第一篇：浙科版高中生物选修3《植物的克隆》教案
《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。
（二）细胞的全能性（8min）
教师行为：再次展示图1，为什么植物的一个细胞就可以培育出完整的植株呢？
图1.胡萝卜根细胞分化成植株示意图
学生行为：猜想学生回答：因为植物细胞具有全能性。
教师行为：请学生回答细胞全能性的含义以及细胞全能性表现的原因。接着教师指出，全能性存在大小，以此对生物体内细胞的全能性大小进行回顾。这里特别要强调，细胞全能性的大小与细胞的分化程度呈负相关。1）受精卵>生殖细胞>体细胞。2）植物细胞全能性一般比动物细胞强。3）不同植物或同一植物的不同基因型的个体，细胞的全能性表达程度不同（这里可结合书本P23第二段）。学生行为：猜想学生回答：细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，原因是生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，所以从理论上来说，每个活细胞都应具有全能性。
教师行为：教师结合书本P20最后一部分“克隆的条件”指出生物体的克隆除了“细胞全能性”这个理论上的支持，还需要三个实际基本条件。
（三）植物组织培养（20min）
教师行为：教师设问，要使细胞全能性得到表达，需要什么条件以及技术的支持，以此导入植物组织培养技术的学习。请学生阅读书本P21至P22，注意提炼出植物组织培养的一般程序。结合PPT的展示，讲述植物组织培养的一般程序。
（1）配置培养基。这里学生需要注意培养基的成分包括无机和有机营养物质，由于配置的培养基为半固体，因此还需要加入一定量的琼脂作为凝固剂。另外，还需要加入一定比例的植物激素或植物生长调节剂以诱导发育。
（2）从消毒的根、茎、叶上切取一些小组织块。这里学生需要注意的是“消毒”两字，注意与第一步对培养基的“灭菌”的区别。教师还可以借此强调，要想实现植物细胞全能性的表达，需要将细胞离体培养，这是细胞全能性得以表达的前提。另外，也可以指出，无菌环境也是植物全能性得以表达的重要条件。
（3）将组织块放在固体培养基上进行培养，获得愈伤组织(创伤组织)。引导学生阅读书本P22第二段，可以得出愈伤组织是由创伤表面的细胞脱分化而来，分裂能力较高，相对没有分化，全能性高的活的薄壁细胞团。这样由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，我们称之为脱分化。
（4）诱导愈伤组织，使其重新分化成幼苗或者胚状结构，直到再生出新植株。这里学生需要注意的是，对愈伤组织的处理一般有两种方式，一种是直接诱导愈伤组织，使愈伤组织直接形成根和芽等器官继而分化成植物幼苗，这种培养方式为器官培养。另外也可以将愈伤组织培养物放在摇床上，通过液体悬浮培养分散成单细胞后，由这些单细胞发育成胚状体从而形成成熟植株，这种培养方式为细胞培养。这里学生需要注意是:
1、器官培养的过程都是在 固体培养基上进行。而细胞培养中，愈伤组织首先需要在液体培养基中分散成单个细胞，继而才需要在固体培养基上发育成胚状体继而发育成完整植株。
2、愈伤组织分散成单个细胞需要在摇床上液体悬浮培养。这里可以给学生展示摇床这种装置，也可以提醒学生，正式由于愈伤组织中细胞间的黏性较少，愈伤组织才得以借助摇床从而分散成单个细胞。
3、胚性细胞的特征（细胞质丰富，液泡小而细胞核大），将其与根尖、茎尖分生区细胞相对比，帮助学生记忆。另外也可以强调，胚性细胞同根尖、茎尖分生区细胞类似，分化程度低，全能性大。
4、细胞培养的方式类似于植物正常发育时由合子发育成胚，再由胚发育成幼苗继而长成成熟植株的过程。这里可以给学生展示荠菜胚的发育过程，同样与细胞培养中单细胞发育成胚状体的过程做类比。最后指出，愈伤组织继续培养，重新分化成幼苗或者胚状体的过程称为再分化。
图2.植物组织培养的一般程序
接着，继续引导学生注意，植物组织培养中的培养基的配比。请学生关注培养基中激素的配比。结合书本P24第一段，决定植物细胞脱分化，再分化中器官的发生的关键因素就在于培养基中植物激素的种类和配比。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆”。
1、两者用量相当，促进脱分化，即愈伤组织的形成。
2、生长素多，促进根的分化而抑制芽的形成。
3、生长素少，促进芽的分化而抑制根的形成。在这里，同样可以强调，要使植物细胞全能性得到表达的另外两个条件为给予合适的营养以及合理的植物激素配比。另外，还可说明全能性的表达还需要合适的环境条件，比如温度和光照。
教师行为：展示组织培养中取材，接种，形成的愈伤组织，形成的试管苗，移栽等实验图，加深学生对植物组织培养过程的感受。在这个过程，特别强调组培的操作过程一定要保证无菌环境，也可展示植物组织培养室的图片，提高学生对组培的直观认识，也让学生感受到植物组织培养是扩大培养的过程。教师行为：最后通过让学生填写表1以及让学生通过对植物组织培养过程的认识，给植物组织培养下定义，来加深学生对组培技术的认识。
表1
（四）植物组织培养的应用（5min）
教师行为：教师举例说明植物组织培养技术的应用。（1）试管苗的快速繁殖。（2）脱毒草莓。（3）神奇的人工种子。这部分的讲授可提高学生对植物组织培养技术的兴趣。
（五）练习（2min）
教师行为：在幻灯片上展示练习，巩固本节课的学习内容。
七、板书设计
第二篇：高中生物《植物细胞工程》教案4新人教版选修3
（二）植物组织培养。
问题情境：
1．放映植物组培的录像（发展史、技术过程、应用等）。
2．传看脱毒马铃薯组培苗实验材料。
3．用投影仪打出植物组培过程简图。
丰富、鲜活的感性材料为学生架起了新旧知识联系的桥梁。在学生充分复习、认真预习的基础上，教师引导学生总结出植物组培的过程。
如果到此为止，学生虽抓住了知识的主干，但却错过了深化知识，发展智力等重要环节。所以教师应适时提出启发性问题，引导学生进一步思维探索。例如：
1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？
2.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？
3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？
4.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？
在教师的启发下，学生对问题展开分析、讨论，并给予科学正确的解释。
教师做适度的知识扩展，使学生的思维空间得到自然延伸。例如：
1．影响脱分化的一个重要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成，而两者不同的浓度配比在再分过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。
用心
爱心
专心 2．愈伤组织再分化过程应先诱导生芽，再诱导生根。
3．愈伤组织的形态发生主要有不定芽方式和胚状体方式两种。教材和录像中介绍的均为不定芽方式，而后者需要在愈伤组织形成后，对其进行处理，形成分散的单个细胞，再诱导其分化出具有胚芽、胚轴、胚根的胚状体，进而发育成完整植株。
关于植物组培技术的应用，在录像及必修课教材中均有介绍，教师只要对学生容易忽略的问题予以点拨。例如：生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂时进行的是大规模的细胞培养而非组织培养，前者只需培养至愈伤组织即可，后者则需诱导产生完整的植物体。另外，还可以鼓励学生就制造人工种子时，在胚状体和人工种皮之间添加何种胚乳成分展开设计，为学生创造广泛、自由的思维空间，培养学生多方向、多角度、多层次的发散思维能力。
（三）植物体细胞杂交。
问题情境：20世纪60年代，有的科学家提出这样一个设想：让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。
提出问题：如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？
教师鼓励学生自由联想，大胆迁移，使学生在最佳思维状态下进入下一学习环节。
教师明确：植物体细胞杂交是用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植牧体的方法（强调起止点）。
提出渐进式问题，引导学生进行思维探究，使学生在获取知识的同时，受到科学方法的训练和培养。
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？
用心
爱心
专心 学生一般会想到应该是位于细胞外侧不具生命力的细胞壁。
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
据已有的知识积累，学生可联想到酶有专一性，而细胞壁的主要成分是纤维索和果胶，所以用纤维素酶和果胶酶去壁将不会对其内的原生质体造成损伤。
3．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一部该做何处理？
应该诱导其再生壁，才能成为完善的杂种细胞。
4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
学生可将植物组墙技术迁移运用于此问题的解决。
播放课件：用植物体细胞杂交过程，把以上零散的知识串接起来，使知识条理化、系统化，便于学生的理解和掌握。师生共同归纳植物体细胞杂交的过程。（见“板书设计”）
教师点拨
1．人工诱导原生质体融合有物理法和化学法两大类，物理法是利用离心、振动、电刺激促使原生质体的融合；化学法是用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱导剂诱导融合。
2．在细胞杂交过程中，除了形成AB型融合细胞外，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所需的杂种细胞。因此，在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。
3．指出植物体细胞杂交过程中已取得的进展和尚未解决的问题，激发学生热爱生物科学的情感和探索生命科学奥秘的兴趣。
用心
爱心
专心 8 总结：在学完三个知识点后，需引导学生清理知识问的脉络（例如：细胞全能性是植物组培的理论基础，而植物组培又是植物体细胞杂交的技术环节之一），抓住主线，把零散的知识系统化，做到融会贯通。
智能训练：出示“白菜—甘蓝”的投影照片。
设计方案：白菜和甘蓝两种植物之间存在着生殖隔离，不能进行传统的有性杂交。那么，如何才能获得如图这样的“白菜—甘蓝”植株呢？
抓住学生思维的兴奋点，促其联系实际解决问题，不仅巩固强化了所学知识，而且培养了学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力，实现知识的正向迁移。1.植物细胞表现出全能性的必要条件是
A.给予适宜的营养和外界条件
B.导入其他植物细胞的基因
C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
1.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（）A．具有完整细胞核的细胞 B．一定的营养物质和植物激素 C．离体状态 D．导入指定基因
2.植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及（）A．使用限制性内切酶 B．使用纤维素酶和果胶酶
C．诱导两种不同的细胞融合 D．选择有利于杂种细胞分裂和分化的培养基 下列选项中，没有采用植物组织培养技术的一项是（）A.花药的离体培养得到单倍体植株
B.秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株 C.基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株 D.细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株 植物体细胞杂交尚未解决的问题是（）A.去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B.将杂种细胞培育成植株
C.让杂种植物按照人们的需要表现出亲本的性状 D.尚未培育出属间杂种植物
用心
爱心
专心 9 3.“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的培育过程示意图，他们的基因型分别为aaBB、ccDD，请回答下列问题：
①
白菜细胞
③
④ ⑤
杂种植物幼苗
②
甘蓝细胞
（1）在上述过程中，实现①②过程常用的物质为______________________________。（2）过程③叫做____________________技术，该过程的诱导方法有物理法和化学法两大类过程。若用化学法，所用化学试剂名称____________________。
（3）过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是____________________。
（4）已知白菜细胞中含2M条染色体，甘蓝细胞中含有2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为____________________。若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含__________条染色体。
（5）通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是____________________。（6）⑤过程中进行的细胞分裂方式是_______________，该过程先诱导细胞分裂形成_______________，再由它分化形成杂种植物幼苗。
（7）植物体细胞杂交方法的优点是________________________________________。
（1）纤维素酶和果胶酶（2）原生质体融合 聚乙二醇(PEG)（3）高尔基体
（4）2M+2N M+N（5）存在生殖隔离（6）有丝分裂 愈伤组织（7）克服远缘杂交不亲合的障碍，培育作物新品
用心
爱心
专心 10
第三篇：高中生物选修3知识点总结
选修3复习提纲
一、基因工程
1、（a）基因工程的诞生
（一）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。
2、（a）基因工程的原理及技术 原理：基因重组
技术：
（一）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。
（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（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，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：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（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 第一步：目的基因的获取
1.目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制
（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
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
（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。
（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。
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：
3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步：目的基因的检测和表达
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，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，方法是采用 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是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.有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
（三）（b）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。3.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。
（四）（a）蛋白质工程的概念
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。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质
（2）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。
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，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列
二、细胞工程
（一）植物细胞工程
1.理论基础（原理）：细胞全能性 2.植物组织培养技术（b）
（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 ―――→愈伤组织 ―――→试管苗 ――→植物体
（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。A 植物繁殖
微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖
作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输
B 作物新品种培育 单倍体育种：
a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。b 优点：明显缩短育种年限
C 突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）
D 细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。
（3）地位：是培育转基因植物、植物体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）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
（二）动物细胞工程 1.动物细胞培养（a）
（1）概念：动物细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（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→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。
（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
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。通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
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：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）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）。（2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。
（3）体细胞核移植的大致过程是：
高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）[注：为什么要用卵细胞？它可以提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达]；将供体细胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛（4）体细胞核移植技术的应用：
①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量； ③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。（5）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、电刺激等。（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
4.单克隆抗体
（1）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：
对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠产生了效应B细胞）；提取B淋巴细胞；同时用动物细胞培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取；促使它们细胞融合[注：融合的结果是有很多不符合要求的；如有2个B淋巴细胞融合的细胞等，所以要进行筛选]；在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞[特点是能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体]；然后对它进行克隆化培养和抗体检测[筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞]；最后将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射入小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体。
（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。
（5）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。
三、胚胎工程
（一）动物胚胎发育的基本过程
（1）精子的发生：补充，精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂；变形过程中，细胞核为精子头的主要部分，高尔基体发育为顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。[线粒体为精子运动提供能量]（2）卵子的发生：在胎儿时期，卵原细胞进行有丝分裂演变成初级卵母细胞[被卵泡细胞包围]，减一分裂在排卵前后完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精；减二分裂是在受精过程中完成的。
（3）受精：精子获能（在雌性动物生殖道内）；卵子的准备（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减二中期才具备受精能力）；受精阶段[卵子周围的结构由外到内：放射冠、透明带、卵黄膜]，a顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。
b透明带反应：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；c卵黄膜的封闭作用：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障]；精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减二分裂，形成雌原核[注意：受精标志是第二极体的形成；受精完成标志是雌雄原核融合成合子]。
（4）胚胎发育：a卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加；b桑椹胚：32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞]；c囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化]；d原肠胚：内细胞团表层形成外
胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。[细胞分化在胚胎期达到最大限度] 9 胚胎工程的理论基础（识记）
（1）胚胎工程的概念及技术手段：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。
（2）体外受精[属有性生殖过程]：a卵母细胞的采集和培养 对体型小的动物用促性腺激素处理，从输卵管冲取卵子（可直接受精）；对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞（要在体外培养成熟）b精子的采集 假阴道法、手握法和电刺激法；获能 对啮齿动物、兔、猪等的精子用培养法（放入人工配制的获能液中）；对牛、羊等精子用化学法（放在肝素或钙离子载体溶液中）
（3）胚胎的早期培养：a培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意与动物细胞培养液成分的比较]；b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。
（4）胚胎移植：a概念：将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、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。是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程，通过转基因、核移植、体外受精获得的胚胎必须移植给受体才能获得后代。
b优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。c胚胎移植的生理学基础：同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的[对供体和受体进行同期发情处理]；早期胚胎形成后处于游离状态，为胚胎的收集提供可能；受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应；移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
d胚胎移植的程序：对供、受体母牛进行选择，用激素进行同期发情处理；对供体母牛用激素做超数排卵处理；选择同种优秀公牛配种[有性生殖过程]；对胚胎进行收集[此
时胚胎处于游离状态]；对胚胎进行质量检查[此时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚]；胚胎移植[或冷冻保存]；检查受体母牛是否受孕；产下胚胎移植的犊牛。
（5）胚胎分割：a概念：用机械方法将早期胚胎切割成2、4、8等分等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术[可看作是动物无性繁殖或克隆] b基本过程：选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。[注意：内细胞团要均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育] 10 胚胎干细胞的移植（识记）
（1）胚胎干细胞的含义：由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎儿]中分离出来的一类细胞，又叫ES或EK细胞。
（2）特征：形态上体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性，即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。[体外培养下，ES细胞可以只增殖不分化]（3）应用：用于治疗人类疾病，如利用ES细胞诱导其分化成新的组织细胞特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复。
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。
（5）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，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：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②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；③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④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；⑤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.体外受精和胚胎的早期培养
(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。
(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)胚胎的早期培养：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、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4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：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能力。
(3)生理学基础：①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。
②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。
③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。
④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：
①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。②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。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。④对胚胎进行移植。
⑤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，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
（四）生物技术的安全性和伦理问题 1.转基因生物的安全性争论 ：
(1)基因生物与食物安全：
反方观点：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 正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响
反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”
正方观点：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(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响
反方观点：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
正方观点：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 2.生物技术的伦理问题
(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。
否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；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；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
肯定的理由：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解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。
中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。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。
(2)试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。
肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。(3)基因身份证：
否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
肯定的理由：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。3.生物武器
(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
(4)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。生态工程的原理（识记）
（1）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。
（2）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另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。[实现手段：生态工程]（3）基本原理：物质循环再生原理[如无废弃物农业] 物种多样性原理[提高生态系统的抵抗力稳定性] 协调与平衡原理[处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量]
第四篇：高中生物 2.1.2植物细胞工程的实际应用教案 新人教版选修3
2.1.2植物细胞工程的实际应用
教学目标
知识目标：（1）掌握微型繁殖和植物组织培养的联系
（2）掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义
（3）了解单倍体育种和突变体的利用
能力目标：搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分
析和交流
情感目标：（1）认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系；
（2）关注细胞工程研究的发展和应用前景。教学重点难点
重点：植物细胞工程应用的实例
难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程 课时安排：1课时 教学过程
(一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）合作探究、精讲点拨
【问题探究】
1、植物微型繁殖技术高效快速的实例有哪些？
2、什么是人工种子？制备人工种子技术是什么？
3、工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
【精讲点拨】 在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。
一、植物微型繁殖新途径
1、微型繁殖与无性生殖
微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子
作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。
二、作物新品种的培育
1、单倍体育种的优点是：后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。
2、突变体的利用：在植物组织培养的过程中，由于培养细胞一直处于不断地分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。从这些产生的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。
三、细胞产物的工厂化生产
人参皂甙的工厂化生产过程、蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱的生产，应用的都是植物组织培养技术。
生产过程：第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
第五篇：高中生物专题5过关检测A卷选修3教案
专题过关检测
A卷
第1关：错题重做
1．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理。()()3．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．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。()5．矿区废弃地生态恢复工程的关键是植被恢复和土壤微生物群落的重建。()6．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。()答案 1.× 2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.×
第2关：基础演练
知识点1 生态工程的基本原理
1．要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是()A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源 B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产 C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用 D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积 答案 C 解析 人与自然的和谐发展就是可持续的发展，即实现物质的循环利用和能量的多级利用，并且人类的发展不应该以破坏生态环境为代价。转化淀粉生产可再生能源，不是可持续发展，没有实现物质的循环利用。化学农药污染环境。开垦湿地会破坏原有的生态平衡。
2．生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的原理是()A．协调与平衡原理 B．物种多样性原理 C．物质循环再生原理 D．整体性原理 答案 B 解析 本题考查生态工程的基本原理，生态系统的基本原理很多，题干材料反映的是生物多
2.用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用。样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件，因此应体现生态工程的物种多样性原理。
3．下列关于生态工程的理解，错误的是()A．生态工程依据的是生态学、经济学和工程学的原理 B．研究对象为自然的生态系统 C．总体目标是可持续发展
D．以整体观为指导，在系统水平上进行研究，以整体调控为处理手段 答案 B 解析 生态工程的研究对象为“自然—社会—经济复合生态系统”。
4．在松毛虫肆虐的时候，辽宁西部章古台地区的几十亿株杨树毁于一旦，这是由于违背了()A．物种多样性原理 B．协调与平衡原理 C．整体性原理 D．物质循环再生原理 答案 A 解析 这是该地区的杨树林的物种太单一，生态系统的自我调节能力太差造成的，违背了物种多样性原理。
5．下列叙述中违背生态工程中生态学原理的是()A．充分考虑环境因素对生物的影响 B．尽可能减少种间竞争所产生的耗损 C．以单一种群获得经济效益的最大化 D．实现生态系统的良性循环 答案 C 6．下列生物之间的关系能体现系统整体性原理的是()①藻类和珊瑚虫 ②初级消费者与次级消费者 ③大豆和根瘤菌 ④阳生植物与阴生植物 A．①② B．③④ C．①③ D．①②③ 答案 C 解析 从系统整体性分析：失去了藻类，珊瑚虫无法生存；失去了大豆，根瘤菌也无法生存。7．某研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以保护生态环境为目标的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时绘出了如下模式图，请分析回答下列问题。
(1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果疏”生态模式时所依据的生态学原理是 ____________________，该生态系统最大的优点是________________________________________。
(2)该生态系统的“基石”是______________，若要生产3 kg鸡肉最少需要水稻和大豆共________kg。
(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是_________________。(4)若农田内有害虫发生，采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫？
________________________________________________________________________。(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用途？(写出2个)________________________________________________________________________。答案(1)物质循环再生原理 提高物质和能量利用率，减轻环境污染(或答实现物质和能量的多级利用，减少环境污染)(2)水稻和大豆 15(3)分解有机物，产生沼气(4)引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗虫害农作物等(5)①作为饲料养猪；②作为工业原料，广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等；③在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧，最大限度地转换成电能(写出2个合理答案即可)解析(1)构建生态农业所依据的生物学原理是生态系统的物质循环再生原理，构建农业生态系统的目的是实现物质和能量的多级利用，减少环境污染。(2)生态系统中生产者是基础，当能量以最高效率沿最短食物链传递时，生产3 kg鸡肉需要水稻和大豆最少，故需要生产者最少为3 kg÷20%＝15 kg。(3)沼气池中的微生物的作用是完成有机物的分解、产生沼气。(4)采用生物防治法既能保护环境又能有效防治害虫。知识点2 生态工程的实例和发展前景 8．被誉为“世界生态工程之最”的是()A．退耕还林还草生态工程 B．三北防护林生态工程 C．湿地生态净化工程 D．草原植被恢复生态工程 答案 B 解析 三北防护林跨越中国13个省、551个县，该工程1987年被联合国环境规划署授予“全球500佳”之一，被誉为“世界生态工程之最”。9．石油农业与无废弃物农业相比，其主要优点是()A．物质可以循环利用，对环境几乎没有破坏性
B．使用植物易于吸收的化肥作肥料，在促进植物快速生长的同时也有助于周围环境的净化 C．以煤和石油等作为原料或动力，极大地提高了生产效率 D．是一种低投入、高产出的农业生产方式 答案 C 解析 石油农业与无废弃物农业各有优缺点，石油农业以煤和石油等作为原料或动力，极大地提高了生产效率。故正确答案为C。10．生态恢复工程的第一步是()A．恢复这一地区的生物群落 B．恢复植被
C．形成合理、高效的食物链 D．保持一定的动物数量 答案 B 解析 绿色植物是生态系统最基本的成分，所以要恢复生态环境首先得恢复植被。11．我国的“三北”防护林是一项规模空前的生态建设工程，被誉为“绿色万里长城建设工程”。下列不属于植树造林在保护环境方面要求的是()A．调节气候 B．防风固沙，防止荒漠化 C．提供木材 D．维持大气的碳—氧平衡 答案 C 解析 植树造林在环保上的作用有很多，如涵养水源、调节气候、防风固沙、防止土地沙化、保持碳—氧的正常比例等。提供木材不是树林在环保上的作用。故正确答案为C。12．城市环境生态工程中，不应采取的措施是()A．注意城市规划和布局 B．推广“环境友好技术” C．禁止燃烧含硫燃料 D．进行废弃物的资源化利用 答案 C 解析 城市是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的人工生态系统。要用生态工程的方法对城市环境进行综合治理，首先应注意城市规划和布局，其次是推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺；进行废弃物的资源化利用，同时建立健全法制进行监督。故正确答案为C。
13．下列措施最可能与人类的可持续发展原则不相符的是()A．森林的采伐量小于生长量
B．人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量 C．农田从收获中输出的氮素多于补充的氮素 D．农田施用的无机氮多于生物固定的氮素 答案 C 解析 森林的采伐量小于生长量，是人们合理利用森林资源的一个基本要求，不影响森林生态系统的生存及其稳定性。农田施用化肥，人工鱼塘养鱼喂饲料属正常现象，农田输出的氮素多于补充的氮素会影响农田的土壤肥力，导致土壤缺氮，影响再生产与可持续发展。故正确答案为C。
14．设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是()A．充分利用自然界的物质和能量 B．追求经济效益的最大化 C．尽量减少有害生物的种类 D．提高沼气池的转化效率 答案 A 解析 良性生态农业是最大限度提高物质和能量的利用率，减少环境污染，增加生态系统稳定性。
15．分析回答下面的问题。
(1)“石油农业”是指大量使用化肥、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。石油农业的特点是投入________(填“高”或“低”)，产出________(填“高”或“低”)，产生废弃物和有害物质的数量________(填“大”或“小”)，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________农业，一方面要不断提高土地的____________；另一方面要减少农业活动______________，促进社会的可持续发展。
(2)小流域的综合治理，“综合”表现在它一改以前的单纯造林和蓄水、减沙等工程模式，同时考虑到了________效益和________效益：不但注重通过还林、还草、筑坝等措施达到蓄水、降低土壤侵蚀的________效果，还考虑如何提高人们的生活水平。
(3)发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，根本原因是发达国家经济发展水平较高，________、______________等资源占有量较多，所以这些国家的生态工程往往注重____________，而较少注重____________。而我国人口较多，________、______________占有量少，所以在进行生态工程时，一定要注重____________、____________和____________的统一。
答案(1)高 高 大 生态 产出水平对环境的污染(2)生态 经济 生态(3)水资源 人均土地 生态恢复 经济效益 人均土地 水资源和能源 生态效益 社会效益 经济效益
解析 石油农业的最突出特点是投入高、产出高，产生污染物或废弃物的数量大；在我国，由于人多地少的矛盾突出，故应大力发展生态农业，由于发达国家经济发展水平较高，且其水资源、人均土地占有量较多，故其生态工程往往较多注重生态恢复，而较少考虑经济效益，而我国人口众多，人均土地、水资源、能源占有量均较少，故进行生态工程时应注重生态、社会、经济效益的统一。
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