《现代生物技术概论》考查卷

第一,对疾病机理的认识深入到分子水平长期以来,我们始终被人体为什么会患病,疾病发生的机理到底是什么,这样一个难题所困扰。以前我们往往只能从组织器官水平,或者细胞水平来认识疾病,没有涉及疾病的本质。事实上,除了一些外伤和极度营养缺乏等症状,绝大多数人类疾病都是遗传因子和环境因素共同作用所引起。其中遗传因子是内因,环境因素是外因。在某些人类疾病中,遗传因子的作用非常强,仅由某个基因的DNA序列中某个碱基对发生改变就能造成严重的疾病,并把这种改变传递给后代,称为单基因疾病。例如镰刀型贫血病,就是由于编码血红蛋白的DNA中一个碱基对发生改变,从而改变了密码子,由原来的谷氨酸变为缬氨酸,而使血红蛋白的性质发生改变,在缺氧的情况下,红细胞脆性增加,而易破裂发生溶血。还有很多疾病的发生涉及到多个基因的变异和环境的影响,称为多基因疾病。所以,只有了解了人类基因组的全图,这一指导着人体形成与发展,表述人体构造和运转情况的“生物指南”,才能知道人体疾病到底是由于这本指南中的哪些错误造成的,也才能从分子水平上来本质地认识疾病发生、发展的原因。这是人类根治癌症、糖尿病、心脏病以及其他无数疑难病症的重要前提。可以预见,有关基因与疾病相互关系的研究,将由于人类基因组织结构和功能的阐明而大大加快。
第三，关注当前跨国种业对我国种业的渗透和控制，高度重视我国的种业及粮食生产链安全。规范和完善我国种业管理体制，加强农业生物技术知识产权和我国基因资源的保护，促进和引导私人资本对农业生物技术尤其是育种领域的投资，应对跨国种业对我国基因资源的抢夺和控制，应对可能出现的知识产权纠纷。
参考文献
[1]沈琪,沈子龙转基因植物技术及其在生物制品制备中的应用[J]药物生物技术,2002,9(2):117~122
第二,对疾病实现早期的准确诊断。通过人类基因组全图与患Байду номын сангаас基因图谱的对照比较,我们就能识别疾病的致病或与致病相关的基因。而通过现在发展起来的基因芯片技术,就能在疾病早期实现快捷、准确的致病基因识别。若对未出生的胎儿进行遗传检测,就能实现准确的产前诊断,以确定胎儿是否带有基因缺陷。这为人类提供了一项强有力的疾病诊断工具,必将具有广阔的应用意义。
(2)转基因植物在疫苗上的应用
利用转基因植物生产食品疫苗成为当前食品生物技术研究的热点之一[4]。食品疫苗[5]就是将某些致病微生物的抗原基因通过转基因技术导入某些植物受体细胞中,使其得以表达,这样受体植物就成为具有抵抗相关疾病的疫苗。
(3)转基因植物在抗体生产上的应用
用植物生产抗体有其独特的优越性:可用于大规模大田种植,价格低廉;外源抗体基因或片段可以整合进植物染色体中稳定遗传;植物细胞可以对表达的重组抗体蛋白进行正确的组装和后期加工;转基因植物可以简单的通过种子的形式长期保存[6]。
盐城师范学院考查试卷
2013-2014学年第二学期
生命科学与技术学院生物技术专业
《现代生物技术概论》试卷
班级111学号11241107姓名虞美娟
一、论述题(本大题2小题，共100分)
1、谈谈现阶段转基因生物技术的应用及安全性。（50分）
答：转基因是指利用分子生物学手段将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中，使其生物性状或机能发生部分改变这一技术称为转基因技术,在中国亦称为“基因工程”。
(3)抗除草剂特性
抗除草剂基因的研究往往是与广谱高效除草剂相结合的,利用的基因主要包括两类,一类是可以改变除草剂靶物敏感性的基因,另一类是除草剂解毒基因。[3]。
(4)抗逆性
通过利用转基因技术,研究具有抗旱、抗盐碱、抗重金属污染的或自身有生物固氮等特性的以及高光合效率的植物品种。目前已获得了耐盐碱的转基因烟草、玉米、水稻等,耐土壤农药残毒的转基因亚麻已在美国进行商业化生产。
人类基因组“工作草图”的问世,使人类在认识自身的长途上跨出了具有重大意义的历史性一步。对此如何作出道德评价,怎样回答一些新的伦理道德问题,下面谈些看法。
第一,人类基因组“工作草图”的问世,为人类带来了福音,立了大德。长期以来,人们只满足于物理学的成就,满足于对宏观、宇观的认识,对人类自身的认识却太少了。关于生老病死,我们基本不知道。随着20世纪初科学家发现了人类生命的基本规律之一的遗传规律,直到今天人类基因组“工作草图”的绘制,才使人们逐步认识到,必须从本质上了解疾病,也就是从基因水平识别疾病发生、发展的原因,并制订合理的防治措施。因此,今天,人类基因组“工作草图”的问世,无疑是现代医学的福音,人类健康的福音,为世人立了大功、大德。
（二）转基因技术在医药上的应用
植物医药基因工程是指把重组的编码医用活性多肽和疫苗基因导人植物,使植物能够大量生产。
(1)转基因植物在蛋白质多肽药物上的应用
目前,已经成功的转基因植物蛋白有:人胰岛素,免疫球蛋白,红细胞生长素,干扰素,尿激酶,人生长激素脑啡肽,人血红蛋白,人表皮生长因子,人红细胞生成素,粒细胞,巨噬细胞集落刺激因子等。
[2]候文胜,郭三堆转基因技术在粮食生产上的应用[J]生物技术通报,2002,(1):10~15
[3]王德正,焦德茂,等转玉米PEPC基因的杂交水稻亲本的选育[J]中国农业科学,2002,35(10):1165~1170
[4]周国辉,李华平转基因植物乙肝食用疫苗研究进展[J]药物生物技术,2002,9(4):243~245
第五,延长人类寿命。人类寿命的最大障碍就是疾病。当我们利用基因图谱技术有效地对抗疾病后,人类的寿命势必将得到延长。基因学家还认为,到2030年,人类就可以掌握控制衰老的基因,延长人类的平均寿命,实现长命百岁的愿望。总之,人类基因计划的意义,就是为了让所有人生活得更美好。我们的健康,我国的医药工业,甚至整个生物产生都需要人类基因的计划。
(5)雄性不育性
目前利用基因工程方法创造雄性不育多是采用特异性启动子与核糖核酸(RNA)酶基因构建嵌合基因这一策略来实现的。利用这一策略已在烟草、油菜、小麦、水稻和一些果树育种中获得了雄性不育植株。
(6)改善品质
目前利用植物基因工程技术进行的品质改良主要集中在改良种子贮藏蛋白、淀粉、油脂、维生素、微量元素等的含量和组成、生产低过敏原或低毒素上。
[5]孙凡,冯沈萍转基因技术在农业上的应用[J]世界农业,2002,(8):42~43
[6]黄艳娥,阚保东转基因产品的生产与安全管理[J]世界农业,2001,
[7]徐辉,祝怀新国际环境教育的理论与实践[M]北京:人民教育出版社,1997
2、人类基因组计划对人类生存将产生哪些影响？（50分）
答：人类基因组计划意义重大。
(4)转基因植物在生产糖类和工业用酶和脂肪上的应用
一些工业常用的糖,脂肪和酶如-淀粉酶、植酸酶、淀粉、多聚果糖、环化糊精、聚羟基丁酸、饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸等可通过转基因植物生产。
（三）转基因技术在畜牧业上的应用
利用基因技术制造的牛生长激素不仅可提高乳牛的泌乳量,而且还可加速肉牛生长并改善牛肉品质。含有人生长激素的转基因猪生长周期显著缩短,饲料的利用率及瘦肉比大幅提高。转基因动物还可以将正常人的基因片断或动物的基因导人另外的动物体内,让这些基因在哺乳动物体内表达,并通过该动物分泌的奶或其他组织、提取获得具有活性的分泌物质,获得大量廉价的珍稀药物,或是利用转基因动物培养人体器官,解决人体器官移植供体短缺问题。目前,转基因家禽的研究主要集中在提高肉鸡和蛋鸡的抗病力和生产力上[7]。但是,转基因动物的研究也遇到了一些问题,主要有:大部分外原基因在宿主基因组中的表达不够理想,表达过低,也有极少部分偏高;转基因可能对宿主产生各种不利影响。目前,解决这些问题的策略有,加入调控因子;基因搭救策略;发现和利用理想的整合位点;大片断DNA的转移和整合;采用Cre-loxp系统以人为地控制转基因表达;采用基因定位整合系统。
面对转基因安全性的争论，个人观点如下：
第一，粮食安全不应成为我国推进转基因作物商业化的动因。现阶段我国主要粮食作物(水稻、玉米、小麦)不宜推行现有转基因特性品种的商业化。在转基因作物商业化问题方面，我国应坚持预防原则和自主品种研发为主的道路。
第二，继续加大对农业生物技术的研发投入。常规育种要与现代生物技术相结合，优先考虑研发和应用“非转基因”的生物技术品种，把转基因生物技术作为技术储备。
第四,对指导新药设计和筛选,实现个人化治疗提供了指导意义。人类基因组的研究成果,除了可以应用于医学方面,在药学方面也将有重要的应用意义。一方面可以针对某些缺陷基因,设计和筛选新药,用以修正某些基因缺陷或阻止致病基因的发展。另外,将来能够根据基因图谱,针对某个群体或个人的特殊性,研究特殊药物,实现了个人化治疗,将有利于提高治疗的有效性和降低不良反应。
第三,对疾病的预防和治疗提供了方法。通过对人类基因组图谱的研究,人类可了解自身体质的弱点和对某种疾病的易感性和抵抗性,这样就能有针对性地进行疾病预防。很多传统的治疗方法,往往是治表不治本。例如对很多遗传性代谢疾病(如苯丙酮尿症),就只能通过一些方法来改善患者的症状,而解决不了其基因缺陷的问题。而如果利用基因图谱技术,就可以对已诊断出患了基因缺陷的未出生胎儿和患者进行有针对性的基因治疗,根除疾病,为其解决痛苦。目前在理论上已经证明生殖细胞基因疗法,可以通过修复那些引发疾病和身体缺陷的基因,有效地治疗基因疾病。另外,通过胚胎干细胞技术也可修正某些基因缺陷和提供正常基因产物。当然,利用基因图谱技术进行基因治疗疾病,获得良好的临床疗效,还需要做很多工作和需要一段相当长的时间,不管在方法学方面和技术操作方面都还有待于进一步探讨、提高。尤其是多基因疾病的治疗将会更为复杂。但可以预见,总有一天,危害人类健康的5000多种遗传病以及与遗传密切相关的癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病等,都可以得到早期诊断和治疗。
二、安全性
朱祯（中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、博士生导师）：与传统育种技术相比，转基因育种技术有以下特点：首先，传统育种技术的遗传物质交流只能在同一个物种之间进行，转基因技术则打破了这一限制，可以在不同物种之间进行；其次，传统育种技术的操作对象是整个基因组，不可能准确地对某个基因进行选择，而转基因技术所转移的是经过明确定义的基因，后代所表现出的性状可以准确预期。由此可见，转基因技术是对传统技术的发展和补充，而且更为精准、安全、可控，它只会改变作物的抗虫、抗逆等遗传特性，而并不是改变作物的遗传规律。与人类种植、培育了几千年的传统农作物相比，转基因作物的出现只有20多年时间，因此，有人质疑吃了转基因食品后，转基因会被人体吸收，引发潜在风险。其实这完全是一种误解。任何一种来源于动植物的食品本身都含有3万～5万个基因，转基因食品只不过比原有食品增加了一两个，而转基因的性质跟其他基因的理化特性是完全一样的。所有这些基因进入人体后，都会被消化成单个的核苷酸，不再含有任何的遗传信息。千百年来人类常吃的任何一种动植物食品，也包含了成千上万种基因，从来没有人担心它们会改变人的基因或遗传给后代，也从未发生这种现象。
(7)改善发育状况
现在许多育种工作者希望通过转基因技术实现植物,特别是果蔬和大田作物的品质改良并控制其发育。目前已分离到几个控制果品成熟的转化基因,例如编码纤维素酶基因和多聚半乳糖醛酶基因,通过改变这些基因将花发育基因、抗衰老基因等导入植物来改善植物的生长发育状况。
(8)改善观赏性
改变花色一直是花卉研究最为热门的内容,世界上首例基因工程改变矮牵牛花色的成团,使人工改造花色成为可能。利用转基因的方法改变花色的途径有:利用类黄酮色素中的花色素苷对花色形成起主要作用的机理。
一、转基因技术的应用
（一）转基因技术在植物遗传改良上的应用[1]
(1)抗虫性
将编码具杀虫活性产物的基因导人植物后,其表达产物可以影响取食害虫的消化功能,抑制害虫的生长发育甚至杀死害虫,从而使植物获得对取食害虫的耐性,减少或替代农药的使用。
(2)抗病毒性
目前抗病毒基因工程研究的策略主要有:病毒复制酶介导的抗性:如黄瓜花叶病毒复制酶基因等;病毒外壳蛋白介导的抗性,如烟草花叶病毒外壳蛋白基因等;失活的病毒移动蛋白介导的抗性:如烟草花叶病毒移动蛋白基因等;病毒基因相关序列介导的抗性:如马铃薯卷叶病毒基因的反义序列等;其它来源的基因介导的抗性,如核糖体钝化蛋白类基因等[2]。