生物一轮复习36生物技术的安全性和伦理问题VIP

1、2016生物一轮复习第36讲生物技术的安全性和伦理问题生物技术的安全性和伦理问题重组微生物重组微生物 _基因制药基因制药 转基因动物转基因动物 _ _转基因农作物转基因农作物工程菌工程菌生物反应器生物反应器转基因的重要成果转基因的重要成果(1)(1)微生物方面微生物方面: :把某些重组把某些重组dnadna转移到细菌中表转移到细菌中表达获得成功达获得成功, ,随后随后, ,使出现了具有重要经济价值的使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物各种重组微生物, ,如可以清除石油污染的假单孢杆如可以清除石油污染的假单孢杆菌等菌等. .假单孢杆菌假单孢杆菌利用转基因细菌制造蛛丝利用转基因细菌制造蛛丝 3

2、030多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的蛛丝的办法。蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。沙伊贝尔说：蛛的农场。沙伊贝尔说： 我们正在与各行业联系，以检测这我们正在与各行业联系，以检测这种新丝的品质，并进一步研发工业规模的生产技术。种新丝的品质，并进一步

3、研发工业规模的生产技术。 蛛丝如果能实现大规模人工生产，将可以取代塑胶材料，蛛丝如果能实现大规模人工生产，将可以取代塑胶材料，用于眼部或神经外科手术的精细缝合，也可用来制造胶布等伤用于眼部或神经外科手术的精细缝合，也可用来制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱等，应用前景极其广阔。在转口包扎材料或者人造韧带及肌腱等，应用前景极其广阔。在转基因细菌之前，曾有科学家尝试利用转基因山羊、转基因烟草、基因细菌之前，曾有科学家尝试利用转基因山羊、转基因烟草、转基因土豆等制造蛛丝，但由于产量过低或丝质太差均未成功转基因土豆等制造蛛丝，但由于产量过低或丝质太差均未成功转基因细菌可治癌症转基因细菌可治癌症

4、英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一种英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一种抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠体内的癌细抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠体内的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到实验鼠的胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫6 6mpdrmpdr的抗的抗癌药。这种药无法单独发挥作用，但是一种由癌药。这种药无法单独发挥作用，但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物“激活激活”，形成一种有效的毒素，将其周围的癌细胞杀死，形成一种有效的毒素，将其周围的癌细胞杀死，而不伤害其它组织器官。而不伤害其

5、它组织器官。 (2)(2)基因制药方面基因制药方面: :近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就，已近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就，已有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素（人促红细胞生成素（epo）、）、gm集落刺激因子（集落刺激因子（gmcsf）、组织）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素溶纤酶原激活素、白细胞介素2及白介素及白介素11等。正在研究的有降钙素等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等基因相关因子、肿瘤坏死因子、

6、表皮生长因子等140多种。随着生物技术多种。随着生物技术药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开发，已成为医药工业中一个药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开发，已成为医药工业中一个重要的领域，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程重要的领域，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程药物受到一定限制，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，药物受到一定限制，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在胃酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注射给药或局部用在胃酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注射给药或局部用药。为了克服这些缺陷，已开始改为

7、合成这些天然蛋白质的较小活性片段，药。为了克服这些缺陷，已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即所谓即所谓“多肽模拟多肽模拟”或或“多肽结构域多肽结构域”合成，又叫合成，又叫“小分子结构药物设小分子结构药物设计计”。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、hiv感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分子

8、药物设计属于第二代结构相关性药物设计，所设计的分子能替代原先天子药物设计属于第二代结构相关性药物设计，所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。然活性蛋白与特异靶相互作用。转入荧光素酶转入荧光素酶蛋白基因的发蛋白基因的发荧光烟草荧光烟草改变花色的转基因矮牵牛花改变花色的转基因矮牵牛花转转 基基 因因 甜甜 椒椒转基因草在穴盆中生长良好转基因草在穴盆中生长良好 .转转 基基 因因 西西 红红 柿柿蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想基因工程正在将它变为现实基因工程正在将它变为现实(4)(4)转基因植物方面转基因植物方面: :目前目前, ,科学家已经培育出了大批具有抗

9、虫科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病抗病、抗除草剂抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物抗逆等全新性状的农作物. .二、对转基因生物安全性的争论二、对转基因生物安全性的争论 1.1.在转基因生物中在转基因生物中, ,有时候会出现一些人们意想不有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因：到的后果的原因：(1)(1)对基因的结构对基因的结构, ,基因间的相互作用及基因的调控基因间的相互作用及基因的调控机制都了解得相当有限；机制都了解得相当有限；(2)(2)转移的基因虽然是功能一致的基因转移的基因虽然是功能一致的基因, ,但不少是异但不少是异种生物的基因；种生物的基因；(3)(3)外源基因插入宿主基因组的

10、部分往往是随机的。外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的。(1)(1)转基因生物与食物安全转基因生物与食物安全2.2.转基因生物的安全性问题转基因生物的安全性问题转基因食物引起食物安全性问题的理由转基因食物引起食物安全性问题的理由: :安全性安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变心营养成分的改变; ;不必担心转基因食物安全性的理由不必担心转基因食物安全性的理由: :多环节、严多环节、严谨的安全性评价谨的安全性评价, ,可以保证转基因食物的安全可以保证转基因食物的安全; ;科科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生学家的负责态度

11、可以防止新过敏原的产生; ;至今尚至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例; ;没没有足够的证据证明转基因食物有问题有足够的证据证明转基因食物有问题; ; 引起生物安全的理由引起生物安全的理由: :可能会扩散到种植区以外可能会扩散到种植区以外, ,成为野生种类成为野生种类, ,可能成为可能成为“入侵的外来干涉物种入侵的外来干涉物种”, ,威胁生态系统中其他生物威胁生态系统中其他生物的生存，可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或的生存，可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或病毒病毒, ,有可能使杂草成为除草剂除不掉的有可能使杂草成为除草剂除不掉的“超

12、级杂超级杂草草”; ;(2)(2)转基因生物与生物安全转基因生物与生物安全不引起生物安全的理由不引起生物安全的理由: :扩散到种植区以外就很快扩散到种植区以外就很快死亡。要表现出新性状死亡。要表现出新性状, ,必须具有一定的水肥等条件必须具有一定的水肥等条件, ,以及配套的种植技术。由于生殖隔离的存在以及配套的种植技术。由于生殖隔离的存在, ,使他们使他们很难与其他植物杂交。花粉传播的距离有限、存活很难与其他植物杂交。花粉传播的距离有限、存活时间有限。时间有限。(3)(3)转基因生物与环境安全转基因生物与环境安全引起环境安全的理由引起环境安全的理由: :打破自然物种的原有界限打破自然物种的原有

13、界限, ,改变了生态系统中能量改变了生态系统中能量流动和物质循环流动和物质循环, ,重组微生物可能对人类的生活环重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染境造成二次污染, ,重组重组dnadna与微生物杂交与微生物杂交, ,可能产生可能产生有害的病原微生物有害的病原微生物; ;转基因植物花粉中的有毒物质转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜂蜜可通过蜜蜂进入蜂蜜, ,再经过食物链传递再经过食物链传递; ;不引起环境安全的理由不引起环境安全的理由: :转基因不会改变生物原转基因不会改变生物原有的分类地位有的分类地位, ,不会破坏生态系统的稳定性不会破坏生态系统的稳定性; ;转基因转基因抗虫作物

14、的种植抗虫作物的种植, ,减少了农药的使用量减少了农药的使用量; ;抗除草剂农抗除草剂农作物的种植作物的种植, ,减轻了农田管理的负担减轻了农田管理的负担, ,保护了农田的保护了农田的土壤环境土壤环境; ;生物技术中的伦理问题分析生物技术中的伦理问题分析 1.1.试管婴儿与克隆人的比较试管婴儿与克隆人的比较体外受精、体外一体外受精、体外一定程度的胚胎发育、定程度的胚胎发育、胚胎移植到子宫内胚胎移植到子宫内继续发育继续发育将体细胞的核物质将体细胞的核物质移到去核的卵细胞移到去核的卵细胞中中, ,将重组卵细胞移将重组卵细胞移植到子宫内植到子宫内, ,逐渐发逐渐发育为新个体育为新个体有性有性生殖生殖

15、体细胞体细胞繁殖繁殖, ,属于无属于无性生殖性生殖与人类正常生殖与人类正常生殖情况相比情况相比, ,主要是主要是改变了受精和初改变了受精和初期发育的场所期发育的场所克隆过程证明克隆过程证明了动物细胞核了动物细胞核的全能性的全能性2.2.克隆的分类克隆的分类从胚胎中取出干细胞从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于医学研究和治疗用于生育用于生育, ,获得人的获得人的复制品复制品细胞水平细胞水平个体水平个体水平都属无性生殖都属无性生殖; ;产生新个体或新组织产生新个体或新组织, ,遗遗传信息相同传信息相同3.3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较试管婴儿和设计试管婴儿的比较如图如图, ,后者比前者多了后

16、者比前者多了过程过程: :(1)(1)不同点不同点: :所用技术手段所用技术手段: :设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断, ,试管婴儿不需进行遗传学诊断或基试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。因诊断。应用应用: :试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题, ,设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(2)(2)相同点相同点: :都是体外受精都是体外受精, ,并进行体外早期胚胎培养并进行体外早期胚胎培养, ,都要经过胚胎移植都要经过胚胎移植, ,都是有性

17、生殖。都是有性生殖。关注生物技术的伦理问题关注生物技术的伦理问题生殖性生殖性治疗性治疗性染色体染色体基因歧视基因歧视(2)(2)转基因生物的优缺点转基因生物的优缺点: :解决粮食短缺问题解决粮食短缺问题大大减少农药的使用量大大减少农药的使用量, ,减少环境污染减少环境污染增加食物营养增加食物营养, ,提高附加值提高附加值增加食物种类增加食物种类, ,提升食物品质提升食物品质提高生产效率提高生产效率, ,带动相关产业发展带动相关产业发展可能出现新的过敏原或重组形成新病毒可能出现新的过敏原或重组形成新病毒可能产生抗除草剂的杂草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使疾病的传播跨越物

18、种障碍可能会损害生物多样性可能会损害生物多样性可能会对人类生活环境造成二次污染可能会对人类生活环境造成二次污染对待转基因生物的正确态度对待转基因生物的正确态度: :对转基因生物出现激烈的伦理方面的争论是正常的对转基因生物出现激烈的伦理方面的争论是正常的, ,关键是社会应有正确的舆论导向关键是社会应有正确的舆论导向, ,从而促进科学技术的从而促进科学技术的发展。发展。国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。规。在转基因生物或其产品研究过程中在转基因生物或其产品研究过程中, ,科学家要自觉遵科学家要自觉遵守科学研究道德。守科学研究道德。四、禁止生

19、物武器四、禁止生物武器2.2.生物武器的种类生物武器的种类( (连线连线) ) 生物战剂及施放它的武器、器材总称生物武器。生物战剂及施放它的武器、器材总称生物武器。生物战剂是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的生物战剂是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素。微生物及其毒素。1 1、什么是生物武器、什么是生物武器? ?3.3.生物武器的种类生物武器的种类通常分为细菌、立克氏体、衣原体、病毒、真菌和通常分为细菌、立克氏体、衣原体、病毒、真菌和毒素六大类。毒素六大类。生生物物武武器器的的种种类类细菌细菌: :鼠疫杆菌，霍乱弧菌，伤寒杆菌，鼠疫杆菌，霍乱弧菌，伤寒杆菌，炭疽杆菌炭疽杆菌病

20、毒病毒: :天花病毒，出血热病毒，动物痘病毒天花病毒，出血热病毒，动物痘病毒重组基因技术制造全新的致病菌重组基因技术制造全新的致病菌: :重组蜡重组蜡状杆菌状杆菌, ,重组流感病毒重组流感病毒, ,新型鼠痘病毒新型鼠痘病毒神经毒剂：如肉毒杆菌毒素神经毒剂：如肉毒杆菌毒素艾滋病毒是生物武器？艾滋病毒是生物武器？非典病毒非典病毒: :针对我国的基因武器针对我国的基因武器? ? 4.4.生物武器的性能及其防护生物武器的性能及其防护施放生物战剂气溶胶施放生物战剂气溶胶; ;生物战剂分散成微小的粒子悬浮在空气中，这种微粒和空气生物战剂分散成微小的粒子悬浮在空气中，这种微粒和空气的混合体叫气溶胶。它能随风

21、漂移，污染空气、地面、食物，的混合体叫气溶胶。它能随风漂移，污染空气、地面、食物，并能渗入无密闭设施的人防工程，人员吸入即可致病。直接并能渗入无密闭设施的人防工程，人员吸入即可致病。直接施放生物战剂气溶胶是最基本的使用方式。它可从空中直接施放生物战剂气溶胶是最基本的使用方式。它可从空中直接布洒，也可把喷洒器投至地面喷放，还可人工投放。布洒，也可把喷洒器投至地面喷放，还可人工投放。投放带菌昆虫投放带菌昆虫, ,动物和其他媒介物动物和其他媒介物昆虫、动物和杂物被生物战剂感染或污染后，用多格炸弹昆虫、动物和杂物被生物战剂感染或污染后，用多格炸弹等多种方式投放到被袭击地域，它们便可将病原体传给人等多种

22、方式投放到被袭击地域，它们便可将病原体传给人们，使其致病。们，使其致病。 其他方法用生物战剂污染水源、食物、通风管道，遗弃其他方法用生物战剂污染水源、食物、通风管道，遗弃带菌物品、尸体或遣返俘虏等，间接使人感染疾病。带菌物品、尸体或遣返俘虏等，间接使人感染疾病。(1)(1)生物战剂的使用方法生物战剂的使用方法生物战剂的致病症状生物战剂的致病症状: :发热发热, ,头疼头疼, ,全身无力全身无力, ,上吐下泻上吐下泻, ,咳咳嗽嗽, ,恶心恶心, ,呼吸困难呼吸困难, ,局部或全身疼痛等各种不同症状局部或全身疼痛等各种不同症状. .(2)(2)生物武器的伤害作用生物武器的伤害作用生物战剂侵入人体的途径生物战剂侵入人体的途径: :吸入吸入( (生物战剂污染空气，可以通生物战剂污染空气，可以通过呼吸道吸入，感染致病过呼吸道吸入，感染致病), ),误食误食( (食用被生物战剂污染的水、食用被生物战剂污染的水、食物而得病（如霍乱、痢疾等疾病）。食物而得病（如霍乱、痢疾等疾病）。), ),皮肤接触皮肤接触( (生物战剂生物战剂如炭疽杆菌等，或带菌物品上的病毒可直接或间接经皮肤、如炭疽杆菌等，或带菌物品上的病毒可直接或间接经皮肤、黏膜、伤口进入人体。黏膜、伤口进入人体。)