基因工程與轉基因的安全性和生物武器

基因工程的概念及工具

概念理解

(1)操作環境：體外——關鍵步驟“基因表達載體的構建”的環境。

(2)優點

①與雜交育種相比：克服了遠緣雜交不親和的障礙。

②與誘變育種相比：定向改造生物性狀。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理：基因重組。

(5)本質：甲(供體：提供目的基因) 乙(受體：表達目的基因)，即基因未變，合成蛋白質未變，只是合成場所的轉移。

2．基因工程的基本原理和理論基礎

操作工具

(1)限制性核酸內切酶——“分子手術刀”

①來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。

②化學本質：蛋白質。

④作用特點：特異性，即限制酶可識別特定的脫氧核苷酸序列，切割特定位點。

⑤切割方式

基本操作程式

基因工程的圖解

(1)抗蟲棉的培育過程

操作程式分析

(1)目的基因的獲取途徑

①從自然界中已有的物種中分離出來，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。

(2)基因表達載體的構建——最核心步驟

①基因表達載體的組成：啟動子、目的基因、終止子以及標記基因等。

(3)將目的基因導入受體細胞

(4)目的基因的檢測和鑑定

安全性及生物武器

基因工程的套用

(1)抗蟲棉的培育

①目的基因：Bt毒蛋白基因

②原理：抗蟲：Bt毒蛋白水解成多肽與腸上皮細胞結合，形成穿孔，細胞腫脹裂解致死；兩種抑制劑分別抑制相應酶活性，影響消化；植物凝集素為糖蛋白，與腸黏膜結合，影響營養物質的吸收和利用

(2)動物反應器

①外源基因：藥用蛋白基因

②表達條件：藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因(膀胱內表達相應基因)+啟動子

③受體生物——牛羊等

④方法：顯微注射法

安全性

(1)轉基因生物與食物安全

①反方：反對“實質性等同”、擔心出現滯後效應、出現新的過敏原、營養成分改變等。

②正方：有安全性評價、科學家負責的態度、無實例無證據說明轉基因食物有問題、支持“實質性等同”等。

(2)轉基因生物與生物安全——對生物多樣性的影響

①反方：擴散到種植區之外變成野生種類、成為入侵的外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”等。

②正方：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限等。

(3)轉基因生物與環境安全——對生態系統穩定性的影響

①反方：打破自然物種原有界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體等。

②正方：不改變生物原有的分類地位、減少農藥使用、保護農田土壤環境等。

生物武器

(1)種類

(2)特點