第七节 生物技术的安全和伦理问题.doc

生物技术的安全性和伦理问题主讲：黄冈中学优秀生物教师严贻兰一、知识概述1、生物技术的安全性；2、生物技术的伦理问题；3、禁止生物武器。二、重点知识归纳及讲解（一）转基因生物的安全性1、转基因成果基因工程药物；转基因抗性作物的培育等；转基因家畜、家禽优良品种的培育；生物反应器生产细胞产品。2、转基因生物安全性的争论（1）争论的原因：目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。目的基因往往是异种生物的基因。外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。（2）转基因生物的优缺点：优点缺点解决粮食短缺问题减少农药使用，减少环境污染增加食物营养，提高附加值增加食物种类，提升食物品质提高生产效率，带动相关产业发展可能产生新病毒或新过敏原可能产生抗除草剂的杂草可能使疾病的传播跨越物种障碍可能会损害生物多样性可能会干扰生态系统的多样性（3）实质性等同原则：是指转基因生物与自然存在的传统生物在相同条件下进行性状表现的比较。比较的内容包括生理性状、分子特征、营养成分、毒素含量和过敏原等是否具有等同性。如果实质上是相同的，就应该将转基因生物与传统生物同样对待，视为安全。（4）理性看待转基因生物（正确态度：趋利避害，不能因噎废食。）认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的。重视转基因技术带来的安全性问题。制定相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。提高科学家的法制意识。（二）关注生物技术的伦理问题1、克隆的概念是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。2、克隆人（1）过程：（2）克隆分类：（3）克隆技术引发的伦理问题：观点理由不赞成克隆人严重违反了人类伦理道德；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人；克隆技术尚不成熟。赞成技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决；克隆人是一项科学研究，既然是科学，就应该允许研究克隆人。中国政府的态度四不原则：不赞成，不允许，不支持，不接受任何生殖克隆人的实验。不反对治疗性克隆。（4）克隆技术尚不成熟的表现：重构胚胎成功率低。移植入母体子宫后胚胎着床率低、流产率高、胎儿畸形率高。出生后死亡率高，正常个体极少。3、试管婴儿与设计试管婴儿（1）两者的比较：（2）设计试管婴儿引发的伦理问题：观点理由不符合伦理道德把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期的生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余的胚胎，无异于“谋杀”；有人会滥用设计试管婴儿技术，如设计婴儿的性别。符合伦理道德设计试管婴儿是为了救人，是救治患者的最好、最便捷的办法之一；提供骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤；脐带血乃试管婴儿的“身外之物”。中国政府的观点实施体外受精胚胎移植及其衍生技术必须取得卫生部的批准证书。4、基因身份证（1）含义：把个人的治病基因和易感基因检测出来，记录在磁卡上，做成个人基因身份证。（2）引发的问题通过基因检测能否达到预防疾病的目的；是否引起基因歧视及其他危害。（三）生物武器1、生物武器的种类2、生物武器的主要特点（1）致病力强，传染性大；（2）有潜伏期；（3）污染面积大，危害时间长；（4）传染途径多；（5）拥有生命力；（6）受自然条件影响大。3、对待生物武器的态度坚决禁止生物武器。不论在何种情况下，生物武器的生产、储存和使用都将对受害国的民众，以及所有爱好和平的人们造成极度的恐慌和致死危害。典型例题例1、下列关于转基因植物的叙述，正确的是（）A如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题B转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C动物的生长激素基因转入植物后不能表达D转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中解析：转基因技术的安全性问题，要通过验证才能得到证实；由于植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基因频率增加；动物生长激素基因转入植物后也能表达；转入到油菜的基因，可以通过花粉传入环境中。答案：D例2、下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患（）A转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质B转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原C某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫力D某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变解析：转基因生物引发食物安全的主要理由如下：对食物安全性检测不够；担心出现新的过敏原；担心营养成分改变等。因此A、B、D三项都属于转基因食物潜在的安全隐患，只有C项不是，它是转基因技术在制药方面的应用。答案：C例3、体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。如图是体细胞核移植技术用于人类疾病治疗方面的过程示意图，根据相关知识分析回答下列问题：（1）在体细胞核移植技术中往往以卵母细胞作为受体，因为_。（2）核移植成功后，用物理或化学方法激活受体细胞，目的是_。（3）以病人本人的体细胞核做供体，诱导分化形成的器官在移植过程中可以避免_。（4）在核移植过程中，可利用紫外光短时间照射卵母细胞，此方法的优点是在没有刺破透明带和卵母细胞膜的情况下，就能够去除_或_，从而达到去核目的。（5）我国禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆的研究，请谈谈为什么要反对生殖性克隆人？解析：（1）在体细胞核移植技术中往往以卵母细胞为受体的原因是卵母细胞含有丰富的营养物质，且体积比较大，容易操作。（2）在核移植成功后，可通过物理或化学方法激活受体细胞，使其完成减数分裂和发育进程。（3）用病人本人的体细胞进行治疗性克隆，可避免免疫排斥反应。（4）显微操作去核法是在没有刺破透明带或卵母细胞膜的情况下，去除细胞核或使卵母细胞核DNA变性，从而达到去核的目的。（5）克隆技术尚不成熟，很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子，还会引发社会伦理道德问题。答案：（1）卵母细胞含有丰富的营养物质，体积比较大，容易操作（2）使其完成减数分裂和发育进程（3）免疫排斥反应（4）细胞核使卵母细胞核DNA变性（5）严重违反了人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；克隆技术尚不成熟，有可能克隆出有严重生理缺陷的孩子。- 返回 - 同步测试一、选择题1、关于现代生物工程技术应用的安全性，下列说法不正确的是（）A对待生物武器的态度应明确而坚定，即坚决禁止生物武器B中国对于克隆人的态度是不反对治疗性克隆，可以有限制的进行克隆人的实验C对转基因植物外源DNA要进行认真选择，避免产生对人体有害的或过敏的蛋白质D一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马上停止实验，并销毁重组生物2、建立有关生物技术安全性和伦理问题的法律法规，能够（）规范生物技术研究防止生物技术滥用规范科学家的研究行为对生物技术产生负面影响ABCD3、设计试管婴儿利用了下列哪些技术手段（）体外受精技术胚胎移植技术植入前胚胎遗传学诊断技术克隆技术转基因技术ABCD4、以下各项不是炭疽杆菌的传播途径的是（）A皮肤接触B老鼠C呼吸道吸入D肠道感染5、目前我国转基因农作物（）A在研究、农田试种阶段要进行严格的安全性评价B在研究、农田试种和商品化阶段要进行严格的安全性评价C在研究、农田试种、大面积种植和商品化等各阶段都要进行严格的安全性评价D有的阶段需核发批准证书后才允许进入下一阶段6、生物武器是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素。通常包括致病菌、立克次氏体、衣原体、病毒和毒素等。根据它们的类型，预测下列不是生物武器危害性特点的是（）A传染性强B传染范围广C传播途径多D传播不受气候影响7、某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类安全性的评论中，不符合生物学原理的是（）A不安全。这种玉米的果实（种子）也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人因无法消化食物而患病B不安全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病C安全。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响D安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化8、现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是（）A用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性B用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫药物9、下列哪种生物不能作为生物武器（）A伤寒杆菌B炭疽杆菌C乳酸菌D天花病毒10、下列对转基因生物引发的安全性问题的叙述，错误的是（）A转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全B转基因生物引起安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的C转基因生物引发的安全性问题是无法弥补的D转基因生物有可能造成安全性问题，但不能一概而论显示提示提示：1、B解析：中国对于克隆人的态度是不反对治疗性克隆，禁止进行克隆人的实验。2、A解析：建立有关生物技术安全性和伦理问题的法律法规，是规范生物研究、防止生物技术滥用的有力武器；还可规范科学家的研究行为，对生物技术产生负面影响有抑制作用。3、B4、B解析：炭疽杆菌的传播途径有皮肤接触、呼吸道吸入和肠道感染。5、C解析：目前我国转基因农作物在研究、农田试种、大面积种植和商品化等各阶段都要进行严格的安全性评价，在各阶段需核发批准证书后才充许进入下一阶段。6、D7、B解析：本题考查酶的特性，基因的化学本质。基因是有遗传效应的DNA片段，属于大分子有机物，外源基因进入动物和人体的消化道后会被消化成小分子物质，不能直接进入动物和人体细胞内，更谈不上通过食物链的富集和在细胞内表达。8、C9、C解析：生物武器必须是能致病的病菌、病毒或生化毒剂等。乳酸菌是一种非致病菌，因此不能作为生物武器。10、C解析：转基因生物引起安全性问题的原因是：对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等了解得相当有限；转移的基因有不少是异种生物的基因；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。转基因生物引发的安全性问题可以通过技术进步来加以弥补。一些成熟的转基因成果已经为人类服务，并没有引发安全性问题。二、简答题11、在对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物质能通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动蛋白酶抑制剂的基因后，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟（一种玉米害虫）。试分析回答下列问题：（1）将番茄的蛋白酶抑制剂基因截取及连接到玉米的DNA中用到的酶分别是_、_。（2）若检测转入的蛋白酶抑制剂基因是否转入，应采用_法，若检测蛋白酶抑制剂基因是否表达，应采用_技术。（3）将番茄的蛋白酶抑制剂基因转入玉米细胞时，最常采用的方法是_，除此之外还有_和_等。（4）能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？说明理由。（5）有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧，你认为这种担忧有道理吗？试用学过的知识进行简要的分析说明。显示答案11、（1）限制性核酸内切酶DNA连接酶（2）DNA分子杂交抗原抗体特异性反应（3）农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法（4）不赞成。转基因玉米能抵抗玉米螟，但并不能抵抗所有的害虫。（5）开放性题目，合理即可得分。如：有道理。这种转基因玉米的果实中含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而患病。没必要。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人可能无影响。没必要。通常人类食用的是煮熟后的玉米食品，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏，因此不会对人的消化造成不良影响。解析：（1）目的基因用限制性核酸内切酶切取，然后在DNA连接酶的作用下与受体DNA相结合。（2）目的基因导入是否成功，可采用DNA分子杂交法；检测mRNA是否翻译成蛋白质可采用抗原抗体特异性反应技术。（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，除此之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。（4）玉米获得的抗虫性状，仅对玉米螟有效，对于其他害虫并无抗性，所以仅起到一定的生态效益，还要防治其他害虫。（5）转基因玉米的安全性问题具有两面性，可能存在问题，如干扰人体消化系统，也可能没必要担忧，因人类与害虫的消化酶存在差异，或目的基因表达的蛋白酶抑制剂在玉米煮熟后结构被破坏，不会对人的消化造成影响。本题具有开放性，回答时，要结合所学知识，深入分析。-END- 课外拓展基因治疗会出现哪些伦理问题？（1）基因治疗的合理性基因治疗的疾病一般是目前无法得到根治的、严重的遗传性疾病，而且这些疾病很容易造成患者死亡，因此，基因治疗方案比较容易得到患者或监护人的同意，同时也比较容易得到政府有关部门的批准。尽管基因治疗困难重重，但是科学家认为，基因治疗的思路是正确的，因此一直在坚持不懈地研究着、实践着。基因治疗蕴藏着丰厚的商业利润。对于基因治疗而言，即使以后可以用于临床，其收费也会很高。由于不少人为了治病可以不惜金钱，因此在巨大商业利润的驱动下，国家或私人都投入了大量研究资金，这样就进一步刺激了基因治疗的发展。（2）基因治疗的困难基因治疗的进展，依赖于基础理论研究的突破，而且并不是说知道了致病基因，人类就有办法对付它了。更何况，目前对很多基因病的致病基因，及其基因间相互作用的机理尚不清楚。要寻找合适的靶细胞，让转入的基因在患者体内能持久地发挥作用。每个靶细胞只能整合入一个基因。体内生化物质是处于一种动态平衡状态，基因表达产物少了不行，多了也不行。要选择、构建合适的载体。现在常用的载体是病毒，尤其是反转录病毒，虽然它们都进行了无害化处理，但是科学家还是报道了接受基因治疗的人易患癌症的事实。现在还缺乏令人满意、有效地将目的基因导入受体细胞染色体定点位置的办法。（3）基因治疗是否必要和安全有人认为没必要搞基因治疗，其理由是：基因治疗是支持了劣生，阻碍了人种进化；需要进行基因治疗的人很少，但是研究和实施基因治疗得花费大量金钱，这样势必造成医疗资源需求转移；目的基因随机地整合入受体细胞染色体，会不会引发突变、癌变等严重后果，或者发生基因沉