提起基因编辑,关注诺奖的肯定会想到2020年10月,被授予诺贝尔化学奖的两位女得主;不关注的则可能想到了贺建奎的基因编辑婴儿事件。毋庸置疑,任何科技的进步,都为将人类提供更高更广的空间,尤其是这项价格比较“亲民”的基因编辑技术。。。今天我们就来聊聊基因编辑这项技术。。。
基因编辑的两位得主:Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna
1.她们共同发现了基因技术中最先进工具: CRISPR/Cas9(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats,CRISPR)。
2.利用该技术,人类可以精准地修改动物、植物和微生物的 DNA。而且,和以往的技术相比,这项技术最大的优势是:廉价。
简直低廉到任何一个实验室都可以做,比如我都做过crispr/cas9,并设计了全基因组敲除多个基因研究的实验(目前正在进行中)
这项技术对生命科学产生了革命性的影响,从此我们治疗疾病有了全新的手段,过去遗传性疾病的治愈成了一种可能,并且也可能为治疗癌症提供工具。
当然,也包括那种冒天下之大不韪的基因编辑人类胚胎的也蠢蠢欲动(比如贺建奎)。
一,什么是基因编辑,基因编辑能做什么?为什么会被授予基因编辑呢?
在开始前,我们先简单地了解下基因编辑。
大家都知道,生物的性状本质上是由基因控制的,不同的基因变化会造成很多差异。
比如,有的人爱吃香菜,有的人不爱吃香菜,会觉得香菜有一股肥皂味。
而其背后的本质是人体的一个基因发生了一个位点的突变。
那么,如果我们可以控制这些位点,岂不是就可以改变这些性状了?
答案正式如此。
因此科学家们一直想着如何编辑基因,当然,也研究了很多手段。
最原始的是天然变异。
基因复制并不是百分之百精确地,会随机发生变异。这成为了很多时候我们获取基因变异的天然办法。
比如我们的杂交水稻(杂交水稻无论是雄败还是其他杂交材料,本质上都是基因变异,是一种在未搞清楚负责基因的时候利用基因变异来进行人工优化的做法),我们的各种家养动物,都是利用天然变异来进行的。
后来人们开始有意识地寻找引发基因变异的办法。
比如用紫外线或者X光诱变。
比如用化学物质诱变。
甚至还有用太空技术诱变的。
这些技术的好处是可以使得基因变异,但是缺点是不可控制,往往是随机变异。
后来,随着生物技术的前进,人们寻找到了新的基因编辑技术。
比如锌指核酸酶,比如TALEN,这些技术让基因编辑更加快速了,也更加精准了。
不过,还差了那么一点意思。
而本次获得诺奖的CRISPR技术,则是一种非常优越的技术。
首先,CRISPR是什么?
其实,这是几个单词的缩写,Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats。
中文名是“常见回文重复序列簇集”。
这个东西,其实不是人类拥有的,而是来自于微生物。
CRISPR/Cas9其实是天然存在的,大家知道微生物可不像人类这么有完善的抵抗能力,所以经常受到各种外源的基因影响,比如各种病毒可以直接干掉微生物(如噬菌体等),甚至有的微生物可以直接从其他微生物中获取DNA让自己变性(也就是大家熟悉的天然转基因——基因水平转移)。
那么,微生物一定有一套自己来调整和控制的办法,或者说,微生物一定有自己的免疫系统,在21世纪初,其实已经知道了这套系统,也就是细菌可以用CRISPR系统来防御病毒攻击。
不同生物有不同的CRISPR系统,这个系统也有不同的策略,但是大家发现,有一个叫做CRISPR RNA的分子是其中的关键,不过当时人们大多不太感兴趣,毕竟那个年代,克隆,干细胞都是大火的东西。
相比于人类有强大的免疫系统,微生物往往是单细胞,所以它们更容易受到外来基因的攻击。
比如典型的就是病毒可以入侵并攻击微生物的基因。
微生物为了应对外来攻击,发展出了一套系统,就是利用CRISPR系统来切割入侵的基因,从而避免其影响自身。
而本次两位诺奖得主就是研究CRISPR系统的,她们共同发现了微生物应对入侵基因的关键因子:tracrRNA、CRISPR RNA 和Cas9 蛋白。
而Charpentier就对这个比较感兴趣,这是因为她本身是微生物研究领域的,她特别好奇链球菌基因组是如何产生这个调节性调节RNAs及其位点识别机制。2008年获得了该细菌产生的所有小RNAs的序列,并进一步找出了一种比较特殊的RNA,当时称作trans-activating CRISPR RNA(tracrRNA)。
进一步,Charpentier和另一位诺奖得主Jennifer A. Doudna一起探索了tracrRNA发挥功效的方式,最后找到三个核心组件:tracrRNA、CRISPR RNA 和Cas9 蛋白。
这三者可以将入侵的DNA切割,然后降解。
那么,这给科学家一种提示,我们可不可以用这套系统来切割其他基因组呢?
于是她们尝试了在其他生物中进行研究,发现果然可行。
CRISPR可以切割DNA,然后让DNA发生损伤。
这个时候我们可以趁机把我们想要编辑的部分导入进去。
进一步,所有生物都拥有的修复系统会把基因组修复。
而这个修复的过程,会“错误”地把那段我们编辑的部分一起当做自己的DNA进行修复。
于是,我们就实现了基因编辑。
这种编辑,有一种“狸猫换太子”的感觉。
而这套系统具有非常强大的编辑能力,几乎能编辑各种动物、植物和微生物,正因为如此,一问世就马上获得了全世界的关注。
此外,这套系统非常的廉价,可以让全世界的实验室都使用,于是全世界的科学家一起努力,让基因编辑成功走入了千万家。
二,基因编辑有什么作用呢?
最基础的应用就是应对疾病。
比如狐臭,这是一种让人比较讨厌的难言之隐,然而其本质上是一个基因发生了突变。
而利用基因编辑技术,我们可以把这个突变扭转,于是就治疗了狐臭。
再比如癌症,很多时候,癌症是和基因有关的。
典型的就是乳腺癌,有个基因发生变异就会导致乳腺癌发生几率提高几倍。
著名影星安吉丽娜朱莉还因为检测到了这个基因变异而把自己的乳腺切除。
不过有了基因编辑技术,可以直接把这个基因突变扭转回来,从而降低乳腺癌概率。
而更为夸张的是,这个基因编辑,为人类改造自身提供了强大的武器。
大家看到各种科幻电影,各种各样的改造人类。
鹰的眼睛,狼的耳朵,豹的速度,熊的力量。
那么有这套基因编辑技术,我们完全可以把这些基因编辑或者导入人体,实现人体改造。
比如贺建奎就冒天下之大不韪,用这套系统,编辑了受精卵,并让宝宝生下来,引发了全球的震惊。
由于基因编辑技术非常简单,一个无任何生物背景的人,培训几周都可以成功操作基因编辑。价格也十分低廉。
所以这套技术,可能会带来全民性的基因编辑,因此也被不少人认为是打开了“潘多拉魔盒”。
甚至未来大家想象的改造人类,设计人类都有可能。
科学技术是一把双刃剑,所以未来,我们要利用好基因编辑,同时避免基因编辑滥用的风险。
教材分析:
《我变成了一棵树》是部编版三年级下册第五单元的第二篇课文,是精读课文。作者顾鹰写了“我”想象自己变成了一棵树,树上长出了很多形态各异的鸟窝。鸟窝上住着很多动物朋友和“我”的妈妈。他们在一起在树上东西,而“我”被馋得口水直流的故事。
故事中“我”率真可爱、富有奇思妙想的性格,给我们提供了无限的想象空间。
《我变成了一棵树》从“我”的愿望出发,展开大胆想象,讲述了“我”变成一棵树之后发生的一连串奇妙的事情。全文语言轻松活泼,字里行间充满了童趣。
文章以妈妈叫“我”吃饭开头,引出“我”想变成一棵树的奇特愿望,交代了故事的起因。没想到愿望真的实现了,“我”变成了一棵长满鸟窝的树。然后具体描述了“我”变成树之后发生的趣事:小动物们住进各种形状的鸟窝,妈妈坐在鸟窝里给小动物分食物,“我”馋得直流口水。“我”变成一棵树之后发生的事情非常有趣,是因为作者善于想象,使得“我”在想象世界里实现了现实生活中难以达成的愿望,拥有了一段特别的经历。
课后练习是围绕本单元语文要素设置的。第一题重在引导学生关注“我”变成一棵树后发生了哪些有意思的事情,在交流中感受文中丰富的想象;第二题要求学生从自己的愿望出发,借鉴课文的思路,展开大胆想象,表达自己的奇思妙想。
课文配有插图,一棵大树上长着各种形状的鸟窝,树干上有水珠滴下来,这是变成大树的“我”流出的口水。充满童趣的生动画面能帮助学生直观理解课文内容,并激发他们对想象世界的向往。
我会写:
状zhuàng(形状、状物、现状、奖状)
狐hú(狐狸、狐疑、狐臭、狐假虎威)
狸lí(狸子、狸猫、河狸、老狐狸)
丁dīng(丁当、壮丁、园丁、人丁)
零líng(零落、零头、零件、零花钱)
巧qiǎo(巧妙、巧合、恰巧、花言巧语)
克kè(千克、克服、克扣、克敌制胜)
肠cháng(香肠、大肠、腊肠、牵肠挂肚)
继jì(继续、继任、继承、前赴后继)
续xù(连续、陆续、手续、续费)
抬tái(抬头、抬水、抬脚、抬轿子)
麻má( 麻黄、麻油、 麻酱、 麻花、)
烦fán(烦琐、烦心、烦请、厌烦、烦闷)
多音字:
担dān (担心)dàn(担子)
了le(好了)liǎo(了解)
近义词:
希望——期望 担心——担忧 容易——简单
失望——失落 奇怪——稀奇 了解——理解
秘密——机密
反义词:
希望——失望 担心——放心 容易——困难
失望——如愿 了解——生疏 秘密——公开
理解词语:
希望:心里想着达到某种目的或出现某种情况。
失望:因为希望未实现而不愉快。
奇怪:感到出乎意料,难以理解。
一丝:形容极小或很少;一点儿。
继续:(活动)连下去;延长下去;不间断。
麻烦:繁琐难办的事。
段落大意:
第一部分(1-4):写“我”不想回家吃饭,想变成一棵树,结果真的变成了一棵树。
第一部分(5-12):写“我”变成的树上长满了鸟窝,妈妈也住进了鸟窝。
第一部分(13-23):写“我”饿了,流下了口水,妈妈早就发现了“我”。
课文主题:
这篇课文通过叙述“我”变成一棵树后经历的有趣的事情,告诉人们世界上最了解孩子的人“到底还是妈妈”。在母亲眼里,每一个孩子都是不会被错认的天使。
家有小学生,分享给大家部编版三年级下全册生字组词
第一单元
第1课 古诗三首
融róng 融化 融洽 通融 金融
燕 yàn 燕窝 燕子 海燕 燕雀 (yān 燕赵 燕山 燕京)
鸳 yuān 鸳鸯 枕鸳 双鸳
鸯 yāng 鸳鸯 梁鸯 鸯浆
惠 huì 恩惠 贤惠 惠风 惠临
崇 chóng 崇尚 崇拜 崇高 崇敬
芦 lú 芦苇 芦荟 葫芦 芦席 芦花
芽 yá 麦芽 豆芽 发芽 嫩芽
短 duǎn 短发 短处 短剧 长短
梅 méi 梅花 冬梅 腊梅 红梅
溪 xī 小溪 溪水 溪流 溪谷
泛 fàn 广泛 泛滥 泛舟 活泛
减 jiǎn 减轻 减少 衰减 削减
第2课 燕子
凑 còu 凑近 凑合 凑拢 凑数
拂 fú 吹拂 拂过 飘拂
集 jí 集团 集中 召集 集合
聚 jù 凝聚 聚拢 团聚 聚焦
形 xíng 忘形 图形 圆形 矩形
掠 lüè 掠过 掠夺 掠影 掠取
偶 ǒu 木偶 偶数 偶然 偶尔
尔 ěr 尔后 偶尔 莞尔
沾 zhān 沾惹 沾手 沾亲 均沾 沾光
惓 juàn 惓切 惓恳 诲人不惓
纤 qiàn 纤绳 拉纤 (xiān 纤尘 纤微)
痕 hén 印痕 痕迹 伤痕 裂痕
第3课 荷花
瓣 bàn 花瓣 蒜瓣 瓣膜
蓬 péng 蓬松 莲蓬 蓬乱
胀 zhàng 膨胀 臌胀 肿胀 饱胀
裂 liè 分裂 破裂 决裂 (liě 裂着怀)
姿 zī 姿态 姿势 舞姿 丰姿
势 shì 姿势 趁势 水势 流势
仿 fǎng 仿造 摹仿 模仿 仿佛
佛 fó 佛像 fú 仿佛
随 suí 跟随 随后 随便 随意
蹈 dǎo 舞蹈 蹈海
止 zhǐ 停止 阻止 止境 岂止
第二单元
第5课 守株待兔
守 shǒu 把守 守候 守望 守卫
株 zhū 株守 植株 株距 病株
待 dài 期待 接待 等待 担待 dāi 待会儿
宋 sòng 仿宋 南宋 北宋 宋瓷
耕 gēng 耕种 耕地 耕耘
触 chù 接触 感触 触犯 触角
颈 jǐng 头颈 瓶颈 颈椎
释 shì 解释 诠释 阐释 释放
其 qí 其中 与其 其实 尤其
第6课 陶罐和铁罐
骄 jiāo 骄子 骄傲 骄阳 骄横
傲 ào 傲气 高傲 傲骨 骄傲
谦 qiān 谦让 谦虚 谦逊 谦卑
虚 xū 虚弱 虚荣 谦虚 虚伪
懦 nuò 懦弱 懦夫
弱 ruò 弱点 弱小 虚弱
尘 chén 灰尘 尘埃 尘土
捧 pěng 吹捧 捧角 捧场
擦 cā 磨擦 擦拭 擦洗
代 dài 年代 古代 代替 后代
价 jià 价格 评价 价钱 价值
第7课 狮子和鹿
狮 shī 狮子 狮舞
鹿 lù 麋鹿 鹿茸 驯鹿
塘 táng 苇塘 泥塘 池塘
映 yìng 倒映 映照 掩映
欣 xīn 欣喜 欢欣 欣慰
赏 shǎng 赏赐 赞赏 游赏
匀 yún 均匀 匀称 匀净
致 zhì 兴致 景致 致力 大致
配 pèi 配合 许配 配料
传 chuán 传话 传奇 传达 流传 zhuàn 水浒传
哎 āi 哎呀 哎哟
叹 tàn 叹气 叹息 感叹
第三单元
第9课 古诗三首旧 jiù 念旧 仍旧 陈旧 依旧
符 fú 符咒 符合 符号
欲 yù 欲望 物欲
魂 hún 花魂 灵魂 国魂
借 jiè 借款 借口 借助
酒 jiǔ 酒席 酒徒 酒吧
何 hé 几何 如何 何处
牧 mù 牧场 牧童 牧师
兄 xiōng 兄长 兄弟 世兄 仁兄
独 dú 独立 独唱 单独 独生
异yì 讶异 奇异 异样 差异
佳 jiā 佳肴 佳期 佳酿 佳句
第10课 纸的发明
术shù 美术 手术 技术 法术
伟wěi 伟大 宏伟 雄伟
录 lù 记录 灌录 录音
册 cè 手册 书册 册子
保bǎo 保卫 保安 保密 保护
存 cún寄存 保存 生存
约yuē隐约 约定 租约
验 yàn 试验 经验 实验 考验
阿ā阿爸 阿姨 ē 阿谀 阿胶
欧ōu欧洲 东欧 中欧
洲zhōu非洲 亚洲 欧洲
社shè 社群 社评 书社
第11课 赵州桥
赵zhào 老赵 赵后 罗赵赵孤
省shěng省份 省会 省略xǐng 反省
县xiàn县城 县志 县份
匠jiàng瓦匠 木匠 石匠 匠心
设shè建设 设计 陈设 设想
计jì 总计 共计 计算 计时
史shǐ 史书 秘史 史前 历史
创chuàng创意 创作 创造 chuāng 创伤
举jǔ举动 举重 义举 壮举
且qiě并且 姑且 且慢 且说
智zhì 智慧 益智 智商 弱智
慧huì智慧 慧心 贤慧
历lì 日历 公历 历来
第四单元
第13课 花钟
斗dòu 斗殴 战斗 dǒu 斗胆 漏斗
芬fēn 芬芳 遗芬
芳 fāng 芳香 芬芳 芳名 幽芳
内 nèi 内疚 内涵 内因
醒xǐng睡醒 醒悟 苏醒 提醒
寿shòu长寿 寿命 寿穴 寿面
苏sū复苏 苏州 苏醒
强qiáng强国 富强 身强体壮 qiǎng勉强 jiàng 倔强
示shì 表示 出示 示意
昆kūn 昆虫 昆布 昆曲
修xiū 修订 修筑 修建
建 jiàn建立 建筑 建设
组 zǔ 组合 小组 组成 组织
第14课 蜜蜂
蜜mì 甜蜜 蜜色 蜜月 蜂蜜
蜂fēng 蜂王 蜂拥 蜂糕 蚂蜂
辨biàn 辨认 分辨 辨析 辨证
阻zǔ 劝阻 阻挡 阻止 阻力
跨 kuà跨越 跨年 横跨 跨度
括kuò包括 概括 囊括 总括
检jiǎn 检点 检视 检查 检阅
查chá检查 查封 调查
确què确实 的确 准确 确认
误wù 错误 延误 耽误 误解
途tú歧途 沿途 用途 长途
陌mò陌生 陌路 阡陌
第五单元
第16课 小真的长头发
套tào 枕套 成套 套汇
麻má 芝麻 麻烦 麻痹 麻醉
烦fán 烦琐 烦心 烦恼 麻烦
悠yōu 悠扬 悠悠 悠久 悠长
闲xián 闲暇 闲逛 闲聊 闲扯
椅yǐ椅子 桌椅 椅背
泡pào 泡沫 浸泡 泡泡 泡汤
沫mò泡沫 唾沫 吐沫
冰bīng 冰霜 冰凉 冰雪 冰冷
凌líng 凌晨 欺凌 凌厉 凌辱
提tí提早 提问 提前 提神 dī 提防
棒bàng 火棒 电棒 棒子
第17课 我变成了一棵树
状zhuàng 告状 状态 形状
狐hú 狐狸 狐疑 狐臭
狸lí狸猫 狐狸 河狸
丁dīng 园丁 丁香 白丁 补丁
零líng 零件 丁零 零散 零售
巧qiǎo 碰巧 巧手 恰巧 乖巧 巧合
克kè 一克 克服 千克 坦克
肠cháng 肠炎 衷肠 腊肠 小肠
继jì继母 继而 相继 继承
续xù陆续 继续 持续 后续
抬tái 抬爱 抬价 哄抬 抬举
秘mì 秘诀 秘史 秘书 bì秘鲁(国名)
密mì亲密 密电 保密
第六单元
第18课 童年的水墨画
墨mò 墨迹 墨宝 墨水 笔墨
染rǎn 染色 传染 污染 渲染
竿gān 竹竿 鱼竿 马竿 钓竿
腾téng 沸腾 奔腾 折腾 扑腾
碎suì破碎 心碎 细碎 粉碎
拔bá拔河 拔起 海拔 挺拔
浪làng 波浪 流浪 风浪 海浪
葫hú水葫芦 油葫芦 糖葫芦 西葫芦
爽shuǎng 爽约 凉爽 清爽 爽朗
蘑mó蘑菇 口蘑 蘑菰 泡蘑菇
菇gū蘑菇 冬菇 香菇
第19课 剃头大师
表biǎo 表姐 表示 表扬 手表
胆dǎn 斗胆 孤胆 胆囊 胆瓶 壮胆
鬼guǐ搞鬼 鬼怪 捣鬼
理 lǐ 理想 道理 总理
夺duó争夺 夺取 夺目
骂mà 斥骂 诅骂 咒骂
仇chóu 世仇 寇仇 仇人 报仇
差chā差别 差异 chà 差得远 cī参差 chāi兼差 出差
付fù付现 分付 付出
倍 bèi 加倍 百倍
虽suī虽说 虽然
件jiàn 原件 条件 文件
第20课 肥皂泡
皂zào 药皂 皂白 香皂 肥皂
廊láng 走廊 游廊 画廊 发廊
碗wǎn 汤碗 饭碗 盖碗
若ruò倘若 若非 宛若 若是
透tòu 渗透 透射 透彻 透亮
娇jiāo 撒娇 娇嫩
扯chě拉扯 闲扯 撕扯
仰yǎng 仰望 敬仰 仰卧 久仰
串chuàn 串连 串通 串门
越yuè 越野 越过 穿越 跨越
婴yīng 弃婴 婴儿 婴孩
希xī 希望 希冀
第七单元
第22课 我们奇妙的世界
呈chéng 呈现 呈报 呈文
幻huàn 梦幻 幻想 变幻 幻象
蜡là 蜡烛 蜡像 蜡黄 蜡笔
烛zhú 烛芯 火烛 烛台
诱yòu 诱人 诱捕 诱饵
润rùn 浸润 红润 湿润 滋润
乘chéng 乘客 乘法 乘风shèng 千乘之国
芒máng 光芒 锋芒 麦芒
剑jiàn 利剑 宝剑 剑客 剑术
普 pǔ 普及 普通 普遍
通tōng 交通 串通 沟通
模mó 模型 模式 楷模 mú模子
型xíng 模型 类型 血型 句型
第23课 海底世界
宁níng 宁静 宁谧 nìng 宁肯 宁死不屈
官guān 官府 官司 器官
汪wāng 汪洋 水汪
险xiǎn 冒险 危险 险象 天险
参cān 参加 参与 参政 shēn 人参 党参 cēn参差
攻gōng 攻歼 反攻 助攻
推tuī推广 推敲 推销 推荐
迅xùn 迅速 迅疾 迅急
速 sù急速 迅速 时速 转速 火速
退tuì退休 辞退 退伍
铁tiě铁人 铁路 铁桶 铁塔
第24课 火烧云
必bì不必 必要 必须 必需
胡hú胡乱 胡须
灿càn 灿烂 灿然 灿亮
骑qí骑兵 骑士 骁骑 骠骑
秒miǎo 分秒 读秒 秒表
凶xiōng 凶悍 凶残 凶猛
猛měng 猛烈 凶猛 猛然 勇猛
庙miào 岳庙 庙会 宗庙 庙门
威wēi 威胁 威严 威武 威风
武wǔ武断 威武 英武 用武
镇zhèn 镇静 小镇 坐镇 村镇
第八单元
第25课 慢性子裁缝和急性子顾客
性xìng 性别 忘性 水性 惯性
卷juàn 卷宗 调卷 查卷 juǎn卷尺 卷烟
货huò百货 货摊 鲜货
取qǔ 取暖 进取 采取 取得
夹jiā 夹生饭 夹杂
夸kuā夸奖 夸张 夸口 夸大
务wù 职务 义务 任务 业务
衬chèn 衬托 衬衫 映衬
衫shān 衬衫 汗衫 罩衫 衣衫
负fù负数 正负 欺负 负责
责zé责令 斥责 责任 负责
艺yì艺术 文艺 技艺
第27课 漏
漏lòu 泄漏 遗漏 漏斗 漏勺
喂wèi 喂食 喂养 喂饱 饮喂
胖pàng 胖子 肥胖 发胖 pán心宽体胖
驴lǘ野驴 驴子 毛驴 黄驴
贼zéi 奸贼 贼赃 乌贼
狼láng 狼主 狼烟 狼头 豺狼
莫mò 莫非 莫名
厉lì 严厉 厉害 凌厉 凄厉
抱bào 环抱 抱养 抱病 抱歉
架jià打架 棚架 招架
粘zhān 粘贴 粘板 粘胶 粘连
胶jiāo 胶囊 胶卷 胶印 胶泥
偏piān 偏心 偏见 偏离
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