2026届高三生物一轮复习课件：【基因工程的应用、蛋白质工程】

一轮复习 基因工程的应用、蛋白质工程 考点 01 02 03 基因工程的应用 蛋白质工程的原理和应用 生物技术的安全性与伦理问题 1、 转基因植物——转基因抗虫植物 （1）方法： （2）常见的抗虫基因： （3）成果实例： （4）优点： 转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（被害虫侵害的黄色植株） 转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。 Bt毒蛋白基因(导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解) 蛋白酶抑制剂基因(阻断或降低蛋白酶的活性，使害虫不能正常消化食物，还会引起厌食反应) 淀粉酶抑制剂基因(产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合) 植物凝集素基因(可与害虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用) 从某些生物中分离出有抗虫功能的基因，导入作物中培育出具有抗虫性的作物，是目前防治作物虫害的一种发展趋势。 减少化学杀虫剂使用而造成的环境污染、减少对人类健康的损害（生物防治）； 增加作物产量； 增加经济收益。 普通棉花 转基因抗虫棉花 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 1、 转基因植物——转基因抗病植物 （1）方法： （2）常见的抗虫基因： （3）成果实例： 科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。 抗病毒：病毒外壳蛋白基因（CP基因）、病毒的复制酶基因； 抗真菌：几丁质酶基因、抗毒素合成基因。 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 甜椒枯顶病毒病植株 转基因抗病植株 带有环斑病毒的 非转基因木瓜 转基因木瓜 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 1、 转基因植物——转基因抗除草剂植物 （1）背景： （2）方法： （3）成果实例： 杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。 施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田 种植转基因抗除草剂大豆的农田 （4）优点：在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 1、 转基因植物——转基因改良植物品质 （1）目的： （2）成果实例： 提高植物的营养价值、观赏价值等。 ①赖氨酸缺少对健康很不利。科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。我国科学家培育出了赖氨酸含量提高30%的转基因玉米。 ②将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色，大大提高了它的观赏价值。 赖氨酸含量提高30%的转基因玉米 更高观赏价值的转基因牵牛 抗癌抗衰老的紫色西红柿 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 【拓展】转基因抗软化番茄的机理 1、正常番茄细胞中的多聚半乳糖醛酸酶基因表达出半乳糖醛酸酶，该酶可分解细胞壁的中的果胶，使番茄变软。 2、通过基因工程技术，给番茄染色体上转入抗多聚半乳糖醛酸酶基因，该基因转录出的mRNA2可与半乳糖醛酸酶基因转录出的mRNA1互补配对，抑制核糖体与mRNA1结合，转基因植株细胞中的半乳糖糖醛酸酶含量下降，番茄耐储存。 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 2、 转基因动物 2015年11月，第一种用于食用的转基因动物--转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市。 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 2、 转基因动物 （1）方法： （2）成果实例： ——提高动物生长速率 科学家们将外源生长激素基因，导入动物体内，以提高动物生长速率。 我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115%。 转生长激素基因鲤鱼（下） 与非转基因鲤鱼（上） 转入外源生长激素基因的“超级小鼠” 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 2、 转基因动物 （1）背景： （2）方法： ——改善畜产品品质 有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，称之为乳糖不耐受。 乳糖耐受 （有乳糖酶） 乳糖不耐受 （无乳糖酶） 大 肠 肠道内渗透压增高，刺激胃肠蠕动增加 科学家们将肠乳糖酶基因，导入奶牛基因组，获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。 肠乳糖酶基因 牛受精卵 代孕母体 转基因奶牛 显微注射 分娩 早期胚胎 胚胎移植 培养 载体 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （一）基因工程在农牧业中的应用 1、基因改造微生物或动植物的细胞生产药物 （1）常见药物类型： （2）应用： （3）实例： 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 预防治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等。 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （二）基因工程在医药卫生领域的应用 资料卡 干扰素 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白， 在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。此外，干扰素对于治疗乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也有一定的疗效。 传统生产干扰素的方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取1mg干扰素。1993年我国批准生产重组人干扰素α-1b，它是我国批准生产的第一个基因工程药物，目前主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。 大肠杆菌或酵母菌 大量可以生产干扰素的 大肠杆菌或酵母菌 培养 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。 干扰素基因 质粒 重组质粒 构建 导入 抗生素≠干扰素 ①抗生素：抗细菌药物 ②干扰素：抗病毒药物 基因工程方法： 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （二）基因工程在医药卫生领域的应用 与大肠杆菌相比，用酵母菌生产人的胰岛素有什么优势？ 酵母菌为真核生物，有生物膜系统，可通过内质网和高尔基体对产生的胰岛素进行加工和修饰，从而产生有活性的胰岛素。 大肠杆菌 酵母菌 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （二）基因工程在医药卫生领域的应用 资料卡 胰岛素 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。传统胰岛素的生产主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。 二、基因工程在医药卫生领域的应用 基因工程方法： 【拓展】 商业化生产重组人胰岛素 将人工合成编码​​人胰岛素原的基因序列（含A链、B链和中间的C肽）或分别克隆A链和B链的基因，与质粒构建基因表达载体导入大肠杆菌细胞内。 大肠杆菌通常将重组蛋白以​​包含体​​形式储存（无活性聚集体）。之后通过高压均质机或超声波破碎菌体。离心分离包含体，并用洗涤缓冲液（含尿素或 Triton X-100）去除杂质。使用​​强变性剂​​（尿素​​或​​盐酸胍）溶解包含体并破坏蛋白质聚集。加入还原剂（如​​β-巯基乙醇​​​​）还原错误形成的二硫键。 将变性后的蛋白质缓慢稀释到复性缓冲液中（含氧化型谷胱甘肽GSSG），逐步降低变性剂浓度，促进二硫键正确配对。用酶切法​​或化学法​​将C肽切除​。最后经过分离纯化就能得到重组人胰岛素。 2、让转基因哺乳动物批量生产药物 （1）实例： （2）过程： 乳腺生物反应器 / 乳房生物反应器 （3）应用实例： 泌乳期 分泌乳汁 药物 蛋白 基因表达载体 药用蛋白基因 乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件 乳腺生物反应器 （乳房生物反应器） 2000年我国首例转人α－抗胰蛋白酶基因羊诞生，产出的羊奶可以提取α－抗胰蛋白酶。 目前已经在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品。 胚胎移植前应做DNA分析，鉴定性别，保留雌性。 早期胚胎 显微 注射 早期胚胎培养 受精卵 胚胎 移植 转基因动物 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （二）基因工程在医药卫生领域的应用 2、让转基因哺乳动物批量生产药物 泌乳期 分泌乳汁 药物 蛋白 基因表达载体 药用蛋白基因 乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件 早期胚胎 显微 注射 早期胚胎培养 受精卵 胚胎 移植 转基因动物 乳腺生物反应器 （乳房生物反应器） ①动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，生产的蛋白质活性高，更稳定。 ②产物直接经乳汁分泌， 产量高、成本低、产品质量好、易提取。 处于生殖期的雌性动物才可以作为乳腺（乳房）生物反应器。 （4）优点： （5）缺点： 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （二）基因工程在医药卫生领域的应用 资料卡 构建膀胱生物反应器是将目的基因与膀胱上皮细胞中特异表达的基因的启动子重组，从而指导目的基因表达产物分泌在尿中，其原理是膀胱尿乳头顶端表面可表达一组称之为尿血小板溶素的膜蛋白。 膀胱生物反应器 膀胱生物反应器的优点： 不受性别、年龄限制； 周期短；　 正常尿液中蛋白质含量很少，所以从尿液中提取、分离目标蛋白更简便、高效。 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （二）基因工程在医药卫生领域的应用 3、用转基因动物作为器官移植的供体 （1）背景： （2）解决途径： 寻求可替代的移植器官， 如用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题。 人体移植器官短缺是世界性难题 ①猪作为器官供体的优点： ②最大难题： 存在免疫排斥反应。 猪的内脏构造、大小、血管分布与人相似； 猪体内隐藏的致病基因远远少于灵长类动物。 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （二）基因工程在医药卫生领域的应用 ③改造猪器官的思路： 思路一： 思路二： 在器官供体的基因组中导入某种调节因子， 以抑制抗原决定基因的表达。 设法除去抗原决定基因。 再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 目的基因 基因敲除 产物 应用 制备方法 阿斯巴甜 凝乳酶 淀粉酶、 脂酶 利用基因工程菌，除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 用于奶酪生产， 凝聚固化奶中的蛋白质 普遍使用的甜味剂 转化糖浆（淀粉酶）、 烘烤食物（脂酶） 主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成， 可以通过基因工程实现大规模生产。 将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 通过构建基因工程菌、然后用发酵技术大量生产。产物纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。 基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （三）基因工程在食品工业方面的应用 　有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。 基因工程将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。 1、净化污染的环境 考点一：基因工程的应用 一轮复习，夯实基础！ （四）基因工程与环境保护 2、环境监测 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。 3、生产清洁能源 利用经过基因改造的微生物生产清洁能源。 考点 01 02 03 基因工程的应用 蛋白质工程的原理和应用 生物技术的安全性与伦理问题 1.基础： 3.操作对象： 4.目的： 5.地位： 6.理论和技术： 2.途径： 蛋白质工程 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 改造或合成基因 改造现有蛋白质或制造一种新蛋白质,以满足人类生产和生活的需求 在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 基因 分子生物学、晶体学和计算机技术 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 1、蛋白质工程的目标： 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。 2、改造蛋白质的方法： 改造 或 合成 基因 为什么蛋白质工程需改造基因而不是直接改造蛋白质？ ①基因决定蛋白质的合成，改造了基因可以间接改造蛋白质； ②改造基因可以遗传，改造蛋白质无法遗传； ③蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大。 改造基因比改造蛋白质更容易操作。 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 学科交叉 蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型；要制备蛋白质晶体，然后通过X射线衍射技术，分析晶体结构；要用到基因的定点突变技术来进行碱基的替换。 3、蛋白质工程的基本原理： 预期功能 生物功能 设计 蛋白质 （三维结构） 推测 改造或合成 转录 翻译 折叠 行使 目的基因 mRNA 多肽链 中心法则的逆过程，与天然蛋白质合成的过程相反。 从预期的蛋白质功能出发 推测应有的氨基酸序列 → 设计预期的蛋白质结构 → 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新基因 → 获得所需要的蛋白质 → 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 六聚体 单体 设计后胰岛素B链部分氨基酸序列： 酪氨酸 苏氨酸 赖氨酸 脯氨酸 苏氨酸 B28 B29 mRNA 天然胰岛素B链部分氨基酸序列： 酪氨酸 苏氨酸 脯氨酸 赖氨酸 苏氨酸 B28 B29 mRNA DNA DNA 【拓展】 基因定点突变技术（胰岛素基因改造为例） 天然胰岛素对应的部分基因： 待突变位点 常规下游引物 突变上游引物 产物作为 下一轮PCR的大引物 进行PCR1 待突变位点 下游大引物 常规上游引物 【拓展】 基因定点突变技术（胰岛素基因改造为例） 待突变位点 下游大引物 常规上游引物 进行PCR2 PCR 合成的人胰岛素突变基因 【拓展】 基因定点突变技术（胰岛素基因改造为例） 【小结】基因定点突变技术 需要用到三条引物进行两轮PCR，这三条引物分别是突变上游引物、常规上游引物和常规下游引物。 第一轮PCR利用突变上游引物和常规下游引物进行扩增，得到不完整的含有突变位点的DNA片段； 第二轮PCR利用第一轮扩增产物中的一条DNA链作为下游大引物，它与常规上游引物一起扩增得到完整的含有突变位点的DNA片段。 方法一：大引物PCR 【拓展】 基因定点突变技术（胰岛素基因改造为例） 指在PCR技术的基础上，采用具有互补末端的引物，使PCR产物形成重叠链，通过重叠链延伸，将不同来源的片段重叠拼接起来的一项技术。 【小结】基因定点突变技术 方法二：重叠延伸PCR 【拓展】 基因定点突变技术（胰岛素基因改造为例） C G 定点突变 A T 引物a 引物c 引物b 引物d 产物AB PCR1 至少第2次循环获得 产物CD PCR2 至少第2次循环获得 CD下链 AB上链 突变产物AD PCR3 引物a 引物d PCR4 大量突变产物AD 【小结】基因定点突变技术 方法二：重叠延伸PCR 【拓展】 基因定点突变技术（胰岛素基因改造为例） 项目 蛋白质工程 基因工程 操作对象 操作起点 操作水平 操作流程 结果 实质 联系 基因 基因 DNA分子水平 DNA分子水平 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→获得所需要的蛋白质 目的基因的筛选与获取→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 改造蛋白质 或 合成新的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质 通过改造或合成基因来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状 蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程； 蛋白质工程离不开基因工程，其包含基因工程的基本操作。 预期蛋白质功能 目的基因的筛选与获取 （1）医药工业方面——研发速效胰岛素类似物 4、蛋白质工程的应用 六聚体 二聚体 单体 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 天然干扰素 （体外保存困难） 改造后的干扰素 （-70℃可保存半年） 半胱氨酸 丝氨酸 天然干扰素不易保存 预期结构 改造 一个半胱氨酸变成丝氨酸 新干扰素基因 转录 mRNA 折叠 预期功能 行使功能 延长保存时间 设计结构 氨基酸替换 推测序列 翻译 多肽链 在-70℃下可以保存半年 （1）医药工业方面——延长干扰素体外保存时间 4、蛋白质工程的应用 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 医学问题：小鼠单克隆抗体会使人体产生免疫反应，从而导致治疗效果大大降。 解决办法： 负责识别和 结合抗原 在同一种动物中，恒定区较为相似。 通过改造基因，将小鼠抗体上结合抗原的区域（即可变区）“嫁接”到人的抗体（即恒定区）上，经过这样改造的抗体诱发免疫反应的强度就会减低很多。 （1）医药工业方面——制备人鼠嵌合抗体 4、蛋白质工程的应用 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 如枯草杆菌蛋白酶具有水解蛋白质的作用，常被用于洗涤剂工业、丝绸工业等。迄今为止，利用蛋白质工程获得的该酶的突变体已有上百种，从中可能筛选出一些符合工业化生产需求的突变体，从而提高这种酶的使用价值。 ——蛋白质工程被广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶。 枯草杆菌 枯草杆菌蛋白酶 （2）其他工业方面 4、蛋白质工程的应用 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 赖氨酸合成 调控 达到一定浓度 两种酶的活性 二氢吡啶二羧酸合成酶 天冬氨酸激酶 + 赖氨酸含量 抑制 提高 提高 限制 提高 提高5倍 提高2倍 异亮氨酸 （352位） 苏氨酸 （352位） 变为 异亮氨酸 （104位） 天冬酰胺 （104位） 变为 (1) 提高玉米赖氨酸含量 （3）农业方面 4、蛋白质工程的应用 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。 (2) 改造某些参与调控光合作用的酶 （3）农业方面 4、蛋白质工程的应用 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 38 科学家利用蛋白质工程的思路来设计优良微生物农药,通过改造微生物蛋白质的结构，增强微生物防治病虫害的效果。 伊维菌素 (3) 改造微生物蛋白质结构 伊维菌素是由土壤中发现的一种新型链霉菌提取出了一种名为阿维菌素的抗生素，经过多年的不断改造获得的，伊维菌素是新型的广谱、高效、低毒抗动物寄生虫病兽药。 （3）农业方面 4、蛋白质工程的应用 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ 39 要设计出更加符合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带来更多的福祉。 5、蛋白质工程面临的问题及前景展望 （1）蛋白质工程的难点： 蛋白质工程是一项难度很大的工程。 原因：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。 （2）前景展望： 由计算机建立的血红蛋白三维结构模型 考点二：蛋白质工程的原理和应用 一轮复习，夯实基础！ ④将连接产物导入大肠杆菌 重组质粒 空质粒 导入空质粒 导入了质粒的大肠杆菌才能存活 导入重组质粒 1.某动物体内含有研究者感兴趣的目的基因，研究者欲将该基因导入大肠杆菌的质粒中保存。该质粒含有氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、LacZ基因及一些酶切位点，其结构和简单的操作步骤如下图所示。  挑选 白色菌落 练习与应用 p98 41 请根据以上信息回答下列问题。 （1）在第②步中,应怎样选择限制酶？ （2）在第③步中，为了使质粒DNA与目的基因能连接，还需要在混合物中加入哪种物质？ （3）选用含有 AmpR 和 LacZ 基因的质粒进行实验有哪些优势？ （4）含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现什么颜色？ 为什么？ 相同的限制酶或切割能产生相同末端的限制酶 DNA连接酶 便于进行双重筛选。AmpR 基因可用于检测质粒是否导入了大肠杆菌，LacZ 基因可以检测导入的是否为空质粒。 目的基因的插入破坏了LacZ基因，使其不能表达出 B-半乳糖苷酶，底物 X-gal不能被分解，因此菌落为白色。 白色 练习与应用 p98 42 考点 01 02 03 基因工程的应用 蛋白质工程的原理和应用 生物技术的安全性与伦理问题 1、转基因成果 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ （1）转基因微生物方面 对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域。 ①微生物的优点：生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感、 容易进行遗传物质操作等。 ②实例： 转基因技术培育的啤酒酵母能减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期； 构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸； 基因工程菌生产的药物几乎涉及各种类型疾病的治疗。 1、转基因成果 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ （2）转基因动物方面 将生长激素基因、促生长激素释放激素基因等转入动物体内，培育了生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。 将某些抗病毒的基因转入动物体内，培育了抵抗相应病毒的动物新品种。 建立某些人类疾病的转基因动物模型，模拟疾病的发生和发展过程，为研究该疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据。 转基因小鼠I型糖尿病模型、 原发性高血压模型 实例： 1、转基因成果 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ （3）转基因植物方面 培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。 实例：转基因耐储藏番茄 1、转基因成果 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 【拓展】 防止基因污染 基因污染指对原生物种基因库非预期或不受控制的基因流动。外源基因通过转基因作物或转基因动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分。基因污染主要是由基因重组引起的。 在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止基因污染。例如，我国科学家将来自于玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。另外，还可以把外源基因转入叶绿体DNA中。 2、对转基因产品安全性的争论 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市。 不是人云亦云，更不是诋毁科学创新、造谣惑众，而是需要以完备的相关科学知识为基础，既清晰地了解转基因技术的原理和操作规程； 如何理性看待转基因技术 应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响； 要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论； 坚持正确的社会舆论导向。 2、对转基因产品安全性的争论 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 优点： ①解决粮食短缺问题； ②大大减少农药的使用量，减少环境污染； ③增加食物营养，提高附加值； ④增加食物种类，提升食物品质； ⑤提高生产效率，带动相关产业发展。 缺点： ①可能出现新的过敏原或重组形成新病原微生物； ②可能产生抗除草剂的超级杂草； ③可能使疾病的传播跨越物种的界限（基因污染）； ④可能会破坏生物多样性； ⑤可能会对人类生活环境造成二次污染。 3、生殖性克隆与治疗性克隆 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 取出 体细胞 取核 核移植 诱导 去核卵母细胞 重构胚胎 移植 发育 代孕母体 胚胎干细胞 分娩 克隆人 发育 各种细胞组织或器官 移植 治疗性克隆 生殖性克隆 利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。 通过克隆技术产生独立生存的新个体。 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 3、生殖性克隆与治疗性克隆 治疗性克隆 生殖性克隆 目的 处理方式 联系 治疗人类疾病 用于生育，产生新个体 获得早期胚胎主要用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的细胞、组织或器官。 获得早期胚胎需通过胚胎移植，到母体子宫内发育成个体。 都属无性生殖，原理都是动物细胞核的全能性。 产生新个体、新组织，遗传物质相同。 涉及的生物技术有动物细胞培养、体细胞核移植、早期胚胎培养等。 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 3、生殖性克隆与治疗性克隆 我国对待生殖性克隆人的态度： 2002年2月和9月，在联合国总部召开的制定《禁止生殖性克隆人国际公约》特委会和工作组会议上，我国代表团指出，中国政府积极支持制定该公约，坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验。 一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。 我国政府对治疗性克隆的态度： 我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。 《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》规定：利用体外受精、体细胞核移植等技术获得的囊胚，其体外培养期限自受精或核移植开始不得超过14d；不得将这样获得的已用于研究的人囊胚植入人或任何其他动物的生殖系统。 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 3、生殖性克隆与治疗性克隆 iPS细胞技术 外国科学家用4种转录因子诱导人的成纤维细胞转变成了iPS细胞。 我国科学家用4种小分子化合物诱导小鼠的成纤维细胞转变成了iPS细胞（化学诱导多能干细胞）。在一定程度上避免了用特定的转录因子诱导iPS细胞可能带来的致癌风险。 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 3、生殖性克隆与治疗性克隆 iPS细胞技术 病人 取出 体细胞 取核 细胞核 去核卵母细胞 核移植 重构胚胎 取出 胚胎干细胞 诱导 各种细胞组织或器官 移植 取出 成纤维细胞 细胞发生转化 iPS细胞 诱导 各种细胞组织或器官 移植 iPS细胞治疗 治疗性克隆 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 4、试管婴儿与“设计试管婴儿” “设计试管婴儿”实际上是指在将体外受精形成的胚胎移植入母体前，根据人们需要，将胚胎的细胞取出，进行特定基因的检测；当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体。 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 5、生物武器 （1）生物武器的种类 种类 实例 致病菌类 病毒类 生化毒剂 波特淋菌、霍乱弧菌、炭疽杆菌、鼠疫杆菌 天花病毒、SARS病毒 肉毒杆菌毒素、河豚毒素、黄曲霉毒素 （2）生物武器的特点 ①致病力强：少量使用即可使人患病。在缺乏防护、人员密集、平时卫生条件差的地区，因其所致的疾病极易传播、蔓延。 ②攻击范围广： 直接喷洒的生物气溶胶，可随风飘到较远的地区，杀伤范围可达数百至数千平方公里。 生物战剂分散成微小的粒子悬浮在空气中，这种微粒和空气的混合体叫气溶胶。 考点三：生物技术的安全性与伦理问题 一轮复习，夯实基础！ 5、生物武器 （2）生物武器的特点 ③传播途径多：可通过气溶胶、牲畜、植物、昆虫、信件等多种不同形式释放传播。 ④不易被发现，难以防治： 生物武器可以随身携带。使用时不需要其他相关设备和装置，使用后一般不会留下痕迹。 多数生物武器传播的是传染病，传染病一般具有潜伏期， 早期不易被发现，所以更容易大面积爆发。 ⑤传播具有潜伏期： ⑥成本低 2000美元 传统武器 800美元 核武器 1美元 生物武器 $