1、选修部分选修3 现代生物科技专题专题4 生物技术的安全性和伦理问题 生态工程一、生物技术的安全性和伦理问题 二、生态工程的原理 三、生态工程的实例 1.趋势分析：多以当今生态问题为背景考查生态工程的原理与应用。2.备考指导：列表比较法理解生态工程的五个原理与实例。研考点破疑难02 课时作业练真题明考情03研考点破疑难 02 考点高频聚焦 核心响鼓重锤考点一 生物技术的安生性和伦理问题核心突破重难点1转基因成果：(1)转基因微生物方面。制造出重组微生物，如清除石油污染的假单胞杆菌等。使用 DNA 重组的微生物生产稀缺的生化药物，即基因制药。(2)转基因动物方面。培育出生长迅速、营养品质优良的转基
2、因家畜、家禽，如转基因牛、猪、鸡、鲤鱼、鲫鱼等。把转基因动物(如奶牛)变成生物反应器，让它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药物或人类所需要的蛋白质。(3)转基因植物方面。成果：培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。推广国家及品种：转基因农作物种植面积较大的国家有美国、阿根廷、巴西、加拿大、印度和中国，以转基因大豆和玉米最多，其次是转基因棉花和油菜。2转基因生物的安全性的争论：关注焦点正方观点反方观点食物安全“实质性等同”只是评价的起点，而不是终点；有安生性评价；科学家负责的态度；转基因食品影响健康，无实例无证据反对“实质性等同”；出现滞后效应；出现新的过敏原；营养成分改变
3、；侵犯宗教信仰者或素食者的权益关注焦点正方观点反方观点生物安全生命力有限；必须具备一定的水、肥条件；存在生殖隔离；花粉传播距离有限；花粉存活时间有限扩散到种植区之外变成野生种类；成为入侵的外来物种；重组出有害的病原体；成为超级杂草环境安全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；新闻报道不实打破物种界限；二次污染；重组出有害的病原微生物；毒蛋白或过敏蛋白等可能通过食物链进入人体3.理性看待生物技术：(1)正视转基因技术可能带来的安全性问题，要趋利避害，不能因噎废食。(2)制定政策和法规，最大程度保证转基因技术和产品的安全性。4克隆人：(1)克隆人的培育过程：(2)试管婴儿与克隆
4、人的比较：5.试管婴儿和设计试管婴儿的比较：(1)不同点。所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。(2)相同点。都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。6关注生物技术的伦理问题：【误区警示】安全性常见误区(1)引入外来物种增加生物多样性：如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物造成生存影响，可能会造成生物多样性的锐减。(2)转基因生物具有危害阻止技术的发展：应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能的危害而阻止技术的发展。
5、典题演练强化点1我国首例“第三代试管婴儿”在上海诞生，这是我国生殖辅助技术领域的一个里程碑。请回答下列问题：(1)第一代试管婴儿针对女性输卵管堵塞患者，用穿刺针将_(填细胞名称)取出，采集的细胞需要在体外培养成熟，才能与_受精。第二代试管婴儿则针对男性少、弱、畸形精子症患者，通过_技术将精子注入卵母细胞内帮助受精。第三代试管婴儿要在胚胎移植前_，从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。(2)母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_，这为胚胎在母体内存活提供了可能。(3)现在我国大多数人反对设计试管婴儿性别，原因是_，在进行试管婴儿设计时一定不能违反_。【解析】(1)第一代试管婴儿技术中采集的卵母细胞在
6、体外培养到减数第二次分裂中期，然后与获能的精子结合，形成受精卵，经短期培养后再植入母体子宫。第二代试管婴儿技术中需要运用显微注射技术，将精子注入卵母细胞内。第三代试管婴儿，要在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断。(2)胚胎移植的前提是受体对外来的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(3)如果设计试管婴儿性别得到允许，可能破坏人类正常的性别比例。【答案】(1)卵母细胞 获能的精子 显微注射 对胚胎进行遗传学诊断(2)免疫排斥反应(3)可能破坏人类正常的性别比例 人类伦理道德2(2017唐山模拟)害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋
7、白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合上面的材料回答：(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是_，合成的化合物还需要在_中加工才具有生物活性。(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于_技术，这种变异在生物学上称为_。(3)在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草是否也会出现抗玉米螟性状？原因是什么？_。(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理？理由是什么？_。(5)有人对食
8、用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧有无道理？请简要说明理由。_。本题以转基因玉米为例，主要考查转基因技术的安全性问题。解题思路如下：从生物安全、食物安全、环境安全三方面分别讨论利与弊，结合问题，规范作答。第(3)(5)题属于开放性问题，答题时应认真读取题干信息，并对信息进行加工，整合出题目考查意图。问题的答案具有不确定性，关键是叙述清楚支持自己观点的理论或事实证据。【解析】(1)番茄蛋白酶抑制剂的本质为蛋白质，其合成部位为核糖体，但还需要在内质网、高尔基体中加工才具有生物活性。(2)由材料可获得信息，抗玉米螟玉米品种的培育运用的是转基因技术，这种技术的原理是基因重组。(3)(5)题属于开
9、放性问题，答案不唯一，只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害虫，故种植抗玉米螟玉米的农田仍需要进行防虫管理。【答案】(1)核糖体 内质网和高尔基体(2)转基因 基因重组(3)(答案不唯一)不会。不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草(或会。蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草，使杂草获得抗虫基因，从而表现出抗虫性状)(4)需要。转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫(5)(答案不唯一)有道理。这种玉米的子粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健康(或没有道理。人蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同，玉米中的蛋白酶抑制
10、剂对人体蛋白酶无影响)【解题归纳】转基因生物存在安全性的原因归纳(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。(2)目的基因往往是异种生物的基因。(3)外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。(4)转基因生物具有较强的生长优势，其他物种竞争力弱而大量死亡，引起生态危机。考点二 生态工程核心突破重难点1生态工程概念：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。2关注生态工程的建设：(1)建设目的。遵循自然界物
11、质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。(2)特点。少消耗、多效益、可持续的工程体系。(3)传统经济带来的问题。方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。特点：不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。(4)生态经济。原则：“循环经济”。结果：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料。目的：实现废弃物的资源化。实现循环经济最重要的手段之一：生态工程。3生态工程所遵循的基本原理：项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物
12、多样性程度高，可提高生态系统的抵抗力稳定性“三北”防护林建设中的单纯林问题；珊瑚礁生态系统的生物多样性问题项目理论基础意义实例协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会经济自然复合系统统一协调各种关系，保障生态系统的平衡与稳定林业工程建设中自然生态系统与社会、经济系统的关系问题项目理论基础意义实例系统的结构决定功能原理：分布式结构优于集中式和环式结构改变和优化系统的结构，以改善功能桑基鱼塘系统学和工程学原理系统整体性原理：总体功能大于各部分之和能保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系【误区警示】整体性原理系统整体性原理(1)整体性原理：含义：
13、指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡。举例：林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。(2)系统整体性原理：含义：指总体功能大于各部分之和，即 112。原因是系统保持有很高的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。举例：如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。典题演练强化点3(2017长郡月考)回答下列与生态工程有关的问题：(1)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、_等特点。(2
14、)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、_、物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合_原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了_原理。(3)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少_，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)“猪沼果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了_(填“生态系统”“群落”或“种群”)；该生态农业模式能实现能量的_。【解析】(1)通过生态工程对已被破坏的生态环境进行修复和改善，可提高生态系统的生产力。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、
15、多效益、可持续的工程体系。(2)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理和物种多样性原理等。(3)在湿地生态恢复工程中，应尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集合。【答案】(1)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)可持续(2)整体性 物质循环再生 物种多样性(3)人类的干扰(4)群落 多级利用(多途径利用)4在政府的大力支持下，部分村镇的农民朋友率先建起了以沼气池为中心的生态工程。如图是某同学绘制的一个庭院生态工程示意图，分析并回答下列问题：(1)该生态系统的“基石”是_，沼气池中有产甲烷菌
16、和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是作为_。(2)构建这种以沼气池为中心的生态模式时所依据的最主要的生态学原理是_。在沼气发酵的过程中，有一种微生物有除臭作用，这种微生物是_，它的除臭过程是_。(3)某养殖户把自己的养鸡场、养猪场、鱼塘和桑园也纳入该生态园，并把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起，改善了系统的功能，这体现了生态工程_原理。(4)生态农业是一个在生态上能自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述，不正确的是_。A生态农业中食物链的各营养级之间的能量传递效率大大提
17、高了B生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高C生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生D生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治的方法【解析】(1)生产者是生态系统的“基石”，该生态系统中黄瓜、番茄等蔬菜是生产者。沼气池中的产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物是生态系统的分解者。(2)该生态系统依据的原理是物质循环再生原理。沼气发酵过程中产生的臭气是氨气，常利用硝化细菌的硝化作用除去。(3)把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起，提高了生态系统的复杂性，从而改善了生态系统的功能，这体现了生态工程中系统的结构决定功能原理。(4)生态农业生态系统中食物链的各营养级之间的能量传递效率不变，但生态系统的营养结构变复杂了。【答案】(1)黄瓜、番茄等蔬菜 分解者(2)物质循环再生原理 硝化细菌 将氨气氧化为亚硝酸盐和硝酸盐(3)系统的结构决定功能(4)A【解题归纳】常见生态工程主要遵循的原理分析(1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害物种多样性原理。(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧协调与平衡原理。(3)引种考虑适应环境协调与平衡原理。(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题系统整体性原理。温示提馨请 做：练真题明考情03（点击进入）温示提馨请 做：课时作业 44（点击进入）