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1、选修3易考知识点背诵专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。基因工程的原理是基因重组名称作用参与生理过程及应用DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程限制酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸DNA复制RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核苷酸转录解旋酶使碱基间氢键断裂形成单个脱氧核苷酸链DNA复制逆转录酶以RNA为模板合成DNA逆转录、基因工程（一）基因工程的
2、基本工具：限制酶、DNA连接酶、载体1.“分子手术刀”限制性核酸内切酶（简称为限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（真核生物中也有，如：酵母菌）（2）功能：能够识别双链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，因此具有专一性/特异性。 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数也有4、5、8个组成。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。2.“分子缝合针”DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（EcoliDNA连接酶和T4 DNA连接酶）的比较：相同点：都缝合磷酸二酯键。不同点：EcoliD
3、NA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”载体（1）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定存在（可以整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制）。具有一至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（注意：标记基因不一定都是抗性基因）（2）最常用的载
4、体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（天然质粒常需进行人工改造）（3）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序： 基因工程的操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定第一步：目的基因的获取1.目的基因主要是指： 编码蛋白质的结构基因 。也可以是一些具有调控作用的因子。2.目的基因可以从已有的物种中分离出来，也可以用人工的方法合成。原核基因常采取直接分离获得，真核基因常采用人工合成。3.目前常用的获取目的基因的方法有以下几种：从基因文库中获
5、取目的基因：基因文库分为基因组文库（含一种生物的所有基因）和部分基因文库（含一种生物的一部分基因，如：cDNA文库）PCR技术扩增目的基因原理：DNA双链复制过程：第一步：加热至9095DNA解链；第二步：冷却到5560，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至7075，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。条件：引物、模板DNA、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）、游离的脱氧核苷酸前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。 人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。第二步：基因表达载体的构建1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目
6、的基因能够表达和发挥作用。2.组成：目的基因启动子终止子标记基因（+复制原点）（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段 ，位于基因的尾端。使转录在所需要的地方停止下来。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。第三步：将目的基因导入受体细胞_1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最
7、多的方法是 农杆菌转化法，其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等。 总结：农杆菌转化法中常考点： 农杆菌在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力，如：不能感染玉米、小麦、水稻等。 当植物体受到损伤时，伤口处的细胞分泌酚类化合物，吸引土壤农杆菌。 农杆菌中的Ti质粒上T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上， 因此通过转化作用，目的基因就可以进入植物细胞，并整合到染色体DNA上。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较
8、少 ，最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是：先用 Ca2+ 处理细胞，使其成为 感受态细胞 ，再将 重组表达载体DNA分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。第四步：目的基因的检测和鉴定1.首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因（这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键），方法是采用 DNA分子杂交技术。2.其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA（这是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步），方法是采用分子杂交技术 （即用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因转录出了mRNA）。
9、3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是抗原抗体杂交。（即从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行抗原抗体杂交）。4.除了上述的分子检测外，有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。（如 转基因植物是否出现抗虫或抗病性状，需要做抗虫或抗病的接种实验）。（三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物（如：乳腺生物反应器）、用转基因动物作器官移植的供体。3.基因工程的药物异军突起：抗体、疫苗、激素、淋巴因子等4.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用
10、。 注意：基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中，而只是导入某些功能细胞中，且是体细胞。 基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗。处于初期的临场试验阶段。（四）蛋白质工程的概念1.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（因此蛋白质工程又称为第二代基因工程）2.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质；蛋白质工程可以生产出自然界中不存在的蛋白质。3.蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相应的脱氧核苷酸序
11、列（基因）如下图：举例:如，速效型胰岛素的生产专题2 细胞工程一细胞工程的含义及分类： 1含义：（1）原理和方法：细胞生物学和分子生物学（2）操作水平：细胞水平或细胞器水平（3）目的：按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品2.种类：植物细胞工程和动物细胞工程（一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞全能性。细胞全能性：具有某种生物的全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能细胞全能性的原因：每个细胞都具有本物种全部的遗传信息全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞 体细胞全能性高低：分化程度低的分化程度高的，分裂能力强的分裂能力弱的,幼嫩的衰老
12、的生物体内细胞未表现全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达植物细胞全能性的条件：离体，一定的营养条件，植物激素，一定的外界条件（无菌,温度，光照等）体现全能性：长成个体水平2.植物组织培养技术脱分化 再分化 （1）过程：离体的器官、组织或细胞 愈伤组织 胚状体或丛芽 植物体生长素与细胞分裂素的比例对植物组织培养的影响：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；细胞分裂素含量高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、突变体的利用、细胞产物的工厂化生产。（3）地位：是培育转基因植物、植物体
13、细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。3.植物体细胞杂交技术（1）过程：（2）去壁方法：酶解法，纤维素酶和果胶酶（3）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。 化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。（4）植物体细胞杂交成功的标志：新细胞壁的形成（5）技术：细胞融合技术和植物组织培养技术 原理：膜的流动性和植物细胞全能性（6）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。缺点：不能表现出人们所需要的所有性状 植物体细胞杂交的结果：育性染色体及染色体组数（二）动物细胞工程 包括：动物细胞培养（基础）、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体1. 动物细胞培养（原理：细胞增殖）（1）概念：动物细
14、胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。十代以内细胞保持正常二倍体核型，五十代后细胞具不死性。（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。（4）动物细胞培养需要满足以下条件无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理
15、。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。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。通常需加入血清、血浆等天然成分。温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4。气体环境：95%空气5%CO2 O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。（5）动物细胞培养技术的应用：生产生物制品、应用于基因工程、检测有毒物质、用于生理、病理、药理等方面的研究。动物细胞培养、植物组织培养的主要区别: 前者是液体培养基、后者是固体培养基2.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）含
16、义：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。（2）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。（3）体细胞核移植的大致过程是：（下图）核移植胚胎移植（4）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞体积大，易操作；含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件（5）体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。（6）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理
17、缺陷等。3.动物细胞融合（1）动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。（3）动物细胞融合的意义：成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。为制造单克隆抗体开辟了新途径。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目细胞融合的原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动
18、，聚乙二醇等试剂诱导克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合除应用植物细胞杂交手段外，再加灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一4.单克隆抗体（1）获得抗体传统方法：向动物体反复注射某种抗原，使动物产生抗体。一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。（2）单克隆抗体的制备过程：抗原注入小鼠体内分离骨髓瘤细胞已免疫B淋巴细胞细胞融合合， ，筛选杂交瘤细胞二次筛选选择培养细胞 培养基注入小鼠富强 体外培养体内培养从培养液提取取 取取从腹水提取单克隆抗体（3）杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体
19、。（4）两次筛选的目的不同：第一次筛选为筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选为筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞（5）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并可大量制备。（6）单克隆抗体的作用： 作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量 用于治疗其它疾病。专题3 胚胎工程（一）动物胚胎发育的基本过程1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内
20、生产后代，以满足人类的各种需求。2、动物胚胎发育的基本过程（1）受精场所是母体的输卵管。（2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。 （3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。（4）囊 胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。注意孵化（5）原肠胚：特点：有了胚层的分化，初期具有囊胚腔和原肠腔。（二）胚胎干细胞1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早
21、期胚胎或从原始性腺中分离出来。2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；（在饲养层细胞上或添加抑制因子的培养液中能够维持不分化的状态）可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少
22、年糖尿病等；利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。（三）胚胎工程的应用1.体外受精和早期培养胚胎(1)卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜或腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能
23、的精子受精。(2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。 采集的方法：假阴道法、手握法、电刺激法 获能的方法：培养法、化学诱导法(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。(4) 早期胚胎培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等
24、实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在816个细胞阶段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。） 地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期。(3) 生理学基
25、础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(4) 基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精
26、后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。对胚胎进行移植。移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。3.胚胎分割(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。 (3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。） (4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响
27、分割后胚胎的恢复和进一步发育。窗体底端关闭 专题四 生物技术的安全性和伦理问题（一） 转基因生物的成果 ：1.微生物方面(1)制造出具有重要经济价值的各种重组微生物，如清除石油污染的假单胞杆菌等。(2)使用DNA重组的微生物，生产稀缺的生化药物，即基因制药。2转基因动物方面(1)在培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面不断取得辉煌成就。(2)科学家把转基因动物(如奶牛)变成生物反应器，让它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药物或人类所需要的蛋白质。3转基因植物方面(1)成果：目前科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。(2)推广国家及品种：种植面积较大的国
28、家有美国、阿根廷、巴西、加拿大、印度和中国。 转基因植物以大豆和玉米最多，其次是棉花和油菜。（二）转基因生物安全性的争论1.转基因生物可能引导安全性问题的原因：对基因的 结构、基因间的相互作用 以及基因的调控机制 等都了解得相当有限；转移的基因虽然是功能已知的基因，但不少却是 异种生物 的基因；由于外源基因插入宿主基因组的部位往往是 随机的 ，因此在转基因生物中，有时候出现意想不到的后果。2.转基因生物安全性的争论主要集中在 食物安全 、生物安全和 环境安全 。3.基因生物与食物安全：(1)担心转基因食物安全性的理由：对食品安全性检测不全面，反对“实质性等同”担心出现滞后效应担心出现新的过敏原
29、担心营养成分改变可能会侵犯了宗教信仰者或素食者的权益(2)不必担心转基因食物安全性的理由“实质性等同”只是评价的起点，而不是终点。多环节、严谨的安全性评价,科学家的负责态度 至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例没能足够的证据证明转基因食物有问题4.转基因生物与生物安全（对生物多样性的影响）(1) 存在生物安全的理由：可能成为野生种类或杂草； 可能会成为“入侵的外来物种”可能重组出对人类或其他生物有害的病原体；可能产生除草剂除不掉的“超级杂草”（基因污染）。(2)不大可能对生物多样性构成威胁的理由：扩散到种植区外会很快死亡；要表现出新性状必须具有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；
30、存在生殖隔离，很难与其他植物杂交；花粉传播的距离有限；植物花粉存活时间有限。5.转基因生物与环境安全（生态系统的稳定性和人类生活环境）：(1)存在环境安全的理由：打破了自然物种的原有界限，改变了生态系统中能量流动和物质循环；重组微生物可能会对人类的生活环境造成二次污染；重组DNA与微生物杂交，可能产生对动植物和人体有害的病原微生物；转基因植物花粉中的有毒物质(可能通过蜜蜂进入蜂蜜) 可经过食物链的传递，进入其他动物和人体内。(2)转基因生物有利于环境保护的理由：转基因生物不会改变生物原有的分类地位转基因抗虫作物的种植，减少了农药的使用量；抗除草剂农作物的种植，减轻了农田管理的负担，保护了农田土
31、壤环境；由于新闻报道不实，增加了公众对转基因农作物的恐惧感。（三）理性看待转基因技术. 趋利避害,而不能因殪废食.建立并完善相应的法规,利用法制手段确保转基因生物的安全.增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。（四）生物技术的伦理问题(1) 治疗性克隆与生殖性克隆的比较：比较治疗性克隆生殖性克隆不同点 克隆目的治疗人类疾病用于生育，产生新个体操作水平细胞水平个体水平相同点都属于无性生殖，产生新个体、新组织，遗传信息相同(2)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。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
32、人是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.政府态度禁止生殖性克隆人,坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验），不反对治疗性克隆人.(3)设计试管婴儿：与试管婴儿的区别过程目的。两种不同观点，多数人持认可态度。观点理由反对(1)把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊敬;(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;支持(1)设计试管婴
33、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”.政府态度中国卫生部在中规定,“实施体外受精-胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部批准证书”. (4)基因检测：反对的理由：人类对基因结构及基因间的相互作用尚缺乏足够的认识，要想通过基因检测达到治疗疾病的目的是困难的。 基因检测会给受检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，导致失业、婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。支持的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。 对于基因歧视现象，可以通过正确的科学知识传
34、播、伦理道德教育和立法得以解决（三）生物武器（一）生物武器的种类及危害1致病菌：如鼠疫菌、霍乱弧菌 、伤寒杆菌 、 炭疽杆菌 、 痢疾杆菌 等。2病毒：如 天花病毒 、 动物痘病毒。3生化毒剂：如 肉毒杆菌毒素分子 。阻滞乙酰胆碱释放，从而引起肌肉麻痹4基因重组的致病菌：危害：可以让大批没有接触过致病菌的 受感染者 突然发病，而又无药可医。实例：a将 蜡状杆菌 通过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。b将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起，然后再用基因工程方法进行批量生产；对流感病毒基因进行改造，以使具有某种易感基因的民族容易感染这种病毒，而施放国的人却不易感染。（二）生物武器的
35、传播途径包括：1.直接传播 2.食物传播 3.生活必需品传播等（三）生物武器的特点1.传染性强2.污染面广3.难以防治4.受自然条件影响大5.传播途径多6.具有一定的潜伏期7.成本低(四)禁止生物武器公约及中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存 生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。专题五生态工程知识点一生态工程的概念及基本原理1、生态工程的概念（1）原理：应用生态学和系统学等学科的基本理论和方法，通过系统设计、调控和技术组装（2）操作：对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善（3）结果：提高生态系统的生产力，促进人类社会和自然环境的和
36、谐发展。2生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到 经济效益 和 生态效益 的同步发展。3.生态工程的特点：少消耗、多效益、可持续。4.传统经济模式是一种高投入、低产出、高污染的经济模式，而生态经济模式主要通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。实现循环经济的重要手段之一就是生态工程。5、生态工程所遵循的基本原理项 目理论基础意 义实 例（重点）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
37、系统的抵抗力稳定性“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题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西北“杨家将”过度放牧整体性原理社会、经济、自然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变和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系（1+12）提醒不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，
38、不能相互照搬。知识点二、生态工程的实例和发展前景1、 生态工程的实例分析类型问题主要原理（重点）对策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、系统学和工程学原理运用多种原理，应用多种措施综合治理大区域生态系统恢复工程土地荒漠化物种多样性原理协调与平衡原理、整体性原理退耕还林还草、植树造林等湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏协调与平衡原理、整体性原理控制污染、退耕还湖矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环
39、境的破坏系统学和工程学原理修复土地、恢复植被城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等提醒在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资。 生态恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏然后再治理。2、生态工程的发展前景(1)“生物圈2号”生态工程的实验及启示设计目的：制造一个人工模拟的生态系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。失败原因：温度失调；大气和海洋比例与地球相差甚远，导致空气中CO2的含量猛增；O2量减少，不足以维持人及动物的生存。启示：使人们认识到人与自然
40、和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，尽管科学技术已经很发达了，但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统。(2)对我国生态工程发展前景的分析与展望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。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。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。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
41、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。3正确认识石油农业与污染物(1)正确认识“石油农业”“石油农业”是大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。(2)“污染物是放错地方的资源”对环境造成危害的污染物，采取一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，
42、这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。4生态农业(1)原理：生态农业运用生态学原理(即生态系统的物质循环再生、能量多级利用或生态系统的物质循环与能量流动)，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系。(2)优点：实现物质的循环再生和能量的多级利用，减少环境污染，减少了化肥用量，降低了农业投入。(3)生态农业常见类型：桑基鱼塘模式人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。沼气农田立体养殖模式通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。(4)建立生态农业系统的最终目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，使能量尽可能多地流入对人类有益的部分。