幻灯片 1选修3 现代生物科技专题
第一讲 基因工程
第二讲 细胞工程
第三讲 胚胎工程
第四讲 生物技术的安全性和伦理问题
第五讲 生态工程
目 录
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幻灯片 2----
幻灯片 3----
幻灯片 4 一、基因工程的基本工具[判断正误]
(1)限制酶只能用于切割目的基因。 ( )
(2)限制酶切割DNA分子具有特异性。 ( )
(3)限制酶切割DNA后可产生黏性末端和平末端两种类型。 ( )
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√
√
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幻灯片 5 (4)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。 ( )
(5)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。 ( )
(6)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。 ( )
(7)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。 ( )
×
×
√
√
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幻灯片 6二、基因工程的操作程序
基因文库
PCR技术
启动子
标记基因
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幻灯片 7农杆菌转化法
花粉管通道法
显微注射
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幻灯片 8DNA分子杂交
分子杂交
抗原—抗体杂交
个体生物学水平
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幻灯片 9 三、蛋白质工程[判断正误]
(1)蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白质。 ( )
(2)人类主要通过直接改造蛋白质的结构来生产新的蛋白质。 ( )
(3)蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程。 ( )
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×
√
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幻灯片 10[知识体系构建]
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幻灯片 11①限制性核酸内切酶 ②DNA连接酶 ③基因进入受体细胞的载体 ④从基因文库中获取 ⑤目的基因的获取 ⑥基因表达载体的构建 ⑦农杆菌转化法 ⑧目的基因的导入 ⑨目的基因检测 ⑩目的基因的检测与鉴定 ⑪提高农作物抗逆能力 ⑫生产基因工程药物 ⑬设计蛋白质结构 ⑭找到对应的基因
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幻灯片 12DNA重组技术的基本工具
1．(2012·四川卷 T2B)将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传。 ( )
2．(2012·浙江卷T6C)利用DNA聚合酶将控制蓝色色素合成的基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 。 ( )
√
×
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幻灯片 13 3．(2010·大纲全国卷ⅡT5B)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株。 ( )
4．(2011·浙江卷T6B)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点。 ( )
5．(2010·浙江卷T2A)用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒的核酸。 ( )
6．(2009·浙江卷T3B)限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶。 ( )
√
√
×
√
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幻灯片 141．与DNA分子相关的酶
(1)几种酶的比较：
种类
项目
限制酶
DNA连接酶
DNA聚合酶
解旋酶
作用底物
DNA分子
DNA分子片段
脱氧核苷酸
DNA分子
作用部位
磷酸二酯键
磷酸二酯键
磷酸二酯键
碱基对间的氢键
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幻灯片 15种类
项目
限制酶
DNA连接酶
DNA聚合酶
解旋酶
作用
特点
切割目的基因及载体，能专一性识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开
将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上
将DNA两条链之间的氢键打开
作用
结果
形成黏性末端或平末端
形成重组DNA分子
形成新的DNA分子
形成单链DNA分子
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幻灯片 16 (2)限制酶与DNA连接酶的关系：
①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
②DNA连接酶起作用时不需要模板。
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幻灯片 172．载体
(1)作用：
①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内；
②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
(2)具备的条件：
①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；
②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；
③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。
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幻灯片 18 (3)种类：
①质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子；
②λ噬菌体的衍生物；
③动植物病毒。
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幻灯片 19 [关键一点]
(1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。
(2)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。
(3)为使目的基因与载体形成相同的DNA片段末端以便连接，通常使用同一种限制酶将二者切割，但如果不同限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系时，则两末端也可连接。
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幻灯片 20高考地位
三种基本工具的作用涉及基因工程操作程序的关键步骤，是近几年高考考查的频率考点
命题角度
结合图解分析限制酶的切割位点和目的基因、质粒的结构，分析构建基因表达载体的实例，如典例1。
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幻灯片 21 [典例1] (2010·江苏高考)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：
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幻灯片 22 (1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是____________________________。
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幻灯片 23 (4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止________________。
(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_________。
(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在______的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
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幻灯片 24 [解析] 本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点。
(1)质粒切割前是双链环状DNA分子，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图1可以看出，质粒上只含有一个SmaⅠ的切点，因此被该酶切割后，质粒变为线性双链DNA分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。
(2)由题目可知，SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，所以SmaⅠ酶切位点越多，热稳定性就越高。
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幻灯片 25 (3)质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2可知，标记基因和外源DNA目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点，都可以被SmaⅠ破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA。
(4)只使用EcoRⅠ，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用BamHⅠ和HindⅢ剪切时，质粒和目的基因两端的黏性末端不同，用DNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。
(5)质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入DNA连接酶。
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幻灯片 26 (6)质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。
(7)目的基因为蔗糖转运蛋白基因，所用的受体细胞为丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，若将重组质粒导入了受体细胞，则受体细胞应能从培养基中吸收蔗糖，故应在以蔗糖为唯一碳源的培养基上进行培养。
[答案] (1)0、2 (2)高 (3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因 (4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 (5)DNA连接 (6)鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞 (7)蔗糖为唯一含碳源
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幻灯片 27 1．(2011·四川卷T5D)应用DNA探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达。 ( )
2．(2010·大纲全国卷ⅡT5D)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上，属于基因工
程。 ( )
×
基因工程的基本操作程序及与蛋白质工程的比较
×
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幻灯片 28 3．(2010·江苏卷T18B)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。 ( )
4．(2010·江苏卷T18C)动物的生长激素基因转入植物后不能表达。 ( )
5．(2011·江苏卷T14A)蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质。 ( )
×
×
√
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幻灯片 29 1．基因工程的操作程序分析
(1)目的基因的获取途径：
①从自然界中已有的物种中分离出来，如从基因文库或cDNA文库中获取；
②人工合成目的基因：常用的方法有反转录法和化学合成法；
③利用PCR技术扩增目的基因：通过PCR技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。
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幻灯片 30(2)基因表达载体的构建：
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幻灯片 31 [关键一点]
(1)插入的目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子，之后需有终止子。
(2)两次使用的限制酶为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。
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幻灯片 32(3)将目的基因导入受体细胞(转化)：
生物种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用方法
农杆菌转化法
显微注射技术
Ca2＋处理法
受体细胞
体细胞
受精卵
原核细胞
转化过程
将目的基因插入Ti质粒的TDNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
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幻灯片 33(4)目的基因的检测与鉴定：
类型
检测内容
方法
结果显示
分子检测
导入检测
目的基因是否进入受体细胞
DNA分子杂交(DNA和DNA之间)
杂交带
转录检测
目的基因是否转录出mRNA
分子杂交(DNA和mRNA之间)
杂交带
翻译检测
目的基因是否翻译成蛋白质
抗原－抗体杂交
杂交带
个体水平检测
包括做抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；对基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能活性是否相同等
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幻灯片 342．基因工程与蛋白质工程的比较
项目
区别
与联系
蛋白质工程
基因工程
区别
过程
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列
获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质
定向改造或生产人类所需的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品
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幻灯片 35①蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程；
②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造
联系
只能生产自然界已有的蛋白质
可生产自然界没有的蛋白质
结果
区别
基因工程
蛋白质工程
项目
区别
与联系
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幻灯片 36高考地位
基因工程的基本操作程序是近几年高考的高频考点，分值比重较大，对基因工程和蛋白质工程的基本原理和应用的考查也逐渐增多，与其他工程结合考查的情况较常见，考查形式既有非选择题又有选择题
命题角度
(1)考查将目的基因导入受体细胞的方法、基因工程过
程中的筛选及目的基因的检测与鉴定方法的相关知
识，如典例2；
(2)通过与其他工程技术综合考查学生解决实际问题的
能力，如典例3。
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幻灯片 37 [典例2] 下图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是 ( )
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幻灯片 38 A．图示过程是基因工程的核心步骤
B．表达载体构建时需要用到限制酶 SmaⅠ
C．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来
D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构
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幻灯片 39 [解析] 图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切割下来，而限制酶SmaⅠ的切割位点在目的基因上，使SmaⅠ会破坏目的基因。抗卡那霉素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。
[答案] B
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幻灯片 40 [典例3] (2013·淮安调研)下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题：
资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达【5’AOX1和3’AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子】。
资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。
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幻灯片 41----
幻灯片 42资料3：限制酶酶切位点
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幻灯片 43 (1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上________、______限制酶识别序列， 这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
(2)酶切获取HBsAg基因后，需用________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取________。
(3)步骤3中应选用限制酶________来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
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幻灯片 44 (4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用________方法进行检测。
(5)转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入________以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。
(6)与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行________并分泌到细胞外，便于提取。
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幻灯片 45 [解析] (1)重组质粒上的目的基因若要表达，需目的基因的首尾含有启动子和终止子。而SnaB 、AvrⅡ识别的序列在启动子与终止子之间，所以只有在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列，并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种内切酶对质粒和目的基因同时切割，才会既各自出现相同的黏性末端，便于重组与表达，又可防止环化。
(2)用DNA连接酶将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒，导入大肠杆菌体内，目的是利用大肠杆菌无性繁殖速度，短时间内可获取大量的重组质粒。
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幻灯片 46 (3)重组DNA的两侧分别是启动子和终止子，除BglⅡ外，其它限制酶会破坏含有启动子、终止子的目的基因。
(4)用DNA分子杂交技术检测是否导入目的基因。
(5)资料1显示，甲醇为该酵母菌的唯一碳源，同时诱导HBsAg基因表达。
(6)酵母菌为真核生物，细胞内具有对分泌蛋白加工的内质网和高尔基体等细胞器，细菌等原核生物，不具有内质网和高尔基体等细胞器。
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幻灯片 47[答案] (1)SnaB AvrⅡ
(2)DNA连接酶 大量重组质粒
(3)BglⅡ
(4)DNA分子杂交
(5)甲醇
(6)加工(修饰)
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幻灯片 48[高考随堂体验]
1．(2012·新课标全国卷)根据基因工程的有关知识，回答下
列问题：
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
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幻灯片 49为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是_______________________________________
__________________________________________________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是________，产物是________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。
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幻灯片 50(5)基因工程中除质粒外，________________和________________也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________________。
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幻灯片 51解析：(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种——黏性末端和平末端。(2)为了保证目的基因与运载体相连，用另一种限制酶切割后形成的黏性末端必须与EcoRⅠ切割形成的黏性末端相同。(3)DNA连接酶有大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶两类。(4)反转录的模板是mRNA，产物是DNA。大量扩增反转录产物常采用PCR技术。(5)在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。(6)经Ca2＋处理后处于感受态的大肠杆菌才易吸收周围环境中的DNA分子。
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幻灯片 52答案：(1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同 (3)大肠杆菌 T4 (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR (5)噬菌体 动植物病毒 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
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幻灯片 532．(2012·海南高考)已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而
减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。
回答下列问题：
(1)为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的________序列，据此可利用________方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用________、________方法。
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幻灯片 54(2)在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用________酶和________酶。
(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗________的危害。
(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子________(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。
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幻灯片 55解析：(1)在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以通过从基因文库中和PCR这两种方法获取目的基因。
(2)构建重组质粒时，需要用限制酶将运载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上，从而构建基因表达载体。
(3)愈伤组织中含有丙蛋白，说明丙蛋白的基因在甲种农作物体内得到了表达，而乙昆虫食用丙蛋白后会死亡，故该植株可抵抗乙昆虫的危害。
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幻灯片 56(4)用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内部分细胞中能合成丙蛋白，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙种蛋白质的基因。
答案：(1)基因 化学 基因文库 PCR(其他合理答案也可)
(2)限制 DNA连接
(3)乙种昆虫
(4)不含
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幻灯片 573．(2012·江苏高考)图1表示含有目的基因D的DNA片段长
度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：
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幻灯片 58----
幻灯片 59(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由________连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是________末端，其产物长度为______________________。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有________种不同长度的DNA片段。
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幻灯片 60(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是__________________________________
____________________________________。
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幻灯片 61解析：(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。(2)从SmaⅠ的识别序列和酶切位点可知，其切割后产生的是平末端，图1中DNA片段有两个SmaⅠ的识别序列，故切割后产生的产物长度为534＋3＝537(bp)、796－3－3＝790(bp)和658＋3＝661(bp)的3个片段。(3)图示方框内发生碱基对的替换后，形成的d基因失去了1个SmaⅠ的识别序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割所得产物中除原有D基因切割后的3种长度的DNA片段外，还增加一种d基因被切割后出现的长度为537＋790＝1 327(bp)的
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幻灯片 62DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamHⅠ的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的识别序列，故应选用的限制酶是BamHⅠ，此时将抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。经过同种限制酶切割后会产生相同的末端，可能发生部分目的基因与质粒的反向连接，导致基因无法正常表达。
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幻灯片 63答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)平 537 bp、790 bp、661 bp
(3)4
(4)BamH Ⅰ 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接
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幻灯片 644．(2012·天津高考)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生
命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质—DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。
据图回答：
(1)过程①酶作用的部位是________键，此过程只发生在非结合区DNA。过程②酶作用的部位是________键。
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幻灯片 65(2)①、②两过程利用了酶的________特性。
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的________。
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幻灯片 66(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有_____
(多选)。
A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA
B．用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合
色素
C．通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染
色体基因定位
D．将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因
的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟
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幻灯片 67解析：(1)连接DNA片段的化学键是磷酸二酯键；氨基酸通过肽键连接形成肽链。(2)DNA酶催化DNA的水解，蛋白酶催化蛋白质的水解，这体现了酶的专一性。(3)目的基因上应该具有限制性核酸内切酶的识别序列。(4)RNA聚合酶和基因上的启动子发生特异性结合，启动并进行转录过程。(5)A选项体现了蛋白酶和蛋白质间的特异性结合；C选项体现了DNA链之间的A与T、C与G间的特异性结合；D选项体现了RNA链之间的A与U、C与G间的特异性结合。
答案：(1)磷酸二酯 肽 (2)专一性 (3)限制性核酸内切
(4)启动子(或转录起始区) (5)A、C、D
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幻灯片 685．(2012·福建高考)肺细胞中的let 7基因表达减弱，癌基因
RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let 7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。
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幻灯片 69请回答：
(1)进行过程①时，需用________酶切开载体以插入let 7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let7基因转录，该部位称为____________。
(2)进行过程②时，需用____________酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。
(3)研究发现，let 7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测let 7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中________(RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。
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幻灯片 70解析：(1)过程①为基因表达载体的构建，该过程涉及的工具酶为限制性核酸内切酶和DNA连接酶，需用限制酶切开载体以插入let 7基因。完整的基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等，而启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。(2)进行过程②时，用胰蛋白酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于细胞的传代培养。(3)从图中可以看出，RASmRNA和let 7基因转录的miRNA配对形成杂交分子，
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幻灯片 71从而抑制了癌基因RAS的表达，导致RNS蛋白减少，故可以提取RNA进行分子杂交，以直接检测let 7基因是否转录。
答案：(1)限制性核酸内切(或限制) 启动子
(2)胰蛋白
(3)RNA RAS蛋白
“课时达标检测”见“限时集训（三十七）”
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幻灯片 72----
幻灯片 73 一、植物细胞工程
1．植物组织培养技术[判断正误]
(1)理论上，每个正常活细胞都具有全能性。 ( )
(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。 ( )
(3)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。 ( )
√
×
×
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幻灯片 742．植物体细胞杂交技术[据图填空]
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幻灯片 75 (1)过程①为去除 获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是 。
(2)过程②是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括 等；化学法一般用 作诱导剂。
(3)过程③是原生质体融合后再生出 ，这是原生质体融合成功的标志。
细胞壁
纤维素酶和果胶酶
离心、震动、电刺激
聚乙二醇
细胞壁
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幻灯片 76二、动物细胞培养
1．培养过程[填图]
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幻灯片 77 2．培养条件
(1) 的环境。
(2)营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外还通常需加入 等天然成分。
(3)适宜的温度和pH：温度为36.5℃±0.5℃，pH为7.2～7.4。
(4)气体环境：CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是 。
无菌、无毒
血清
维持培养液的pH
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幻灯片 78 三、体细胞核移植和克隆动物[判断正误]
(1)动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。 ( )
(2)克隆动物的性状与供体动物完全相同。 ( )
(3)体细胞核移植的成功说明了动物细胞也具有全能性。 ( )
(4)体细胞核移植技术可通过克隆组织器官用于人类某些疾病的治疗。 ( )
×
×
×
√
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幻灯片 79四、单克隆抗体
(1)制备过程：
(2)单克隆抗体的特点： 、 。
特异性强
灵敏度高
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幻灯片 80[知识体系构建]
①植物细胞的全能性 ②植物组织培养 ③膜的流动性 ④人工种子 ⑤单倍体育种 ⑥动物细胞培养 ⑦动物细胞融合 ⑧单克隆抗体
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幻灯片 81植物的组织培养与植物体细胞杂交
1．(2012·江苏卷T22A)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。 ( )
2．(2011·江苏卷T16B)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。 ( )
3．(2011·江苏卷T16B)用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子。 ( )
√
×
×
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幻灯片 82 4．(2009·全国大纲卷T4B)不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程。 ( )
5．(2009·全国大纲卷T4A)利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种。 ( )
√
√
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幻灯片 83 1．植物细胞工程的基本技术
(1)植物组织培养技术：
①原理：植物细胞的全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能。
②过程：
高度分化的组织脱分化,形成愈伤组织再分化,幼根和芽分裂和分化,完整植株
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幻灯片 84 (2)植物体细胞杂交技术：
①概念：将不同植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，培育成新的植物体的技术。
②过程如图所示：
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幻灯片 85 ③人工诱导的方法：
a．物理法：离心、振动、电刺激等。
b．化学法：一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。
c．融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。
④意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
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幻灯片 862．植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径：
①微型繁殖：
a．概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养法
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幻灯片 87 ②作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗。
③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
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幻灯片 88 (2)培育作物新品种：
①用植物的花药进行离体培养形成单倍体，再经人工诱导染色体加倍后筛选出需要的新品种。
②利用组织培养过程中出现的突变体，培育新的品种。
(3)细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分。
[关键一点] 植物组织培养需要生长素和细胞分裂素，其中生长素可诱导愈伤组织生根，细胞分裂素可促进愈伤组织生芽。
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幻灯片 89高考地位
植物的组织培养与植物体细胞杂交在农业生产中的应用极为广泛，成为新课标高考的热点，近几年在高考试题中的比重逐渐提升
命题角度
与植物育种等知识结合，以图解的形式呈现，以考查基本概念和获取信息的能力为主，如典例1。
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幻灯片 90 [典例1] 下面为“番茄－马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答：
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幻灯片 91 (1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到可育的杂种植株？为什么？
______________________________________________。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是____________，依据的原理是___________，其中过程②称为________技术，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为________，过程④相当于________，过程⑤涉及的细胞分裂方式为________。
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幻灯片 92 (3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄－马铃薯”属于________倍体植株。
(4)柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到过程________(填字母编号)即可。
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幻灯片 93 [解析] (1)番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)过程②是把a、b两个原生质体融合在一起，所以称为原生质体融合。过程③是在融合的原生质体外再生一层细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关。过程④的结果是形成了愈伤组织，所以④为脱分化。(3)“番茄－马铃薯”属于异源多倍体里面的异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，要实现其工业化生产需将柴油树细胞培养进行到愈伤组织，然后进行提取。
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幻灯片 94 [答案] (1)不能。不同种的植物存在生殖隔离
(2)植物组织培养 植物细胞全能性 原生质体融合 高尔基体 脱分化 有丝分裂
(3)六
(4)e
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幻灯片 95 1．(2011·江苏卷T14D)动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。 ( )
2．(2010·浙江卷T4A)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 ( )
动物细胞培养与核移植技术
√
×
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幻灯片 96 3．(2010·浙江卷T4B)克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变。 ( )
4．(2010·浙江卷T4C)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。 ( )
5．(2010·浙江卷T4D)恶性细胞系的细胞可进行传代培养。 ( )
×
×
√
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幻灯片 971．动物细胞培养和动物体细胞核移植的比较
项目
动物细胞培养
动物体细胞核移植
原理
细胞增殖
动物细胞核的全能性
过程
结果
获得细胞群
获得与供体遗传物质基本相同的个体
联系
动物细胞培养是体细胞克隆的基础
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幻灯片 98 2．动物细胞培养需要满足的条件
(1)无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常还需加入血清、血浆等天然成分。
(3)温度：哺乳动物最适温度多是36.5℃±0.5℃；最适pH是7.2～7.4。
(4)气体环境：95%空气＋5%CO2，其中O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
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幻灯片 99 [关键一点]
(1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次的目的是处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次的目的是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。
(2)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不完全相同的原因：
①克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本的卵细胞，与植物组织培养不同(只来自于一个亲本)，即克隆动物遗传物质来自两个亲本。
②在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致其性状改变。
③外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。
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幻灯片 100高考地位
本考点内容在近几年的高考中考查不多，但这也给今后在此考点上的命题留下了空间，复习时也应给以足够的重视
命题角度
以选择题的形式考查动物细胞培养的特点和应用，如典例2。
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幻灯片 101 [典例2] (2012·余杭高中一检)下列有关动物细胞克隆的叙述，错误的是 ( )
A．细胞克隆可以从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系
B．原代培养物在首次传代时就成为细胞系，都有异倍体核型，遗传物质有所改变
C．应用克隆培养法建立的单克隆细胞群可称为细胞株
D．提高动物细胞克隆形成率需要以滋养细胞支持生长及激素刺激等条件
[解析] 原代培养物在首次传代时就成为细胞系，但遗传物质不一定有所改变。
[答案] B
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幻灯片 102动物细胞融合与单克隆抗体的制备
1．(2012·江苏卷T22C)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞全能性。 ( )
2．(2011·江苏卷T14)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。 ( )
×
×
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幻灯片 103 3．(2010·全国卷ⅡT5A)B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因。 ( )
4．(2010·广东卷T24B)杂交瘤技术可用于制备单克隆抗体。 ( )
√
√
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幻灯片 1041．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
植物体细胞杂交
动物细胞融合
细胞融
合原理
细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
细胞融
合方法
用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后，诱导细胞融合
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幻灯片 105
植物体细胞杂交
动物细胞融合
诱导
手段
离心、电刺激、振动、显微操作、聚乙二醇等诱导
与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导
结果
获得杂种植株
获得杂种细胞，以生产细胞产品
用途
克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲本范围，培育新品种
制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等
相同点
①两者在融合过程中都会发生多种融合方式，如A—A，B—B，A—B，因此要进行筛选
②两者都要用到细胞融合和细胞培养两种技术手段
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幻灯片 106 2．单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的及方法
(1)在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。
(2)经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
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幻灯片 107高考地位
单克隆抗体的制备在近几年新课标高考中所占分值不大，但每年都有所涉及，一般起点较高，而落点较低
命题角度
(1)侧重于考查单克隆抗体在制备过程中的技术、方
法，如典例3；
(2)以简答题的形式呈现，与其他工程技术相结合综
合考查，如典例4。
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幻灯片 108 [典例3] (2012·黄山七校联考)下列有关制备单克隆抗体的叙述中，错误的是 ( )
A．采用的细胞工程技术包括细胞培养和细胞融合
B．两次筛选的目的分别是筛选出杂交瘤细胞和筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
C．要先用胃蛋白酶处理得到单个细胞，然后用诱导剂处理得到杂交瘤细胞
D．运用的生物学原理包括细胞分裂和细胞膜具有一定的流动性
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幻灯片 109 [解析] 单克隆抗体的制备采用了动物细胞融合和细胞培养技术；第一次筛选是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选是筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；用胰蛋白酶处理得到单个细胞；制备过程中依据的原理有细胞分裂和细胞膜的流动性。
[答案] C
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幻灯片 110 [典例4] 下图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程；图2表示体外受精培育优质奶牛的过程；图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程，请据图回答下面的问题：
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幻灯片 111----
幻灯片 112 (1)在图1中注射到小鼠体内的物质是________。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞，此类细胞的特点是_____________。该过程所用的生物技术有_______________。
(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和________的过程，才能使卵细胞受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对图2中囊胚中的________均等分割后进行胚胎移植。以上技术是在________(填“体内”或“体外”)完成的。
(3)图3中过程①是植物细胞形成________的阶段，该阶段所用的酶是____________。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是________。
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幻灯片 113 [解析] (1)图1所示为单克隆抗体的制备过程。小鼠的B细胞经过免疫，再与能无限增殖的骨髓瘤细胞融合，形成的杂交瘤细胞同时具备了分泌抗体和无限增殖的能力。(2)图2所示为胚胎工程中的体外受精和胚胎移植技术。精子只有经过获能处理后才具备使卵细胞受精的能力。将内细胞团进行均等切割后，每个部分都可以再发育成一个个体。以上操作过程都在体外进行。(3)图3所示为植物体细胞杂交和植物组织培养过程。体细胞杂交的第一步就是制备原生质体，可以利用纤维素酶和果胶酶将植物细胞壁分解掉。将杂种细胞培养成植株要经过脱分化和再分化等组织培养过程。
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幻灯片 114 [答案] (1)抗原X 既能无限增殖又能产生抗X的抗体 动物细胞融合技术和动物细胞培养技术
(2)获能 内细胞团 体外
(3)原生质体 纤维素酶和果胶酶 ④⑤(⑥)
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幻灯片 115[高考随堂体验]
1．(2012·江苏高考)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研
究，请回答下列问题：
(1)2,4D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需________(填“升高”“保持”或“降低”)2,4D的浓度。
(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加_____________，以促进幼苗形成。
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幻灯片 116(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是________(填下列序号)
①绿色芽点细胞排列松散
②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离
③胚状体细胞中有叶绿体
④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致
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幻灯片 117(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用_______(填序号：①绿色②红色③蓝紫色④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第______条色素带(自上而下)窄于对照组。
(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的________，还可避免再生苗中混有________。
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幻灯片 118解析：(1)由题干信息知2,4D对形态的发生有一定的抑制作用，故在愈伤组织的再分化培养基中要降低2,4D的浓度。(2)愈伤组织分化形成幼苗需要细胞分裂素和生长素的共同作用。(3)绿色芽点的细胞是具有分生能力的细胞，排列紧密；刚融合的籼稻和稗草杂交细胞还未形成新的细胞壁和大液泡，不会发生质壁分离；胚状体细胞含有叶绿体；分化后的细胞形态、结构发生稳定性的差异。(4)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，故用绿光和黄光照射突变体和对照叶片，光合作用无明显差异。突变体的叶绿素a与叶绿素b的比值大于对照，而叶绿素
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幻灯片 119的总量不变，分析可知突变体叶绿素a的含量增多、叶绿素b的含量减少，故色素分离的结果是滤纸条自上而下的第4条色素带叶绿素b窄于对照组。(5)胚乳细胞中含三个染色体组，胚细胞中含两个染色体组，胚具有分裂与分化的能力，它的存在可能会影响胚乳细胞诱导形成的愈伤组织细胞的增殖与分化，故需剔除，这样还可避免愈伤组织再分化形成的三倍体幼苗中混有二倍体幼苗。
答案：(1)降低 (2)适量的生长素
(3)③ (4)①④ 4 (5)增殖与分化 二倍体幼苗
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幻灯片 1202．(2012·浙江高考)请根据以下提供的实验材料，完善
生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。
实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。
(要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜)
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幻灯片 121(1)实验思路：
①取培养瓶若干个分组如下：
_______________________________________________。
每组设置若干个重复样品。
②各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入________，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。
③重复②若干次。
④________________________________________。
(2)预测实验结果(用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示)：
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幻灯片 122解析：本实验中，自变量是培养液中是否有生物制剂W以及细胞的种类，观察指标是培养液中的细胞数目。所给实验材料涉及的不同细胞是正常细胞和癌细胞。为达到实验目的，需要设置四组实验，可标记出A、B、C、D四组。其中A组培养液中加入正常体细胞，不加入生物制剂W，B组培养液中加入正常体细胞和生物制剂W，对照A、B两组实验结果可知，生物制剂W能促进正常细胞的分裂；同理，C组培养液中加入癌细胞，不加入生物制剂W，D组培养液中
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幻灯片 123加入癌细胞和生物制剂W，对照C、D两组实验结果可知，生物制剂W能促进癌细胞的分裂。由于此实验是验证实验，所以实验结果是加入生物制剂W的实验组比对照组细胞数多，同时癌细胞分裂能力比正常细胞高；D组细胞数比B组多。绘制坐标系时应注意以下几点：一是将坐标名称写准确；二是四条曲线的起点要相同，体现单一变量原则；三是曲线趋势要绘制准确。
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幻灯片 124答案：(1)①A组：培养液中加入体细胞；B组：培养液中加入体细胞，加入W；C组：培养液中加入癌细胞；D组：培养液中加入癌细胞，加入W ②胰蛋白酶 ④统计并分析所得数据 (2)如图(其他合理答案均可)
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幻灯片 1253．(2010·新课标全国卷)请回答：
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的________，繁殖种苗的速度______________________________________________。
离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部______。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免________的污染。
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幻灯片 126(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗________，而与________配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是________(脱落酸、2,4D)。
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如下图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是________，单株鲜重的变化趋势是______。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量________(能、不能)满足自身最佳生长的需要。
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幻灯片 127(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应________(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
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幻灯片 128解析：(1)植物组织培养中的微型繁殖技术属于无性生殖，具有可以保持亲代的遗传特性、繁殖速度快等特点。离体的叶肉细胞具有全能性，是因为其含有控制该植物生长发育所需的全部遗传信息。(2)植物组织培养过程中要保持无菌条件，以避免微生物的污染。(3)生长素能促进生根；植物组织培养中当细胞分裂素浓度大于生长素浓度时可诱导芽的分化。若要抑制试管苗的生长，可用高浓度的生长素或生长素类似物如2,4D。(4)分析图示可知，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用逐渐减弱，而单株鲜重则是先增加后减少；因蔗糖浓度为0时，虽然光合作用强度
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幻灯片 129较大，但单株鲜重比较低，此时试管苗光合作用产生的有机物量不能满足自身最佳生长的需要，蔗糖浓度为1%左右时才能满足自身最佳生长的需要。(5)随着蔗糖浓度的增加，光合作用强度逐渐减小，故要提高光合作用能力，应适当降低培养基中的蔗糖浓度。
答案：(1)遗传特性 快 遗传信息
(2)微生物
(3)生根 细胞分裂素 2,4D
(4)逐渐减小 先增加后下降 不能
(5)降低
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幻灯片 1304．(2011·天津高考)絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高
分子化合物，能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀，起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果，将絮凝性细菌和石油降解菌融合，构建目的菌株。其流程图如下。
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幻灯片 131据图回答：
(1)溶菌酶的作用是________________________________________________。
(2)PEG 的作用是_______________________________________________。
(3)经处理后，在再生培养基上，未融合的 A、B 难以生长。图中AB 融合菌能生长和繁殖的原因是__________________________________________________
________________________________________________。
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幻灯片 132(4)目的菌株的筛选：筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有__________的培养基上生长的 AB 融合菌，选择效果最好的为目的菌株。
(5)为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，将目的菌株进行发酵培养，定时取发酵液，加入石油污水中；同时设置________________为对照组。经搅拌、静置各 3 分钟后，分别测定上层水样的石油浓度和 COD 值(COD 值越高表示有机物污染程度越高)，计算石油去除率和 COD 去除率，结果如下图。
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幻灯片 133 (6)目的菌的种群增长曲线呈________型。在 40～44 小时，发酵液对石油污水的净化效果最好，其原因是________________。
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幻灯片 134解析：细菌含有细胞壁，溶菌酶的作用是去除其细胞壁，便于原生质体的融合。PEG的作用是诱导原生质体整合。未整合的A、B活性部位不同，不能在培养基上生存，而整合后细菌的活性部位互补因而能够存活。目的菌株是由絮凝性细菌和石油降解菌整合形成的，因此同时具有两者的特性。实验探究的是目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，应设置不加发酵液的石油污水作为对照。由图示曲线可以看出目的菌的种群增长曲线呈“S”型。
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幻灯片 135答案：(1)分解细胞壁 (2)诱导原生质体融合 (3)两亲本失活部位不同，融合后活性部位互补 (4)石油 (5)不加发酵液的石油污水 (6)S 此期间，目的菌及其产生的絮凝活性高分子化合物的含量高
“课时达标检测”见“限时集训（三十八）”
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幻灯片 136----
幻灯片 137 一、体内受精和早期胚胎发育
1．精子和卵子的发生[判断正误]
(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。 ( )
(2)卵子形成过程中，MⅠ和MⅡ是不连续的。 ( )
(3)判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体。 ( )
×
√
√
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幻灯片 1382．受精
雌性生殖道
减数第二次分裂中期
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幻灯片 139顶体
卵丘细胞
透明带
卵黄膜封闭
雌原核和雄原核
合子
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幻灯片 1403．早期胚胎发育
有丝分裂
增多
不增加或略有缩小
32
全能性
胎儿的各种组织
胎膜和胎盘
表层
下方
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幻灯片 141 二、体外受精和早期胚胎培养[判断正误]
(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。 ( )
(2)收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。( )
(3)采集的卵母细胞可直接与精子受精。 ( )
(4)精子体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。 ( )
(5)培养哺乳动物胚胎的培养液，其成分较简单，一般只需一些无机盐和有机盐类即可。 ( )
√
√
×
√
×
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幻灯片 142三、胚胎移植
1．胚胎移植的生理学基础
生殖器官
相同的
游离
免疫排斥
受体子宫
生理和组织联系
不受影响
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幻灯片 1432．胚胎移植的基本程序
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幻灯片 1443．胚胎分割[判断正误]
(1)胚胎分割可看作是无性繁殖。 ( )
(2)进行胚胎分割时，应选取发育良好的囊胚或原肠胚。 ( )
(3)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割。 ( )
4．胚胎干细胞
(1)来源： 或 中分离。
√
×
×
早期胚胎
原始性腺
小
大
全能性
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幻灯片 145[知识体系构建]
①桑椹胚 ②囊胚 ③早期胚胎培养 ④胚胎分割 ⑤胚胎移植 ⑥胚胎干细胞
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幻灯片 146 1．(2012·浙江卷T2A)绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性。 ( )
2．(2011·山东卷T35(1))卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从处死的雌鼠卵巢中获取。 ( )
√
受精作用、体外受精及早期胚胎的发育和培养
√
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幻灯片 147 3．(2011·江苏卷T18A)体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精。 ( )
4．(2012·浙江卷T2B,2009·江苏卷T8A)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加，细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。 ( )
5．(2011·江苏卷T18C)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清。 ( )
6．(2012·浙江卷T2D)原肠胚发育分化形成内外两个胚层。 ( )
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×
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×
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幻灯片 1481．精子、卵子发生的比较
项目
精子发生
卵子发生
区别
场所
睾丸的曲细精管
卵巢(MⅠ)、
输卵管(MⅡ)
开始
时间
初情期后
胚胎性别分化后
过程
特点
①MⅠ、MⅡ是连续的
②需要变形
③两次细胞质分裂均等
①MⅠ、MⅡ是不连续的
②不需要变形
③两次细胞质分裂不均等
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幻灯片 149项目
精子发生
卵子发生
区别
结果
形成4个精细胞
形成1个卵细胞
相同点
①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂
②生殖细胞的成熟经减数分裂完成
③成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞染色体数目减半
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幻灯片 150 2．受精作用
(1)受精作用的场所：输卵管。
(2)受精前的准备阶段：
①精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。
②卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具有与精子受精的能力。
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幻灯片 151 (3)受精阶段——四步曲：
第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细胞之间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。
第四步：合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。
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幻灯片 152 3．卵细胞只允许同种单个精子完成受精的保障
(1) 同种生物精卵结合的保障：
卵细胞透明带上存在精子的特异识别受体，只允许同种生物的精子与卵细胞结合。
(2) 防止多精入卵的保障：
①单个精子穿过透明带，触及卵黄膜的瞬间引发透明带反应，透明带蛋白质变性成为较坚韧的一层，阻止其他精子进入，这是防止多精入卵的第一道屏障。
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幻灯片 153 ②单个精子穿过卵黄膜入卵后，立即引发卵黄膜的封闭作用，拒绝其他精子再进入卵细胞，这是防止多精入卵的第二道屏障。
(3) 受精的标志和受精完成的标志：
①受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。
②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。
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幻灯片 1544．早期胚胎发育
(1)过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚
(2)图示：
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幻灯片 155 5．体外受精与胚胎的早期培养
(1)体外受精的原理：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚 胎保存。
(2)体外受精主要操作步骤：
①卵母细胞的采集：
方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。
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幻灯片 156 方法二：对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精。
②精子的采集和获能：
采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。
获能方法：培养法和化学诱导法。
③受精：获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精。
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幻灯片 157 (3)胚胎的早期培养：
①培养的目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。
②培养液的成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。
③胚胎去向：冷冻保存、移植到受体动物子宫内培养。
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幻灯片 158高考地位
本考点的高考命题侧重于基础知识的考查，近几年高考赋分有所提升，形式既有选择题又有非选择题
命题角度
(1)结合试管动物的培育过程，考查于体外受精的条
件，如典例1；
(2)以图解的形式考查早期胚胎的培养条件及各时期
特点，如典例2。
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幻灯片 159 [典例1] (2011·浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示．若要培育成功，下列叙述正确的是 ( )
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幻灯片 160 A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊子宫内
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幻灯片 161 [解析] 本题考查动物胚胎工程的应用，意在考查考生对该知识的理解能力。甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵。乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用。受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行；丁过程是胚胎移植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之继续发育。
[答案] A
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幻灯片 162 [典例2] 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：
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幻灯片 163(1)写出各个阶段的名称：
A：________，B：________，C：________。
(2)写出图中各标号的名称：
[2]________，[4]________，[5]________，[7]______，[8]________。
(3)A时期的细胞具有发育上的________性，B时期开始出现________，C时期开始出现________。
(4)[2]将来发育成________。
(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子由一个精子和卵子结合的生理基础是________、________。
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幻灯片 164 [解析] 本题考查受精和动物的胚胎发育等知识以及识图、填图能力。(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层细胞，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。(3)桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，分化为滋养层细胞和内细胞团细胞；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层。(4)内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。(5)受
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幻灯片 165精时的透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障。
[答案] (1)桑椹胚 囊胚 原肠胚
(2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层
(3)全能 细胞分化 胚层分化
(4)胎儿的各种组织
(5)透明带反应 卵黄膜封闭作用
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幻灯片 166胚胎移植及胚胎分割技术
1．(2011·江苏卷T18B)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。 ( )
2．(2012·江苏卷T9A)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖时，受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行。 ( )
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×
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幻灯片 167 3．(2009·江苏卷T8B)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。 ( )
4．(2010·江苏卷T16C)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。 ( )
5．(2012·江苏卷T9D)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。 ( )
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幻灯片 168 1．胚胎移植及胚胎分割移植
(1)概念：
是指将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
(2)胚胎移植的实质：
胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。
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幻灯片 169 (3)胚胎移植成功的保障(生理学基础)：
①供、受体生殖器官的生理变化是相同的；
②哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能；
③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能；
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。
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幻灯片 170 [关键一点]
(1)胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。
(2)作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种，供体则为优良的品种。
(3)胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
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幻灯片 171 (4)胚胎分割：
①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
②囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
③意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。
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幻灯片 1722．胚胎工程的三个操作流程
(1)试管动物生产流程：
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幻灯片 173(2)克隆动物的培育流程：
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幻灯片 174(3)胚胎移植的培育流程(以牛胚胎移植为例)：
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幻灯片 175----
幻灯片 176 [关键一点]
(1)选择的对象包括良种公牛、母牛和普通母牛，处理是指对良种母牛和普通母牛做同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化相同；同时要对良种母牛做超数排卵处理，以促其多产生卵子。
(2)冲卵是指将早期胚胎从良种母牛子宫内冲洗出来，而不是冲洗出卵子。
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幻灯片 177 (3)良种牛后代的遗传特性是由供体公牛和母牛决定的，受体母牛只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。
(4)胚胎移植培育流程中有两次使用激素，第一次是使用孕激素对供、受体进行同期发情处理；第二次是使用促性腺激素用于供体的超数排卵。
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幻灯片 178高考地位
高考对胚胎移植的考查呈逐年升温的趋势，在考查形式上选择题和非选择题都有呈现，复习时应引起足够重视
命题角度
结合流程图，考查胚胎工程相关知识的综合分析，如典例3。
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幻灯片 179[典例3] 下图为牛胚胎移植的基本程序，请据图回答：
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幻灯片 180 (1)图中a、b、c过程分别是指____________________、__________、________。
(2)在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理，这样处理的原因是__________，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞，这类细胞的形态特征为__________________________________。
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幻灯片 181 [解析] (1)图中a、b、c依次指超数排卵、胚胎收集、胚胎移植。(2)同期发情处理的目的在于使供受体动物处于相同生理状态，以免发生免疫排斥反应。(3)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显的特点。
[答案] (1)超数排卵 胚胎收集 胚胎移植
(2)使供、受体的生理状态相同
(3)体积小、细胞核大、核仁明显
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幻灯片 182胚胎干细胞
1．(2009·江苏卷T8C)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点。 ( )
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幻灯片 183 2．(2012·天津卷T1AD)造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病，自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应。 ( )
3．(2012·浙江卷T2C)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性。 ( )
4．(2012·天津卷T1B) 胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化。 ( )
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幻灯片 1841．干细胞的类型
类别
来源或举例
特点
全能干细胞
桑椹胚或囊胚及以前
能发育成完整个体
多能干细胞(胚胎干细胞)
内细胞团细胞、原始性腺细胞分离
能分化出动物体内的任何组织
专能干细胞(成体干细胞)
骨髓干细胞、皮肤生发层细胞
能分化出特定的组织
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幻灯片 185 [关键一点] 胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，包括人类囊胚的内细胞团，具有胚胎细胞的特性。它能长期维持未分化状态，又有全能分化的潜能，在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型，在特定的环境诱导下，能分化成各类细胞。因此，它是细胞的源头，是全能细胞，并能够制造机体需要的全部细胞。
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幻灯片 186 2．胚胎干细胞(ES细胞)的应用前景
ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。
(1)ES细胞可用于治疗人类的某些顽症：利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。
(2)培育成组织器官，用于器官移植。
(3)对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。
(4)ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。
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幻灯片 187高考地位
本考点在近几年高考中考查频率不高，考查时多以选择题的形式呈现
命题角度
本考点多以选择题的形式与其他知识结合在一起考查，如典例4。
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幻灯片 188 [典例4] 下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究，过程Ⅰ是将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素。过程Ⅱ是将目的基因导入胚胎干细胞的过程。下列有关叙述不正确的是 ( )
．
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幻灯片 189 A．过程Ⅰ的研究利用了胚胎干细胞具有全能性的特点
B．过程Ⅰ中，囊胚的后一个阶段形成了内、中、外三个胚层及两个囊胚腔
C．过程Ⅱ中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞
D．过程Ⅱ中需要用到的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体
[解析] 过程Ⅰ利用了细胞的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚，具有内、中、外三个胚层和原肠腔、囊胚腔两个囊腔。过程Ⅱ中，将目的基因导入动物受体细胞常用的方法是显微注射法，基因工程中常用的工具有限制酶、DNA连接酶及运载体。
[答案] B
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幻灯片 190[高考随堂体验]
1．(2010·广东高考)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方
法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内 ( )
A．正常生长 B．增殖并分化成多种细胞
C．分泌抗体 D．杀死各种病原菌
解析：移植骨髓中的造血干细胞具有分裂和分化的能力，能分化为血液中的红细胞、白细胞和血小板等正常细胞，血液中产生了正常的白细胞，可以达到治疗白血病的目的。
答案：B
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幻灯片 1912．(2010·江苏高考)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊
的β淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是 ( )
A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术
C单克隆抗体技术 D．基因治疗技术
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幻灯片 192解析：胚胎移植是将胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术，因此不能用于老年痴呆症的治疗。利用胚胎干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能，所以胚胎干细胞技术能用于老年痴呆症的治疗。根据题意，只要干扰β淀粉样蛋白体的存在就可以治疗老年痴呆症，利用单克隆抗体技术生产特定抗体，使之与β淀粉样蛋白体结合形成沉淀，从而达到治疗老年痴呆症的目的。β淀粉样蛋白体的产生是由于某些基因的突变造成的，因此通过基因治疗技术把正常基因导入病人体内，使该正常基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗老年痴呆症的目的。
答案：A
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幻灯片 1933．(2009·宁夏高考)下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分
化的示意图。
请回答下面的问题：
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幻灯片 194(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的________中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是________。在体外培养条件下，培养液中加入________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将上图中的________细胞移植到患者体内。
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幻灯片 195(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________，其原因是________。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA分子的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的________期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用______细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌______________的杂交瘤细胞。
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幻灯片 196解析：(1)胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞，培养液中加入分化诱导因子。
(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
(4)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓的治疗的实质是将上图的造血干细胞移植到患者体内。
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幻灯片 197(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。
(6)细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
(7)单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合、筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞。
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幻灯片 198答案：(1)囊胚 原始性腺
(2)胚胎干细胞 分化诱导
(3)选择性表达
(4)造血干
(5)红细胞 细胞中无细胞核
(6)间
(7)B淋巴 特异性抗体
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幻灯片 1994．(2012·山东高考)毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒
山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如下图：
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幻灯片 200(1)过程①中最常用的运载工具是________，所需要的酶是限制酶和________。
(2)在过程②中，用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是________。
(3)在过程③中，用________处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是______。在胚胎移植前，通过______技术可获得较多胚胎。
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幻灯片 201解析：(1)图中①为重组载体的构建过程，最常用的运载工具为质粒，所需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶。(2)图中②为动物细胞培养过程，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理皮肤组织块可将其分散成单个成纤维细胞；在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)过程③常采用促性腺激素处理，以获取更多的卵(母)细胞；成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所运用的胚胎工程技术是早期胚胎培养，为获得更多的胚胎可采用胚胎分割技术。
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幻灯片 202答案：(1)质粒 DNA连接酶
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液)的pH
(3)促性腺激素(或促滤泡素，孕马血清) 去核
(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割
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幻灯片 2035．(2010·山东高考)胚胎工程是一项综合性的动物繁育
技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是________________________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
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幻灯片 204(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________________________________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________；获得转基因母牛后，如果______________________即说明目的基因已经表达。
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幻灯片 205解析：(1)在体外受精前，要对精子进行获能处理，要对卵母细胞进行培养，让其进一步成熟，才具有与精子进行受精的能力。(2)在体外培养受精卵时，需要提供一定量的CO2，以维持培养液的pH。(3)将早期胚胎植入受孕母体的子宫中，属于胚胎移植，它在胚胎工程中的意义有：①可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；②大量节省购买种畜的费用；③一胎多产。(4)将目的基因导入受精卵的常用方法为显微注射法；如果母牛的乳汁中含有人类白细胞介素，则说明目的基因在母牛体内已经表达。
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幻灯片 206答案：(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力) 获能 (2)CO2 培养液(基)的pH (3)胚胎移植
提高优良母畜的繁殖率 (4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
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幻灯片 2076．(2010·海南高考)请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、________、________以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其__________。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和__________。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是________________________。
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幻灯片 208(4)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是__________、基因表达载体的构建、________________和________________。若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、________、________、________和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是________________(显微注射法、农杆菌转化法)，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是__________(受精卵、乳腺细胞)。
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幻灯片 209解析：(1)“试管牛”是通过在试管中进行体外受精，然后将受精卵进行胚胎培养，将获得的胚胎再利用胚胎移植技术植入母体内，在母体内发育和产出牛个体的过程。(2)为使精卵成功结合需要对精子进行获能处理；处于卵母细胞减数第二次分裂的中期的细胞为次级卵母细胞或第一极体；(3)促性腺激素能够作用于卵巢细胞使其产生更多的性激素从而促进卵母细胞的生成；(4)基因工程的操作步骤为：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细
胞、目的基因的检测与鉴定。构建的基因表达载体首先必
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幻灯片 210须含有牛乳腺分泌蛋白基因以及人干扰素基因这一目的基因，同时为使基因能够正常有序的表达还需要启动子、终止子和复制原点，为了进一步检测目的基因是否成功导入还需要标记基因，因此构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因、人的干扰素基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的一种方法，目的基因导入动物细胞通常需采用显微注射法； 如果将该基因表达载体导入受精卵中，受精卵能够分裂分化获得产人干扰素的转基因牛。
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幻灯片 211答案：(1)早期胚胎培养 胚胎移植
(2)获能 第一极体
(3)促性腺激素(其他合理答案也可)
(4)获取目的基因 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 人干扰素基因(或目的基因) 终止子 标记基因 显微注射法 受精卵
“课时达标检测”见“限时集训（三十九）”
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幻灯片 212----
幻灯片 213一、转基因生物的安全性[判断正误]
(1)转基因食物是安全的，可以放心食用。 ( )
(2)转基因生物可能会破坏生态平衡 。 ( )
(3)对待转基因技术应该趋利避害，不能因噎废食。( )
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幻灯片 214二、生物技术的伦理问题
伦理道德观念
胚胎分级
基因诊断
染色体检查
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幻灯片 215骨髓造血干细胞
遗传性
基因歧视
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幻灯片 216 三、生物武器对人类的威胁
1．生物武器的种类[连线]
2．我国政府的观点
在任何情况下 生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
不发展、不生产、不储存
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幻灯片 217[知识体系构建]
①转基因生物与食物安全 ②转基因生物与环境安全
③正确的伦理舆论向导 ④法规的建立 ⑤基因歧视
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幻灯片 218 1．(2012江苏卷T13 B)转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中。 ( )
2．(2010·江苏卷T18A)转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中。 ( )
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转基因生物的安全性
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幻灯片 219 3．(2010·江苏卷T18B)转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。 ( )
4．(2012江苏卷T13 A)种植转基因作物应与传统农业种植区隔离。 ( )
5．(2012江苏卷T13 C)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性。 ( )
×
√
√
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幻灯片 2201．转基因生物的安全性辨析
关注焦点
正方观点
反方观点
食物安全
有安全性评价、科学家负责的态度、转基因食品影响健康，无实例无证据
反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变
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幻灯片 221关注焦点
正方观点
反方观点
生物安全(对生物多样性的影响)
生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限
扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出的有害病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”
环境安全(对生态系统稳定性的影响)
不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境
打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体
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幻灯片 2222．转基因生物的优缺点分析
优点
缺点
①解决粮食短缺问题；
②减少农药使用，减少环境污染；
③增加食物营养，提高附加值；
④增加食物种类，提升食物品质；
⑤提高生产效率，带动相关产业发展
①可能产生有毒蛋白或新过敏原；
②可能产生重组病菌、重组病毒或超级杂草；
③可能使疾病的传播跨越物种障碍；
④可能会损害生物多样性；
⑤可能干扰生态系统的多样性
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幻灯片 223 [关键一点]
(1)转基因技术已经成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术。
(2)生物技术是指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国转移可能会对生物多样性、生态环境和人体健康构成潜在的风险与威胁。
(3) 对待转基因生物的正确态度应是趋利避害，不能因噎废食。
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幻灯片 224高考地位
本考点在高考中考查较少，近几年来仅江苏卷进行了单独考查，但今后的高考命题中有可能结合基因工程对此考点进行考查
命题角度
浅层次考查有关转基因生物的安全性的观点，如典例1。
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幻灯片 225 [典例1] 下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患( )
A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原
C．某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变
D．某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫力
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幻灯片 226 [解析] 转基因生物引发食物安全隐患的主要理由如下：对食物的安全性检测不够；担心出现滞后效应；担心出现新的过敏原；担心营养成分改变等。因此A、B、C三项都属于转基因食物潜在的安全隐患，只有D项是基因工程在制药方面的应用。
[答案] D
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幻灯片 227生物技术的伦理问题
1．(2011·江苏卷T18D)试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术。 ( )
2．(2013·济南一模)中国政府的“四不原则”是针对生殖性克隆人。 ( )
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√
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幻灯片 228 3．克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。 ( )
4. 在医学上，通过遗传病基因检测后，进行胎儿性别的选择也是违法的。 ( )
5. 杜绝基因检测是解决基因歧视的正确方法。 ( )
√
×
×
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幻灯片 2291．克隆人技术引发的伦理问题
观点
理 由
不赞成
①克隆人严重违反了人类伦理道德；②克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；③克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；④克隆技术尚不成熟
赞成
①技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决；②克隆人是一项科学研究，既然是科学，就应该允许研究克隆人
中国政府的态度
禁止生殖性克隆人，原则是不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，但不反对治疗性克隆人
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幻灯片 2302．设计试管婴儿引发的伦理问
观点
理由
不符合伦理道德
①把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；②早期的生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余的胚胎，无异于“谋杀”；③有人会滥用设计试管婴儿技术来设计婴儿性别等
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幻灯片 231观点
理由
符合伦理道德
①设计试管婴儿是为了救人，是救治患者的最好、最快捷的办法之一；②提供骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤；③脐带血乃试管婴儿的“身外之物”
政府观点
中国卫生部在《体外受精——胚胎移植及其衍生技术规范》中规定，实施体外受精—胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部的批准证书
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幻灯片 232 3．基因检测引发的伦理问题
(1)基因检测的优点：通过基因检测可以及早采取预防措施，及早治疗，达到挽救患者生命的目的。
(2)基因检测引发的问题及解决办法：
①问题：目前人类对基因结构及基因间相互作用尚缺乏足够的认识，通过基因检测达到预防疾病的目的是很困难的，基因检测结果会给受检测者带来巨大的心理压力，个人基因资讯的泄漏会造成基因歧视。
②解决办法：对于基因歧视现象，可通过正确的知识传播、伦理道德教育和立法手段解决。
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幻灯片 2334．试管婴儿与设计试管婴儿
设计试管婴儿
试管婴儿
技术手段
胚胎移植前进行遗传诊断
不需进行遗传诊断
实践应用
用于白血病、贫血病等疾病的治疗
解决不孕不育
流程图
上述过程①②③是试管婴儿的培育过程，①②③④是设计试管婴儿的过程
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幻灯片 2345．治疗性克隆与生殖性克隆
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
治疗人类疾病
用于生育，产生新个体
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属无性繁殖
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幻灯片 235 [关键一点]
(1)试管婴儿与设计试管婴儿都是体外受精，体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，从生殖方式上应为有性生殖。
(2)引发伦理问题的生物技术包括克隆人、设计试管婴儿、基因身份证，即涉及人自身的社会地位、家庭观念、两性关系等伦理方面，但不包括转基因生物、试管婴儿等。
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幻灯片 236高考地位
近年高考对本考点的涉及较，但结合社会热点对本考点进行考查，仍有很大的可能性
命题角度
与细胞工程、胚胎工程等其它知识综合在一起考查，如典例2。
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幻灯片 237 [典例2] 治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应。下图表示治疗性克隆的过程，相关说法正确的是 ( )
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幻灯片 238 A．图示过程利用了动物细胞培养和动物体细胞融合技术
B．图示过程实现了动物细胞的全能性，其优点是用上述方式获得的各种脏器组织细胞、神经细胞等进行移植降低了免疫排斥
C．①过程的细胞学基础是细胞的增殖和分化
D．①、②过程需要进行DNA复制和蛋白质合成，同时还需要在培养液中不断补充细胞所需要的ATP
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幻灯片 239 [解析] 图示过程利用了动物细胞培养、核移植和早期胚胎培养技术；图示过程没有实现动物细胞的全能性，细胞的全能性强调的最终结果是得到了完整的个体；①过程是胚胎干细胞通过不断地分裂和分化形成各种组织的过程；①②过程需要进行DNA复制和蛋白质合成，同时还需要在培养液中不断补充细胞所需要的各种营养物质，在此期间细胞所需要的能量来自细胞内物质代谢产生的ATP。
[答案] C
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幻灯片 240[高考随堂体验]
1．(2012·深圳外国语学校考试)下列关于转基因生物与环
境安全的叙述错误的是(双选) ( )
A．重组的微生物在降解污染物的过程中不产生污染
B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任 何负面影响
C．如果转基因花粉中含有有毒蛋白或过敏蛋白，可能 会通过食物链传递到人体内
D．转基因生物所带来的环境安全问题在今后有可能得 到解决
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幻灯片 241解析：重组微生物在降解污染物过程中可能产生二次污染。种植抗虫棉可以减少农药的使用量，但也会改变生态系统中的能量流动和物质循环，可能对环境造成负面影响。
答案：AB
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幻灯片 2422．(2013·南京期末)生物武器是指在战争中使人、畜致病，毁
伤农作物的微生物及其毒素。通常包括致病菌、立克次氏体、衣原体、病毒和毒素等。根据它们的类型，预测下列不是生物武器危害性特点的是 ( )
A．传染性强 B．传染范围广
C．传播途径多 D．传播不受气候影响
解析：传染性强、传染范围广、传播途径多均属生物武器危害性特点，生物武器的传播受自然条件影响较大。
答案：D
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幻灯片 2433．(2013·中山三模)英国伦敦大学学院医院的医生利用基因诊
断和胚胎筛选技术，使一对拥有乳腺癌家族病史的英国夫妇顺利孕育一名排除乳腺癌隐患的婴儿。下列有关叙述，不正确的是(双选) ( )
A．这项技术属于“设计试管婴儿”，该技术是“试管婴儿” 技术的发展，应大力提倡
B．该项技术中涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 等技术
C．为保证胚胎移植成功，必须将受精卵在体外培养至原 肠胚时期
D．在进行乳腺癌基因诊断时可运用DNA分子杂交技术
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幻灯片 244解析：“设计试管婴儿”技术可以人为控制胎儿的性别、基因组成等，会造成性别失调、基因歧视等现象，应限制应用。人的胚胎移植可在4个细胞阶段移植，不能在体外培养到原肠胚时期。
答案：AC
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幻灯片 2454．(2013·南京质检)克隆羊“多利”的问世，很快在全世界引
发了一场大讨论，其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答：
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幻灯片 246(1)过程A表示________，是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体，由①________细胞提供细胞质，进行人工重组。
(2)经过程B得到的结构中，④是未分化的细胞，因而这些细胞被认为是胚胎干细胞。在体外培养条件下，胚胎干细胞具有增殖能力并保持________状态。
(3)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？
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幻灯片 247解析：从图中可以看出，A是细胞核移植的过程。胚胎干细胞在体外培养的时候，能保持未分化的状态。
答案：(1)细胞核移植 (次级)卵(母)
(2)未分化
(3)符合。因为脐带血不是来自于胚胎，其中的造血干细胞属于成体干细胞(或脐带血是身外之物，属于废物利用，符合伦理道德)。
“课时达标检测”见“限时集训（四十）”
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幻灯片 248----
幻灯片 249 一、生态工程与生态经济
(1)生态工程建设的根本目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到 和 的同步发展。
(2)生态工程的特点： 、多效益、 。
(3)生态经济：通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现 。
经济效益
生态效益
少消耗
可持续
废物资源化
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幻灯片 250 二、生态工程的基本原理[判断正误]
(1)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。 ( )
(2)在建设高新农业时，沼气池的建立是遵循物质循环再生原理。 ( )
(3)根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量。 ( )
(4)“总体功能大于各部分之和的效果”是系统学和工程学原理。 ( )
(5)在建设生态工程时，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。 ( )
×
√
√
×
√
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幻灯片 251三、生态工程的实例[连线]
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幻灯片 252[知识体系构建]
①物质循环再生原理 ②协调与平衡原理 ③整体性原理
④农村综合发展型生态工程 ⑤湿地生态恢复工程
⑥城市环境生态工程
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幻灯片 253 1．(2013·深圳高三检测)用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理。 ( )
2．(2013·深圳高三检测)用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用。 ( )
×
生态工程所遵循的基本原理
√
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幻灯片 254 3．(2013·宁波模拟)我国西北土地沙化非常严重，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。该事实主要违背了生态工程的协调与平衡原理。 ( )
4．(2013·宁波模拟)豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现了生态工程系统整体性原理。 ( )
√
√
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幻灯片 2551．生态工程所遵循的基本原理
项目
理论基础
意义
实例
物质循环再生原理
物质循环
可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响
无废弃物农业
物种多样性原理
生态系统的稳定性
生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力
“三北”防护林建设中的问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
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幻灯片 256项目
理论基础
意义
实例
协调与平衡原理
生物与环境的协调与平衡
生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏
太湖富营养化问题、过度放牧等
整体性
原理
社会、经济、自然构成复合系统
统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定
林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
系统学
和工程
学原理
系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式
改善和优化系统的结构以改善功能
桑基鱼塘
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幻灯片 257 2．几种典型生态工程原理归纳
(1)单一人工林比天然混交林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。
(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理。
(3)引种考虑适应环境——协调与平衡原理。
(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——整体性原理。
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幻灯片 258高考地位
本考点内容在高考中极少涉及，仅在部分题目中稍有体现
命题角度
利用生态工程原理，分析、解释生态环境中出现的现象，如典例1。
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幻灯片 259 [典例1] 材料一 实施沼气工程，是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程。
材料二 地衣中的真菌和蓝藻互利共生，当把它们分开时，两者都不能正常生长。
材料三 居住在林区的农民，“靠山吃山”是他们生活的根本。当进行林业工程建设时，一方面号召农民种树，另一方面考虑林区农民的生活问题，使改善生态和发展经济结合起来，才能真正做到造林护林。
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幻灯片 260 上述材料所依据的生态工程主要原理依次是 ( )
①物质循环再生原理；②物种多样性原理；③协调与平衡原理；④整体性原理；⑤系统整体性原理；⑥系统的结构决定功能原理。
A．①⑤④ B．③④⑤
C．②④⑥ D．①③④
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幻灯片 261 [解析] 本题考查生态工程的基本原理。熟记、理解生态工程基本原理的内容是正确解答本题的前提。物质循环再生原理：物质能够在各类生态系统中进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。单独存在时，两种生物都不能很好地生活，但是在一起的时候就出现了一种1＋1>2的效果，体现了系统整体性原理。所谓生态工程的整体性原理，是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大复合系统，三者相互影响而形成统一整体。
[答案] A
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幻灯片 262生态工程的实例分析
1．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能。 ( )
2．矿山废弃地生态修复工程的关键是植被恢复和土壤微生物群落的重建。 ( )
3．退耕还林还草、植树造林等是小流域综合治理生态工程的主要对策。 ( )
4．我国可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。 ( )
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√
×
×
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幻灯片 2631．主要生态工程实例的列表比较
类型
问题
主要原理
对策
案例
农村综合发展型生态工程
资源有限，人多地少，产出不足
物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理
建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出
窦店村以沼气为中心的生态工程
小流域综合治理生态工程
小流域的水土流失
整体性原理、协调与平衡原理、因地制宜的原理
运用多种原理，应用多种措施综合治理
甘肃陇南县“九子登科”模式
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幻灯片 264类型
问题
主要原理
对策
案例
大区域生态系统恢复工程
土地荒漠化
协调与平衡原理、整体性原理
退耕还林还草、植树造林等
“三北”防护林退耕还林还草工程
湿地生态恢复工程
湿地的缩小和破坏
控制污染、退耕还湖
江西鄱阳湖湿地生态恢复工程
矿区废弃地的生态恢复工程
矿区生态环境的破坏
系统学和工程学原理
修复土地、恢复植被
赤锋市元宝山矿区生态恢复工程
城市环境生态工程
环境污染
协调与平衡原理、整体性原理等
城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等
污水及垃圾处理、城市绿化
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幻灯片 265 2．对我国生态工程发展前景的分析与展望
(1)西方发达国家生态工程特点：目标是治理环境污染，集中于对破坏的生态系统进行生态恢复，生态工程应用范围小，不太强调经济效益。
(2)我国生态危机：不是单纯的环境污染问题，而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的并发症。
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幻灯片 266 (3)我国生态工程特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合，遵循整体、协调、再生、循环的基本原理，建立适合中国农业和农村特点的生态工程。
(4)我国生态工程不足之处：缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。
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幻灯片 267高考地位
本考点内容在高考中极少涉及，仅在某些题目的部分题肢中稍有体现
命题角度
结合生态工程实例的图解，考查应用生态工程原理设计生态农业、解决环境问题，如典例2。
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幻灯片 268 [典例2] (2013·南通模拟)下图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长；用作物养猪、养鸭，用稻秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答：
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幻灯片 269 (1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是____________________________________。该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，这体现了生态工程的________原理。
(2)该系统将多个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程中的________原理。生产的大米无公害的原因是_______________________
__________________________________________________。
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幻灯片 270 (3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是__________________。
(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产原因：__________________________________。
蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程中的________原理。
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幻灯片 271 解析：(1)图示农业生态系统通过建立沼气池，实现了废物资源化和能量的多级利用，其遵循的是物质循环再生原理。
(2)图中生态农业施用的都是有机肥，减少了化肥和农药的使用量，因此生产的大米无公害。
(3)发酵装置中的微生物主要是乳酸菌，为原核生物，无核膜包被的细胞核。
(4)蘑菇为分解者，可将有机物分解为CO2等无机物，可供蔬菜进行光合作用。
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幻灯片 272 答案：(1)实现物质的循环再生和能量的多级利用 物质循环再生
(2)系统的结构决定功能 减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染
(3)无核膜包围的细胞核(无成形的细胞核)
(4)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强 系统整体性
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幻灯片 273[高考随堂体验]
1．(2012·温州模拟)下面为生态养猪模式图。从图中可知
该生态工程属于 ( )
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幻灯片 274A．物质循环利用的生态工程
B．山区小流域综合治理与开发的生态工程
C．节水和废水处理与应用的生态工程
D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
解析：从题图中看出，该生态工程实现了废水的循环利用。
答案：C
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幻灯片 2752．(2011·新课标全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理
流程为“厌氧沉淀池→曝光池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过________呼吸将有机物分解。
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幻灯片 276(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于______所固定的________能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、________和________等原理。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
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幻灯片 277解析：(1)生活污水流经厌氧沉淀池时，厌氧微生物通过无氧呼吸将有机物分解；流经曝气池时，其中的需氧微生物通过有氧呼吸将有机物分解；流经兼氧池时，其中的微生物则通过有氧呼吸和无氧呼吸将有机物分解。(2)水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物组成的整体，不止一种生物，故排除种群；不包含无机环境，故排除生态系统，则这个整体属于群落。植物为生产者，属于第一营养级；生态系统中消费者和分解者的能量都是最终来源于生产者固定的太阳能。(3)生态工程的建立要把社会、经济和自然作为一个统一的整体来考虑，需要考虑生物与环境的协调
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幻灯片 278与平衡，分层、分级利用废弃物中的物质，并增加生物的种类以增强生态系统的稳定性，故生态工程需遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理和物种多样性原理等。(4)生态工程对恢复和重建受损的生态系统有着重要作用，通过生态工程对已被破坏的生态环境进行修复和改善，可提高生态系统的生产力。
答案：(1)有氧和无氧(或细胞)
(2)群落 一 生产者 太阳
(3)物质循环再生 物种多样性
(4)已被破坏的生态环境 (或受损的生态系统)
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幻灯片 2793．(2011·江苏高考)池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄
物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如下图)。请回答下列问题：
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幻灯片 280(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性________。人工养殖池塘水体的 N、P 含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为________。
(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有________。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的________，有效减少水体中的 N、P 等含量。
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幻灯片 281(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有________、________。
(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为__________。
(5)保持池塘水体中适当的 N、P 含量是必要的，该养殖系统可以通过________、________进行调控。
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幻灯片 282解析：(1)由于人工养殖池塘受到饵料、鱼类排泄物等因素的影响，故比自然池塘物种丰富度要低，其抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性高。富营养化引起鱼类死亡，进一步破坏该生态系统的稳定性，这种调节方式为正反馈。(2)分析图示可知，该养殖系统增加的生态工程设施有生态塘和潜流湿地，其中的水生植物、放养的滤食动物对污染水体有一定的净化作用。(3)该养殖系统前一个养殖池塘上层水流到后一个池塘底部，其目的是增加水中的溶解氧，提高鱼类对饵料的利用率。(4)由于前面池塘水中含有的N、P等流入后面的池塘，将会使后面池塘水体中的N和P的浓度越来越高，故养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)根据图示可知，该系统可通过控制补水、排水和水泵控制水的流量来调节和保持池塘水中适当的N、P含量。
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幻灯片 283答案：(1)高 正反馈
(2)生态塘和潜流湿地 净化作用
(3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率
(4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高
(5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次)
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幻灯片 2844．(2013·扬州模拟)南京古泉生态农场是生态农业的典范。
该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、种蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点。完成下列问题：
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幻灯片 285(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的________、________和________原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制取如下图所示：
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幻灯片 286①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
②如果将“无机物－农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？______________________________________
______________________________________________。
(3)在该生态农场中存在如下图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是________。
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幻灯片 287A．物质经过多级利用，实现了良性循环
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率
降低
D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
(4)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学的有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
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幻灯片 288解析：(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到“取之不尽、用之不竭”，即物质循环再生原理。如果把“无机物－农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。(3)能量沿着食物链流动时，能量逐级递减，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比大大增加。(4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般维持在5～6级。
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幻灯片 289答案：(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性
(2)①如图所示：
②土壤中的无机物得不到补充，物质循环
受到破坏，土壤肥力下降
(3)C
(4)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量级难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也较少。
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幻灯片 2905．(2012·汕头金山中学高三月考)某城市在建设过程中，更加
注重生态文明的建设。如利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成藻菌共生的污水净化系统，还可以利用藻类蛋白养鱼、养鸭等获得良好的经济效益。下面是利用人工湿地净化生活污水的原理简图。请据图回答问题：
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幻灯片 291(1)输入人工湿地的能量为___________________________。
(2)人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有______结构。该人工湿地的建设体现了生态工程的基本原理有______________等。
(3)该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速，其主要原因是________________________________________________
___________________________________________________。
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幻灯片 292(4)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是______________
____________________________________________________。
(5)用恰当的箭头和文字完成该人工湿地的碳循环图解。
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幻灯片 293(6)某生物兴趣小组在实地调查了该人工湿地后，在大力赞赏利用湿地对生活污水进行净化处理的同时，还向相关部门提出了应加强对重点污染源的控制这一合理的建议，其依据的生态学理由是___________________________________。
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幻灯片 294解析：输入人工湿地的能量有各种植物通过光合作用固定的太阳能和生活污水中的化学能。不同的生物生活在不同的层次，这体现了群落的垂直结构。人工湿地中的细菌、真菌分解污水中的有机物产生大量的氮、磷，被人工湿地中的芦苇、藻类等植物吸收，导致其生长迅速。湿地中的细菌、真菌多数为需氧型微生物，为提高其分解效率，可不断向水体中通入一定量的空气。
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幻灯片 295答案：(1)光能和污水有机物中的化学能
(2)垂直 物质循环再生原理、协调与平衡原理
(3)细菌、真菌等微生物分解污水中的有机物为植物生长提供了充足的氮、磷等矿质养料和光合作用所需的CO2
(4)向水体中适当通入空气
(5)见下图
(6)生态系统的自我调节能力是有限的
“课时达标检测”见“限时集训（四十一）”
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