1、第36講基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題,第十單元 現(xiàn)代生物科技專題,考綱要求,1.基因工程的誕生()。 2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))()。 3.基因工程的應(yīng)用()。 4.蛋白質(zhì)工程()。 5.轉(zhuǎn)基因生物的安全性()。 6.生物武器對人類的威脅()。 7.生物技術(shù)中的倫理問題()。,考點一基因工程的基本原理和操作技術(shù),考點三生物技術(shù)的安全性和倫理問題,考點二基因工程的操作過程與應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程,矯正易錯強記長句,重溫高考 演練模擬,內(nèi)容索引,課時作業(yè),基因工程的基本原理和 操作技術(shù),考點一,1.基因工程的概念 基因工程也叫DNA重組技術(shù)，它是在 水平上進行的一種外科手術(shù)式的遺傳

2、操作，采取類似于工程建設(shè)的方式，按照 的藍圖，借助于 的技術(shù)，將某種生物的 提取出來，在 進行加工改造或重新組合，再轉(zhuǎn)移到另一種生物中去，從而 地改變生物的 ，創(chuàng)造出新型的生物。,知識梳理,分子,預先設(shè)計,實驗室,基因或基因組,生物體外,定向,遺傳特性,2.基因工程研究的理論基礎(chǔ) (1)分子基礎(chǔ)：在20世紀40年代證實了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，它是_ 的攜帶者；DNA是生物大分子， 是DNA分子上具有遺傳功能的DNA片段。 (2)重組基礎(chǔ)：在20世紀50年代確立了DNA的 構(gòu)型，遵循 原則，DNA進行 復制，從而解決了基因的自我復制和世代交替問題。 (3)轉(zhuǎn)移基礎(chǔ)：在20世紀60年代，相繼提出

3、了“ 法則”和操縱子學說，成功地破譯了 ，闡明了遺傳信息的流動與表達機制。,遺傳信息,基因,雙螺旋,堿基互補,半保留,中心,遺傳密碼,3.基因工程操作技術(shù)的突破 (1)DNA分子的切割技術(shù)限制性內(nèi)切酶 特點：a.會識別DNA上某種核苷酸的 和位置。b.能在這個位置上將DNA分子 。 例子：限制性內(nèi)切酶EcoR只能識別 序列的位點，并且在 之間將這段序列切開。 黏性末端：被限制性內(nèi)切酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個 的核苷酸，它們之間正好是互補配對的。 與基因的位置關(guān)系：用限制性內(nèi)切酶可以 地切下一個或幾個基因，正好符合基因工程的要求。 存在：主要存在于 中。,序列,一刀兩斷,GAATTC

4、,G和A,伸出,完整,微生物,(2)DNA分子的連接技術(shù)DNA連接酶 作用：能在 之間“架起橋梁”，把它們連接起來。 特點：只要在同一種限制性內(nèi)切酶切割的兩種DNA片段中加上這種_ ，它就會把片段縫合得天衣無縫。,兩個DNA片段的末端,DNA,連接酶,(3)DNA分子的運載工具 條件：第一，運載體必須是一種能夠自我復制的 分子，能夠比較自由地進出細胞。第二，能使帶進去的DNA在 進行復制，并且仍然保持 的特性。第三，作為載體最好具有某些簡單的特性，如 、免疫性等。 種類： 、 和動植物病毒。 細菌質(zhì)粒：它是細菌 外的一種很小的環(huán)狀DNA分子。它不僅能進行 ，還帶有某種 ，能在細胞之間鉆進穿出。

5、鑲嵌上一段_ 的質(zhì)粒，就成為一個“雜種質(zhì)?！薄ｋs種質(zhì)粒進入細胞后，便能出色地完成基因工程師交給它的使命在新的宿主細胞里繁殖并發(fā)揮作用，使受體細胞產(chǎn)生相應(yīng)的 。,較小的DNA,細胞里面,原有,抗藥性,質(zhì)粒 噬菌體,染色體,自我復制,抗性基因,外來,DNA片段,表達產(chǎn)物,深化拓展,運載體上標記基因的作用 運載體上的標記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當含有抗生素抗性基因的運載體進入受體細胞后，抗性基因在受體細胞內(nèi)表達，使受體細胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入運載體的受體細胞，原理如下圖所示：,1.有關(guān)工

6、具酶的判斷 (1)限制性內(nèi)切酶只能用于切割目的基因( ) (2)切割質(zhì)粒的限制性內(nèi)切酶均能特異性地識別6個核苷酸序列( ) (3)DNA連接酶能將兩堿基間通過氫鍵連接起來( ) (4)限制性內(nèi)切酶也可以識別和切割RNA( ) (5)限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶 ( ),2.有關(guān)載體的判斷 (1)運載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因() (2)每個質(zhì)粒DNA分子上至少含一個限制性內(nèi)切酶識別位點() (3)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的運載體() (4)運載體的作用是將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達() (5)外源DNA必須

7、位于重組質(zhì)粒的啟動子和終止子之間才能進行復制 (),下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoR限制性內(nèi)切酶和Sma限制性內(nèi)切酶的作用示意圖，據(jù)圖分析：,(1)請說出EcoR限制性內(nèi)切酶和Sma限制性內(nèi)切酶識別的堿基序列及切割的位點。 提示EcoR限制性內(nèi)切酶識別的堿基序列是GAATTC，切割位點在G和A之間；Sma限制性內(nèi)切酶識別的堿基序列是CCCGGG，切割位點在G和C之間。 (2)以上實例說明限制性內(nèi)切酶有何特性？ 提示說明限制性內(nèi)切酶具有專一性。,提示,命題點一工具酶的應(yīng)用分析 1.下圖是表達新基因用的質(zhì)粒的示意圖，若要將目的基因插入到質(zhì)粒上的A處，則切割基因時可用的是 A.Hind B.E

8、coRC.EcoB D.Pst,命題探究,答案,解析,解析A處有3處(BamH、EcoB、Cla)限制性內(nèi)切酶的切點，只有使用EcoB限制性內(nèi)切酶切割時，才能讓目的基因插入到A處且使原有基因失活。,2.用限制性內(nèi)切酶EcoR單獨切割某普通質(zhì)粒，可產(chǎn)生14 kb(1 kb即1 000個堿基對)的長鏈，而同時用限制性內(nèi)切酶EcoR、Mbo聯(lián)合切割該質(zhì)粒，可得到三種長度的DNA片段，見下圖(其中*表示EcoR限制性內(nèi)切酶切割后的一個黏性末端)。 若用Mbo限制性內(nèi)切酶單獨切割該普通質(zhì)粒，則產(chǎn)生的DNA片段的長度為 A.2.5和5.5 B.2.5和6C.5.5和8 D.6和8,答案,解析,解析依圖示可

9、知，該質(zhì)粒上有1個EcoR限制性內(nèi)切酶的切點、2個Mbo限制性內(nèi)切酶的切點，故用限制性內(nèi)切酶Mbo單獨切割該質(zhì)粒時，將產(chǎn)生長度為6和8的兩種片段。,3.(2016全國，40改編)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點，圖(b)為某種表達載體的示意圖(運載體上的EcoR、Sau3A的切點是唯一的)。,根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： (1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被_酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_。,答案,兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端,解析,解析分析圖(a)可知，限制性內(nèi)切酶Sau3A與Ba

10、mH切割DNA后形成的黏性末端相同，故經(jīng)這兩種酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進行連接。,Sau3A,(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達的原因是_ _。,答案,甲、丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄,解析,解析構(gòu)建基因表達載體時，為保證目的基因能在宿主細胞中成功表達，目的基因應(yīng)插入在啟動子和終止子之間，據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求，目的基因均不能表達。,(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的

11、有_ _和_，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_。,答案,T4DNA連接酶,解析,解析常見的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。,EcoliDNA連,接酶,T4DNA連接酶,方法鏈接,限制性內(nèi)切酶的選擇方法 根據(jù)目的基因兩端的限制性內(nèi)切酶切點確定限制性內(nèi)切酶的種類。 (1)應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制性內(nèi)切酶，如圖甲可選擇Pst。 (2)不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的限制性內(nèi)切酶，如圖甲不能選擇Sma。 (3)為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制性內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用

12、Pst和EcoR兩種限制性內(nèi)切酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點)。,命題點二運載體的應(yīng)用分析 4.質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體，它存在于許多細菌體內(nèi)。質(zhì)粒上有標記基因如圖所示，通過標記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細菌在培養(yǎng)基上的生長情況不同，如圖表示外源基因插入位置(插入點有a、b、c)，請根據(jù)表中提供細菌的生長情況，推測三種重組后細菌的外源基因插入點，正確的一組是,A.是c；是b；是a B.是a和b；是a；是b C.是a和b；是b；是a D.是c；是a；是b,答案,解析,解析第組中重組后細菌能在含氨芐青霉素和含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長，說明抗氨芐青霉

13、素基因和抗四環(huán)素基因沒有被破壞，因此外源基因插入點是c。 第組中重組后細菌能在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長，說明抗氨芐青霉素基因沒有被破壞；細菌不能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長，說明抗四環(huán)素基因被破壞，因此外源基因插入點是b。 第組重組后細菌不能在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長，說明抗氨芐青霉素基因被破壞；細菌能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長，說明抗四環(huán)素基因沒有被破壞，因此外源基因插入點是a。,5.(2016全國，40) 某一質(zhì)粒運載體如圖所示，外 源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應(yīng)的基因失活 (Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗 性基因)。有人將此質(zhì)粒運載體用BamH酶切后， 與用Ba

14、mH酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒運載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：,(1)質(zhì)粒運載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_ _(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。,答案,解析,解析質(zhì)粒作為運載體應(yīng)具備的基本條件有：能自我復制、具有標記基因、含有一個至多個限制性內(nèi)切酶切割位點等。,能自我復制、具有標記基因,(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細

15、胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是_ _；并且_ 和_的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是_。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有_的固體培養(yǎng)基。,答案,解析,二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長 含有質(zhì)粒運載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒) 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素,解析由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因，所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長。質(zhì)粒運載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基

16、因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因，所以含有質(zhì)粒運載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基，篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。,(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為運載體，其DNA復制所需的原料來自于_。,答案,解析,解析噬菌體屬于病毒，病毒增殖過程中所需的原料、酶等均來自于受體細胞。,受體細胞,基因工程的操作過程與應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程,考點二,1.基因工程的操作程序 (一)目的基因的獲得 目的基因的含義：是指人們 的基因，如抗蟲基因、抗病基因等。 (1)化學

17、合成法 含義：是指利用 直接合成基因。 適用范圍：主要適用于 核苷酸序列的、相對分子質(zhì)量 的目的基因的制備。,知識梳理,所需要的進行研究,化學反應(yīng),已知,較小,(2)從基因組中直接分離法 “鳥槍法”分離基因的主要步驟 a.提取基因組的DNA，然后進行“散彈射擊”， 即用 或其他機械方法將完整的雙鏈DNA分子 適當長度的片段。 b.把上述片段連接到合適的 上，通過 分別轉(zhuǎn)入不同的受體細胞中，使外源DNA隨著運載體的復制而復制，從而進行 的增殖。 c.采取合適的方法，對含有外源DNA片段的受體細胞進行 ，找出目的基因所在的運載體。,限制性內(nèi)切酶,隨機切割成,運載體,運載體,目的基因,檢測,由于真核

18、生物基因組較大，分離目的基因時，往往要根據(jù)已獲得的信息，采用很多綜合的分子生物學技術(shù)。例如：利用 直接擴增目的基因；也可以利用 法，合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的目的基因。,DNA擴增儀(PCR儀),反轉(zhuǎn)錄,相關(guān)視頻,(二)基因表達載體的構(gòu)建 (1)方法 用 去切割質(zhì)粒和目的基因。 在 的作用下，有切口的質(zhì)粒就會與同樣末端的目的基因連接在一起。 (2)結(jié)果：形成一個含有目的基因的新環(huán)狀質(zhì)粒DNA分子 。 (3)原因：把目的基因包裝一下，就很容易逃過受體細胞的防御系統(tǒng)，免遭“滅頂之災”。,同一種限制性內(nèi)切酶,DNA連接酶,表達載體,(三)目的基因的導入 根據(jù)受體和運載體的類型不同，所采取的導入

19、方法也往往不一樣。目前經(jīng)常使用的目的基因?qū)敕椒ㄓ校?(1)花粉管通道法 含義：指外源基因利用植物受精后花粉萌發(fā)形成的花粉管通道進入受體細胞，借助天然的種胚系統(tǒng)形成含有目的基因的種胚。 導入外源基因有如下兩種方法： 法、 法。 優(yōu)點：基本上適用于 植物，并且操作 。 缺點： ，且后代的遺傳情況較復雜。,柱頭滴加,花粉粒攜帶,任何開花,簡便,工作效率較低,(2)氯化鈣法 運載體與受體細胞：運載體是 ，受體細胞是 。 原理：受體細胞經(jīng)過一定濃度的氯化鈣處理后， 的通透性會發(fā)生變化，可以允許含有目的基因的運載體分子進入感受態(tài)細胞。 優(yōu)點：這一方法也是 的常用方法，在很短的時間內(nèi)，就可以獲得大量的目的

20、基因及目的基因的表達產(chǎn)物。,大腸桿菌,細胞膜,質(zhì)粒,擴增表達載體,(3)農(nóng)桿菌介導的遺傳轉(zhuǎn)化法 農(nóng)桿菌：是一種 細菌，它侵染植物細胞后，會使植物組織形成 。 介導的原理：a.質(zhì)粒上的一段DNA能夠從一個細胞轉(zhuǎn)移到另一個細胞，這段DNA被稱為 ，它包含有 和_ ，而且可以插入植物基因組，引起植物細胞的變化。 b.由于T-DNA轉(zhuǎn)移頻率很高，而且Ti質(zhì)粒上可插入幾百至幾千個堿基大小的DNA片段，因此可以利用這種天然的遺傳轉(zhuǎn)化體系，將 到植物細胞。 優(yōu)點： 高、成本低、操作簡單，而且轉(zhuǎn)基因后代的遺傳組成 。,土壤,腫瘤,轉(zhuǎn)化DNA(T-DNA) 生長素基因 細胞分裂素基因,目的基因轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)化頻率,比

21、較容易分析,(4)基因槍法 原理：將連接到運載體上的目的基因的 與 共同保溫，使DNA吸附于 ，然后，在一個真空的小室中，利用高壓放電將帶有基因的金粉或鎢粉轟擊進入受體，實現(xiàn)轉(zhuǎn)基因的目的。,DNA溶液,金粉或鎢粉,金屬顆粒表面,(四)目的基因的檢測與表達產(chǎn)物的測定 (1)形態(tài)檢測 如果目的基因的表達產(chǎn)物具有明顯的表型性狀，可以根據(jù)_ 來判斷目的基因是否表達。 如果目的基因的表達產(chǎn)物沒有明顯的表型，可以通過 的表達情況來檢測目的基因的表達。,目標性狀的有無,報告基因,(2)分子檢測 PCR檢測 a.含義：根據(jù)目的基因的序列設(shè)計引物，采用PCR技術(shù)對目的基因進行擴增，如果能擴增出 ，說明目的基因已

22、整合到受體細胞中。 b.實例：對除草劑基因的檢測，就可以根據(jù) 的序列設(shè)計引物，然后提取受體細胞的基因組DNA，進行PCR擴增，根據(jù) ，判斷目的基因是否整合到受體生物基因組中。,目的基因片段,除草劑基因,電泳擴增條帶的有無,分子雜交檢測 a.方法：把 進行放射性同位素標記或進行生物素熒光標記，用 作探針，與受體生物的 進行雜交。 b.結(jié)果預測：如果有雜交斑點，說明 已經(jīng)被導入受體細胞內(nèi)，反之，則說明目的基因沒有進入受體細胞中。,目的基因片段,標記好的基因片段,基因組DNA,目的基因,2.基因工程的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景 (一)植物基因工程成果 (1)突破了傳統(tǒng)雜交育種的局限性 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：科學家

23、發(fā)現(xiàn)，在一些野生品種和非栽培品種中，存在著很多優(yōu)質(zhì)、抗逆的性狀，但是不同物種之間存在著天然的 ，遠緣雜交不育。 技術(shù)可以實現(xiàn)不同物種之間的基因轉(zhuǎn)移，克服這一障礙。 實例：科學家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，把 基因引入煙草和馬鈴薯，培育出了抗病毒的煙草和馬鈴薯。,生殖障礙,抗病毒,轉(zhuǎn)基因,轉(zhuǎn)基因技術(shù)優(yōu)點：通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)大大擴展了可利用 ，克服了遠源種及種間雜交不育或不能雜交的障礙，使得生物界存在的抗病蟲害基因、優(yōu)良的品質(zhì)基因等都可以重組到 上，并使之在植物體內(nèi)遺傳和表達，從而培育出優(yōu)良的品種，同時還縮短了 ，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來廣闊前景。 (2)開辟了生產(chǎn)疫苗的新途徑 科學家培育出一種可以生產(chǎn) 的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜，通

24、過生吃或者榨汁食用，就可以達到接種疫苗的效果，簡便易行。但該方法還需進一步試驗來驗證疫苗的療效及安全性。,基因的種類,乙肝疫苗,育種周期,植物染色體,(二)動物基因工程成果 (1)改良畜禽經(jīng)濟性狀的新思路 新思路：通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可使受體動物合成 ，或改變動物的 系統(tǒng)，進而促進動物生長、提高飼料的利用效率等。 實例：1985年，科學家第一次將人的 基因?qū)胴i的受精卵獲得成功，轉(zhuǎn)基因豬與同窩非轉(zhuǎn)基因豬比較，生長速度和飼料利用效率顯著提高。 (2)動物生物反應(yīng)器為醫(yī)藥事業(yè)開辟了新途徑 目前利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)基因藥物，最理想的表達場所是乳腺，因為乳腺是一個 ， 不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影響到轉(zhuǎn)基因動物本

25、身的生理代謝反應(yīng)。,某些必需的氨基酸,外分泌器官,生長激素,生長調(diào)節(jié),乳汁,(三)基因治療 (1)基因治療的基本原理 含義：是將 的基因通過某種運載體導入人體細胞中有缺損或有變異基因的部位，并使 在有機體內(nèi)有效表達，達到防治疾病的目的。 治療策略及程序 主要包括目的基因的 、運載體的選擇， 、目的基因進入靶細胞的方式及 。 (2)基因治療的成績及展望 基因治療的概念在不斷擴展，不再局限于用正?；蛱鎿Q體內(nèi)的異?；?，還可以導入人體內(nèi) ，對人體的生理代謝進行調(diào)節(jié)。,健康和正常,靶細胞的選擇,選擇和制備,目的基因,外源基因表達的檢測,沒有的基因,3.蛋白質(zhì)工程的誕生 (1)蛋白質(zhì)工程的含義：根據(jù)蛋

26、白質(zhì)的 與生物活性以及結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系，利用 的手段，按照人類自身的需要， 地改造天然的蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造新的、自然界不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)分子。 (2)改造和設(shè)計蛋白質(zhì)的方法：一種是 法，即利用多肽合成儀，從組成蛋白質(zhì)的第一個氨基酸合成起，合成一種全新的蛋白質(zhì)；另一種是 手段，對負責編碼某種蛋白質(zhì)的基因進行設(shè)計，合成出更符合人們要求的蛋白質(zhì)。,精細結(jié)構(gòu),基因工程,定向,多肽合成,采用基因工程,4.蛋白質(zhì)工程的研究與應(yīng)用 (1)蛋白質(zhì)工程的研究主要包括以下幾個方面：通過基因工程技術(shù)分析蛋白質(zhì)的DNA編碼序列，對蛋白質(zhì)進行 ，測定蛋白質(zhì)的 并對其 進行分析，通過計算機輔助設(shè)計突變區(qū)

27、，對編碼蛋白質(zhì)的DNA進行 改造等。,分離純化,定點突變,結(jié)構(gòu)與功能,序列,(2)應(yīng)用 在工業(yè)上的應(yīng)用：人們運用蛋白質(zhì)工程技術(shù)來改造 ，使其能夠適應(yīng)特殊的工業(yè)過程；或者設(shè)計制造出全新的人工酶或人工蛋白，以生產(chǎn)全新的醫(yī)用藥品、農(nóng)業(yè)藥物，等等。大家熟悉的 ，就是利用蛋白質(zhì)工程改造的產(chǎn)物。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：提高 是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的關(guān)鍵。光合作用與光呼吸這兩個過程都是由一種名為 催化的，如果對這個酶加以改造，使固定二氧化碳的作用加強，光呼吸作用減弱，就能提高光合作用的效率。,天然生物酶,光合作用效率,加酶洗衣粉,核酮糖1,5二磷酸羧化酶,在環(huán)境保護中的應(yīng)用：例如，植物、微生物體內(nèi)有一種能與重金屬_ 等結(jié)

28、合的金屬硫蛋白，科學家對這種 進行了改造，使含有這一新基因的微生物或植物都具有很強的吸附重金屬的能力，保護了生態(tài)環(huán)境。,鎘、汞,金屬硫蛋白的基因,1.有關(guān)基因工程原理與操作的判斷 (1)設(shè)計擴增目的基因的引物時不必考慮表達載體的序列( ) (2)用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列( ) (3)為培育抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體( ) (4)抗蟲基因即使成功地插入植物細胞染色體上也未必能正常表達( ) (5)檢測目的基因是否成功表達可用抗原抗體雜交技術(shù)( ) (6)應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表達( ),2

29、.有關(guān)基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程的判斷 (1)將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株( ) (2)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌毎? ) (3)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用( ) (4)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)( ) (5)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)( ),據(jù)圖分析抗蟲棉的培育過程 (1)該基因工程中的目的基因和運載體分別是什么？一般情況下，為什么要用同一種限制性內(nèi)切酶處理目的基因和運載體？ 提示目的基因是Bt

30、毒蛋白基因，運載體是Ti質(zhì)粒。用同一種限制性內(nèi)切酶處理目的基因和運載體，可以獲得相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達載體。,提示,(2)該實例中，采用何種方法導入目的基因？為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上？ 提示采用的方法是農(nóng)桿菌介導的遺傳轉(zhuǎn)化法，由于Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細胞且能整合到受體細胞的染色體DNA上，而目的基因又插入到了T-DNA上，所以目的基因可以整合到受體細胞的染色體DNA上。 (3)該實例中，檢測目的基因是否成功表達的常見方法有哪兩種？ 提示抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。,提示,命題點一基因工程操作程序的分析 1.(2017全國，38)真核生物基因中通常有

31、內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A，其原因是_ _。,命題探究,答案,解析,基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達出蛋白A,解析從人的基因組文庫中獲得的基因A中含有內(nèi)含子，而大腸桿菌屬于原核生物，不能切除基因A初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列，故基因A在大腸桿菌中無法表達出蛋白A。,(2)若用家蠶作為表達基因A的受體，

32、在噬菌體和昆蟲病毒兩種運載體中，不選用_作為運載體，其原因是_。,噬菌體,答案,解析,噬菌體的宿主是細菌，而不是家蠶,解析由于病毒對宿主細胞的感染具有特異性，噬菌體只能寄生在細菌細胞中，不能感染家蠶細胞，故應(yīng)選用可感染家蠶的昆蟲病毒作為運載體。,解析與真核生物相比，大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點。,(3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有_(答出兩點即可)等優(yōu)點。,繁殖快、容易培養(yǎng),(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是_ (填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。,蛋白A的抗體,答案,解析,解析檢測基因A

33、是否翻譯出蛋白A，一般用抗原抗體雜交的方法，即用蛋白A的抗體與從細胞中提取的蛋白質(zhì)進行雜交，觀察是否出現(xiàn)雜交帶。,(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻，也可以說是基因工程的先導，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是_ _。,DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體,答案,解析,解析肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的實質(zhì)是S型細菌的DNA進入R型細菌體內(nèi)，并可在R型細菌體內(nèi)完成表達，這證明了DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體，為基因工程奠定了基礎(chǔ)。,2.2,4-D作為除草劑在農(nóng)田中大量使用，研究認為它是某種淋巴癌的致病因子。為降低2

34、,4-D的危害，科研人員通過基因工程技術(shù)構(gòu)建了能高效降解2,4-D的基因工程菌。請回答下列問題： (1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常會使用_濃度2,4-D對麥田進行除草，在殺死雜草的同時卻不會對小麥生長造成損害，原因是_。,高,答案,解析,解析2,4-D是生長素類似物，利用不同植物對其敏感程度不同，可用其除去麥田雜草。,不同植物對2,4-D的敏感程度不同,(2)從被2,4-D污染的土壤中得到能降解2,4-D的細菌，從該細菌中提取RNA，構(gòu)建_文庫，進一步獲得目的基因。,cDNA(部分基因),答案,解析,解析從工程菌中提取RNA構(gòu)建成的基因文庫是部分基因文庫(cDNA文庫)。,(3)PCR技術(shù)擴增目的基因的過

35、程：含目的基因的DNA受熱變性后解旋為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合，然后在_酶作用下進行延伸，如此重復循環(huán)多次，使目的基因的量呈_形式擴增。,熱穩(wěn)定DNA聚合酶(或Taq),解析PCR技術(shù)用熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)延伸，多次循環(huán)，目的基因的量呈指數(shù)(2n)增長。,指數(shù),(4)一個基因表達載體的組成中要有標記基因，標記基因的作用是鑒別受體細胞中_。欲知基因工程成功與否，需要進行_水平的檢測，有時還需進行_水平的鑒定。,是否含有目的基因,答案,解析,解析標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因，欲知基因工程成功與否，需要進行分子水平的檢測，有時還需要進行個體生物學水平的鑒定。,分子

36、,個體生物學(個體),命題點二基因工程與蛋白質(zhì)的關(guān)系的分析 3.(2015全國，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}： (1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的_ _進行改造。,氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(其他答案合理也可),答案,解析,解析由題干信息可知，改造蛋白質(zhì)的功能可以通過改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。,(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾_基因或合成_基因，所獲得的

37、基因表達是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括_ _的復制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：_ _。,P,答案,解析,解析依據(jù)蛋白質(zhì)工程的定義及題中信息可知，獲得P1基因的途徑有修飾現(xiàn)有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法則的全部內(nèi)容包括DNA的復制，RNA的復制、轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄和翻譯。,P1,DNA和RNA (或遺傳物質(zhì)) DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄、翻譯),(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過_和_，進而確定相對應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物_進行鑒定。

38、,設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 推測氨基酸序列,答案,解析,解析蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預期蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列。通過蛋白質(zhì)工程合成的蛋白質(zhì)還需要進行生物活性的鑒定即功能鑒定，看是否達到人們的需求。,功能,4.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積在皮下，并要經(jīng)過較長的時間才能進入血液中，而進入血液的胰島素又容易被分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題：,(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是_。,蛋白質(zhì)的預期功能,答案,解析,解

39、析蛋白質(zhì)工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計，因此，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預期胰島素(即速效胰島素)的功能。,(2)人工合成的DNA與_結(jié)合后，被轉(zhuǎn)移到_中才能得到準確表達。,運載體,解析人工合成的目的基因與運載體結(jié)合后，被導入受體細胞中才能得以表達。,大腸桿菌等受體細胞,(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有_、_ _和發(fā)酵工程。,蛋白質(zhì)工程 基因工程,答案,解析,解析利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界中原本不存在的蛋白質(zhì)，需對原有的胰島素進行改造，根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列推測出其基因中的脫氧核糖核苷酸序列，人工合成新的胰島素基因，得到目的

40、基因，改造好的目的基因需通過基因工程將其導入受體細胞獲得工程菌，再利用工程菌進行發(fā)酵，從而獲取大量產(chǎn)品，因此該過程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。,解析由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因，其基本設(shè)計思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列，推測出基因中的脫氧核苷酸序列，然后用DNA合成儀直接合成出新的基因。,(4)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么？ _。,根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出其脫氧核糖核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因,答案,解析,蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 (1)區(qū)別,歸納總結(jié),(2)聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基

41、因工程。 基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進行修飾、改造。,生物技術(shù)的安全性和 倫理問題,考點三,1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題 (1)轉(zhuǎn)基因作物引起的風波 發(fā)展地區(qū)：轉(zhuǎn)基因作物的大本營在 。2000年，僅在美國轉(zhuǎn)基因作物的種植面積即占全世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積的70%，而且每年都在不斷增加。 難接受地區(qū)：在 ，至今作為商品種植的轉(zhuǎn)基因作物還很少，該地區(qū)的消費者也很難接受 。 結(jié)論：轉(zhuǎn)基因生物的 問題，與人類的生活、健康以及生態(tài)環(huán)境有著密切的關(guān)系，我們必須對此加以關(guān)注。,知識梳理,美洲,歐洲,轉(zhuǎn)基因食品,安全性,(2)轉(zhuǎn)基因作物的安全評價 轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境的安全性 a.環(huán)境安全性含義：環(huán)境安

42、全性即轉(zhuǎn)基因植物是否會對環(huán)境構(gòu)成 ，轉(zhuǎn)入的基因是否會從轉(zhuǎn)基因植物的體內(nèi)漂移到 中，破壞生態(tài)環(huán)境，打破原有的生物種群間的 。 b.環(huán)境安全性實例：如帶有抗除草劑基因的轉(zhuǎn)基因作物一旦與其近緣野生種 ，產(chǎn)生帶有抗除草劑基因的野生種(即所謂“超級雜草”)，那么 就失去了作用，其后果將是災難性的。,威脅,環(huán)境,動態(tài)平衡,雜交,除草劑,c.環(huán)境安全性評價：首先要考慮轉(zhuǎn)基因植物釋放區(qū)是否存在可以與其雜交的 。如果 ，則轉(zhuǎn)基因漂移才不會發(fā)生。如果 近緣野生種，轉(zhuǎn)基因就有可能轉(zhuǎn)移到野生種中，這時就要考慮轉(zhuǎn)基因漂移后 。如果會導致上述所謂“超級雜草”出現(xiàn)的話，則是 ；如果相關(guān)的基因轉(zhuǎn)入野生種不會增加野生種的生存競

43、爭力，則是 。,近緣野生種,沒有,存在,會有什么結(jié)果,危險的,安全的,轉(zhuǎn)基因食品的安全性 a.人們主要的擔心：轉(zhuǎn)入的外源基因或基因產(chǎn)物是否對人畜 。另外，在自然條件下存在著許多過敏源，如果將控制過敏源的基因轉(zhuǎn)入_ 中，則會對過敏人群造成不利影響。 b.轉(zhuǎn)基因食品安全評價：確保轉(zhuǎn)入的外源基因或基因產(chǎn)物對 ，嚴格控制形成過敏源的基因進入 中，以免造成危害。,有毒,新的植物,人畜無害,新的植物,(3)轉(zhuǎn)基因生物的風險防范措施 世界主要發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家都已制定了各自對轉(zhuǎn)基因生物的管理法則，負責對其 進行評價和監(jiān)控。 在我國，對于轉(zhuǎn)基因生物的安全性評價及監(jiān)控工作也在順利進行。,安全性,2.生物技

44、術(shù)中的倫理道德問題 (1)生物技術(shù)是把雙刃劍 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：生物技術(shù)帶來了農(nóng)業(yè)的革命，但也存在一些問題。例如，生物技術(shù)的應(yīng)用有可能使農(nóng)作物的栽培品種 。 在畜牧業(yè)領(lǐng)域：胚胎工程和克隆技術(shù)的應(yīng)用，使人們能夠?qū)崿F(xiàn)對生物種群的性別比進行控制。但這樣一來，勢必造成種群性別比的 ，從而造成自然生態(tài) 。,大大減少,失衡,失衡,(2)生物技術(shù)帶來的道德問題 基因歧視的含義：是指社會各方面對有 的人的歧視性對待。 每個人的基因都不可能是十全十美的，會有這樣或那樣的缺陷。任何歧視性做法，都是與現(xiàn)代文明社會的道德準則 的。 一個人的智力、性格等不只受基因的控制，還會受到 、 等因素的多重影響。 遺傳信息被濫用還會導

45、致 事件的發(fā)生。由遺傳基因引起的 仇視、 歧視和 歧視也必然會成為更嚴重的全球性問題。,基因缺陷,相背離,環(huán)境,社會,社會和政治,種族,性別,年齡,(3)生物技術(shù)面臨的倫理問題 干細胞研究 a.爭論的焦點：人類胚胎的 問題，即關(guān)于胚胎是不是一個“人”的爭論。 b.現(xiàn)在國際公認：可以用干細胞來治療目前 的重大疾病，但必須使用“ ”、“ ”、“不是特定用來得到干細胞的”早期胚胎細胞。但是，干細胞堅決不能用于 和_ 研究。,倫理地位,尚無法治療,沒有可能發(fā)育成個體的,多余的,生殖,克隆人,克隆人 首先要考慮克隆人的 ；其次要解決克隆人與供體的 關(guān)系，所有這些問題至今仍爭論不休。 選擇性生育 許多專家

46、認為，人類的基因沒有 ，所有的基因都是有用的，這是基因的 決定的。而且，如果將基因研究成果用于改良人種，也是違反 的。 (4)倡導科學倫理，發(fā)展科學技術(shù) 生物技術(shù)所引發(fā)的倫理道德問題，并非生物技術(shù)本身的問題，而是 _ 的問題?？茖W技術(shù)只是工具和手段，功能的發(fā)揮取決于 。,社會定位,倫理法律,好壞之分,多樣性,人倫,如何利用它,使用它的人,3.生物武器對人類的威脅 (1)生物武器 含義：是指 地利用致病微生物、毒素、昆蟲侵襲敵人的軍隊、人口、農(nóng)作物或牲畜等目標，以達到 的一類武器。 組成：一般由致病 、 、昆蟲以及裝載它們的 和 組成，其中起傷害作用的 、 又稱生物戰(zhàn)劑。,微生物,戰(zhàn)爭目的,有意

47、識,毒素,容器,投擲物,微生物,毒素,(2)生物武器對人類的危害 生物武器與常規(guī)武器相比，對人更具危害性，其特點概括如下： 致人生病，造成 。 傳染性 ，持續(xù)時間 。 殺傷范圍 ， 。,長,失能或死亡,強,大 難防難治,(3)生物武器的防范 嚴密監(jiān)視，加強監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和消除可疑 。 普遍開展 ，使人群獲得基礎(chǔ)免疫力，增強抵抗疾病的體質(zhì)。 要早期發(fā)現(xiàn)、隔離和治療病人，同時 。 要保護好 、食物和 。 對污染區(qū)要進行 ，區(qū)內(nèi)人員采取藥物預防，并進行徹底的消毒處理。,做好個人防護,疫苗接種,生物武器,糧食,水源,隔離封鎖,(4)禁止研制開發(fā)生物武器 禁止生物武器公約的主要內(nèi)容是：締約國在任何情況下

48、不 、不 、不 、不取得除和平用途外的微生物制劑、毒素及其武器；也不協(xié)助、鼓勵或 引導他國取得這類制劑、毒素及其武器；締約國在公約生效后 內(nèi)銷毀一切這類制劑、毒素及其武器；締約國可向聯(lián)合國安理會控訴其他國家違反該公約的行為。,儲存,生產(chǎn),發(fā)展,9個月,(5)生物武器與國際反恐斗爭 當前面臨的主要任務(wù)是： 開發(fā)出有效的生物武器探測設(shè)備及生物戰(zhàn)劑凈化劑。 研制安全的和足夠人們接種的疫苗。醫(yī)生應(yīng)努力做到快速診斷和有效治療，并在面對生物武器襲擊后出現(xiàn)大量病人時采取有效的應(yīng)對措施。 在收集有關(guān)生物戰(zhàn)威脅的信息方面必須增強力度和敏感性，能及時發(fā)現(xiàn)和阻止恐怖分子的襲擊。,安全機關(guān),醫(yī)療部門,技術(shù)部門,(1)

49、治療性克隆與生殖性克隆,深化拓展,(2)試管嬰兒和設(shè)計試管嬰兒的異同點,過程區(qū)別：設(shè)計試管嬰兒比試管嬰兒多出的過程是上圖中的d。 所用技術(shù)手段不同：設(shè)計試管嬰兒胚胎移植前需要進行遺傳學診斷，而試管嬰兒無需進行遺傳學診斷。 應(yīng)用不同：試管嬰兒主要解決不孕夫婦的生育問題，而設(shè)計試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥的治療。 相同點：兩者都是體外授精，并進行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過胚胎移植，都是有性生殖。,(1)轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因就會轉(zhuǎn)入動物體細胞中( ) (2)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性( ) (3)轉(zhuǎn)入油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中( ) (4)

50、轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導致昆蟲群體抗性基因頻率增加( ) (5)如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不會存在安全性問題 ( ) (6)中國政府禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆( ) (7)中國反對生物武器，但中國在特殊情況下可以生產(chǎn)生物武器( ),自1984年第一例轉(zhuǎn)基因魚在我國誕生以來，轉(zhuǎn)基因魚的研究取得很大進步。如轉(zhuǎn)入外源生長激素(GH)基因的魚生長速度快，餌料轉(zhuǎn)化率高，但魚類易于逃逸、擴散，因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，需研究轉(zhuǎn)基因魚對生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴散問題。最近，我國科學家只是將三倍體的轉(zhuǎn)基因魚投入自然系統(tǒng)。 (1)轉(zhuǎn)基因魚培育成功的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？

51、提示遺傳物質(zhì)都是DNA。,提示,(2)魚類易于逃逸、擴散，因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性是很值得研究的問題，試分析引起生態(tài)安全性問題的原因。 提示轉(zhuǎn)基因魚與同種野生魚雜交，使野生魚帶有轉(zhuǎn)基因，具有生長優(yōu)勢，使其捕食對象大量減少，與其他物種競爭加劇，引起生態(tài)危機。 (3)多倍體魚類對控制過度繁殖是有效的，說出三倍體“湘云鯽”的形成過程。 提示轉(zhuǎn)基因的二倍體個體加倍為四倍體轉(zhuǎn)基因個體，然后二倍體與四倍體雜交形成三倍體。 (4)試從保障生態(tài)安全性問題分析只投放三倍體魚的原因。 提示三倍體魚不能繁殖，可以人工控制養(yǎng)殖數(shù)量和范圍，避免發(fā)生雜交、競爭，引起生態(tài)危機。,提示,命題點生物技術(shù)的安全性和倫理問題的分析

52、 1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性引起人們爭論的技術(shù)原因是 轉(zhuǎn)移基因的功能往往未知 轉(zhuǎn)移基因的結(jié)構(gòu)往往未知 外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的 外源基因往往是異種生物的基因 A. B. C. D.,命題探究,答案,解析,解析由于科學水平的限制，目前科學家對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用以及基因的調(diào)控機制了解有限；轉(zhuǎn)移的基因雖然功能已知，但不少是異種生物的基因；外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。因此，在轉(zhuǎn)基因生物中，有時候會出現(xiàn)意想不到的后果，引起人們在食物安全、生物安全和環(huán)境安全三個方面的激烈爭論。,2.克隆羊多莉的問世，在全世界引發(fā)了一場大討論，其中關(guān)于治療性克隆的問題也成為人們關(guān)注的焦點

53、。如圖所示為人類治療性克隆的大概過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)過程A表示_，是目前實現(xiàn)體細胞克隆的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)的主要操作是應(yīng)用患者的體細胞作為核供體，由_提供細胞質(zhì)，進行人工重組。,答案,解析,細胞核移植,卵子(次級卵母細胞),解析從圖中可以看出，A是細胞核移植的過程，該技術(shù)主要是應(yīng)用患者的體細胞核與去核的卵細胞進行人工重組。,(2)經(jīng)過程B得到的結(jié)構(gòu)中，是未分化的細胞，因而這些細胞被認為是胚胎干細胞。在體外培養(yǎng)條件下，胚胎干細胞具有增殖能力并保持_狀態(tài)。,答案,解析,解析胚胎干細胞在體外培養(yǎng)的條件下，具有增殖能力并能保持未分化狀態(tài)。,未分化,(3)治療性克隆的結(jié)果說明高度分化的體細胞核具有_。相同的胚胎干細胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是神經(jīng)細胞，有的是血細胞，有的是肌肉細胞，究其本質(zhì)原因是_的結(jié)果。,答案,解析,全能性,基因選擇性表達,解析在現(xiàn)有的條件下，動物細胞的全能性不能得到表達，但是動物細胞核的全能性可以表達出