回归本位理性备考.ppt

,热烈欢迎市教研室及兄弟学校,领导、老师莅临我校交流、指导！,回归本位 理性备考,2011年安徽高考生物试题背景分析与思考,2019/6/20,2,安庆一中 何吕平 13805561990163.com,专家之言: 普适计算技术将不断深入教育教学的各个领域, 在未来数年内, 泛在学习必将在包括现代远程教育在内的许多领域得到迅速发展和普及。,引子,2019/6/20,泛在学习( Ubiquitous Learning)其实并不是一个新名词, 从广义上看学习本身就是无处不在的。 首先, 学习的发生无处不在; 其次, 学习的需求无处不在; 第三, 学习的资源无处不在。 然而, 无处不在的学习并不一定能无处不在地得到学习支持, 无处不在的学习并不一定能无处不在地产生相应的学习效果。,目前备考的现状无奈之举,思考,2019/6/20,教师能做些什么题海游泳 鉴别错题 ,成因,2019/6/20,教师指导仍是学生学习的依赖途径,高考仍然是学校家庭社会关注热点,于是：狼烟四起、硝烟弥漫,2011年高考生物试题（安徽卷）,“漫谈”“闲谈”试题背景,2019/6/20,1. AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子。人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经加工修饰的结果。加工修饰的场所是（ ） A内质网和高尔基体 B高尔基体和溶酶体 C内质网和核糖体 D溶酶体和核糖体,蛋白质前体加工,初级产物多肽链,天然蛋白质,2.干细胞移植现已成为冶疗糖尿病的一种临床技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是（ ） A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同 B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达存在差异 C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，分化成为胰岛样细胞 D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响，分化是由基因决定的,干细胞移植术是世界生命科学在21世纪初所取得的巨大成就，被誉为生命科学研究史上一座里程碑，代表着生命科学研究的方向。国际自然科学顶级刊物科学杂志连续多年将干细胞的研究进展评为“十大科学进展”之一，时代杂志也多次将干细胞研究进展列为年度“十大科学进展”之一。,干细胞移植在治疗糖尿病方面，该技术可广泛治疗1型、2型糖尿病及相关并发症。采用干细胞移植疗法治疗糖尿病，不仅可以修复患者受损的胰岛细胞，恢复胰岛功能，还能防止并发症的发生。,3.某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示， t1、t2表示1030°C之间的两个不同温度。下列分析正确的是 ( ) A.与t1相比，t2时呼吸速率 高峰出现时间推迟且峰值低， 不利于叶片贮藏 B.与t2相比，t1时乙烯产生量 高峰出现时间提前且峰值高， 有利于叶片贮藏 C.t1、t2条件下呼吸速率的 变化趋势相似，t1t2,t1时 不利于叶片贮藏 D.t1、t2条件下乙烯产生量的 化趋势相似，t1t2,t1时 不利于叶片贮藏,识图能力,理论原理,有效对接,自变量与因变量间关系，曲线趋势变化,乙烯的生理作用以及呼吸作用与蔬菜储藏之间的关系,综合分析,4.人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接( ) A.插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变 B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变 C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异 D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代,131I,辐射,物理因素,体细胞突变,染色体变异,碱基,5.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( ),A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子 B.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行 C.DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次,0.56,真核生物DNA分子复制具有多个复制子，多个复制眼；,半不连续复制:,转录泡：RNApol 结合和转录的DNA模板区域，有12-17bp左右DNA形成解链区。 转录泡处形成很短RNA-DNA杂交双链。,RNA合成过程中，转录泡两端要发生拓扑转变； 由DNA旋转酶和拓扑异构酶I完成； RNA-DNA杂交链也作旋转运动。,6.某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。下列叙述不正确的是( ) A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现 B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替 C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行 D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程,火山爆发,群落演替,人类活动,结构,特点,29. （18分）（10分）保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验： 材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。 方法步骤： 选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂（60kg·hm-2）、氮肥（255kg·hm-2）、保水剂（60kg·hm-2）+氮肥（255kg·hm-2），置于相同的轻度干旱条件下培养，其它培养条件相同且适宜。 在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10:00-11:00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定，结果（均值）如下表：,没有对照组，应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照,取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位.,实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。 （1）请指出上述方法步骤的缺陷并改正： ,提高了光合作用有关酶的含量与活性,小于,实验测得的CO2 吸收量是光合作用过程中的CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差,O2,（2）如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是 。 实验测得的CO2 吸收量 （大于、等于、小于）光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是 。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定 释放量计算。,大熊猫比华南虎的营养级低，获得的 能量相对较多,化学信息,基因交流,K值,II.（8分）大熊猫和华南虎都是我国的珍稀保护动物，它们体型相近，曾经同城分布，一度都有较大的种群数量。由于栖息地破坏导致它们的数量锐减，目前野生大熊猫仅有1600只左右，而华南虎在野外已基本绝迹。 （1）从生态系统能量流动的特点分析，大熊猫比华南虎优异的生存优势的原因是 （2）成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于 。 （3）目前，野生大熊猫分布在六个彼此隔离的种群中，通过建立生态廊道沟通各种群，可以使种群间发生 。 （4）建立自然保护区，改善栖息环境，以提高 ，是提高大熊猫种群密度的根本措施。,30. (15分)人体内环境的稳态受神经和体液因素调节。请据图回答： （1）某人一次性饮1000mL清水，1 h 内尿量显著增加，这是由于_降低，对相关 感受器刺激导致下丘脑神经内分 泌细胞产生的神经冲动减少，其 轴突末梢释放的_ _ , 降低了肾小管和集合管对水的 _,使水量吸收减少。 饮水1 h后，通过图中a所示的 _调节机制，尿量逐 渐恢复正常。,细胞外液渗透压,抗利尿激素减少,通透性,负反馈,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。,突触小泡,特异性受体,肝糖原,胰岛素,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。,1/2,3/16,31. 21分）.(12分)雄家蚕的性染色体为ZZ，雌家蚕为ZW。已知幼蚕体色正常基因（T）与油质透明基因（t）是位于Z染色体上的一对等位基因，结天然绿色茧基因（G）与白色茧基因（g）是位于常染色体上的一对等位基因，T 对t、G对g为显性。 （1）现有一杂交组合：ggZTZT X GGZtW，F1中结天然绿色蚕的雄性个体所占比例为_，F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色蚕的雄性个体所占比例为_。,(2)雄蚕产丝多，天然绿色蚕丝销路好。现有下列基因型的雌、雄亲本：GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTZt、gg ZTZt、gg ZtZt、 GgZtZt，请设计一个杂交组合，利用幼蚕体色油质透明区别的特点，从F1中选择结天然绿色茧的雄蚕用于生产（用遗传图解和必要的文字表述）。,胰蛋白（或胶原蛋白）,启动子,终止子,对干扰素基因特异的DNA引物对,Taq DNA聚合酶,.（9分）家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。 （1）进行转基因操作前，需用_酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。 （2）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_和_之间。 （3）采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg2+）、水、4种脱氧核糖苷酸、模板DNA、_和_。,扩大细胞贴壁生长的附着面积,.（9分）家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。 （4）利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。,吃透考试说明，认真分析研究近几年的高考试题。考试说明是怎么界定的、考题是如何体现的。把考试说明、高考题与教材进行对比研究，我们就会对高考考什么，高考如何考有一定的了解。那么我们的高三备考复习就会变得有效。,有效复习,教学策略指向学生构建知识网络,教师 引导,自主 构建,核心概 念和主 干知识,知识 体系,学生内化,考试说明中，“考试范围”所框定的知识内容,把学生从“被复习”中解脱出来,如何在复习教学中让学生学会自主构建知识、自主解决问题、自己学会学习，从“被复习”中解脱出来，是我们思考的主要问题该交给学生什么？能交给学生什么？,一节课的复习，不在于老师讲了多少，而在于学生理解了多少，学生掌握了多少。 因此高三复习课，让学生课堂乐于动脑、动手、参与教学就显得非常重要。调动学生主体参与就成为有效复习的最佳方式。,共同探讨几个问题,目的切磋 交流 共进,2019/6/20,问题1：基因工程核心目的基因与运载体结合,使用同一限制酶进行酶切，连接酶处理有3种结果！,使用同一限制酶进行酶切，连接酶处理后目的基因存在方向问题吗？,有怎样的解决方案?,Bam H切割反应,T4 DNA连接酶 15ºC,同一限制酶切位点连接,3种结果：,方向?,用不同限制酶进行切后连接！,Eco R切割位点,Bg l切割位点,2019/6/20,41,关于体内DNA复制,问题2：体内DNA复制的有关背景知识,DNA聚合酶的引物(primer) DNA复制为什么需要引物？ DNA聚合酶只能催化dNTP到已有核酸链的游离3-OH上，而不能从游离核苷酸起始DNA链的合成。 DNA聚合酶需要引物来提供3-OH末端，然后在其上加入核苷酸来延伸DNA链。 细胞通常先在模板上合成一段RNA序列，然后通过DNA聚合酶延伸RNA链的3-OH。 为什么需要一段RNA序列作为引物来进行DNA复制呢? 这可能尽量减少DNA复制起始处的突变有关。,DNA连接酶（ DNA Ligase ）,基本性质：能将两段DNA拼接起来的酶，催化DNA相邻的5 -磷酸基团和3-羟基末断之间形成磷酸二酯键，封闭DNA单链缺口。,解旋酶 (helicase),功能特点： 解旋酶可以促使DNA在复制叉处打开双链，解开氢键，形成单链。 利用ATP水解获得的能量来打断氢键,2019/6/20,45,关于体内DNA复制,大肠杆菌DNA复制体结构示意图,2019/6/20,46,关于体内DNA复制,真核生物DNA复制体结构示意图,DNA复制与染色体复制,2019/6/20,48,1 缓冲液,10mmol/L Tris-HCl，50mmol/L KCl，pH=8.3-9.0(室温时约为7.2)，还可有添加剂、共溶剂等。 Mg2+是DNA聚合酶的激活剂。Mg2+浓度过低会使Taq酶活性丧失、PCR产量下降；Mg2+过高影响反应特异性。,有关PCR反应体系常识,2、脱氧三磷酸核苷(dNTPs) dATP、dGTP、dCTP、dTTP四种的等量混合物。,3、引物 使用浓度为0.1-0.5 mol/L。浓度过低则产量低，过高则易导致错配。,问题3：PCR技术之ABC,2019/6/20,49,4、模板 单、双链DNA均可。一个PCR反应中104至107个模板分子可获得较理想的效果，但由于PCR较灵敏，更少的模板分子数在循环数增加时也会得到大量扩增。不能混有蛋白酶、核酸酶、DNA聚合酶抑制剂、DNA结合蛋白类，模板纯度不高往往是限制PCR扩增的重要因素。,5、耐热性的DNA聚合酶 有多种，均从耐热性的细菌中分离出来，均耐高温，普遍具有53聚合酶和53外切酶活性。常用的有：1）Taq DNA聚合酶 2）Tth DNA聚合酶 3）Vent DNA聚合酶 4）Pwo DNA聚合酶 5）Pfu DNA聚合酶 6）混合DNA聚合酶。,2019/6/20,50,引物长度一般以1830bp为宜，过短降低特异性，过长会引起退火时结合的模板数减少，降低反应效率。 解链温度(Tm值)很重要，直接决定了扩增中可使用的退火温度(Ta值)的高低，两条引物间的Tm值越接近越好。 避免引物内部出现二级结构，避免序列内有较长的回文结构。引物3端为关键碱基，是PCR延伸的起始端，不能进行任何修饰，也不能形成二级结构的可能。,PCR引物的设计一般原则,2019/6/20,51,要避免两个引物间碱基序列互补以及同一引物自身碱基序列互补。 引物5末端碱基可添加与模板无关的序列(如限制性核酸内切酶的识别序列、ATG起始密码子或启动子序列等)，便于克隆和表达。 引物的碱基顺序不能与非扩增区有同源性。引物与核酸序列数据库的其它序列均应无明显同源性，以免造成不必要的非特异性扩增。,PCR引物的设计一般原则,PCR应用举例,1、在PCR产物两端添加限制性酶切位点 在PCR引物的5加上根据需要而设计的酶切位点，PCR产物内部无该切点。 在酶切位点的5加3个左右的保护碱基，其数目多少取决该酶的性质。 PCR产物经电泳回收后，直接用限制酶进行切割，纯化后与目标载体连接重组。 该法适用于直接将PCR产物克隆到表达载体进行功能研究，但构建好的表达载体必须测序才能证明PCR产物的身份正确且没有突变。,2、反向PCR (reverse PCR),是用反向的互补引物来扩增两引物以外的DNA片段对某个已知DNA片段两侧的未知序列进行扩增。 可对未知序列扩增后进行分析,如探索邻接已知DNA片段的序列；用于仅知部分序列的全长cDNA的克隆,扩增基因文库的插入DNA；建立基因组步移文库。,已知序列,未知序列,未知序列,已知序列,未知序列,未知序列,限制酶,限制酶,连接酶,能从成千上万种蛋白质混合物中纯化出一种蛋白质的原因是不同蛋白质在许多理化性质上有着极大的不同。 这些理化性质的不同是由于氨基酸的数目和序列不同造成的。,问题4：蛋白分离的方法,与蛋白质分离相关的理化特性,分子大小,大小 蛋白质的分子大小主要取决于蛋白质肽链的数目及每条肽链的氨基酸残基数目。 常用方法 透析 超滤 凝胶过滤 离心,溶解特性,分子形状,带电特性,形状 形状的不同会导致蛋白质在离心通过溶液时，或通过膜、凝胶过滤填料颗粒或电泳凝胶中的小孔运动时，都会受到它的形状的影响。 方法 梯度离心的影响 电泳的影响,原理 蛋白质的净电荷取决于氨基酸残基所带正、负电荷总和。若天冬氨酸和谷氨酸占优势，在pH 7.0时带净负电荷，称为酸性蛋白质。若赖氨酸和精氨酸占优势，在pH 7.0时带净正电荷，称为碱性蛋白质。 方法 电泳 离子交换层析,原理 由于蛋白质分子表面亲水性和疏水性带电基团不同，因此在溶剂中的溶解度不同。 方法： 通过改变pH、离子强度或加入有机试剂，促进蛋白质分子的凝聚进而形成沉淀。 沉淀法 盐析法 有机溶剂沉淀法,问题5：真核mRNA的加工和成熟,5加帽 3加尾 特殊碱基的修饰 内含子的切除,5端加帽,5端帽子结构的功能：,a. 翻译起始的必要结构，为IF（起始因子）和核糖体对mRNA的识别提供信号， b. 增加mRNA的稳定性，保护mRNA 免遭5外切核酸酶的攻击。 c. 运输，有助于mRNA越过核膜，进入胞质；,3端加尾,a 大多数的真核mRNA 都有3端的多聚尾巴（polyA)，约为200bp。,最近研究发现，原核生物的RNA转录后也有3添加 poly(A) 的现象。,b poly(A) 的生成,RNA末端腺苷酸转移酶（poly(A) 聚合酶， PAP ） 催化前体ATP polyA加尾信号: AATAAA序列。,polyA尾巴的功能,与mRNA从细胞核转送到细胞质有关。 稳定mRNA结构，保持生物半衰期。 与真核mRNA的翻译效率有关： 缺失可抑制体外翻译的起始， 含 poly(A) 的mRNA 失去 poly(A) 会减弱其翻译。,poly(A) 在分子生物学实验中有很大应用价值,a、 可将 oligo (dT) 与载体相连，从总体RNA中分离纯化mRNA,b、 用寡聚dT（oligo (dT)）为引物，反转录合成 cDNA,加工后的原核生物和真核生物mRNA结构的比较,问题6：准确把握免疫学的概念,抗 原（ Antigens Ag）：是指能诱导免疫系统发生免疫应答，通过与TCR或者BCR特异结合而激活T或B淋巴细胞，诱导免疫应答的物质。 具有免疫原性 (特异性与免疫细胞抗原受体间的相互作用）和免疫反应性 (与抗体或效应T细胞受体分子间的相互作用）。 主要包括：异种物质：如病原微生物、异种动物血清、细菌外毒素等。同种异体物质：如ABO血型抗原、组织相容性抗原等。自身抗原：变性的自身物质，或自身隐蔽成分。,抗原决定簇（antigenic determinant ） ：抗原这一大分子物质中真正与抗体分子结合的化学基团仅仅是抗原分子的一小部分，这种抗原分子中能与抗体或淋巴细胞抗原受体特异性结合的特殊化学基团，即抗原决定簇。,抗原的分类 ： （1）依赖性抗原:需要T细胞辅助，主要是大分子蛋白质,如:血清球蛋白、血清白蛋白、类毒素和外毒素，组织相容性抗原等。诱导体液免疫和细胞免疫。 （2）非依赖性抗原:不需要T细胞辅助，可直接刺激B细胞产生抗体，如肺炎菌荚膜多糖和聚多鞭毛素等，诱导体液免疫，不能诱导细胞免疫。不引起记忆应答。,问题6：准确把握免疫学的概念,抗体 (antibody,Ab): B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所分泌的，能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白称为抗体。,细胞因子（cytokine, CK ）:由免疫细胞和某些非免疫细胞（如血管内皮细胞、表皮细胞和成纤维细胞等）经刺激而合成分泌的一类小分子量可溶性糖蛋白。免疫细胞之间的信息交换及相互调节依赖于细胞因子。淋巴细胞产生的为淋巴因子。细胞因子还包括白细胞介素、干扰素等。细胞因子具有抗细菌、抗病毒、调节特异性免疫反应、诱导免疫细胞凋亡等多种生物学活性。,问题6：准确把握免疫学的概念,主要组织相容性复合体 （MHC）：一类与抗原提呈密切相关的、细胞表面的穿膜糖蛋白。可分为和两种类型，其膜外部分的肽链折叠为免疫球蛋白结构域样的立体结构，能与抗原衍生的肽段结合，为适当的T细胞所识别。,功能 ：1.参与对抗原的处理和提呈。2.约束免疫细胞相互作用 。 3.辅助T细胞的活化。 4.在移植排斥反应中起作用。,问题6：准确把握免疫学的概念,T淋巴细胞 T- Lymphocyte ： （1）初始T细胞：从未接受抗原刺激的成熟T细胞。功能:识别抗原，无免疫效应功能。最终分化为效应T细胞和记忆性T细胞。 ( 2 )效应T细胞：高水平表达能力，与初始T细胞不同，不参与淋巴循环，而是向外周炎症组织迁移。 ( 3 )记忆T细胞: 与初始T相似,存活期长,可达数年,与效应T 细胞相似亦具有表达能力及向外周炎症组织迁移。记忆性T细胞介导再次免疫应答。,问题6：准确把握免疫学的概念,T淋巴细胞 T- Lymphocyte ：,问题6：准确把握免疫学的概念,B淋巴细胞 B- Lymphocyte ：来源于骨髓前B细胞，人及哺乳动物的B细胞在骨髓内分化成熟，故称骨髓依赖性淋巴细胞，B 细胞定居在淋巴结和脾脏内；外周血中，占淋巴细胞总数的 10%-15%；具有介导体液免疫，抗原递呈作用; 除少数B记忆细胞可存活较长时间，一般B细胞寿命较短，仅为数日至数周。,问题6：准确把握免疫学的概念,抗原提呈 Presentation of Antigen ：T 细胞受体 （TCR） 只能识别抗原分子中很小的片段，抗原提呈细胞最重要的功能就是将抗原分子降解并加工处理成多肽片段，以抗原肽-MHC复合物的形式表达于抗原提呈细胞的表面（此过程统称为抗原处理）；在与T细胞接触的过程中，被T细胞识别，从而将抗原信息传递给T细胞（此过程统称为抗原提呈）。,问题6：准确把握免疫学的概念,抗原提呈,问题6：准确把握免疫学的概念,问题6：准确把握免疫学的概念,问题6：准确把握免疫学的概念,非特异性免疫,问题6：准确把握免疫学的概念,非特异性免疫,问题6：准确把握免疫学的概念,特异性免疫体液免疫,问题6：准确把握免疫学的概念,问题6：准确把握免疫学的概念,问题6：准确把握免疫学的概念,效应T细胞：产生的细胞因子的作用有多方面，表现出一定的非特异性效应。,问题6：准确把握免疫学的概念,问题6：准确把握免疫学的概念,人类的起源与发展： 转基因生物及其争论； 21世纪生物质能源； 基因敲除与基因治疗； 人类基因组计划和性染色体； 生命起源和人造细胞；,问题7：生命科学若干领域研究新进展,转基因植物大事记,首例转基因作物（烟草）问世,延长番茄保鲜期基因序列获得专利权,首例转基因 抗虫玉米问世,转基因生物及其争论,普兹泰事件,1998年8月10日，英国生物学家阿曼德·普兹泰（Armand Putztai）在接受电视台采访时称，他用转基因土豆喂大鼠后发现，大鼠体重和器官重量减轻，免疫系统受到了破坏。此言一出引起了国际轰动。绿色和平组织等环保组织把这种转基因土豆说成是“杀手”。 1999年5月英国皇家学会组织专家对该实验展开同行评审。评审报告指出普斯泰的实验包含6方面的失误和缺陷： 不能确定转基因与非转基因马铃薯的化学成分有差异； 对食用转基因马铃薯的大鼠，未补充蛋白质以防止饥饿； 供实验用的动物数量少，饲喂几种不同的食物，且都不是大鼠的标准食物，欠缺统计学意义； 实验设计差，未作双盲测定； 统计方法不当；实验结果无一致性。,转基因生物及其争论,帝王蝶事件（1）,1999年5月20日美国康乃尔大学教授洛希（Losey）在Nature杂志上报道，帝王蝶幼虫吃了沾有转Bt基因的玉米花粉的牛奶草（马利筋）叶子，发现这些幼虫生长缓慢，死亡率高达44%。这则消息立即引起轩然大波，各种评论汹涌而来。,转基因生物及其争论,帝王蝶事件（2）,不久之后，美国环境保护局（EPA）组织昆虫专家对帝王蝶问题展开专题研究。认为转基因抗虫玉米花粉在田间对帝王蝶并无威胁： 玉米花粉大而重，因此扩散不远。在田间，距玉米田5米远的马利筋杂草上，每平方厘米草叶上只发现有一粒玉米花粉； 帝王蝶幼虫通常不吃玉米花粉； 在所调查的美国中西部田间，转抗虫基因玉米地占总玉米地面积的25%，但田间帝王蝶数量却很大； 美国环保局在另一项报告中指出，评价转基因作物对非靶标昆虫的影响，应以野外实验为准，不能仅仅依靠实验室数据。,转基因生物及其争论,中国抗虫棉事件,2003年，南京环境科学研究所与绿色和平组织在北京发表 “转Bt基因抗虫棉环境影响研究综合报告”，认为： 棉铃虫寄生性天敌-寄生蜂的种群数量大大减少； 棉蚜、红蜘蛛、盲蝽象、甜菜夜蛾等次要害虫上升为主要害虫； Bt棉田中昆虫群落的稳定性低，害虫爆发的可能性高； 室内观察和田间监测都表明，棉铃虫对Bt棉可产生抗性； Bt棉在后期对棉铃虫的抗性降低，棉农还是要喷2-3次农药；,棉铃虫少了，导致寄生蜂数量减少，属正常现象； 抗虫棉不是“无虫棉”， Bt基因主要是针对鳞翅目的某些害虫，并不杀死所有害虫，只要适当喷洒一般农药，即可控制这些害虫； 抗虫棉棉田中的节肢动物多样性比普通棉田中有所增加； 室内经多代人工选择，棉铃虫对Bt棉的抗性提高，但经我国五大棉区23个点的田间监测，尚未发现棉铃虫已经对Bt棉产生抗性； 如果不种Bt棉，喷药次数高达15-20次；,转基因生物及其争论,转乙肝疫苗马铃薯 人体试验初步成功,2005年2月美国州立亚利桑那大学生物学家Charles Arntzen及其同事培育出了一种无需冷藏、可以食用的含乙肝疫苗马铃薯。33名志愿者进行临床试验，其中19人在吃了转基因马铃薯后体内产生了乙肝抗体，1人的抗体水平上升了56倍 。,转基因生物及其争论,美科学家培育出首只“人羊”,英国每日电讯报2007年3月25日报道，美国内华达大学的伊斯梅尔·赞加尼教授等经过7年努力，耗资约1000万美元，将人类骨髓干细胞注入绵羊胚胎腹膜中，培育出世界首只体内含有15人类细胞的绵羊(“chimera”)。它的主要用途是为人类提供可供移植的器官。,器官移植者必须放弃生育权,转基因生物及其争论,科学技术是一把双刃剑，它可以造福人类，也可以给人类带来灾难,转基因生物及其争论,* 可再生； * 清洁能源，低污染； * 容易储存、运输； * 广布世界各地；,新能源,太阳能、生物能源、风能、水能,发展可再生能源,燃料酒精，生物柴油，生物氢能,21世纪生物质能源,能源生物技术,生物质能源是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。 生物转换利用： 生物质在微生物的发酵作用下，生成酒精、柴油、沼气、氢气等能源产品； 热化学转换利用： 生物质经高温处理生成木炭、焦油和可燃气体等品位较高的能源产品； 物理加工利用： 将生物质压制成一定型状的燃料(如块型、棒型燃料)，以便集中利用和提高热效率。,21世纪生物质能源,生物能源的来源,21世纪生物质能源,2019/6/20,生物质制酒精关键技术,生物质高效降解技术（纤维素、淀粉）； 高效产酒精工程菌株（耐高温、耐高糖、耐高酒精度）； 发酵技术； 高效、低能耗的酒精分离技术； 酒精废液处理技术；,21世纪生物质能源,美国 旧金山 海湾的 杜氏藻 养殖场,21世纪生物质能源,澳大利亚 利用浓缩海水大面积养殖杜氏藻,21世纪生物质能源,2019/6/20,开发杜氏藻生物质能源示意图,21世纪生物质能源,基因治疗的 技术路线,脂质体途径,病毒途径,基因敲除与基因治疗,2019/6/20,细实线：正义RNA片段， 虚线：反义RNA片段， 粗实线：目标mRNA片段,RNA干扰封闭基因,沉默是金：RNA干扰现象,科学家1990年在植物发现了双链RNA（dsRNA）诱导RNA沉默的现象； 1995年Guo和Kemphues观察到正义RNA（含有基因信息的RNA单链）也具有很高的基因沉默活性； 1998年A.Z. Fire和C.C. Mello将正义RNA和反义RNA（与正义RNA互补的单链RNA）同时注射到模式动物秀丽隐杆线虫体内，其诱导基因沉默的效率比单独注射反义RNA高10倍。人们将这一现象命名为RNA干扰现象（RNAi）； 2006年美国斯坦福医学院的菲尔（Andrew Z. Fire）教授和美国马萨诸塞州医学院梅洛（Craig C. Mello）教授由于在RNA干扰及基因沉默现象领域的杰出贡献获得诺贝尔生理/医学奖； 颁奖委员会：“他们发现了控制基因信息流通的基本机制” 。Science杂志将RNAi称为“2002年的重大突破”。,基因敲除与基因治疗,2019/6/20,RNA干扰：基因关闭,基因如何关闭？ dsRNA（内生或外源的）被dsRNA特异核酸内切酶切割成长约21-23bp的双链短干扰RNA(siRNA)， siRNA与RNA诱导的沉默复合物(RISC)结合，RISC使siRNA解旋，生成仅带有反义链的RISC； 反义链与目标mRNA的配对，RISC降解目标mRNA使其断裂成碎片。 目标基因转录生成的mRNA难以进行翻译，导致特定蛋白无法合成，从而达到实质性地使目标基因沉默或关闭的目的； RNAi在生物学和医学领域具有开创性意义和极大的应用前景。只要能够关闭某特定基因，其缺失的功能就能从实验动物身上反向地得到表现；若能关闭致病基因的表达则很多疾病将被治愈。,基因敲除与基因治疗,12.5万年后男性可能消失,牛津大学著名遗传学教授布莱恩-塞克斯2008年4月说，人胚胎刚开始孕育时，人类的“模板”是女性，但Y染色体上的SRY基因表达后便造出男孩。在遗传上，男人是由女人改良而来的； “每一代人，1%的男人会有一次突变，突变让他们的生育能力减少10%。.但和其他染色体不同，Y染色体不能自己修复。如果继续照这样一代一代发展下去，最终将不会有任何起作用的Y染色体，它将在大约12.5万年后完全消失。”,人类基因组计划和性染色体,人类基因组计划和性染色体,世界第一个可自我复制的人造物种,科研人员在15年间花费4000万美元才得以成功制造出了“人造生命”。 其中的难点就在于如何让人造基因序列生成人造染色体。此次植入的DNA片段包含约850个基因； 这是一个更宏大工程的第一小步，未来可以根据客户需求提供“定制”的有机物，还可以制造出能够产出石油或同化二氧化碳为的环境友好型“人造生命”； 文特尔自信地说，“人造生命”将成为非常强大有用的生物学工具。,生命起源和人造细胞,“辛西娅”电镜扫描图,“辛西娅”（Synthia），意为“人造儿” 。“辛西娅”其实是一个人工合成的基因组，是第一个人工合成的细胞，也是第一种以计算机为父母的可以自我复制的生物。,生命起源和人造细胞,谢谢！,2019/6/20,