2027届高考生物人教版一轮复习课件 第43讲 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题

该高中生物学高考复习课件聚焦基因工程应用、蛋白质工程、生物技术安全性及DNA粗提取与扩增等核心考点，依据高考评价体系分析2025河南、广东等多省考情，明确基因工程应用（占比40%）、实验题（占比35%）等高频考点，归纳选择与非选择典型题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题演练+素养提升”策略，如结合2024安徽DNA粗提取真题解析酒精分离原理，通过蛋白质工程与基因工程对比表格培养科学思维，依托转基因安全性讨论强化态度责任。特设实验步骤易错点警示，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题 高中生物·一轮复习·第43讲 SW生老师 考情 分析 基因工程的应用和蛋白质工程 ①2025河南T21　②2025广东T21　③2025浙江T24　 ④2025湖南T21 ⑤2025安徽T15⑥2025黑吉辽蒙T25 DNA的粗提取与鉴定 ①2025江苏T23②2024安徽T14③2024山东T13④2023福建T4 ⑤2023广东T11 考情 分析 DNA片段的扩 增与电泳鉴定 ①2025广东T7②2025河北T22③2025陕晋宁青T21④2025黑吉辽蒙T25 ⑤2024湖南T15⑥2024浙江T20⑦2024江西T19⑧2024黑吉辽T7 ⑨2024河北T13⑩2023江苏T22⑪2023山东T25 生物技术的安 全性与伦理问题 ①2024浙江T1　　②2023浙江T2　　 ③2022北京T21　　④2022辽宁T12 基因工程的应用 PART 01 1.转基因抗虫植物 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因（相关基因），导入作物，使其具有抗虫性，是目前防治作物虫害的一种发展趋势。已问世的的转基因抗虫植物有转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。 转基因抗虫水稻（绿色植株）与 对照（被害虫侵害的黄色植株） 一、基因工程在农牧业方面的应用 2.转基因抗病植物 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。如转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 3.转基因抗除草剂植物 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，可培育出抗除草剂的作物品种。这样在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。目前已经获得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 （1）哪些环境条件会造成农作物低产、减产？ 盐碱、干旱、低温和涝害等 （2）盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？ 细胞内的渗透压调节 （3）在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？ 调节细胞渗透压的基因 抗逆转基因植物 鱼的抗冻蛋白基因 4.改良植物的品质 利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。例如，将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。我国科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值。 高赖氨酸玉米 含大量维生素的转基因玉米 转基因大豆，改善粮食作物的营养成分（必需氨基酸）含量高。 抗癌抗衰老的紫色西红柿 改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质 5.提高动物的生长速率 科学家将外源生长激素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。例如，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” 6.改善畜产品的品质 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，这称为乳糖不耐受。我国约有1/3的成年人乳糖不耐受。科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。 低乳糖奶牛 ①常见药物类型 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 ②实例 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基因工程药物均已投放市场。 可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等 1.基因改造微生物或动植物的细胞生产药物 二、基因工程在医药卫生领域的应用 乳汁中含有人生长激素 的转基因牛 含人凝血因子基因的 转基因羊（治血友病） 用转基因动物生产药物 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。 1980-1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1Kg培养物中可以得到20—40mg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。 思考：根据前面学过的基因工程的操作程序，说出通过基因工程方法用酵母菌生产乙肝疫苗的过程是怎样的？（提示：乙肝病毒抗原蛋白基因） ①用PCR扩增乙肝病毒抗原蛋白基因； ②将乙肝病毒抗原蛋白基因插入质粒，构建基因表达载体； ③将该基因表达载体导入酵母菌(该过程也是将酵母菌制备成感受态细胞，但是并不是用Ca2+处理，而是用醋酸锂处理）； ④检测并鉴定，筛选出成功转化的酵母菌，进行发酵培养，分离并提纯产物，获得乙肝病毒抗原蛋白。 ①实例 ②相关基因 ③过程 乳腺生物反应器（牛、山羊） 药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组 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 基因表达载体 显微注射 受精卵 泌乳期 分泌乳汁 转基因动物 药物 早期胚胎培养 胚胎移植 早期胚胎 2.让转基因哺乳动物批量生产药物 ④应用 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-抗胰蛋白酶等重要的医药产品。 喝牛奶可以代替打针吃药吗？ 3.用转基因动物作为器官移植的供体 （1）原因 人体移植器官短缺是一个世界性难题。为此，人们不得不把目光移向寻求可替代的器官移植。 利用基因工程对猪的器官进行改造。 （2）以猪作为器官移植供体的原因 由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似； 猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物。 实现这一目标的最大难题是免疫排斥。 （3）对猪的器官进行改造的方法：在器官供体的_______中导入某种_________，以______________________，或设法_________________，然后再结合______技术，培育出____________________的__________________。 基因组 调节因子 抑制抗原决定基因的表达 除去抗原决定基因 克隆 不会引起免疫排斥反应 转基因克隆猪器官 产品名称 受体细胞 临床应用 重组人胰岛素 大肠杆菌 治疗糖尿病 重组人红细胞生成素 哺乳动物细胞 治疗贫血 重组人生长激素 大肠杆菌 治疗生长缺陷 重组人表皮生长因子 大肠杆菌 治疗烫伤、溃疡等 重组人肿瘤坏死因子 大肠杆菌 治疗肿瘤 重组人干扰素（多种） 酵母菌等 治疗病毒感染、肿瘤等 重组人白细胞介素 大肠杆菌 治疗肿瘤 重组尿激酶原 大肠杆菌 治疗心脏病等 重组人集落刺激因子 哺乳动物细胞 辅助治疗血友病、艾滋病等 重组人抗血友病因子 哺乳动物细胞 治疗血友病 重组人组织型纤溶酶原激活物 哺乳动物细胞 溶解血栓 部分利用基因工程技术生产的医用多肽和蛋白质类产品 1.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。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。 2.实例 ①阿斯巴甜 一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。 三、基因工程在食品工业方面的应用 ②凝乳酶 大多数奶酪的生产需要使用凝乳酶来凝聚固化奶中的蛋白质。 ①传统制备方法：杀死未断奶的小牛，将其第四胃的黏膜取出来提取。 ②基因工程技术：将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 ③淀粉酶、脂酶 加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食物要用到的脂酶等也可通过构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产。 基因工程获得的工业用酶的纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。 3.优点 基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种，获得很多过去难以得到的生物制品，甚至还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产能源…… 基因工程的其他应用 比较项目 乳腺（房）生物反应器 基因工程菌生产药物 基因结构 基因产物 受体细胞 导入细胞 生产条件 产物提取 哺乳动物基因的结构与人类结构基本相同 细菌或酵母菌等生物的基因结构与人类基因结构有较大差异 与天然蛋白质完全相同 细菌细胞内缺少内质网、高尔基体等细胞器，合成的蛋白质可能不具有生物活性 哺乳动物的受精卵 微生物细胞 显微注射法 感受态细胞法 不需要严格的灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 从动物乳汁中提取，相对简单 （一般经过工业发酵后）从微生物细胞（或发酵液）中提取，相对复杂 乳腺生物反应器与基因工程菌生产药物比较 蛋白质工程的原理和应用 PART 02 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。 基础： 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 操作方法及对象： 改造或合成基因。 结果： 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。 目的： 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。 蛋白质工程的实质： 相关学科及技术： 分子生物学、晶体学和计算机技术。 蛋白质工程的概念 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。（即对编码蛋白质的基因进行改造） 1.基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。 2.基因工程的局限性： ①基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 ②天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。 实例对天然酶的改造：玉米中赖氨酸含量较低，经人工设计改造，可使其叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍。 一、蛋白质工程崛起的缘由 实例：对天然酶的改造 赖氨酸 天冬氨酸激酶 （含量低） 二氢吡啶二羧酸合成酶 玉米 促进 促进 抑制 抑制 改造 后的 天冬氨酸激酶 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） 改造后的二氢吡啶二羧酸合成酶 变为 玉米 赖氨酸 （含量提高5倍） 促进 （含量提高2倍） 赖氨酸 玉米 促进 4.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。 5.蛋白质工程的实质：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。 6.天然蛋白质合成的过程：天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的。基因→表达（转录和翻译）→形成具有特定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。 7.蛋白质工程的基本思路：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 蛋白质工程流程图 预期功能 生物功能 分子设计 折叠 DNA合成 翻译 转录 基因 DNA 蛋白质 结构 氨基酸 序列 mRNA 二、蛋白质工程的基本原理 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 可生产自然界没有的蛋白质 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 ①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； ②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 蛋白质工程和基因工程的比较 是否合成新的基因 蛋白质工程 是否对原有基因进行改造 是 否 是 否 蛋白质工程 基因工程 看蛋白质 看基因 是否为天然蛋白质 是 否 蛋白质工程 基因工程 思考：如何辨别一个操作是基因工程还是蛋白质工程？ 能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的宿主细胞中，让宿主细胞生产人类所需要的蛋白质食品呢？ 理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。利用改造后的动物细胞、微生物细胞等可以生产人类需要的蛋白质，但这些蛋白质往往都是自然界中已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来的、自然界中不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对大多数蛋白质的高级结构和蛋白质在生物体内如何行使功能了解得还不够，很难设计出一个全新的而又具有功能的蛋白质。即使设计并获得了一个全新的蛋白质，它的生理生化特性、用它生产的蛋白质食品的安全性等都需要长期深入的研究。 蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。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。 由计算机建立的血红蛋白三维结构模型 三级结构 一级结构 四级结构 二级结构 天然蛋白质易形成二聚体或六聚体 预期结构 改造 B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或将它与B29位的赖氨酸交换位置 新胰岛素基因 转录 mRNA 折叠 预期功能 行使功能 降低胰岛素的聚合作用 设计结构 改变B链第20～29位氨基酸组成 推测序列 翻译 多肽链 有效抑制胰岛素的聚合 1、医药工业方面 （1）研发速效胰岛素类似物 三、蛋白质工程的应用 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 （2）延长干扰素体外保存时间 （3）降低人对小鼠单抗隆抗体的免疫反应 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。 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。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。 3、农业方面 （1）改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的速率，增加粮食的产量。 （2）利用蛋白质工程的思路设计优良微生物农药，通过改造微生物蛋白质的结构，使它防治病虫害的效果增强。 2、其他工业方面 生物技术的安全性与伦理问题 PART 03 1. 在转基因微生物方面的成果 (1) 对微生物的基因改造的优点 微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快，对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。 (2)对微生物的基因改造的成果 ① 用来减少啤酒酵母双乙酰（一种啤酒发酵过程中的产物，它的浓 度过高会影响啤酒的风味和口感）的生成，缩短啤酒的发酵周期。 ② 构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸。是工业生产重要途径。 ③ 用工程菌生产药物已经几乎涉及各种疾病的治疗。2014年，全世 界包括基因工程药物在内的生物技术药物销售额达1.2万亿元。 对微生物的基因改造是基因工程研究最早的领域 一、转基因食品的安全性 ①将生长激素基因、促生长激素释放激素基因转入动物体内，培育出大批生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽； 绿色荧光转基因猪 ②导入某些抗病毒基因，培育抵抗相应病毒的动物新品种； ③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。 2.转基因动物方面 科学家已经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农作物，如：大豆，玉米，棉花，油菜，水稻等 转基因植物的研究成果同样令人兴奋。 3.转基因植物方面 转基因大豆可以抵抗杀草剂——草甘膦（毒滴混剂），同时出油率比普通大豆高3~5%。 那么，人们是根据什么认为转基因食品不安全？你的看法呢？ 硕果累累的转基因成果在带给人们喜悦的同时，也促使人们关注转基因生物的安全性问题。 1.产生争论的原因 2.争论的内容 人们所生活的国家或社会，政治制度、意识形态、宗教信仰、经济发展水平、历史背景、传统文化和伦理道德观念等的差异，决定了人们具有不同的价值观取向。 对于转基因技术产生不同的见解，特别是在转基因食品的安全性等方面发生激烈的争论。 二、对转基因产品安全性的争论 理性看待转基因技术不是人云亦云，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；要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。 社会舆论导向正确了，往往有利于决策者作出正确的决策，从而促进科学技术的发展；相反，舆论导向不正确将可能阻碍科学技术的发展。 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。 三、理性看待转基因技术 2001年，人胚胎克隆成功(治疗性克隆) 2002年，培育出克隆人：“夏娃”(生殖性克隆) 治疗性克隆 生殖性克隆 是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。 是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。 目的：生殖 目的：治疗疾病 四、生殖性克隆人面临的伦理问题 治疗性克隆的一般过程示意图 公众或者专家对生殖性克隆人研究的不同见解 赞成理由 否定理由 ① 这是一项科学研究，既然是科学，就有它内在的发展规律，社会应该允许科学家研究。 ①有的伦理学家认为，生殖性克隆人“有违人类尊严”。如果允许人像产品一样被制造，强制一个人共享另一个人的DNA，将使人类尊严丧失殆尽。 ② 虽然现在人们伦理道德观念不能接受这一切，但是人的观念是可以改变的。 ②还有伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用。 ③技术问题可以通过胚胎分割，基因诊断和染色体检查等方法得到解决。 ③许多生物学家认为，克隆技术还不成熟，数百枚卵构建重构胚，才成功孕育一只克隆羊。胚胎着床率低、流产率高、死胎和畸形率高。这些严重违背人类伦理道德。 1.中国政府对克隆人的态度 2.中国政府对生殖性克隆人的四不原则是什么？ 不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆实验。 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。 五、我国禁止生殖性克隆人 3.中国政府对生殖性克隆人的四不原则的原因是什么？ (1)克隆人只是某些人出于某种目的制造出的“产品”，没有“父母”，这可能导致他们在心理上受到伤害； (2)由于技术问题，可能孕育出有严重生理缺陷的克隆人。 (3)克隆人的家庭地位难以认定，这可能使以血缘为纽带的父子、兄弟和姐妹等人伦关系消亡。 (4)生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念。 (5)生殖性克隆人是对人类尊严的侵犯。 (6)生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存和进化。 4.中国政府重视治疗性克隆涉及的伦理问题 颁布了： 《人类辅助生殖技术管理办法》 《人类辅助生殖技术规范》 《人类辅助生殖技术和人类精子库伦理原则》 《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》 《干细胞临床研究管理办法（试行）》 以保证干细胞的研究在有关规定下进行，并尊重国际公认的生命伦理准则，促进我国干细胞研究健康发展。 我国政府主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。 “设计试管婴儿”又称“治疗性试管婴儿”是指为确保小孩具有某些长处或者避免某些缺陷，在植入前对胚胎进行遗传学诊断的那一类孩子。是第三代试管婴儿技术。 设计试管婴儿技术可以用来解决异体器官移植免疫排斥的问题。如右图所示。 设计试管婴儿技术可以用来预防某些疾病。如：2018年诞生的基因编辑婴儿。基因编辑婴儿的产生比试管婴儿技术多一个环节，就是在受精卵时，通过基因编辑技术修改一个或几个基因。 设计试管婴儿的伦理问题争论 六、警惕用新技术研究生殖性克隆人 第 1 代试管婴儿技术 通过常规的体外受精和胚胎移植技术直到临床妊娠分娩。此技术主要适用于因女方因素引起的不孕症患者。 第 2 代试管婴儿技术 通过显微人工受精技术， 帮助精子通过透明带或穿过卵细胞膜， 直至临床妊娠分娩主要适用于男方因素引起的不孕症患者， 也适用于上述女方因素引起的不孕。 第 3 代试管婴儿技术 第三代“试管婴儿”是指胚胎着床前进行遗传学诊断。剔除带有疾病遗传物质的胚胎。通过此技术可以提高出生试管婴儿的质量。 知识补充：三代试管婴儿 克隆、试管婴儿与设计试管婴儿的辨析 (1)克隆动物的早期胚胎是通过细胞核移植，形成重组细胞后培养得到的，该过程中没有减数分裂和受精作用，属于无性生殖。 (2)试管婴儿培育过程中有受精作用，属于典型的有性生殖，只是受精过程和早期胚胎发育前期发生在体外。解决不孕不育问题。 (3)设计试管婴儿技术重在“设计”，“设计”是指在胚胎移植之前进行遗传学诊断。 生物战剂及施放它的武器、器材总称生物武器。生物战剂是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素。 生物武器的种类 细菌：鼠疫菌、霍乱、伤寒、炭疽 病毒：天花病毒、动物痘病毒 重组基因技术制造全新的致病菌：重组蜡状杆菌、重组流感病毒、新型鼠痘病毒 神经毒剂：如肉毒杆菌毒素 七、生物武器 直接吸入 1 经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。 食物传播 2 接触带菌生活必需品 3 被带菌昆虫叮咬等 4 1、生物武器的传播途径 (1)致病性强：外界抵抗力强，稳定；人易感 (2)较隐蔽：不易被发现；易传播（如气溶胶），发病有潜伏期 (3)易得到：制备容易，花费小 (4)治疗困难。 2.生物武器的特点 3.生物武器情况及与其它武器比较 (2)每平方公里导致50%死亡率的成本，常规武器为2000美元，核武器为800美元，化学武器为600美元，而生物武器仅为1美元。生物武器的极端是基因武器，只需20克超级基因武器，就足以使60亿地球人死于非命。生物武器又叫“穷国的核武器”。 (1)美军生物武器已经公布装备的“标准”生物战剂有，黄热病、委马脑炎、炭疽杆菌、Q热立克次体、肉毒杆菌毒素、葡萄球菌肠毒素、结核菌、伤寒菌、技天花病毒、鼠疫杆菌等。 (1)二战中：日军建细菌武器工厂，用中国人做活体实验；用细菌武器，使几十万中国百姓死亡等 (2)二战后：某些国家发展细菌武器、生化毒剂，如炭疽杆菌（传染性极强，感染者死亡率极高） 、肉毒杆菌毒素（阻滞神经末梢释放乙酰胆碱而引起肌肉麻痹，极少量使人致死）、天花病毒等 (3)目前：有些国家用重组基因技术制造全新致病菌，使感染者突然发病，无药可医，受害国极度恐慌，机构瘫痪。如新型鼠痘病毒，转基因蜡状杆菌，含毒素基因的流感病毒等 绝不能掉以轻心！ 4.生物武器的危害 不论在何种情况下，生物武器的生产、储存和使用都将对受害国的民众，以及所有爱好和平的人们造成极度的恐慌和致命的危害。 2010年第65届联合国大会，我国政府重申支持公约的宗旨和目标。并主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。 1972年，苏联、美国、英国签署《禁止生物武器公约》 1984年11月15日，我国加入这一公约，1998年中美两国元首重申了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。 5. 《禁止生物武器公约》 能力提升 PART 04 1.乳腺生物反应器指的是转基因动物的乳腺吗？ 2.为什么将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起？ 3.药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中？ 4.生物反应器除了用乳腺，还可以用什么器官？ 让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达 几乎所有细胞 膀胱 不是，乳腺生物反应器指的就是这个转基因生物 5.膀胱生物反应器哪些方面优于乳腺生物反应器？ 6.研制膀胱生物反应器时，应如何处理目的基因？ 7.用生物反应器生产药物的优点？ 不局限于性别与生长期（乳腺生物反应器必须是雌性，且泌乳期才会分泌） 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 产物容易提取 8．加工转化糖浆时，采用什么方法使工业用酶的纯度更高，而且它的生产成本显著降低，生产效率较高？ 。 通过基因工程技术构建基因工程菌，然后通过 发酵技术大量生产 9.为了生产药物，常把药用蛋白基因构建的表达载体导入大肠杆菌或酵母菌细胞中构建工程菌，选用细菌或酵母菌作为受体细胞的优点有哪些？ 。 细菌和酵母菌繁殖速度快，多为单细胞，遗传物质相对少，生产能力大等 10.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优点是 。 从转基因动物一出生就 可以收集产物，不用考虑动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿液中提取蛋白质比从乳汁中提取更简便、高效 11．某同学认为只要知道了氨基酸的序列就可以利用蛋白质工程制造出各种特定功能的蛋白质，你认为他的说法科学吗？________。说明你的理由： 。 不科学 质的功能除了与氨基酸的序列有关以外，还与其特定的空间结构有关 蛋白 12.利用蛋白质工程将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，如何对现有的基因进行改造？ 。 的种类使其控制合成的氨基酸为丝氨酸 改变决定干扰素分子上半胱氨酸的碱基序列，改变其碱基 13.有人认为转基因生物都是不安全的，应禁止一切转基因生物的推广，你怎样看待。 。 技术的成果。符合国家相关政策和法规的转基因产品应予以推广 正视转基因技术可能带来的安全性问题，但同时也要认识到转基因 14．举例说明在基因研究工作中，科学家是如何采取多种方法防止基因污染的。 。 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 我国科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由 15．核移植技术使“克隆人”成为可能，该问题引起广泛讨论和争议。你想克隆自己吗？ ，原因是 。 不想 殖性克隆人严重违反人类伦理道德，且克隆技术尚不成熟，因此要禁止生殖性克隆人，坚持四不原则(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验)，但是不反对治疗性克隆 隆出的自己可能会给社会带来危害；由于生 16．我国允许治疗性克隆，治疗性克隆的优势是 。 治疗性克隆是利用克隆技术 产生特定的细胞、组织和器官，这样能避免免疫排斥反应 真题练习 PART 05 1．(2024·安徽选择考)下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是(　　) A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 D 2．(2023·福建选择考)关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”(实验Ⅰ)和“DNA的粗提取与鉴定”(实验Ⅱ)的实验操作，下列相关叙述正确的是(　　) A．实验Ⅰ中，PCR实验所需的移液器、枪头、蒸馏水等必须进行高压灭菌处理 B．实验Ⅰ中，将扩增得到的PCR产物进行凝胶电泳，加样前应先接通电源 C．实验Ⅱ中，取洋葱研磨液的上清液，加入等体积冷酒精后析出粗提取的DNA D．实验Ⅱ中，将白色丝状物直接加入二苯胺试剂中并进行沸水浴，用于鉴定DNA C 3．(2024·浙江1月选考)关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是(　　) A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产 C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产 D 4．(2023·浙江1月选考)以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是(　　) A．试管婴儿技术应全面禁止 B．治疗性克隆不需要监控和审查 C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 D 5．(2022·辽宁选择考)抗虫和耐除草剂玉米双抗12­5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据，采用PCR方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是(　　)   A．预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B．后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C．延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D．转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 B $