第一篇：夏邑高中生物選修3課后學(xué)案習(xí)題

夏邑高中生物選修3課后學(xué)案習(xí)題(2012.2.9)

一．單選題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。1．下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是：（）

A．DNA連接酶的作用是將兩個(gè)黏性末端的堿基連接起來(lái) B．目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，受體細(xì)胞即發(fā)生基因突變 C．目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞外

D．常使用的運(yùn)載體有大腸桿菌、噬菌體和動(dòng)植物病毒等 2．下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是：（）A．基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因?yàn)槟康幕?B．細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體

C．通常用一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運(yùn)載體DNA D．為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體 3．與“限制性內(nèi)切酶”作用部位完全相同的酶是：（）

A．反轉(zhuǎn)錄酶

B．RNA聚合酶

C．DNA連接酶

D．解旋酶

4．限制性內(nèi)切酶的作用實(shí)際上就是把DNA上某些化學(xué)鍵打斷，一種能對(duì)GAATTC專一識(shí)別的限制酶，打斷的化學(xué)鍵是：（）A．G與A之間的鍵

B．G與C之間的鍵 C．A與T之間的鍵

D．磷酸與脫氧核糖之間的鍵 5．下面圖中a、b、c、d代表的結(jié)構(gòu)正確的是：（）

A．a(chǎn)—質(zhì)粒RNA B．b—限制性外切酶 C．c—RNA聚合酶

D．d—外源基因

6．除下列哪一項(xiàng)外，轉(zhuǎn)基因工程的運(yùn)載體必須具備的條件是：（）

A．能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并保存

B．具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接 C．具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選

D．是環(huán)狀形態(tài)的DNA分子 7．下列關(guān)于染色體和質(zhì)粒的敘述，正確的是：（）A．染色體只存在于真核生物細(xì)胞中，質(zhì)粒只存在于原核生物細(xì)胞中 B．在基因工程中染色體和質(zhì)粒均可以作為運(yùn)載體 C．染色體和質(zhì)粒均與生物的遺傳有關(guān)

D．染色體和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同

8．基因工程的設(shè)計(jì)施工是在什么水平上進(jìn)行的()A.細(xì)胞 B.細(xì)胞器 C.分子 D.原子 9．細(xì)胞內(nèi)合成RNA聚合酶的場(chǎng)所是()A.細(xì)胞核 B.核區(qū) C.核糖體 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 10．質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體，它的主要特點(diǎn)是：()

①能自主復(fù)制 ②不能自主復(fù)制 ③結(jié)構(gòu)很小 ④蛋白質(zhì) ⑤環(huán)狀RNA ⑥環(huán)狀DNA ⑦能“友好”地“借居”

A．①③⑤⑦

B．②④⑥

C．①③⑥⑦

D．②③⑥⑦

二

非選擇題

1、基因工程又叫基因拼接技術(shù)。

(1)在該技術(shù)中，切割DNA的工具是限制酶，它能識(shí)別某一特定核苷酸序列，使兩個(gè)核苷酸之間的 斷開(kāi)。限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端有兩種形式，分別是、。

(2)基因工程中常用“分子縫合針”是連接酶，根據(jù)酶的來(lái)源不同可分為、兩類，其中前者只可以連接，后者既可以連接 也可以連接。

2.(10分)生物學(xué)家通過(guò)基因工程培育出了能夠通過(guò)乳房生物反應(yīng)器生產(chǎn)人的血清蛋白。

（1）“分子手術(shù)刀”

_

_，（2）“分子縫合針”，（3）“分子運(yùn)輸車”。

（4）操作步驟：從人的____________獲取目的基因；目的基因與____________結(jié)合構(gòu)建基因

表達(dá)載體；在基因表達(dá)載體中還應(yīng)插入___________和終止子。然后把基因表達(dá)載體導(dǎo)入牛的____________，通過(guò)發(fā)育形成的牛體細(xì)胞含人的_________________，成熟的牛產(chǎn)的的奶中含有___________________，證明基因操作成功。

（5）人的基因在牛體內(nèi)能表達(dá),說(shuō)明人和牛___________

3、限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓

GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有一個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。（1）請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。

（2）請(qǐng)畫(huà)出目的基因兩側(cè)被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。

（3）在DNA連接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接？為什么？

選修一．單選題3課后學(xué)案習(xí)題答案(2012.2.9)

1---5

CBCDD

6----10

DCCCC 二

非選擇題

1.（1）磷酸二酯鍵 黏性末端平末端

（2）E·coliDNA連接酶、T4連接酶、黏性末端、黏性末端、平末端 2.（1）限制性內(nèi)切酶（或限制酶）

（2）DNA連接酶（3）基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

（4）基因組文庫(kù) 載體 啟動(dòng)子 受精卵 血清蛋白基因 人的血清蛋白（5）共用一套密碼子

3、（1）

—G↓GATC C— 用酶Ⅰ切割 —G GATCC—

—C CTAG↑G— —CCTAG G—

（2）

—GATC —??—GATC — — CTAG↑—??— CTAG↑— ↓目的基因 ↓用酶Ⅱ切割 — GATC—??— GATC— —CTAG —??—CTAG — 目的基因（3）可以連接。因?yàn)橛蓛煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互補(bǔ)的）

第二篇：高中生物選修3教材課后習(xí)題答案

高中生物選修3教材答案

?1.1 DNA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(kāi)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…（4）…G

…G …TG CG… …CTTAA(5)G…(6)…GC(7)GT…(8)AATTC…

ACGTC… …CG CA… G… 你是否能用DNA連接酶將它們連接起來(lái)？ 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(shí)，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部分都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來(lái)的，它們各自可以識(shí)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(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，對(duì)于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在長(zhǎng)期演化過(guò)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(shí)別切割序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開(kāi)。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵（本題不要求學(xué)生回答的完全，教師可參考教師用書(shū)中的提示，根據(jù)學(xué)生的具體情況，給予指導(dǎo)。上述原則也應(yīng)適用于其他章節(jié)中有關(guān)問(wèn)題的回答）。

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)粒（plasmid），即獨(dú)立于細(xì)菌擬核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)所處的位臵，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)行重組子的篩選。

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（4）載體DNA必需是安全的，不會(huì)對(duì)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)行操作，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)行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(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)可以連接單鏈DNA的酶。

（二）尋根問(wèn)底

1.根據(jù)你所掌握的知識(shí)，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(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)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(huì)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，從而達(dá)到保護(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分離得到的，稱之為E·coliDNA連接酶。另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T(mén)4DNA連接酶。這兩種連接酶催化反應(yīng)基本相同，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（在相鄰核苷酸的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，二者的差別主要表現(xiàn)在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷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)核苷酸與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)核苷酸通過(guò)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(lái)。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)各不相同。

（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(duì)。

2.如果你操作失誤，堿基不能配對(duì)?？赡苁鞘裁丛蛟斐傻?？ 提示：可能是剪切位點(diǎn)或連接位點(diǎn)選得不對(duì)（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(duì)受體細(xì)胞無(wú)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？

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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(dòng)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)行基因交流，只有使用受體生物自身基因的啟動(dòng)子才能比較有利于基因的表達(dá)；

（2）通過(guò)cDNA文庫(kù)獲得的目的基因沒(méi)有啟動(dòng)子，只將編碼序列導(dǎo)入受體生物中無(wú)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(shí)存在部位的基因（或做成目的基因與標(biāo)識(shí)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？若想將一個(gè)抗病基因?qū)雴巫尤~植物，如小麥，從理論上說(shuō)，你應(yīng)該如何做？

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(duì)根瘤農(nóng)桿菌敏感。裸子植物對(duì)該菌也敏感。當(dāng)這些植物被該菌侵染后會(huì)誘發(fā)腫瘤。近年來(lái)，也有報(bào)道該菌對(duì)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(guò)程。根瘤農(nóng)桿菌具有趨化性，即植物的受傷組織會(huì)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)物為乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮，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(lái)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，侵染能力有差別，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)行遺傳轉(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)行遺傳轉(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要選擇合適的農(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(shí)，結(jié)合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生產(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.β-珠蛋白是動(dòng)物血紅蛋白的重要組成成分。當(dāng)它的成分異常時(shí)，動(dòng)物有可能患某種疾病，如鐮刀形細(xì)胞貧血癥。假如讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的β-珠蛋白，想一想，應(yīng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？

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提示：基本操作如下：

（1）從小鼠中克隆出β-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(dòng)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(wú)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(huì)因不含有抗四環(huán)素基因而死掉；如果培養(yǎng)基上長(zhǎng)出大腸桿菌菌落，則表明β-珠蛋白基因已進(jìn)入其中。

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

（二）求異思維

你能推測(cè)出由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)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（reverse transcriptase）。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′→3′方向合成DNA（圖1-3）。

圖1-3 由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)程

cDNA合成過(guò)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(wèn)底

1.為什么要構(gòu)建基因文庫(kù)？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(kù)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已知，就可以通過(guò)PCR方式從含有該基因的生物的DNA中，直接獲得，也可以通過(guò)反轉(zhuǎn)錄，用PCR方式從mRNA中獲得，不一定要構(gòu)建基因文庫(kù)。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(kù)。

2.將目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞不是更簡(jiǎn)便嗎？如果這么做，結(jié)果會(huì)怎樣？

提示：有人采用總DNA注射法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，即將一個(gè)生物中的總DNA提取出來(lái)，通過(guò)注射或花粉管通道法導(dǎo)入受體植物，沒(méi)有進(jìn)行表達(dá)載體的構(gòu)建，這種方法針對(duì)性差，完全靠運(yùn)氣，也無(wú)法確定什么基因?qū)肓耸荏w植物。此法目前爭(zhēng)議頗多，嚴(yán)格來(lái)講不算基因工程。

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?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(xiě)出基因工程解決了哪些生活、生產(chǎn)中難以解決的問(wèn)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(chóng)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(guò)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)怎樣的需求而崛起的？

提示（供教師在教學(xué)中參考）：蛋白質(zhì)工程的崛起主要是工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論研究的需要。而結(jié)構(gòu)生物學(xué)對(duì)大量蛋白質(zhì)分子的精確立體結(jié)構(gòu)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(guò)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(méi)有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)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(lái)說(shuō)，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長(zhǎng)酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)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)如何通過(guò)蛋白質(zhì)工程來(lái)提高重組β-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)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106 U/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β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-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(cè)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(guò)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β-干擾素的抗病性活性提高到108 U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。

在基礎(chǔ)理論研究方面，蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(wèn)題的一種新型的、強(qiáng)有力的手段。通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動(dòng)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DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→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)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→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(mén)科學(xué)技術(shù)。概括地說(shuō)，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)生物選修3教材答案

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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。α-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?jiàn)到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的體現(xiàn)了。通常所說(shuō)的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)由酶的功能來(lái)設(shè)計(jì)酶的分子結(jié)構(gòu)，然后由酶的分子結(jié)構(gòu)來(lái)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(duì)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(duì)已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。當(dāng)然，隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，其成果也會(huì)應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一部分。

（二）正文中討論題

某多肽鏈的一段氨基酸序列是：…—丙氨酸—色氨酸—賴氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—… 討論：（1）怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫(xiě)出來(lái)。（2）確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA）？ 答：（1）每種氨基酸都有對(duì)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(lái)。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(lái)就比較復(fù)雜，至少可以排列出16種，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的排列組合知識(shí)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(duì)規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：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(guò)人工合成的方法或從基因庫(kù)中獲取。

（三）異想天開(kāi)

能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，導(dǎo)入合適的細(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(méi)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(lái)而自然不存在的蛋白質(zhì)。主要原因是蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，人類對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和在生物體內(nèi)如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(huì)帶來(lái)什么危害也是人們所擔(dān)心的。

（四）旁欄思考題

1.你知道人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國(guó)科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？

提示：人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃是繼人類基因組計(jì)劃之后，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(guó)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(dòng)了兩項(xiàng)重大國(guó)際合作行動(dòng)：一項(xiàng)是由中國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”；另一項(xiàng)是以美國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃”，由此拉開(kāi)了人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的帷幕。

“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”是國(guó)際上第一個(gè)人類組織／器官的蛋白質(zhì)組計(jì)劃，由我國(guó)賀福初院士牽頭，這是中國(guó)科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國(guó)際科研協(xié)作計(jì)劃，總部設(shè)在北京，目前生物選修3教材答案

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有16個(gè)國(guó)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)是揭示并確認(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)基礎(chǔ)。人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的深入研究將是對(duì)蛋白質(zhì)工程的有力推動(dòng)和理論支持。

2.對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？

答：毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該從對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳的。

（2）對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。

?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—馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒(méi)有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)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)行融合，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(méi)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—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?jī)r(jià)值不可忽視。

至于馬鈴薯—番茄沒(méi)有像人們預(yù)想的那樣地上長(zhǎng)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—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(zhǎng)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(dòng)物──眼蟲(chóng)，說(shuō)明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活，請(qǐng)?zhí)接懀簞?dòng)物細(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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。

提示：根據(jù)眼蟲(chóng)的特點(diǎn)，動(dòng)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：

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（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(wú)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(yíng)養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)，所以植物組織培養(yǎng)過(guò)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(zhǎng)的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)生成大量對(duì)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、操作人員操作不規(guī)范等。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)行徹底地滅菌，實(shí)驗(yàn)人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。

2.在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請(qǐng)思考一下，胡蘿卜的其他部分（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)行驗(yàn)證嗎？

提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。可以讓學(xué)生參考利用胡蘿卜根進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)出利用胡蘿卜的莖、葉、花進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)流程。

3.請(qǐng)根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡(jiǎn)圖。提示：

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?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(guò)查閱資料，請(qǐng)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)行轉(zhuǎn)基因操作。

2.請(qǐng)查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過(guò)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

↓

體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)

↓

體細(xì)胞胚的成熟

↓

體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹

↓

貯藏或種植

3.請(qǐng)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。

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提示： 花藥花粉細(xì)胞培養(yǎng)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(lái)進(jìn)行工廠化育苗生產(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(shì)。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(shì)。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比擬的特點(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(huì)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。人工種子則克服了這些缺點(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(zhǎng)成小植株的關(guān)鍵部分，請(qǐng)?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(zhǎng)發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？

提示：針對(duì)植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)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(zhǎng)發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長(zhǎng)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(lái)一場(chǎng)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(kāi)討論，說(shuō)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(lái)大量生產(chǎn)紫杉醇。現(xiàn)在國(guó)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(lái)大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來(lái)大量生產(chǎn)紫杉醇。國(guó)內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開(kāi)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)行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹(shù)皮的2～5倍。國(guó)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(duì)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，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。

?2.2動(dòng)物細(xì)胞工程

?2.2.1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)

（一）思考與探究

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愈傷組織分化出小植株單倍體幼苗1.幼齡與老齡動(dòng)物的組織細(xì)胞比較，分化程度低的與分化程度高的組織細(xì)胞比較，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(dòng)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(dòng)物細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，老齡動(dòng)物則相反。所以，一般來(lái)說(shuō)幼年動(dòng)物的組織細(xì)胞比老年動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)要經(jīng)過(guò)脫分化的過(guò)程嗎？為什么？

提示：脫分化又稱去分化，是指分化細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能變?yōu)榫哂形捶只?xì)胞特性的過(guò)程。植物的任何一部分，甚至單個(gè)細(xì)胞都具有長(zhǎng)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)行再分化，形成完整植株。植物組織培養(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(wú)病毒植株等，這就要求植物的組織或細(xì)胞先進(jìn)行脫分化。動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)有各種用途，一般而言，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程。因高度分化的動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞也就沒(méi)有類似植物組織培養(yǎng)時(shí)的脫分化過(guò)程了。要想使培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞定向分化，通常采用定向誘導(dǎo)動(dòng)物干細(xì)胞，使其分化成所需要的組織或器官。

3.1997年，美國(guó)威斯康星州的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭名叫盧辛達(dá)（Lucinda）的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國(guó)高產(chǎn)奶牛場(chǎng)奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國(guó)奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4 t。（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(qǐng)說(shuō)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(shuō)明它有高產(chǎn)奶的遺傳基礎(chǔ)，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(lái)自該奶牛，其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)，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(wú)限制地推廣，其數(shù)量不宜過(guò)多，尤其是在小范圍內(nèi)不能無(wú)限的繁殖，以避免奶牛群出現(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，你將如何對(duì)它進(jìn)行克?。?/p>

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(chǎng)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(guò)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(wèn)題？請(qǐng)你查閱資料，了解這方面的前沿動(dòng)態(tài)。

提示：在研究方面，克隆動(dòng)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(dòng)物畸形率高、死亡率高、易出現(xiàn)早衰等問(wèn)題。這些問(wèn)題尚在研究中。在應(yīng)用上，生產(chǎn)克隆動(dòng)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

生物選修3教材答案

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【討論1】

多細(xì)胞動(dòng)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(shí)，思考并討論以下問(wèn)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(yíng)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(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境?！居懻?】

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(dòng)物的遺傳物質(zhì)全部來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞一般當(dāng)傳代至10～50代左右時(shí)，部分細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會(huì)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)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，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(dòng)物，是對(duì)體細(xì)胞供體動(dòng)物進(jìn)行了100%的復(fù)制嗎？為什么？

提示：克隆動(dòng)物絕大部分DNA來(lái)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(lái)自于受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆的動(dòng)物不是供核動(dòng)物完全相同的復(fù)制。

此外，即便動(dòng)物的遺傳基礎(chǔ)完全相同，但動(dòng)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(dòng)物生活的環(huán)境與克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境不會(huì)完全相同，其形成的行為、習(xí)性也不可能和核供體動(dòng)物完全相同，從這一角度看，克隆動(dòng)物不會(huì)是核供體動(dòng)物100%的復(fù)制。

（三）尋根問(wèn)底

胰蛋白酶真的不會(huì)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(zhǎng)時(shí)間的作用也會(huì)消化細(xì)胞膜蛋白，對(duì)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)行動(dòng)物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)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(shuō)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(huì)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(dòng)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(méi)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(duì)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行培養(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生物選修3教材答案

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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(dòng)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(zhǎng)激素等及多種生長(zhǎng)因子（如表皮生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、類胰島素生長(zhǎng)因子等）；血清還含有多種未知的促細(xì)胞生長(zhǎng)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(zhǎng)、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(zhǎng)和增殖，一般需添加10%～20%的血清。?2.2.2 動(dòng)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(dòng)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(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)基本相同，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(dòng)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(dòng)物感染抗原后，其體內(nèi)會(huì)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(dòng)物在免疫反應(yīng)的過(guò)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(wú)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)行細(xì)胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，它會(huì)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。

?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(jiǎn)圖，來(lái)說(shuō)明哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程。

提示：哺乳動(dòng)物的受精過(guò)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(jiàn)教材中的受精過(guò)程）。

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

答：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(guò)兩次減數(shù)分裂（M I和M II）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(dòng)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(guò)程中有防止多精入卵的現(xiàn)象時(shí)，你是否提出過(guò)這樣的問(wèn)題：精子在雌性生殖道內(nèi)是如何獲能的？防止多精入卵的兩道防線的形成機(jī)制究竟是什么？

答：精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。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(wú)法獲能。只有當(dāng)交配后精液進(jìn)入雌性動(dòng)物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對(duì)精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動(dòng)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(guò)透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用兩道屏障。在受精過(guò)程中，當(dāng)精子穿越透明帶觸及卵黃膜時(shí)，透明帶會(huì)立即封閉，阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶，可看作是生物選修3教材答案

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防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黃膜會(huì)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(qǐng)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(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？

提示：不是。可以從兩方面說(shuō)明這一問(wèn)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(shuō)是動(dòng)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(guò)母畜生殖道的過(guò)程中，復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)和生理環(huán)境將對(duì)精子進(jìn)行篩選，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(guò)程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來(lái)，對(duì)這一現(xiàn)象怎樣理解？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結(jié)構(gòu)中的重要部分。其中，細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)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(dòng)的控制中心。而線粒體則是精子進(jìn)行有氧呼吸分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)所。精子的線粒體在精子形成過(guò)程中，集中于尾的基部形成線粒體鞘膜，是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”?！韭炎拥陌l(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(guò)程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的?！举Y料分析】

1.表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高？

答：比較而言，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？如果換成牛又該怎樣處理？

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)行移植。

3.為什么說(shuō)關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容舉例說(shuō)明。

提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動(dòng)物自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)生物選修3教材答案

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上實(shí)現(xiàn)的。本節(jié)涉及的哺乳動(dòng)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(shí)了這些自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，在體外進(jìn)行有效的模擬，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)自然條件下的基礎(chǔ)研究成果。

（三）旁欄思考題

進(jìn)行體外受精時(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(méi)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)行培養(yǎng)，才能使其成熟，即達(dá)到受精前的成熟階段。

?3.2 體外受精和早期胚胎培養(yǎng) ?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(chǎng)進(jìn)行參觀后，看到的胚胎移植繁育良種奶牛的技術(shù)流程示意圖。請(qǐng)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(duì)供、受體母畜進(jìn)行選擇，并進(jìn)行同期發(fā)情處理；③ 配種或人工授精；④ 收集胚胎；⑥ 胚胎移植；⑦ 對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查。（2）應(yīng)該怎樣選擇供體公、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(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(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(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，才能使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件。

（3）在右側(cè)的流程圖中，哪一步需要進(jìn)行沖卵？沖卵是把母畜的卵子沖出來(lái)嗎？ 答：第④步需要進(jìn)行沖卵，沖卵是指將供體母畜體內(nèi)的早期胚胎沖出來(lái)，而不是把卵子沖出來(lái)。

（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(guò)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)行國(guó)內(nèi)和國(guó)際交換，代替活畜的引種或進(jìn)出口。通過(guò)胚胎移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎?？梢酝ㄟ^(guò)保存胚胎來(lái)保存品種資源和瀕危動(dòng)物。

（二）正文中討論題

生物選修3教材答案

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1.在胚胎移植操作中，怎樣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)的位置相同或相似嗎？

答：應(yīng)對(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，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臵應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位臵相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮角對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。

2.胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(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：胚胎移植成功率的高低與供、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接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位臵的轉(zhuǎn)移。這樣的概括是正確的。

（三）旁欄思考題

對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(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)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)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(yíng)養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問(wèn)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(guó)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(guó)已制定了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》（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(shí)管理辦法》（2002年）等法規(guī)。請(qǐng)進(jìn)入網(wǎng)站了解更多內(nèi)容：http://004km.cn ［農(nóng)業(yè)部，中國(guó)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)→行業(yè)網(wǎng)站（科技教育）→農(nóng)業(yè)科技信息網(wǎng)→政策法規(guī)→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)行嚴(yán)格的監(jiān)控，只有在每一階段試驗(yàn)獲得認(rèn)可證書(shū)后，才可進(jìn)入下一階段。比如，大田試驗(yàn)就分為：①中間試驗(yàn)階段，種植面積不超過(guò)0.27 hm2（4畝），范圍不超過(guò)兩省，每省不超過(guò)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0.27～2 hm2(4～30畝)，范圍仍不超過(guò)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(huì)不會(huì)發(fā)生生物間轉(zhuǎn)移，會(huì)不會(huì)對(duì)種植區(qū)周圍動(dòng)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20 hm2以上，范圍仍為兩省，試驗(yàn)點(diǎn)不超過(guò)5個(gè)。

（3）安全評(píng)價(jià)內(nèi)容具體而嚴(yán)格。食物安全性評(píng)價(jià)內(nèi)容：營(yíng)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(guò)敏性蛋白等。環(huán)境安全評(píng)價(jià)內(nèi)容：轉(zhuǎn)基因植物是否變得易生物選修3教材答案

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得??？對(duì)周圍植物有什么影響？是否可能變成雜草？會(huì)不會(huì)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(huì)不會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)中原有的動(dòng)態(tài)平衡？

2.轉(zhuǎn)基因生物會(huì)不會(huì)加劇環(huán)境污染？會(huì)不會(huì)危害其他動(dòng)植物生存或人體的健康？ 提示：這兩道題答案的基本點(diǎn)是一樣的：可能性不大，但要提高警惕。

這僅是一種可能性，爭(zhēng)論的雙方提出的不同見(jiàn)解都有一定的根據(jù)，不能斷言誰(shuí)是誰(shuí)非，但是需要人們提高警惕，這是能為大家接受的共識(shí)。隨著時(shí)間的推移，人們發(fā)現(xiàn)這類危險(xiǎn)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(huì)對(duì)其他生物或環(huán)境造成危害，都是經(jīng)過(guò)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(huì)停止實(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(guò)一系列安全評(píng)價(jià)、審批。此外，還有相關(guān)法規(guī)監(jiān)控。但是，為了對(duì)公眾健康負(fù)責(zé)、對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)，我們對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物可能影響生態(tài)系統(tǒng)中的原有動(dòng)態(tài)平衡，或者加劇環(huán)境污染，或者危害其他動(dòng)植物、人體的健康的危險(xiǎn),仍要提高警惕。

（二）尋根問(wèn)底

你能舉出兩個(gè)外來(lái)物種入侵的實(shí)例嗎？為什么外來(lái)物種入侵會(huì)造成嚴(yán)重的危害？ 提示：（1）外來(lái)物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)之后，由于沒(méi)有天敵，極易造成生長(zhǎng)失控，破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。比如，外來(lái)的植物瘋長(zhǎng)，可以對(duì)本地一年生和多年生植物的結(jié)構(gòu)比例造成嚴(yán)重影響，通過(guò)對(duì)植被的生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)的影響，從而造成物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的改變。又如，外來(lái)的動(dòng)物種類，由于它們的選擇性覓食和破壞，也會(huì)造成物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的改變。物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的改變會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，比如，有人將美洲食人鯧引入，這一入侵物種就可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成長(zhǎng)久性的破壞。

（2）外來(lái)物種在新的生態(tài)系統(tǒng)中，通過(guò)與當(dāng)?shù)匚锓N競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)或食物、分泌釋放化學(xué)物質(zhì)、形成大面積單優(yōu)勢(shì)群落等方式，直接影響本地物種的生存，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(lái)物種入侵所造成的。即入侵的外來(lái)物種可能會(huì)造成生物多樣性減少。

（3）外來(lái)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(huì)使受害者和寄主的數(shù)量發(fā)生變化。尤其是外來(lái)物種在適宜的生態(tài)和氣候條件下，往往會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)或林業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的損害，即所謂的爆發(fā)生物災(zāi)害。

（4）有些外來(lái)植物產(chǎn)生的花粉，是當(dāng)?shù)鼐用駨奈唇佑|過(guò)的物質(zhì)，從而可能成為對(duì)人類健康造成威脅的新過(guò)敏源。比如，日本引種的杉樹(shù)，大面積栽種后，杉樹(shù)產(chǎn)生的花粉已經(jīng)成了日本人產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)的重要過(guò)敏源。又如豚草，它已在包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家泛濫成災(zāi)，而豚草的花粉是重要的過(guò)敏源。豚草花粉引起的過(guò)敏反應(yīng)稱為“枯草熱”，它已給許多國(guó)家人民的身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重的危害。

?4.2 關(guān)注生物技術(shù)的倫理問(wèn)題

（一）正文中討論題

【熱點(diǎn)問(wèn)題討論1】

2.倫理學(xué)家和科學(xué)家看待克隆人的角度有什么不同？

生物選修3教材答案

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提示：倫理學(xué)家主要是從倫理學(xué)、社會(huì)學(xué)和心理學(xué)角度看問(wèn)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(wèn)題。4.你愿意被科學(xué)家克隆嗎？為什么？

提示：參見(jiàn)教科書(shū)中的內(nèi)容，可以從科學(xué)角度、倫理角度和社會(huì)需求角度討論，現(xiàn)在不宜克隆人。我國(guó)明確禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原則，體現(xiàn)了中國(guó)大多數(shù)人的價(jià)值觀取向。

5.克隆人如果真的來(lái)到人間，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣正確對(duì)待他們？

提示：到時(shí)候我們恐怕并沒(méi)有必要去追究他是出于什么目的被克隆出來(lái)的，也沒(méi)有必要去爭(zhēng)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(huì)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健康。社會(huì)應(yīng)該以平常心態(tài)看待克隆人，使克隆人獲得和我們一樣的生存和發(fā)展的條件。目前，克隆動(dòng)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(lái)到人間時(shí)，他們并不會(huì)破壞我們正常的生活秩序?！緹狳c(diǎn)問(wèn)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(guò)國(guó)家有關(guān)部門(mén)嚴(yán)格審批。它不宜推廣，并要嚴(yán)防濫用。

2.為什么捐出一部分骨髓救治他人，不會(huì)給捐獻(xiàn)者的身體健康造成損傷？你愿意為救人一命而捐獻(xiàn)自己一部分骨髓嗎？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分離出一部分造血干細(xì)胞供移植。因?yàn)樵煅杉?xì)胞在人的骨髓中相對(duì)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)，被分離走的那部分造血干細(xì)胞，很快就會(huì)被“補(bǔ)齊”。因此捐獻(xiàn)骨髓不會(huì)影響捐獻(xiàn)者身體健康。

（3）醫(yī)生只是在醫(yī)學(xué)公認(rèn)的安全條件下，分離出捐獻(xiàn)者有限數(shù)量的造血干細(xì)胞，而且整個(gè)抽取、分離過(guò)程，都是在設(shè)備良好的大醫(yī)院中進(jìn)行的，一般不會(huì)對(duì)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(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)是一種美德、一種欣慰和快樂(lè)，是一種高尚的人道主義表現(xiàn)?！緹狳c(diǎn)問(wèn)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(duì)個(gè)人所有基因進(jìn)行檢測(cè)，是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)楝F(xiàn)在有不少基因還沒(méi)得到確定。即使只是對(duì)個(gè)別或少數(shù)基因進(jìn)行檢測(cè)，也并不是每個(gè)人都需要的?，F(xiàn)在西方國(guó)家對(duì)某幾種致病基因進(jìn)行篩檢時(shí)，接受測(cè)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(huì)患病。患某種疾病，往往不是由單一原因引起的。況且已知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，往往可以使人避免患上某些遺傳性疾病。

（3）有許多疾病，測(cè)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(cè)定其所表達(dá)的生物選修3教材答案

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蛋白質(zhì)更為快捷、有效。

（4）基因檢測(cè)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(huì)使受試者無(wú)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(shuō)拿著它去看病，起碼在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)是言過(guò)其實(shí)。

（6）將“基因身份證”上記錄的信息和它的作用等問(wèn)題弄清楚之后，才能決定要不要它。比如，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(duì)或某幾對(duì)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(wú)妨。

（二）旁欄思考題

1.你知道中國(guó)大陸第一例試管嬰兒是在什么時(shí)候出生的嗎？

答：中國(guó)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(wèn)題而出現(xiàn)的試管嬰兒，與本文所說(shuō)“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)行某些基因檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)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(shuō)的做試管嬰兒，不必經(jīng)過(guò)基因檢測(cè)這一步驟。?4.3禁止生物武器 ?5.1 生態(tài)工程的基本原理

（一）思考與探究

P113 3.?；~(yú)塘分布在我國(guó)長(zhǎng)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。試分析桑基魚(yú)塘的物質(zhì)和能量流動(dòng)途徑。

提示：?；~(yú)塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動(dòng)是相互聯(lián)系的，能量的流動(dòng)包含在物質(zhì)的循環(huán)利用過(guò)程中，隨著食物鏈的延伸逐級(jí)遞減。

能量的多級(jí)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(shù)的凋落物和蠶沙（糞）落到魚(yú)塘中，作為魚(yú)的飼料，經(jīng)過(guò)魚(yú)塘內(nèi)的食物鏈過(guò)程，可以促進(jìn)魚(yú)的生長(zhǎng)；甘蔗可以榨糖，糖渣用來(lái)喂豬，豬的排泄物也進(jìn)入魚(yú)塘；魚(yú)的排泄物及其他未被利用的有機(jī)物和底泥經(jīng)過(guò)微生物的分解，又可以作為桑和甘蔗的有機(jī)肥料。?；~(yú)塘巧妙地利用了很難利用的大片低濕地，發(fā)展了多種經(jīng)營(yíng)，為農(nóng)民創(chuàng)造了多種收入的門(mén)路，完全符合“無(wú)廢棄農(nóng)業(yè)”的要求。?；~(yú)塘系統(tǒng)物質(zhì)、能量流動(dòng)示意圖見(jiàn)圖5-1。

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圖5-1?；~(yú)塘系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)示意圖

（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(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？

提示：根本原因：長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(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的罕見(jiàn)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(zhǎng)江洪水泛濫的措施有：我國(guó)政府提出的“積極營(yíng)造長(zhǎng)江中上游水源涵養(yǎng)林和水土保持林”計(jì)劃，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)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要考慮到怎樣解決農(nóng)村（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來(lái)源問(wèn)題以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。

2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？

提示：傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒(méi)有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)?！尽瓣P(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”資料分析2】 1.你對(duì)“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？

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?。它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過(guò)程，變成了簡(jiǎn)單的機(jī)械過(guò)程和化學(xué)過(guò)程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對(duì)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(wèn)題。

2.你能舉出一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)人體健康以及環(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(dòng)對(duì)環(huán)境和人類健康造成危害的實(shí)例中，世界上影響較大的有藍(lán)嬰病。1973年，美國(guó)內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰?。Ｆ湓蚴秋嬘盟邢跛猁}含量超過(guò)10 mg/L，這時(shí)過(guò)多的硝酸鹽會(huì)與紅細(xì)胞生物選修3教材答案

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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?；純旱呐R床癥狀是在口、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(huì)失去知覺(jué)，甚至死亡。硝酸鹽來(lái)源于點(diǎn)源污染，如下水道、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等，或非點(diǎn)源污染，如對(duì)農(nóng)田、公園、草地等的施肥。3.如何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話？

提示：對(duì)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)行回收和循環(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(duì)廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說(shuō)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)怎樣改進(jìn)？

提示：在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)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(duì)水、肥等資源的利用效率，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)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(dòng)對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展?！尽拔锓N多樣性原理”資料分析】 1.為什么樟子松林的松毛蟲(chóng)會(huì)肆虐，幾十億株楊樹(shù)會(huì)毀于一旦？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？

提示：純樟子松林、楊樹(shù)林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲(chóng)、天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來(lái)源，因而會(huì)導(dǎo)致了樹(shù)林的毀壞。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)了不同的時(shí)間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。

2.從上面正面和反面的實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？你認(rèn)為生物多樣性的破壞有人為因素嗎？

提示：只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。生物多樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大?！尽皡f(xié)調(diào)與平衡原理”資料分析】

“西部大開(kāi)發(fā)”是國(guó)家為振興西部而提出的宏觀決策，其中很重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是生態(tài)工程建設(shè)。從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些樹(shù)種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問(wèn)題？ 提示：幾種西北地區(qū)特別適宜樹(shù)種的介紹

（1）沙棘，俗稱“酸柳”、“酸刺”、“黑刺”，屬于胡頹子科，為落葉喬木或灌木。植株表面具有棘刺，葉呈條形或條狀被針形，兩端趨尖，背面密被淡白色鱗片，葉柄極短。沙棘花先于枝葉開(kāi)放，雌雄異株；果實(shí)為肉質(zhì)花被筒包圍，近于球形，直徑5～10 mm。沙棘喜陽(yáng)，粗壯的枝干抗風(fēng)沙。沙棘葉、皮、果實(shí)及種子在醫(yī)藥上有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。沙棘的嫩枝、嫩葉是牛、羊的精飼料，被譽(yù)為“鐵桿牧草”。沙棘果維生素含量極高，營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值高，有利于增加種植者的收入。沙棘是半干旱黃土高原迅速綠化荒山、保持水土、調(diào)節(jié)生態(tài)平衡和促進(jìn)農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展的良好樹(shù)種。內(nèi)蒙古鄂爾多斯等地區(qū)，實(shí)施沙棘生物選修3教材答案

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生態(tài)工程，大面積種植沙棘，有效地控制了溝道水土流失，每年可減少流入黃河泥沙2 100萬(wàn)噸。

（2）山杏，主要指西伯利亞杏，它抗寒、耐旱，適應(yīng)性強(qiáng)，是我國(guó)北方最普遍的果樹(shù)之一，是綠化荒山、水土保持、防治風(fēng)沙的先鋒樹(shù)種。山杏果仁營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量維生素、微量元素和人體必需的氨基酸，是加工飲料的優(yōu)質(zhì)原料。

（3）刺槐，屬落葉喬木，適應(yīng)性強(qiáng)，在年降水量200 mm左右、年平均氣溫不低于3 ℃的地區(qū)都能生長(zhǎng)。它不僅生長(zhǎng)快，且耐鹽堿，有涵養(yǎng)水源和保持水土的作用。刺槐泌蜜豐富，蜜質(zhì)優(yōu)良，是主要蜜源植物之一。刺槐不僅可改善生態(tài)環(huán)境，還可用于發(fā)展畜牧業(yè)。

（4）錦雞兒（又稱擰條），豆科，多年生落葉灌木，根系發(fā)達(dá)，具根瘤，高1.5～3 m；耐干旱和寒冷，喜生沙地或半固定的沙丘上，不怕沙壓和風(fēng)蝕。此種植物廣泛分布于我國(guó)東北、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、寧夏等地，可用于防風(fēng)固沙，保持水土。枝條可用于編筐，其枝葉是牛、羊等冬春季節(jié)主要的飼料之一。（5）杜梨，薔薇科梨屬落葉喬木，可高達(dá)10 m，原產(chǎn)于我國(guó)華北、西北及東北南部。耐寒，耐干旱、瘠薄，能在含鹽量0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的土壤中正常生長(zhǎng)，且耐澇性也較強(qiáng)。（6）沙棗，胡頹子科胡頹子屬，落葉小喬木。分布于華北及西北等地，耐鹽堿力較強(qiáng)。（7）合歡，豆科合歡屬，落葉喬木，可高達(dá)20 m。分布于華北、西北及黃河以南等地區(qū)。耐鹽堿力較強(qiáng)，但不耐水澇。

（8）臭椿，苦木科臭椿屬，落葉喬木，可高達(dá)25 m。原產(chǎn)于華南、華北、西北各地?？剐詮?qiáng)，生長(zhǎng)快，耐鹽堿力強(qiáng)。

西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過(guò)草地的承載量。針對(duì)公共草地的過(guò)度放牧問(wèn)題，應(yīng)該實(shí)行草地承包，調(diào)動(dòng)個(gè)人的管理積極性，減少過(guò)度放牧現(xiàn)象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。

（三）旁欄思考題

你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？

提示：豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為其提供能量和其他營(yíng)養(yǎng)，兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長(zhǎng)；當(dāng)把它們分開(kāi)時(shí)，兩者的生長(zhǎng)都要受到損害。

（四）《實(shí)踐活動(dòng)》思考題

1.為什么我國(guó)要大力發(fā)展沼氣工程？

提示： 21世紀(jì)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵歷史階段，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)應(yīng)該是高效的生態(tài)農(nóng)業(yè)。沼氣工程把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源高效利用融為一體，不僅較好地解決了農(nóng)村的能源來(lái)源問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)了廢棄物的再循環(huán)利用和資源化，創(chuàng)造了新的生態(tài)產(chǎn)業(yè)，如沼氣設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)，促進(jìn)了以農(nóng)牧結(jié)合為中心的多種經(jīng)營(yíng)，從而為農(nóng)村剩余勞動(dòng)力提供了就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)了農(nóng)村的綜合發(fā)展。

2.目前沼氣工程還有哪些亟待解決的問(wèn)題？

提示：目前沼氣工程存在的問(wèn)題有：北方地區(qū)沼氣產(chǎn)氣在冬天不穩(wěn)定，需要加熱；沼氣的一次性投資較大，相當(dāng)部分的農(nóng)民財(cái)力有困難；對(duì)沼氣的研究較薄弱，例如，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中有關(guān)微生物及一些酶的研究。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這方面的研究，以促進(jìn)沼氣工程的推廣。

生物選修3教材答案

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?5.2 生態(tài)工程的實(shí)例和發(fā)展前景

（一）思考與探究

1.分析朝鮮三八線的資料（具體資料見(jiàn)教材），說(shuō)明它所蘊(yùn)涵的意義。

提示：生態(tài)工程的恢復(fù)作用是有限的，不能認(rèn)為只要有了生態(tài)工程，就可以先污染，后治理。人類迄今尚沒(méi)有能力完全模擬出自然的生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)過(guò)幾十億年的進(jìn)化，每平方公里每年的無(wú)形服務(wù)價(jià)值高達(dá)6.4萬(wàn)美元，而為了達(dá)到同樣的效果，用人工制造和模擬的辦法，人類至少要花費(fèi)10億美元還不盡如人意。另一方面，自然生態(tài)系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)淖晕一謴?fù)能力，我們?cè)谏鷳B(tài)工程建設(shè)中應(yīng)該積極利用自然生態(tài)系統(tǒng)的這種能力，以節(jié)省投資。

2.在我國(guó)北方地區(qū)，由于冬天氣溫很低，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物不能生長(zhǎng)，家畜生長(zhǎng)緩慢，甚至停止，沼氣池不能正常產(chǎn)氣；而農(nóng)民要解決蔬菜的不間斷生產(chǎn)問(wèn)題。很顯然，大量使用造價(jià)昂貴、并用燃料加熱的玻璃溫室是不符合我國(guó)國(guó)情的。你能用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一種生態(tài)工程，來(lái)較好地解決上述問(wèn)題嗎？請(qǐng)?jiān)诋?huà)出其物質(zhì)和能量結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，說(shuō)明你所依據(jù)的生態(tài)工程原理。提示：（以下為參考答案，可讓同學(xué)們進(jìn)行其他設(shè)計(jì)）

教材中“四位一體”的圖所示為近年來(lái)出現(xiàn)在我國(guó)北方農(nóng)區(qū)的一種生態(tài)工程類型，它較好地解決了習(xí)題中所述問(wèn)題?！八奈弧敝刚託獬?、豬禽舍、廁所及日光溫室四部分，是庭院經(jīng)濟(jì)與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)模式。它的運(yùn)行原理為：日光溫室的增溫效應(yīng)可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長(zhǎng)；同時(shí)也使豬禽免受嚴(yán)寒而快速生長(zhǎng)；溫室內(nèi)的植物為動(dòng)物提供氧氣，同時(shí)吸收二氧化碳；人、豬、禽的糞尿及蔬菜廢棄物和秸稈等物質(zhì)投入沼氣池產(chǎn)氣，同時(shí)溫室的高溫也提高了沼氣在冬天的產(chǎn)氣穩(wěn)定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于減少蔬菜的病蟲(chóng)害，提高蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。

“四位一體”充分應(yīng)用了物質(zhì)循環(huán)再生和生物多樣性等原理，提高了單位土地面積的產(chǎn)出，同時(shí)減少了環(huán)境污染，大大提高了農(nóng)業(yè)的綜合效益?！八奈灰惑w”的物質(zhì)循環(huán)見(jiàn)圖5-2：

圖5-2“四位一體”生態(tài)工程物質(zhì)循環(huán)示意圖

（二）正文中討論題

【農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程案例】

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1.在這一案例中，主要運(yùn)用了哪些生態(tài)工程的基本原理？

提示：物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理等。2.這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點(diǎn)？有哪些值得借鑒的做法？

提示：這個(gè)案例以沼氣工程為核心，農(nóng)林牧副漁各業(yè)全面發(fā)展，增加了勞動(dòng)力就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展；同時(shí)又降低了環(huán)境污染，促進(jìn)了農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。

【小流域綜合治理生態(tài)工程案例】

分析甘肅省隴南縣的“九子登科”模式，在說(shuō)明“九子”措施含義的基礎(chǔ)上，談?wù)勀銓?duì)小流域綜合治理生態(tài)工程的理解。

補(bǔ)充資料──“九子登科”措施的具體意義

●山頂戴帽子：山頭實(shí)行封禁管理、營(yíng)造水土保持林，保護(hù)和恢復(fù)植被；

●山腰系帶子：半山陡坡退耕還林還草，發(fā)揮林草攔蓄作用，減少?gòu)搅鳎?/p>

●坡地修臺(tái)子：坡耕地以坡改梯田為突破口，建設(shè)基本農(nóng)田，為調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供條件；

●地埂鎖邊子：充分利用地埂種植經(jīng)濟(jì)作物，既獲得經(jīng)濟(jì)效益，又保護(hù)地?。?/p>

●荒地荒溝栽苗子：在荒山、荒溝、荒坡地建設(shè)薪炭林； ●山腳種果子：山腳發(fā)展經(jīng)濟(jì)林果園，促進(jìn)商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展；

●溝底穿靴子：在干、支、毛溝溝底修建谷坊、攔擋壩，建設(shè)溝壩地，攔蓄泥沙，防止溝壑被水沖蝕而導(dǎo)致其不斷擴(kuò)張；

●見(jiàn)縫插針釘扣子：利用田間地頭、房前屋后栽植林果，發(fā)揮零星作用，提高治理程度； ●秋田蓋罩子：在緩坡耕地改順坡種植為橫坡等高種植、實(shí)行地膜覆蓋等保土耕作措施。1.小流域的綜合治理，“綜合”表現(xiàn)在哪些方面？

提示： “綜合”表現(xiàn)在它一改以前的單純?cè)炝趾托钏?、減沙等工程模式，同時(shí)考慮到了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益：不但注重通過(guò)還林、還草、筑壩等措施達(dá)到蓄水、降低土壤侵蝕的生態(tài)效果；還考慮如何提高人們的生活水平。例如，不但種植農(nóng)作物，還同時(shí)種植經(jīng)濟(jì)作物來(lái)提高人們的收入；考慮到了種植薪柴林解決人們的燃料來(lái)源問(wèn)題。各種措施的結(jié)果是建立一個(gè)穩(wěn)定、持久、高效的生態(tài)系統(tǒng)。

2.為什么要針對(duì)不同的地形采取不同的措施？這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理？

提示：山頂土壤條件、氣候條件惡劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，適宜封山，依靠自然恢復(fù)力來(lái)恢復(fù)植被；山腰、荒地等土壤，雖然水分條件較好，但是仍不適宜種植農(nóng)作物，對(duì)于這樣的地方可以自然恢復(fù)，也可以人為種植適宜的林木、草或果樹(shù)等，加快植被恢復(fù)速度，這樣既能降低土壤侵蝕，又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)溝底而言，應(yīng)建設(shè)堤壩系統(tǒng)，它可以蓄水和淤積土地，還能夠減少山體的崩塌和滑坡，保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全；對(duì)坡地和山腳農(nóng)田來(lái)說(shuō)，土壤、水分條件良好，交通也較方便，土地生產(chǎn)力高，適宜種植農(nóng)作物來(lái)解決人們的糧食和收入等問(wèn)題，但是在坡地上要水平梯田種植，以減少水土流失。根據(jù)不同的地形采取不同的措施，既要考慮到生態(tài)效益，又要考慮到人們的生活和收入問(wèn)題，這體現(xiàn)了生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡、因地制宜的原理和思想。3.從這一案例看，當(dāng)?shù)厥窃趺醋龅浇?jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一的？這一模式在其他小流域能夠照搬嗎？

提示：上題分析中已解答了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一問(wèn)題。這種模式在其他小流域不生物選修3教材答案

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能照搬，還是要因地制宜地進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)，不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)，其生態(tài)工程的模式應(yīng)各具特色?！敬髤^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程──“三北”防護(hù)林案例】

1.國(guó)家為什么投入巨大的人力和物力興建三北防護(hù)林工程？這一工程為什么需要如此漫長(zhǎng)的時(shí)間？

提示：三北防護(hù)林跨越中國(guó)13個(gè)省、直轄市、自治區(qū)，對(duì)我國(guó)具有重要的意義：生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量關(guān)系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問(wèn)題，對(duì)維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義；更重要的是，這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關(guān)系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，如黃河上游的水土流失容易導(dǎo)致下游地區(qū)的洪水泛濫，而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關(guān)系密切；同時(shí)這里自然礦產(chǎn)資源豐富，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全具有重要戰(zhàn)略意義。

這一地區(qū)區(qū)域廣闊，氣候、自然條件復(fù)雜，總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低等情況也決定了這個(gè)工程需要較長(zhǎng)的時(shí)間，非一朝一夕之功。2.這一工程橫跨多個(gè)省區(qū)，根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理和生物多樣性原理，不同地區(qū)在造林設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)注意什么問(wèn)題？

提示：首先應(yīng)考慮樹(shù)種的生態(tài)適應(yīng)性問(wèn)題，種植適宜品種，宜林則林，宜灌則灌，宜草則草；其次要考慮樹(shù)種的多樣性，保證防護(hù)林體系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同的策略，如條件惡劣的地區(qū)應(yīng)該結(jié)合自然恢復(fù)力，而農(nóng)區(qū)的防護(hù)林中農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)可能占較大比重?！緷竦厣鷳B(tài)恢復(fù)工程案例】

1.當(dāng)初人們?yōu)槭裁匆獓焯铮?/p>

提示：主要原因：我國(guó)歷來(lái)人多地少，在“以糧為綱”的年代，圍湖造田，種植農(nóng)作物，以生產(chǎn)更多的糧食；片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能也是重要原因。

2.為什么說(shuō)“退耕還湖”是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程？實(shí)施這一工程面臨的主要困難是什么？ 提示：退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作；更重要的是原耕地上居民的遷移，要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問(wèn)題，這是退耕還湖工程的主要困難。

3.地處湖區(qū)上游的人們對(duì)濕地恢復(fù)生態(tài)工程負(fù)有什么責(zé)任？

提示：保護(hù)環(huán)境，減少水土流失和水污染。例如,減少工廠、生活污水往水體中的排放，農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)藥的施用量等。【礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程案例】

1.在這一案例中，恢復(fù)植被的措施是植樹(shù)和種草，為什么不是種植農(nóng)作物？

提示：礦區(qū)土壤條件惡劣，不適宜農(nóng)作物的生長(zhǎng)，因此代之以適應(yīng)性強(qiáng)，耐旱的灌木、草和樹(shù)。

2.怎樣合理地籌劃養(yǎng)殖肉牛的數(shù)量？

提示：首先要考慮到牧草的產(chǎn)量，以草定畜；從外地調(diào)運(yùn)飼料要考慮飼養(yǎng)成本；更重要的是要考慮到土地對(duì)糞肥的承載力,以及對(duì)糞肥的加工或利用情況，要保持在承載力范圍以內(nèi)，以免養(yǎng)殖規(guī)模過(guò)大，糞肥數(shù)量巨大而造成新的污染。

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3.除煤礦外，你知道還有哪些礦區(qū)嗎？這些礦區(qū)的恢復(fù)工程與煤礦是否有不同之處？ 提示：除煤礦外，還有金礦、鐵礦等。這些生態(tài)恢復(fù)工程最重要的是改良表土，恢復(fù)植被，但要因地制宜。

【城市生態(tài)工程】

1.汽車尾氣是城市大氣污染的主要來(lái)源之一，汽車噪聲又是城市噪聲污染的主要來(lái)源。你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)限制城市居民購(gòu)買(mǎi)汽車嗎？為什么？如果不限制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施來(lái)減少由汽車造成的污染？

提示：減少污染的措施：制定法律法規(guī)，禁止市區(qū)內(nèi)鳴笛，禁止使用含鉛汽油，鼓勵(lì)使用電力、天然氣等無(wú)污染能源的新型汽車，以及對(duì)其的研究和應(yīng)用等。

2.城市的水污染問(wèn)題應(yīng)當(dāng)采取哪些措施來(lái)解決？每一個(gè)城市居民應(yīng)當(dāng)在這方面承擔(dān)什么責(zé)任和義務(wù)？

提示：減少或禁止工廠的污水排放；進(jìn)行污水凈化回收利用；實(shí)行雨水和污水分流。每一個(gè)城市居民都應(yīng)該樹(shù)立節(jié)水意識(shí)、宣傳節(jié)水的意義，家庭生活中應(yīng)該使用無(wú)磷洗衣粉和洗滌劑，制止或減少生活中的水污染行為。

（三）旁欄思考題

發(fā)達(dá)國(guó)家與我國(guó)的生態(tài)工程建設(shè)強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)有所不同，為什么？

提示：發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，人均土地、水等資源占有量較多，所以這些國(guó)家的生態(tài)工程往往注重生態(tài)恢復(fù)，而較少注重經(jīng)濟(jì)效益。而我國(guó)人口較多，人均土地、水資源和能源占有量少，所以在進(jìn)行生態(tài)工程時(shí)，一定要注重生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

鳴謝

哈三中2013屆南崗高三2班協(xié)助校稿同學(xué)： 宋子璇

楊明磊

向釗

吳瑜瞳

馬連裕

潘可涵

（排名不分先后）

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第三篇：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

1.1 DNA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(kāi)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 ?TG CG?（4）?G(5)G?(6)?GC ?CTTAA ACGTC? ?CG(7)GT?(8)AATTC? CA? G? 你是否能用DNA連接酶將它們連接起來(lái)？ 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(shí)，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部分都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來(lái)的，它們各自可以識(shí)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(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，對(duì)于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在長(zhǎng)期演化過(guò)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(shí)別切割序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開(kāi)。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)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)粒（plasmid），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)行重組子的篩選。

（4）載體DNA必需是安全的，不會(huì)對(duì)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)行操作，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)行人工改造后才能用于基因工程操作。

嗎？若想將一個(gè)抗病基因?qū)雴巫尤~植物，如小麥，從理論上說(shuō)，你應(yīng)該如何做？

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(duì)根瘤農(nóng)桿菌敏感。裸子植物對(duì)該菌也敏感。當(dāng)這些植物被該菌侵染后會(huì)誘發(fā)腫瘤。近年來(lái)，也有報(bào)道該菌對(duì)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(guò)程。根瘤農(nóng)桿菌具有趨化性，即植物的受傷組織會(huì)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)物為乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮，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(lái)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，侵染能力有差別，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)行遺傳轉(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)行遺傳轉(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要選擇合適的農(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(shí)，結(jié)合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生產(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.β-珠蛋白是動(dòng)物血紅蛋白的重要組成成分。當(dāng)它的成分異常時(shí)，動(dòng)物有可能患某種疾病，如鐮刀形細(xì)胞貧血癥。假如讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的β-珠蛋白，想一想，應(yīng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？

提示：基本操作如下：

（1）從小鼠中克隆出β-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(dòng)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(wú)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(huì)因不含有抗四環(huán)素基因而死掉；如果培養(yǎng)基上長(zhǎng)出大腸桿菌菌落，則表明β-珠蛋白基因已進(jìn)入其中。

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

（二）求異思維

你能推測(cè)出由mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)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（reverse transcriptase）。

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′→3′方向合成DNA（圖1-3）。

當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-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(cè)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(guò)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β-干擾素的抗病性活性提高到108 U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。

在基礎(chǔ)理論研究方面，蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(wèn)題的一種新型的、強(qiáng)有力的手段。通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動(dòng)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DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→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)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→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(mén)科學(xué)技術(shù)。概括地說(shuō)，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。α-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?jiàn)到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的體現(xiàn)了。通常所說(shuō)的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)由酶的功能來(lái)設(shè)計(jì)酶的分子結(jié)構(gòu)，然后由酶的分子結(jié)構(gòu)來(lái)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(duì)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(duì)已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。當(dāng)然，隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，其成果也會(huì)應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一部分。

（二）正文中討論題

某多肽鏈的一段氨基酸序列是：?—丙氨酸—色氨酸—賴氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—? 討論：（1）怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫(xiě)出來(lái)。（2）確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA）？

答：（1）每種氨基酸都有對(duì)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(lái)。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(lái)就比較復(fù)雜，至少可以排列出16種，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的排列組合知識(shí)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(duì)規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：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(guò)人工合成的方法或從基因庫(kù)中獲取。

（三）異想天開(kāi)

能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，導(dǎo)入合適的細(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(méi)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(lái)而自然不存在的蛋白質(zhì)。主要原因是蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，人類對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和在生物體內(nèi)如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(huì)帶來(lái)什么危害也是人們所擔(dān)心的。

（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(wú)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(yíng)養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)，所以植物組織培養(yǎng)過(guò)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(zhǎng)的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)生成大量對(duì)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、操作人員操作不規(guī)范等。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)行徹底地滅菌，實(shí)驗(yàn)人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。

2.在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請(qǐng)思考一下，胡蘿卜的其他部分（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)行驗(yàn)證嗎？

提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難?？梢宰寣W(xué)生參考利用胡蘿卜根進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)出利用胡蘿卜的莖、葉、花進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)流程。3.請(qǐng)根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡(jiǎn)圖。

提示：

提示：針對(duì)植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)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(zhǎng)發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長(zhǎng)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(lái)一場(chǎng)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(kāi)討論，說(shuō)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(lái)大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國(guó)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(lái)大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來(lái)大量生產(chǎn)紫杉醇。國(guó)內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開(kāi)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)行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹(shù)皮的2～5倍。國(guó)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(duì)細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程

2.2.1動(dòng)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(dòng)物的組織細(xì)胞比較，分化程度低的與分化程度高的組織細(xì)胞比較，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(dòng)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(dòng)物細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，有絲分裂旺盛，老齡動(dòng)物則相反。所以，一般來(lái)說(shuō)幼年動(dòng)物的組織細(xì)胞比老年動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)要經(jīng)過(guò)脫分化的過(guò)程嗎？為什么？

提示：脫分化又稱去分化，是指分化細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能變?yōu)榫哂形捶只?xì)胞特性的過(guò)程。植物的任何一部分，甚至單個(gè)細(xì)胞都具有長(zhǎng)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)行再分化，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(wú)病毒植株等，這就要求植物的組織或細(xì)胞先進(jìn)行脫分化。動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)有各種用途，一般而言，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程。因高度分化的動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞也就沒(méi)有類似植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的脫分化過(guò)程了。要想使培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞定向分化，通常采用定向誘導(dǎo)動(dòng)物干細(xì)胞，使其分化成所需要的組織或器官。

3.1997年，美國(guó)威斯康星州的一個(gè)奶牛場(chǎng)有一頭名叫盧辛達(dá)（Lucinda）的奶牛，年產(chǎn)奶量為30.8 t，創(chuàng)造了世界奶牛產(chǎn)奶量最高新紀(jì)錄。目前世界各國(guó)高產(chǎn)奶牛場(chǎng)奶牛，年平均產(chǎn)奶量一般為十幾噸，而我國(guó)奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為3～4 t。

（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(qǐng)說(shuō)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(shuō)明它有高產(chǎn)奶的遺傳基礎(chǔ)，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(lái)自該奶牛，其克隆牛具有高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)，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(wú)限制地推廣，其數(shù)量不宜過(guò)多，尤其是在小范圍內(nèi)不能無(wú)限的繁殖，以避免奶牛群出現(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，你將如何對(duì)它進(jìn)行克隆？

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?。┥霞羧∫恍K組織，在體外培

是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的基本成分，其中有些氨基酸動(dòng)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(zhǎng)激素等及多種生長(zhǎng)因子（如表皮生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、類胰島素生長(zhǎng)因子等）；血清還含有多種未知的促細(xì)胞生長(zhǎng)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(zhǎng)、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(zhǎng)和增殖，一般需添加10%～20%的血清。2.2.2動(dòng)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(dòng)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(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)基本相同，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(dòng)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(dòng)物感染抗原后，其體內(nèi)會(huì)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(dòng)物在免疫反應(yīng)的過(guò)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(wú)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)行細(xì)胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，它會(huì)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(jiǎn)圖，來(lái)說(shuō)明哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程。

提示：哺乳動(dòng)物的受精過(guò)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(jiàn)教材中的受精過(guò)程）。

2.哺乳動(dòng)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(guò)兩次減數(shù)分裂（M I和M II）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(dòng)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(guò)程中有防止多精入卵的現(xiàn)象時(shí)，你是否提出過(guò)這樣的問(wèn)題：精子在雌性生殖道內(nèi)是如何獲能的？防止多精入卵的兩道防線的形成機(jī)制究竟是什么？

精液由精子和精清（精漿）兩部分組成。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(wú)法獲能。只有當(dāng)交配后精液進(jìn)入雌性動(dòng)物的生殖道時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生一種物質(zhì)解除對(duì)精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。精子在雌性動(dòng)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(guò)透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用兩道屏障。在受精過(guò)程中，當(dāng)精子穿越透明帶觸及卵黃膜時(shí)，透明帶會(huì)立即封閉，阻止后來(lái)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(huì)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(qǐng)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(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理

1答：① 對(duì)供、受體母畜進(jìn)行選擇，并進(jìn)行同期發(fā)情處理；③ 配種或人工授精；④ 收集胚胎；⑥ 胚胎移植；⑦ 對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查。

（2）應(yīng)該怎樣選擇供體公、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(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(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(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，才能使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件。

（3）在右側(cè)的流程圖中，哪一步需要進(jìn)行沖卵？沖卵是把母畜的卵子沖出來(lái)嗎？

答：第④步需要進(jìn)行沖卵，沖卵是指將供體母畜體內(nèi)的受精卵沖出來(lái)，而不是把卵子沖出來(lái)。（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(guò)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)行國(guó)內(nèi)和國(guó)際交換，代替活畜的引種或進(jìn)出口。

通過(guò)胚胎移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎?？梢酝ㄟ^(guò)保存胚胎來(lái)保存品種資源和瀕危動(dòng)物。

（二）正文中討論題

1.在胚胎移植操作中，怎樣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)的位置相同或相似嗎？

答：應(yīng)對(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，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)的位置相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮角對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。

2.胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(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：胚胎移植成功率的高低與供、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接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)單概括為早期胚胎在相同生理環(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(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(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)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)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(yíng)養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問(wèn)題。

專題四 生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)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(guó)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(guó)已制定了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》（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(shí)管理辦法》（200

2-13【熱點(diǎn)問(wèn)題討論1】

2.倫理學(xué)家和科學(xué)家看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(huì)學(xué)和心理學(xué)角度看問(wèn)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(wèn)題。

4.你愿意被科學(xué)家克隆嗎？為什么？

提示：參見(jiàn)教科書(shū)中的內(nèi)容，可以從科學(xué)角度、倫理角度和社會(huì)需求角度討論，現(xiàn)在不宜克隆人。我國(guó)明確禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原則，體現(xiàn)了中國(guó)大多數(shù)人的價(jià)值觀取向。5.克隆人如果真的來(lái)到人間，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣正確對(duì)待他們？

提示：到時(shí)候我們恐怕并沒(méi)有必要去追究他是出于什么目的被克隆出來(lái)的，也沒(méi)有必要去爭(zhēng)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(huì)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健康。社會(huì)應(yīng)該以平常心態(tài)看待克隆人，使克隆人獲得和我們一樣的生存和發(fā)展的條件。目前，克隆動(dòng)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(lái)到人間時(shí)，他們并不會(huì)破壞我們正常的生活秩序?！緹狳c(diǎn)問(wèn)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(guò)國(guó)家有關(guān)部門(mén)嚴(yán)格審批。它不宜推廣，并要嚴(yán)防濫用。

2.為什么捐出一部分骨髓救治他人，不會(huì)給捐獻(xiàn)者的身體健康造成損傷？你愿意為救人一命而捐獻(xiàn)自己一部分骨髓嗎？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分離出一部分造血干細(xì)胞供移植。因?yàn)樵煅杉?xì)胞在人的骨髓中相對(duì)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)，被分離走的那部分造血干細(xì)胞，很快就會(huì)被“補(bǔ)齊”。因此捐獻(xiàn)骨髓不會(huì)影響捐獻(xiàn)者身體健康。

（3）醫(yī)生只是在醫(yī)學(xué)公認(rèn)的安全條件下，分離出捐獻(xiàn)者有限數(shù)量的造血干細(xì)胞，而且整個(gè)抽取、分離過(guò)程，都是在設(shè)備良好的大醫(yī)院中進(jìn)行的，一般不會(huì)對(duì)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(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)是一種美德、一種欣慰和快樂(lè)，是一種高尚的人道主義表現(xiàn)。【熱點(diǎn)問(wèn)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(duì)個(gè)人所有基因進(jìn)行檢測(cè)，是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)楝F(xiàn)在有不少基因還沒(méi)得到確定。即使只是對(duì)個(gè)別或少數(shù)基因進(jìn)行檢測(cè)，也并不是每個(gè)人都需要的?，F(xiàn)在西方國(guó)家對(duì)某幾種致病基因進(jìn)行篩檢時(shí)，接受測(cè)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(huì)患病。患某種疾病，往往不是由單一原因引起的。況且已知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，往往可以使人避免患上某些遺傳性疾病。

（3）有許多疾病，測(cè)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(cè)定其所表達(dá)的蛋白質(zhì)更為快捷、有效。

（4）基因檢測(cè)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(huì)使受試者無(wú)所適從。

5提示：根本原因：長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(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的罕見(jiàn)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(zhǎng)江洪水泛濫的措施有：我國(guó)政府提出的“積極營(yíng)造長(zhǎng)江中上游水源涵養(yǎng)林和水土保持林”計(jì)劃，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)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要考慮到怎樣解決農(nóng)村（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來(lái)源問(wèn)題以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。

2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？

提示：傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒(méi)有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(duì)“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？

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?。它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過(guò)程，變成了簡(jiǎn)單的機(jī)械過(guò)程和化學(xué)過(guò)程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對(duì)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(wèn)題。2.你能舉出一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)人體健康以及環(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(dòng)對(duì)環(huán)境和人類健康造成危害的實(shí)例中，世界上影響較大的有藍(lán)嬰病。1973年，美國(guó)內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰?。?。其原因是飲用水中硝酸鹽含量超過(guò)10 mg/L，這時(shí)過(guò)多的硝酸鹽會(huì)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?；純旱呐R床癥狀是在口、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(huì)失去知覺(jué)，甚至死亡。硝酸鹽來(lái)源于點(diǎn)源污染，如下水道、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等，或非點(diǎn)源污染，如對(duì)農(nóng)田、公園、草地等的施肥。3.如何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話？

提示：對(duì)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)行回收和循環(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(duì)廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說(shuō)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)怎樣改進(jìn)？

提示：在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)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(duì)水、肥等資源的利用效率，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)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(dòng)對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展?！尽拔锓N多樣性原理”資料分析】

1.為什么樟子松林的松毛蟲(chóng)會(huì)肆虐，幾十億株楊樹(shù)會(huì)毀于一旦？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？

提示：純樟子松林、楊樹(shù)林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲(chóng)、天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來(lái)源，因而會(huì)導(dǎo)致了樹(shù)林的毀壞。

珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)了不同的時(shí)間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。

7提示： 21世紀(jì)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵歷史階段，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)應(yīng)該是高效的生態(tài)農(nóng)業(yè)。沼氣工程把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源高效利用融為一體，不僅較好地解決了農(nóng)村的能源來(lái)源問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)了廢棄物的再循環(huán)利用和資源化，創(chuàng)造了新的生態(tài)產(chǎn)業(yè)，如沼氣設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)，促進(jìn)了以農(nóng)牧結(jié)合為中心的多種經(jīng)營(yíng)，從而為農(nóng)村剩余勞動(dòng)力提供了就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)了農(nóng)村的綜合發(fā)展。2.目前沼氣工程還有哪些亟待解決的問(wèn)題？

提示：目前沼氣工程存在的問(wèn)題有：北方地區(qū)沼氣產(chǎn)氣在冬天不穩(wěn)定，需要加熱；沼氣的一次性投資較大，相當(dāng)部分的農(nóng)民財(cái)力有困難；對(duì)沼氣的研究較薄弱，例如，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中有關(guān)微生物及一些酶的研究。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這方面的研究，以促進(jìn)沼氣工程的推廣。5.2 生態(tài)工程的實(shí)例和發(fā)展前景 答案與提示

（一）思考與探究

1.分析朝鮮三八線的資料（具體資料見(jiàn)教材），說(shuō)明它所蘊(yùn)涵的意義。

提示：生態(tài)工程的恢復(fù)作用是有限的，不能認(rèn)為只要有了生態(tài)工程，就可以先污染，后治理。人類迄今尚沒(méi)有能力完全模擬出自然的生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)過(guò)幾十億年的進(jìn)化，每平方公里每年的無(wú)形服務(wù)價(jià)值高達(dá)6.4萬(wàn)美元，而為了達(dá)到同樣的效果，用人工制造和模擬的辦法，人類至少要花費(fèi)10億美元還不盡如人意。

另一方面，自然生態(tài)系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)淖晕一謴?fù)能力，我們?cè)谏鷳B(tài)工程建設(shè)中應(yīng)該積極利用自然生態(tài)系統(tǒng)的這種能力，以節(jié)省投資。

2.在我國(guó)北方地區(qū)，由于冬天氣溫很低，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物不能生長(zhǎng)，家畜生長(zhǎng)緩慢，甚至停止，沼氣池不能正常產(chǎn)氣；而農(nóng)民要解決蔬菜的不間斷生產(chǎn)問(wèn)題。很顯然，大量使用造價(jià)昂貴、并用燃料加熱的玻璃溫室是不符合我國(guó)國(guó)情的。你能用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一種生態(tài)工程，來(lái)較好地解決上述問(wèn)題嗎？請(qǐng)?jiān)诋?huà)出其物質(zhì)和能量結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，說(shuō)明你所依據(jù)的生態(tài)工程原理。

提示：（以下為參考答案，可讓同學(xué)們進(jìn)行其他設(shè)計(jì)）

教材中“四位一體”的圖所示為近年來(lái)出現(xiàn)在我國(guó)北方農(nóng)區(qū)的一種生態(tài)工程類型，它較好地解決了習(xí)題中所述問(wèn)題?！八奈弧敝刚託獬?、豬禽舍、廁所及日光溫室四部分，是庭院經(jīng)濟(jì)與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)模式。它的運(yùn)行原理為：日光溫室的增溫效應(yīng)可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長(zhǎng)；同時(shí)也使豬禽免受嚴(yán)寒而快速生長(zhǎng)；溫室內(nèi)的植物為動(dòng)物提供氧氣，同時(shí)吸收二氧化碳；人、豬、禽的糞尿及蔬菜廢棄物和秸稈等物質(zhì)投入沼氣池產(chǎn)氣，同時(shí)溫室的高溫也提高了沼氣在冬天的產(chǎn)氣穩(wěn)定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于減少蔬菜的病蟲(chóng)害，提高蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。

“四位一體”充分應(yīng)用了物質(zhì)循環(huán)和生物多樣性等原理，提高了單位土地面積的產(chǎn)出，同時(shí)減少了環(huán)境污染，大大提高了農(nóng)業(yè)的綜合效益。“四位一體”的物質(zhì)循環(huán)見(jiàn)下圖：

9恢復(fù)植被；山腰、荒地等土壤，雖然水分條件較好，但是仍不適宜種植農(nóng)作物，對(duì)于這樣的地方可以自然恢復(fù)，也可以人為種植適宜的林木、草或果樹(shù)等，加快植被恢復(fù)速度，這樣既能降低土壤侵蝕，又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)溝底而言，應(yīng)建設(shè)堤壩系統(tǒng)，它可以蓄水和淤積土地，還能夠減少山體的崩塌和滑坡，保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全；對(duì)坡地和山腳農(nóng)田來(lái)說(shuō)，土壤、水分條件良好，交通也較方便，土地生產(chǎn)力高，適宜種植農(nóng)作物來(lái)解決人們的糧食和收入等問(wèn)題，但是在坡地上要水平梯田種植，以減少水土流失。根據(jù)不同的地形采取不同的措施，既要考慮到生態(tài)效益，又要考慮到人們的生活和收入問(wèn)題，這體現(xiàn)了生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡、因地制宜的原理和思想。

3.從這一案例看，當(dāng)?shù)厥窃趺醋龅浇?jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一的？這一模式在其他小流域能夠照搬嗎？

提示：上題分析中已解答了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一問(wèn)題。這種模式在其他小流域不能照搬，還是要因地制宜地進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)，不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)，其生態(tài)工程的模式應(yīng)各具特色。

【大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程──“三北”防護(hù)林案例】

1.國(guó)家為什么投入巨大的人力和物力興建三北防護(hù)林工程？這一工程為什么需要如此漫長(zhǎng)的時(shí)間？

提示：三北防護(hù)林跨越中國(guó)13個(gè)省、直轄市、自治區(qū)，對(duì)我國(guó)具有重要的意義：生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量關(guān)系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問(wèn)題，對(duì)維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義；更重要的是，這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關(guān)系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，如黃河上游的水土流失容易導(dǎo)致下游地區(qū)的洪水泛濫，而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關(guān)系密切；同時(shí)這里自然礦產(chǎn)資源豐富，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全具有重要戰(zhàn)略意義。

這一地區(qū)區(qū)域廣闊，氣候、自然條件復(fù)雜，總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低等情況也決定了這個(gè)工程需要較長(zhǎng)的時(shí)間，非一朝一夕之功。

2.這一工程橫跨多個(gè)省區(qū)，根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理和生物多樣性原理，不同地區(qū)在造林設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)注意什么問(wèn)題？

提示：首先應(yīng)考慮樹(shù)種的生態(tài)適應(yīng)性問(wèn)題，種植適宜品種，宜林則林，宜灌則灌，宜草則草；其次要考慮樹(shù)種的多樣性，保證防護(hù)林體系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同的策略，如條件惡劣的地區(qū)應(yīng)該結(jié)合自然恢復(fù)力，而農(nóng)區(qū)的防護(hù)林中農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)可能占較大比重?！緷竦厣鷳B(tài)恢復(fù)工程案例】 1.當(dāng)初人們?yōu)槭裁匆獓焯铮?/p>

提示：主要原因：我國(guó)歷來(lái)人多地少，在“以糧為綱”的年代，圍湖造田，種植農(nóng)作物，以生產(chǎn)更多的糧食；片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能也是重要原因。

2.為什么說(shuō)“退耕還湖”是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程？實(shí)施這一工程面臨的主要困難是什么？

提示：退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作；更重要的是原耕地上居民的遷移，要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問(wèn)題，這是退耕還湖工程的主要困難。3.地處湖區(qū)上游的人們對(duì)濕地恢復(fù)生態(tài)工程負(fù)有什么責(zé)任？

提示：保護(hù)環(huán)境，減少水土流失和水污染。例如,減少工廠、生活污水往水體中的排放，農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)藥的施用量等。

【礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程案例】

1.在這一案例中，恢復(fù)植被的措施是植樹(shù)和種草，為什么不是種植農(nóng)作物？

提示：礦區(qū)土壤條件惡劣，不適宜農(nóng)作物的生長(zhǎng)，因此代之以適應(yīng)性強(qiáng)，耐旱的灌木、草和樹(shù)。2.怎樣合理地籌劃養(yǎng)殖肉牛的數(shù)量？

第四篇：高中生物選修三

《基因工程》專題

1.基因工程技術(shù)引起的生物變異屬于（）

A．染色體變異 B．基因突變 C．基因重組 D． 不可遺傳的變異 2.在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，其中腺嘌呤脫氧核苷酸是460個(gè)）放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增4代，那么，在擴(kuò)增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)是（）

A．540個(gè)

B．8100個(gè)

C．17280個(gè)

D．7560個(gè) 3.基因工程的操作步驟：①使目的基因與運(yùn)載體相結(jié)合，②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，③檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求，④提取目的基因。正確的操作順序是（）

A．③②④①

B．②④①③ C．④①②③ D．③④①② 4.我國(guó)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲(chóng)棉。下列敘述不正確的是（）A．抗蟲(chóng)基因的提取和運(yùn)輸都需要專用的工具和運(yùn)載體

B．重組DNA分子中增加一個(gè)堿基對(duì)，不一定導(dǎo)致毒蛋白的毒性喪失

C．抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)基因可通過(guò)花粉傳遞到近緣作物，從而造成基因污染 D．轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲(chóng)特性是通過(guò)檢測(cè)棉花對(duì)抗生素抗性來(lái)確定的

5.當(dāng)前醫(yī)學(xué)上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質(zhì)類替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質(zhì)工程藥物的區(qū)別是（）A．都與天然產(chǎn)物完全相同 B．都與天然產(chǎn)物不相同

C．基因工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物不相同 D．基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同 6．下列不屬于動(dòng)物細(xì)胞工程應(yīng)用的是()． A．大規(guī)模生產(chǎn)干擾素．用于抵抗病毒引起的感染 B．為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚細(xì)胞 C．大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、殺蟲(chóng)劑等

D．利用胚胎移植技術(shù)，加快優(yōu)良種畜的繁殖

7．用動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體，下列實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是()．． A．將抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞 B．用胰蛋白酶處理培養(yǎng)過(guò)程中的雜交髓瘤細(xì)胞

C．用聚乙二醇（PEG）作誘導(dǎo)劑，促使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合 D．篩選雜交資金積累細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞群，培養(yǎng)后提取單克隆抗體

8．在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中的某種化合物被 3H標(biāo)記。一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn) 3H只集中在愈傷組織細(xì)胞的細(xì)胞核、線粒體和葉綠體。則培養(yǎng)基中被標(biāo)記的化合物最可能是()． A.氨基酸 B．核苷酸 C．葡萄糖 D．水

9．下圖為植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程，則制作人工種子，及生產(chǎn)治療燙傷、割傷的藥物紫草素，應(yīng)分別選用編號(hào)是的（）

A．④② B．③② C．③④ D．④③ 10．下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是（）

A.葉肉細(xì)胞脫分化后可形成無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞

B．葉肉細(xì)胞經(jīng)再分化過(guò)程可形成愈傷組織 C.融合植物葉肉細(xì)胞時(shí)，應(yīng)先去掉細(xì)胞膜

D．葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)時(shí)，可以表現(xiàn)出全能性

11．下列關(guān)于細(xì)胞工程的有關(guān)敘述，不正確的是（）

A．利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株，從紫草的愈傷組織中提取紫草素，利用細(xì)胞工程培育“番茄-馬鈴薯”雜種植株，都利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，而利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株沒(méi)有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)

B．在進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，由根尖細(xì)胞形成愈傷組織的過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生細(xì)胞脫分化，染色體變異或基因突變，而不可能發(fā)生細(xì)胞分化和基因重組

C．動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交相比，誘導(dǎo)融合的方法，所用的技術(shù)手段，所依據(jù)的原理均相同，都能形成雜種細(xì)胞和雜種個(gè)體

D．“試管嬰兒”實(shí)質(zhì)上就是“體外受精”和“胚胎移植”的“產(chǎn)物”，不能使不能產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞的夫婦能得到自己的孩子；單克隆抗體的制備采用了動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

12．用純種的高桿(D)抗銹(T)小麥與矮桿(d)易染銹病(t)小麥培育矮桿抗銹病小麥新品種的方法如下：

高桿抗銹病×矮桿易銹病

Fl

雄配子

幼苗

選出符合要求的品種下列有關(guān)此種育種方法的敘述中，正確的是()A．這種育種方法叫雜交育種 B．過(guò)程④必須使用生長(zhǎng)素處理 C．這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是縮短育種年限 D．③過(guò)程必須經(jīng)過(guò)受精作用 13.精子的變形過(guò)程中（）演變?yōu)榫拥奈?/p>

A.高爾基體 B.細(xì)胞核 C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng) D.中心體 14.當(dāng)卵細(xì)胞達(dá)到（）時(shí)期時(shí)，才具備與精子受精的能力

A.減數(shù)第二次分裂后期 B.減數(shù)第一次分裂末期

C.減數(shù)第二次分裂中期 D.減數(shù)第二次分裂結(jié)束成熟

15.供、受體母牛選擇好后，要用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理的原因是（）A、防止受體牛不愿意接受胚胎

B、只有受體與供體的生理狀態(tài)相同，被移植的胚胎才能繼續(xù)正常發(fā)育 C、只要發(fā)情排卵后，各階段時(shí)間內(nèi)的變化，供、受體生理狀態(tài)完全相同 D、同期發(fā)情處理后，卵細(xì)胞和精子受精結(jié)合能力強(qiáng)

16.英國(guó)科學(xué)家維爾穆特首次用羊的體細(xì)胞（乳腺細(xì)胞）成功地培育出一只小母羊，取名“多利”，這一方法被稱之為“克隆”，以下四項(xiàng)中與此方法在本質(zhì)上最相近的是（）

A將兔的早期胚胎分割后，分別植入兩只母兔的子宮內(nèi)，并最終發(fā)育成兩只一樣的兔子

B將人抗病毒基因嫁接到煙草DNA分子上，培育出具有抗病毒能力的煙草新品種 C將鼠骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)過(guò)免疫的脾細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞

D將人的精子與卵細(xì)胞在體外受精，待受精卵在試管內(nèi)發(fā)育到囊胚期時(shí)，再植入女性子宮內(nèi)發(fā)育成“試管嬰兒”

17.下列屬于精子、卵子發(fā)生上的區(qū)別的是()A．細(xì)胞的分裂方式 B．卵子在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備 C．成熟細(xì)胞的染色體數(shù)量 D．細(xì)胞遺傳物質(zhì)的變化 18．受精過(guò)程的順序?yàn)?)①第一次卵裂開(kāi)始 ②釋放第二極體 ③頂體反應(yīng) ④穿越透明帶

⑤雌、雄原核的形成 ⑥核膜消失，雌、雄原核融合

A．①②③④⑤⑥ B．③②④⑤⑥① C．④⑤②①③⑥ D．③④②⑤⑥① 19．中科院動(dòng)物所和福州大熊貓研究中心合作，通過(guò)將大熊貓的細(xì)胞核植人去核后的兔子卵細(xì)胞中，在世界上最早克隆出一批大熊貓?jiān)缙谂咛?，這表明我國(guó)的大熊貓人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有關(guān)克隆大熊貓胚胎的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．在形成早期胚胎的過(guò)程中，依次經(jīng)歷了卵裂、囊胚、原腸胚等幾個(gè)階段 B．兔子卵細(xì)胞質(zhì)的作用是激發(fā)大熊貓細(xì)胞核的全能性 C．克隆出的早期胚胎中，各細(xì)胞間具有相同的遺傳信息 D．在形成早期胚胎的過(guò)程中，尚未出現(xiàn)細(xì)胞的分化

20．胚胎干細(xì)胞功能特性不包括()A．具有發(fā)育的全能性 B．體外培養(yǎng)可以分化成各種組織、器官 C．冷凍保存可以進(jìn)行遺傳改造 D．可以進(jìn)行增殖

21．一般情況下，下列的細(xì)胞中分化程度由高到低的順序依次是()①卵細(xì)胞 ②受精卵 ③胚胎干細(xì)胞 ④造血干細(xì)胞 ⑤神經(jīng)細(xì)胞 A．⑤①②③④ B．⑤③①②④ C．⑤①④②③ D．⑤①④③② 22．“試管嬰兒”技術(shù)是解決不孕癥的有效手段，1978年世界上誕生了第一例“試管嬰兒”。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上是指受精卵在體外培養(yǎng)3~5天，形成胚胎后移植回母體子宮，著床著繼續(xù)發(fā)育形成胎兒直至分娩，請(qǐng)判斷“試管嬰兒”技術(shù)在生物學(xué)上依據(jù)的原理是（）

A．有性生殖 B．無(wú)性生殖 C．克隆技術(shù) D．基因工程 23．接種過(guò)疫苗的人，在遇到同樣的生物戰(zhàn)劑（用于戰(zhàn)爭(zhēng)的病原微生物或毒素）時(shí)，仍然要再次接種疫苗，原因是（）A．這些人已喪失免疫力

B．這些人體內(nèi)沒(méi)形成記憶細(xì)胞 C．原來(lái)的接種不成功

D．這些病原微生物突變快，變異性強(qiáng)

二、解答題

1．2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了三位在研究綠色熒光蛋白（GFP）方面做出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。綠色熒光蛋白能在藍(lán)光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國(guó)首例綠色熒光蛋白（GFP）轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過(guò)程示意圖，據(jù)圖回答：

注：圖中通過(guò)過(guò)程①、②形成重組質(zhì)粒，需要限制性內(nèi)切酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—GGATCC—，限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)?！?/p>

↓（1）在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來(lái)，理由是：。

（2）過(guò)程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時(shí)，采用最多的方法是。

（3）如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達(dá)的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因，其作用是。獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學(xué)難題是，可以避免。

（4）目前科學(xué)家們通過(guò)蛋白質(zhì)工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白，黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白過(guò)程的正確順序是：（用數(shù)字表示）。①推測(cè)藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)序列③藍(lán)色熒光蛋白基因的修飾（合成）④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白。

目前所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細(xì)菌質(zhì)粒的各種元件為基礎(chǔ)重新組建的人工質(zhì)粒，pBR322質(zhì)粒是較早構(gòu)建的質(zhì)粒載體，其主要結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時(shí)要有抗性基因，以便于。

(2)pBR322分子中有單個(gè)EcoR I限制酶作用位點(diǎn)，EcoR 1只能識(shí)別序列一GAATTC一，并只能在G與A之間切割。若在某目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)EcoR I的切點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出目的基因兩側(cè)被限制酶EcoR I切割后所形成的黏性末端。(2分)

(3)pBR322分子中另有單個(gè)的BamHI限制酶作用位點(diǎn)，現(xiàn)將經(jīng)BamHI處理后的質(zhì)粒與用另一種限制酶BgIⅡ處理得到的目的基因，通過(guò)DNA連接酶作用恢復(fù)______ 鍵，成功的獲得了重組質(zhì)粒。

(4)為了檢測(cè)上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無(wú)ampR和tetR的大腸桿菌，將大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖二的菌落。再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖三的結(jié)果(空圈表示與圖二對(duì)照無(wú)菌落的位置)。與圖三空圈相對(duì)應(yīng)的圖二中的菌落表現(xiàn)型是________，圖三結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌導(dǎo)入的是_____。

2.（1）野生馬鈴薯品種的植株具有較強(qiáng)的抗病、抗蟲(chóng)、抗鹽堿、抗寒能力，但塊莖不能食用。俄、德、芬蘭專家共同做實(shí)驗(yàn)研究，用野生馬鈴薯與馬鈴薯的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，培育出了生活能力強(qiáng)的雜交系馬鈴薯。

①專家在實(shí)驗(yàn)中，需用到的酶主要有 和 酶等。②專家在實(shí)驗(yàn)中，需要用到聚乙二醇（PEG），其目的是。

③對(duì)于農(nóng)民，種植雜交系馬鈴薯除可獲得較高的收成外，還有什么優(yōu)點(diǎn)？（要求寫(xiě)出兩點(diǎn)）（2分）。④運(yùn)用此植物體細(xì)胞雜交法可使本來(lái)存在著生殖隔離的物種進(jìn)行雜交，培育出兼有兩物種品質(zhì)的優(yōu)良物種，最好用下列哪種方法？（）

A、單倍體育種法 B、雜交育種法 C、植物組織培養(yǎng)法 D、花藥離體培養(yǎng)法

（2）一種重癥聯(lián)合免疫缺陷?。ê?jiǎn)稱SCID），這種患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細(xì)菌或病毒感染，就會(huì)發(fā)病死亡。經(jīng)研究證實(shí)，SCID病人細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（簡(jiǎn)稱ADA）的基因ada發(fā)生了突變。目前，人們已經(jīng)找到了治療該疾病的方案。如下圖：

（1）運(yùn)載體必須具備的條件是（）（2分）

A．能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并保存 B．具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接 C．具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選 D．是環(huán)狀形態(tài)的DNA分子

（2）在此圖過(guò)程中用到的基因操作工具分別是。（2分）

（3）研究人員將ada注入淋巴細(xì)胞，而不是其他細(xì)胞，其原因是什么？。（2分）

（4）圖中的治療方法是_______（體內(nèi)或體外）基因治療法，這是___________生物技術(shù)的應(yīng)用。請(qǐng)列舉除了在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，該生物技術(shù)在其他領(lǐng)域的一些成就。

（5）可用SCID病人的血液來(lái)作為實(shí)驗(yàn)“DNA粗提取”的實(shí)驗(yàn)材料嗎？為什么？(2分)

3.2n/4n 嵌合體胚胎是指用四倍體(4n)胚胎與二倍體胚胎(2n)或胚胎干細(xì)胞(ES 細(xì)胞)進(jìn)行聚合，形成由二倍體和四倍體細(xì)胞組成的嵌合體。2n/4n 嵌合體胚胎的構(gòu)

建 常用方法如下圖，請(qǐng)據(jù)圖分析回答：

（1）受精卵是胚胎發(fā)育的開(kāi)端，圖中的卵細(xì)胞達(dá)到 時(shí)期，才具備受精的能力，而精子需經(jīng)過(guò) 過(guò)程才能和卵細(xì)胞結(jié)合。

（2）2N的ES細(xì)胞來(lái)自胚胎發(fā)育過(guò)程的 期，本實(shí)驗(yàn)中從功能上說(shuō)明了該細(xì)胞

（3）2n/4n 嵌合體胚胎的構(gòu)建用到的現(xiàn)代生物工程技術(shù)主要有：

（4）ES細(xì)胞經(jīng)嵌合體方法培育的動(dòng)物與核移植方法培育的動(dòng)物相比，遺傳物質(zhì)來(lái)源的區(qū)別主要是什么？（2分）

2.一對(duì)健康夫婦生下一男嬰，一歲時(shí)腦出血死亡，二年后女方懷孕6個(gè)月時(shí)，經(jīng)羊水及臍帶血診斷為男孩且患血友病，遂引產(chǎn)。于是夫婦倆到廣州中山醫(yī)附屬一院做試管嬰兒。醫(yī)生培養(yǎng)7個(gè)活體胚胎，抽取每個(gè)胚胎1-2個(gè)細(xì)胞檢查后，選兩個(gè)胚胎移植，最后一個(gè)移植成功，出生了一健康女?huà)耄俏覈?guó)第三代試管嬰兒。請(qǐng)回答：

（1）試管嬰兒技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)和母親正常懷孕生產(chǎn)的過(guò)程的相同之處是，不同點(diǎn)在于_______________________________。

（2）如果B、b表示血友病基因或正?；?，則父、母親的基因型分別是___________、_________。如果該夫婦再生一男孩，患血友病的概率是_________。

（3）醫(yī)生抽取活體胚胎的1或2個(gè)細(xì)胞后，可通過(guò)觀察____________判斷早期胚胎的性別，你認(rèn)為醫(yī)生應(yīng)選用____________性胚胎進(jìn)行移植，應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，現(xiàn)在人們已能夠選取最理想的胚胎，其基因型應(yīng)該是____________。自然狀態(tài)下，出現(xiàn)這樣的胚胎的概率是____________。該實(shí)例體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)和人類生活的重要意義。

（4）供體器官的短缺和排斥反應(yīng)是制約器官移植的兩個(gè)重要問(wèn)題。而治療性克隆能最終解決這兩個(gè)問(wèn)題。下圖是治療性克隆的過(guò)程圖解：

Ⅰ.請(qǐng)?jiān)谏蠄D中橫線上填上適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)：①

；②

Ⅱ.上圖中的③④表示的生理過(guò)程是

Ⅲ.我國(guó)禁止生殖性克隆，但不反對(duì)治療性克隆的研究，而美國(guó)國(guó)會(huì)反對(duì)治療性克隆。請(qǐng)你談?wù)劄槭裁匆磳?duì)克隆人？（2分）

選擇題 1-10 CBCDC CBBBA 11-20 CCDCB ABDDB 21-24DADB 1.共12分 1.(6分)（1）可以連接 因?yàn)橛蓛煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或

是 可以互補(bǔ)的）

（2）顯微注射技術(shù)

（3）為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因;發(fā)生免疫排斥反應(yīng)

（4）②①③④ 2.(6分)(1)篩選(鑒別目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞)(2)-------------(2分)

(3)磷酸二酯鍵

(4)能抗氨芐青霉素，但不能抗四環(huán)素pBR322質(zhì)粒

2.（17分）1（1）（6分）

①纖維素酶 果膠酶 ②誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合

③可少施農(nóng)藥；可在鹽堿地區(qū)種植-----------------------(2分)。④C 2（1分)（1）ABC--------（2分）

（2）限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、運(yùn)載體（3）腺苷酸脫氨酶是人體免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常功能所必需的，而淋巴細(xì)胞才能產(chǎn)生抗體等免疫物質(zhì)----------------（2分）

（4）體外 基因工程 舉基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域外的應(yīng)用即可，如有抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物，抗逆轉(zhuǎn)基因植物等。

（5）不能，因?yàn)槿藢儆诓溉閯?dòng)物，成熟的紅細(xì)胞中不含細(xì)胞核、線粒體，所以幾乎不含DNA，很難提取到DNA。---(2分)

3.（21分）1（7分）（1）減數(shù)第二次分裂中期 精子獲能

（2）囊胚 具有發(fā)育的全能性

（3)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合和胚胎移植（寫(xiě)對(duì)2個(gè)得1分）

（4）用ES細(xì)胞經(jīng)嵌合體方法克隆的動(dòng)物是完全的復(fù)制體，而用核移植方法克隆 的動(dòng)物只是核型一致，但胞質(zhì)類型卻不一定相同。---------------（2分）2（14分）．(1)雙親生殖細(xì)胞都融合為合子 試管嬰兒是體外受精,胚胎移植的產(chǎn)物

1BBb(2)XY XY 2

1BB(3)性染色體形態(tài) 女 XX 4

（4）Ⅰ．①細(xì)胞核

②內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞 Ⅱ．細(xì)胞分化

Ⅲ．-------------------------（答案合理即可，任意答對(duì)兩點(diǎn)給2分）

①嚴(yán)重違反了人類倫理道德

②沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念

③是在人為地制造心理上和社會(huì)地位上都不健全的人

④克隆技術(shù)尚不成熟，可能克隆出有嚴(yán)重生理缺陷的孩子

第五篇：2021新課標(biāo)高中物理選修課后習(xí)題答案

新課標(biāo)高中物理選修課后習(xí)題答案

高中物理3.2課后習(xí)題答案

第4章

第1節(jié)

劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

1．奧斯特實(shí)驗(yàn)，電磁感應(yīng)等．

2．電路是閉合的．導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)．

第2節(jié)

探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件

1．（1）不產(chǎn)生感應(yīng)電流（2）不產(chǎn)生感應(yīng)電流（3）產(chǎn)生感應(yīng)電流

2．答：由于彈簧線圈收縮時(shí)，面積減小，磁通量減小，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流．

3．答：在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，由于穿過(guò)線圈的磁通量增大，所以線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流；在線圈離開(kāi)

磁場(chǎng)的過(guò)程中，由于穿過(guò)線圈的磁通量減小，所以線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)個(gè)線圈都在磁場(chǎng)中時(shí)，由于穿過(guò)線圈的磁通量不變，所以線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．

4．答：當(dāng)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí)，由于線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷減弱，所以穿過(guò)線圈的磁通量不斷

減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)導(dǎo)線中的電流逐漸增大或減小時(shí)，線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度也逐漸增大或減小，穿過(guò)線圈的磁通量也隨之逐漸增大或減小，所以線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流．

5．答：如果使銅環(huán)沿勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向移動(dòng)，由于穿過(guò)銅環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，所以，銅環(huán)中沒(méi)有感應(yīng)

電流；如果使銅環(huán)在不均勻磁場(chǎng)中移動(dòng)，由于穿過(guò)銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，所以，銅環(huán)中有感應(yīng)電流．

6．答：乙、丙、丁三種情況下，可以在線圈B

中觀察到感應(yīng)電流．因?yàn)榧姿硎镜碾娏魇欠€(wěn)恒電流，那

么，由這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)就是不變的．穿過(guò)線圈B的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電

7．流．乙、丙、丁三種情況所表示的電流是隨時(shí)間變化的電流，那么，由這樣的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是變

化的，穿過(guò)線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流．

8．為了使MN

中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，必須要求DENM

構(gòu)成的閉合電路的磁通量不變，即20BS

B

l

=，而

()S

l

vt

l

=+，所以，從0t

=開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B

隨時(shí)間t的變化規(guī)律是0B

l

B

l

vt

=+

第3節(jié)

楞次定律

1．答：在條形磁鐵移入線圈的過(guò)程中，有向左的磁感線穿過(guò)線圈，而且線圈的磁通量增大．根據(jù)楞次定

律可知，線圈中感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)該向右，再根據(jù)右手定則，判斷出感應(yīng)電流的方向，即從左側(cè)看，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍?/p>

2．答：當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，導(dǎo)線AB

中電流由左向右，它在上面的閉合線框中引起垂直于紙面向外的磁通量

增加．根據(jù)楞次定律，閉合線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，要阻礙它的增加，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)在閉合線框內(nèi)的方向是垂直紙面向里，再根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流的方向是由D

向C

．當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，垂直于紙面向外的磁通量減少．根據(jù)楞次定律，閉合線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，要阻礙原磁場(chǎng)磁通量的減少，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)在閉合線框內(nèi)的方向是垂直紙面內(nèi)外，再根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流的方向是由C

向D

．

3．答：當(dāng)導(dǎo)體AB

向右移動(dòng)時(shí)，線框ABCD

中垂直于紙面向內(nèi)的磁通量減少．根據(jù)楞次定律，它產(chǎn)生感

應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量減少，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同．垂直于紙面向內(nèi)，所以感應(yīng)電流的方向是A

→B

→C

→D

．此時(shí)，線框ABFE

中垂直紙面向內(nèi)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，垂直于紙面向外．所以，感應(yīng)電流的方向是A

→B

→F

→E

．所以，我們用這兩個(gè)線框中的任意一個(gè)都可以判定導(dǎo)體AB

中感應(yīng)電流的方向．說(shuō)明：此題對(duì)導(dǎo)體AB

中的電流方向的判定也可用右手定則來(lái)確定．

4．答：由于線圈在條形磁鐵的N

極附近，所以可以認(rèn)為從A

到B的過(guò)程中，線圈中向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的減少，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，再根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流的方向，從上向下看為逆時(shí)針?lè)较颍畯腂

到C的過(guò)程中，線

圈中向下的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，再根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流的方向，從上向下看為逆時(shí)針?lè)较颍?/p>

5．答：（1）有感應(yīng)電流（2）沒(méi)有感應(yīng)電流；（3）有感應(yīng)電流；（4）當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線圈P的左

端為N

極；當(dāng)打開(kāi)開(kāi)關(guān)S的上瞬間，線圈P的右端為N

極．

6．答：用磁鐵的任一極（如N

極）接近A

球時(shí)，穿過(guò)A

環(huán)中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，A

環(huán)中將產(chǎn)

生感應(yīng)電流，阻礙磁鐵與A

環(huán)接近，A

環(huán)將遠(yuǎn)離磁鐵；同理，當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離發(fā)A

球時(shí)，A

球中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?qū)⒆璧KA

環(huán)與磁鐵遠(yuǎn)離，A

環(huán)將靠近磁鐵．由于B

環(huán)是斷開(kāi)的，無(wú)論磁極移近或遠(yuǎn)離B

環(huán)，都不會(huì)在B

環(huán)中形成感應(yīng)電流，所以B

環(huán)將不移動(dòng)．

7．答：（1）如圖所示．圓盤(pán)中任意一根半徑CD

都在切割磁感線，這半徑可以看成一個(gè)電源，根據(jù)右手

定則可以判斷，D

點(diǎn)的電勢(shì)比C

點(diǎn)高，也就是說(shuō)，圓盤(pán)邊緣上的電勢(shì)比圓心電勢(shì)高，（2）根據(jù)右手定則判斷，D

點(diǎn)電勢(shì)比C

點(diǎn)高，所以流過(guò)電阻R的電流方向自下向上．說(shuō)明：本題可拓展為求CD

間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．設(shè)半徑為r，轉(zhuǎn)盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小．具體答案是212

E

Br

ω=．

第4節(jié)

法拉第電磁感應(yīng)定律

1．正確的是D

．

2．解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.090.021000V

175V

0.4

E

n

t

-?Φ==?=?；根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，通過(guò)電熱器的電流為175A=0.175A

99010

E

I

R

r

=

=++

3．解：根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E

Blv

=得：纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)54334.610

2.05107.610V=7.210V

E

-=??

4．答：可以．聲音使紙盒振動(dòng)，線圈切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流．

5．答：因?yàn)榫€圈繞OO

＇軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈長(zhǎng)2L的邊切割磁感線的速度變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因而變化．根據(jù)公

式sin

E

Blv

θ=和v

r

ω=有12sin

E

BL

L

ωθ=．因?yàn)?2S

L

L

=，90θ=?，所以，E

BS

ω=．

6．答：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2B

E

n

n

R

t

t

π?Φ?==??，所以，22441A

B

E

E

==．（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得通過(guò)線圈的電流2122S

E

B

B

I

n

R

n

R

R

t

R

t

S

ππρρ??===??，所以，221

A

A

B

B

I

R

I

R

===．

7．答：管中有導(dǎo)電液體流過(guò)時(shí)，相當(dāng)于一段長(zhǎng)為d的導(dǎo)體在切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E

Bdv

=．液體的流量()2

d

Q

v

π=，即液體的流量與電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系為4d

Q

E

B

π=．

第5節(jié)

電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

1．解：根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E

Blv

=，該機(jī)兩翼尖間的電勢(shì)差為54.71012.70.7340V=0.142V

E

-=?，根據(jù)右手定則可知，從駕駛員角度來(lái)說(shuō)，左側(cè)機(jī)翼電勢(shì)高。說(shuō)明：該題的難點(diǎn)之上在于學(xué)生的空間想象力往往比較弱，對(duì)此，可用簡(jiǎn)單圖形（圖4-12）幫助理解；另外，該題可補(bǔ)充一問(wèn)，即當(dāng)飛機(jī)從西向東飛行時(shí)，哪側(cè)機(jī)翼電勢(shì)高？分析可得仍為左側(cè)機(jī)翼

電勢(shì)高。

2．（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E

n

t

?Φ=?。根據(jù)t

Φ-圖象可知，0.5/Wb

s

t

?Φ=?。電壓表的讀數(shù)為1000.5V=50V

E

n

t

?Φ==??。（2）感應(yīng)電場(chǎng)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，如圖所示。（3）A

端的電勢(shì)比B

端高，所以A

端應(yīng)該與電壓表標(biāo)的接線柱連接。

3．答：（1）等效電路如圖所示。（2）通過(guò)R的電流方向從上到下。根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E

Blv

=，MN、PQ的電動(dòng)勢(shì)都為111V

E

=??。根據(jù)電池的并聯(lián)和閉合電路歐姆定律，通過(guò)R

電流1A=1A

E

I

R

==。（3）通過(guò)MN的電流方向?yàn)樽訬

到M

；過(guò)PQ的電流方向?yàn)樽訬

到M

；過(guò)PQ的電流方向?yàn)镼

到P。

4．（1）線圈以速度v

勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)CD

邊在磁場(chǎng)中時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)11E

Bl

v

=，其中1l

為CD

邊的長(zhǎng)度。此時(shí)線圈中的感應(yīng)電流為111E

Bl

v

I

R

R

=

=，其中R

為線圈的總電阻。同理，線圈以速度2v

勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流最大值為2122E

Bl

v

I

R

R

==。第二次與第一次線圈中最大電流之比為2:1。（2）線圈以速度v

勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)CD

邊在磁場(chǎng)中時(shí)，CD

邊受安培力最大，最大值為

221111B

l

v

F

BI

l

R

==。由于線圈做勻速運(yùn)動(dòng)，所以此時(shí)外力也最大，且外力大小等于安培力大小，此時(shí)外力的功率為22111B

l

v

P

Fv

R

==。同理，線圈以速度2v

進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，外力的最大功率為222

124B

l

v

P

R

=。第二次與第一次外力做功的最大功率之比為4:1。（3）線圈以v

勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中的感應(yīng)電流為

111E

Bl

v

I

R

R

==，設(shè)AD

邊長(zhǎng)為2l，則線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間2l

t

v

=完全進(jìn)入磁場(chǎng)，此后線圈中不再有感應(yīng)電流。所以第一次線圈中產(chǎn)生的熱量為222222

121211

2B

l

v

l

B

l

l

Q

I

Rt

R

v

R

R

===。同理，線圈以速度2v

勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的熱量為221222B

l

l

Q

R

=。第二次與第一次線圈中產(chǎn)生的熱量之比為2:1。說(shuō)明：可進(jìn)一步分析并說(shuō)明，在這一過(guò)程中，外力克服安培力所做的功與感應(yīng)電流所做的功是相等的。

第6節(jié)

互感和自感

1．（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S

斷開(kāi)后，使線圈A

中的電流減小并消失時(shí)，穿過(guò)線圈B的磁通量減小，肉而在線圈B

中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的減小，這樣就使鐵芯中磁場(chǎng)減弱得慢些，即在開(kāi)關(guān)S

斷開(kāi)后一段時(shí)間內(nèi)，鐵芯中還有逐漸減弱的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D

依然有力作用，因此，彈簧K

不能立即將銜鐵拉起．（2）如果線圈B

不閉合，不會(huì)對(duì)延時(shí)效果產(chǎn)生影響．在開(kāi)關(guān)S

斷開(kāi)時(shí)，線圈A

中電流減小并很快消失，線圈B

中只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流，鐵芯中的磁場(chǎng)很快消失，磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D的作用力也很快消失，彈簧K

將很快將銜鐵拉起．

2．答：當(dāng)李輝把多用表的表筆與被測(cè)線圈斷開(kāi)時(shí)，線圈中的電流將減小，發(fā)生自感現(xiàn)象．會(huì)產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)，兩只表筆間有較高電壓，“電”了劉偉一下，所以劉偉驚叫起來(lái)，當(dāng)李輝再摸多用表的表筆時(shí)，由于時(shí)間經(jīng)歷的較長(zhǎng)，自感現(xiàn)象基本“消失”

3．答：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S

由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，A

燈由亮變得更為明亮，B

燈由亮變暗，直到不亮．（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S

由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，A

燈不亮，B

燈由亮變暗，直到不亮．

第7節(jié)

渦流

電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

1．答：當(dāng)銅盤(pán)在磁極間運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在銅盤(pán)中主生感應(yīng)電流，使銅盤(pán)受到安培力作

用，而安培力的方向阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，所以銅盤(pán)很快就停了下來(lái)．

2．當(dāng)條形磁鐵的N

極靠近線圈時(shí)，線圈中向下的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可得，線圈中感應(yīng)電流的磁

場(chǎng)應(yīng)該向上，再根據(jù)右手螺旋定則，判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍ㄗ陨隙驴矗袘?yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)條形磁鐵N

極的作用力向上，阻礙條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)．當(dāng)條形磁鐵的N

極遠(yuǎn)離線圈時(shí)，線圈中向下的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可得，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該向下，再根據(jù)右手螺旋定則，判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍ㄗ陨隙驴矗袘?yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)條形磁鐵N

極的作用力向下，阻礙條形磁鐵向上運(yùn)動(dòng)．因此，無(wú)論條形磁鐵怎樣運(yùn)動(dòng)，都將受到線圈中感應(yīng)電流磁場(chǎng)的阻礙作用，所以條形磁鐵較快地停了下來(lái)，在此過(guò)程中，彈簧和磁鐵的機(jī)械能均轉(zhuǎn)化為線圈中的電能．

3．答：在磁性很強(qiáng)的小圓片下落的過(guò)程中，沒(méi)有缺口的鋁管中的磁通量發(fā)生變化（小圓片上方鋁管中的磁通量減小，下方的鋁管中的磁通量增大），所以鋁管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)下落的小圓片產(chǎn)生阻力作用，小圓片在鋁管中緩慢下落；如果小圓片在有缺口的鋁管中下落，盡管鋁管中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將對(duì)下落的也產(chǎn)生阻力作用，但這時(shí)的阻力非常小，所以小圓片在鋁管中下落比較快．

4．答：這些微弱的感應(yīng)電流，將使衛(wèi)星受到地磁場(chǎng)的安培力作用．因?yàn)榭朔才嗔ψ饔茫l(wèi)星的一部分

運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能，這樣衛(wèi)星機(jī)械能減小，運(yùn)動(dòng)軌道離地面高度會(huì)逐漸降低．

5．答：當(dāng)條形磁鐵向右移動(dòng)時(shí)，金屬圓環(huán)中的磁通量減小，圓環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬圓環(huán)將受到條

形磁鐵向右的作用力．這個(gè)力實(shí)際上就是條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力．這個(gè)安培力將驅(qū)使金屬圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)．

第五章

交變電流

第1節(jié)

交變電流

1．答：磁鐵靠近白熾燈，發(fā)現(xiàn)燈絲顫動(dòng)．因?yàn)橥ń蛔冸娏鞯臒艚z處在磁場(chǎng)中要受到力的作用，燈絲受到的磁場(chǎng)力的大小、方向都隨時(shí)間做周期性變化，因而燈絲顫動(dòng)．

2．答：這種說(shuō)法不對(duì)．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率t

?Φ?成正比，而與磁通量Φ沒(méi)有必然的聯(lián)系．假定線圈的面積為S，所在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈以角速度ω繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則磁通量Φ隨時(shí)間變化的關(guān)系為：

cos

ωBD

t

Φ=，其圖象如圖所示．線圈平面轉(zhuǎn)到中性面瞬間（0t

=，t

T

=），穿過(guò)線圈的磁通量Φ雖然最大，但是，曲線的斜率為0，即，磁通量的變化率0t

?Φ=?，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0；而線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直時(shí)（14t

T

=，34

t

T

=），穿過(guò)線圈的磁通量Φ為0，但是曲線的斜率最大，即磁通量的變化率t

?Φ?最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大．

3．解：?jiǎn)卧丫€圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)平行位置時(shí)，即教科書(shū)圖5.1－3中乙和丁圖時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大．即

-220.010.200.10250V=6.310V

AD

m

AB

AB

AD

AB

L

E

BL

L

BL

L

ωωπ===?v

=2B

4．解：假定發(fā)電機(jī)線圈平面僅次于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式

sin

400sin(314).m

e

E

t

t

ω==不計(jì)發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)阻，電路中電流的峰值400A

0.2A

2000

m

m

E

I

R

===．電流的瞬時(shí)值表達(dá)式sin

0.2sin(314)m

i

I

t

t

ω==．

5．解：KL

邊與磁場(chǎng)方向呈30°時(shí)，線圈平面與中性面夾角為60°，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

sin

sin

60m

e

E

t

BS

ωωω==?=，電流方向?yàn)镵NMLK

．

第2節(jié)

描述交變電流的物理量

1．解：交變電流1周期內(nèi)，電流方向變化兩次，所以1s內(nèi)電流方向變化的次數(shù)為

12100

0.02

?=

次次．

2．解：不能把這個(gè)電容器接在交流電壓是10V的電路兩端．因?yàn)?，這里的10V的電壓是指交流電壓的有效值．在電壓變化過(guò)程中的最大值大于10V，超過(guò)了電容器的耐壓，電容器會(huì)被擊穿．

3．解：燈泡正常工作時(shí)，通過(guò)燈絲電流的有效值

402

A

A

22011

P

I

U

＝＝＝．電流的峰

值m

I.4．根據(jù)圖象，讀出交變電流的周期0.2

T

s

＝，電流的峰值10A

m

I=，頻率115

0.2

f

Hz

Hz

T

===．電

流的有效值7.1A

m

I

I

===

5．解：該電熱器消耗的功率

U

P

R

=，其中U為電壓的有效

值U=，所以，22

311W=967W

2250

m

U

P

R

===

?

第3節(jié)電感和電容對(duì)交變電流的影響

1．答：三個(gè)電流表

A、2

A、3

A所在支路分別為：純電容電路、純電感電路、純電阻電路．改換電源后，交流電壓峰值沒(méi)有變化，而頻率增加了．對(duì)于純電容電路，交流電壓峰值不變，則電路兩端電壓的有效值不變．電容大小C未變，交變電流頻率增大，則感抗變小，電流有效值增大，則容抗變小，電流

有效值增大，即

A讀數(shù)增大．對(duì)于純電感電路，交流電壓峰值不變，則電路兩端電壓的有效值不變．電

感大小L未變，交流頻率增大，則感抗變大，電流有效值減小，即

A讀數(shù)減?。畬?duì)于純電阻電路，交流電壓峰值不變，則電路兩端電壓的有效值不變．雖然交變電流頻率增大，但是對(duì)電阻大小沒(méi)有影響，電阻大小未變，則電流有效值不變，即

A讀數(shù)不變．

2．答：由于電容串聯(lián)在前級(jí)和后級(jí)之間，前級(jí)輸出的直流成分不能通過(guò)電容器，而流成分可以通過(guò)電容器被輸送到后級(jí)裝置中，輸入后級(jí)的成分中不含有前級(jí)的直流成分，所以兩級(jí)的直流工作狀態(tài)相互不影響．

3．答：電容器對(duì)高頻成分的容抗小，對(duì)低頻成分的容抗大，按照教科書(shū)圖5.3-8的連接，高頻成分就通過(guò)“旁邊”的電容器，而使低頻成分輸送到下一級(jí)裝置．

第4節(jié)變壓器

1．答：恒定電流的電壓加在變壓器的原線圈上時(shí)，通過(guò)原線圈的電流是恒定電流，即電流的大小和方向不變，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)副線圈的磁通量不變．因此在副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈兩端也沒(méi)有電壓，所以變壓器不能改變恒定電流的電壓．

2．解：根據(jù)題目條件可知，1

380V

U=，2

36V

U=，1

1140

n=，求：

?

n=

U

n

U

n

=

Q，1

361140108

380

U

n

n

U

?

∴=?==

3．解：根據(jù)題目條件可知，2

400

n=，1

220V

U=，2

55V

U=，求：

?

n=

1122U

n

U

n

=Q，***5

U

n

n

U

?∴=?==

4．答：降壓變壓器的副線圈應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線．根據(jù)理想變壓器的輸出功率等于輸入功率即1122I

U

I

U

=，降壓變壓器的21U

U

5．答：假定理想變壓器的原線圈輸入的電壓1U

一定，1V

示數(shù)不變；當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R

減小，副線圈電壓221

1n

U

U

n

=不變，2V

示數(shù)不變國(guó)；因?yàn)镽

減小，所以2A

示數(shù)增大；因?yàn)槔硐胱儔浩鬏斎牍β实扔谳敵龉β?，有?11222P

I

U

P

I

U

===，1U、2U的值

不變，2I

增大，則1I

增大，1A

示數(shù)增大．

第5節(jié)

電能的輸送

1．在不考慮電抗的影響時(shí)，電功率P

IU

=，所以P

I

U

=．當(dāng)110V

U

K

=時(shí)，導(dǎo)線中的電流33480010A=43.6A

11010

I

?=?．當(dāng)110V

U

=時(shí)，導(dǎo)線中的電流33480010A=43.610A

110I

?=?．

2．公式=UI

P

損和U=I

r

都是錯(cuò)誤的，U

是輸電電壓，而非輸電線上的電壓降．正確的推導(dǎo)應(yīng)該是：設(shè)輸

電電壓為U，輸送的電功率為P

．2

=I

P

r

損，P

I

U

=，則2

=P

P

r

U

損，由此式可知，要減小功率損失，就應(yīng)當(dāng)用高壓送電和減小輸電線的電阻r

．

3．解：(1)用110V

電壓輸電，輸電線上電流331120010A

1.810A

110P

I

U

?==≈?，輸電線上由電阻造成的電壓損失311

1.8100.05V=90V

U

I

R

==??，(2)用11V

K

電壓輸電，輸電線上電流323

220010A

18A

1110P

I

U

?==≈?，輸電線上由電阻造成的電壓損失22180.05V=0.9V

U

I

R

==?．兩者比較，可以看出，用高壓輸電可使輸電線上的電壓損失減少許多．

4．解：輸送的電功率為P，輸電電壓為U，輸電線上的功率損失為P

?，導(dǎo)線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，導(dǎo)線的電阻亮紅

燈ρ，導(dǎo)線的橫截面積為S，則22()P

L

P

I

R

U

S

ρ?==，因?yàn)镻、U、P

?、L、ρ各量都是相同的，所以橫截面積為S

與輸電電壓U的二次方成反比，所以有2323122221(1110)

2.510220

S

U

S

U

?===?．

5．解：(1)假如用250V的電壓輸電，輸電導(dǎo)線上的功率損失

3222010()()0.5

3.2250

P

P

R

kW

kW

U

??==?=．用戶得到的功率20

3.216.8P

P

P

kW

kW

kW

=-?=-=損(2)

假如用500V的電壓輸電，輸電導(dǎo)線上的功率損失

3222010()()0.50.8500P

P

R

kW

kW

U

??==?=．用戶得到的功率

200.819.2P

P

P

kW

kW

kW

=-?=-=損．

6．解：輸電原理如圖5-16所示．(1)降壓變壓器輸出電流，也就是用戶得到的電流

329510A

4.3210A

220

P

I

U

?==≈?用用用．因?yàn)椋?2P

I

r

?=，輸電線上通過(guò)的電流

2I

==．(2)輸電線上損失的電壓r

U，2258V=200V

r

U

I

r

==?，因?yàn)樯龎鹤儔浩鳛槔硐胱儔浩鳎斎牍β剩捷敵龉β?，所以升壓變壓器輸出的電?U

計(jì)算如下：因?yàn)椋?221P

I

U

P

==，所以，3322210010V=410V

P

U

I

?==?．(3)升壓變壓器的匝數(shù)之比11222501400016

n

U

n

U

===．降壓變壓器的匝數(shù)之比***22011n

U

U

U

n

U

U

--====用用．

第六章

傳感器

第1節(jié)

傳感器及其工作原理

1．