资源简介

(共24张PPT)
第36讲
基因工程和生物技术的
安全性与伦理问题
第三课时
2
1
3
重组DNA技术的基本工具
基因工程的基本操作程序
考点梳理
基因工程的应用和蛋白质工程
知识梳理
DNA的复制相关计算
神经调节和体液调节的关系
4
生物技术的安全性与伦理问题
基因工程的应用和蛋白质工程
考点3
1. 基因工程的应用
方面 应用 成果举例
农牧业方面 植物 转基因抗虫植物 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻、马铃薯等
转基因抗病植物 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等
转基因抗除草剂植物 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等
改良植物品质 提高玉米中赖氨酸含量等
动物 提高动物的生长速率 转基因鲤鱼
改善畜产品的品质 转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量降低
医药卫生领域 对微生物或动植物的细胞 进行基因改造 细胞因子、抗体、疫苗和激素等
让哺乳动物批量生产药物 乳腺生物反应器（乳房生物反应器）
建立移植器官工厂 转基因克隆动物器官
食品工业 方面 基因工程菌 生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
其他应用 培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”，
经过基因改造的微生物来生产能源等
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。
1. 培育过程：
2. 应用：
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
发育
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
乳腺生物反应器或乳房生物反应器
注意：
1. 动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，
而不是为了产生体型巨大的个体。
2. 原核生物的基因（如抗虫基因）可以作为真核生物（棉花）的目的基因。
3. 乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，
而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，
乳腺生物反应器需是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，
而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产。
2. 蛋白质工程：
（1）概念：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。
（2）操作对象：
（3）结果：
（4）与基因工程的关系：
改造或合成基因
改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质
在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
预期的蛋白质功能
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
获得所需蛋白质
预期
功能
生物
功能
设计
推测
改造或合成
行使
折叠
目的基因
转录
mRNA
翻译
多肽链
蛋白质
(三维结构)
思
路
（1）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）方法：
改造或合成基因
3. 蛋白质工程的基本原理
应用 实例
医药工业方面 研发速效胰岛素类似物，利用蛋白质工程研发药物
其他工业方面 改进酶的性能或开发新的工业用酶
农业方面 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；设计优良微生物农药，通过改造微生物蛋白质的结构，
使防治病虫害的效果增强
面临的困难 对蛋白质发挥功能必须依赖的正确的高级结构的了解还很不够
4. 蛋白质工程的应用
项目 蛋白质工程 基因工程
区 别 过程 预期蛋白质功能→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→获取所需要的蛋白质 目的基因的筛选与获取
→ 基因表达载体的构建
→ 将目的基因导入受体细胞
→ 目的基因的检测与鉴定
实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人
类所需要的新的生物类型或生物产品
结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质
联系 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 基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造 蛋白质工程与基因工程的区别与联系
W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备
乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图
所示。
（1）步骤①中需要使用的工具酶有 _______________________________。步骤②和③
所代表的操作分别是 ________ 和 _____________。步骤④称为 __________。
（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动
物的 _____________（答出2点即可）的限制。
限制性核酸内切酶、DNA连接酶　
　　胚胎移植
显微注射
早期胚胎培养
性别、年龄
精题精练
（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中
染色体DNA所含的遗传信息 _____（填相同或不同），
原因是 ____________________________________________________。
（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要
技术有 ______________________（答出2点即可）。
两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵
相同
体外受精、胚胎移植
W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备
乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图
所示。
精题精练
生物技术的安全性与伦理问题
考点4
1. 转基因产品的安全性
（1）转基因成果
领域 成果
微生物方面 ①转基因啤酒酵母缩短啤酒的发酵周期
②构建基因工程菌生产氨基酸
③用基因工程菌生产药物
转基因动物方面 ①培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜
②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
转基因植物方面 培育具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物
（2）对转基因产品安全性的争论。
① 产生争论的原因：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。
② 争论内容：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。
（3）理性看待转基因技术。
① 清晰地了解转基因技术的原理和操作规程。
② 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。
③ 靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。
（4）我国有关部门制定了一系列的政策、法规并成立相关机构，
我国对农业转基因生物实行了标识制度。
转基因生物的优点和缺点
优点 缺点
① 解决粮食缺乏问题 ② 减少农药使用，从而减少环境污染 ③ 节省生产成本，降低粮食价格 ④ 增加食物营养，提高贮藏附加值 ⑤ 增加食物种类，提升食品品质 ⑥ 促进生产效率，带动相关产业的发展 ① 可能产生新病毒和新的过敏源
② 可能产生抗除草剂的杂草
③ 可能使疾病的传播跨越物种障碍
④ 可能会损害农作物的生物多样性
⑤ 可能干扰生态系统的稳定性
2. 生殖性克隆：是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。
3. 治疗性克隆：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。
生殖性克隆和治疗性克隆的比较
类型 生殖性克隆 治疗性克隆
目的 产生独立生存的新个体 治疗疾病
水平 个体水平 细胞水平
联系 都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同
4. 关注生殖性克隆人
（1）关于生殖性克隆人的争论。
观点 理由
赞同 ① 科学研究有自己内在的发展规律，社会应该允许科学家研究
② 现在人们的伦理道德观念还不能接受这一切，
但是人的观念是可以改变的
大多数 人反对 ① 生殖性克隆人“有违人类尊严”
② 在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，
严重地违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用
③ 克隆技术不成熟，面临着流产、死胎和畸形儿等问题
4. 关注生殖性克隆人
（1）关于生殖性克隆人的争论。
（2）我国禁止生殖性克隆人。
① 中国政府态度：禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆。
② 中国政府积极支持制定《禁止生殖性克隆人国际公约》，坚决反对克隆人，
不允许进行任何生殖性克隆人实验。
③ 我国政府一再重申四不原则：
不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
（3）警惕用新技术研究生殖性克隆人
① 诱导人的iPS细胞
② 人类基因组编写计划
③ 设计试管婴儿
5. 禁止生物武器：
（1）生物武器的种类。
① 致病菌类：鼠疫杆菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、炭疽杆菌等。
② 病毒类：天花病毒等。
③ 生化毒剂类。
（2）散布途径：将病原体直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布。
（3）《禁止生物武器公约》。
① 1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止生物武器公约》，
并于1975年3月生效。
② 1984年11月，我国也加入了这一公约。
③ 1998年6月，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。
④ 2010年，在第65届联合国大会上，我国政府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。
致病能力强、攻击范围广等
试管婴儿与设计试管婴儿的区别
类型 试管婴儿 设计试管婴儿
技术手段 不需进行遗传诊断 胚胎移植前需进行遗传诊断
实践应用 解决不孕不育问题 用于白血病、贫血病等疾病的治疗
联系 二者都是体外受精，经体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植， 在生殖方式上都为有性生殖
请回答下列有关生物技术的安全性和伦理问题：
（1）一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种间存在__________，同时花粉
的传播距离和存活时间有限，转基因农作物很难与其他植物杂交，因而不大
可能对生物多样性造成威胁。
（2）在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道
德。例如，把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上；对外源
DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性或过敏的__________。
（3）一些持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很
可能孕育出有严重缺陷的孩子。但是支持克隆人的科学家则认为，一些技术
问题可以通过胚胎分级、_________ 和 ____________等方法得到解决。
（4）对于克隆技术，中国政府的态度是 ________________，但不反对____________。
治疗性克隆
生殖隔离
蛋白质
基因诊断
染色体检查
禁止生殖性克隆
精题精练
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin

展开更多......

收起↑