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,现代生物科技专题,第10章,第46讲 生物技术的安全性及伦理问题 生态工程,栏目导航,一、转基因生物的安全性 1转基因成果 (1)工程菌DNA重组微生物 (2)基因制药 (3)转基因动物_ (4)转基因农作物,生物反应器,2安全性问题 (1)食物安全：_效应(产生毒性蛋白质)、新的_、营养成分改变； (2)生物安全：形成生物入侵，破坏生物_； (3)环境安全：破坏生态系统的_和人类生活环境。,滞后,过敏原,多样性,稳定性,二、关注生物技术的伦理问题,生殖性,治疗性,不成熟,染色体,基因歧视,肉毒杆菌毒素经过基因重组的致病菌,不发展,不生产,不储存,四、生态工程的基本原理 1生态工程概念：人类应用_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_进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的_进行改善，并提高_ _，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。 2建设目的：遵循自然界_的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止_，达到_和_的同步发展。 3特点：_、多效益、_的工程体系。,生态学和系统学,已被破坏的生态环境,传统生产方式,生态系统的,生产力,物质循环,环境污染,经济效益,生态效益,少消耗,可持续,4基本原理 (1)物质循环再生原理：物质在生态系统中_、分层分级利用。 (2)物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的_。 (3)协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑_。 (4)整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑_的规律，还要考虑到_等系统的影响力。,循环往复,抵抗力稳定性,环境承载力,自然生态系统,经济和社会,(5)系统学和工程学原理 系统的结构决定功能原理：生态工程通过_，达到改善系统功能的目的。 系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的_，完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现_大于各部分之和的效果。,改变和优化结构,比例关系,总体功能,5生态经济 (1)原则：“_”。 (2)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_。 (3)目的：实现_。 (4)实现循环经济最重要的手段之一：_。,循环经济,生产原料,废弃物的资源化,生态工程,五、生态工程具体实例,农村综合发展型,沼气工程,小流域综合治理,九子登科,大区域生态系统,湿地生态,矿区废弃地,城市环境,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 (1)转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中。( ) (2)种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物的遗传(基因)多样性。( ) (3)我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆。( ) (4)我国反对生物武器，但我国在特殊情况下可以生产生物武器。( ) (5)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。( ),2(2014重庆卷)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( ) A应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质 B当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆 C反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿 D生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力 解析 生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，不包括干扰素。,D,3下列生态工程模式与典型实例(或措施)对应有错误的一组是( ) A农村综合发展型生态工程北京窦店村物质多级循环利用工程 B小流域综合治理生态工程通过还林还草、筑坝等措施达到蓄水、降低土壤侵蚀的生态效果，同时考虑如何提高人们的生活水平 C大区域生态系统恢复工程“生物圈2号”生态工程 D湿地生态系统恢复工程鄱阳湖恢复工程“平堤行洪，退田还湖，移民建镇” 解析 大区域生态系统恢复工程的对策是实施一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等，典型实例是退耕还林还草生态工程、防护林生态工程等，C项错误。,C,1转基因生物存在安全性问题的原因 (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。,一 转基因生物安全性及生物技术的伦理问题,2对待转基因生物的正确态度 (1)对转基因生物出现激烈的伦理方面的争论是正常的，关键是社会应有正确的舆论导向，从而促进科学技术的发展。 (2)国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。 (3)在转基因生物或其产品研究过程中，科学家要自觉遵守科学研究道德。,3治疗性克隆和生殖性克隆的比较,4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。,有关安全性及伦理问题的4点注意 (1)引入外来物种增加生物多样性：如果引进的生物破坏环境或者对当地生物的生存造成影响，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：应用正确的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。 (3)设计试管婴儿和基因检测在应用方面并非完全不同：两者都可用于避免遗传病患儿的出生，从而降低人类遗传病发病率。 (4)试管婴儿和克隆人的形成过程并不相同：前者进行减数分裂和受精作用，而后者只进行有丝分裂。,(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是_，该图示时期是胚胎发育的_期。 (2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_。 (3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过_处理，卵子要培养到_(时期)。除此之外还用到_(填两种)技术。 (4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是_ _。 (5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_ _。,受精作用,囊胚,有丝分裂,获能,减数第二次分裂中期,早期胚胎培养、胚胎移植,前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断,破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德,解析 (1)试管婴儿技术进行了体外受精，因此在生物学上所依据的原理是受精作用，该图示时期是胚胎发育的囊胚期。(2)从受精卵发育为桑椹胚的过程进行的细胞分裂称为卵裂，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是有丝分裂。(3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要先经过获能处理，卵子要培养到减数第二次分裂中期。除此之外还用到早期胚胎培养和胚胎移植技术。(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断。(5)设计试管婴儿会破坏人类正常的性别比例，并且违反了伦理道德，因此现在大多数人反对设计婴儿性别。,二 生态工程的基本原理,整体性原理与系统整体性原理的比较 (1)整体性原理 含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个生态系统的稳定与平衡。 举例：林业工程建设中自然系统、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：藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。,例2 我国珠江三角洲地区为了充分利用土地，创造了一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统桑基鱼塘，如图所示。据图回答有关问题：,(1)生态工程遵循的基本原理有_、_、_、整体性原理、系统学和工程学原理等。 (2)该生态工程能将蚕沙、蔗叶、滤泥等变成鱼类的饵料，塘泥中的微生物能将有机物转化成无机物，为甘蔗、桑树的光合作用提供无机营养，这一过程不但实现了废弃物的_，而且体现了_的“循环经济”原则。 (3)蚕沙是蚕食桑叶后排泄出来的粪便，蚕沙富含粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维等营养物质，是上等的肥料，也是猪、鱼、羊的理想饲料。某种鱼专以蚕沙为食，假设某一时间段蚕从上一个营养级固定的能量为15105 kJ，那么这部分能量最多有_kJ被这种鱼所同化。,物质循环再生原理,物种多样性原理,协调与平衡原理,资源化,生态经济,0,(4)该生态系统向外输出的物质主要有_。 (5)该生态系统与一般的自然生态系统相比较，_稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。 (6)桑基鱼塘的生产方式与改造前的传统耕作方式比较，主要的优点有_(至少答2点)。,蚕丝、鱼、糖等,抵抗力,减轻水患、提高经济效益，减少环境污染等(合理即可),三 生态工程的实例分析,1生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。,(2)沼气农田立体养殖模式 通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。,例3 如图是我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。请分析回答下列问题：,(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是_。人们将蚕沙(蚕的粪便)投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第_营养级。 (2)鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过_作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。 (3)建立该人工生态系统的目的是实现对能量的_，提高能量的利用率。与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力_。 (4)该生态系统遵循的原理主要是_、_。,生产者(或桑树)通过光合作用固定的太阳能总量,一,分解者(或微生物)的分解,多级(或充分)利用,较强,物质循环再生原理,生物多样性原理,解析 (1)粪便中的能量是未被同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级同化的能量，即蚕沙中的能量是生产者同化的能量。(2)有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。(3)人工生态系统可以实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率。自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度，该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态系统复杂，故该生态系统自我调节能力较强。(4)该生态系统遵循的原理主要是物质循环再生原理和生物多样性原理。,常见生态工程主要遵循的原理 (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。,例1 “四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下列有关叙述不正确的是( ),A将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量 B建立该系统遵循的主要原因有物质循环再生原理、物种多样性原理等 C该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们构成食物网 D由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率,答题送检来自阅卷名师报告,解析 该生态农业模式是一个人工生态系统，蔬菜是生产者，是该系统的主要成分，人、牛、猪均为消费者，它们构成食物网，沼气池中的微生物是分解者，可以从牛粪、猪粪获得物质和能量，A、C项正确；该系统通过多种生物间的联系，能够充分利用废弃物，故该系统遵循物质循环再生原理和物种多样性原理，B项正确；该系统能利用废弃物，可提高能量的利用率，但不能提高各营养级间的能量传递效率，D项错误。 规范答题 D(2分),1下列实例与主要体现的生态工程基本原理，匹配最恰当的是( ) A中国传统农业物种多样性原理 B在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁物质循环再生原理 C包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥违反了协调与平衡原理 D水乡的桑基鱼塘整体性原理 解析 中国传统农业主要是应用了物质循环再生原理；在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁，主要是体现了物种多样性原理；包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥主要是违反了协调与平衡原理；桑基鱼塘主要是应用了系统的结构决定功能原理。,C,
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