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专题十五　基因工程及生物技术的安全性与伦理问题
(一)基因工程
晨背·必备知识
1．(选择性必修3 P71)限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
2．(选择性必修3 P72)载体上有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。
3．(选择性必修3 P74)DNA的粗提取与鉴定的原理：DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
4．(选择性必修3 P77)PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板、2种引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶。
5．(选择性必修3 P77)真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2＋。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。
6．(选择性必修3 P80)基因表达载体的构建的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基因外，它还必须有启动子、终止子等。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。
7．(选择性必修3 P81)转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
8．(选择性必修3 P81～82)将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法、花粉管通道法；导入动物细胞的方法是显微注射法；导入微生物细胞的方法是Ca2＋处理法。
9．(选择性必修3 P82)目的基因的检测与鉴定：首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
10．(选择性必修3 P84)PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。
11．(选择性必修3 P90)乳腺生物反应器是指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，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物。
12．(选择性必修3 P91)用转基因动物(猪)作器官移植的供体，方法是在器官供体基因组中导入调控基因表达的DNA序列，以抑制抗原决定基因的表达，或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。
13．(选择性必修3 P93)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。
14．(选择性必修3 P93)基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
15．(选择性必修3 P94)对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成。
16．(选择性必修3 P94)蛋白质工程的基本思路是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。
晚练·思维表达
1．限制酶主要来源于原核生物，限制酶不能切割自身所在原核生物的DNA分子的原因是限制酶所在原核生物的DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
2．天然质粒不能直接用作基因工程载体的原因是只有具有能自我复制、有一个至多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等特点的质粒才可以用作基因工程的载体，天然质粒一般不完全具备上述条件，需要进行人工改造后才能用作基因工程的载体。
3．不能将目的基因插入载体的标记基因中的原因是标记基因用于鉴别目的基因是否成功导入受体细胞，以便将含目的基因的细胞筛选出来，将目的基因插入标记基因中会破坏标记基因，无法进行筛选。
4．农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将目的基因导入受体细胞并整合到染色体的DNA上，原因是农杆菌能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
5．在构建质粒载体时，目的基因的序列中能否含有用到的限制酶的识别序列，为什么？不能，因为目的基因的序列中若含有用到的限制酶的识别序列，目的基因可能会被切断。
6．人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是找到第6位氨基酸甲对应的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲对应的碱基替换为氨基酸乙对应的碱基。
(二)生物技术的安全性与伦理问题
晨背·必备知识
1．(选择性必修3 P102)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。
2．(选择性必修3 P103)对转基因产品安全性存在争论的原因：人们的价值观取向不同，对于转基因技术就会产生不同的见解，特别是在转基因食品的安全性等方面发生激烈的争论。
3．(选择性必修3 P104)转基因技术安全性保障措施：针对转基因技术的应用，我国颁布和实施了一系列法规和政策，既维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。
4．(选择性必修3 P106)生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。
5．(选择性必修3 P106)治疗性克隆是指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。
6．(选择性必修3 P107)我国对生殖性克隆人的态度：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
7．(选择性必修3 P109)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在应用上的区别：前者主要用于解决不孕不育问题，后者可以用于治疗白血病、贫血症等疾病，也可用于设计孕育不患某些遗传病的胎儿；在技术手段上的区别：与“试管婴儿”相比，“设计试管婴儿”在胚胎移植前需进行遗传学诊断。
8．(选择性必修3 P111)生物武器的种类：致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。
9．(选择性必修3 P111)生物武器的特点：致病能力强、攻击范围广。
10．(选择性必修3 P111)散布途径及危害：生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布。
11．(选择性必修3 P113)我国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。
晚练·思维表达
1．为避免人为遗传改造品种对自然鱼群基因库的干扰，通常需要将其培育成三倍体鱼后才能投放到自然水体中饲养，其原因是三倍体鱼在进行减数分裂时染色体联会紊乱，几乎不能形成正常的生殖细胞，投放到自然水体中饲养不会因与其他鱼类杂交引起生态危机。
2．对于植物来说，导入外源基因容易引起基因污染，科学家为此将外源基因导入叶绿体或线粒体内，原因是在叶绿体或线粒体内的目的基因不会通过花粉传递，故可在一定程度上避免基因污染。
3．现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德。

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