高中生物选修三知识点填空总结
作者:ManBetX客户端网页版 发布时间:2021-08-06 02:24
本文摘要:专题 1 基因工程基因工程是指根据人们的愿望,举行严格的设计,并通过____________和________等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而缔造出更切合人们需要的新的生物类型和生物产物。由于基因工程是在________水平上举行设计和施工的,因此又叫做____________。科技探索之路 基础理论和技术的生长催生了基因工程。

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专题 1 基因工程基因工程是指根据人们的愿望,举行严格的设计,并通过____________和________等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而缔造出更切合人们需要的新的生物类型和生物产物。由于基因工程是在________水平上举行设计和施工的,因此又叫做____________。科技探索之路 基础理论和技术的生长催生了基因工程。

20 世纪中叶,基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年,艾弗里等人通过差别类型肺炎双球菌的转化实验,不仅证明晰______________________,还证明晰____________________________________________。●DNA 双螺旋结构和中心规则简直立1953 年,沃森和克里克建设了____________________模型。1958 年,梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_______________________。

随后不久确立的中心规则,解开了 DNA 复制、转录和翻译历程之谜,阐明晰遗传信息流动的偏向。●遗传密码的破译1963 年,尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。1966 年,霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。这些结果不仅使人们认识到,自然界中从微生物到人类共用一套________,而且为基因的分散和合成等提供了理论依据。

技术发现使基因工程的实施成为可能。●基因转移载体的发现1967 年,罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有________能力,并可以在________间转移,这一发现为基因转移找到了一种运载工具。●工具酶的发现1970 年,阿尔伯、内森斯,史女士在细菌中发现了第一个限制性内切酶(简称限制酶)后,20 世纪 70 年月初相继发现了多种限制酶和毗连酶,以及逆转录酶,这些发现为 DNA 的切割、毗连以及功效基因的获得缔造了条件。●DNA 合成和测序技术的发现自 1965 年,桑格发现氨基酸序列分析技术后,1977 年,科学家又发现了 DNA 序列分析的方法,为基因序列图的绘制提供了可能,之后,DNA 合成仪的问世又为____、____和________________的获得提供了利便。

●DNA 体外重组的实现1972 年伯格首先在体外举行了 DNA 革新的研究,乐成地构建了第一个体外重组 DNA 分子。重组 A DNA 表达 实 验的乐成1973 年,博耶和科恩选用仅含单一 EcoRI 酶切位点的载体质粒 pSC101,使之与非洲爪蟾核糖体卵白基因的 DNA 片段重组。重组的 DNA 转入大肠杆菌 DNA 中,转录出相应的 mRNA。这个实验证明晰①________________________,②___________________________,③________________________________________________。

至此,基因工程正式问世。第一例转基因动物问世1980 年,科学家首次通过______培育出世界上第一个转基因小鼠。1983 年,科学家又接纳____________法,培育出世界上第一例转基因烟草。今后,基因工程进入了迅速生长阶段。

R PCR 故术的发现基因工程问世后,1988 年由穆里斯发现的 PCR 技术,使基因工程技术获得了进一步生长和完善。1.1 A DNA 重组技术的基本工具我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉的培育,首先要在体外对含有____基因的 DNA 分子举行"切割"、革新、修饰和"拼接",然后,导入________细胞内,并使重组 DNA 在细胞中____。限制性核酸内切酶 —— " 分子手术刀 "切割 DNA 的工具是限制性核酸内切酶,又称________。

这类酶主要是从____生物中分散纯化出来的。它们能够识别双链DNA 分子的__________________,而且使每一条链中特定部位的__________之间的____________断开。大多数限制酶的识别序列由 6 个核苷酸组成,例如, Eco RI、 Sma I 限制酶识此外序列均为 6 个核苷酸,也有少数限制酶的识别序列由 4、5 或 8个核苷酸组成。

DNA 分子经限制酶切割发生的 DNA 片段末了通常有两种形式—____末了和____末了。当限制酶在它识别序列的____________将 DNA 的两条链划分切开时,发生的是黏性末了,而当限制酶在它识别序列的_____________处切开时,发生的则是平末了。

寻根问底:凭据你所掌握的知识,你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗?提示:原核生物容易受到自然界外源 DNA 的入侵。限制酶就是细菌的一种防御性工具,限制酶在原核生物中主要起到________________、使之失效,从而到达掩护自身的目的。

生物技术资料卡:限制酶的命名用生物____名的头一个字母与____名的头两个字母,组成了 3 个字母的略语,以此来表现这个酶是从哪个生物中分散出来的。例如,一种限制酶是从大肠杆菌( Escherichia coli )的 R 型菌株分散来的,就用字母________表现;如果它是从大肠杆菌 R 菌株中分散出来的第一个限制酶,则进一步表现成________。A DNA 毗连酶 —— " 分子缝合针 "将切下来的 DNA 片段拼接成新的 DNA 分子,是靠 DNA 毗连酶来完成的。凭据酶的泉源差别,可以将这些酶分为两类:一类是从________中分散获得的,称为 E·coli DNA 毗连酶;另一类是从________中分散出来的,称为 T 4 DNA 毗连酶。

这两类酶都是将双链 DNA 片段"缝合"起来,恢复被______切开的两个核苷酸之间的__________。E·coli DNA 毗连酶只能将双链DNA 片段互补的____末了之间毗连起来。而 T 4 DNA 毗连酶既可以"缝合"双链 DNA 片段互补的黏性末了,又可以"缝合"双链 DNA 片段的平末了,但毗连___末了之间的效率比力低。

寻根问底 :DNA 毗连酶与 DNA 聚合酶是一回事吗?为什么?提示:(1)DNA 聚合酶将____________加到已有的核酸片段的 3′末了的羟基上,形成磷酸二酯键;而 DNA 毗连酶是在____________之间形成磷酸二酯键。(2)DNA 聚合酶起作用时需要以一条 DNA 链为____;而 DNA 毗连酶是将 DNA 双链上的两个缺口同时毗连起来。

因此 DNA毗连酶不需要____。旁栏思考:想一想,具备什么条件才气充当"分子运输车"?提示:____________、_____________________、________________及对受体细胞无害等。基因进入受体细胞的载体 —— " 分子运 输车 "通常是使用____作为载体,将基因送入细胞中。

质粒是一种裸露的、结构简朴、独立于细菌拟核 DNA 之外,并具有____________能力的很小的双链____状 DNA 分子。质粒 DNA 分子上有一个至多个限制酶切割位点,供________________________________。携带外源 DNA 片段的质粒进入受体细胞后,在细胞中举行____________,或整合到__________上,随染色体 DNA 举行同步复制。

质 粒 DNA 分 子 上 有 特 殊 的 ____________ , 如 四 环 素 抗 性 基 因 、 氨 苄 青 霉 素 抗 性 基 因 等 标 记 基 因 , 供____________________________。在基因工程中使用的载体除质粒外,另有________________、________________等。在举行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上举行过________的。2.联系你已有的知识,想一想,为什么限制酶不剪切细菌自己的 DNA?提示:生物在恒久演化历程中,含有某种限制酶的细胞,其 DNA 分子中或者_______________________________,或者__________________________________,使限制酶不能将其切开。

这样,只管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的 DNA 被切断,而且可以防止________________。3.天然的 DNA 分子可以直接用做基因工程载体吗?提示:自然存在的质粒 DNA 分子并不完全具备作为运载体的条件,都要举行____________后才气用于基因工程操作。31.2 基因工程的基本操作法式求异思维:你能推测出由 mRNA 反转录形成 cDNA 的历程大致分为哪些步骤吗?提示:第一步,________酶以 RNA 为模板合成一条与 RNA 互补的 DNA 单链,形成 RNA-DNA 杂交分子。

第二步,核酸酶H 使 RNA-DNA 杂交分子中的 RNA 链____,使之酿成单链的 DNA。第三步,以单链 DNA 为模板,在____________的作用下合成另一条互补的 DNA 链,形成双链 DNA 分子。目的基因的获取获 取 目 的 基 因 是 实 施 基 因 工 程 的 第 一 步。

目 的 基 因 可 以 从 ____________________ 中 分 离 出 来 , 也 可 以____________________。目的基因主要是___________________的基因,例如,与生物抗逆性相关的基因、与优良品质相关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、与毒物降解相关的基因,以及与工业所需用酶相关的基因等,也可以是一些具有_______作用的因子。从基因文库中获取目的基因将含有某种生物差别基因的许多 DNA 片段,导入_____________中储存,各个受体菌划分含有这种生物的差别的基因,称为基因文库。基因文库就像一座图书馆,每一个基因就是一本书。

如果一座"图书馆"中包罗了一种生物____的基因,那么,我们就可以说这个基因文库很大,就像国家图书馆,这种基因文库叫做基因组文库。也有一些基因文库比力小,就像某个市或某个单元的图书馆,只包罗了一种生物的_______基因,这种基因文库叫做部门基因文库,如____________。怎样从基因文库中获得我们所需的目的基因呢?这还是一件比力庞大的事情,简朴地说就是凭据__________的有关信息,例如,凭据基因的__________、基因的______、基因在______上的位置、基因的__________mRNA,以及基因的__________卵白质等特性来获取目的基因。

►寻根问底:为什么要构建基因文库?直接从含目的基因的生物体内提取不行吗?提示:构建基因文库是获取目的基因的方法之一,并不是惟一的方式。如果所需要的目的基因序列已知,就可以通过PCR 方式从含有该基因的生物的 DNA 中,直接获得。也可以通过反转录,用 PCR 方式从 mRNA 中获得,纷歧定要构建基因文库。但如果所需要的目的基因的序列完全不知,或只知道目的基因序列的一段,或想从一种生物体内获得许多基因,或者想知道这种生物与另一种生物之间有几多基因差别,或者想知道一种生物在个体发育的差别阶段表达的基因有什么差别,或者想获得一种生物的全基因组序列,往往就需要构建基因文库。

生物技术资料卡 : 基因文库的构建将某种生物体内的 DNA 全部提取出来,选用适当的________,将 DNA 切成一定规模巨细的 DNA 片段,然后,将这些 DNA片段划分与______毗连起来,导入__________中储存,每个受体菌都含有了一段差别的 DNA 片段。也就是说,这个群体包罗了这种生物的所有基因,叫做这种生物的基因组文库。如果用某种生物发育的某个时期的________反转录发生的多种互补DNA (也叫_______)片段,与载体毗连后储存在一个受体菌群中,那么,这个受体菌群体就叫做这种生物的 cDNA 文库。

文库类型 cDNA 文库 基因组文库使用 PCR 技术扩增目的基因PCR 是____________________的缩写。PCR 是一项在生物体____复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。

通过这一技术,可以在短时间内大量_______目的基因。PCR 的原理和做法并不难,它是使用________________的原理,将基因的核苷酸序列不停地加以复制,使其数量呈指数方式增加。使用 PCR 技术扩增目的基因的前提,是____________________________________,以便凭据这一序列合成_______。扩增的历程是:目的基因 DNA____________后解链为单链,________与单链相应互补序列联合,然后在____________作用下举行延伸,如此重复循环多次。

由于延伸后获得的产物同样可以和引物联合,因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍,即成指数形式扩增(约为 2n ,其中 n 为扩增循环的次数)。上述历程可以在____________中自动完成。

此外,如果____________,________________ ,也可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接________。基因表达载体的构建基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步,也是基因工程的 焦点。其目的是_________________________________________________________________________________________。

因此,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有________、________以及____________等。启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段,位于基因的首端,它是______________________的部位,有了它才气驱动基因________________,最终获得所需要的卵白质。终止子相当于一盏红色信号灯,使 转录在所需要的地方停止下来。

终止子位于基因的尾端,也是一段有特殊结构的 DNA 短片段。标志基因的作用是为了______________________________________,如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。寻根问底:将生物的所有 DNA 直接导入受体细胞不是更简朴吗?如果这么做,效果会怎样?提示:有人接纳总 DNA 注射法举行遗传转化,即将一个生物中的总 DNA 提取出来,通过注射或花粉管通道法导入受体植物,没有举行表达载体的构建,这种方法针对性差,完全靠运气,也无法确定什么基因导入了受体植物。

此法现在争议颇多,严格来讲不算基因工程。将目的基因导入受体细胞目的基因进入受体细胞内,而且在受体细胞内维持稳定和表达的历程,称为________。

将目的基因导入植物细胞将目的基因导入植物细胞接纳最多的方法是______________。农杆菌是一种在土壤中生活的微生物,能在自然条件下熏染________植物和_______植物,而对大多数票据叶植物没有熏染能力。

当植物体受到损伤时,伤口处的细胞会排泄大量的_____化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的_______上的______可转移至受体细胞,而且整合到受体细胞_________上。凭据农杆菌的这种特点,如果将______插入到 Ti 质粒的 T-DNA 上,通过农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其插入到植物细胞中染色体的 DNA 上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。由于这种方法比力经济和有效,迄今为止,约 80%的转基因植物都是通过这种方法获得的。除此之外,另有基因枪法和花粉管通道法等。

基因枪法:基因枪法又称________法,是使用压缩气体发生的动力,将包裹在金属颗粒外貌的________打入受体细胞中,使目的基因与其整合并表达的方法。常用的金属颗粒有____粒子和____粒子。这是________植物中常用的一种基因转化方法,可是成本较高。

花粉管通道法 :这是 我国科学家独创的一种方法。在植物受粉后,花粉形成的________还未愈合前,剪去柱头,然后,滴加 DNA(含________), 使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。我国的转基因________就是用此种方法获得的,花粉管通道法是一种十分轻便经济的方法。将目的基因导入动物细胞基本的操作法式是:首先将____________________提纯,并使 DNA 浓度保持在 l~3 μm/mL;然后,从雌性动物体内取出卵(卵可以在____受精,也可以在____受精),接纳显微注射仪举行________;再将注射了目的基因的受精卵,经____________一段时间后,再移植到雌性动物的________或_______内,使其发育成为具有新性状的动物。

将目的基因导微生物细胞由于原核生物具有一些其他生物没有的特点:______、_________、______________等,因此,早期的基因工程操作都用原核生物作为受体细胞,其中以_______应用最为广泛。大肠杆菌细胞最常用的转化方法是:首先用____处置惩罚细胞,使细胞处于一种能__________________的生理状态,这种细胞称为______细胞。

第二步是将重组表达载体 DNA 分子溶于______中与感受态细胞混淆,在一定的温度下促进 感受 态 细 胞 吸 收 DNA 分 子 , 完 成 ____过 程。目的基因的检测与判定首先,要检测转基因生物的 DNA 上____________________,这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键。检测方法是接纳 DNA 分子杂交技术,即将转基因生物的______________提取出来,在含有目的基因的 DNA 片段上用________________等作标志,以此作为探针,使探针与基因组 DNA 杂交,如果显示出________,就讲明目的基因已插入染色体 DNA 中。

其次,还需要检测目的基因________________,这是检测目的基因是否发挥功效作用的第一步。检测方法同样是接纳________技术,与上述方法差别之处是从转基因生物中提取的是 mRNA,用________________作探针,与 mRNA 杂交,如果显示出杂交带,则讲明目的基因转录出了 mRNA。最后,检测目的基因是否翻译成卵白质。检测的方法与上述方法有所差别,是从转基因生物中提取卵白质,用相应的抗体举行____________杂交,若有______泛起,讲明目的基因已形成卵白质产物。

除了上述的分子检测外,有时还需要举行____________水平的判定。例如,一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后,是否赋予了植物抗虫或抗病特性,需要做________________实验,以确定是否具有抗性以及抗性的____。又如,有的基因工程产物需要与天然产物的功效举行________比力,以确定转基因产物的____________是否与天然产物相同。1.作为基因工程表达载体,只需含有目的基因就可以完成任务吗?为什么?答:不行以。

因为目的基因在表达载体中获得表达并发挥作用,还需要有其他控制元件,如启动子、终止子和标志基因等。必须构建上述元件的主要理由是:①生物之间举行基因交流,只有使用________________的启动子才气比力有利于基因的表达;②通过______文库获得的目的基因没有启动子,只将编码序列导入受体生物中无法转录;③目的基因是否导入受体生物中需要有____标志;④为了增强目的基因的表达水平,往往还要增加一些其他调控元件,如________等;⑤有时需要确定目的基因表达的产物存在于细胞的什么部位,往往要加上可以标识存在部位的基因(或做成目的基因与标识基因的融合基因),如____________基因等。

2.凭据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理,你能分析出农杆菌不能将目的基因导入票据叶植物的原因吗?若想将一个抗病基因导入票据叶植物,如小麦,从理论上说,你应该如何做?提示:双子叶植物对根瘤农杆菌敏感。裸子植物对该菌也敏感。近年来,也有报道该菌对票据叶植物也有侵染能力。根瘤农杆菌具有趋化性,即植物的受伤组织会发生一些糖类和____物质吸引根瘤农杆菌向受伤组织集中。

这些酚类物质通常不存在于______植物中,这也是票据叶植物不易被根瘤农杆菌侵染的原因。使用农杆菌侵染票据叶植物举行遗传转化时,是需要加上述____物质的,同时票据叶植物种类差别,农杆菌侵染举行遗传转化的效果也有很大差异。如果想将一个抗病毒基因转入小麦,也可以用农杆菌,但要注意两点:①要选择合适的农杆菌菌株,因为不是所有的农杆菌菌株都可以侵染票据叶植物;②要加趋化和诱导的物质,目的是使农杆菌向植物组织的受伤部位靠拢(趋化性)和激活农杆菌的 Vir 区(诱导)的基因,使 T-DNA 转移并插入到____________上。

3.使用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素,联系前面有关细胞器功效的知识,联合基因工程操作法式的基本思路,思考一下,若要生产人的糖卵白,可以用大肠杆菌吗?提示:有些卵白质肽链上有共价联合的糖链,这些糖链是在________和________上加工完成的,大肠杆菌不存在这两种细胞器,因此,在大肠杆菌中生产这种糖卵白是不行能的。4.β-珠卵白是动物血红卵白的重要组成身分。

当它的身分异常时,动物有可能患某种疾病,如镰刀形细胞贫血症。如果让你用基因工程的方法,使大肠杆菌生产出鼠的β-珠卵白,想一想,应如何举行设计?提示:基本操作如下:①从小鼠中克隆出β-珠卵白基因的编码序列(cDNA)。②将 cDNA 前接上在大肠杆菌中可以适用的__________,另外加上抗四环素的基因,构建成一个____________。

③将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中,然后在含有________的造就基上造就大肠杆菌。如果造就基上长出大肠杆菌________,则讲明β-珠卵白基因已进入其中。④造就进入了β-珠卵白基因的大肠杆菌,收集________,破碎后从中提取β-珠卵白。

拓展视野:历史不能忘记中国科学家对 PCR 的孝敬将 PCR 酿成真正成熟技术的"临门一脚",则是____国科学家钱嘉韵完成的,是她发现并分散了________________酶。钱嘉韵是我国台湾的科学家,她是第一个报道分散耐高温 DNA 聚合酶事情的。知识拓展1.基因工程载体的构建需要思量哪些方面的因素?原理何在?①基因的特点:如果一个来自动物的目的基因含有内含子,就不能用于转基因______,因为动物中内含子的剪接系统与植物的差别,植物不能将动物基因的内含子剪切掉,只能用该基因的______。

基因的产物如果是一个糖卵白,那么该基因在______生物细菌中表达出来的卵白就可能不具备天然状态下的活性,因为糖卵白上的糖链是在________和________上加上的,而细菌无这些细胞器。②要选择强启动子或组织特异性启动子。启动子有强有弱,选择强启动子可以增加______活性,使基因产物量增多。如果希望基因在生物的某个组织表达,如只在植物种子中表达,就要选择种子中________________的启动子。

③要有选择标志基因,如抗生素基因,以便选择出真正的转基因生物。2.什么是分子杂交技术的显示带?Southern 杂交──DNA 和 DNA 分子之间的杂交。

目的基因是否整合到受体生物的染色体 DNA 中,这在真核生物中是目的基因能否稳定存在和遗传的关键。基本做法是:第一步,将受体生物 DNA 提取出来,经由适当的酶切后,走琼脂糖凝胶电泳,将差别巨细的片段离开;第二步,将凝胶上的 DNA 片段转移到硝酸纤维素膜上;第三步,用标志了________________(或生物素)的目的 DNA 片段作为______与硝酸纤维素膜上的 DNA 举行________;第四步,将 X 光底片压在硝酸纤维素膜上,在暗处使底片________;第五步,将 X 光底片冲洗,如果在底片上泛起玄色条带,则讲明____________________________。Northern 杂交──DNA 和 RNA 分子之间的杂交。它是检测目的基因是否转录出 mRNA 的方法,详细做法与 Southern 杂交相同,只是第一步从受体植物中提取的是________而不是 DNA,杂交带的显现也与 Southern 杂交相同。

Western 杂交──卵白质分子(抗原—抗体)之间的杂交。它是检测目的基因是否表达出卵白质的一种方法。详细做法是:第一步,将目的基因在大肠杆菌中表达出卵白质;第二步,将表达出的卵白质注射动物举行免疫,发生相应的抗体,并提取出抗体(一抗);第三步,从转基因生物中提取卵白质,走凝胶电泳;第四步,将凝胶中的卵白转移到硝酸纤维素膜上;第五步,将抗体(一抗)与硝酸纤维素膜上的卵白杂交,这时抗体(一抗)与目的基因表达的卵白(抗原)会特异联合。由于这种抗原—抗体的联合显示不出条带,所以加入一种称为二抗的抗体,它可以与一抗联合,二抗抗体上带有特殊的________。

如果目的基因表达出了卵白质,则效果为阳性。1.3 基因工程的应用一、植物基因工程硕果累累植物基因工程技术主要用于提高农作物的________能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等),以及改良农作物的品质和使用植物生产药物等方面。1抗虫转基因植物对农业害虫的防治,大多是依靠化学农药。

大量使用化学农药不仅造成了严重的情况污染,损害了人类康健,而且大大增加了生产成本。因此,从某些生物中分散出具有杀虫活性的基因,将其导入作物中,使其具有抗虫性,已成为防治作物虫害的生长趋势。用于杀虫的基因主要是____________、________________、________________、________________等。例如,我国转基因抗虫棉就是转入______________培育出来的,它对棉铃虫具有较强的抗性。

Bt 毒卵白基因是从苏云金芽孢杆菌中分散出来的抗虫基因。当害虫食用含有转基因的植物时,Bt 基因编码的卵白质会进入害虫的肠道,在消化酶的作用下,卵白质能够降解成相对分子质量比力小的、有毒的多肽。多肽联合在肠上皮细胞的________________上,会导致细胞膜穿孔,细胞肿胀裂解,最后造成害虫死亡。

由于 Bt 毒卵白对哺乳动物无迫害作用,因而广泛用于抗虫转基因植物。卵白酶抑制剂基因广泛存在于植物中,它发生的________________可与害虫消化道中的卵白酶联合形成复合物,从而阻断或降低卵白酶的活性,使昆虫不能正常消化食物中的卵白质。

这种复合物还能剌激昆虫排泄过量的消化酶,引起害虫的厌食反映。淀粉酶抑制剂基因发生的________________可以抑制昆虫消化道中的淀粉酶活性,使害虫不能消化所摄取的淀粉,从而阻断害虫的能量泉源。

植物凝集素基因控制植物合成一种糖卵白,这种糖卵白可与昆虫肠道黏膜上的某种物质联合,从而影响害虫对营养物质的吸收和使用。2、 抗病转基因植物植物像人一样也会生病。

引起植物生病的微生物称为____________,主要有____、____和____等。抗病转基因植物所接纳的基因,使用最多的是________________和________________;抗真菌转基因植物中可使用的基因有________________和________________。

由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调治有关,现在科学家们正在使用一些可以调治细胞渗透压的基因,来提高农作物的_____________的能力,这在烟草等植物中已获得了比力显着的结果。科学家将鱼的__________基因导入烟草和番茄,使烟草和番茄的耐寒能力均有提高。此外,将____________基因导人大豆、玉米等作物,喷洒除草剂时,杀死田间杂草而不损伤农作物。

3、使用转基因改良植物的品质许多食品含有的营养身分并不平衡,例如,豆类食品中,含有蛋氨酸比力少,大米、玉米、小麦则含赖氨酸比力少。这些人体必须的氨基酸缺少后对人的康健倒霉。

科学家将____________________基因,导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量。番茄含有富厚的维生素,但不耐储存。我国科学家将控制番茄果实成熟的基因导入番茄,获得转基因延熟番茄。

我国科学家还乐成地将与植物________代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中,转基因矮牵牛出现出自然界没有的颜色变异,大大提高了花卉的鉴赏价值。二、 动物基因工程前景辽阔1、用于提高动物生长速度由于____________________的表达可以使转基因动物生长得更快,因此,科学家们将这类基因导入动物体内,以提高动物的生长速率。2、用于改善畜产物的品质例如,有些人食用牛奶后,对牛奶中的乳糖不能完全消化;也有些人食用牛奶后会泛起________、腹泻、恶心等不适症状。

为相识决这一问题,科学家将__________基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛排泄的乳汁中,乳糖的含量大大减低,而其他营养身分不受影响。3、用转基因动物生产药物最令人兴奋的是使用基因工程技术,还可以使哺乳动物自己酿成"批量生产药物的工厂"。科学家将________基因与________________的启动子等调控组件重组在一起,通过________等方法,导入哺乳动物的________中,然后,将受精卵送入母体内,使其生长发育成转基因动物。

转基因动物进入泌乳期后,可以通太过泌的乳汁来生产所需要的药品,因而称为________________或______________。4、用转基因动物作器官移植的供体猪的内脏结构、巨细、血管漫衍与人极为相似,而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物,是否可以用猪的器官来解决人类器官的泉源问题呢?实现这一目的的最浩劫题是____________。现在,科学家正试图使用基因工程方法对猪的器官举行革新,接纳的方法是将器官供体基因组导入某种调治因子,以抑制________基因的表达,或设法除去______________,再联合克隆技术,培育出没有免疫排挤反映的转基因克隆猪器官。5、 基因工程药物异军突起工程菌:通过基因工程的方法,使外源基因获得____________的菌类细胞株系一般称为"工程菌"。

滋扰素是动物某人体细胞受到病毒侵染后发生的一种________。由于滋扰素险些能反抗________引起的熏染,因此,它是一种抗病毒的特效药。6、基因治疗曙光初照基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的________发挥功效,从而到达治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段。

复合型免疫缺陷症是一种遗传疾病。一名患有严重复合型免疫缺陷症的女童由于________________缺失,造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶;而腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功效作用所必须的,因此,女童不能反抗病原微生物的威胁。研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的________细胞中,使淋巴细胞能够发生腺苷酸脱氨酶,然后,再将这种淋巴细胞转入患者体内。

半年后,在血液中检测出了____________________,女童体内发生的腺苷酸脱氨酶也越来越多,女童发生抗体的能力显著改善。大部门基因治疗的临床试验,都是先从病人体内获得某种细胞,例如 T 淋巴细胞,举行造就,然后,在体外完成基因转移,再筛选乐成转移的细胞扩增造就,最后重新输入患者体内。上述方法虽然操作庞大,但效果较为可靠,称为________________。

同时,科学家们又千方百计设计出越发轻便的基因治疗方法。直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法叫做________________。

值得提出的是,无论哪一种基因治疗,现在都处于初期的临床试验阶段。用于基因治疗的基因有三类。第一类是从康健人体上分散获得的________________,用以取代病变基因,或依靠其___________,来弥补病变基因带来的生理缺陷。

第二类是____________,即通过发生的________,与病变基因发生的 mRNA举行互补,来阻止________________的合成。第三类是编码可以杀死癌变细胞的卵白酶基因,又叫做________。7 、神奇的基因芯片基因芯片又叫做 DNA 芯片,寡核苷酸芯片,或 DNA 微阵列。

通过微加工技术,将数以万计、以致百万计的特定序列的 DNA 片段(基因探针),有纪律地排列牢固于 2cm 2 的硅片、玻片等支持物上,组成的一个二维 DNA 探针阵列,与盘算机的电子芯片十分相似,所以被称为基因芯片。基因芯片主要用于________事情。科学家让芯片上成千上万的______分子,与被检测的带有标志的基因样品,按________________原理举行杂交。

然后,通过荧光检测系统对芯片举行扫描,再使用盘算机系统,对每一探针上的荧光信号举行比力和检测,从而迅速得出所需要的信息。1.4 卵白质工程的崛起一、 卵白质工程崛起的缘由基因工程在原则上只能生产________________的卵白质,这些天然卵白质是生物在恒久进化历程中形成的,它们的结构和功效切合特定物种生存的需要,却纷歧定完全切合________________的需要。

例如,滋扰素是动物体内的一种卵白质,可以用于治疗_______的熏染和癌症,但在体外生存相当难题。如果将其分子上的一个半胱氨酸酿成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以生存半年。

二、 卵白质工程的基本原理卵白质工程的目的是凭据人们对卵白质________的特定需求,对卵白质的________举行分子设计。由于基因决议卵白质,因此,要对卵白质的结构举行设计革新,最终还必须通过________来完成。

天然卵白质合成的历程是根据中心规则举行的:基因 → 表达(转录和翻译)→ 形成氨基酸序列的多肽链 → 形成具有____________的卵白质 → 行使生物功效;而卵白质工程却与之相反,它的基本途径是:从预期的____________出发 → 设计预期的____________→ 推测应有的____________→ 找到相对应的________________序列(基因)。三、卵白质工程的观点卵白质工程:是指以卵白质分子的__________及其__________的关系作为基础,通过________或____________,对现有卵白质举行______,或__________________,以满足人类生产和生活的需求。

也就是说,卵白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的________________,是包罗多学科的综合科技工程领域。四、 卵白质工程的希望和前景卵白质工程是一项难度很大的工程,现在乐成的例子不多,主要是因为卵白质发挥功效必须依赖于正确的高级结构,这种高级结构十分庞大,而现在科学家对____________________的相识还很不够,要设计出越发切合人类需要的卵白质还需经由艰辛的探索。

我们相信,随着科学技术的深入生长,卵白质工程将会给人类带来更多的福音。旁栏思考题1.你知道人类卵白质组计划吗?它与卵白质工程有什么关系?我国科学家负担了什么任务?提示:人类卵白质组计划是继人类基因组计划之后,生命科学以致自然科学领域一项重大的科学命题。2001 年,国际人类卵白质组组织宣告建立。

之后,该组织正式提出启动了两项重大国际互助行动:一项是由中国科学家牵头执行的"_________________计划";另一项是以美国科学家牵头执行的"人类血浆卵白质组计划",由此拉开了人类卵白质组计划的帷幕。2.对天然卵白质举行革新,你认为应该直接对卵白质分子举行操作,还是通过对基因的操作来实现?答:毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然卵白质革新,主要原因如下:①任何一种天然卵白质都是由基因编码的,革新了基因即对卵白质举行了革新,而且革新过的基因可以____下去。如果对卵白质直接革新,纵然革新乐成,被革新过的卵白质分子是无法____的。②对基因举行革新比对卵白质直接革新要____________________得多。

专题2细胞工程2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物的花瓣属于________的组织,使用它来培育出新的植株,首先要通过细胞的________历程,造就出________,然后再从愈伤组织分化形成小植株。这里所说的细胞脱分化就是让已经分化的细胞,经由诱导后,失去其特有的______和______而转酿成________细胞的历程。

在植物中,一些分化的细胞,经由______的诱导,可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞,进而形成植物的愈伤组织。愈伤组织在一定的造就条件下,又可以________出幼根和芽,形成完整的小植株。为什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株呢? 我们知道,具有____________________的任何一个细胞, 都具有发育成完整生物体的______,也就是说,每个生物细胞都具有全能性的特点。

因此,在理论上,生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力。可是,在生物的________历程中,细胞并不会体现出全能性,而是______成种种组织和器官。

这是因为在特定的____和____条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出种种卵白质,从而组成生物体的差别组织和器官。植物组织造就技术实验:胡萝卜的组织造就实验原理:植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性,在一定的营养和激素等条件下, 可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有差别____身分的造就基上,就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽,进而发育成完整的小植株。

植物组织造就的全历程,证明晰________________________________________________________。方法步骤1.将胡萝卜根用自来水充实洗净,削去外皮,并切成段(约 10cm)。用酒精棉球擦手消毒。

2.在超净事情台(或接种箱)上将胡萝卜段用________溶液消毒 30 s 后,立刻用无菌水清洗 2 — 3 次, 再用____________溶液处置惩罚 30 min 后,立刻用无菌水清洗 2~3 次。3.用________的滤纸吸去胡萝卜段外貌的水分。然后,在消毒瓷砖上,用无菌的剖解刀将胡萝卜段切成 1 cm 厚的横切片,再选取有形成层的部位,切取 1 cm 左右的小块。

4.将胡萝卜组织块接种到造就基上,用锡箔纸封盖瓶口,并用橡皮筋扎紧。然后,在造就瓶上贴上标签,写明质料名称、接种日期和小组编号。5.将接种后的胡萝卜组织块,放在 23~26℃恒温_______条件下造就。4d 后,检查造就质料的污染情况;14d 后,视察愈伤组织的生长状况。

然后,在恒温箱中继续避光造就。在造就历程中,注意定期视察和记载愈伤组织的生长情况。6.造就一段时间后,将生长良好的愈伤组织转接到________造就基上,造就一段时间后,胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出试管苗。

然后将试管苗移栽到大田,造就成正常植株。讨论1.在组织造就实验中,为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作?提示:植物组织造就中用到的造就基含有富厚的营养身分,有利于造就物的生长,然而种种____同样也可以在上面迅速生长,所以植物组织造就历程中____现象经常发生。造就基一旦被污染,迅速生长的种种杂菌不光会和造就物争夺____,而且这些杂菌生长的历程中会生成大量对造就物____的物质,导致造就物迅速死亡。

造成造就基污染的因素有许多,一般包罗:外植体带菌、造就瓶和种种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织造就实验中用到的种种器械都要举行彻底地____,实验人员操作一定要规范,制止带入杂菌。2.在本实验中,切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部门,原因是这部门容易诱导形成愈伤组织。请思考一下,胡萝卜的其他部门(如茎、叶、花),是否也能造就成小植株?提示:能,只是诱导愈伤组织比力____。

3.请凭据上面的实验历程,归纳综合出植物组织造就技术的流程简图。造就基的组成:固体造就基大多数都是由__________、__________、______、______四部门组成。通过上面的实验,我们可以总结出:植物组织造就就是在____和人工控制条件下,将____的植物器官、组织、细胞,造就在人工配制的造就基上,给予适宜的造就条件,诱导其发生________、____,最终形成完整的植株。

植物体细胞杂交技术科学家实验将番茄和马铃薯杂交,试图培育出一种地上长番茄、地下结马铃薯的"超级作物"。可是,差别的两种生物之间,存在着天然的________,用传统的有性杂交方法不行能获得二者的杂种子女。经由恒久的实验,科学家们接纳体细胞杂交的方法,终于获得了 "番茄—马铃薯"杂种植株。

在举行体细胞杂交之前,必须先使用________和________去除这层细胞壁,获得具有活力的________。杂交历程中的另一个关键环节,是原生质体间的融合。举行原生质体间的融合,必须要借助一定的技术手段举行人工诱导。

人工诱导的方法基本可以分为两大类—物理法和化学法。物理法包罗____、____、____等;化学法一般是用________(PEG) 作为诱导剂来诱导细胞融合。

植物体细胞杂交就是将差别种的植物体细胞,在一定条件下融合成________,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。虽然科学家们历尽艰辛,终于实现了两个物种间的杂交,惋惜这株同时具有两个物种遗传物质的超级植物,并没有如科学家所想像的那样,地上长番茄、 地下结马铃薯。只管如此,这项研究还是在____________________________上,取得了庞大的突破。思考与探究1.为什么"番茄—马铃薯"超级杂种植株没有如科学家所想像的那样,地上长番茄、地下结马铃薯?提示:生物基因的表达不是____的,它们之间是相互____、相互____的,所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达受到相互滋扰,不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样____表达,杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。

2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫,说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活,请探讨:动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗?如果理论上可行,请设计出详细实验方案。提示:凭据眼虫的特点,动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。详细的实验方案可以设计如下:第 2 节 植物细胞工程的实际应用一、 植物繁殖的新途径1 、 微型繁殖植物组织造就技术不仅可以保持优良品种的________,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,因此人们形象地把用于快速繁殖优良品种的植物组织造就技术,叫做植物的________技术,也叫________技术。

2 、 作物脱毒马铃薯和草莓都是____繁殖的作物,它们熏染的____很容易流传给子女。病毒在作物体内逐年积累,就会导致作物产量降低,品质变差。科学家们发现植物________四周(如茎尖)的病毒少少,甚至无病毒。

因此,切取一定巨细的茎尖举行________,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得________。3 、神奇的人工种子农业、林业生产离不开种子,但不少树木需要生长数年后才气结出种子;一些作物优良杂种的子女也会因发生________而丧失其优良特性。另外,通例种子的生产还会受到季节、气候和地域的限制,而且需要占用大量的土地来实现制种。

人工种子:就是以植物组织造就获得的________ 、________ 、____和____等为质料,经由人工薄膜包装获得的种子。人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。胚状体:是指在组织造就历程中,在植物组织块或愈伤组织上发生的一种结构,它与正常受精卵发育形成的 胚有类似的结构和发育历程。

其差别的发育阶段,也可以用正常胚发育中各个时期的术语来形貌,如原胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚等。思考1、为了促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入哪些物质?分析:可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调治剂。二、 作物新品种的培育单倍体育种 :通例选育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种,一般要经由 5—6 年的一连筛选。

而单倍体育种则是通过花药造就获得____________,____________后当年便可获得________的优良品种,这样就极大地缩短了________,节约了大量的人力物力。单倍体育种已成为作物育种的一条新途径。突变体的使用:在植物的组织造就历程中,由于造就细胞一直处于不停的____状态,因此容易受到造就条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生____。

从这些发生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。体细胞诱变育种:在作物育种中,可以对植物的________举行化学或物理的诱变处置惩罚,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株。从这些植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体,就可以培育成新品种。

三、 细胞产物的工厂化生产组织造就技术除了在农业上的应用外,还广泛应用于另一个重要的领域,即细胞产物的工厂化生产。这些细胞产物包罗卵白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。视野拓展:植物生长调治剂在组织造就中的神奇作用造就基中常用的植物生长调治剂一般可以分为生长素类、细胞破裂素类和赤霉素类。

此外, 脱落酸(ABA)和多效唑也可以用于植物的组织造就。生长素类:在组织造就中,生长素用于诱导细胞的________和____的分化。

常用的生长素有 IAA(吲哚乙酸)、IBA(吲哚-3-丁酸)、NAA(萘乙酸)和 2,4—D (2,4—二氯苯氧乙酸)。其中 IBA 和 NAA 广泛用于诱导分化生长物的____,并能与细胞破裂素相互作而促进茎的增殖。2,4-D 常用于植物愈伤组织的诱导和生长,但它趋向于抑制植物形态的发生,所以在分化造就基中很少使用。细胞破裂素类:在造就基中细胞破裂素的王要作用是促进组织细胞的____或从愈伤组织和器官上分化出________。

比力常用的细胞破裂素有 6-BA (6-苄基腺嘌呤)、KT(激动素、呋喃氨基嘌呤)和玉米素。其中 6-BA 一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽,而 KT 的作用主要是刺激造就物的细胞加速破裂,加速造就物的生长速度。赤霉素类:赤霉素类植物生长调治剂的主要作用是刺激造就细胞的____,所以在组织造就中一般使用赤霉素来刺激分化的丛芽或小植株快速____。赤霉素在高温下极易____,一般是在____除菌后再加入到已经________的造就基中。

生长素与细胞破裂素的协同调控作用在组织造就中很是重要,人们常把它们称为"激素杠杆"。例如,当生长素与细胞破裂素的比例适中,且生长素含量高于细胞破裂素时,主要诱导植物组织________和________的形成;而当细胞破裂素的效应高于生长素时,则主要诱导植物组织________和________的形成。

另外,植物生长调治剂在造就基中的用量要思量组织____激素的含量。2.2 动物细胞工程动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞造就、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等,其中________________技术是其他动物细胞工程技术的基础。2.2.1 动物细胞造就和核移植技术动物细胞造就就是从动物机体中取出相关的组织,将它疏散成________,然后,放在适宜的造就基中,让这些细胞____和____。

动物细胞造就的历程成块的组织中细胞与细胞靠在一起,相互限制了细胞的____和____,因此,举行细胞造就时,首先将组织疏散成许多单个细胞。方法是从康健动物体内取出组织块,剪碎,用________或____________处置惩罚一段时间,这样组织就会疏散成单个细胞。然后,用造就液将疏散的细胞稀释制成细胞悬液,再将细胞悬液放入造就瓶内,置于适宜情况中造就。

悬液中疏散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为________。造就贴附性细胞时,细胞要能够贴附于底物上才气________,这就要求造就瓶或造就皿的内外貌平滑、无毒,易于贴附。以后,细胞举行有丝破裂,数量不停增多,当贴壁细胞破裂生长到____________时,细胞就会停止破裂增殖,这种现象称为细胞的________。人们通常将____________________________称为原代造就。

________的细胞需要重新用胰卵白酶等处置惩罚,然后分瓶继续造就,让细胞继续增殖。这样的造就历程通常被称为_______。传代造就的细胞一般传至 10 代后就不易传下去了。一般来说,细胞在传至 10~50 代左右时,增殖会逐渐缓慢,以至于完全停止,这时部门细胞的____________可能会发生变化。

当继续传代造就时,少部门细胞会克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,这些细胞已经发生了____,正在朝着等同于癌细胞的偏向生长。现在使用的或冷冻生存的正常细胞通常为____代以内,以保持细胞正常的____________。寻根问底:胰卵白酶真的不会把细胞消化掉吗?提示:胰卵白酶除了可以消化细胞间的卵白外,长时间的作用也会消化________卵白,对细胞有损伤作用,因此必须控制好胰卵白酶的消化____。

旁栏问题:举行动物细胞传代造就时用胰卵白酶疏散细胞,说明细胞间的物质主要是什么身分?用胃卵白酶行吗?提示:用胰卵白酶疏散细胞,说明细胞间的物质主要是________。多数动物细胞造就的适宜 pH 为 7.2~7.4,胃卵白酶在此情况中没有活性,而胰卵白酶在此情况中活性较高。小知识:1957 年,科学家接纳胰卵白酶消化处置惩罚和应用液体造就基的方法,获得单层细胞造就。单层造就法的泛起,对细胞造就的生长起了很大的推行动用。

今后单层细胞造就成为细胞造就普遍应用的技术。动物细胞造就的条件____________ 的情况 :首先应保证被造就的细胞处于无菌、无毒的情况,即对造就液和所有造就用具举行 无菌处置惩罚。

通常还要在细胞造就液中添加一定量的________,以防造就历程中的污染。此外,应_______________,以便清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养 :细胞体外造就所需营养物质与体内基底细同,例如,需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的造就基,称为____造就基。

由于_____________________________________________,因此,在使用合成造就基时,通常需加入____、____等一些天然身分。温度和 pH :细胞体外造就的适宜温度一般与动物的体温相近,哺乳动物多以 36.5± 0.5℃为宜。

多数细胞生存的适宜pH 为 7.2~7.4。气体情况 :细胞造就所需气体主要有 O 2 和 CO 2 ,O 2 是细胞代谢所必须的,CO 2 的主要作用是____________________。举行细胞造就时,通常接纳造就皿或松盖造就瓶,将其置于______________________________的混淆气体的造就箱中举行造就。

小知识:在科学研究中,有时需要明确界定造就液的身分,而血清中由于含有许多未知身分,会对研究效果有所影响,因此,在举行细胞造就时,也可接纳无血清造就。无血清造就基是在基本造就基中添加一些已知的_____________________的物质。

动物细胞造就技术的应用许多有重要价值的____________,如病毒疫苗、滋扰素、单克隆抗体等,都可以借助动物细胞的大规模造就来生产。动物细胞是基因工程技术中常用的_____细胞,因此,基因工程也离不开动物细胞的造就。

造就的动物细胞还可以用于检测有毒物质,判断某种物质的_______。科学家造就正常或种种病变的细胞,用于生理、病理、药理等方面的研究,如用于筛选抗癌药物等,为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。动物体细胞核移植技术和克隆动物高度分化的植物组织仍保持着全能性,但动物细胞与植物细胞差别,动物细胞的全能性会随着动物细胞________的提高而逐渐受到限制,分化潜能逐渐变弱。因此,现在还不能用类似植物组织造就的方法获得完整的动物个体,用动物体细胞克隆的动物,实际是通过________来实现的。

动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个_________________________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。用核移植的方法获得的动物称为________。哺乳动物核移植可以分为________核移植和________核移植。

由于动物胚胎细胞___________,恢复其全能性相对容易,而动物体细胞____________,恢复其全能性十分难题,因此,动物体细胞核移植的难度也就显着______胚胎细胞核移植。体细胞核移植的历程下面以克隆高产奶牛为例,来说明体细胞核移植的大致历程。

①从供体高产奶牛身体的某部位取体细胞,造就供体细胞(动物细胞造就);②从卵巢中收罗卵母细胞,造就到________________________期;③通过________去除卵母细胞的核。由于 MII 期卵母细胞核的位置靠近第一极体,用微型吸管可一并吸出___________________;④将供体细胞注入到卵母细胞外的________位置;⑤通过________使________膜和________膜融合,供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎;⑥用物理(如________)或化学方法(如钙离子载体)激活受体细胞,使其完成____和____历程。⑦早期胚胎造就、胚胎移植。

讨论 :1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前,为什么必须先去掉受体卵母细胞的核?提示:为使核移植的胚胎或动物的________全部来自________________的动物提供的体细胞。2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代 10 代以内的细胞,想一想,这是为什么?提示: 10 代以内的细胞一般能保持正常的____________。

3.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物,是对体细胞供体动物举行了 100%的复制吗?为什么?提示:克隆动物绝大部门 DNA 来自于_________,但其核外另有少量的 DNA,即______中的 DNA 是来自于受体卵母细胞。所以,用课本中所述的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。

此外,即便动物的遗传基础完全相同,但动物的一些行为、习性的形成与________有很大关系,核供体动物生活的情况与克隆动物所生活的情况不会完全相同,其形成的行为、习性也不行能和核供体动物完全相同,从这一角度看,克隆动物不会是核供体动物 100%的复制。生物技术资料卡:现在核移植技术中普遍使用的去核方法是____________法。另有人接纳其他方法,如________、________________、化学物质处置惩罚等。

这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下,去除细胞核或使卵细胞核DNA____,从而到达____的目的。拓展视野 : 核移植技术生长简史早在 1938 年就有人提出核移植技术,但将它作为研究细胞分化的一种方法,却仅限于两栖类动物。

早期的试验效果显示,受精卵最初频频破裂的细胞具有全能性;当胚胎进一步分化时,细胞就丧失了全能性,这时如果去掉胚胎的部门细胞,胚胎就不能发育为一个完整的个体。1952 年,美国学者布里格斯和金将豹蛙囊胚细胞的核移植到去核卵中,获得了能够发育的胚胎。他们革新了核移植技术后,在正常破裂的卵中有 80%可以发育成幼蛙。这些研究效果讲明,细胞的全能性虽然随着____________的提高而逐渐受到限制,但细胞核仍含有保持该物种遗传性的________,也就是说________________________仍保持有全能性。

20 世纪 70 年月,我国科学家运用核移植技术,将鲤鱼囊胚细胞的细胞核,移植到已去核的鲫鱼未受精卵中,造就出鲤鲫移核鱼,这样的鱼兼有鲫鱼和鲤鱼的特点而且具有正常的生殖能力。20 世纪 80 年月,哺乳动物的核移植研究有了很大的希望。1981 年,瑞士学者伊尔曼斯和霍普将小鼠胚胎的细胞核注入去核的受精卵中,获得了胚胎细胞核移植的小鼠。

以后,人们用体内或体外成熟的________取代了受精卵作为受体细胞,相继获得了胚胎细胞核移植的种种动物,如绵羊、牛、小鼠、兔、猪等。但体细胞核移技术一直未能乐成。

直到 1997 年英国学者韦尔穆特等宣布用成年绵羊乳腺细胞获得________核移植子女,才获得了突破性的希望,这就是惊动世界的绵羊多利。多利的降生说明成年动物的体细胞核移植技术获得了乐成。在以后的几年中,种种体细胞克隆动物,如小鼠、牛、山羊、猪以及种种转基因克隆动物也相继问世。

2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合动物细胞融合也称________,是指两个或多个动物细胞联合形成一个细胞的历程,融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的________细胞,称为杂交细胞。动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法也类似,常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、____________、电激等。

细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限,使________成为可能。至今种间、属间、科间,甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得了乐成。

使用细胞融合技术而生长起来的杂交瘤技术,为制造____________开发了新途径。生物技术资料卡:灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒外貌含有的糖卵白和一些酶能够与细胞膜上的糖卵白发生作用使细胞相互凝聚,细胞膜上的卵白质分子和脂质分子________,细胞膜打开,细胞发生融合。灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去________能力,可是并不破坏这些病原体的________结构。

单克隆抗体恒久以来,人们为了获得抗体,接纳的方法是向动物体内重复注射________,使动物发生抗体,然后,从动物____中分散所需抗体。这种方法不仅________________,而且制备的抗体________差。动物在免疫反映的历程中,体内发生的特异性抗体种类可多达百万种以上,可是每一个 B 淋巴细胞只排泄________________。因此,要想获得大量的单一抗体,必须克隆单一的 B 淋巴细胞,形成细胞群。

遗憾的是,在体外造就条件下,一个 B 淋巴细胞是不行能________的,怎样解决这一问题呢?单克隆抗体的制备用羊的红细胞对小鼠举行注射,使小鼠发生免疫反映,从发生免疫反映小鼠的____细胞中,他们获得了____________的抗体,这说明在小鼠的脾细胞中形成了相应的________细胞。他们又设法将鼠的________细胞与脾细胞中发生的 B 淋巴细胞融合,再用特定的______造就基举行筛选。在该造就基上,____________细胞和________________的细胞都市死亡,只有融合的杂种细胞才气生长。

这种杂种细胞的特点是既能____________,又能____________。对上述经选择性造就的杂交瘤细胞,还需举行____________和____________,经多次筛选,就可获得足够数量的能排泄所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模造就,或注射到_______内增殖,这样,从______或______中,就可以提取出大量的单克隆抗体了。单克隆抗体的应用单克隆杭体最主要的优点在于它的________、________,________________。

①作为诊断试剂由于单克隆抗体纯度高、特异性强,所以能准确地识别种种____物质的细微差异,并跟一定抗原发生____________,因此,单克隆抗体在诊断的应用上,具有准确、高效、浅易、快速的优点。例如,在受精后不久,胎盘滋养层细胞就会排泄人绒毛膜促性腺激素(HCG),在孕妇的尿液中大量存在,而在非妊娠妇女尿液中险些不含有。

"早早孕诊断试剂盒",敏捷度很高,在妊娠的第8天就可以做出诊断,其起焦点作用的物质是_____________。15②用于疾病检测甲胎卵白(AFP)是一种特异性较强的肿瘤标志物,用甲胎卵白作为____免疫小鼠,制备________________,并与含有放射性同位素的标志物毗连,单克隆抗体携带放射性标志物通过血液可到达全身险些所有组织。由于肿瘤细胞外貌的____会和单克隆抗体特异性的联合,所以放射性同位素标志物就不停积累在____上。

通过一定的显影技术就可以发现肿瘤所在。③用于治疗疾病和运载药物如果把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或细胞毒素相联合,制成"________",注入体内,借助单克隆抗体的____作用,能将药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞。专题 3 3 胚胎工程胚胎工程是指对动物________或____所举行的多种显微操作和处置惩罚技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎支解、胚胎干细胞造就等技术。

经由处置惩罚后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产子女,以满足人类的种种需求。1890 年,英国剑桥大学的生物学家将纯种安哥拉兔的两个 4 细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内,乐成地产下两只纯种安哥拉子兔。这个实验首次证实____________________________________________。

3.1 体内受精和早期胚胎发育精子的发生哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的。雄性动物从________(相当于人的青春期)开始,直到生殖性能衰退,在睾丸的________内不停举行着生殖细胞的增殖,源源不停地发生精子。

种种家畜精子发生的历程大要可以分为三个阶段。第一阶段,位于曲细精管管壁的精原细胞举行数次________,发生大量的精原细胞,其中部门精原细胞经由染色体复制和其他物质的合成,进一步形成低级精母细胞。第二阶段,低级精母细胞一连举行两次破裂(即减数破裂,包罗 MⅠ和 MⅡ);第一次破裂发生两个____________,每个次级精母细胞再破裂一次发生两个含___倍染色体的_______。第三阶段,圆形的精子细胞经由变形,其中的细胞核变为________________,高尔基体发育为____________,中心体演变为________,线粒体聚集在尾的基部形成________。

同时,细胞内的其他物质浓缩为球状,叫做原生质滴,随精子的成熟历程向后移动,直到最后脱落。对于多数家畜来说,精子在睾丸内形成的时间为两个月左右。

卵子的发生卵子的发生是在雌性动物的卵巢内完成的。动物的胚胎在________以后,雌性胎儿卵巢内的卵原细胞,就通过________的方式不停增加其数量,并进一步演变为低级卵母细胞,这时,它被______细胞困绕,形成______。低级卵母细胞需经由减数破裂才气变为成熟的卵子。

减数第一次破裂是在雌性动物________完成的,其效果发生一个次级卵母细胞和第一极体,进入________,准备与精子受精。减数第二次破裂是在____________的历程中完成的,次级卵母细胞经破裂发生一个成熟的卵子和第二极体。当在________________________________________时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志。哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储蓄,是在出生前(即____时期)完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别。

1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子?答:正常情况下,一个卵泡只能形成 一个成熟的卵子。2.排卵是指卵子从卵泡中排挤,还是指卵泡从卵巢中排挤?答:是指________________。

3.刚排挤的卵是成熟的卵子吗?它在母体的什么部位与精子受精?答:刚排挤的卵子尚未完全成熟,仅完成第一次减数破裂,需要在________内进一步成熟,直到________________期才气与精子联合完成受精历程。排挤的卵子是在输卵管内与精子受精的。受精受精是精子与卵子联合形成合子(即受精卵)的历程。

它包罗受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下,受精是在雌性的________内完成的。

准备阶段 1 — 精子获能刚刚排挤的精子,不能立刻与卵子受精,必须在______________发生相应的生理变化后,才气获得受精能力。1951 年,张明觉和奥斯汀发现了这一生理现象,并把它称为"________"。

这一发现加速了科学家对精子获能机理的研究,而且找到了使精子在体外获能的物质,实现了种种哺乳动物精子在体外条件下的获能。准备阶段2 — 卵子的准备卵子一般在排挤后 2 一 3h 才气被精子穿入。一些实验证据讲明,卵子在受精前也要履历类似精子获能的历程。

动物排挤的卵子成熟水平差别,有的可能是低级卵母细胞,如________等,有的可能是次级卵母细胞,如________等。但它们都要在输卵管内进一步成熟,当到达________________________期时,才具备与精子受精的能力。受精阶段哺乳动物的受精历程主要包罗:________________,____________,________________________。获能后的精子与卵子相遇时,首先发生________,使顶体内的酶释放出来。

放射冠是困绕在卵子透明带外而的卵丘细胞群,精子所释放的顶体酶可直接溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通路。穿过放射冠的精子立刻与________接触,顶体酶随后将透明带溶出一条孔道,精子借自身运动穿越透明带,并接触卵细胞膜。在精子触及卵细胞膜的瞬间,会发生阻止厥后的精子进入透明带的生理反映,这个反映称做____________,它是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。

只有穿过透明带的精子才气与卵细胞膜接触。由于卵细胞膜外貌有大量的微绒毛,当精子与卵细胞膜接触时,立刻被微绒毛抱合,随后,精子外膜和卵细胞膜相互融合,精子入卵。精子入卵后,卵细胞膜会立刻发生一种生理反映,拒绝其他精子再进人卵内,这种生理反映称做____________。这是防止多精入卵受精的第二道屏障。

精子入卵后的另一个变化,是尾部脱离,而且原有的核膜破裂;随后,精子形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子核还大的核,叫做________。与此同时,精子入卵后被激活的卵子完成____________,排挤第二极体后,形成________,雌原核一般略小于雄原核。雄、雌原核充实发育后,相向移动,相互接触,二者体积缩小、合并,两组核染色体合为一组,形成一个含 二倍染色体的合子,也就是受精卵。

受精历程至此竣事,受精卵的发育也由此开始。小知识:多数哺乳动物的第一极体不举行减数第二次破裂形成两个第二极体。

胚胎发育合子形成后即在________内举行________破裂,开始发育。胚胎发育的早期有一段时间是在________内举行的,这一时期称为卵裂期。其特点是:细胞破裂方式为有丝破裂,细胞的数量不停增加,但胚胎的总体积____________________。凭据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段。

桑椹胚:当胚胎细胞数目到达____个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,叫做桑椹胚。实验证实,这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于____细胞。囊胚:桑椹胚进一步发育,细胞开始泛起____。聚集在胚胎一端,个体较大的细胞,称为内细胞团( ICM),未来发育成________________,而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,称为________细胞,它们未来发育成____________。

随着胚胎的进一步发育,胚胎的内部泛起了含有液体的囊腔——________,这个时期的胚胎叫做囊胚。囊胚进一步扩大,会导致透明带的破裂,胚胎从其中伸展出来,这一历程叫做________。原肠胚:囊胚孵化后,再进一步发育,内细胞团表层的细胞形成________,下方的细胞形成________。

这时的胚胎称为原肠胚,由内胚层困绕的囊腔叫做________。滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘。3.2 体外受精和早期胚胎造就体外受精哺乳动物的体外受精主要包罗卵母细胞的收罗、精子的获取和受精等几个主要步骤。卵母细胞的收罗和造就对于实验动物如小鼠、兔,以及家畜猪、羊等,接纳的主要方法是:用___________处置惩罚,使其排挤更多的________,然后,从________中冲取卵子, 直接与获能的精子在体外受精。

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小知识:超数排卵处置惩罚的做法是给供体注射____________,使一头母畜一次排挤比自然清况下多几倍到十几倍的卵子,用于体外受精和早期胚胎造就。对于大家畜或大型动物,如牛,接纳的主要方法是:从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中收罗卵母细胞,也可以借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具,直接从活体动物的____中吸取卵母细胞。

收罗的卵母细胞,都要在体外经人工造就________后,才气与获能的精子受精。精子的收罗和获能收集精子的方法有________法、________法和________法等。

假阴道法是接纳____学的方法,模拟发情雌性动物阴道情况设计的装置,它能够满足雄性动物交配时对压力、温度和润滑度的要求,同时配有与采精动物相适应的活台畜或假台畜。使用假台畜时,要训练被采精动物爬跨台畜,并将精液射入假阴道,以便收集。手握法不需要任何设备,徒手或戴上乳胶手套,直接掌握雄性动物的阴茎,给予适当的压力和刺激,就可引起射精。

这种方法只适于猪和犬等体型较小,易于控制的家畜。电刺激法是将动物麻醉后,用特制的电极伸入动物的直肠,直接刺激位于腰荐部的________________,引起射精。

这种方法多用于野生或经济动物。在体外受精前,要对精子举行获能处置惩罚。

通常接纳的体外获能方法有____法和________法两种:对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般接纳造就法,即将取自附睾的精子,放入人工配制的____液中,造就一段时间后,精子就可获能;对于牛、羊等家畜的精子常接纳化学法,即将精子放在一定浓度的____或________________液中,用化学药物诱导精子获能。受精获能的精子和造就成熟的卵子,一般情况下都可以在____溶液或专用的____溶液中完成受精历程。

精子和卵子一般要放在____造就胚胎的早期造就精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入____造就液中继续造就,以检查受精状况和受精卵的发育能力。哺乳动物胚胎的造就液身分一般都比力庞大,除一些____盐和____盐类外,还需添加____素、____素、____酸、____酸等营养身分,以及____等物质。

差别动物胚胎移植的时间差别,例如,牛、羊一般要造就到________阶段或____阶段才举行移植,小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎,即试管胚胎,可在 8~16 个细胞阶段移植。3 3. 3 胚胎工程的应用及前景一、胚胎移植1、胚胎移植的观点胚胎移植是指,将雌性动物体内的________,或者通过体外受精及其他方式获得的胚胎,移植到____________________的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。

其中提供胚胎的个体称为"______",接受胚胎的个体叫"______"。胚胎移植实际上是____________的供体和____________的受体配合繁殖子女的历程。

在胚胎工程中通过任何一项技术,如转基因、核移植,或体外受精等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才气获得子女。因此,胚胎移植又是胚胎工程其他技术的____________。

2 胚胎移植的现状和意义举行胚胎移植的优势是可以充实发挥雌性优良个体的________。在这项技术中,供体的主要职能变为只生产具有优良________的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由____取代,这就大大缩短了供体自己的繁殖周期。同时,在对供体实行________处置惩罚后,可获得多枚胚胎,经移植可获得多个子女,使供体生产下的子女数是自然繁殖的十几倍到几十倍。3、胚胎移植的生理学基础第一,哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,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____的生理情况。

第二,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设组织上的联系,而是处于____状态,这就为____________提供了可能。第三,大量的研究已经证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________反映,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四,供体胚胎可与受体子宫建设正常的____和____联系,但移入受体的供体胚胎的____________,在孕育历程中不受任何影响。

讨论:1.在胚胎移植操作中,怎样才气使胚胎在移植前后所处的生理情况保持一致?例如,供、受体的发情时间要一致吗?供体胚胎移入受体子宫的位置,应与在供体内的位置相同或相似吗?答:应对供体和受体母畜举行同期发情处置惩罚,使它们的生理条件到达同步或一致,这样才气使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植乐成与否的关键。因此,必须做到供、受体母畜的发情时间一致。

同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似,移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。2.归纳综合胚胎移植的实质答:可以把胚胎移植简朴归纳综合为早期胚胎在________情况条件下________的转移。4 、胚胎移植的流程①对供、受体母牛举行选择,并用激素举行________处置惩罚(多种激素,主要是孕激素,配合使用前列腺素和促性腺激素)。

对供体母牛的要求是____________________;对受体母牛的要求是____________________。②用________激素对供体母牛做____________处置惩罚。③超数排卵的母牛发情后,选择同种优秀的公牛举行________________。

④胚胎的收集:配种或输精后第 7 天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的____冲洗出来(也叫________)。⑤冲卵后,对胚胎举行质量检查。这时的胚胎应该发育到________________阶段。⑥将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的________中生存。

⑦胚胎的移植:________:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口。________:将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位,注入胚胎。⑧对受体母牛举行________检查。

民众号:汉水丑生,专注于生物高考和教学⑨受体母牛产下胚胎移植的犊牛。二、胚胎支解胚胎支解:是指接纳____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________________的技术。来自同一胚胎的子女具有相同的遗传物质,因此,胚胎支解可以看做动物____繁殖或克隆的方法之一。

胚胎支解所需要的主要仪器设备为____________和____________。举行胚胎支解时,应选择发育良好、形态正常的____________,将其移入盛有操作液的造就皿中,然后,用________________举行支解。对于差别发育阶段的胚胎,支解的详细操作不完全相同。详细操作时,用支解针或支解刀片将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先准备好的________中,或直接将裸半胚移植入受体。

在对囊胚阶段的胚胎举行支解时,要注意将____________均平分割,否则会影响支解后胚胎的恢复和进一步发育。实践证明,接纳胚胎支解技术发生同卵多胚的可能性是有限的,到现在为止,最常见的是经支解发生的同卵双胎,而同卵多胎乐成的比例都很小。

三、胚胎干细胞哺乳动物的胚胎干细胞简称____________,是由________或________中分散出来的一类细胞。ES 细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,体现为________ 、________ 、________;在功效上,具有____________,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

另外,在体外造就的条件下,ES 细胞可以____________。对它可以举行冷冻生存,也可举行遗传革新。随着组织工程技术的生长,通过 ES 细胞体外诱导分化,还可以培育出人造组织器官,解决现在临床上存在的______________和__________________的问题。

ES 细胞也是研究体外细胞分化的理想质料。ES 细胞在________细胞上(一般为输卵管上皮细胞,在干细胞造就时,可作为提供干细胞破裂、增殖的营养细胞)或在添加________的造就液中,能够维持不分化的状态。

在造就液中加入____________,如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时,就可以诱导 ES 细胞向差别类型的组织细胞分化,这为展现细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。四、S RY —R PCR 胚胎的性别判定技术对移植前的胚胎举行性别判定,然后移入受体,可以控制子女的性别,这种控制是在精子和卵子受精后,胚胎自己已经有了性此外前提下举行的。现在最有应用前景的方法是 SRY—PCR 法。

操作的基本法式是:先从被测胚胎中取出几个细胞(一般取________细胞),提取 DNA,然后用位于 Y 染色体上的性别决议基因,即 SRY 基因的一段碱基作________,用胚胎细胞中的 DNA 为模板,举行 PCR 扩增(如果胚胎细胞种有 SRY 基因,则这种 PCR 可以扩增出 SRY 基因),最后用____________________作为探针对扩增产物举行检测。泛起阳性反映者,胚胎为雄性;泛起阴性反映者,胚胎为雌性。

这种方法准确率高达 90%以上。专题四 生物技术的宁静性和伦理问题转基因生物存在宁静性问题的原因是:①现在对基因的____、基因间的________及基因的________相识有限。

②目的基因往往是异种生物的基因。③外源基因插入宿主基因组的部位是____的。转基因生物主要在____宁静、____宁静和____宁静三个方面存在争论。

看待转基因技术的正确做法是: 趋利避害,不能因噎废食。____________是指使用克隆技术发生特定的细胞和组织用于治疗疾病。__________是指将克隆技术用于生育,即用于发生人类个体。

看待克隆人,中国政府的态度是________________。中国政府一再重申四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何_____________的实验。可是,中国不阻挡____________。

专题五 生态工程一、生态工程的观点生态工程是指人类应用________和________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________的生态情况举行________,对造成情况污染和破坏的________举行改善,并提高生态系统的生产力,从而促进人类社会和自然情况的和谐生长。二、生态工程的基本原理生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的纪律, 充实发挥资源的生产潜力,防止情况污染,到达经济效益和____效益的同步生长。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、________、________的工程体系。

传统经济模式正在破坏水、大气、土壤和生物资源,消耗地球赠给我们的自然资本。为了实现可连续生长,经济生长必须切合生态学纪律,走生态经济之路。

生态经济主要是通过实行"________"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____________,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。1 、物质循环再生原理生物体的 C、H、O、N、P、S 等____都不停举行着从________到________,又从________到________的循环历程,就是生态系统的物质循环。土壤的肥力主要取决于含 N 和 P 的无机盐的含量,农作物从土壤中不停吸收含有 N 和 P 的无机盐用于合成________和______等有机大分子。

农民收获庄稼后,一部门 N 和 P 元素就从农田生态系统流出。为了保持农作物的高产,就需要给农田生态系统不停输入 N 和 P 元素。当今大多数国家的土壤肥力,都严重地依赖于化学肥料,而在古代是基础没有化肥投入的。思考 1、我国古代的"无废弃物农业"是如何维持土壤肥力的?分析:通过努力种植能够________的豆科作物,以及收集一切可能的有机物质,包罗人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥等,把它们转变为有机肥料,施用到农田中,改善了土壤结构;培育了土壤中的________;实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的____________。

2、物种多样性原理一般而言,物种繁多而庞大的生态系统具有较高的________稳定性。因为,物种繁多意味着营养结构(食物链和食物网)庞大,生态系统的____________能力强,反抗力稳定性高。

反例:我国的"三北防护林", 虽然取得了庞大的生态和经济效益,但也存在不少问题。例如,辽宁西部章古台地域,最初举行林带建设时,单一种植了大片的樟子松林。由于植物种类单一,动物种类也较少。松毛虫肆虐时,因为缺少天敌,许多地方的樟子松奄奄一息。

同样的原因,前几年因为杨树天牛,将宁夏、内蒙等地的十几亿株杨树毁于一旦。正例:由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区,物种繁多,系统稳定。

差别生物在珊瑚礁区占据差别的位置,它们通过食物链关系相互依存,使得珊瑚礁就算是在养分稀少的深海中,也能保持很高的生物多样性。3、协调与平衡原理处置惩罚好________与________的协调与平衡,需要思量情况承载力(又称情况容纳量)。如果生物的数量凌驾情况承载力的限度,就会引起系统的失衡和破坏。反例 1:水葫芦泛滥成灾。

反例 2:我国西北一些地域年降雨量小于 450mm,是只适宜种植灌木和草的地域,但却被硬性划定种植属于乔木的杨树。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的"小老头"状。思考 2、在我国西北地域举行防护林建设时,应选择哪些特征的树种?分析:抗寒、耐旱、适应性强的沙棘,耐盐碱力较强的沙枣等植物。

思考 3、如果在该地域生长畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?分析:合理放牧,牲畜数量不能凌驾草地的承载量。4 、整体性原理人类处在一个"社会—经济—自然"复合而成的庞大系统中。举行生态工程建设时,不光要思量到自然生态系统的纪律,更重要的是,还要思量到______和______等系统的影响力。

实例:在举行林业工程建设时,一方面要招呼农民种树,另一方面要思量贫困地域农民的生活问题,如粮食、烧柴及收入等。国家推行退耕还林、退耕还草政策,会给农民相应的津贴。思考 4、在举行生态工程建设时,为什么会泛起"前面栽树,后面砍林"的现象?分析:只思量了生态问题,忽略了经济和社会问题,农民的生计得不到保障。

5 、系统学和工程学原理①系统的结构决议功效原理接纳漫衍式结构,即各盘算机均和两个或两个以上的盘算机相联,事情的可靠性要比接纳集中式和环式结构的可靠性____。因为在这种结构中,一般局部故障,不至于造成整个网络的瘫痪。例如,我国南方水网地域的桑基鱼塘模式,就是把许多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为一个新的高效生态系统,大大提高了系统生产力。

桑基鱼塘模式包罗鱼塘养鱼系统、桑树养蚕系统、甘蔗种植系统、家畜养殖系统和制糖厂等多个子系统。这些子系统之间是相互联系的。例如,蚕的排泄物可以作为鱼的食物,家畜的排泄物可以作为鱼的食物,种植的甘蔗可以作为制糖厂的生产原料,制糖厂的糖渣可以作为家畜的食物,鱼塘里的塘泥可以用来种植桑树和甘蔗。

②系统整体性原理系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才气顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,而且实现________________________的效果,即"l + l > 2"。例如,珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力,得益于________和________组成的高效的植物—动物营养循环。通常情况下,失去了共生藻类的珊瑚虫会死亡,那里的生物多样性也将锐减,从而造成系统的瓦解。

训练 1、写出下列生态工程基本原理对应的实例。物质循环再生原理:________ 物种多样性原理:________协调与平衡原理:________ 整体性原理:________系统学和工程学原理:________①无废弃物农业; ②单一人工林容易遭受虫害;③珊瑚礁能够在养分稀少的深海中保持很高的物种多样性;④水葫芦扩散到野外后泛滥成灾; 民众号:汉水丑生,专注于生物高考和教学⑤桑基鱼塘,把单个生产系统优化组合,大大提高系统生产力⑥大片种植樟子松林,容易遭受虫害;⑦在我国西北一些只适合种植灌木和草地域硬性划定种植属于乔木的杨树;⑧举行林业工程建设时,泛起了"前面造林,后面砍林"的现象拓展视野:沼气是使用人畜粪便等物质,经由一系列庞大的____(厌氧/需氧)发酵历程,发生的富含____气体的燃料。在实践中,人们还发现,沼气液和底渣可用做再生饲料、肥料、食用菌造就基等。例如,底渣处置惩罚后可以作为猪、牛的饲料和食用菌的造就基;沼气液则可以通入养鱼池,用于促进________的生长,增加鱼的饵料;沼液和底渣还是优良的作物肥料。

同时,沼气生态工程还可以减轻情况污染。沼气工程充实使用了________________的原理。

由于它在物质、能量多级充实使用和转化方面奇特的纽带作用,大大促进了农村以农牧联合为中心的多种谋划。三、 生态工程的实例和生长前景1、 农村综合生长型生态工程思考 5、在这一案例中,主要运用了哪些生态工程的基本原理?分析:____________________、____________、________________2 、 小流域综合治理生态工程实例:我国甘肃陇南地域总结出了"九子录取"的治理模式:即山顶戴帽子(封山育林),山腰系带子(还林还草,淘汰径流),坡地修台子(坡地改梯田种植作物),地埂锁边子(种植作物掩护地埂),荒地荒沟栽苗子(营造薪柴林),山脚种果子(种植果园),沟底穿靴子(种种拦戴坝、堤,拦蓄泥沙),见缝插针钉扣子(使用零星地种植林果),秋田盖罩子(笼罩地膜等保土耕作措施)。小流域治理模式是应用生态工程的________原理、________原理,以及____________等原理,通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施,层层设防来控制土壤侵蚀。

现在,小流域治理已经从开始时的单纯造林和减水、减沙等工程,逐渐转移到生态经济型模式上,目的是建设稳定、持久、高效的复合系统,获得最大的生态和经济效益。3 、大区域生态系统恢复工程为了控制荒原化的生长和水土流失,改善生态情况,提高人民的生活水平,我国实施了一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等,如退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程,"三北"("三北"指华北北部、东北大部和西北大部)防护林生态工程等等。思考 6、大区域生态系统恢复工程主要运用了哪些生态工程的基本原理?分析:________________、________________、____________。

4 、 湿地生态恢复工程湿地是是水域和陆地的自然过渡形态。湿地被誉为地球的"____",具有蓄洪防旱,调治区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞的鸟类和多种动、植物提供栖息地,以及为人们提供休闲娱乐的情况等功效。

思考 7、当初人们为什么要围湖造田?分析:①解决粮食短缺问题;②片面强调经济生长,没有认识到湖泊的庞大生态调治功效。思考 8、为什么说"退耕还湖"是一项庞大的系统工程?实施这一工程面临的主要难题是什么?分析:①因为退耕还湖不仅包罗退耕地为湖区,还包罗退耕后湖区上游以及湖区周围的生态情况掩护事情;②退耕还湖工程的主要难题是原耕地上住民的迁移后要解决迁出住民的生活和就业等问题。

湿地生态恢复工程就是接纳工程和生物措施相联合的方法,如废水处置惩罚、点源和非点源污染控制、土地处置惩罚工程,以及植物物种的引进种植等,使受到滋扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建设________,以只管淘汰____________,使湿地依靠________等机制恢复其生态功效。5 、矿区废弃地的生态恢复工程为加速恢复矿区生态情况,人们接纳的措施包罗人工制造表土、多层笼罩、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。

其中,关键在于________,以及为植被恢复所必须的________________的重建。由于矿区废弃土地的水分状况很差,特別是养分极其贫瘠,导致植被很难恢复。因此,恢复矿区生态情况,就要首先通过机械方法平整压实土地,人工制造____,然后再种植适应能力强的草和树。

待到土壤情况获得改善之后,才可以种植优良牧草并生长配套的养殖工业。思考 9、矿区废弃地的生态恢复工程主要运用了哪些生态工程的基本原理?分析:____________、____________、________________等。

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