兒造成損害

3.利用臍帶血中的造血干細(xì)胞是更符

合倫理道德的。

基因檢測1、目前人類對基因結(jié)構(gòu)、基因間相1.有些遺傳性疾病在后代中發(fā)病率很

互作用缺乏足夠的認(rèn)識，通過基高，通過基因檢測可以及早采取預(yù)防措

因檢測還不能到達(dá)預(yù)防疾病施，適時治療，到達(dá)挽救患者生命的目

2、人類的多基因遺傳病既與基因有的。

關(guān)又與環(huán)境和生活習(xí)慣有關(guān)。有2.對于基因歧視現(xiàn)象，可以通過正確的

某種基因的人不一定患病，基因科學(xué)知識傳播、倫理道德教育和立法得

正常的人也不一定不患病以解決。

3、基因檢測結(jié)果會給受檢者帶來巨

大的心理壓力

4、造成基因歧視

【拓展遷移】試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒的區(qū)別：

上述過程①②③為解辣受精夫婦生育問題的普通試管嬰兒過程，①②③④⑤為設(shè)計(jì)試管嬰兒的過程。

后者比前耦多#賄_____a受精卵______?早期胚胎_>靦蟠前的遺傳學(xué)診斷。

四.禁止生物武器①②J④③

1,生物武器的種類與危害取出一個細(xì)胞

J⑤

基因檢測

種類舉例危害

致病菌鼠疫、霍亂、傷寒、炭疽和菌痢等侵華日軍使用細(xì)菌武器、活體實(shí)

驗(yàn)

生化毒劑炭疽桿菌肉毒桿菌毒素分子可以阻滯神經(jīng)

末梢釋放乙酰膽堿，從而引起肌

肉麻痹

病毒天花病毒、痘病毒等出現(xiàn)相應(yīng)的病毒感染病癥

基因重組的蠟狀桿菌改造成炭疽桿菌一樣的致病菌讓大批沒有接觸國致病菌的受感

致病菌將生物毒素分子的基因與流感病毒的基因染者突然發(fā)病，而又無藥可治。

拼接

對流感病毒改造，使具有易感基因的民族

容易感染這種病毒，而釋放國的人卻不易

感染，

二.禁止生物武器公約

不開展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器

生態(tài)工程

一、生態(tài)工程的概念

1、是指應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生和物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)和功能協(xié)調(diào)原那么,結(jié)合經(jīng)系統(tǒng)分析的最

優(yōu)化方法而設(shè)計(jì)的促進(jìn)物質(zhì)被分層多級利用的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。

2、實(shí)例：農(nóng)林牧副漁一體化生態(tài)工程

依據(jù)生態(tài)學(xué)根本原理,其關(guān)鍵是調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)行優(yōu)化組合，提高生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)再

生和能量轉(zhuǎn)化的能力,充分發(fā)揮物質(zhì)生產(chǎn)的潛力,盡量充分利用原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢棄物以及時間、

空間和營養(yǎng)生態(tài)位,提高整體的綜合效益。

3、（人教版）

人類設(shè)計(jì)生態(tài)工程的根本目的是在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治

環(huán)境污染,到達(dá)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步開展。與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程具有低消耗、多效益、

可持續(xù)的特征。

4、1人教版）生態(tài)經(jīng)濟(jì)：主要是通過實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原那么，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為

本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化,而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是

生態(tài)工程。

二、生態(tài)工程的原理〔蘇教版）

生態(tài)工程主要由生物種群、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成。生態(tài)工程構(gòu)建和運(yùn)行的主要依據(jù)是生態(tài)學(xué)根

本原理。這些根本原理主要包括物種共生、生態(tài)位、食物鏈、物種多樣性等。

物種共生原理：自然界中任何一種生物都不能離開其他生物而單獨(dú)生存和繁衍，這種關(guān)系是自然界

中生物之間長期進(jìn)化的結(jié)果,包括共生、競爭等多種關(guān)系,構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和反響機(jī)制。

生態(tài)位原理：生態(tài)系統(tǒng)中各種生物都占有一定的生態(tài)位。在生態(tài)系統(tǒng)中，合理利用生態(tài)位原理，可

以構(gòu)建一個具有多層次、多種群的穩(wěn)定而有效的生態(tài)系統(tǒng)。

食物鏈原理：是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞的根底,也是生態(tài)工程所利用的物

種共生原理的根底。

物種多樣性原理：生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性越高，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。

生態(tài)工程的設(shè)計(jì)還必須遵循社會開展和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本規(guī)律，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法來指導(dǎo)生

態(tài)工程的實(shí)現(xiàn)和管理。

在生態(tài)工程中除了必須遵循上述各種根本原理外，還要考慮通過適當(dāng)滿足物種生存、生長或繁殖的

環(huán)境條件來提高物種的適應(yīng)能力。

二、生態(tài)工程所遵循的根本原理〔人教版）

1、物質(zhì)循環(huán)再生原理：

物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級利用，從而

到達(dá)取之不盡、用之不竭的效果。

2、物種多樣性原理：

一般而言，物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。

生物多樣性高，可以為各類生物的生存提供多種時機(jī)和條件。眾多的生物通過食物鏈關(guān)系互相依存,

就可以在直限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量,提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。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(jù)它原來的生態(tài)位置，從而防止了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能的失衡。

3、協(xié)調(diào)與平衡原理：

處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，除了考慮生物的生態(tài)適應(yīng)性外,還需要考慮環(huán)境承載力。

環(huán)境承載力（又稱環(huán)境容納量）：是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量。

4、整體性原理：

人類處在一個社會一經(jīng)濟(jì)一自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)中。進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，不但要考慮到自然

生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,更重要的是，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。除此之外，社會習(xí)慣、法律制

度等也都對生態(tài)工程建設(shè)有著重要影響。建立在對系統(tǒng)成分的性質(zhì)及相互關(guān)系充分了解根底之上的整體

理論，是解決生態(tài)環(huán)境問題的必要根底。

5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理：

[1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：

生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu),通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，到達(dá)改善系統(tǒng)功能的目的。

[2)系統(tǒng)整體性原理：

系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系,只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)化和流通,

并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各局部之和的效果,即“1+1>2”。

三、生態(tài)工程的類型

根據(jù)性質(zhì)和設(shè)計(jì)目標(biāo)的不同，生態(tài)工程可分為不同的類型。例如，具有農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)

品生產(chǎn)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程;以環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)的林業(yè)生態(tài)工程,包括水土保持生態(tài)工程、防風(fēng)固沙

生態(tài)工程、水源修養(yǎng)生態(tài)工程、城市綠化和園林生態(tài)工程等;以治理環(huán)境污染為目標(biāo)的治污生態(tài)工程,

包括污水治理生態(tài)工程、城市垃圾處理生態(tài)工程、湖泊和水源地治理生態(tài)工程等o

實(shí)例1：“人工濕地”生態(tài)工程。

m濕地是開放水域和陸地之間過渡性的生態(tài)系統(tǒng),其重要特點(diǎn)之一是生物多樣性豐富。濕地生

態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的凈化功能,被譽(yù)為“地球之腎彩

(2)“人工濕地”是模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng)。它的組成成分包括土壤、各類水生植物(浮水

植物、挺水植物和沉水植物)和水等。

(3)“人工濕地”對污水的凈化作用是通過不同類型的水生植物和微生物的共同作用實(shí)現(xiàn)的。水生

植物除了能吸收、轉(zhuǎn)化污水中的N、P等物質(zhì)外,還能促進(jìn)細(xì)菌等微生物對污水的處理和凈化。在“人

工濕地”生態(tài)系統(tǒng)中，對廢水凈化起作用的是微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用以及相關(guān)的物理、化學(xué)作用,如

沉淀、吸附、過濾等。

實(shí)例2：礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)工程

(1)礦山廢棄地是指因采礦活動而遭破壞且不經(jīng)治理便無法使用的土地。它包括開采后的廢石碓、

大量采礦而形成的開采廢棄地、選礦剩余物造成的污染地等。

12〕礦山廢棄地的危害：不僅毀壞和污染大片森林、草地和農(nóng)田，還造成水土大量流失,有的甚

至成為巨大的污染源。

(3)礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)：關(guān)鍵在于植被恢復(fù),以及為其所必需的土壤微生物群落的重建〔人

教版)。在植被恢復(fù)過程中要注意選擇生長快、抗逆性強(qiáng)的樹種,優(yōu)先選擇固氮樹種，盡量選擇適應(yīng)性

強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種和先鋒樹種,注意樹種的多功能效益。

實(shí)例3：林業(yè)生態(tài)工程

(1)林業(yè)生態(tài)工程是環(huán)境與生態(tài)保護(hù)、修復(fù)和改善的重要組成局部。它是在維護(hù)環(huán)境與開展經(jīng)濟(jì)

的目標(biāo)下，以優(yōu)化土地利用為根底,以發(fā)揮水土資源和生物資源生產(chǎn)潛力為依據(jù),形成各林種、各樹種

的合理配置和組合，充分利用多林種、多樹種生物群體的多功能和多效益特點(diǎn)，建設(shè)功能完善、結(jié)構(gòu)穩(wěn)

定、經(jīng)濟(jì)高效的生態(tài)系統(tǒng)。

(2)我國先后批準(zhǔn)建設(shè)了土太林業(yè)生態(tài)工程，特別是三北防護(hù)林體系建設(shè)工程、長江中上游防護(hù)

林體系建設(shè)工程、太行山綠化工程、黃河中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程等。

四、生態(tài)工程建設(shè)的根本