高中生物選修三課后題答案和提示

高中生物選修三《現(xiàn)代生物科技專題》課后題答案和提示

專題一基因工程

1.1DNA重組技術(shù)的基本工具

〔一〕思考與探究

1.限制酶在DNA的任何部位都能將DNA切開嗎以下是四種不同限制酶切割形成的DNA片段：

(1)-CTGCA(2)-AC(3)GC-

,,,G***TGCG***

〔4〕-G(5)G-(6)-GC

-CTTAAACGTC--CG

(7)GT-(8)AATTC-

CA…G…

你是否能用DNA連接酶將它們連接起來

答：2和7能連接形成…ACGT…

…TGCA…；

4和8能連接形成…GAATTC…

…CTTAAG…；

3和6能連接形成…GCGC…

…CGCG…；

1和5能連接形成…CTGCAG…

…GACGTC…。

2.聯(lián)系你已有的知識，想一想，為什么細(xì)菌中限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA

提示：迄今為止，基因工程中使用的限制酶絕大局部都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來的，它們各自可以

識別和切斷DNA上特定的堿基序列。細(xì)菌中限制酶之所以不切斷自身DNA,是因?yàn)槲⑸镌陂L期的進(jìn)化過

程中形成了一套完善的防御機(jī)制，對于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在長期演化過程中，含有某種限

制酶的細(xì)胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識

別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，

并且可以防止外源DNA的入侵。

3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程載體嗎為什么

提示：基因工程中作為載體使用的DNA分子很多都是質(zhì)?！瞤lasmid〕，即獨(dú)立于細(xì)菌擬核處染色體DNA

之外的一種可以自我復(fù)制、雙鏈閉環(huán)的裸露的DNA分子。是否任何質(zhì)粒都可以作為基因工程載體使用呢其

實(shí)不然，作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件。

〔1〕載體DNA必需有一個(gè)或多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基

因插入的限制酶的切點(diǎn)所處的位置，還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因

的插入而失活。

〔2〕載體DNA必需具備自我復(fù)制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復(fù)制而同步復(fù)制。

〔3〕載體DNA必需帶有標(biāo)記基因，以便重組后進(jìn)展重組子的篩選。

〔4〕載體DNA必需是安全的，不會對受體細(xì)胞有害，或不能進(jìn)入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去。

〔5〕載體DNA分子大小應(yīng)適合，以便提取和在體外進(jìn)展操作，太大就不便操作。

實(shí)際上自然存在的質(zhì)粒DNA分子并不完全具備上述條件，都要進(jìn)展人工改造后才能用于基因工程操作。

4.網(wǎng)上查詢：DNA連接酶有連接單鏈DNA的本領(lǐng)嗎

提示：迄今為止，所發(fā)現(xiàn)的DNA連接酶都不具有連接單鏈DNA的能力，至于原因，現(xiàn)在還不清楚，也

許將來會發(fā)現(xiàn)可以連接單鏈DNA的酶。

〔二）尋根問底

1.根據(jù)你所掌握的知識，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎

提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在長期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的

防御機(jī)制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會利用限

制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失

效，從而到達(dá)保護(hù)自身的目的。

2.DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎為什么

答：不是一回事?；蚬こ讨兴玫倪B接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中別離得到的，稱之為E?coli

連接酶。另一種是從T4噬菌體中別離得到，稱為T4連接酶。這兩種連接酶催化反響基本一樣，都是連

接雙鏈DNA的缺口〔nick〕，而不能連接單鏈DNA。DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵〔在相鄰

核普酸的3位碳原子上的羥基與5位碳原子上所連磷酸基團(tuán)的羥基之間形成〕，那么，二者的差異主要表現(xiàn)

在什么地方呢

〔1〕DNA聚合酶只能將單個(gè)核甘酸加到已有的核酸片段的3'末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA

連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個(gè)核普酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。

〔2〕DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)核昔酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA

鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來。因此DNA連接酶不需要模板。

此外，二者雖然都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶，但組成和性質(zhì)各不一樣。

〔三〕模擬制作討論題

1.你模擬插入的DNA片段能稱得上一個(gè)基因嗎

提示：不能。因?yàn)橐话慊蛴猩锨€(gè)堿基對。

2.如果你操作失誤，堿基不能配對。可能是什么原因造成的

提示：可能是剪切位點(diǎn)或連接位點(diǎn)選得不對〔也可能是其他原因〕。

〔四〕旁欄思考題

想一想，具備什么條件才能充當(dāng)“分子運(yùn)輸車〃

提示：能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因位點(diǎn)及對受體細(xì)胞無害等。

1.2基因工程的基本操作程序

〔一〕思考與探究

1.作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎為什么

答：不可以。因?yàn)槟康幕蛟诒磉_(dá)載體中得到表達(dá)并發(fā)揮作用，還需要有其他控制元件，如啟動子、

終止子和標(biāo)記基因等。必須構(gòu)建上述元件的主要理由是：

[1]生物之間進(jìn)展基因交流，只有使用受體生物自身基因的啟動子才能對比有利于基因的表達(dá)；

〔2〕通過cDNA文庫獲得的目的基因沒有啟動子，只將編碼序列導(dǎo)入受體生物中無法轉(zhuǎn)錄；

〔3）目的基因是否導(dǎo)入受體生物中需要有篩選標(biāo)記；

〔4〕為了增強(qiáng)目的基因的表達(dá)水平，往往還要增加一些其他調(diào)控元件，如增強(qiáng)子等；

〔5〕有時(shí)需要確定目的基因表達(dá)的產(chǎn)物存在于細(xì)胞的什么部位，往往要加上可以標(biāo)識存在部位的基因〔或

做成目的基因與標(biāo)識基因的融合基因〕，如綠色熒光蛋白基因等。

2.根據(jù)農(nóng)桿菌可將目的基因?qū)腚p子葉植物的機(jī)理，你能分析出農(nóng)桿菌不能將目的基因?qū)雴巫尤~植物的

原因嗎假設(shè)想將一個(gè)抗病基因?qū)雴巫尤~植物，如小麥，從理論上說，你應(yīng)該若何做

提示：農(nóng)桿菌可分為根瘤農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌，在植物基因工程中以根瘤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒介導(dǎo)的遺傳

轉(zhuǎn)化最多。根瘤農(nóng)桿菌廣泛存在于雙子葉植物中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，約有93屬643種雙子葉植物對根瘤農(nóng)桿

菌敏感。裸子植物對該菌也敏感。當(dāng)這些植物被該菌侵染后會誘發(fā)腫瘤。近年來，也有報(bào)道該菌對單子葉

植物也有侵染能力。

根瘤農(nóng)桿菌侵染植物是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。根瘤農(nóng)桿菌具有趨化性，即植物的受傷組織會產(chǎn)生一些

糖類和酚類物質(zhì)吸引根瘤農(nóng)桿菌向受傷組織集中。研究證明，主要酚類誘導(dǎo)物為乙酰丁香酮和竣基乙酰丁

香酮，這些物質(zhì)主要在雙子葉植物細(xì)胞壁中合成，通常不存在于單子葉植物中，這也是單子葉植物不易被

根瘤農(nóng)桿菌侵染的原因。近年來還發(fā)現(xiàn)一些中性糖，如L-阿拉伯糖、D-木糖等也有誘導(dǎo)作用。酚類物質(zhì)和

糖類物質(zhì)既可以作為根瘤農(nóng)桿菌的趨化物，又可以作為農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上Vir區(qū)〔毒性區(qū)〕基因的誘導(dǎo)物，

使Vir區(qū)基因活化，導(dǎo)致T-DNA的加工和轉(zhuǎn)移，從而侵染植物細(xì)胞。

需要注意的是農(nóng)桿菌中不同的菌株，侵染能力有差異，在基因工程中需要加以選擇使用。利用農(nóng)桿菌

侵染單子葉植物進(jìn)展遺傳轉(zhuǎn)化時(shí)，是需要加上述酚類物質(zhì)的，同時(shí)單子葉植物種類不同，農(nóng)桿菌侵染進(jìn)展

遺傳轉(zhuǎn)化的效果也有很大差異。

如果想將一個(gè)抗病毒基因轉(zhuǎn)入小麥，也可以用農(nóng)桿菌，但要注意兩點(diǎn)：①要選擇適宜的農(nóng)桿菌菌株，

因?yàn)椴皇撬械霓r(nóng)桿菌菌株都可以侵染單子葉植物；②要加趨化和誘導(dǎo)的物質(zhì)，一般為乙酰丁香酮等，目

的是使農(nóng)桿菌向植物組織的受傷部位靠攏〔趨化性〕和激活農(nóng)桿菌的Vir區(qū)〔誘導(dǎo)〕的基因，使T-DNA轉(zhuǎn)

移并插入到染色體DNA上。

3.利用大腸桿菌可以生產(chǎn)出人的胰島素，聯(lián)系前面有關(guān)細(xì)胞器功能的知識，結(jié)合基因工程操作程序的基

本思路，思考一下，假設(shè)要生產(chǎn)人的糖蛋白，可以用大腸桿菌嗎

提示：有些蛋白質(zhì)肽鏈上有共價(jià)結(jié)合的糖鏈，這些糖鏈?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體上加工完成的，內(nèi)

質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體存在于真核細(xì)胞中，大腸桿菌不存在這兩種細(xì)胞器，因此，在大腸桿菌中生產(chǎn)這種糖

蛋白是不可能的。

4.0-珠蛋白是動物血紅蛋白的重要組成成分。當(dāng)它的成分異常時(shí)，動物有可能患某種疾病，如鐮刀形細(xì)胞

貧血癥。假設(shè)讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的B-珠蛋白，想一想，應(yīng)若何進(jìn)展設(shè)計(jì)

提示：基本操作如下：

〔1〕從小鼠中克隆出B-珠蛋白基因的編碼序列〔cDNA〕。

〔2〕將cDNA前接上在大腸桿菌中可以適用的啟動子，另外加上抗四環(huán)素的基因，構(gòu)建成一個(gè)表達(dá)載體。

〔3〕將表達(dá)載體導(dǎo)入無四環(huán)素抗性的大腸桿菌中，然后在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。如果表達(dá)

載體未進(jìn)入大腸桿菌中，大腸桿菌會因不含有抗四環(huán)素基因而死掉；如果培養(yǎng)基上長出大腸桿菌菌落，則

說明B-珠蛋白基因已進(jìn)入其中。

〔4〕培養(yǎng)進(jìn)入了B-珠蛋白基因的大腸桿菌，收集菌體，破碎后從中提取B-珠蛋白。

〔二〕求異思維

你能推測出由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過程大致分為哪些步驟嗎

提示：1970年，特明〔H.M.Temin〕和巴爾的摩〔D.Baltimore］證實(shí)了RNA病毒中含有一種能將RNA

轉(zhuǎn)錄成DNA的酶，這種酶被稱為依賴RNA的DNA聚合酶，由于與中心法則中的從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄是反向

的，所以稱為反轉(zhuǎn)錄酶（reversetranscriptase〕。

反轉(zhuǎn)錄酶既可以利用DNA又可以利用RNA作為模板合成與之互補(bǔ)的DNA鏈。像其他DNA聚合酶一樣，反轉(zhuǎn)

錄酶也以5'T3'方向合成DNA〔圖1-3〕。

圖1-3由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過程

cDNA合成過程是：第一步，反轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成一條與RNA互補(bǔ)的DNA單鏈，形成RNA-DNA雜

交分子。第二步，核酸酶H使RNA-DNA雜交分子中的RNA鏈降解，使之變成單鏈的DNA。第三步，以單鏈

DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子。

〔三〕尋根問底

1.為什么要構(gòu)建基因文庫直接從含有目的基因的生物體內(nèi)提取不行嗎

提示：構(gòu)建基因文庫是獲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，

就可以通過PCR方式從含有該基因的生物的DNA中，直接獲得，也可以通過反轉(zhuǎn)錄，用PCR方式從mRNA中

獲得，不一定要構(gòu)建基因文庫。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，

或想從一種生物體內(nèi)獲得許多基因，或者想知道這種生物與另一種生物之間有多少基因不同，或者想知道

一種生物在個(gè)體發(fā)育的不同階段表達(dá)的基因有什么不同，或者想得到一種生物的全基因組序列，往往就需

要構(gòu)建基因文庫。

2.將目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞不是更簡便嗎如果這么做，結(jié)果會若何

提示：有人采用總DNA注射法進(jìn)展遺傳轉(zhuǎn)化，即將一個(gè)生物中的總DNA提取出來，通過注射或花粉管

通道法導(dǎo)入受體植物，沒有進(jìn)展表達(dá)載體的構(gòu)建，這種方法針對性差，完全靠運(yùn)氣，也無法確定什么基因

導(dǎo)入了受體植物。此法目前爭議頗多，嚴(yán)格來講不算基因工程。

1.3基因工程的應(yīng)用

思考與探究

根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，試概括寫出基因工程解決了哪些生活、生產(chǎn)中難以解決的問題。

提示：基因工程可以生產(chǎn)人類需要的藥物，如胰島素、干擾素等。我們吃的某些食品如番茄、大豆等

也可以是基因工程產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的抗蟲棉、抗病毒煙草、抗除草劑大豆等都已進(jìn)入商品化生產(chǎn)，上述

產(chǎn)品有些是常規(guī)方法難以生產(chǎn)的或者生產(chǎn)成本過高。

1.4蛋白質(zhì)工程的崛起

〔一〕思考與探究

1.蛋白質(zhì)工程是應(yīng)若何的需求而崛起的

提示：蛋白質(zhì)工程的崛起主要是工業(yè)生產(chǎn)和根基理論研究的需要。而構(gòu)造生物學(xué)對大量蛋白質(zhì)分子的

準(zhǔn)確立體構(gòu)造及其復(fù)雜的生物功能的分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)改造天然蛋白質(zhì)提供了藍(lán)圖。分子遺傳學(xué)的以定點(diǎn)

突變?yōu)橹行牡幕虿僮骷夹g(shù)為蛋白質(zhì)工程提供了手段。

在已研究過的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這

些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反響

體系中常常會有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反響溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會很快變性失活。提高

蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的課題。一般來說，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長酶的半衰

期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。

下面舉一個(gè)若何通過蛋白質(zhì)工程來提高重組B-干擾素專一活性和穩(wěn)定性的例子。干擾素是一種抗病

毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)展表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106U/mg,

只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的干擾素量很多，但多數(shù)是以無活性的二聚體形

式存在。為什么會這樣若何改變這種狀況研究發(fā)現(xiàn)，B-干擾素蛋白質(zhì)中有3個(gè)半胱氨酸〔第17位、31位

和141位〕，推測可能是有一個(gè)或幾個(gè)半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第17位的半胱氨酸，

通過基因定點(diǎn)突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的B-干擾素的抗病性活性提高到108U/mg,并

且比天然B-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。

在根基理論研究方面，蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的構(gòu)造和功能、蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)等

一系列分子生物學(xué)基本問題的一種新型的、強(qiáng)有力的手段。通過對蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地提醒

生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動的規(guī)律。

2.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同

答：基因工程是遵循中心法則，從DNATmRNAT蛋白質(zhì)T折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已

有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)展的：確定蛋白質(zhì)的功能T蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級構(gòu)造T蛋白質(zhì)應(yīng)

具備的折疊狀態(tài)T應(yīng)有的氨基酸序列T應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。

3.你知道酶工程嗎絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，酶工程與蛋白質(zhì)工程有什么區(qū)別

提示：酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷

和環(huán)境保護(hù)等方面的一門科學(xué)技術(shù)。概括地說，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩方面組成的。酶工程的

應(yīng)用主要集中于食品工業(yè)、輕工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中。a-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶這三個(gè)酶連

續(xù)作用于淀粉，就可以代替蔗糖生產(chǎn)出高果糖漿；蛋白酶用于皮革脫毛膠以及洗滌劑工業(yè)；固定化酶還可

以治療先天性缺酶病或是器官缺損引起的某些功能的衰竭等。至于我們?nèi)粘Ｉ钪兴姷降募用赶匆路邸?/p>

嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的表達(dá)了。通常所說的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒有經(jīng)過由酶的

功能來設(shè)計(jì)酶的分子構(gòu)造，然后由酶的分子構(gòu)造來確定相應(yīng)基因的堿基序列等步驟。因此，酶工程的重點(diǎn)

在于對已存酶的合理充分利用，而蛋白質(zhì)工程的重點(diǎn)則在于對已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。當(dāng)然，隨著蛋

白質(zhì)工程的開展，其成果也會應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一局部。

〔二〕正文中討論題

某多肽鏈的一段氨基酸序列是：----丙氨酸一色氨酸一賴氨酸一甲硫氨酸一苯丙氨酸----

討論：〔1〕若何得出決定這一段肽鏈的脫氧核甘酸序列請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。

〔2〕確定目的基因的堿基序列后，若何才能合成或改造目的基因〔DNA〕

答：〔1〕每種氨基酸都有對應(yīng)的三聯(lián)密碼子，只要查一下遺傳密碼子表，就可以將上述氨基酸序列的

編碼序列查出來。但是由于上述氨基酸序列中有幾個(gè)氨基酸是由多個(gè)三聯(lián)密碼子編碼，因此其堿基排列組

合起來就對比復(fù)雜，至少可以排列出16種，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過的排列組合知識自己排列一下。首先應(yīng)該

根據(jù)三聯(lián)密碼子推出mRNA序列為GCU〔或C或A或G〕UGGAAA〔或G〕AUGUUU〔或C〕，再根據(jù)堿基互補(bǔ)配

對規(guī)律推出脫氧核普酸序列：CGA〔或G或T或C〕ACCTTT〔或C〕TACAAA〔或G〕。

〔2〕確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取。

〔三）異想天開

能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的構(gòu)造，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，導(dǎo)入適宜的細(xì)菌中，讓細(xì)菌生產(chǎn)人類所需要的蛋

白質(zhì)食品呢

提示：理論上講可以，但目前還沒有真正成功的例子。一些報(bào)道利用細(xì)菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)往往

都是自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，并非完全是人工設(shè)計(jì)出來而自然不存在的蛋白質(zhì)。主要原因是蛋白質(zhì)的高

級構(gòu)造非常復(fù)雜，人類對蛋白質(zhì)的高級構(gòu)造和在生物體內(nèi)若何行使功能知之甚少，很難設(shè)計(jì)出一個(gè)嶄新而

又具有生命功能作用的蛋白質(zhì)，而且一個(gè)嶄新的蛋白質(zhì)會帶來什么危害也是人們所擔(dān)憂的。

〔四〕旁欄思考題

1.你知道人類蛋白質(zhì)組方案嗎它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系我國科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)

提示：人類蛋白質(zhì)組方案是繼人類基因組方案之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)重大的科學(xué)命題。

2001年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。之后，該組織正式提出啟動了兩項(xiàng)重大國際合作行動：一項(xiàng)為

哪一項(xiàng)由中國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的，，人類肝臟蛋白質(zhì)組方案〃；另一項(xiàng)為哪一項(xiàng)以美國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人

類血漿蛋白質(zhì)組方案"，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組方案的帷幕。

“人類肝臟蛋白質(zhì)組方案”是國際上第一個(gè)人類組織/器官的蛋白質(zhì)組方案，由我國賀福初院士牽頭，

這是中國科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國際科研協(xié)作方案，總部設(shè)在北京，目前有16個(gè)國家和地區(qū)的80多個(gè)

實(shí)驗(yàn)室報(bào)名參加。它的科學(xué)目標(biāo)是提醒并確認(rèn)肝臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)的

突破提供重要的科學(xué)根基。

人類蛋白質(zhì)組方案的深入研究將是對蛋白質(zhì)工程的有力推動和理論支持。

2.對天然蛋白質(zhì)進(jìn)展改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)展操作，還是通過對基因的操作來實(shí)現(xiàn)

答：毫無疑問應(yīng)該從對基因的操作來實(shí)現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：

[1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進(jìn)展了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可

以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。

〔2〕對基因進(jìn)展改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。

專題二細(xì)胞工程

2.1植物細(xì)胞工程

2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

〔一〕思考與探究

1.為什么“番茄一馬鈴薯"超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯

提示：1978年，梅爾徹斯〔Melchers〕等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細(xì)胞雜種。他們將培育

的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)展融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“馬鈴薯番茄"。像大多數(shù)雜種一

樣，雜交株同時(shí)具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根"，但是沒有產(chǎn)

生可結(jié)實(shí)的花、果實(shí)以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯一番茄"一類的體細(xì)胞雜交植物還不能

產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但是其研究價(jià)值不可無視。

至于馬鈴薯一番茄沒有像人們預(yù)想的那樣地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達(dá)

不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯一番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種

的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表

達(dá)，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。

2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物——眼蟲，說明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動物細(xì)胞中存活，

請?zhí)接懀簞游锛?xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎如果理論上可行，請?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。

提示：根據(jù)眼蟲的特點(diǎn)，動物細(xì)胞和植物細(xì)胞之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交的。具體的實(shí)驗(yàn)方案可以

設(shè)計(jì)如下：

〔二）正文中討論題

【實(shí)驗(yàn)胡蘿卜的組織培養(yǎng)】

1.在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作

提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣

也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各

種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)

物迅速死亡。

造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操

作不標(biāo)準(zhǔn)等。所以在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中用到的植物材料和各種器械都要進(jìn)展徹底地滅菌，實(shí)驗(yàn)人員操作一定

要標(biāo)準(zhǔn)，防止帶入雜菌。

2.在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層局部，原因是這局部容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請

思考一下，胡蘿卜的其他局部〔如莖、葉、花〕，是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)展驗(yàn)證嗎

提示：胡蘿卜的其他局部〔如莖、葉、花〕也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織對比困難。

可以讓學(xué)生參考利用胡蘿卜根進(jìn)展組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)出利用胡蘿卜的莖、葉、花進(jìn)展組織培養(yǎng)的

實(shí)驗(yàn)流程。

3.請根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)過程，^括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。

提示：

2.1.2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用

〔一〕思考與探究

1.通過查閱資料，請你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用。

提示：a.拯救瀕危植物；

b.提供食品制作的原料；

c.利用愈傷組織進(jìn)展轉(zhuǎn)基因操作。

2.請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過程，設(shè)計(jì)出制備技術(shù)的主要流程圖。

提示：誘導(dǎo)植物愈傷組織

I

體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)

I

體細(xì)胞胚的成熟

I

體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹

I

貯藏或種植

3.請查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實(shí)驗(yàn)流程。

提示：

接種脫分化再分化移栽染色體加倍

花藥一*花粉細(xì)胞培養(yǎng)——愈傷組織-一"f分化出小植物-----*單倍體植株--------*正常植株

〔二〕正文中討論題

1.人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進(jìn)展工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)

提示：植物“微型〃繁殖技術(shù)具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢。工廠化大規(guī)模育苗

生產(chǎn)正是利用了植物“微型"繁殖技術(shù)的這兩方面優(yōu)勢。利用植物“微型"繁殖技術(shù)我們可以在短時(shí)間中

獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗。

2.人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可對比的特點(diǎn)，想一想它們具有哪些優(yōu)點(diǎn)提示：人工種

子的優(yōu)點(diǎn)：

〔1〕天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會造成某些遺傳性狀的改變；天然種子

在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只繁殖1?2次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而人工種子則可以完全保持

優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。

〔2〕試管苗的大量貯藏和運(yùn)輸也是相當(dāng)困難的。人工種子則抑制了這些缺點(diǎn)，人工種子外層是起保護(hù)作用

的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，可以很方便地貯藏和運(yùn)輸。

3.人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵局部，請?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效

成分是什么為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中參加哪些物質(zhì)

提示：針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以參加適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳

源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中參加一些植物生長調(diào)

節(jié)劑。

4.高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用

植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉〃為題，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在

節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境方面的重要意義。

提示：可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞

培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開展了用組織

培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的11種植物現(xiàn)都在進(jìn)展組織培養(yǎng)。ESCAgenetics公司宣布他們用細(xì)

胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的2?5倍。國內(nèi)外在分化細(xì)胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索

了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響?，F(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研

究反響的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)展工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。

2.2動物細(xì)胞工程

2.2.1動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)

〔一〕思考與探究

1.幼齡與老齡動物的組織細(xì)胞對比，分化程度低的與分化程度高的組織細(xì)胞對比，哪一種更易于培養(yǎng)思考

一下，這是什么道理

提示：細(xì)胞的衰老與動物機(jī)體的衰老有著密切的關(guān)系，細(xì)胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)，幼齡動物

細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，老齡動物則相反。所以，一般來說幼年動物的組織細(xì)胞比老年動物的組

織細(xì)胞易于培養(yǎng)。同樣，組織細(xì)胞的分化程度越低，則增殖能力越強(qiáng)，所以更容易培養(yǎng)。

2.動物細(xì)胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎為什么

提示：脫分化又稱去分化，是指分化細(xì)胞失去特有的構(gòu)造和功能變?yōu)榫哂形捶只?xì)胞特性的過程。植

物的任何一局部，甚至單個(gè)細(xì)胞都具有長成完整植株的能力。但要發(fā)育成完整植株，必須先脫分化，脫分

化的細(xì)胞具有發(fā)育成任何組織的能力，然后進(jìn)展再分化，形成完整植株。植物細(xì)胞培養(yǎng)主要用于農(nóng)林生產(chǎn)

中的作物、苗木育種，快速繁育種苗、培育無病毒植株等，這就要求植物的組織或細(xì)胞先進(jìn)展脫分化。動

物細(xì)胞的培養(yǎng)有各種用途，一般而言，動物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動物細(xì)胞發(fā)育潛

能變窄，失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力，所以，動物細(xì)胞也就沒有類似植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的脫分化過

程了。要想使培養(yǎng)的動物細(xì)胞定向分化，通常采用定向誘導(dǎo)動物干細(xì)胞，使其分化成所需要的組織或器官。

3.1997年，美國威斯康星州的一個(gè)奶牛場有一頭名叫盧辛達(dá)〔Lucinda〕的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8t,創(chuàng)

造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國高產(chǎn)奶牛場奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國奶

牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3~4to

〔1〕能利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)嗎請說明理由。

提示：可以用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)。盧辛達(dá)的產(chǎn)奶量很高，說明它有高產(chǎn)奶的遺傳

根基，利用盧辛達(dá)的體細(xì)胞克隆的奶牛其遺傳物質(zhì)基本上全部來自該奶牛，其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳根

基，如果精心培育和飼養(yǎng)，有可能在世界范圍內(nèi)推廣，克隆牛再與高產(chǎn)的公牛自然繁殖，可得到很多高產(chǎn)

的后代，從而加快奶牛改良進(jìn)程。

但同時(shí)需注意，該克隆牛不能無限制地推廣，其數(shù)量不宜過多，尤其是在小范圍內(nèi)不能無限的繁殖，

以防止奶牛群出現(xiàn)近親繁殖而引起種質(zhì)衰退。

〔2〕如果將克隆高產(chǎn)奶牛盧辛達(dá)的任務(wù)交給你，你將若何對它進(jìn)展克隆

提示：首先從盧辛達(dá)耳朵〔也可用別的組織、器官，耳朵在活體上容易取〕上剪取一小塊組織，在體

外培養(yǎng)獲得該組織〔如軟骨組織〕的細(xì)胞。從屠宰場取廢棄的牛卵巢，抽取卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)成熟。用顯

微針去除卵母細(xì)胞的核，再將耳細(xì)胞注入卵母細(xì)胞，用電刺激方法使卵母細(xì)胞與體細(xì)胞融合，這時(shí)供體核

就進(jìn)入了受體卵母細(xì)胞，再用電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活注入了體細(xì)胞核的卵母細(xì)胞，使其完成減數(shù)分裂和發(fā)

育過程。核移植胚胎在體外短時(shí)間培養(yǎng)后，挑選正常卵裂的胚胎植入經(jīng)同期發(fā)情處理的受體母牛體內(nèi)。

4.體細(xì)胞核移植技術(shù)在研究和應(yīng)用上還存在什么問題請你查閱資料，了解這方面的前沿動態(tài)。

提示：在研究方面，克隆動物基因組重新編程的機(jī)制尚不清楚，克隆技術(shù)效率低，克隆動物畸形率高、

死亡率高、易出現(xiàn)早衰等問題。這些問題尚在研究中。

在應(yīng)用上，生產(chǎn)克隆動物費(fèi)用昂貴，距大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離。

〔二〕正文中討論題

【討論1】多細(xì)胞動物和人體的細(xì)胞都生活在內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)你所學(xué)的內(nèi)環(huán)境的知識，思考并討論以下問題：

1.體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)需要提供哪些物質(zhì)

提示：充足的營養(yǎng)供給、適宜的溫度、適宜的pH和氣體環(huán)境。

2.體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要什么樣的環(huán)境條件

提示：無菌、無毒的環(huán)境。

【討論2】1.在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核

提示：為使核移植的胚胎或動物的遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價(jià)值的動物提供的體細(xì)胞，在供體細(xì)

胞的細(xì)胞核移至受體細(xì)胞之前，必須將受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)去掉或?qū)⑵淦茐摹?/p>

2.用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，想一想，這是為什么

提示：培養(yǎng)的動物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10?50代左右時(shí)，局部細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物

質(zhì)可能會發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì)胞核移植中，為了保

證供體細(xì)胞正常的遺傳根基，通常采用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。

3.你認(rèn)為用上述體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)展了100%的復(fù)制嗎為什么

提示：克隆動物絕大局部DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外還有少量的DNA,即線粒體中的DNA是來

自于受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆的動物不是供核動物完全一樣的復(fù)制。

此外，即便動物的遺傳根基完全一樣，但動物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系，核供

體動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全一樣，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動物完

全一樣，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物100%的復(fù)制。

〔三〕尋根問底

胰蛋白酶真的不會把細(xì)胞消化掉嗎為什么

提示：胰蛋白酶除了可以消化細(xì)胞間的蛋白外，長時(shí)間的作用也會消化細(xì)胞膜蛋白，對細(xì)胞有損傷作

用，因此必須控制好胰蛋白酶的消化時(shí)間。

〔四〕旁欄思考題

1.進(jìn)展動物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是什么成分用胃蛋白酶行嗎

提示：用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2,當(dāng)pH

大于6時(shí)，胃蛋白酶就會失去活性。胰蛋白酶作用的適宜環(huán)境pH為7.2?8.4。多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜

pH為7.2?7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，而胰蛋白酶在此環(huán)境中活性較高，因此胰蛋白酶適宜用于

細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的消化。

2.為什么對動物細(xì)胞進(jìn)展培養(yǎng)時(shí)通常要添加血清

提示：血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白質(zhì)主要為白蛋白和球蛋白。氨基酸有

多種，是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的基本成分，其中有些氨基酸動物細(xì)胞本身不能合成〔稱為必需氨基酸〕，必須

由培養(yǎng)液提供。血清激素有胰島素、生長激素等及多種生長因子〔如表皮生長因子、成纖維細(xì)胞生長因子、

類胰島素生長因子等〕；血清還含有多種未知的促細(xì)胞生長因子、促貼附因子及其他活性物質(zhì)，能促進(jìn)細(xì)胞

的生長、增殖和貼附。因此，細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要保證細(xì)胞能夠順利生長和增殖，一般需添加10%?20%的血清。

2.2.2動物細(xì)胞融合與單克隆抗體

思考與探究

1.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)與動物細(xì)胞融合技術(shù)有什么不同

提示：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)與動物細(xì)胞融合技術(shù)基本一樣，不同的是植物體細(xì)胞融合前需去掉細(xì)胞

壁，然后再融合；動物細(xì)胞融合是兩個(gè)體細(xì)胞直接融合。

2.制備單克隆抗體時(shí)，為什么要選用B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞

提示：哺乳動物感染抗原后，其體內(nèi)會形成相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞能分泌相應(yīng)的抗體凝聚或

殺死這些抗原。動物在免疫反響的過程中，每一種B淋巴細(xì)胞能分泌一種特異性抗體，要想獲得大量的特

異性抗體，必須使能分泌該單一抗體的B淋巴細(xì)胞大量增殖。B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生單一抗體的能力，但不

能在體外增殖；骨髓瘤細(xì)胞是一種癌細(xì)胞，它能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。因此，把

一種B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)展細(xì)胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，它會兼有兩個(gè)親本細(xì)胞的特性——在體外

培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時(shí)能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。

專題三胚胎工程

3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

〔一〕思考與探究

1.以精子的運(yùn)行途徑為線索，設(shè)計(jì)一幅簡圖，來說明哺乳動物的受精過程。

提示：哺乳動物的受精過程主要包括精子穿越放射冠、透明帶、進(jìn)入卵黃膜、原核形成和配子融合等

步驟〔詳見教材中的受精過程

2.哺乳動物精子和卵子的發(fā)生主要有哪些相似點(diǎn)或不同點(diǎn)

相似之處：細(xì)胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次減數(shù)分裂〔MI

和MII〕才能形成精子或卵子。

不同之處：由一個(gè)精原細(xì)胞分裂最后可產(chǎn)生多個(gè)精子；一個(gè)卵原細(xì)胞最后只能生成一個(gè)卵子。精子的

形狀為蝌蚪狀；卵子為球形。多數(shù)哺乳動物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是在胎兒出生前完成。

3.當(dāng)你了解到精子需要獲能，受精過程中有防止多精入卵的現(xiàn)象時(shí)，你是否提出過這樣的問題：精子在雌

性生殖道內(nèi)是若何獲能的防止多精入卵的兩道防線的形成機(jī)制終究是什么

精液由精子和精清〔精漿〕兩局部組成。精清中含有一種能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此，在一般情況

下，精液中的精子無法獲能。只有當(dāng)交配后精液進(jìn)入雌性動物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解

除對精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動物生殖道內(nèi)獲能的部位因種類而異，但主要是子

宮和輸卵管。

防止多精入卵主要通過透明帶反響和卵黃膜封閉作用兩道屏障。在受精過程中，當(dāng)精子穿越透明帶觸

及卵黃膜時(shí)，透明帶會立即封閉，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶，可看作是防止多精受精的第一道屏障。而

精子入卵后，卵黃膜會立即拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，可看作是防止多精受精的第二道屏障。其生理、生

化機(jī)制，請參閱有關(guān)專著。

〔二〕正文中討論題

【精子的發(fā)生】

1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說是一種浪費(fèi)嗎若何

理解這一現(xiàn)象

提示：不是。可以從兩方面說明這一問題：其一，在自然繁殖的條件下，為了使母畜排出的1個(gè)或幾

個(gè)卵子完成受精，公畜一次射出幾億到幾十億的精子到發(fā)情母畜的生殖道內(nèi)，可以說是動物為繁殖后代、

延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，在通過母畜生殖

道的過程中，復(fù)雜的組織構(gòu)造和生理環(huán)境將對精子進(jìn)展篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，

造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部位〔輸卵管〕的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。

2.精子細(xì)胞變成精子的過程中，細(xì)胞中很多構(gòu)造會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保存下來，對這一現(xiàn)象若何

理解為什么精子中的線粒體集中在尾的基部

提示：細(xì)胞核和線粒體都是精子構(gòu)造中的重要局部。其中，細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所,

也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是精子進(jìn)展有氧呼吸分解營

養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動能量的場所。精子的線粒體在精子形成過程中，集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子

維持存在和運(yùn)動能量的“動力工廠"或“發(fā)動機(jī)"。

【卵子的發(fā)生】

1.一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子答：正常情況下，一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。

2.排卵是指卵子從卵泡中排出，還是指卵泡從卵巢中排出答：是指卵子從卵泡中排出。

3.剛排出的卵是成熟的卵子嗎它在母體的什么部位與精子受精

答：剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成第一次減數(shù)分裂，需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，直到第二次

減數(shù)分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。

【資料分析】

1.表中哪種動物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高

答：對比而言，馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高，其次為小鼠。

2.將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時(shí)，應(yīng)選擇什么階段的胚胎如果換成牛又該若何處理

答：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8~16細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了

提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)展移植。

3.為什么說關(guān)于動物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會為胚胎工程提供理論根基請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說明。

提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的根基上實(shí)現(xiàn)的。本

節(jié)涉及的哺乳動物體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育都是在自然條件下的特點(diǎn)和規(guī)律，人們正是在認(rèn)識了這些自然規(guī)律

的根基上，在體外進(jìn)展有效的模擬，才使卵母細(xì)胞能在體外成熟；精子能在體外完成獲能；獲能精子和成

熟卵母細(xì)胞能在試管內(nèi)完成受精；體外受精卵能在人工培養(yǎng)條件下繼續(xù)發(fā)育等，這些都有賴于體內(nèi)自然條

件下的根基研究成果。

〔三〕旁欄思考題

進(jìn)展體外受精時(shí)，將卵母細(xì)胞取出后，是否應(yīng)當(dāng)將它置于與輸卵管中相似的環(huán)境，讓它進(jìn)一步成熟

答：是的。從卵巢上取出的卵母細(xì)胞還沒有成熟，尚未完成第一次減數(shù)分裂。應(yīng)在體外人工模擬輸卵

管環(huán)境進(jìn)展培養(yǎng)，才能使其成熟，即到達(dá)受精前的成熟階段。

3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景

〔一）思考與探究

1.右圖是同學(xué)們到某良種場進(jìn)展參觀后，看到的胚胎移植繁育良種奶牛的技術(shù)流程示意圖。請看圖思考并

討論以下各題。

〔1〕用文字完成下面的流程圖。

答：①對供、受體母畜進(jìn)展選擇，并進(jìn)展同期發(fā)情處理；③配種或人工授精；④收集胚胎；⑥胚

胎移植；⑦對受體母畜進(jìn)展是否妊娠的檢查。

〔2〕應(yīng)該若何選擇供體公、母牛和受體母牛在②中，為什么要用促性腺激素處理供體母牛，在促性腺激素

處理供體母牛前，為什么需要對供體和受體母牛進(jìn)展同期發(fā)情處理

答：供體公、母牛應(yīng)該是具有人類所需的優(yōu)良遺傳性狀的個(gè)體，而受體母牛必須具有正常的孕育、生

殖后代的能力；需要用促性腺激素處理供體母牛是為了引起超數(shù)排卵，這樣就可以獲得較多的胚胎；在促

性腺激素處理供體母牛前，對供體和受體母牛進(jìn)展同期發(fā)情處理，才能使它們的生理?xiàng)l件到達(dá)同步或一致，

使供體的胚胎移入受體后有一樣或相似的存在條件。

〔3）在右側(cè)的流程圖中，哪一步需要進(jìn)展沖卵沖卵是把母畜的卵子沖出來嗎

答：第④步需要進(jìn)展沖卵，沖卵是指將供體母畜體內(nèi)的受精卵沖出來，而不是把卵子沖出來。

〔4〕用胚胎移植繁育良種種畜具有哪些實(shí)用意義

提示：胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個(gè)體的繁殖潛力。具體表現(xiàn)為：縮短了供體本身的繁殖周期，同

時(shí)通過超數(shù)排卵處理和胚胎移植可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代。

可在短期大幅度增加優(yōu)良個(gè)體母畜和公畜的后代數(shù)量，迅速擴(kuò)大良種畜群，加速育種和品種改良工作。

經(jīng)冷凍保存的胚胎可進(jìn)展國內(nèi)和國際交換，代替活畜的引種或進(jìn)出口。

通過胚胎移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎。

可以通過保存胚胎來保存品種資源和瀕危動物。

〔二）正文中討論題

1.在胚胎移植操作中，若何才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致例如，供、受體的發(fā)情時(shí)間要

一致嗎供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置一樣或相似嗎

答：應(yīng)對供體和受體母畜進(jìn)展同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件到達(dá)同步或一致，這樣才能使供體的

胚胎移入受體后有一樣或相似的存在條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。因此，必須做到供、受體母畜

的發(fā)情時(shí)間一致。同時(shí)還要做到移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置一樣或相似，移入胚胎

一側(cè)的受體子宮角對應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。

2.胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在一樣生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎

答：胚胎移植成功率的上下與供、受體生理環(huán)境條件一致性密切相關(guān)。只有供、受體生理環(huán)境高度一

致，移入受體的胚胎才能被承受，并繼續(xù)發(fā)育。所以我們可以把胚胎移植簡單概括為早期胚胎在一樣生理

環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。這樣的概括是正確的。

〔三〕旁欄思考題

對囊胚階段的胚胎進(jìn)展分割時(shí)，為什么要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割

提示：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的根內(nèi)幕胞，其他細(xì)胞為滋養(yǎng)細(xì)胞，只

為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。假設(shè)分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的局部正常發(fā)育

的能力強(qiáng)，少的局部發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。

專題四生物技術(shù)的安全性和倫理問題

4.1轉(zhuǎn)基因生物的安全性

〔一〕正文中討論題

【論壇1]3.我國為了保證轉(zhuǎn)基因食物的安全性，都采取了哪些監(jiān)控和預(yù)防措施

答：〔1〕立法是監(jiān)控農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全的有力措施。例如，中國已制定了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全

管理實(shí)施方法》〔1996年〕、《轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全管理臨時(shí)措施》〔2002年〕和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識管理方

法》〔2002年〕等法規(guī)。請進(jìn)入網(wǎng)站了解更多內(nèi)容：://.cn[農(nóng)業(yè)部，中國農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)

T行業(yè)網(wǎng)站〔科技教育〕T農(nóng)業(yè)科技信息網(wǎng)T政策法規(guī)T政策法規(guī)分類〔5.轉(zhuǎn)基因管理

〔2〕多環(huán)節(jié)監(jiān)控。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研究、從實(shí)驗(yàn)室走向大田試驗(yàn)各階段，以及產(chǎn)品商品化都有相應(yīng)法規(guī)或規(guī)

定進(jìn)展嚴(yán)格的監(jiān)控，只有在每一階段試驗(yàn)獲得認(rèn)可證書后，才可進(jìn)入下一階段。比方，大田試驗(yàn)就分為：

①中間試驗(yàn)階段，種植面積不超過0.27hm2〔4畝〕，范圍不超過兩省，每省不超過3個(gè)種植點(diǎn)，試驗(yàn)時(shí)限

1?2年；②環(huán)境釋放階段，種植面積可以擴(kuò)大到0.27?2hm2（4?30畝），范圍仍不超過兩省，每省7個(gè)

種植點(diǎn)，試驗(yàn)時(shí)限1?2年。這一階段要考察外源基因會不會發(fā)生生物間轉(zhuǎn)移，會不會對種植區(qū)周圍動物、

植物、土壤造成危害等；③生產(chǎn)試驗(yàn)階段，種植面積可擴(kuò)大到20hm2以上，范圍仍為兩省，試驗(yàn)點(diǎn)不超過

5個(gè)。

〔3〕安全評價(jià)內(nèi)容具體而嚴(yán)格。食物安全性評價(jià)內(nèi)容：營養(yǎng)成分是否改變是否存在抗?fàn)I養(yǎng)因子是否存在毒

性、過敏性蛋白等。環(huán)境安全評價(jià)內(nèi)容：轉(zhuǎn)基因植物是否變得易得病對周圍植物有什么影響是否可能變成

雜草會不會把外源基因轉(zhuǎn)移給其他生物等。

【論壇3】1.轉(zhuǎn)基因生物會不會影響生態(tài)系統(tǒng)中原有的動態(tài)平衡

2.轉(zhuǎn)基因生物會不會加劇環(huán)境污染會不會危害其他動植物存在或人體的安康

提示：這兩道題答案的基本點(diǎn)是一樣的：可能性不大，但要提高警覺。

這僅是一種可能性，爭論的雙方提出的不同見解都有一定的根據(jù)，不能斷言誰是誰非，但是需要人們提高

警覺，這是能為大家承受的共識。隨著時(shí)間的推移，人們發(fā)現(xiàn)這類不安全似乎不大，因?yàn)榭茖W(xué)家轉(zhuǎn)入的僅

是有限的一種或幾種基因；而轉(zhuǎn)入的基因是否可能會對其他生物或環(huán)境造成危害，都是經(jīng)過認(rèn)真分析、實(shí)

踐的，一旦發(fā)現(xiàn)有害后果，科學(xué)家就會停頓實(shí)驗(yàn)；轉(zhuǎn)基因生物從實(shí)驗(yàn)室到自然界釋放，都要經(jīng)過一系列安

全評價(jià)、審批。此外，還有相關(guān)法規(guī)監(jiān)控。但是，為了對公眾安康負(fù)責(zé)、對社會負(fù)責(zé)，我們對于轉(zhuǎn)基因生

物可能影響生態(tài)系統(tǒng)中的原有動態(tài)平衡，或者加劇環(huán)境污染，或者危害其他動植物、人體的安康的不安全，

仍要提高警覺。

〔二〕尋根問底

你能舉出兩個(gè)外來物種入侵的實(shí)例嗎為什么外來物種入侵會造成嚴(yán)重的危害

提示：〔1〕外來物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)之后，由于沒有天敵，極易造成生長失控，破壞生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)

造。比方，外來的植物瘋長，可以對本地一年生和多年生植物的構(gòu)造比例造成嚴(yán)重影響，通過對植被的生

長和構(gòu)造的影響，從而造成物質(zhì)循環(huán)和能量流動的改變。又如，外來的動物種類，由于它們的選擇性覓食

和破壞，也會造成物質(zhì)循環(huán)和能量流動的改變。物質(zhì)循環(huán)和能量流動的改變會對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，

比方，有人將美洲食人鱷引入，這一入侵物種就可能會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成長久性的破壞。

〔2〕外來物種在新的生態(tài)系統(tǒng)中，通過與當(dāng)?shù)匚锓N競爭營養(yǎng)或食物、分泌釋放化學(xué)物質(zhì)、形成大面積單優(yōu)

勢群落等方式，直接影響本地物種的存在，加速某些生活力較弱的物種的消失。在全世界瀕危植物名錄中，

大約有35%?46%是由外來物種入侵所造成的。即入侵的外來物種可能會造成生物多樣性減少。

〔3〕外來物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)后，作為掠奪者、寄生者或病原體，會使受害者和寄主的數(shù)量發(fā)生變化。

尤其是外來物種在適宜的生態(tài)和氣候條件下，往往會對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)或林業(yè)帶來嚴(yán)重的損害，即所謂的爆發(fā)

生物災(zāi)害。

〔4〕有些外來植物產(chǎn)生的花粉，是當(dāng)?shù)鼐用駨奈唇佑|過的物質(zhì)，從而可能成為對人類安康造成威脅的新過

敏源。比方，日本引種的杉樹，大面積栽種后，杉樹產(chǎn)生的花粉已經(jīng)成了日本人產(chǎn)生過敏反響的重要過敏

源。又如豚草，它已在包括中國在內(nèi)的許多國家泛濫成災(zāi)，而豚草的花粉是重要的過敏源。豚草花粉引起

的過敏反響稱為“枯草熱〃，它已給許多國家人民的身體安康帶來了嚴(yán)重的危害。

4.2生物技術(shù)的倫理問題

〔一〕正文中討論題

【熱點(diǎn)問題討論1】

2.倫理學(xué)家和科學(xué)家對待克隆人的角度有什么不同

提示：倫理學(xué)家主要是從倫理學(xué)、社會學(xué)和心理學(xué)角度看問題，而科學(xué)家更多的是從科學(xué)的可行性和

科學(xué)意義的角度看問題。

4.你愿意被科學(xué)家克隆嗎為什么

提示：參見教科書中的內(nèi)容，可以從科學(xué)角度、倫理角度和社會需求角度討論，現(xiàn)在不宜克隆人。我

國明確制止生殖性克隆人，一再重申的四不原則，表達(dá)了中國大多數(shù)人的價(jià)值觀取向。

5.克隆人如果真的來到人間，你認(rèn)為應(yīng)該若何正確對待他們

提示：到時(shí)候我們恐怕并沒有必要去追究他是出于什么目的被克隆出來的，也沒有必要去爭論該成果

有什么科學(xué)價(jià)值，而應(yīng)該把克隆人當(dāng)作我們社會中的一個(gè)普通成員，尊重他的人權(quán)、人格。要用他做實(shí)驗(yàn)

時(shí)，必須征得他自愿同意，絕不能傷害他的身心安康。社會應(yīng)該以平常心態(tài)對待克隆人，使克隆人獲得和

我們一樣的存在和開展的條件。目前，克隆動物還那么困難，克隆人更加不易，當(dāng)世界上有那么幾個(gè)克隆

人來到人間時(shí)，他們并不會破壞我們正常的生活秩序。

【熱點(diǎn)問題討論2】

1.你是否支持設(shè)計(jì)試管嬰兒為什么

提示：設(shè)計(jì)試管嬰兒只是在特定背景下的一種應(yīng)急措施，需要經(jīng)過國家有關(guān)部門嚴(yán)格審批。它不宜推

廣，并要嚴(yán)防濫用。

2.為什么捐出一局部骨髓救治他人，不會給捐獻(xiàn)者的身體安康造成損傷你愿意為救人一命而捐獻(xiàn)自己一局

部骨髓嗎為什么

提示：〔1〕所謂捐獻(xiàn)骨髓，實(shí)際上醫(yī)生只是從你的骨髓中別離出一局部造血干細(xì)胞供移植。因?yàn)樵煅?/p>

干細(xì)胞在人的骨髓中相對較多，而在外周血液中卻很少。

〔2〕干細(xì)胞的一個(gè)重要特點(diǎn)是自我更新能力很強(qiáng)，被別離走的那局部造血干細(xì)胞，很快就會被“補(bǔ)齊〃。

因此捐獻(xiàn)骨髓不會影響捐獻(xiàn)者身體安康。

〔3〕醫(yī)生只是在醫(yī)學(xué)公認(rèn)的安全條件下，別離出捐獻(xiàn)者有限數(shù)量的造血干細(xì)胞，而且整個(gè)抽取、別離過程,

都是在設(shè)備良好的大醫(yī)院中進(jìn)展的，一般不會對捐獻(xiàn)者造成意外傷害。

〔4〕捐獻(xiàn)有限造血干細(xì)胞救人一命，對個(gè)人來說是一種美德、一種欣慰和快樂，是一種高尚的人道主義表

現(xiàn)。

【熱點(diǎn)問題討論3】

1.你愿意獲得一張自己的基因身份證嗎為什么

提示：〔1〕現(xiàn)在要對個(gè)人所有基因進(jìn)展檢測，是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)楝F(xiàn)在有不少基因還沒得到確定。即使

只是對個(gè)別或少數(shù)基因進(jìn)展檢測，也并不是每個(gè)人都需要的?，F(xiàn)在西方國家對某幾種致病基因進(jìn)展篩檢時(shí),

承受測定的人也只是有這類遺傳病家族史的個(gè)人，或這類疾病的高危個(gè)人。目的是使他們能及早采取防范

措施，如養(yǎng)成良好生活習(xí)慣、定期檢查身體、適時(shí)手術(shù)等。

〔2〕有某種致病基因，并不一定就會患病?；寄撤N疾病，往往不是由單一原因引起的。況且人的很多疾病

是多基因病，它是由遺傳因素和環(huán)境因素共同決定的。如果有良好的生活習(xí)慣等，往往可以使人防止患上

某些遺傳性疾病。

〔3〕有許多疾病，測定其致病基因是相當(dāng)困難的。因此科學(xué)家認(rèn)為不如測定其所表達(dá)的蛋白質(zhì)更為快捷、

有效。

〔4〕基因檢測給受試者造成的心理負(fù)擔(dān)或壓力必須考慮到。特別是給出似是而非的結(jié)論之后，往往會使受

試者無所適從。

〔5〕現(xiàn)在記錄有個(gè)人某些遺傳信息的“身份證〃已經(jīng)出現(xiàn)，但僅僅是試驗(yàn)性質(zhì)的。至于說拿著它去看病，

起碼在可以預(yù)見的將來是言過其實(shí)。

〔6〕將“基因身份證〃上記錄的信息和它的作用等問題弄清楚之后，才能決定要不要它。比方，現(xiàn)在有的

試驗(yàn)性基因身份證僅僅記錄個(gè)人特有的某一對或某幾對等位基因信息，它可能在驗(yàn)明正身方面起更大的作

用，這類基因身份證要它也無妨。

〔二〕旁欄思考題

1.你知道中國大陸第一例試管嬰兒是在什么時(shí)候出生的嗎

答：中國大陸第一例試管嬰兒是于1988年在北京出生的。

2.為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒，與本文所說“設(shè)計(jì)試管嬰兒〃有什么區(qū)別

答：所謂“設(shè)計(jì)試管嬰兒〃，實(shí)際上就是指體外受精形成的胚胎〔幾個(gè)細(xì)胞期〕在植入母體孕育前，

根據(jù)人們的需要，將胚胎的一個(gè)細(xì)胞取出，進(jìn)展某些基因檢測。當(dāng)檢測結(jié)果符合人們需要時(shí)，再把胚胎植

入母體孕育。一般我們所說的做試管嬰兒，不必經(jīng)過基因檢測這一步驟。

專題五生態(tài)工程

5.1生態(tài)工程的基本原理

〔一〕思考與探究

3.?；~塘分布在我國長江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng)，是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工

程。試分析?；~塘的物質(zhì)和能量流動途徑。

提示：?；~塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動是相互聯(lián)系的，能量的流動包含在物質(zhì)的循環(huán)利用過程中，

隨著食物鏈的延伸逐級遞減。

能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用：桑葉用于喂蠶，蠶可以生產(chǎn)蠶絲；桑樹的凋落物和蠶沙〔糞〕落

到魚塘中，作為魚的飼料，經(jīng)過魚塘內(nèi)的食物鏈過程，可以促進(jìn)魚的生長；甘蔗可以榨糖，糖渣用來喂豬，

豬的排泄物也進(jìn)入魚塘；魚的排泄物及其他未被利用的有機(jī)物和底泥經(jīng)過微生物的分解，又可以作為桑和

甘蔗的有機(jī)肥料。桑基魚塘巧妙地利用了很難利用的大片低濕地，開展了多種經(jīng)營，為農(nóng)民創(chuàng)造了多種收

入的門路，完全符合“無廢棄農(nóng)業(yè)〃的要求。?；~塘系統(tǒng)物質(zhì)、能量流動示意圖見以以以下圖。

〔二〕正文中討論題

【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)“資料分析1】

1.導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么

提示：基本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源修養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積

河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。

直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有

關(guān)。

解決長江洪水泛濫的措施有：我國政府提出的“積極營造長江中上游水源修養(yǎng)林和水土保持林〃方案，

即以生物措施為主，結(jié)合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖〃和改革不合理耕作方式等。

在進(jìn)展生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要考慮到若何解決農(nóng)村〔尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員〕的能源來源問題以

及若何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。

2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)開展模式存在什么問題

提示：傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)開展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的開展以巨大的生態(tài)環(huán)

境破壞為代價(jià)。

【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)“資料分析2】

1.你對“石油農(nóng)業(yè)〃是若何理解的

提示：“石油農(nóng)業(yè)“大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹?/p>

它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機(jī)械過程和化學(xué)過程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對糧

食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時(shí)它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，

大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。

2.你能舉出一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對人體安康以及環(huán)境造成危害的實(shí)例嗎

提示：除日常生活中能夠發(fā)現(xiàn)的實(shí)例外，農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境和人類安康造成危害的實(shí)例中，世界上影響

較大的有藍(lán)嬰病。1973年，美國內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥〔藍(lán)嬰病〕。其原因是飲用水

中硝酸鹽含量超過10mg/L,這時(shí)過多的硝酸鹽會與紅細(xì)胞中的血色素結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血

紅蛋白不能為細(xì)胞和組織運(yùn)輸足夠的氧。患兒的臨床病癥是在口、手或腳等部位出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)的藍(lán)色或淡

紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴(yán)重的會失去知覺，甚至死亡。硝酸鹽來源于點(diǎn)源污染，如下水道、

畜禽養(yǎng)殖場等，或非點(diǎn)源污染，如對農(nóng)田、公園、草地等的施肥。

3.若何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源〃這句話

提示：對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)展回收和循環(huán)利用，這樣不但能

夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費(fèi)。例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷

等養(yǎng)分就可以進(jìn)展回收再利用。因此說污染物是放錯(cuò)了地方?jīng)]有被利用的資源。

4.石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)若何改良

提示：在不同的國家有不同的改良措施。例如，在我國，人多地少，應(yīng)該大力開展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的

具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對

水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)展再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級利用，等等。一方面要不

斷提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污染，促進(jìn)社會的可持續(xù)開展。

【“物種多樣性原理〃資料分析】

1.為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐，幾十億株楊樹會毀于一旦而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的