选修2：生物科学与社会。

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。高中教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助高中教师更好的完成实现教学目标。高中教案的内容要写些什么更好呢？小编特地为大家精心收集和整理了“选修2：生物科学与社会”，希望对您的工作和生活有所帮助。

本模块的内容包括生物科学与农业、生物科学与工业、生物科学与健康、生物科学与环境保护四部分。

迅速发展的现代生物技术已被广泛地运用于人类生产生活的各个领域，如育种、有害生物的防治、生物工程制药、生物净化技术等。生物科学技术不仅影响人类生活和经济活动，还深刻影响着人们的意识，如从环境保护的角度思考生产方式和生活方式，关注生物技术的伦理问题，等等。本模块能使学生较全面地了解生物科学技术应用的现状和发展前景，引导学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术；能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与他们的日常生活密切相关，并能对科学、技术、社会的相互关系形成正确的认识。

教师应注意结合与学生生活密切相关的问题进行教学，引导学生开展相关的调查、讨论和探究活动，培养学生的参与意识，帮助学生形成正确的价值观念，提高社会责任感。Www.jAb88.com

5.1生物科学与农业

具体内容标准

活动建议

概述农业生产中的繁殖控制技术。
列举现代生物技术在育种中的应用。
简述植物病虫害的防治原理和技术。
关注动物疫病的控制。
描述绿色食品的生产。
举例说明设施农业。调查当地主要农作物一种病虫害的防治措施和效果。
讨论某种动物疫病的发生规律及防治方法。
调查当地绿色食品生产或消费的情况。
参观设施农业。

5.2生物科学与工业

具体内容标准

活动建议

举例说出发酵与食品生产。
举例说明酶在工业生产中的应用。
举例说明生物工程技术药物和疫苗的生产原理。调查了解哪些药物和疫苗是利用生物工程技术研发的。

5.3生物科学与健康

具体内容标准

活动建议简述基因诊断和基因治疗。
举例说明器官移植。
简述避孕的原理和方法。
举例说明人工受精、试管婴儿等生殖技术。
简述抗生素的合理使用。参观性教育展览。
开展有关性道德的讨论。
讨论生殖技术的伦理问题。

5.4生物科学与环境保护

具体内容标准

活动建议

识别生物性污染。
概述生物净化的原理和方法。
认同有利于环境保护的消费行为。
关注生物资源的合理利用。
搜集利用生物净化原理治理环境污染的资料。
讨论日常生活中有哪些不利于环境保护的消费行为。
模拟对某个环境事件或资源利用计划作出决策。

相关阅读

生物科学与农业

目标的确定

自1985年疯牛病在欧洲爆发以来，口蹄疫、禽流感等各种动物疫病已经给世界经济造成重大损失，给人类的健康和社会的稳定带来极大的威胁，因此，本节“动物疫病的控制”是目前社会上广泛关注的话题。作为一位当代公民，了解动物疫病的定义、类型和传播途径，认识动物疫病的严重危害，认清动物疫病爆发时相关人员所承担的责任和义务，是非常有必要的。

本节的重点是学习防治动物疫病的措施，培养学生的社会责任感。

本节的教学内容与社会联系非常紧密，因此，结合社会生活学习防治动物疫病的措施，模拟如何在动物疫病爆发时采取措施是相当重要的，也是培养学生分析和处理问题能力的较好途径。

--思路

教学实施程序

教学
内容

教师的组织和引导

学生活动

教学意图

从
社
会
中
来

以2004年发生在我国和世界其他国家的禽流感和1985年发生在欧洲的疯牛病为例，指出动物疫病已经严重影响人们的生活质量和身体健康，我们必须了解和关注。

教师展示下列资料：

①录像展示疯牛病、口蹄疫、禽流感等动物疫病的片段。

②展示各种动物疫病的图片及资料。

提出问题：

（1）你对动物疫病有何看法？

（2）请举例说出当地比较严重的动物疫病及其危害。

学生观看、思考。

学生讨论回答。

引导学生注意社会、生活和课堂学习的联系。

从视觉上和事例上给学生以感受，以激发其学习的兴趣。

引起学生关注身边的动物疫病，感受动物疫病的危害。

动
物
疫
病
的
类
型

引言：根据以上的资料和讨论，我们知道，动物疫病的传播是全球性的，如果不严加控制，势必造成重大的经济损失，给人们的生活和身体健康造成巨大的影响，因此，我们必须了解和关注动物疫病。请阅读教材内容，并思考下列问题：

（1）什么是动物疫病？

动物疫病是指如不及时治疗和控制就会造成流行和爆发的某些动物的疾病。

（2）动物疫病可以分为哪些类型？

动物疫病可分为传染病和寄生虫病。

（3）动物疫病会造成哪些严重的危害？

教师引导学生从以下4个方面进行讨论（可举出具体的事例或数据）：

①对动物本身造成什么危害？

②对人和其他动物造成什么危害？

③对社会经济发展会造成怎样的损失？

④对社会稳定有什么影响？

（4）动物传染病流行的基本环节是什么？

流行的基本环节有三个：传染源、传播途径和易感动物。

阅读教材，获取信息。

讨论、回答。

阅读教材，了解动物传染病和动物寄生虫病。

讨论。

回顾初中所学过的传染病流行的三个环节，并进行类比和回答。

培养学生直接从教材中获取信息的能力。

培养分析问题的能力。从社会中获取信息，真正认识到动物疫病的危害。

动
物
疫
病
的
防
治

引言：了解动物疫病的严重危害，学习动物疫病的种类和动物传染病流行的基本环节，是为了更好地防治动物疫病，避免给人类造成更大的危害。

教师提问：请思考，有哪些防治动物疫病的措施？（提醒学生可以根据从新闻媒体上获取的信息，以及控制传染病流行的三个基本环节入手回答）

引导学生阅读资料分析“动物疫病的防治措施”并回答讨论中的两个问题。

从资料分析中教师引导学生认识到：动物疫病的防治仅仅做到在疫病已经发生时再进行防治是远远不够的，关键是要建立起防治动物疫病的机制，包括未发病时所采取的机制（检疫机制、养殖和管理机制）。这些机制都应建立在法律的基础上。

当动物疫病爆发时，采取有效的防治措施是非常有必要的，这些措施与当地的政府官员和其他人都有关系，并涉及到一些人的经济利益，如何处理好职责、义务和不同人利益之间的关系，是成功防治动物疫病的重要前提，下面的情景角色扮演活动给了我们一些重要的启示。

学生讨论回答。

根据已学过的控制传染病的基本知识，结合社会上已经采取的措施，总结出防治动物疫病的措施。

培养学生将已学知识与社会经验结合的能力。

引入“到社会中去”的教学。

到
社
会
中
去

教师组织学生进行情景角色扮演活动，在活动之前提出问题和建议，并给学生一定的讨论时间。

（1）从你扮演的角色出发，你应该采取什么措施？这些措施的目的是什么？会给自己的生活和经济利益带来怎样的影响？

（2）认真倾听别人的意见，可以提出你的反对或补充意见。

（3）全班应在讨论的基础上达成防治突发的动物疫病的共同措施。

教师最后介绍我国2004年2～3月爆发禽流感后所采取的各种措施，并进行总结。

学生分别扮演养鸡场场主、邻近养鸡场场主、当地的普通百姓、购进活鸡从事食品生产的商人和地方官员在爆发动物疫病时所采取的态度、行为和措施。

让学生亲身感受到动物疫病的防治与我们每个人的努力有关，必须在大家全力参与下，并协调好不同人利益的基础上，才能有效地防治动物疫病，从而培养学生做一个有社会责任心的现代公民。

用现实中的事例进一步加深学生防治动物疫病的印象。

生物科学与工业

目标的确定

与本节对应的课程标准具体内容是“举例说出发酵与食品生产”，而本节标题定为《微生物发酵及其应用》。事实上，微生物发酵在现实生活中远远超出了食品工业的范畴。因此，本节内容一开始时并没有局限于食品生产，而是从比较大的视角──发酵工程史话引入，然后探秘发酵过程，再举例说出发酵与食品生产的关系。为此，本节主要教学目标确定为：通过了解发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的关系；说出微生物发酵生产的基本过程；举例说出微生物发酵与食品生产的关系；关注与微生物发酵有关的社会问题等。--思路

教学实施的程序

教学
内容

教学活动

教学手段和方法

预期目标

1.复习提问，引入新课。

师：同学们在初中时学习过微生物发酵与食品，我们的日常生活中也接触到许多发酵食品，请同学们思考这样一个问题：哪些食品是由微生物发酵生产的？相应的发酵种类是什么？

生：酸奶、泡菜，它们都是乳酸发酵。

师：很好！还有其他食品吗？想一想，我们每天吃的主食有通过发酵制作的吗？

生：馒头、面包。

师：对，实际上，我们经常食用的许多食品，以及使用的一些药品，它们的生产过程都离不开微生物发酵。那么，微生物发酵是如何发展起来的？其生产过程怎样？它还可应用在哪些方面？现在我们就一起来解答这些问题。

学生很可能回答不全，教师可提示。

投影或板书：第一节微生物发酵及其应用

联系日常生活的实例，在回忆旧知识的基础上，引入新课，以激发学生的学习兴趣，强化从社会中来的意识。2.新课──发酵工程史话的学习。

师：现在人们能够利用微生物发酵来大规模地生产食品、药品等许多产品，那么，人们今天的成绩是如何一步步取得的呢？下面我们先来学习第一个问题：发酵工程史话。

首先，请大家阅读教材发酵工程史话标题下的第一自然段。

从这段文字的叙述中，能够看出，人类的祖先很早就会在不知微生物发酵原理的情况下，利用微生物发酵技术来生产多种产品，这个方面还有我们中华民族的贡献。由此可见，发酵技术是从生产实践中一步步产生的。

师：下面请同学们继续阅读第二自然段。

第二自然段的核心内容是，随着两位科学家研究出发酵现象的本质和人们对微生物的认识不断深入后，诞生了传统的发酵工业。这充分说明了发酵技术需要基础科学研究的指导，即科学研究促进了技术的发展。

师：好，请大家继续阅读后四个自然段的内容。从中能够看出，发酵技术随着时代的发展而不断向前发展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且和基因工程技术的结合使它如虎添翼。由此看来，生物技术产业的核心是技术，同时科学技术又是一个不断发展的过程。

投影或板书：

一、发酵工程史话

学生先阅读教材相应的段落，教师就此段落提炼出有关科学价值观的教育素材

自然过渡到发酵工程史话。

让学生体验科学技术是从生产实践中产生的。

让学生体验技术需要以基础科学研究作指导，科学、技术间存在相互作用。

让学生认同生物技术产业的核心是技术，以及科学技术是一个不断发展的过程。

3.新课──发酵生产过程探秘。

师：在很多家庭的日常生活中，味精是不可缺少的调味品，那么，你知道它的化学成分是什么吗？

生：谷氨酸钠。

师：对！有人认为食用味精对人体有毒害作用，从生物学的角度，你如何看待这个问题？

生：味精是谷氨酸的一种钠盐，食用后在体内能分解成谷氨酸，而谷氨酸是人体的一种必需氨基酸，所以食用味精对人体不会有毒害作用。

师：非常好！适当添加味精对人体无害，且能增添菜肴的鲜味。我国已成为国际上味精生产大国，年产约6.5×105t。你想知道味精是怎样在现代化的工厂中生产出来的吗？请大家翻到教科书P76～77。现代发酵工业的生产过程非常复杂，为避繁就简，突出主干，教科书用流程图来展示发酵的基本过程。为便于同学们的理解，我们以味精生产为例，来探秘它的发酵生产过程。

味精生产的第一步是选育出能产生谷氨酸的细菌菌种，如谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等。这些细菌先是从自然界中分离出来的，再用诱变、基因工程等现代生物技术处理，便可得到高产的菌种。

由于谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌是细菌，其同化作用类型是异养型的，所以要大量培养这些细菌，就需根据细菌的代谢特点配制相应的培养基。培养基如何配制可参看教科书中关于配制培养基的解释。

由于生产中要采用单一菌种发酵，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以生产味精的培养基和发酵设备必须经过严格的灭菌，并进行无菌操作。

在味精生产过程中，由于发酵罐的体积很大，需要的菌种（种子）量就多。为提高发酵罐中的发酵效率，缩短生产时间，要把谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种，经过培养，达到一定数量后，才能接入到发酵罐中，即要先经过扩大培养后再接种。

当谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种接入发酵罐后，这些细菌就会利用罐内培养基中的营养物质大量繁殖，同时产生大量的谷氨酸。为使发酵过程处于最佳状态，现代化的味精生产企业，其发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的各种条件严格控制，以大幅度地提高生产率。需要说明的是，谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌均是好氧菌，因此，发酵过程中要不断地通入无菌空气，以满足它们生长繁殖的需要。

在温度为30～37℃、pH为7～8的条件下，经28～32h，发酵罐内的培养液中就会生成大量的谷氨酸，随后，将谷氨酸从培养液中分离出来，用适量的Na2CO3溶液中和（形成谷氨酸钠结晶）后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤，便成了味精。这便是味精生产的最后一步，即分离、提纯产物，获得产品。

投影或板书：

二、发酵生产过程探秘──以味精生产为例

由于这部分内容学生较陌生，因此以教师讲解为主。

板书：1.菌种的选育：如谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等

板书：2.培养基的配制：水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等

板书：3.灭菌：去掉杂菌

板书：4.扩大培养和接种：先大量培养谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种，再将菌种接入发酵罐

板书：5.发酵罐内发酵：由计算机控制系统控制条件

板书：6.分离、提纯产物

→产品：谷氨酸→谷氨酸钠

让学生了解发酵生产的基本过程。4.新课──发酵与食品生产。

师：正因为人们对微生物发酵生产的过程研究得非常透彻，所以现在我们能利用微生物发酵技术来生产多种产品。请大家翻到教科书P77，看讨论专栏，4个同学一组来完成这个讨论。

师：哪个小组愿意把自己讨论的结果和大家交流？

生：馒头、面包、泡菜等是直接由微生物发酵生产的。味精、醋、酱油等是经发酵生产的食品添加剂。

师：很好！实际上发酵与食品生产的关系最为密切，其产品远远超过同学们现在所知的。如想进一步了解，请阅读教科书P78的内容。

投影或板书：

三、发酵与食品生产

先给学生5min完成讨论，再让2～3个组的学生发言。

让学生感到要学习的内容离自己很近，激发起学生的学习兴趣。

让学生体验科学、技术、社会三者间的关系。

5.小结及布置调查活动。师：今天这节课我们学习了有关微生物发酵及其应用的内容，大家应了解微生物发酵生产的基本过程，同时能举例说出微生物发酵与食品生产的关系。我们应该利用所学的知识去关注微生物发酵在社会中的应用，为此，请大家利用课余时间完成一个调查活动，调查活动的内容和要求见教科书P78“到社会中去”栏目，大家可根据自己的兴趣和条件任选一个题目去调查，调查完成后，写一份调查报告，供大家交流。感兴趣的学生可以个人或小组合作，选择一个内容去调查。最终完成的调查报告，经教师评价后，张贴出来，办一个专栏供大家参观。

为学生构建一个学以致用的平台，同时唤起学生关注社会的意识。

生物科学与环境保护

1.教学目标的确定

本节课是《稳态与环境》这一模块的最后一节，课标要求“关注全球性生态环境问题，概述生物多样性保护的意义和措施。形成环境保护需要从我做起的意识。活动建议：调查当地生态环境中的主要问题，提出保护建议或行动计划。收集应用生物技术保护生物多样性的实例”同时还承担着对本模块知识的最后总结这一任务。通过对本节内容的学习增强学生的环保意识建立“可持续发展”的思想。其中概述生物多样性保护的意义和措施是本节教学的重点和难点。

2.--思路

3.教学实施的程序

学习阶段

教师的组织和引导

学生活动

教学意图

引入课题

通过播放音像资料，如《地球之歌》展示全球环境问题。

学生进行分析、讨论、交流。

通过音像资料，引起学生学习的兴趣，导入课题。

全球性生态问题

通过图片展示全球性生态问题并指出我们的家园面临威胁，并提出问题，组织学生讨论交流看法。

1这些环境问题影响到你的生活了吗？

2你平时的行为是否影响到这些环境问题？

3现在你如何理解“人定胜天”这句话？

针对老师提出的问题，联系自己周围环境的改变学生分组讨论。各小组选派代表陈述观点。

联系实际激发学生的环保意识，纠正其错误的观点。

生物多样性的价值

联系学生的回答，引出生物多样性的概念：生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。

提出问题：生物多样性包括的层次？

通过对问题：为什么保护生物多样性？的讨论，引出生物多样性的价值。

展示有关冬虫夏草、红豆杉的图片讨论它们的药用价值，从而指出生物多样性的直接价值。引导学生分析三副漫画“大树的哭泣”、“小鸟找家”、“大水后的感想”，强调生态系统中生物之间的联系，组织学生讨论生物多样性的间接价值。同时引导学生理解不知名的生物还存在潜在价值。

展示红树林、野生稻的图片和内容介绍，让学生尝试讨论：红树林、野生稻有哪些价值？

学生回忆有关进化的内容，进一步理解生物多样性的概念。

学生对图片和漫画进行分析和讨论理解生物多样性的价值。

学生通过对已学知的回忆建立知识之间的联系。

结合图片、漫画和课件的演示突破本节课的重点内容：生物多样性的价值。

保护生物多样性的措施

指出我们需要通过基因、物种、生态系统这三个层次对生物多样性进行保护。通过课前预习、收集资料，让学生讨论有关问题：生物多样性的保护措施有哪些？

课前预习收集生物多样性保护的有关措施，课上讨论。

通过学生自己调查、讨论了解生物多样性的措施。

可持续发展——人类的必然

提出问题进行讨论：对生物多样性的保护是否就等于不利用呢？列出有可持续发展思想的古文，让学生翻译成现代文说出所表达的意思，并指出可持续发展的思想从古都有。

讨论问题欣赏古文总结古人的思想。

让学生通过对古人思想的领悟，进一步理解可持续发展的内在含义。

总结

最后，总结本节课的内容，并播放歌曲《同在蓝天下》，再次激起学生的环保意识，在音乐欣赏中结束本节课

欣赏音乐、观看图片、总结有关知识。

进一步陶冶学生的情操，增强保护环境的意识。

4.其他问题及对策

4.1关于生物技术保护生物多样性的实例的收集，需要学生课前通过书籍、上网等手段进行调查，并组织学生写出调查报告，进行介绍和交流。

4.2课堂上展示的有关古文需要在课前布置给学生，让学生利用课余时间进行翻译，课堂上分组进行交流。

2012届高考生物基础知识梳理生物科学与社会专项复习

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。教师要准备好教案，这是教师需要精心准备的。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，让教师能够快速的解决各种教学问题。所以你在写教案时要注意些什么呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“2012届高考生物基础知识梳理生物科学与社会专项复习”，相信您能找到对自己有用的内容。

第五部分《生物科学与社会》

基础知识梳理
一、基因工程
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
原理：基因重组
（一）基因工程的基本工具
1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）
⑴来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
⑵功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
⑶结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2、“分子缝合针”——DNA连接酶
⑴两种DNA连接酶（EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：
①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：EcoliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
⑵与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3、“分子运输车”——载体
⑴载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
⑵最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
⑶其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒
（二）基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取
1、目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2、原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
3、PCR技术扩增目的基因
⑴原理：DNA双链复制
⑵过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步：基因表达载体的构建
1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
2、组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因
⑴启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
⑵终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。
⑶标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。
第三步：将目的基因导入受体细胞_
1、转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2、常用的转化方法：
将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：
3、重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步：目的基因的检测和表达
1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。
2、其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交。
4、有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
（三）基因工程的应用
1、植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
2、动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3、基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。
（四）蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）
⑴蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。
⑵蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。
基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）
设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列
二、细胞工程
（一）植物细胞工程
1、理论基础（原理）：细胞全能性
2、植物组织培养技术
⑴过程：
⑵用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
A、植物繁殖
微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖
作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有）
人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。
优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输
B、作物新品种培育
单倍体育种：
a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。
b优点：明显缩短育种年限
c突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）
d细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。
⑶地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3、植物体细胞杂交技术
⑴过程：
⑵诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
⑶意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
（二）动物细胞工程
1、动物细胞培养
⑴概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
⑵动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
⑶细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
⑷动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
⑸动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2、动物体细胞核移植技术和克隆动物
⑴哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。
⑵选用去核卵（母）细胞的原因：卵（母）细胞比较大，容易操作；卵（母）细胞细胞质多，营养丰富。
⑶体细胞核移植的大致过程是：
高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）（注：为什么要用卵细胞？它可以提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达）；将供体细胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛。
⑷体细胞核移植技术的应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。
⑸体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
3、动物细胞融合
⑴动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
⑵动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
⑶动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
⑷动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合
理论基础细胞的全能性、细胞膜的流动性细胞增殖、细胞膜的流动性
融合前处理酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）注射特定抗原，免疫处理正常小鼠
诱导手段物理法:离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇（PEG）物理法:离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇
生物法：灭活的病毒（灭活的仙台病毒）
诱导过程第一步：原生质体的制备（酶解法）
第二步：原生质体融合（物、化法）
第三步：杂种细胞的筛选和培养
第四步：杂种植株的诱导与鉴定正常小鼠免疫处理
动物细胞的融合（物、化、生法）
杂交瘤细胞的筛选与培养
专一抗体检验阳性细胞培养
单克隆抗体的提纯
用途和意义克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围
应用：白菜——甘蓝等杂种植株⑴制备单克隆抗体
⑵诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症
4、单克隆抗体
⑴抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
⑵单克隆抗体的制备过程：
对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠产生了效应B细胞）；提取B淋巴细胞；同时用动物细胞培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取；促使它们细胞融合（注：融合的结果是有很多不符合要求的；如有2个B淋巴细胞融合的细胞等，所以要进行筛选）；在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞（特点是能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体）；然后对它进行克隆化培养和抗体检测（筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞）；最后将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射入小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体。
⑶杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。
⑷单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。
⑸单克隆抗体的作用：作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。
三、胚胎工程
胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
（一）动物胚胎发育的基本过程
1、精子的发生：补充，精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂；变形过程中，细胞核为精子头的主要部分，高尔基体发育为顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。（线粒体为精子运动提供能量）
2、卵子的发生：在胎儿时期，卵原细胞进行有丝分裂演变成初级卵母细胞（被卵泡细胞包围），减一分裂在排卵前后完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精；减二分裂是在受精过程中完成的。
3、受精：精子获能（在雌性动物生殖道内）；卵子的准备（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减二中期才具备受精能力）；受精阶段（卵子周围的结构由外到内：放射冠、透明带、卵黄膜），
⑴顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。
⑵透明带反应：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应（它是防止多精子入卵受精的第一道屏障）；
⑶卵黄膜的封闭作用：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程（它是防止多精子入卵受精的第二道屏障）；精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减二分裂，形成雌原核（注意：受精标志是第二极体的形成；受精完成标志是雌雄原核融合成合子）。
4、胚胎发育：
⑴卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加；
⑵桑椹胚：32个细胞左右的胚胎（之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞）；
⑶囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔（注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化）；
⑷原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。（细胞分化在胚胎期达到最大限度）
（二）胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
（三）胚胎工程的应用
1、体外受精和胚胎的早期培养
⑴卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。
⑵精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。
⑶受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
⑷胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。（牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。）
2、胚胎移植
⑴胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）
地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。
⑵胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
⑶生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
⑷基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3、胚胎分割
⑴概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
⑵意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
⑶材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）
⑷操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
四、生物技术的安全性和伦理问题
1、转基因生物的安全性争论：
⑴基因生物与食物安全：
反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变
正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据
⑵转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响
反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”
正方观点：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限
⑶转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响
反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体
正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境
2、生物技术的伦理问题
⑴克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。
否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。
中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
⑵试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。
否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。
肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。
⑶基因身份证：
否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。
3、生物武器
⑴种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。
⑵散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
⑶特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。
⑷禁止生物武器公约及中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
五、生态工程
1、生态工程的原理（识记）
⑴生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
⑵生态经济：通过实行循环经济的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。（实现手段：生态工程）
⑶基本原理：物质循环再生原理（如无废弃物农业）
物种多样性原理（提高生态系统的抵抗力稳定性）
协调与平衡原理（处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量）
整体性原理（考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一）
系统性和工程学原理（系统的结构决定功能原理：考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的；系统整体性原理：实现总体功能大于各部分之和的效果）
2、生态工程的实例（识记）
⑴农村综合发展型生态工程：
解决问题：在农村实现经济效益、社会效益和生态效益的全面提高
运用原理：物质循环再生原理；整体性原理；物种多样性原理
⑵小流域综合治理生态工程：解决问题：水土流失情况
运用原理：整体性原理、协调与平衡原理等
⑶大区域生态系统恢复工程：解决问题：西北地区的土地荒漠化
运用原理：协调与平衡原理、生物多样性原理等
⑷湿地生态恢复工程：解决问题：湿地的大面积缩小
湿地的功能：具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水等。
处理方法：采用工程和生物措施相结合，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程等使湿地得以恢复。
⑸矿区废弃地的生态恢复工程：解决问题：由于采矿业所造成的重金属污染
措施：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、植被恢复等
⑹城市环境生态工程：解决环境污染问题
措施：进行城市规划和合理布局；推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺；对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用等
考情分析
2007-2011年全国新课程卷（宁夏卷）考点分布与分值（选修3）
知识内容2007年2008年2009年2010年2011年
试题分布分值试题分布分值试题分布分值试题分布分值试题分布分值
基因工程
细胞工程32-B13分3815分404分4015分
胚胎工程32-B2分4011分
生物技术的安全性和伦理问题
生态工程4015分