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1、学习必备欢迎下载专题 2 细胞工程1. 植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞的增殖培 养 基 的 物理性质固体液体（合成培养基）培 养 基 的 成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂、激素等葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等结果培育成新的植株或组织培育成细胞系或细胞株培养目的植株快速繁殖脱毒植株的培育人工种子生产药物、杀虫剂等转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育检测有毒物质生理、病理、药理学研究取材植物幼嫩的部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织其他条件均为无菌操作，需要适宜的温度、pH、O2 等条件（1）植
2、物组织培养精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页学习必备欢迎下载（2）动物细胞培养 概念： 取动物体的相关组织分散成单个细胞后，在适宜培养基中使细胞生长和增殖的过程。 基本过程：培养的动物细胞大都取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官组织，将组织取出来以后，先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，使细胞分散成单个细胞，然后配制一定浓度的悬浮液，在培养瓶中进行原代培养。随着细胞的生长和增殖，大多数细胞不适应悬浮生长， 它们必须在固定的表面上生长和分裂，细胞在培养瓶中贴壁生长，随着细胞越来越多，贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接
3、触时就停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。这样就需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配成细胞悬浮液， 分装到两个或两上以上的培养瓶中进行传代培养。在传代培养中出现细胞株和细胞系两种类型。（如图所示）2植物体细胞杂交与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、细胞的全能性细胞的全能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取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
4、范围，培育新品种制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等（1）植物体细胞杂交技术精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页学习必备欢迎下载植物体细胞杂交就是将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。植物体细胞杂交的障碍，一是植物细胞有细胞壁，二是如何诱导植物细胞融合。利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，这样可保持原生质体的活性。去除细胞壁的原生质体再利用人工诱导的方法融合，人工诱导的方法包括物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇（PEG ）诱导原生质体融合
5、。原生质体融合后的细胞是杂种细胞，利用植物组织培养技术把杂种细胞培养成杂种植株。（2）动物体细胞核移植动物体细胞核移植依据的原理还是细胞的全能性。动物细胞的全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性表达很难， 但是动物的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因， 具有发育成完整个体的潜能，即动物的细胞核仍具有全能性。但只靠动物的细胞核是不行的， 必需提供促进细胞核表达全能性的物质和营养条件，还要保证细胞的完整性，这样去核的卵母细胞是最合适的细胞。因为卵母细胞体积大、易操作， 含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。通过核移植形成重组细胞，重组细胞必须通过细胞培养形成重组胚胎，然后才能
6、进行胚胎移植，进入代孕母体，发育成成熟胚胎，产出即是克隆动物，该动物的核基因型与供体体细胞完全相同，该技术是一种无性繁殖技术。（3）动物细胞融合、单克隆抗体制备细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，也叫细胞杂交。杂交细胞是具有两个或多个细胞的遗传信息的单核细胞。杂交细胞的形成需要人工诱导，如聚乙二醇（ PEG ） 、灭活的仙台病毒、电激等。融合的细胞要繁殖就要进行动物细胞的培养，通过动物细胞的培养，杂交细胞表现出两个亲本各自的优良特点。单克隆抗体的制备，首先应获得杂交瘤细胞，其过程是用已免疫的效应B 细胞和骨髓瘤细胞杂交获得三种细胞：BB 细胞、 B 瘤细胞、瘤瘤细胞，然后用选
7、择培养基筛选获得杂交瘤细胞。 杂交瘤细胞要发挥其繁殖快、产生特异性抗体的优点，应通过动物细胞培养才能实现。所以无论是动物细胞融合还是单克隆抗体的制备，都是以动物细胞培养为基础的。3生物技术与育种技术原理优点缺点诱变育种基因突变提高生物便宜的频率， 使后代变异性状较快稳定； 可大幅度改良某些性状，缩短育种进程盲目性大，需大量处理供试材料精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页学习必备欢迎下载杂交育种基因重组使位于不同个体的优良性状集中于一个个体周期长，难以克服远缘杂交不亲和的障碍单倍体育种染色体变异获得个体均为纯种， 明显
8、缩短育种年限技术复杂，须与杂交育种配合、且需细胞工程参与多倍体育种染色体变异器官大，提高产量和营养成分适用于植物，动物方面难以展开基因工程育种分子遗传学原理打破物种界限， 定向地改造生物遗传性状技术要求高细胞工程育种细胞生物学和分子生物学原理、基因突变植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍， 扩大了用于杂交的亲本范围； 定向改造生物遗传性状远缘杂种不能按人们的需要表现出亲代的优良性状精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页学习必备欢迎下载专题 3 胚胎工程一、知识网络时间：初情期以后场所：睾丸曲细精管二者重要区别：体
9、精子的发生哺乳动物卵泡内过程：三个阶段的形成和在卵受巢内的储备是精在出生前完成和时间：性别分化以后的，而精子是从早卵子的发生场所：卵巢输卵管初情期开始的期过程胚受精前的准备阶段准备阶段 1：精子获能胎受精准备阶段2：卵子的准备发受精阶段：顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用育胚胎发育：受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚试管动物技术：是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术促性腺激素处理卵母细胞的采集和培养超声波探测仪、内窥镜等假阴道法体外采集手握法体受精精子的采集和获能电刺激法外胚胎工程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
10、归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页学习必备欢迎下载受获能培养法精化学法和受精：获能的精子和培养成熟的卵子发生作用早期培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、胚早期胚氨基酸、核苷酸、血清等胎胎培养不同动物胚胎移植时间不同培定义养现状和意义胚胎移植生理学基础：与供体、受体的生理状况有关胚胎工程的基本程序应用及前景定义胚胎分割设备：实体显微镜和显微操作仪定义：由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。胚胎干细胞应用二考点解析1精子、卵子的发生两者都是在生殖器官内，经过减数分裂而形成的。关于两者的区别应注意以下几点：（1） 卵泡的形成和卵巢内的储备，是在出生前完成的，这是两者
11、在发生上的重要区别，但不是唯一区别。（2）精子的发生中减数分裂的两次分裂是连续的，在曲细精管内进行的，场所是唯一的。卵子发生减数分裂的两次分裂是不连续的，第一次是在卵巢内完成，形成的次级精母细胞和第一极体进入输卵管，与精子的结合过程中完成第二次减数分裂。因此， 场所在卵巢和输卵管两处，也不是唯一的。（3）减数分裂中细胞质的分配、形成成熟性生殖细胞的数目、是否需要变形，都是两者在发生上的区别。现将二者的发生比较如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页学习必备欢迎下载2.受精作用成熟的精子并不代表具有受精的能力，必须获
12、能后才具备受精能力，刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为精子获能。排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异，但只有达到减II 中期时， 才具备与精子受精的能力。对于受精阶段的理解，要先弄清卵母细胞的层层基本结构，才能掌握精子穿行的路线和发生的反应。对于受精的标志和受精完成的标志应该区分开，受精的标志是第二极体的形成，受精完成的标志是雌雄原核融合成合子。雌雄原核不能理解成卵子、精子原来的细胞核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。受精卵中的遗传物质中，核遗传物质一半来自精子（父方），一半来自卵子（母方），
13、质遗传物质几乎全来自卵子。3.受精与胚胎的早期培养项目精子发生卵子发生区别场所睾 丸 的 曲 细 精 管（场所惟一）卵巢（ MI） 、输卵管（ MII）（场所不惟一）时间初情期后性别分化后开始，卵泡（含次级卵母细胞和第一极体的形成）的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（胎儿时期）完成的，减II 是在精子和卵子的结合过程中（即受精过程中）完成的过程特点MI 和 MII 是连续的，需要变形细胞质均等分配MI 和 MII 是不连续的，不需要变形细胞质不均等分配结果形成 4 个精子形成一个卵细胞和3 个极体相同点原始生殖细胞的增殖为有丝分裂生殖细胞的成熟为减数分裂成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中
14、染色体数目减半精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页学习必备欢迎下载精子和卵子受精后，应将受精卵放入发育培养液中继续培养。（1）发育培养液用途：精子和卵子在体外受精后，用于受精卵的继续培养。成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清等。（2）过程（以牛为例）大致为：体外受精良种牛早期胚胎胚胎移植健康受体牛良种犊牛成熟期牛4.胚胎移植（1）实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，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。这是胚胎工程的最后一道“工序”。（2）
15、基本程序下面以牛胚胎移植为例，移植的基本程序如下：（3）胚胎移植成功与否的两个条件一是胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这是因为，同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功。在这里同“种”是指同“物种”。例如：加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出了荷斯坦奶牛。二是进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。5.胚胎干细胞（1）胚胎干细胞，简称ES细胞或 EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，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和无限增殖的能力，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，能分化成各类细胞系。因此，
16、它精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页学习必备欢迎下载是唯一不死的全能或多能细胞，并能够无限分化，它能制造机体需要的全部细胞。（2）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。 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。培育成组织器官，用于器官移植。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。ES细胞可用于对哺乳动物个体发
17、生和发育规律的研究。专题 4 生物技术的安全性和伦理问题一知识网络食物安全：毒性蛋白、过敏源、营养成分改变生物安全：对生物多样性的影响环境安全：对生态系统稳定性的影响正确地社会舆论导向社会的监督法制的制度克隆人设计试管婴儿基因歧视转基因成果对转基因生物安全性的争论理性看待转基因技术生物技术的伦理问题病菌病毒生化毒剂经基因重组的致病菌生物武器的种类转基因生物的安全性生物技术的安全性及伦理问题禁止生物武器基因工程药物转基因家畜、家禽优良品种的培育生物反应器生产细胞产品转基因抗性作物的培育等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14
18、 页学习必备欢迎下载二考点解析1.安全性问题食物安全方向:可能合成出毒蛋白,出现新的过敏源,改变食物的营养成分。生物安全方面：有可能造成“基因污染”，危害生物的多样性。环境安全方面：有可能打破物种界限，改变生态系统的能量流动和物质循环；造成二次污染或产生危害动、植物和人类的生物或产物。2采取了哪些监控和预防措施来保护转基因食品的安全性？（1）立法是监控农业转基因生物安全的有力措施。（2）多环节监控、转基因农作物研究、从实验室走向大田试验及产品商品化都有相应法规或进行严格监控，只有每一步阶段试验获得认可证书后，才可进行下一阶段。（3）安全评价内容具体而严格。3.理性看待转基因技术（1）首先认识到
19、转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成果，进入了人类的生产和生活，特别是在医药和农业生产上发挥了极大的作用。（2） 要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害。（3）完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。（4）增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。4.如何看待克隆人？伦理学家认为违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用，克隆人对现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念具有冲击作用，克隆人是在人为制造在心理上和社会地位上都不健全的人；生物学家认为克隆技术尚不成熟，实际上正常个体少；坚持做克隆技术的
20、科学家认为，克隆技术可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等手段解决。5.何谓“设计试管婴儿”？所谓设计试管婴儿，是在试管婴儿培育的技术上，在早期胚胎移入母体子宫之前，对胚胎进行的遗传学诊断，如诊断血型、诊断性别、诊断HLA 的类型等等，有选择性地把胚生物武器尤其是转基因武器对人类的威胁禁止生物武器公约及中国政府的态度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页学习必备欢迎下载胎植入母体子宫，以达到生出所需类型婴儿的一种技术手段。6.生物武器的威胁生物武器对人类的威胁：生物武器可能像一阵烟雾或像一包粉末，也可能是一群老鼠或
21、苍蝇。病原体通过空气、食物，甚至皮肤等渠道侵入人、畜体内，迅速或缓慢致死，也可大规模毁伤农作物。生物武器与其他武器的区别是拥有生命力，能够在宿主体内繁殖，并随宿主移动散布到不同地方。专题 5 生态工程一、知识网络生态工程建设目的：遵循自然界的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止，达到和的同步发展。（少消耗、多效益、）生态经济：主要是通过实行“”原则，使一个系统产生出的污染物，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是。1）原理：物质能在生态系统中循环往复，2）原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的生态工程原理3）原理：生态系统的生物数量不能超过（环境
22、容纳量）的限度4）原理：生态系统建设要考虑自然、的整体影响5）原理系统的结构决定原理：要通过改善和优化系统结构改善功能系统整体性原理：系统各组分间要有适当的，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分的效果，即“ 1+12”答案：物质循环环境污染经济效益生态效益可持续循环经济生产原料生态工程物质循环再生分层分级利用物种多样性抵抗力稳定性协调与平衡环境承载力整体性经济 社会系统学和工程学功能比例关系之和二、考点解析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页学习必备欢迎下载1、分析桑基鱼塘的物质和能
23、量流动途径。桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中， 随着食物链的延伸逐级递减。能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶喂蚕， 蚕产蚕丝；桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中，作为鱼饲料， 经过鱼塘内的食物链过程，可促进鱼生长； 甘蔗可榨糖， 糖渣喂猪， 猪的排泄物进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解，又可作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“ 无废弃农业 ” 的要求。2、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，水源涵
24、养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道； 中游围湖造田、 乱占河道， 造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。直接原因：1998 年度的罕见降雨。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。解决长江洪水泛滥的措施有：我国政府提出的“ 积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林 ” 计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“ 退耕还湖 ” 和改革不合理耕作方式等。在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。3、何谓 “ 石油农业”？“石油农业”的生产模式应当怎样改进？“ 石油农业 ” 大量使用
25、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。“石油农业”的生产模式在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，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，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现
26、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，促进社会的可持精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页学习必备欢迎下载续发展。4、如何理解 “ 污染物是放错地方的资源” ？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。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。5、为什么我国要大力发展沼气工程？21 世纪是实现我国农业现代
27、化的关键历史阶段，现代化的农业应该是高效的生态农业。沼气工程把农业生产、农村经济发展和生态环境保护、资源高效利用融为一体，不仅较好地解决了农村的能源来源问题，而且实现了废弃物的再循环利用和资源化，创造了新的生态产业， 如沼气设施的建设和维护，促进了以农牧结合为中心的多种经营，从而为农村剩余劳动力提供了就业机会，促进了农村的综合发展。目前沼气工程存在的问题有：北方地区沼气产气在冬天不稳定，需要加热；沼气的一次性投资较大，相当部分的农民财力有困难；对沼气的研究较薄弱，例如， 对发酵过程中有关微生物及一些酶的研究。应当加强这方面的研究，以促进沼气工程的推广。知识补充：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页
