专题3 胚胎工程
3．1 体外受精和早期胚胎培养
一、胚胎工程的建立
1、胚胎工程的概念P59
理解胚胎工程：
操作对象：早期胚胎和配子
技术手段：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等
理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律
二、精子的发生
1、形成场所：睾丸的曲细精管
2、形成时期：从初情期开始，直到生殖机能衰退
3、形成过程：
第一阶段——位于曲细精管管壁的精原细胞，通过有丝分裂，产生多个初级精母细胞。
第三阶段——圆形的精子细胞变形
细胞核→精子头的主要部分
高尔基体→头部的顶体
中心体→精子的尾
线粒体→精子尾基部的线粒体鞘膜
其他物质→原生质滴（最后脱落）
4、精子的形态：
外形似蝌蚪，包括头、颈、尾三部分组成。不同动物精子的形态相似，大小略有不同。动物精子的大小与动物的体型大小无关。
三、卵子的发生
（1）形成场所：卵子的发生是在卵巢内完成的。
（2）形成时期：性别分化以后
（3）形成过程：
Ⅰ、胎儿期
主要的变化：形成卵泡，在卵巢中储备。
初级卵母细胞的存在形式：被卵泡细胞包围，形成卵泡。
Ⅱ、初情期后
主要的变化：初级卵母细胞减数分裂成为成熟的卵子。
首先：初级卵母细胞生长
场所——卵巢中
结果——形成透明带、卵黄膜
其次：减数第一次分裂
场所——卵巢
结果——产生1个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。
完成时间——排卵前后。举例：排卵前如：马、犬；排卵后如：绵羊、牛、猪。思考：什么是排卵？指卵子从卵泡中排出
场所——输卵管
时间——精子与卵子结合的过程中完成
结果——产生一个成熟的卵子和第二极体
思考与探讨：
问题１：什么是判断卵子是否受精的标志？
卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，说明卵子已经完成受精。
问题２：一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
问题３：刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到第二次减数分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。
五、受精
1、概念:指精子和卵子结合形成合子（即受精卵)的过程。
2、标志:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。
3、场所:受精是在输卵管内完成的。
4、过程
（１）受精前的准备阶段
准备阶段1：精子获能
①获能：成熟的精子在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后，获得受精能力的过程。
②卵泡夜、输卵管分泌物、血清等液体可以使精子获能。
准备阶段2：卵子的准备
卵子在输卵管内达到减数第二分裂中期（MⅡ中期）时，才具备受精能力。
思考与探讨：
进行体外受精时，将卵母细胞取出后，是否应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？
是的。从卵巢上取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成第一次减数分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
（２）受精阶段
主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合四个阶段
ⅰ精子穿越放射冠和透明带
①过程：精、卵相遇→发生顶体反应（顶体酶释放溶解卵丘细胞即放射冠）→穿越放射冠接
触透明带→顶体酶溶解透明带→穿越透明带接触卵黄膜→产生透明带反应
②基本概念
放射冠：包围在卵子透明带外面的卵丘细胞
顶体反应：或能的精子在雌性动物的生殖道与卵子相遇时出现精子顶体膨大，精子质膜（外膜）和顶体膜局部融合，并在融合处形成一些泡状物，随后脱落，造成精子顶
体外膜出现孔洞，使顶体内储尝的酶释放。
透明带反应：当精子穿越透明带接触卵黄膜时，卵子发出指令，阻止后继精子进入透明带的一种生理反应。
ⅱ进入卵黄膜
①过程：精子被微绒毛抱合→精子外膜与卵黄膜融合→精子进入卵→卵黄膜封闭作用
②基本概念
卵黄膜封闭作用：当第一个精子进入卵黄膜后，引起卵黄膜的紧缩增厚，阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精
ⅲ原核形成：形成雄原核与雌原核
ⅳ配子结合：雄原核与雌原核发育、移动、接触，合并形成受精卵
小结：精、卵相遇→发生顶体反应（顶体酶释放溶解卵丘细胞即放射冠）→穿越放射冠接触透明带→顶体酶溶解透明带→穿越透明带接触卵黄膜→产生透明带反应（防止多个精子进入
透明带，引起多精子入卵受精的第一道屏障）→精子被微绒毛抱合→精子外膜与卵黄膜融合→精子进入卵→卵黄膜封闭作用（防止多精子入卵受精的第二道屏障）→原核形成→配子结合
六、胚胎发育
1、最初发育场所： 输卵管
2、分裂方式：有丝分裂
3、过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚→胎儿形成 （1）卵裂期的特点：
细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数目增加，胚胎总体积不增加，或略有缩小。
（2）桑椹胚：细胞属于全能细胞，胚胎细胞数目32个左右。 （3）囊胚： 细胞开始分化。形成：
内细胞团——聚集在胚胎的一端，个体较大的细胞，将来发育成各种组织。 滋养层——沿透明带内壁扩展和排列的，个体较小的细胞。将来发育成胎膜、胎
盘。
囊胚腔——含有液体的囊腔。 囊胚进一步扩大会导致孵化。
（4）原肠胚：内细胞团表皮的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现原肠腔。
外胚层（内细胞团表皮的细胞形成）
神经系统、感觉器官 内胚层（内细胞团下方的细胞形成）
表皮及其附属结构
肝、胰等腺体 消化道、呼吸道上皮 中胚层
（外胚层细胞在胚盘正中线处形成一条增殖区，该区的细胞增殖分裂，进入内、外胚层之间形成的）
皮肤真皮
脊索、肌肉、骨骼 内脏器官外膜 循环系统 排泄系统 生殖系统
3．3胚胎工程的应用及前景
一、胚胎移植
1、概念：将雌性动物的早期胚胎，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。
供体：提供胚胎的个体。
受体：接受胚胎的个体。
问题一：胚胎移植成功与否要具备的条件是什么？
答：（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行
（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同
2、应用
胚胎移植是转基因、核移植，或体外受精等技术的最后一道“工序”。
3、胚胎移植的现状
①近20年来，在牛的胚胎移植中，技术更为简单、实用。羊的胚胎移植效率比奶牛还要高。
②自20世纪60年代以来，我国家兔、绵羊、牛、马和山羊的胚胎移植相继获得成功。
③近10年来，羊、牛的在我国部分地区已进入生产应用阶段。
4、胚胎移植的意义
胚胎移植的优势可以充分发挥雌雄优良个体的繁殖能力。在这项技术中，供体的职能—产生优良遗传特性的胚胎，受体担任妊娠和育仔的任务。因此缩短了供体本生的繁殖周期。其次，实施超数排卵处理，可获得多枚胚胎，使得一胎多产。具体的意义可以小结如下：
（1）加速育种工作和品种改良
通过胚胎移植，可大幅度增加优良个体母畜和公畜后代的数量，使良种畜群迅速扩大，从而加速了育种工作和品种改良。
（2）大量节省了购买种畜的费用
在世界范围内，胚胎移植不受时间和地域的限制，在国际国内进行交换，从而完全代替了活畜引种，节省费用。
（3）一胎多产
（4）保存品种资源和濒危物种
（5）可充分发挥优秀个体的繁殖潜能
a、缩短供体的繁殖周期
b、增加供体一生繁殖的后代数量
5、胚胎移植的生理学基础
（1）供体和受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境（2）早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能
（3）受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎存活提供可能（4）胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但遗传物质不受影响6、胚胎移植的基本程序（以牛的胚胎移植为例）
（1）选择——对供、受体牛进行选择
供体牛：选择遗传性能和生产性能优秀的个体
受体牛：选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体
（2）过程中的处理方法
A、用激素进行同期发情处理
使供、受体的生理条件达到同步或一致，从而使供体的胚胎移植到受体后相同或相似的生存条件——这是胚胎移植的关键
B、超数排卵处理
注射促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，这是获得多个胚胎的保证（3）保存：-196℃的液氮保存
例1、“试管婴儿”技术属于(A)
A．胚胎移植B．组织培养C．克隆技术D．基因工程
例2、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ A ）
A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.超数排卵技术要使用一定的激素
D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
例3、“冲卵”是指（D ）
A. 把受精卵从子宫冲洗出来
B. 把卵细胞从子宫冲洗出来
C. 把卵细胞冲散，便于收集
D. 把胚胎从子宫冲洗出来
小结：胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境的一致性密切相关，只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。因此，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。作为胚胎工程的最终技术环节，也将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。接
下来让我们了解另一胚胎工程技术—胚胎分割
二、胚胎分割
1、概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,经移植获得
同卵双胎或多胎的技术。
就胚胎分割技术本身而言，是将同一胚胎分割成几部分，借助胚胎移植技术产生遗传物质完全相同的后代，是一种无性繁殖的方式，属于动物克隆的一种方法。
2、特点：后代具有相同的遗传物质
3、选择的胚胎：发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚
4、使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪
5、具体操作：将胚胎移入盛有操作液的培养皿中，用分割针或分割刀片将其切
开，吸取其中半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将
裸半胚移植给受体。
注意：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割
内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。问题二：为什么胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低？
答：早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；细胞数目有限的；分割的份数越多，难以做到均等分割，从而影响囊胚期胚胎内的细胞团细
胞。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育
的难度会越大，移植成功率自然会降低。
例4、胚胎分割技术研究的理论根据是（A ）
A. 细胞分化
B. 细胞全能性
C. 细胞增殖
D. 细胞再生
例5、表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是( C)
A.试管动物培养
B.胚胎移植
C.胚胎分割移植
D.受精卵移植
例6、进行胚胎分割时，应选择的胚胎发育时期是（D）
A. 桑椹胚或原肠胚
B. 桑椹胚或囊胚
C. 囊胚或原肠胚
D. 内细胞团
过渡：胚胎分割技术已在多种动物中取得成功，但仍存在一些问题，刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，同卵多胎的可能性有限，最常见的为同卵双胎。那么，是否有一种细胞既可保存又可以进行遗传改造呢？生：胚胎干细胞
三、胚胎干细胞
1、概念：简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞
2、特点：
（1）形态：体积小，细胞核大，核仁明显
（2）功能：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（3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造
3、主要用途
（1）治疗人类的某些顽症
移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、成骨不良等病症
（2）体外诱导培育出人造组织器官，用于器官移植
（3）研究体外细胞分化的理想材料
ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞分化
例7、（多选）下列各项中，属于胚胎干细胞技术的应用的有（A、B、D）A．为新药的研究和开发提供材料
B．为细胞和组织移植提供无免疫原性的材料
C．有目的地促进某种生物的进化
D．改良并创造动物新品种
例8、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（ C ）
A.细胞分裂
B.细胞特化
C.细胞分化
D.细胞增殖
专题5 生态工程
题图解读：干裂的土地，赤红的荒山（例如江西赣中、赣南一带植被破坏后的山丘都呈现赤红色，意味着不断恶化的生态环境，幼苗的上方是蔚蓝的地球，它化作一滴甘露，滋润着大地，幼苗寓意着生态工程，虽柔弱却顽强地支撑着地球。而它们的和谐组合则象征着——希望。
生态工程的定义：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已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，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境和谐发展。（教材Ｐ１０５）
学科知识：生态学和系统学
技术手段：系统设计、调控和技术组装
最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展
【例1】我国在20世纪80年代兴起的桑基鱼塘生产模式，实现了“原料－产品－原料－产品”的循环经济生产模式，该模式不属于：
A．生态经济B．循环经济C．生态工程D．生态农业
答案：C（考查对生态工程概念的理解，生态工程强调的是对已破坏的生态环境进行修复，重建，而上述模式不是对已破坏的环境进行重建，而是通过生态学规律建立的生
态农业。）
教师小结：
生态工程是一门交叉学科，它是生态学、工程学、系统学和经济学等学科的交叉。
科技探索——生态工程的兴起
一、经济迅猛发展、技术革新带来的负面影响（教材Ｐ106）
发达国家——工业化和高度集约化的农业经营所带来的种种环境污染和过量消耗不可更新资源。
发展中国家——人口的快速增长、资源的过度开发、损毁和低效利用，以及由此引起的环境污染问题。
二、解决方案
1、传统的思维方式
（1）开发应用单一环境改造技术——污染物在不同地区间转移
（2）限制生产、限制发展
2、坚持可持续发展——从根本上解决环境污染
3、解决经济发展与环境问题的根本原则——实现循环经济
师：地球需要呵护，坚持可持续发展是保障的基本环节。因此，生态工程的建立是一个必然之路。接下来让我们一起学习“生态工程的基本原理”。
5.1 生态工程的基本原理
教学目标
知识方面：（１）简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。
（２）简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。
能力方面：尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
情感态度与价值观方面：关注生态工程建设。初步形成物质循环利用、协调与平衡、
多样性、局部与整体相统一的观点，树立可持续发展的观念。教学重点：生态工程的基本原理。
教学难点：生态工程的系统学和工程学原理。
课时安排：２课时
教学过程：
一、关注生态工程建设
1、生态工程建设的目的
就是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。
2、生态工程的特点
与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
【例2】下列不属于生态工程建设目的的是：
A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B．防止环境污染
C．单纯追求粮食产量
D．促进人类社会和自然环境的和谐发展
3、进行生态工程建设理由：
分析资料1，思考以下问题：
（１）导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，造成土壤流失，大量泥沙淤积；
中游围湖造田，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。
直接原因：1998年罕见的降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。
（２）洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
分析资料2，思考以下问题：
（１）什么是“石油农业”？
“石油农业”是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。
优点：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。
缺点：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）如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，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。因此说污染物是放错地方的资源。
（３）“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
在不同的国家有不同的改进措施。例如，我国人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要，适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对农作物秸秆和禽畜粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。
一方面要不断提高土地的产出水平，另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。
４、生态经济
生态经济主要是通过实行“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资料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
二、生态工程所遵循的基本原理
1、物质循环再生原理
⑴含义：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，循环反复，分
层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。
⑵基本理论：物质循环
⑶类型：水循环、气体循环、沉积循环
①水循环
②气体循环
包括氮、碳、氧等元素的循环。物质的主要储存库是大气和海洋，具有明显的全球性，循环性能最为完善。
③沉积循环
包括P、S、K、Na、Mg、Fe、I、Cu等物质的循环，其主要储存库是岩石、沉积物、土壤等主要通过岩石的风化、沉积物的分解转变成可以被生物利用的营养物质，转化速度慢。
⑷实例：无废弃物农业
“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。阅读课本109页内容，思考中国农民是通过什么措施来实现“无废弃物农业”的？
2、物种多样性原理
⑴基本理论：生态系统的抵抗力稳定性
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。
⑵生物多样性：物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性
生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。
⑶实例：三北防护林建设中问题；珊瑚礁生态系统得多样性
问题探讨：
⑴为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能
够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？
纯樟子松林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫的天敌，而成片单一的；林木有为其提供了丰富的食物来源，因而会导致树林的毁坏。
珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。
⑵从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有
人为因素吗？
只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。
【例3】根据以下材料完成问题：
据国家林业局发布的一项调查表明，我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元，因此在实施西部大开发的过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治
理水土流失、防治沙漠化等活动。
（1）从生态因素分析，改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是水。（2）“退耕还林（还草）”所依据的主要生态工程原理是物种多样性原理；其目的是提高生态系统的自动调节能力（抵抗力稳定性）。
（3）保护环境、保持生态系统稳定性的关键是保护森林。近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要来自黄土高原和内蒙古地区，这说明森林等植被在防风固沙方面起着重要作用。
3、协调与平衡原理
⑴基本理论：生物与环境的协调与平衡
处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。环境承载力（环境容纳量）：某种环境所能养活的生物种群的数量。
⑵实例：太湖的富营养化问题；西北一些地区的防护林问题
问题探讨：P111
答案：沙棘（保持水土）、山杏（抗寒、耐旱、加工饮料）、刺槐（适应性强、耐盐碱、蜜源植物）等。畜牧养殖应注意：牲畜数量不能超过草地的承载量。
4、整体性原理
⑴基本理论：社会-经济-自然复合系统
⑵基本概念：
自然系统：通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。
整体性原理的概念：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要
的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
⑶实例：林业建设中的自然系统与经济、社会系统的关系、问题（一方面要号召农民种树，
另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴及收入等）。
整体理论是解决生态环境问题的必要基础，只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改
变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
实例：桑基鱼塘
（2）系统整体性原理：系统的各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能
量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之
和的效果。
实例：珊瑚礁（珊瑚虫和藻类共生）、豆科植物和固氮菌的共生，两者的共生使豆科植物能够在缺乏氮素的土地上生长，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
小结：生态工程的基本原理比较：
【例4】协调与平衡原理主要指：
A．生物要适应环境及环境对生物的承载力
B．系统各组分之间要有适当比例关系
C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一
D．物质循环和能量流动协调统一
【例5】某些地区出现了“前面造林，后面砍林”的现象，这是因为发展中没有遵循哪一原理造成的
A．协调与平衡原理B．整体性原理
C．系统的结构决定功能原理D．系统整体性原理
【例6】能达到“1+1＞2”效果的是生态工程的哪一项基本原理：
A．物种多样性原理
B．整体性原理
C．协调与平衡原理
D．系统学与工程学原理
【例7】如图是“无废弃物农业”物质和能量流动图，
该图所体现的主要生态工程原理是：
A．物种多样性原理
B．整体性原理
C．物质循环再生原理
D．协调与平衡原理
【例8】某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发展中哪一原理失调造成的：A．协调与平衡原理
B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理
D．系统整体性原理
【例9】下列结构示意图能体现系统学和工程学原理的是（ D ）
【例10】下列哪项叙述完全符合生态经济：
①建立“原料一产品一原料一产品”的无废料生产体系
②在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长
③在经济产出不变甚至增加的条件下，向环境排放的废弃物大大减少
④先生产后治理，提高经济效益
A．①②B．①②③C．②③D．②③④
【例11】我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧导致草地退化。试分析上述事实主要违背
了生态工程的什么原理：
A．系统整体性原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
【例12】如图说明我国现有的生产模式严重违反了什么生态工程原理：
A．整体性原理B．协调与平衡原理
C．系统的结构决定功能原理D．物质循环再生的原理
【例1３】阅读以下资料，回答下列问题：
自2000年10月开展“南京莫愁湖物理生态示范实验研究”开始，相继引种了浮水植物、沉水植物共计10余种，在围隔区内已经形成了以沉水植物为优势的水生植物群落。试验区内营养盐的浓度得到有效控制，如试验区内氨氮和总氮仅分别为试验区外的1/13和1/5，有效地改善了水质。
（1）此项生态工程依据的生态学原理有物质循环再生原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理和物种多样性原理
（2）生态工程的调控机制是人为辅助下的自我调节，主要利用的能源是太阳能。（3）一些发达国家的生态工程建设主要依据生态系统的自我调节理论，达到了以回归自然为主，人为调控为辅的程度。而在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着较大作用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构和功能。
2021人教版高中生物选修三《体内受精和早期胚胎发 育》word教案 教学建议 1.关于“体内受精过程”的教学,建议在学生已有的“减数分裂”和“受精作用”知识的基础上,运用多媒体、图解等进行讲述。对学生没学习过的精子的变形、卵泡的形成、卵子成熟的减数第一次分裂和减数第二次分裂的场所及时刻等有关内容进行重点介绍,以使学生对精子和卵子发生的过程有更全面的了解。讲述过程中要注重调动学生的主动性,引导学生自己得出概念,而不是将概念灌输给学生。例如,让学生自己比较出精子与卵子在发生上的重要区别,总结出哺乳动物的受精过程。 2.关于受精作用的过程的讲解,建议结合下图进行 结合此图讲解受精作用的过程时,能够据图设置问题串,关心学生明白得这一抽象过程,因为这一过程概念太多,借助模式图,“透亮带反应”“卵细胞膜反应”就能在明白得的基础上把握。 3.关于哺乳动物的早期胚胎发育,教材删繁就简地讲述了受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚及胚层分化→胎儿雏形形成的过程,以及各时期的重要特点。其中重点讲述了与胚胎移植、胚胎分割紧密相关的桑椹胚细胞的全能性、囊胚中具有分化能力的内细胞团。这些内容为本专题后续知识的学习奠定了必要的基础。教师要充分利用录像、动画或图片等进行讲述,以增强直观性。 参考资料 哺乳动物卵巢的结构和功能 卵巢位于雌性动物的腹腔,左、右各有一个,多为椭圆状或圆球状。其形状、大小和结构因种类、年龄和生理状态而异。卵巢由实质部和被膜构成。实质部又分为皮质部和髓质部。皮质部靠近被膜,其中储存大量的原始卵泡和处于不同发育时期的卵泡和卵泡的续产物,要紧包括:黄体、白体和闭锁卵泡等。卵巢的髓质部位于卵巢的中间部位,含有纤维结缔组织、血管和神经。卵巢中有卵泡,每个卵泡中有一个卵母细胞。卵泡中的卵母细胞在排卵前都处于减数第一次分裂的前期。 哺乳动物卵巢结构模式图 卵巢的要紧功能有两个,其一是储备卵泡,排出卵子;其二是产生与生殖有关的激素,如雌激素和孕激素。
第一章基因工程 一、工具酶的发现和基因工程的诞生 1、基因工程的概念： （1）广义的遗传工程：泛指把一种生物的遗传物质（细胞核、染色体脱氧核糖核酸等）移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。（2）基因工程： 就是把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生我们需要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状。基因工程的核心是构建重组DNA分子。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 （3）基因工程诞生的理论基础： DNA是遗传物质的发现过程、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定。 2、基因工程的基本工具 （1）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） ①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 ②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能切割（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。 例如：某种限制性核酸内切酶能识别的序列是GAATTC,能在G和A之间切割DNA，如下图所示。 黏性末端 黏性末端 ③结果：能将DNA分子切割成许多不同的片段。 备注：不同DNA分子用同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端都相同；同一个DNA分子用不同限制性核酸内切酶切割，产生的黏性末端一般不相同。 （2）“分子缝合针”——DNA连接酶 ①作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起（缝合磷酸二酯键）形成的D NA分子称为重组DNA分子。 因此，DNA连接酶具有缝合DNA片段的作用，可以将外源基因和载体DNA连接在一起。 （3）“分子运输车”——载体——质粒
学习指导案 课题生态工程的实例和发展前景授课时间 课型复习主备人 教材分析生态工程是必修三生态系统的拓展和加深，注意和必修三相联系。学情基础分析及预 习导学 生态系统的概念，组成，物质循环和能量流动知识应让学生复习 课程目标知识与技能：生态工程的实例和前景 过程与方法：科学的分析方法 情感、态度、价值观：关注生态工程建设，初步形成物质循环利用、协调与平衡、多样性、局部与整体相统一的观点，树立可持续发展的观念，重视理论联系实际。 学习重点生态工程的实例学习难点生态工程的实例 教具准备学案课件 学习内容学习 形式教师 指导 时 间 激发兴趣 构建知识体系 重点剖析以总 结的 形式 对本 节课 内容 先提 出一 个大 概， 诱发 学生 深思 以及 学习 的兴 趣。 以实 例引 入， 引发 学生 讨论 15 10
学习内容学习 形式教师 指导 时 间 1．如右图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。请回答下列问题： (1)“秸秆的多级利用”充分体现了生态工 程的______________原理，最大限度地实现了 物质的循环，减轻了燃烧秸秆造成的 __________________效应。 (2)图中属于生产者的是__________________； 消费者是__________________；分解者是_________________。 (3)在该农业生态系统中，物质经多次重复利用， 提高了______________________________。 (4)农村大量燃烧秸秆和柴草会产生什么问题?至少列举两种现象。 ① ________________________________________________________________________。 ② ________________________________________________________________________。2．如右图是某一生态农业系统的结构模式图，请据图回答： (1)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动。 从生态学角度分析，人们建立如图所示的 农业生态系统的主要目的_______________ _________。 (2)该生态系统的主要成分是______________________。 仅从质量考虑，若要生产2 kg鸡肉，最多需要 消耗农作物共计_____________kg。 (3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻根细胞最主要的区别是__________________，它的代谢类型为__________________。 (4)氮是植物生长必需的元素。但在种植大豆时不施氮肥，仍能旺盛生长，其原因是_ (5)蘑菇在该生态系统的成分中属于_____________。在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量。试分析增产原因__________________________________________。 (6)在沼气池中常有一种刺激性的臭气，该物质是_____________，通过_____________细菌的作用可将臭气除去，并能形成_____________被植物吸收。 其它习题重点 练习 引导 纠错 20 当堂检测略 作业布置基础作业：学案提高作业：金版教程板书设计一、生态工程实例 二、生态工程发展的前景 课后反思
第一章基因工程 一.基本工具 (一)限制性核酸内切酶 1.分布:原核生物 2.作用:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定部位 进行切割,使两个核苷酸间的磷酸二酯键断开。 3.作用结果：产生黏性末端或平末端 （二）DNA连接酶 1.分类（1）E.coliDNA连接酶来源：大肠杆菌 功能：只能连接黏性末端 （2）T4DNA连接酶来源：T4噬菌体 功能：连接黏性末端和平末端 2.作用：将DNA连接起来 （三）基因进入受体细胞的载体 1.条件（1）具有多个限制酶切割位点，供外源基因插入 （2）可自我复制或整合到染色体DNA中进行同步复制。 （3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 2.种类：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒、质粒 质粒：双链环状DNA分子，最常用，要人工改造 二。基本操作程序 （一）目的基因的获取 1.目的基因：编码蛋白质的基因或具有调控作用的因子 2.获取方法（1）从基因文库中获取 **基因组文库，部分基因文库 （2）利用PCR技术扩增目的基因 （3）化学方法直接人工合成：基因小，核苷酸序列已知（二）基因表达载体的构建（核心步骤） 1.目的(1)稳定存在，遗传给下一代 （2）表达和发挥作用
2.结构：启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点 **启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 **终止子：使转录在所需要的地方停止； **标记基因：鉴别受体细胞中是否含目的基因。 （三）将目的基因导入受体细胞 1.转化：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 2.将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法（2）基因枪法 （3）花粉管通道法 3.将目的基因导入动物细胞：显微注射法 4.将目的基因导入微生物细胞：Ca+处理使细胞处于感受态 **原核细胞特点：繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少（四）目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测 （1）检测受体细胞中是否插入了目的基因:DNA分子杂交技术（2）检测目的基因是否转录出了 mRNA：DNA分子杂交技术（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交法 **检测成功会出现杂交带 2.个体生物学水平的鉴定：接种实验 三．基因工程的应用 1.动物、植物基因工程的成果 （1）植物：提高抗逆性、改良品质、生产药物； （2）动物：品种改良、建立生物反应器、器官移植； 2.基因工程药物：细胞因子、抗体、疫苗、激素； 3.基因治疗（1）概念： （2）方法体外基因治疗体内基因治疗 四．蛋白质工程的崛起 1.理论推测，人工合成 2.基因工程，蛋白合成（自然界没有的蛋白质）
精选2019-2020年浙科版高中生物选修3 现代生物科技专题课后辅导练习三 十六 第1题【单选题】 下列关于生物技术的安全性和伦理问题的叙述正确的是 A、由于至今未发现一例因食用转基因食物而影响人体健康的实例，因而，不需要考虑转基因食物的 安全性问题 B、由于转基因生物可能成为“入侵的外来物种”，因而转基因生物势必会威胁生物的多样性 C、基因检测疾病带来的负面影响主要是基因歧视，但可以通过正确的科学知识传播、伦理道德教育 和立法得以解决 D、由于设计试管婴儿、克隆技术目前已经成熟，在不违背伦理道德的前提下，可用来解决不孕夫妇 的生育问题 【答案】： 【解析】： 第2题【单选题】 下列有关克隆人的说法错误的是( ) A、克隆人是一种无性生殖方式 B、克隆人证明了人体细胞细胞核具有全能性 C、在现有克隆技术条件下，成功率为100% D、中国政府禁止生殖性克隆人 【答案】： 【解析】：
第3题【单选题】 引发伦理问题的生物技术主要是( ) ①克隆人；②设计试管婴儿；③制作基因身份证；④转基因生物 A、①②④ B、①②③ C、①②③④ D、①④ 【答案】： 【解析】： 第4题【单选题】 不同物种之间很难通过杂交培育新品种，可打破物种界限进行育种的方式是 A、诱变育种 B、杂交育种 C、单倍体育种
D、转基因育种 【答案】： 【解析】： 第5题【单选题】 生物界普遍存在着变异，人们研究并利用变异可以培育出高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式是( ) A、“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻 B、用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种 C、通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦 D、把合成β胡萝卜素的有关基因转进水稻，培育出可防止人类VA缺乏症的转基因水稻 【答案】： 【解析】： 第6题【单选题】 引发伦理问题的生物技术要包括( ) ①克隆人②设计试管婴儿③基因身份证④转基因生物． A、①② B、①②③ C、①②③④ D、④ 【答案】： 【解析】：
专题5 5.1 生态工程的基本原理 一、教学目标 1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。 3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。 二、教学重点和难点 1.教学重点 生态工程的基本原理。 2.教学难点 生态工程的系统学和工程学原理。 三、教学策略 新课的引入可采取三种方法。一种方法是：充分地利用题图进行课堂讨论，思考这个电脑合成作品的寓意。认真阅读引言，分析“地球需要我们细心的呵护”的含义，从而引出主题。另一种方法是：教师利用自己收集的资料或课本中提供的信息，如利用第二节的“思考与探究”第1题的资料分析内容，讨论如何使受损环境修复，从而引出生态工程这一主题。第三种方法是：让学生说出当地生态环境中存在的问题，并提出解决这些问题的方法，再进一步引出生态工程的概念。 《科技探索之路──生态工程的兴起》，从人们的认识发展变化的角度写出了在可持续发展背景下提出的生态工程的含义。建议布置学生课外阅读，并搜集有关可持续发展观提出的背景资料，布置展板，进行学习交流。在课堂教学时，教师可利用查阅的资料，从可持续发展提出的背景入手，组织学生讨论教材中的漫画。还可以模拟历史上的关于“增长极限”的讨论，在课堂上举行小型辩论会。让学生自己归纳出为什么提出可持续发展和生态工程。可持续发展的最初定义来自《我们共同的未来》一书，中文翻译可能有些拗口，学生可以和原文对比学习，理解这一定义。此外，教师应该给学生推荐一些课外参考书。 《关注生态工程的建设》的教学，建议从资料分析中总结出建设生态工程的意义。可以用教材提供的两则资料分析讨论问题。一则是1998年长江发生的特大洪水灾害问题，首先，通过分析图“被洪水淹没的大地”，让学生感受环境问题的紧迫性，再通过搜集长江沿岸湖泊面积减少的资料和有关长江成为悬河的资料（最好是图片），引入对问题的分析讨论。课前（或课后）可布置学生搜集资料，了解最近几年来，我国采取了哪些治理措施防治洪灾，从而提出生态工程是恢复被破坏的生态环境的重要途径。另一则是分析目前我国农业上存在的一些环境污染的问题，对这一问题，可采取与上述同样的方法进行教学。通过对这两则资料的分析、讨论，让学生理解进行生态工程建设的必要性，理解通过生态工程实现“生态经济”和“循环经济”这一思路。另一种教学方式是教师或学生可搜集本地区的资料，从本地区发生的事件或其他热点实例入手，认识进行生态工程建设的必要性。 这部分教材着力阐述了可持续发展的实践中必须推行“生态经济”和“循环经济”这一思想，但没有给这两个词一个严格的定义，主要是因为学生从媒体中可以接触到这些词，从字面上也能够理解其含义。L.R.布朗的一段话，寓意深刻，希望教师能阅读一些有关的参考书，与学生共同交流对这段话的理解和认识。 生态系统的基本原理，包括生态学、系统学和工程学的原理。由于前四个原理的理论基础是必修模块中学习过的内容，建议在教学时，用案例引出对原理的学习，再利用原理分析讨论对案例问题的解决。例如，从植树造林中出现的不注意多样性的问题，引出对物种多样性原理的学习，在此基础上再阅读珊瑚礁生态系统的多样性特点，以此为鉴，鼓励学生为当地植树造林设计生态工程。物质循环再生原理引用的实例是我国古代“无废弃物农业”，教师讲
DNA重组技术基本工具的教学设计 设计思路 “DNA重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟DNA重组过程，将具体的操作程序有机联系起来，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。针对重点难点对教学内容进行结构化处理，并与基因工程的实际操作练习起来；在模拟探究的过程中不断生成问题，引导学生依据载体的特点，按照相似性原理，选择和建立模型，进而对模型进行“剪”与“连”等操作，并分析操作结果。 教学分析 1．教材分析 重点：DNA重组技术的三种基本工具 难点：载体的特点及应用 2．学情分析 通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA重组技术的基本工具”有哪些，其作用是什么。但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。 3．教学条件分析 对于本节课的教学设计而言，需要如下教学条件：电脑，投影仪，彩色复印纸，剪刀，双面胶。 教学目标 简述基因工程原理及基本操作程序 掌握基因工程基本操作程序的四个步骤 通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。 教学策略与手段 教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。 教学策略：利用教学多媒体，自制教具，使抽象的问题形象化，引导学生自主动手操作，解决每一程序中的技术难点和重点。 教学手段：PPT，自制教具，投影仪等综合教学辅助工具。本节课模拟探究的是载体与目的基因的连接，所以将教材提供的碱基序列加以调整，用彩色打印纸打印，如图：
2016-2017学年度高二生物选修三教学计划 一、学情分析 生物虽然是理科学生的必考科目，但由于各方面的原因，在学习过程中大部分学生对本学科学习态度不端正，基础知识掌握不够、不牢，在新知识的教学过程中如果涉及到以往的知识内容，经常出现漠然的状态；不过，由于已经是高二下学期，虽然在时间和精力的分配上最少，但多数学生对知识的求知欲有所增强；在课堂上能与老师互动，配合老师完成教学任务。 二、教材分析 本学期教学内容主要是生物选修3现代生物科技专题本模块的内容包括基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程五部分。本模块以专题的形式着重介绍现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势与应用前景，以开拓学生视野，增强科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为进一步学习现代生物学奠定基础。由于本模块所涉及的领域属于高科技的内容,技术复杂且进展迅速,学生不可能在短时间内有深入的理解,因此在介绍各种生物技术时，更侧重技术的生物学原理。关于各工程的具体操作技术则从简，不做重点，只让学生作一般性了解。 教学内容的设计思路和呈现方式： 1.设计思路 教学内容的设计思路的惟一依据是高中生物课程标准中本模块的具体内容标准和活动建议。其中有若干重要方面是必须遵循的。它们是：以学习专题方式来呈现。即基因工程、克隆技术（本教材改为细胞工程，内容标准不变）、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程。尽管前四个专题存在互相联系与渗透的关系，但仍各自作为独立的专题来学习。具体内容标准规定的学习目标（用行为动词表述）应予遵循。五个专题合起来，具体内容标准为17项。即在知识性目标上以了解水平为主；在情感性目标上以经历（感受）水平为主；技能性目标体现在活动建议中，主要是参观、调查、资料收集、交流讨论、专题综述等。所以这样规定，是因为内容均属现代生物科技的前沿，已经很深了，宜实事求是、量力而行。活动建议部分，只能加强，不应削弱。因此，教学内容的设计思路，是在贯彻高中生物课程标准上述三方面的原则要求下，突出以下
2015----2016学年下学期高二生物教学计划 一、学情分析 生物虽然是理科学生的必考科目，但由于各方面的原因，在学习过程中大部分学生对本学科学习态度不端正，基础知识掌握不够、不牢，在新知识的教学过程中如果涉及到以往的知识内容，经常出现漠然的状态；跟不上老师的思路。不过，由于已经是高二下学期，离高考时间越来越近，加之又是会考，虽然在时间和精力的分配上最少，但多数学生对知识的求知欲有所增强；在课堂上能与老师互动，配合老师完成教学任务。 二、教材分析 本学期教学内容主要是生物选修3现代生物科技专题本模块的内容包括基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程五部分。 本模块以专题的形式着重介绍现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势与应用前景，以开拓学生视野，增强科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为进一步学习现代生物学奠定基础。由于本模块所涉及的领域属于高科技的内容,技术复杂且进展迅速,学生不可能在短时间内有深入的理解,因此在介绍各种生物技术时,更侧重技术的生物学原理. 关于各工程的具体操作技术则从简,不做重点,只让学生作一般性了解。 三、教学内容的设计思路和呈现方式 1.教学内容的设计思路 教学内容的设计思路的惟一依据是高中生物课程标准中本模块的具体内容标准和活动建议。其中有若干重要方面是必须遵循的。它们是：具体内容标准规定的学习目标（用行为动词表述）应予遵循。五个专题合起来，具体内容标准为17项。即在知识性目标上以了解水平为主；在情感性目标上以经历（感受）水平为主；技能性目标体现在活动建议中，主要是参观、调查、资料收集、交流讨论、专题综述等。所以这样规定，是因为内容均属现代生物科技的前沿，已经很深了，宜实事求是、量力而行。 教学内容的设计思路，是在贯彻高中生物课程标准上述三方面的原则要求下，突出以下各点： （1）确保教学内容的科学性 现代生物科技专题的内容，都是当前发展非常迅速的领域。作为教学内容，不易把握好分寸。为做到基本原理准确，实例可靠，技术方法相对全面，教师要不断进行资料的查阅和备课组的集体合作。 （2）斟酌教学内容的适用性 格局教学内容适用性的“度”，可以适当的增减或调整。 （3）体现教学内容的有序性 这里的有序性，主要指符合学生认知过程的有序性。由于教材以专题形式呈现，似不可能在各专题间寻求其系统和有序，主要体现于每一专题中各内容的安排符合学生的认知规律。 （4）创设学生主动参与学习的机会 尽可能的引发学生的学习兴趣，引导学生利用周末休息的时间对本模块的相关知识进行多反面的搜集和查阅，不希望本模块的学习变为教师讲解的单一
（1）了解 基因工程的基本概念。（2）基因操作的工具和基本操作程序。（3） 运用所学的DNA重组技术，模拟制作DNA重组模型。 （1）用类比的方法比较基因工程的三种基本工具及其作用。（2 ）通过模拟 制作充足DNA分子模型理解基因工程的原理 （1）通过对基本概念基本原理科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较判断推理分 析综合等思维能力具备能利用学到的生物知识评价和解决某些实际问题的能力。 基因操作的工具和基本程序及应用。 1 ?限制酶和运载体的作用。 2 ?提取目的基因的方法和目的基因导入受体 细胞的途径。3 ?基因工程的应用。 ［第一课时］:DNA重组技术的基本工具 一.复习导入新课 1.遗传的物质基础是什么？ 2 .生物体遗传的基本单位是什么？ 3 .为什么生物界的 各种生物间的性状有如此大的差别呢？4.生物的性状是怎样表达的？ 5 .各种生物的 性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有 某个特定的性状呢？6.各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？ 引导学生回答：生物体的不同性状是基因特异性表达的结果。 教师举例：1.青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素2.豆科植物的根瘤菌能 够固定空气中的氮气3 .人的胰岛B细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度教师提问：以上几种生物各有其特 定的性状，这些性状都是基因特异性表达的结果。 但是人类能不能改造基因呢？ 二、讲授新课 1.基因工程的概念：又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础 以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外 构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
章末综合测评(一) (时间：45分钟满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共60分) 1．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是( ) A．在大肠杆菌的质粒连接人生长激素的基因时，需用同一种限制性核酸内切酶 B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异不可以遗传 C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等 D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶 【解析】在大肠杆菌的质粒连接人生长激素的基因时，应用同一种限制性核酸内切酶切割，这样才能产生相同的粘性末端，A项正确；通过转基因技术让大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异，其原理是基因重组，是可遗传的变异，B项错误；质粒是小型的环状DNA 分子，其结构中没有尿嘧啶，C项错误；基因在转录时需要的酶是解旋酶和RNA聚合酶，D 项错误。 【答案】 A 2．下列实践活动包含基因工程技术的是( ) A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种 B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦 C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株 D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆 【解析】A项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重组；C项属于基因工程，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变。选C。 【答案】 C 3．下列有关基因工程操作工具——载体的叙述错误的是( ) A．质粒为常见的载体，不仅存在于细菌中，某些病毒也具有 B．作为基因工程的载体，标记基因不可或缺 C．目的基因插入载体时，有特定的插入位点 D．构建重组DNA分子时需DNA连接酶和限制性核酸内切酶等 【解析】病毒无细胞结构，没有质粒。 【答案】 A 4．利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测( ) A．是否有抗生素产生 B．是否有目的基因表达 C．是否有抗虫的性状出现
选修三 专题5 5.1 生态工程的基本原理 一、学习目标 1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。 3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。 二、教学建议 1.课时数：本节教学建议用2课时。 2.课时侧重点： 生态工程的基本原理。 3.教学策略 新课的引入可采取三种方法。一种方法是：充分地利用题图进行课堂讨论，思考这个电脑合成作品的寓意。认真阅读引言，分析“地球需要我们细心的呵护”的含义，从而引出主题。另一种方法是：教师利用自己收集的资料或课本中提供的信息，如利用第二节的“思考与探究”第1题的资料分析内容，讨论如何使受损环境修复，从而引出生态工程这一主题。第三种方法是：让学生说出当地生态环境中存在的问题，并提出解决这些问题的方法，再进一步引出生态工程的概念。 《科技探索之路──生态工程的兴起》，从人们的认识发展变化的角度写出了在可持续发展背景下提出的生态工程的含义。建议布置学生课外阅读，并搜集有关可持续发展观提出的背景资料，布置展板，进行学习交流。在课堂教学时，教师可利用查阅的资料，从可持续发展提出的背景入手，组织学生讨论教材中的漫画。还可以模拟历史上的关于“增长极限”的讨论，在课堂上举行小型辩论会。让学生自己归纳出为什么提出可持续发展和生态工程。可持续发展的最初定义来自《我们共同的未来》一书，中文翻译可能有些拗口，学生可以和原文对比学习，理解这一定义。此外，教师应该给学生推荐一些课外参考书。 《关注生态工程的建设》的教学，建议从资料分析中总结出建设生态工程的意义。可以用教材提供的两则资料分析讨论问题。一则是1998年长江发生的特大洪水灾害问题，首先，通过分析图“被洪水淹没的大地”，让学生感受环境问题的紧迫性，再通过搜集长江沿岸湖泊面积减少的资料和有关长江成为悬河的资料（最好是图片），引入对问题的分析讨论。课前（或课后）可布置学生搜集资料，了解最近几年来，我国采取了哪些治理措施防治洪灾，从而提出生态工程是恢复被破坏的生态环境的重要途径。另一则是分析目前我国农业上存在的一些环境污染的问题，对这一问题，可采取与上述同样的方法进行教学。通过对这两则资料的分析、讨论，让学生理解进行生态工程建设的必要性，理解通过生态工程实现“生态经济”和“循环经济”这一思路。另一种教学方式是教师或学生可搜集本地区的资料，从本地区发生的事件或其他热点实例入手，认识进行生态工程建设的必要性。 这部分教材着力阐述了可持续发展的实践中必须推行“生态经济”和“循环经济”这一思想，但没有给这两个词一个严格的定义，主要是因为学生从媒体中可以接触到这些词，从字面上也能够理解其含义。L.R.布朗的一段话，寓意深刻，希望教师能阅读一些有关的参考书，与学生共同交流对这段话的理解和认识。 生态系统的基本原理，包括生态学、系统学和工程学的原理。由于前四个原理的理论基础是必修模块中学习过的内容，建议在教学时，用案例引出对原理的学习，再利用原理分析讨论对案例问题的解决。例如，从植树造林中出现的不注意多样性的问题，引出对物种多样性原理的学习，在此基础上再阅读珊瑚礁生态系统的多样性特点，以此为鉴，鼓励学生为当地植树造林设计生态工程。物质循环再生原理引用的实例是我国古代“无废弃物农业”，
高二生物第二学期教学计划 一、教材分析 本学期教学内容主要是生物选修3现代生物科技专题本模块的内容包括基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程五部分。本模块以专题的形式着重介绍现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势与应用前景，以开拓学生视野，增强科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为进一步学习现代生物学奠定基础。由于本模块所涉及的领域属于高科技的内容,技术复杂且进展迅速,学生不可能在短时间内有深入的理解,因此在介绍各种生物技术时，更侧重技术的生物学原理。关于各工程的具体操作技术则从简，不做重点，只让学生作一般性了解。 二、教学方法及措施 教学方法以讲授、启发、探究、讨论、小组合作及引导为主，并根据实际情况指导学生练习撰写综述报告等。具体措施： （一）、备课 备课是上好课的基础，是保证教学质量的必要措施。备课应包括以下过程和内容：1.认真研读课标，把握难度要求。2.重视基本概念和原理的教学，把握好基础性，避免教学变成泛泛的科普介绍或资料的搜集和浏览活动。本模块教材中的一些重要的基本原理：基因工程的基本原理、植物组织培养的基本原理、胚胎工程的基本原理、单克隆抗体生产的基本原理生态工程的基本原理。3.重视图片和流程图的学习，多问学生为什么，加强理解和记忆。4.注重形成网络化和结构化的知识结构体系。 （二）、上课上好课是教学的中心环节，不仅要求具有渊博的知识，而且要掌握进行政治思想教育，传授知识和开发智力的教学艺术，促进学生全面发展。应做到： 1、教学目标明确，每节课要紧紧围绕目标进行。2、教学内容必须正确。要把基本概念、基本观点，正确无误地传授给学生。3、做到分清主次，突出重点，分散难点，抓住关键，详略得当，快慢适中。4、教学方法得当。对不同的
（生物科技行业）浙科版生物选修三生物科技专题学分考试(含答案)
选修3《现代生物科技专题》学分考 班级姓名学号 壹．个．正确选项 壹、选择题：每小题只有 ．． 1．以下说法正确的是（） A．所有的限制酶只能识别同壹种特定的核苷酸序列 B．质粒是基因工程中唯壹的载体 C．载体必须具备的条件之壹是：具有多个限制酶切点，以便和外源基因连接D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复 2．不．属于质粒被选为基因载体的理由是（） A．能复制B．有多个限制酶切点 C．具有标记基因D．它是环状DNA 3．依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不．正确的是（） A．切断a处的酶为限制性核酸内切酶 B．连接a处的酶为DNA连接酶 C．切断b处的酶为解旋酶 D．切断b处的酶为限制性核酸内切酶 4．1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，且获得表达，这是人类第壹次获得的转基因生物，此文中的表达是指该基因在大肠杆菌（） A．能进行DNA复制B．能进行转录和翻译
C．能控制合成抑制生长素释放因子D．能合成人的生长激素 5．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不．进行碱基互补配对的步骤是（） A．人工合成基因B．制备重组DNA分子 C．转化受体细胞D．目的基因的检测和表达 6．在烟草的叶片中含有大量的烟碱，当把烟草嫁接到番茄上时，烟草的叶就不含烟碱了。反之，嫁接到烟草上的番茄叶中却含有烟碱。这说明（） A．烟草根部能合成烟碱 B．烟草叶受番茄的影响，遗传性状发生改变 C．番茄叶受烟草的影响，遗传性状发生改变 D．只有依赖烟草根部吸收某种物质，烟草叶片才能合成烟碱 7．科学家常选用的细菌质粒往往带有壹个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（） A．提高受体细胞在自然环境中的耐热性B．有利于检测目的基因否导入受体细胞 C．增加质粒分子的相对分子质量D．便于和外源基因连接 8．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术，能够使人的糖蛋白基因得以表达的受体生物结构是（） A．大肠杆菌B．酵母菌C．T4噬菌体D．质粒DNA 9．随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正 ．．
《植物的克隆》第一课时教学设计 一、学习任务分析 “植物的克隆”选自高中生物选修三第二章“克隆技术”。主要内容包括克隆的定义及条件，植物细胞全能性及其表达、植物组织培养程序及应用、原生质体的制备、植物细胞工程以及多途径的植物克隆实践。“植物细胞全能性及其表达、植物组织培养”中部分内容与必修一中“细胞的全能性”部分内容重叠。该节内容可分为两课时进行学习，第一课时可学习克隆的定义及条件，植物组织培养程序及应用，同时在学习过程中对植物细胞的全能性及其表达进行回顾和补充。第二课时可对植物的体细胞杂交技术，多途径的植物克隆实践进行介绍并通过练习巩固第一课时的学习内容。 二、学习者分析 本节课的教学对象是高三（7）班的学生，该班的学生基础知识扎实，知识应用能力较强，大多数学生上课注意力集中。学生在此之前已经学习过细胞的全能性，同时也对植物组织培养技术有一定的认识。对于克隆的认识比较表面。因此，教师会在上课初始对克隆进行简单介绍，随后将对实现植物克隆的理论基础和技术基础进行重点介绍。在这个过程中，教师需要注意对学生已学习过的内容进行简单回顾和合理补充。 三、教学目标 （一）知识与技能目标 1.说明克隆的定义及本质。 2.简述植物细胞全能性的含义。 3.概述植物组织培养的程序。 4.简述植物体细胞杂交技术。 （二）过程与方法目标 尝试将细胞培养方式与植物体自然状态下的合子发育过程相联系。 （三）情感态度与价值观目标 认同基础理论研究对应用实践的重要影响。 四、教学重点与难点 教学重点：植物组织培养的程序。 教学难点：植物组织培养的程序。 五、教学方法 以教师介绍为主。 六、教学过程 （一）克隆的定义及条件（5min） 教师行为：教师带领学生回顾图1。教师提问，新生成的子代胡萝卜植株与亲代的胡萝卜植株的遗传物质是否相同？胡萝卜根细胞发育形成完整的植株的过程经历了什么细胞分裂方式？以此来推出，胡萝卜植株并没有经过两性细胞的结合，仅仅通过单个细胞发育而来，这样的过程即为无性繁殖，即为克隆。 学生行为：回答教师的问题。 教师行为：教师展示克隆的定义及本质。克隆的定义是：只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结合，只由一个模板分子、模板细胞或母体直接形成新一代分子、细胞或个体，就是无性繁殖，即克隆。其本质为亲子代的遗传物质保持不变，形状也同样保持不变。接着教师指出，克隆可分为三种水平上的克隆。通过分别对三种水平上的克隆的简单举例，加深学生对克隆的本质的理解。
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具 一、教材分析 《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。 二、教学目标 1．知识目标： （1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。 （2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．能力目标： 运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 三、教学重点和难点 1、教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2、教学难点 基因工程载体需要具备的条件。 四、学情分析 学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑。 检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师首先提问： （1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程） （2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？ （实质是基因工程的基本操作程序：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） 从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点）
选修三 专题1 1.2 基因工程的基本操作程序 一、学习目标 1.简述基因工程原理及基本操作程序。 2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。 二、教学建议 1.课时数：本节教学建议用1课时。 2.课时侧重点： （1）基因工程基本操作程序的四个步骤。 3.教学策略 本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。本节教学难点多，学生学习有一定的困难，因此建议采取化整为零、各个击破的教学策略。 （1）加强预习环节，先解决为什么要分四个步骤的问题，然后解决每一步骤的技术方法问题。 为了突破难点及培养自学能力，在上节课结束时，可布置学生预习本节内容。在上新课时，首先解决基因工程的基本操作程序为什么要分四个步骤，即分析每一步骤的必要性。 为什么要有“目的基因的获取”这一步？建议引导学生看本专题题图中基因工程的概念：“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重组和转基因等技术，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。”可以说这既是概念，也是原理。这里所说的“更符合人们需要”，就是目的，那么更符合人们需要的那个基因就是目的基因了。有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。 为什么要有“表达载体的构建”这一步？单独的DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的。课文中谈到构建表达载体的目的是为了使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能表达和发挥作用。 为什么要有“目的基因导入受体细胞”这一步？教材指出含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞，并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。 为什么要有“目的基因的检测与鉴定”这一步？这是因为目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、鉴定才能得知。 在解决上述为什么基因工程操作程序分四个步骤的基础上，进入每一程序的有关技术和方法的学习。 （2）加强教学媒体的运用，解决每一程序中的技术难点。 在各个操作程序中都有一些技术和方法层面上的难点不好理解，成为学生学习过程的拦路虎。形象化是解决这一难题的好办法。例如，在目的基因获取的常用方法中有“从基因文库中获得目的基因”的说法。尽管课文中运用了比喻的方法，但语言文字仍显抽象。教师应尽可能在教学中编制软件、绘制投影片或利用挂图来解决这一难点。让学生了解有了基因文库，就可随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。而有关PCR扩增技术，则可结合书中插图，明示出文字中概括出的变性、退火、延伸、多次重复等四个过程。 又如，在学习基因表达载体的构建方法时，可结合插图，说明插入必要的元件──目的基因、启动子、终止子和标记基因的位置及其作用。 再如，学习目的基因导入方法时，可借用目的基因导入植物细胞的方法──农杆菌转化法以及相关的图，讲清具体方法。攻破一点后，再扩展到其他导入方法。 （3）通过设计某一转基因生物，将基因工程的操作程序有机地串联起来。 本节学习的基因工程的基本操作程序和方法是对转基因植物、动物、微生物的概括。如果在本课将要结束时，做个练习，带领学生结合设计某一转基因生物的具体过程，可将基因工程操作程序有机地串起来，从而加深对这一程序的认识。例如，烟草是人类健康的“杀手”。如果让它生产出人类需要的药物蛋白，应如何操作？通过这一实例引导学生结合目的基因从何而来，表达载体如何构建，如何导入烟草，如何检测药物蛋白产生与否等问题加以设计。可加深学生对基因工程原理的理解。不同学生会有不同的方法，让学生通过相互比较，
2021人教版高中生物选修三《基因工程的应用》word 教案 教学建议 1.本节可将教材中提供的实例列表总结,给出具体的转基因生物,指导学生整理教材中提供的信息,填写出相应的目的基因及其来源,增强学生分析、处理信息的能力。 2.将“基因工程的概念与原理”与本节内容一起学习,加强学生对基因工程概念的明白得,通过一个又一个转基因生物实例,能更好明白得“DNA分子水平”“定向改造生物性状”“基因重组”等基因工程这一概念中的关键词。既能学好概念,反过来又能关心学习基因工程的实例。 3.教材中的一些难点,如关于乳腺生物反应器、工程菌、基因治疗等,可适当讲解。关于乳腺生物反应器,其差不多过程与其他转基因动物操作过程相同,不同之处可单独提出,如需要使用乳腺组织中特异表达的启动子。关于工程菌,可结合基因工程操作程序以及微生物生长和代谢的特点,说明用其生产药物的优越性。关于基因治疗,可结合教材中的具体实例归纳出大致治疗过程。 参考资料 基因治疗 1.基因治疗的定义 基因治疗狭义上指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。而广义上指把某些遗传物质转移到患者体内,使其在体内表达,最终达到治疗某种疾病的方法。 2.基因治疗的分类 (1)基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,立即缺陷基因的专门序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。另一类为基因增强和基因失活,是不去除专门基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些专门基因表达的目的。 (2)按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子、卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞基因治疗。 3.基因治疗的差不多步骤 (1)目的基因的转移:在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类:病毒方法和非病毒方法。基因转移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用作基因转移的载体。常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。转移的差不多过程是将目的基因重组到病毒基因组中,然后让重组病毒感染宿主细胞,以使目的基因能整合到宿主基因组内。非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。 (2)目的基因的表达:目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此,可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的操纵信号,使整合在宿主基因组中的新基因高效表达,产生所需的某种蛋白质。 几个重要概念 1.干扰素:是指动物或人体受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,几乎能抗击所有病毒引