苏教版生物基因工程的应用

第二节基因工程的应用课标领航通过本节的学习，我能够1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。2．关注基因工程的发展，讨论转基因生物的利弊。3．了解并简述生物武器对人类的主要威胁及应用办法。情景导引转基因食品安全吗？民意调查显示，66%的法国人认为转基因食品对健康有害，在英国只有14%的消费者愿意接受转基因食品，大多数消费者对转基因生物的安全性持怀疑态度。我们该如何科学地认识转基因生物的安全性呢？

核心要点突破知能过关演练第二节基础自主梳理基础自主梳理一、基因工程的应用1．转基因生物是指利用基因工程技术导入_________培育出的、能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。2．通过基因工程培育新的动植物品种的最突出优点是定向改造生物性状、能打破常规育种难以突破的_____之间的界限。3．基因工程与人类健康的关系十分密切，突出表现在基因诊断和基因治疗方面。外源基因物种4．基因诊断又称为DNA诊断，是采用_________的方法来判断患者是否出现了基因异常(如遗传病患者的基因缺陷)或携带病原体(如乙型肝炎病毒)等。基因治疗是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。

思考感悟1．江苏省南京鼓楼医院将基因诊断技术用于孕妇产前检查，以降低新生缺陷儿的比例，提高人口素质。你知道基因诊断依据的原理吗？【提示】

DNA分子碱基互补配对或DNA分子杂交。基因检测二、转基因生物的安全性问题1．转基因生物的安全性问题开始引起人们的关注，例如转基因植物，不仅要考虑它们的食用安全问题，还需要考虑其对________的影响。2．对于转基因生物及其产品，我们应当科学地______、______和利用，应保障公众对所购的食品是否来源于转基因生物拥有________。国家应当建立相应的评估和预警机制。生态系统认识评估知情权思考感悟2．生长快、体形大、肉质细、味道美的转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼，是由我国转基因鲤鱼研究小组近年取得的重要成果。专家们将转草鱼生长激素基因鲤鱼培育为三倍体的主要目的是什么？【提示】

三倍体生物高度不育，可以防止转基因鲤鱼破坏生态系统的稳定性。三、生物武器的危害性1．利用转基因技术，在一些不致病的微生物体内插入__________，或在一些致病的细菌或病毒中插入能对抗普通疫苗或药物的基因，就会培育出新的致病微生物或新的抗药性增强的微生物，这些微生物可能被制造成_________、__________、毒性更强的生物武器。致病基因容易储存便于携带2.人类基因组计划的完成也为生物武器的研制创造了条件。例如，对不同种群__________的特性的阐明，就有可能被用于研制针对特定种群的生物武器。3．科学技术是一把“双刃剑”，生物科学技术也不例外，它既能在许多方面造福人类，也可能因用于______________而造成灾难。必须要用______和道德规范管好它，这样生物科学才能真正朝着健康的方向发展。基因组成制造生物武器法律核心要点突破要点一基因工程的应用1．基因工程硕果累累项目类型外源基因类型及举例成果举例植物基因工程的成果抗虫转基因植物抗虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等抗虫水稻、抗虫棉和抗虫玉米等抗病转基因植物抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄和抗病毒甜椒等抗逆转基因植物抗逆基因：渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米改良品质的转基因植物优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因、与花青素代谢有关的基因富含赖氨酸的玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛项目类型外源基因类型及举例成果举例动物基因工程的成果提高生长速度的转基因动物外源生长激素基因转基因绵羊、转基因鲤鱼等改善畜产品品质的转基因动物肠乳糖酶基因乳汁中乳糖含量较少甚至没有的转基因牛生产药物的转基因动物药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子等调控组件转基因动物具有乳腺生物反应器(或乳房生物反应器)作为器官移植供体的转基因动物导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达或设法除去供体的抗原决定基因无免疫排斥反应的转基因克隆猪器官2.基因治疗的原理及过程(1)原理：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，即把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。(2)过程【特别提醒】基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中，而只是导入某些功能细胞中，且是体细胞。

《人类基因治疗》报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用。基因治疗是指(

)A．把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的例1【思路点拨】

本题考查基因治疗的有关知识，解答本题注意突破以下几点：①正确理解基因治疗的原理。②注意基因治疗和基因诊断的区别。基因诊断是在DNA水平上分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。【尝试解答】

__A__【解析】由于对基因治疗定义理解不到位，很容易错选其他选项。基因治疗只是将正常的外源基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而细胞中的缺陷基因并未修复，基因治疗不是切除病变基因或诱发其突变。【互动探究】

从根本上治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病是采取口服化学药物、注射化学药物或辐射诱发基因突变，还是基因治疗较好？为什么？【提示】

基因治疗。用药物或辐射诱发基因突变可以改变原有的基因，但突变大多是有害的，很可能引起另一种新的疾病，口服或注射化学药物只能治标，不能治本。跟踪训练1990年科学家们对一位缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。据材料回答下列问题：(1)基因治疗是把健康的________________导入有________________的细胞中，以达到治疗疾病的目的。(2)在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的________________，此基因工程中的目的基因是____________________，目的基因的受体细胞是________________。(3)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于白细胞中能合成________________。(4)下图中甲所示的方法是从________的DNA中直接分离出基因，图乙所示的方法是用________的方法人工合成基因。解析：第(4)小题中图甲表示用DNA限制性内切酶将供体细胞的DNA切成许多片段，然后将片段通过运载体转入到不同的受体细胞，从中找到目的基因。图乙表示用目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，再合成双链DNA，从而获得目的基因。答案：(1)外源基因基因缺陷(2)运载体(或基因的运输工具)腺苷脱氨酶基因白细胞(3)腺苷脱氨酶(4)供体细胞反转录要点二转基因生物的安全性问题1．转基因生物与食物安全(1)对食物安全性检测不仅要检测其主要成分是否发生改变，还应包括其他方面的测试结果。(2)担心出现滞后效应。(3)担心出现新的过敏原。(4)担心营养成分改变。(5)把动物蛋白基因转入农作物，是否侵犯了宗教信仰者或素食者的权益。2．转基因生物与生物安全(1)转基因植物可能会扩散到种植区以外，成为杂草。(2)转基因生物可能成为“入侵的外来物种”。(3)外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交，重组出对人类或其他生物有害的病原体。(4)有可能使杂草成为除草剂除不掉的“超级杂草”。3．转基因生物与环境安全(1)打破自然物种的原有界限，改变生态系统中的能量流动和物质循环。(2)重组的微生物在降解某些化合物过程中所产生的中间产物，可能会对人类生活环境造成二次污染。(3)重组DNA与微生物杂交，可能会产生有害的病原微生物。(4)转基因植物的花粉中含有有毒蛋白或过敏蛋白，可通过蜜蜂的采集进入蜂蜜，再经过食物链的传递，有可能进入其他动物和人体内。(2011年陕西汉中高二检测)一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题：例2(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地生物多样性构成威胁。如果你同意这种观点，请列举出三条理由：①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。(2)用转基因玉米加工成的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了尊重________。【尝试解答】

(1)①玉米与其他植物之间存在生殖隔离②玉米的花粉传播距离有限③玉米花粉的存活时间有限(或其他理由)(2)消费者的选择权利【解析】本题考查转基因生物与生物安全的相关知识及转基因食品的标识。(1)转基因生物不会对当地生物多样性构成威胁，有以下理由：转基因生物虽然具有某些新的性状，但其生命力没有人们想象的那么强，扩散到种植区以外时，会很快死亡；转基因生物的种植需有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进行自然杂交；许多植物花粉的传播距离有限，花粉存活时间有限，具有受精能力的时间更短。(2)2002年，我国农业部颁布了《农业转基因生物标识管理办法》，要求对转基因生物产品及其加工品加贴标识，以方便消费者自主选择，保护消费者的知情权，尊重消费者的选择权利。A．转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物B．如果转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响，我们应该反对转基因技术C．科学家必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险并采取相应的防范措施D．国家必须对转基因作物的研究制定相应的法律法规，并进行严格管理与有效控制解析：选B。为了保障转基因作物的安全性，国家要制定相应的法律法规，以立法保障；人们要加强舆论监督，同时要改变观念去接受新生事物，不能因为其可能存在负面影响而全盘否定转基因技术。要点三生物武器的危害性1．生物武器生物武器的种类包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等。把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方，可以对军队和平民造成大规模杀伤后果。2．生物武器的特点(1)传染性强。(2)污染面广。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千米。在适当条件下，生物战剂存活时间较长，不易被发现。(3)难以防治。(4)具有一定的潜伏期。(5)受自然条件影响大。3．生物武器的局限性(1)生物武器主要指病原微生物，所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。①温度：37℃左右。a．过高：40～50℃，细胞停止繁殖；50～70℃，死亡；但芽孢必须在100℃以上的温度条件下才会死亡；b.过低：一般会停止繁殖、生长，但不会死亡。②湿度：大多数在干燥的空气中容易死亡，如霍乱弧菌；少数在干燥环境中仍较易存活，如结核杆菌。(2)还受地形、风向等多种条件影响。(3)生物武器使用不易控制，使用不当可危害本方安全。4．基因工程与新型生物武器(1)利用转基因技术将某些致病微生物的某些特殊基因镶嵌到一些非致病微生物的基因组内，使其转变为一些新型的生物武器，对人类产生新的危害。(2)利用转基因技术，根据人类特定种群或民族的基因组成特点，研制针对特定种群的生物武器。

阅读下列材料，回答问题。材料一：联合国组织的一个专家小组的研究报告指出，虽然许多国家签订了《禁止生物武器公约》，但对生物武器的研制并未停止，因此，对生物武器防治方法的研究也应得到加强。材料二：生物战剂做成干粉或液体喷洒到空气中，形成有害的气雾云团，叫做“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小，肉眼很难看见，渗透力强、杀伤范围广，一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶由呼吸道感染，所以使人致死的剂量较其他感染途径小。例3(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物包括哪些类群？(请列举两例)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)人体抵抗病原体感染的第一道防线是________，最有效的防线是________________。(3)在战争中，为预防敌方使用生物武器，你认为参战部队采取的最有效措施是________。请简述这一措施的原理______________