生物研究性学习课题.ppt

诚然，仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知， 但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然 界中的大几倍、使宠物不再会引起过敏，许多人便希望也可以对 人类基因做类似的修改。毕竟，胚胎遗传病筛查、基因修复和基 因工程等技术不仅可用于治疗疾病，也为改变诸如眼睛的颜色、 智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我 们的后代，但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体 特性的例子。比如，运用此技术，可使患儿的父母生一个和患儿 骨髓匹配的孩子，然后再通过骨髓移植来治愈患儿。
• 什么叫基因工程？
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技 术。是指按照人们的意愿,在生物体外，通过对 DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物 的基因进行改造和重新组合，然后导入到受体 细胞里，定向地改造生物的遗传性状，产生出 人类需要的基因产物。
基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程 、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程 。 所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上 对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组 后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转 录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一 供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件 下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子 连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受 体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常 的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服 了远缘杂交的不亲和障碍。
迄今为止，基因工程还没有用于人体，但已在从细菌到家畜的 几乎所有非人生命物体上做了实验，并取得了成功。事实上，所 有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌，其DNA中被插入人类 可产生胰岛素的基因，细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术 使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力；在美国，大约 有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前，是否该在 农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点：支持者认为， 转基因的农产品更容易生长，也含有更多的营养（甚至药物）， 有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病；而反对者则认为，在农产 品中引入新的基因会产生副作用，尤其是会破坏环境。
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模 工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基 因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
1、在生产领域,人们可以利用基因技术,生产 转基因食品.例如,科学家可以把某种肉猪体内控制 肉的生长的基因植入鸡体内,从而让鸡也获得快速 增肥的能力.但是,转基因因为有高科技含量, 怕吃 了转基因食品中的外源基因后会改变人的遗传性状 ，比如吃了转基因猪肉会变得好动，喝了转基因牛 奶后易患恋乳症等等。华中农业大学的张启发院士 认为：“ 转基因技术为作物改良提供了新手段， 同时也带来了潜在的风险。基因技术本身能够进行 精确的分析和评估，从而有效地规避风险。对转基 因技术的风险评估应以传统技术为参照。科学规范 的管理可为转基因技术的利用提供安全保障。生命 科学基础知识的科普和公众教育十分重要。
1、基因工程与作物育种
转基因西红柿
转 因入 的荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白
基
转基因驱蚊草
能发荧光的热带斑马鱼
转基因超级小鼠
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
抗虫转基因植物 抗虫害的玉米
获得高
产、稳产 和具有优 良品质的 农作物和 具有抗逆 性的作物 新品种
转鱼抗寒基 因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
2、基因工程与药物研制
4、基因工程可用来筛检及治疗遗传疾病。 遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码 的错误；基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以 诊断胎儿是否带有遗传疾病，这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎，早 至只有两天大，尚在八个细胞阶段的试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出， 抽取DNA，侦测其基因是否正常，再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎 儿性别同时也可测知。但是广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。如果 有人接受基因筛检，发现在某个年龄将因某种病死亡，势必将会极度改变他的 人生观。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人，但可能妨碍他的 未来生活就业。譬如人寿保险公司将会要求客户提供家族健康数据，如心脏病、 糖尿病、乳癌等，而针对高危险群家族成员设定较高的保费。保险公司可由基 因筛检资料预知客户的预估寿命。这些人可能因而得不到保险的照顾，也可能 使这些人被公司老板提早解聘。
2、军事上的应用 生物武器已经使用了很 长的时间.细菌,毒气都 令人为之色变.但是,现 在传说中的基因武器却 更加令人胆寒.基因武器 只对具有某种基因的人( 例如某一种族)有杀伤力 ,而对其他种族的人毫无 影响.这种武器的使用无 疑会使遭受基因武器袭 击的种族面临灭顶之灾
3、环境保护上,也可以 应用基因武器.我们可以针 对一些破坏生态平衡的动植 物,研制出专门的基因药物, 既能高效的杀死它们,又不 会对其他生物造成影响.还 能节省成本.例如一直危害 我国淡水区域的水葫芦,如 果有一种基因产品能够高校 杀灭的话,那每年就可以节 省几十亿了
多巴高级中学2013届高二（8）班 生物专题学习课题组 指导老师：
生物技术在许多领域正在发挥越来越重要的作用：遗传 工程产品在农业领域无孔不入，遗传工程作物开始在美国 农业中占有重要位置；生物技术在医学领域取得显著进展， 已有一些遗传工程药物取代了常规药物，医学界在几方面 从基因研究中获利；克隆技术的进展为拯救濒危物种及探 索多种人类疾病的治疗方法提供了前所未有的机会。目前 研究人员正准备将生物技术推进到更富挑幻灯战性的领域。 但近来警惕遗传学家的行为的声音越来越受到重视。
转 甲生物
基 取出优 “剪切” 因 秀基因 “拼接”
技 术
乙生物
表达
新类型
基 生物
因
敲
敲
除 不
除
利
技
基
术
因
新类型
新的生物产品
新的生物产品
因工程技术所应用的原理就是用生物体当中所提取 的酶，来在一种动植物，甚至是原生动物，或者原核 动物的DNA分子当中剪切下一段我们想要的，用的基 因，然后再把它转嫁到另一种生物体当中去。例如： 现在的医用疫苗的培养，人工用酵母菌去合成胰岛素 ，和转基因动植物的出现。这些无不使我们的生活变 得更加舒适，并且在工农业，医学上都起到了举足轻 重的作用。我们把北海鱼的抗寒耐冻基因转嫁到小麦 当中，我们就可以得到抗寒耐冻的新型小麦，这与传 统的生物杂交育种相比更加精准地选择了生物的基因 以及其表现性状。与此同时，还极大地缩减了研究的 时间。用基因工程技术去制造疫苗，合成人体所需要 的激素，给很多的病患者带来了福音。