专题4生物技术的安全性和伦理道德-4.1转基因生物的安全性

知识点回顾：基因工程的概念是指在

通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行

和

，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中

，产生人类需要的

的技术。又称

。思考：（1）基因工程的物质基础是：

（2）基因工程的结构基础是：（3）一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为？

知识点回顾：基因工程的概念是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。又称重组DNA技术。思考：（1）基因工程的物质基础是：所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。（2）基因工程的结构基础是：所有生物的DNA均为双螺旋结构。（3）一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码子。基因工程的工具——酶与载体1、分子手术刀：

（简称限制酶）。（1）来源：主要从

中分离和纯化。（2）特点：每种限制酶只能识别

特定的核苷酸序列，并在

的位点上切割DNA分子。

（切割的化学键：磷酸二酯键）（2）切割方式错位切：产生

。平切：

产生

。2、分子针线：

。（1）类型：E·coliDNA连接酶、T4DNA连接酶等。（2）作用：可以将两个DNA片段之间的2各缺口通过

同时连接起来。3、运载工具：

。（1）种类：

（常用）、

、可起载体作用的

。（2）质粒：来源：是细菌细胞质中一种很小的环状、双链DNA分子。条件：①具有

至

限制酶切割位点。②能在受体细胞中

，或

到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。③具有某些

。（供重组DNA的鉴定和选择）④能“友好”地“借居”在受体细胞内；基因工程的工具——酶与载体1、分子手术刀：限制性核酸内切酶（简称限制酶）。（1）来源：主要从原核生物中分离和纯化。（2）特点：每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。

（切割的化学键：磷酸二酯键）（2）切割方式错位切：产生黏性末端。平切：

产生平口末端。2、分子针线：DNA连接酶。（1）类型：E·coliDNA连接酶、T4DNA连接酶等。（2）作用：可以将两个DNA片段之间的2各缺口通过磷酸二酯键同时连接起来。3、运载工具：载体。（1）种类：质粒（常用）、噬菌体、可起载体作用的动植物病毒。（2）质粒：来源：是细菌细胞质中一种很小的环状、双链DNA分子。条件：①具有一个至多个限制酶切割位点。②能在受体细胞中自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。③具有某些标记基因。（供重组DNA的鉴定和选择）④能“友好”地“借居”在受体细胞内；将目的基因导入受体细胞（转化）（1）受体种类不同，导入方法不同导入植物细胞：

（常用）、

、

。导入动物细胞：

。导入微生物细胞：

。（2）受体细胞的种类植物：可以是

、

（可经组织培养成完整个体）动物：

（因为动物细胞的全能性受到抑制）（3）转化实质：目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。4、目的基因的检测与鉴定分子检测①检测转基因生物的染色体DNA是否插入了目的基因（

）②检测目的基因是否转录出了mRNA（

）③检测目的基因是否翻译出了蛋白质（

）将目的基因导入受体细胞（转化）（1）受体种类不同，导入方法不同导入植物细胞：农杆菌转化法（常用）、基因枪法、花粉管通道法。导入动物细胞：显微注射法。导入微生物细胞：Ca2+处理法。（2）受体细胞的种类植物：可以是受精卵、体细胞（可经组织培养成完整个体）动物：受精卵（因为动物细胞的全能性受到抑制）（3）转化实质：目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。4、目的基因的检测与鉴定分子检测①检测转基因生物的染色体DNA是否插入了目的基因（DNA分子杂交法）②检测目的基因是否转录出了mRNA（分子杂交法）③检测目的基因是否翻译出了蛋白质（抗原—抗体杂交法）专题4生物技术安全性和伦理问题4.1转基因生物的安全性一、转基因成果令人叹为观止1.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功.2.转基因的重要成果

(1)微生物方面：把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功，随后，使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物,如可以清除石油污染的假单孢杆菌等。利用转基因细菌制造蛛丝

(2)基因制药方面:生物制药已经成为21世纪的朝阳产业.

近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就，已有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素（Epo）、GM－集落刺激因子（GM－CSF）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素－2及白介素－11等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物技术药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开发，已成为医药工业中一个重要的领域，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程药物受到一定限制，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在胃酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注射给药或局部用药。为了克服这些缺陷，已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即所谓“多肽模拟”或“多肽结构域”合成，又叫“小分子结构药物设计”。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、HIV感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计，所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。(3)转基因动物方面：受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞，科学家又在培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面,不断取得辉煌成就。同时，科学家还把转基因动物变成生物反应器。转基因牛

(3)转基因植物方面：

预防乙肝不用打针，只要吃几个西红柿就行。这可不是玩笑，中国农科院生物技术研究中心经过十年研究，培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试，短期内有望上市。抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜，不但可以直接食用，还可以榨成汁或炒菜吃，对人体没有任何毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍，食用抗乙肝西红柿，虽不能治愈乙肝，但一年只吃几个，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿上市后将论个出售，每个售价大概在２元左右。吃西红柿能防乙肝?转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草改变花色的转基因矮牵牛花转基因甜椒蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想基因工程正在将它变为现实转基因植物方面：目前，科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。基因一旦被改动，一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化；另一方面，转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递。

转基因技术的安全性问题外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会激活原癌基因？转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？是否会造成生态学灾难？人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？二、对转基因生物安全性的争论

(1)在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因：

a.对基因的结构，基因间的相互作用及基因的调控机制都了解的相当有限。b.转移的基因虽然是功能已知的基因，但不少是异种生物的基因。c.外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的。(2)转基因生物与食物安全

a.转基因食物引起食物安全性问题的理由：安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变。

b.不必担心转基因食物安全性的理由：多环节、严谨的安全性评价，可以保证转基因食物的安全；科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生；至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例；没能足够的证据证明转基因食物有问题。(