一轮复习之生物技术的安全性和伦理问题

选修Ⅲ现代生物科技专题专题四生物技术的安全性和伦理问题一、转基因成果令人叹为观止1.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功

现代基因工程的创始人P·伯格（美国,1926－）在1960年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的遗传基因引入动物体内，以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？1972年，伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子，首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。

重组微生物——_______基因制药转基因动物——

___________转基因农作物工程菌生物反应器2.转基因的重要成果(1)微生物方面:把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功,随后,使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物,如可以清除石油污染的假单孢杆菌等.假单孢杆菌利用转基因细菌制造蛛丝30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蛛的农场。沙伊贝尔说："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。"

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、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

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6－MPDR的抗癌药。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“激活”，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。

(2)基因制药方面:生物制药已经成为21世纪的朝阳产业.

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（Epo）、GM－集落刺激因子（GM－CSF）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素－2及白介素－11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140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，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，即所谓“多肽模拟”或“多肽结构域”合成，又叫“小分子结构药物设计”。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、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然活性蛋白与特异靶相互作用。

(3)转基因动物方面:受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞,科学家又在培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面,不断取得辉煌成就.同时,科学家还把转基因动物变成生物反应器(4)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，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经多代繁殖，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２元左右吃西红柿能防乙肝?转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草改变花色的转基因矮牵牛花转基因甜椒转基因草在穴盆中生长良好...

转基因西红柿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(4)转基因植物方面:目前,科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物.二、对转基因生物安全性的争论

1.在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因：

(1)对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调控机制都了解得相当有限；(2)转移的基因虽然是功能一致的基因,但不少是异种生物的基因；

(3)外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的。(1)转基因生物与食物安全2.转基因生物的安全性问题①转基因食物引起食物安全性问题的理由:安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变;②不必担心转基因食物安全性的理由:多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全;科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生;至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例;没有足够的证据证明转基因食物有问题;

①引起生物安全的理由:

可能会扩散到种植区以外,成为野生种类,可能成为“入侵的外来干涉物种”,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病毒,有可能使杂草成为除草剂除不掉的“超级杂草”;

(2)转基因生物与生物安全②不引起生物安全的理由:扩散到种植区以外就很快死亡。要表现出新性状,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,使他们很难与其他植物杂交。花粉传播的距离有限、存活时间有限。(3)转基因生物与环境安全①引起环境安全的理由:

打破自然物种的原有界限,改变了生态系统中能量流动和物质循环,重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染,重组DNA与微生物杂交,可能产生有害的病原微生物;转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜂蜜,再经过食物链传递;②不引起环境安全的理由:转基因不会改变生物原有的分类地位,不会破坏生态系统的稳定性;转基因抗虫作物的种植,减少了农药的使用量;抗除草剂农作物的种植,减轻了农田管理的负担,保护了农田的土壤环境;3.理性看待生物技术(1)正视转基因技术可能带来的安全性问题,要_________,不能因噎废食。(2)制定___________,最大程度保证转基因技术和产品的安全性。趋利避害政策和法规三、关注生物技术的伦理问题反对支持克隆人伦理方面违反了人类的伦理道德观念,中国禁止_______克隆中国不反对_______克隆技术方面技术不成熟,流产率高、畸形率高、出生后死亡率高可通过胚胎分级、基因诊断、_______检查等方法解决技术问题生殖性治疗性染色体

什么是“试管婴儿”？

体外受精技术,俗称“试管婴儿”，目前是世界上最广为采用的生殖辅助技术。“试管婴儿”并不是真正在试管里长大的婴儿，而是从卵巢内取出几个卵子，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，然后受精卵再回到子宫腔，继续妊娠。所以“试管婴儿”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而称为“试管婴儿”。我国第一例试管婴儿

试管婴儿简图三胞胎试管婴儿1男2女反对支持设计试管婴儿胚胎也是生命,杀死胚胎无异于“谋杀”提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤基因检测技术方面很难用在具体医疗中有一些遗传性疾病可以通过基因检测后在早期采取预防措施道德方面可能引起_________通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法,解决基因歧视现象基因歧视四、禁止生物武器2.生物武器的种类(连线)

生物战剂及施放它的武器、器材总称生物武器。生物战剂是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素。1、什么是生物武器?3.生物武器的种类通常分为细菌、立克氏体、衣原体、病毒、真菌和毒素六大类。生物武器的种类细菌:鼠疫杆菌，霍乱弧菌，伤寒杆菌，炭疽杆菌病毒: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:重组蜡状杆菌,重组流感病毒,新型鼠痘病毒神经毒剂：如肉毒杆菌毒素炭疽热病毒，主要的生物武器之一艾滋病毒是生物武器？非典病毒:针对我国的基因武器?4.生物武器的性能及其防护①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。②投放带菌昆虫,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。

③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。(1)生物战剂的使用方法②生物战剂的致病症状:发热,头疼,全身无力,上吐下泻,咳嗽,恶心,呼吸困难,局部或全身疼痛等各种不同症状.(2)生物武器的伤害作用①生物战剂侵入人体的途径:吸入(生物战剂污染空气，可以通过呼吸道吸入，感染致病),误食(食用被生物战剂污染的水、食物而得病（如霍乱、痢疾等疾病）。),皮肤接触(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、黏膜、伤口进入人体。),昆虫叮咬(人被带有生物战剂的昆虫叮咬后，会使血液污染而致病);(3)生物武器的杀伤特点:①致病力强,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员之间传播，长期流行。②污染面积广；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③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、拂晓、多雾时秘密施放，不易被人发现。在任何情况不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。④有一定的潜伏期生物战剂致病需经几小时至几天的时间，在这个期间人员不会很快减弱工作能力。⑤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、日晒等，能加速病菌的消亡。5.我国政府观点1.(2010江苏T18A)转入到油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中。()【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的花粉传入到环境中。2.(2010江苏T18D)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。()【分析】来源于自然界的目的基因导入植物体后,可能破坏原有的基因结构,具有不确定性,外源基因也可能通过花粉传播,使其他植物成为“超级植物”等,所以转基因技术存在安全性问题。√×3.(2012江苏T13B)转基因作物被动物食用后,目的基因会转入动物体细胞中。()【分析】转基因作物被动物食用后,目的基因不能被动物直接吸收,所以不会进入到动物的体细胞中。4.(2012江苏T13C)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。()【分析】转基因生物的某些特殊性状,增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力,威胁生态系统中其他生物的存在,从而影响野生植物的遗传多样性。×√5.试管婴儿胚胎发育的整个过程均在试管中进行。()【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,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足月诞生的婴儿。6.我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆。()【分析】我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆,利用治疗性克隆生产的一些人造器官可用于医学治疗。××7.由于某些转基因生物可以合成干扰素进入人体,因此转基因食物存在潜在的安全隐患。()【分析】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。×考点一转基因生物的安全性问题

1.转基因生物存在安全性问题的原因(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限。(2)目的基因往往是异种生物的基因。(3)外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的。2.理性看待转基因生物(1)转基因生物的优缺点:优点缺点①解决粮食短缺问题②大大减少农药的使用量,减少环境污染③增加食物营养,提高附加值④增加食物种类,提升食物品质⑤提高生产效率,带动相关产业发展①可能出现新的过敏原或重组形成新病毒②可能产生抗除草剂的杂草③可能使疾病的传播跨越物种障碍④可能会损害生物多样性⑤可能会对人类生活环境造成二次污染(2)对待转基因生物的正确态度:①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,从而促进科学技术的发展。②国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。③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研究道德。【拓展延伸】(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,可能会造成生物多样性的锐减。(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握。(3)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阻止技术的发展。【典例1】如今,从土豆、草莓到西红柿,各种各样的转基因产品已经潜入寻常百姓家,有资料显示,我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来,有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如,美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因(苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食黑脉金斑蝶4天后死亡率达44%,而对照组无一死亡,研究者认为该转基因玉米对生物有毒。(1)据报道,转基因作物大面积种植已达7年,食用转基因食品的人群至少已有10亿之多,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,试分析原因:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)自1983年转基因农作物在美国问世以来,用生物