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文档简介
1、选修选修 现代生物科技专题现代生物科技专题专题四专题四 生物技术的安全性和伦生物技术的安全性和伦理问题理问题一、转基因成果令人叹为观止一、转基因成果令人叹为观止1.19721.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNADNA获得成功获得成功技术的诞生。伯格因此获技术的诞生。伯格因此获得了得了。 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2.2.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
2、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 30 30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
3、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
4、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 英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一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种抗癌药相结合,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细胞。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的肿瘤内,再给实验鼠注射一种名叫6 6MPDRMPDR的的抗癌药。这种药无法单
5、独发挥作用,但是一种抗癌药。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由转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物“激激活活”,形成一种有效的毒素,将其周围的癌细,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。胞杀死,而不伤害其它组织器官。 (2)(2)基因制药方面基因制药方面: :生物制药已经成为生物制药已经成为2121世纪的世纪的朝阳产业朝阳产业. . 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
6、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、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
7、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
8、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。(3)(3)转基因动物方面转基因动物方面: :受到转基因巨型小鼠获得成功的受到转基
9、因巨型小鼠获得成功的鼓舞鼓舞, ,科学家又在培育生长迅速科学家又在培育生长迅速、营养品质优良的转营养品质优良的转基因家畜基因家畜、家禽方面家禽方面, ,不断取得辉煌成就不断取得辉煌成就. .同时同时, ,科学科学家还把转基因动物变成生物反应器家还把转基因动物变成生物反应器(4)(4)转基因植物方面转基因植物方面: : 预防乙肝不用打针,只要吃几个西红柿就行。这可不预防乙肝不用打针,只要吃几个西红柿就行。这可不是玩笑,中国农科院生物技术研究中心经过十年研究,培是玩笑,中国农科院生物技术研究中心经过十年研究,培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试,明年有育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的
10、测试,明年有望上市。望上市。抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜,不但抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜,不但可以直接食用,还可以榨成汁或炒菜吃,对人体没有任何可以直接食用,还可以榨成汁或炒菜吃,对人体没有任何毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍,食用抗乙毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍,食用抗乙肝西红柿,虽不能治愈乙肝,但一年只吃几个,就完全能肝西红柿,虽不能治愈乙肝,但一年只吃几个,就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品,就是代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品,就是将乙肝疫苗植入西红柿内,经多代繁殖,使转入的基因稳将乙肝疫苗植入西红柿内,经多代
11、繁殖,使转入的基因稳定化。这种西红柿上市后将论个出售,每个售价大概在定化。这种西红柿上市后将论个出售,每个售价大概在元左右元左右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科学家已经培育出了大批具有抗虫大批具有抗虫、抗病抗病、抗除草剂
12、抗除草剂、抗逆等全抗逆等全新性状的农作物新性状的农作物. .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
13、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可以防止新过敏原的产生; ;至今尚至今尚未发现食用转
14、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“超级杂超级杂草草”; ;(2)(2)转基因生物与生物安
15、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界限, ,改变了生态系统中能量改变了生态系统中能量流
16、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的种植抗虫作物的种植, ,减少了农药的使用量减少了农
17、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; ;3.3.理性看待生物技术理性看待生物技术(1)(1)正视转基因技术可能带来的安全性问题正视转基因技术可能带来的安全性问题, ,要要_,_,不能因噎废食。不能因噎废食。(2)(2)制定制定_,_,最大程度保证转基因技术和最大程度保证转基因技术和产品的安全性。产品的安全性。趋利避害趋利避害政策和法规政策和法规三、关注生物技术的伦理问题三、关注生物技术的伦理问题反反 对对支支 持持克克隆隆人人伦理伦理方面方面违反了人类的伦理道违反了人类的伦理道德观
18、念德观念, ,中国禁止中国禁止_克隆克隆中国不反对中国不反对_克克隆隆技术技术方面方面技术不成熟技术不成熟, ,流产率高、流产率高、畸形率高、出生后死畸形率高、出生后死亡率高亡率高可通过胚胎分级、基可通过胚胎分级、基因诊断、因诊断、_检查检查等方法解决技术问题等方法解决技术问题生殖性生殖性治疗性治疗性染色体染色体 什么是什么是“试管婴儿试管婴儿”? 体外受精技术体外受精技术, ,俗称俗称“试管婴儿试管婴儿”,目前是世界,目前是世界上最广为采用的生殖辅助技术。上最广为采用的生殖辅助技术。“试管婴儿试管婴儿”并不并不是真正在试管里长大的婴儿,而是从卵巢内取出几是真正在试管里长大的婴儿,而是从卵巢内
19、取出几个卵子,在实验室里让它们与男方的精子结合,形个卵子,在实验室里让它们与男方的精子结合,形成胚胎,然后转移胚胎到子宫内,使之在妈妈的子成胚胎,然后转移胚胎到子宫内,使之在妈妈的子宫内着床,妊娠。正常的受孕需要精子和卵子在输宫内着床,妊娠。正常的受孕需要精子和卵子在输卵管相遇,二者结合,形成受精卵,然后受精卵再卵管相遇,二者结合,形成受精卵,然后受精卵再回到子宫腔,继续妊娠。所以回到子宫腔,继续妊娠。所以“试管婴儿试管婴儿”可以简可以简单地理解成由于实验室的试管代替了输卵管的功能单地理解成由于实验室的试管代替了输卵管的功能而称为而称为“试管婴儿试管婴儿”。我国第一例试管婴儿我国第一例试管婴儿
20、 试试管管婴婴儿儿简简图图三胞胎试管婴儿三胞胎试管婴儿1 1男男2 2女女 反反 对对支支 持持设计试管设计试管婴儿婴儿胚胎也是生命胚胎也是生命, ,杀死杀死胚胎无异于胚胎无异于“谋杀谋杀”提供骨髓造血干细胞提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造并不会对试管婴儿造成损伤成损伤基基因因检检测测技术技术方面方面很难用在具体医疗中很难用在具体医疗中有一些遗传性疾病可有一些遗传性疾病可以通过基因检测后在以通过基因检测后在早期采取预防措施早期采取预防措施道德道德方面方面可能引起可能引起_通过正确的科学知识通过正确的科学知识传播、伦理道德教育传播、伦理道德教育和立法和立法, ,解决基因歧视解决基因歧视现象现
21、象基因歧视基因歧视四、禁止生物武器四、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,
22、伤寒杆菌,炭疽杆菌炭疽杆菌病毒病毒: :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:如肉毒杆菌毒素炭疽热病毒,主要的生物武器之一炭疽热病毒,主要的生物武器之一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
23、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
24、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
25、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。), ),昆虫叮咬昆虫叮咬( (人被
26、带有生物战剂的昆虫人被带有生物战剂的昆虫叮咬后,会使血液污染而致病叮咬后,会使血液污染而致病 ); );(3)(3)生物武器的杀伤特点生物武器的杀伤特点: :致病力强致病力强, ,多数具有传染性;多数具有传染性;某些生物战剂只需少数病原体侵入人体,就能引起发病。例某些生物战剂只需少数病原体侵入人体,就能引起发病。例如,几十个野兔热杆菌侵入人体就能致病。某些生物战剂,如,几十个野兔热杆菌侵入人体就能致病。某些生物战剂,例如,鼠疫杆菌等,有很强的传染性,在一定条件下能在人例如,鼠疫杆菌等,有很强的传染性,在一定条件下能在人员之间传播,长期流行。员之间传播,长期流行。污染面积广;污染面积广;生物战剂
27、致病力强,气溶胶可随风飘散,在气象、地理条生物战剂致病力强,气溶胶可随风飘散,在气象、地理条件适宜时,可造成大面积污染区件适宜时,可造成大面积污染区 不易被发现;不易被发现;生物战剂气溶胶无色无味,加之敌方多在黄昏、夜间、拂生物战剂气溶胶无色无味,加之敌方多在黄昏、夜间、拂晓、多雾时秘密施放,不易被人发现。晓、多雾时秘密施放,不易被人发现。在任何情况在任何情况不发展、不生产、不储存不发展、不生产、不储存生物武器生物武器, ,并反对生物并反对生物武器及其技术和设备的扩散。武器及其技术和设备的扩散。有一定的潜伏期有一定的潜伏期生物战剂致病需经几小时至几天的时间,在这个期间人生物战剂致病需经几小时至
28、几天的时间,在这个期间人员不会很快减弱工作能力。员不会很快减弱工作能力。受自然条件影响大受自然条件影响大风速、气温对气溶胶传播有影响,大雪、低温、干燥、日风速、气温对气溶胶传播有影响,大雪、低温、干燥、日晒等,能加速病菌的消亡。晒等,能加速病菌的消亡。 5.5.我国政府观点我国政府观点1.(20101.(2010江苏江苏T18A)T18A)转入到油菜的抗除草剂基因转入到油菜的抗除草剂基因, ,可能通过花粉可能通过花粉传入环境中。传入环境中。( )( )【分析分析】抗除草剂基因导入到油菜的染色体后则可以通过油菜抗除草剂基因导入到油菜的染色体后则可以通过油菜的花粉传入到环境中。的花粉传入到环境中。
29、2.(20102.(2010江苏江苏T18D)T18D)如果转基因植物的外源基因来源于自然界如果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。则不存在安全性问题。( )( )【分析分析】来源于自然界的目的基因导入植物体后来源于自然界的目的基因导入植物体后, ,可能破坏原可能破坏原有的基因结构有的基因结构, ,具有不确定性具有不确定性, ,外源基因也可能通过花粉传播外源基因也可能通过花粉传播, ,使其他植物成为使其他植物成为“超级植物超级植物”等等, ,所以转基因技术存在安全性所以转基因技术存在安全性问题。问题。3.(20123.(2012江苏江苏T13B)T13B)转基因作物被动物
30、食用后转基因作物被动物食用后, ,目的基因会转入目的基因会转入动物体细胞中。动物体细胞中。( )( )【分析分析】转基因作物被动物食用后转基因作物被动物食用后, ,目的基因不能被动物直接目的基因不能被动物直接吸收吸收, ,所以不会进入到动物的体细胞中。所以不会进入到动物的体细胞中。4.(20124.(2012江苏江苏T13C)T13C)种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物的遗传多样性。植物的遗传多样性。( )( )【分析分析】转基因生物的某些特殊性状转基因生物的某些特殊性状, ,增强了它们在该地区生增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力存条件下的竞争
31、能力, ,威胁生态系统中其他生物的存在威胁生态系统中其他生物的存在, ,从而影从而影响野生植物的遗传多样性。响野生植物的遗传多样性。5.5.试管婴儿胚胎发育的整个过程均在试管中进行。试管婴儿胚胎发育的整个过程均在试管中进行。( )( )【分析分析】试管婴儿是指人的卵细胞和精子在体外完成受精作用试管婴儿是指人的卵细胞和精子在体外完成受精作用, ,发育到早期胚胎的一定阶段发育到早期胚胎的一定阶段, ,再移入到母体子宫内继续发育到再移入到母体子宫内继续发育到足月诞生的婴儿。足月诞生的婴儿。6.6.我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆。我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆。( )( )【分析分析】我国禁止生殖性克
32、隆我国禁止生殖性克隆, ,但不反对治疗性克隆但不反对治疗性克隆, ,利用治疗利用治疗性克隆生产的一些人造器官可用于医学治疗。性克隆生产的一些人造器官可用于医学治疗。7.7.由于某些转基因生物可以合成干扰素进入人体由于某些转基因生物可以合成干扰素进入人体, ,因此转基因因此转基因食物存在潜在的安全隐患。食物存在潜在的安全隐患。( )( )【分析分析】转基因生物引发食物安全的主要理由如下转基因生物引发食物安全的主要理由如下: :对食物安对食物安全性检测不够全性检测不够, ,担心出现新的过敏原担心出现新的过敏原, ,担心营养成分改变等。担心营养成分改变等。考点一考点一 转基因生物的安全性问题转基因生
33、物的安全性问题 1.1.转基因生物存在安全性问题的原因转基因生物存在安全性问题的原因(1)(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。限。(2)(2)目的基因往往是异种生物的基因。目的基因往往是异种生物的基因。(3)(3)外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的。外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的。2.2.理性看待转基因生物理性看待转基因生物(1)(1)转基因生物的优缺点转基因生物的优缺点: :优点优点缺点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
34、食物营养增加食物营养, ,提高附加提高附加值值增加食物种类增加食物种类, ,提升食物提升食物品质品质提高生产效率提高生产效率, ,带动相关带动相关产业发展产业发展可能出现新的过敏原或重可能出现新的过敏原或重组形成新病毒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可能使疾病的传播跨越物种障碍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可能会对人类生活环境造成二次污染成二次污染(2)(2)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
35、关键是社会应有正确的舆论导向社会应有正确的舆论导向, ,从而促进科学技术的发展。从而促进科学技术的发展。国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。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, ,科学家要自觉遵守科学科学家要自觉遵守科学研究道德。研究道德。【拓展延伸拓展延伸】(1)(1)引入外来物种不一定会增加生物的多样性。如果引进的生引入外来物种不一定会增加生物的多样性。如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物造成生存影响物会破坏环境或者对当地生物造成生存影响, ,可能会造成生物可能会造成生物多样性的锐减。多样性的锐减。(2
36、)(2)转基因的危害源于人们对基因功能及作用方式不能完全掌转基因的危害源于人们对基因功能及作用方式不能完全掌握。握。(3)(3)我们应用正确态度对待转基因技术我们应用正确态度对待转基因技术, ,不能因为可能的危害而不能因为可能的危害而阻止技术的发展。阻止技术的发展。【典例典例1 1】如今如今, ,从土豆、草莓到西红柿从土豆、草莓到西红柿, ,各种各样的转基因产各种各样的转基因产品已经潜入寻常百姓家品已经潜入寻常百姓家, ,有资料显示有资料显示, ,我国餐桌上有我国餐桌上有50%50%以上的以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来, ,有关转基因食品是有关转
37、基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如否影响健康的争论不绝于耳。例如, ,美国康奈尔大学美国康奈尔大学LoseyLosey等人等人将转将转BtBt基因基因( (苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因) )玉米花粉撒在苦芭玉米花粉撒在苦芭菜上菜上, ,喂食黑脉金斑蝶喂食黑脉金斑蝶4 4天后死亡率达天后死亡率达44%,44%,而对照组无一死亡而对照组无一死亡, ,研究者认为该转基因玉米对生物有毒。研究者认为该转基因玉米对生物有毒。(1)(1)据报道据报道, ,转基因作物大面积种植已达转基因作物大面积种植已达7 7年年, ,食用转基因食品的人群至食用转基因食品的人群至少已有少已有10
38、10亿之多亿之多, ,至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食品是安全的品是安全的, ,试分析原因试分析原因: : _。(2)(2)自自19831983年转基因农作物在美国问世以来年转基因农作物在美国问世以来, ,用生物技术改造农产品的用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。试问研究与应用进展飞快。试问: :转基因产品到底有什么优势转基因产品到底有什么优势? ? _ _ _。(3)(3)有人认为转基因生物会造成基因污染有人认为转基因生物会造成基因污染, ,危害生态系统的稳定性。你危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的是怎样理解的? ? _。 转基
39、因食品被煮熟之后转基因食品被煮熟之后, ,细胞就被破坏了细胞就被破坏了, ,进入人肠胃系统后进入人肠胃系统后, ,基因被消化成小分子物质而失去遗传作用基因被消化成小分子物质而失去遗传作用; ;我我们所吃的非转基因改良谷物是长期人工选择的结果们所吃的非转基因改良谷物是长期人工选择的结果, ,人们食用后并人们食用后并未有不适和影响健康未有不适和影响健康; ;转基因食品仅是农作物品种中加入一两个对转基因食品仅是农作物品种中加入一两个对人类无害的已知性状的基因等人类无害的已知性状的基因等可缩短育种时间可缩短育种时间; ;可定向改造生物的性状可定向改造生物的性状; ;可提高粮食产量可提高粮食产量, ,解
40、决粮食问题解决粮食问题 转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传递环境中传递, ,可能会由此产生超级杂草、超级害虫以及其他超级可能会由此产生超级杂草、超级害虫以及其他超级生物等生物等, ,使得生物多样性受到破坏等使得生物多样性受到破坏等【互动探究互动探究】(1)(1)题中所涉及的安全性属于转基因生物安全性的哪一个方面题中所涉及的安全性属于转基因生物安全性的哪一个方面? ?提示提示: :食物安全。食物安全。(2)(2)题题(1)(1)中中, ,有人认为转基因食品是不安全的有人认为转基因食品是不安全的, ,试举出两个原因。试举出两个原因。提示提示
41、: :转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的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过敏原; ;某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化, ,导致导致转基因农作物营养成分的改变。转基因农作物营养成分的改变。【变式训练变式训练】研究中发现研究中发现, ,番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用消化酶有抑制作用, ,导致害虫无法消化食物而被杀死。为对付导致害虫无法消化食物而被杀死。为对付异常猖獗的玉米螟异常猖獗的玉米螟, ,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导
42、入玉米体内入玉米体内, ,在一定程度上遏制了玉米螟的爆发。在一定程度上遏制了玉米螟的爆发。(1)(1)如果以玉米的叶肉细胞作为重组如果以玉米的叶肉细胞作为重组DNADNA的受体细胞的受体细胞, ,则需要通则需要通过过_技术培育成工程植物。技术培育成工程植物。(2)(2)如果把目的基因导入受体细胞叶绿体如果把目的基因导入受体细胞叶绿体DNADNA中中, ,将来产生的配将来产生的配子中是否含有该基因子中是否含有该基因? ?_。植物的组织培养植物的组织培养 不一定不一定, ,在减数分裂过程中细胞在减数分裂过程中细胞质质DNADNA的分配具有随机性的分配具有随机性(3)(3)抗玉米螟的玉米就是无虫玉米
43、抗玉米螟的玉米就是无虫玉米, ,不必防治害虫。你赞成这种说法不必防治害虫。你赞成这种说法吗吗? ?为什么为什么? ? _。(4)(4)对于这种转基因玉米的食用安全性对于这种转基因玉米的食用安全性, ,引发了人们的争议引发了人们的争议, ,有人认为有人认为是安全的是安全的, ,有人认为是不安全的。你持什么观点有人认为是不安全的。你持什么观点? ?列举一个理由支持列举一个理由支持你的观点。你的观点。不赞成不赞成, ,因为抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟因为抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟, ,但不能抵但不能抵抗所有的害虫。抗所有的害虫。只要理由能支持自己的观点就可以。例如只要理由能支持自己的观点就可以。例如: :
44、不安全不安全, ,这种蛋白酶抑这种蛋白酶抑制剂被人食用后可能抑制人体消化酶的活性制剂被人食用后可能抑制人体消化酶的活性, ,使人无法进行正常的使人无法进行正常的消化作用而患病。安全消化作用而患病。安全, ,人与害虫的消化酶存在结构差异人与害虫的消化酶存在结构差异, ,蛋白酶蛋白酶抑制剂对人体的消化酶没有影响。安全抑制剂对人体的消化酶没有影响。安全, ,人食用玉米是煮熟后食人食用玉米是煮熟后食用用, ,高温破坏了蛋白酶抑制剂高温破坏了蛋白酶抑制剂, ,进入人体后不能再起作用。进入人体后不能再起作用。考点二考点二 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
45、婴儿与克隆人的比较一般过程一般过程实实 质质说说 明明试试管管婴婴儿儿克克隆隆人人体外受精、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
46、性2.2.克隆的分类克隆的分类类型类型项目项目治疗性克隆治疗性克隆生殖性克隆生殖性克隆区区别别目的目的水平水平联系联系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, ,后者比前者多了过程后者比前者多了过程: :(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设计试管婴儿
47、胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断基因诊断, ,试管婴儿不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, ,设计试管婴儿设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。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, ,都都是有性生殖。是有性生殖。4.4.基因检测基因检测(1)(1)原理原理: :DNADNA分子杂交。分子杂交。(2)(2)争论焦点争论焦点: :基
48、因检测能否达到预防疾病的目的基因检测能否达到预防疾病的目的; ;是否引起基因歧视、个人婚姻困难、人际关系是否引起基因歧视、个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。疏远等严重后果。【高考警示高考警示】(1)(1)设计试管婴儿和基因检测在应用方面并非完全不同设计试管婴儿和基因检测在应用方面并非完全不同, ,两者都可用于避免遗传病患儿的出生两者都可用于避免遗传病患儿的出生, ,从而降低人类遗传从而降低人类遗传病发病率。病发病率。(2)(2)试管婴儿和克隆人的形成过程并不相同试管婴儿和克隆人的形成过程并不相同: :前者进行减前者进行减数分裂和受精作用数分裂和受精作用, ,而后者只进行有丝分裂。而后者只进
49、行有丝分裂。【典例典例2 2】“试管婴儿试管婴儿”技术是将不孕夫妇技术是将不孕夫妇的精子和卵细胞取出的精子和卵细胞取出, ,在体外完成受精在体外完成受精, ,并在并在体外培养体外培养, ,使其发育到如图所示的时期使其发育到如图所示的时期, ,再将再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会, ,也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答: :(1)(1)“试管婴儿试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是技术在生物学上所依据的原理是( () )A.A
50、.有性生殖有性生殖B.B.组织培养组织培养C.C.克隆技术克隆技术 D.D.基因工程基因工程(2)(2)人的受精卵通过卵裂人的受精卵通过卵裂, ,逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织组织, ,进而形成器官和系统。从细胞水平看进而形成器官和系统。从细胞水平看, ,卵裂的分裂方式是卵裂的分裂方式是。A A有丝分裂有丝分裂(3)(3)图示时期是胚胎发育的图示时期是胚胎发育的期。期。(4)(4)在该图下一时期在该图下一时期,b,b细胞最可能成为细胞最可能成为 胚层的一部分。胚层的一部分。(5)(5)要得到要得到“同卵双胞胎同卵双胞胎”, ,采用的技术是采用的技术是_
51、。双胞胎的性别是否相同双胞胎的性别是否相同? ? 。(6)(6)现在大多数人反对设计婴儿性别现在大多数人反对设计婴儿性别, ,其原因是什么其原因是什么? ? 。囊胚囊胚内内胚胎分割移植胚胎分割移植相同相同破坏了人类正常的性别比例破坏了人类正常的性别比例, ,违反了伦理道德违反了伦理道德【典例典例2 2】“试管婴儿试管婴儿”技术是将不孕夫妇技术是将不孕夫妇的精子和卵细胞取出的精子和卵细胞取出, ,在体外完成受精在体外完成受精, ,并在并在体外培养体外培养, ,使其发育到如图所示的时期使其发育到如图所示的时期, ,再将再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使
52、一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会, ,也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答: :【互动探究互动探究】(1)(1)题干所述的卵细胞应该是哪种细胞题干所述的卵细胞应该是哪种细胞? ?提示提示: :次级卵母细胞。次级卵母细胞。(2)(2)治疗性克隆与克隆人在操作技术上的区别是什么治疗性克隆与克隆人在操作技术上的区别是什么? ?提示提示: :克隆人形成过程是将早期胚胎培育成个体克隆人形成过程是将早期胚胎培育成个体, ,而治疗性克隆而治疗性克隆是将早期胚胎定向分化成特定的组织器官。是将早期胚胎定向分化成特定的组织器官
53、。1.1.多年来多年来, ,每天的食品中含每天的食品中含60%60%80%80%的转基因成分的转基因成分, ,对此对此, ,许许多美国人竟一无所知。多美国人竟一无所知。(1)(1)一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度, ,反映了转基因食品在安全性方面是反映了转基因食品在安全性方面是的。的。(2)(2)科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧险表示关注和担忧, ,可能原因是什么可能原因是什么? ? _ _。相对安全相对安全 转基因生物存在的转基因生物存在的潜在风险潜
54、在风险: :如生物入侵、破坏原来的生态平衡、引起过如生物入侵、破坏原来的生态平衡、引起过敏反应、疾病流行等敏反应、疾病流行等(3)(3)转基因食品或转基因生物武器都要应用转基因食品或转基因生物武器都要应用DNADNA重组技术重组技术, ,该技该技术的基本工具是什么术的基本工具是什么? ? _。(4)(4)中美两国元首在关于中美两国元首在关于禁止生物武器公约禁止生物武器公约议定书的联合议定书的联合声明中声明中, ,重申在任何情况下重申在任何情况下、生生物武器。物武器。限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶、DNADNA连接酶、载体连接酶、载体不发展不发展不生产不生产不储存不储存2.(20132.(2
55、013济南模拟济南模拟) )如图所示为人类如图所示为人类“治疗性克隆治疗性克隆”的大致过程。的大致过程。请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)为为_细胞细胞, ,过程过程A A是目前实现体细胞克隆的关是目前实现体细胞克隆的关键技术键技术, ,该技术称为该技术称为。(2)(2)能诱导分化出神经细胞、血细胞、肌肉细胞能诱导分化出神经细胞、血细胞、肌肉细胞, ,其根本原因是其根本原因是_的结果。这样培育的组织器官移植回患者体内与的结果。这样培育的组织器官移植回患者体内与异体器官移植最大的不同之处是异体器官移植最大的不同之处是_。次级卵母次级卵母( (卵卵) )核移植核移植基因选择性表达基因选
56、择性表达不会产生免疫排斥反应不会产生免疫排斥反应(3)(3)若应用转基因技术治疗遗传性糖尿病若应用转基因技术治疗遗传性糖尿病, ,可将健康人的控制胰岛可将健康人的控制胰岛素合成的基因导入受体细胞。受体细胞可以用取自通过素合成的基因导入受体细胞。受体细胞可以用取自通过B B过程得到过程得到的结构中的的结构中的_, ,原因是这些细胞原因是这些细胞_。(4)(4)我国禁止生殖性克隆我国禁止生殖性克隆, ,但不反对治疗性克隆的研究。为什么要但不反对治疗性克隆的研究。为什么要反对生殖性克隆反对生殖性克隆( (即克隆人即克隆人) )呢呢? ?请你写出一条理由请你写出一条理由: :_。内细胞团内细胞团 分化
57、程度极低分化程度极低( (全能全能性高或具有全能性性高或具有全能性),),可使外源基因在相应组织细胞表达可使外源基因在相应组织细胞表达严重违反了人类伦理道严重违反了人类伦理道德德; ;冲击了现有婚姻、家冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统的伦庭和两性关系等传统的伦理道德观念理道德观念; ;是在人为地是在人为地制造心理上和社会地位上制造心理上和社会地位上都不健全的人都不健全的人; ;克隆技术克隆技术尚不成熟尚不成熟, ,可能克隆出有严可能克隆出有严重生理缺陷的孩子重生理缺陷的孩子3.3.阅读以下材料阅读以下材料, ,回答问题回答问题: :转入生长激素转入生长激素(GH)(GH)基因的鱼生长速度快基因的鱼生长速度快, ,饵料转化率高。但鱼类易于饵料转化率高。但鱼类易于逃逸、扩散逃逸、扩散, ,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题, ,需需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近, ,我国我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然生态系统。科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然生态系统。(1)(1)转基因鱼成功的物质基础是转基因鱼成功的物质基础是 _ 。(2)(2)已知人的已知人的GHGH是一个含有是一个含有191191个氨基酸的蛋白质个氨基酸的
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