选修三__第四讲__生物技术的安全性和伦理问题

1、 知识内容知识内容考纲要求考纲要求 1转基因生物的安全性转基因生物的安全性 2生物武器对人类的威胁生物武器对人类的威胁 3生物技术中的伦理问题生物技术中的伦理问题 细胞细胞 1.转基因生物的安全性问题转基因生物的安全性问题 (1)外源基因扩散到其他物种外源基因扩散到其他物种(外源基因漂移外源基因漂移)。 (2)转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能。转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能。 (3)转基因植株扩散对生物多样性的影响。转基因植株扩散对生物多样性的影响。 (4)转基因植物残体或分泌物对环境的影响。转基因植物残体或分泌物对环境的影响。 (5)重组微生物的中间产物可能会造成二次污染。重组

2、微生物的中间产物可能会造成二次污染。 (6)转基因中的某些有毒蛋白或过敏蛋白可能通过食物链进转基因中的某些有毒蛋白或过敏蛋白可能通过食物链进 入动物或人体内。入动物或人体内。 2理性看待转基因生物理性看待转基因生物 (1)转基因生物的优点转基因生物的优点 解决粮食短缺问题；解决粮食短缺问题； 减少农药使用，减少环境污染；减少农药使用，减少环境污染； 增加食物营养，提高附加值；增加食物营养，提高附加值； 增加食物种类，提升食物品质；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。提高生产效率，带动相关产业发展。 (2)对待转基因生物的正确态度是趋利避害，不能因噎废食。对待转基因生物

3、的正确态度是趋利避害，不能因噎废食。 转基因生物存在安全性的原因转基因生物存在安全性的原因 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；解有限； 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； 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。 1.克隆人克隆人 (1)过程过程 (2)分类分类 治疗性克隆：利用克隆技术产生特定的细胞、组织治疗性克隆：利用克隆技术产生特定的细胞、组织 或器官，用于治疗性移植。或器官，用于治疗性移植。 生殖性克隆：将克隆技术用于生育目的，即用于产生殖性克隆：将

4、克隆技术用于生育目的，即用于产 生人类个体。生人类个体。 (3)态度态度 禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不 赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的 实验。实验。 2试管婴儿与设计试管婴儿试管婴儿与设计试管婴儿 (1)试管婴儿是利用体外受精和胚胎移植等技术繁殖个体，试管婴儿是利用体外受精和胚胎移植等技术繁殖个体， 其主要目的是解决人类不孕夫妇的生育问题。其主要目的是解决人类不孕夫妇的生育问题。 (2)设计试管婴儿与试管婴儿相比需在胚胎移植前对胚胎进设计试管婴儿与试管婴儿相比需在胚胎移

5、植前对胚胎进 行遗传学诊断，以筛选符合特殊目的要求的胚胎，进而行遗传学诊断，以筛选符合特殊目的要求的胚胎，进而 生出所需类型的婴儿。生出所需类型的婴儿。 3基因检测基因检测 (1)概念：指通过基因芯片对被检测者细胞中的概念：指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子做分子做 检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感 基因的情况的一种技术。基因的情况的一种技术。 (2)问题争论问题争论 通过基因检测能否达到预防疾病的目的；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。是否引起基因歧视及其他危害。 1一对健康夫妇生下一男孩

6、，一岁时因脑出血死亡，两年一对健康夫妇生下一男孩，一岁时因脑出血死亡，两年 后女方怀孕六个月时，经羊水及脐带血诊断为男孩且患后女方怀孕六个月时，经羊水及脐带血诊断为男孩且患 血友病，遂引产。于是夫妇俩到广州中山医大附属一院血友病，遂引产。于是夫妇俩到广州中山医大附属一院 做试管婴儿。医生培养七个活体胚胎，抽取每个胚胎做试管婴儿。医生培养七个活体胚胎，抽取每个胚胎1 2细胞检查后，选两个胚胎移植，最后一个移植成功，生细胞检查后，选两个胚胎移植，最后一个移植成功，生 出了一健康女婴，她是我国第三代试管婴儿。出了一健康女婴，她是我国第三代试管婴儿。 请根据所学知识回答下列问题：请根据所学知识回答下列

7、问题： (1)试管婴儿技术和母亲正常怀孕生产过程的相同点是试管婴儿技术和母亲正常怀孕生产过程的相同点是_ _，不同点在于，不同点在于_。 (2)目前在生产中应用较多的胚胎工程技术是目前在生产中应用较多的胚胎工程技术是_、 _和体外生产胚胎技术。和体外生产胚胎技术。 (3)胚胎移植是否成功，与供体和受体的生理状况有关。大胚胎移植是否成功，与供体和受体的生理状况有关。大 量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎_免免 疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。 (4)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆

8、的研究，而美我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究，而美 国国会反对治疗性克隆。请你谈谈反对克隆人的理由国国会反对治疗性克隆。请你谈谈反对克隆人的理由(至至 少两点少两点)_ _ _。 解析：解析：在进行胚胎移植时，供体和受体的生理状况要相同，在进行胚胎移植时，供体和受体的生理状况要相同， 胚胎移植时间应该是早期的胚胎，因为早期的胚胎还没有胚胎移植时间应该是早期的胚胎，因为早期的胚胎还没有 与母体子宫建立联系，便于胚胎的收集。在克隆方面，我与母体子宫建立联系，便于胚胎的收集。在克隆方面，我 国一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受国一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接

9、受 任何生殖性克隆人的实验，但不反对治疗性克隆。任何生殖性克隆人的实验，但不反对治疗性克隆。 答案：答案：(1)双亲生殖细胞都融合为合子试管婴儿是体外受双亲生殖细胞都融合为合子试管婴儿是体外受 精、胚胎移植的产物精、胚胎移植的产物 (2)胚胎移植胚胎分割胚胎移植胚胎分割 (3)基本上不发生基本上不发生 (4)严重违反了人类伦理道德；严重违反了人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家冲击了现有的婚姻、家 庭和两性关系等传统的伦理道德观念；庭和两性关系等传统的伦理道德观念；是在人为地制造是在人为地制造 心理上和社会地位上都不健全的人；心理上和社会地位上都不健全的人；克隆技术尚不成熟，克隆技术尚不成熟，

10、可能克隆出有严重生理缺陷的孩子可能克隆出有严重生理缺陷的孩子(至少答两点，其他符至少答两点，其他符 合题意的答案也可合题意的答案也可) 1.与常规武器的不同特点与常规武器的不同特点 (1)致病力强，传染性大。致病力强，传染性大。 (2)有潜伏期。一般潜伏期的症状不明显，难以及时发现。有潜伏期。一般潜伏期的症状不明显，难以及时发现。 (3)污染面积大，危害时间长。污染面积大，危害时间长。 (4)传染途径多。传染途径多。 (5)生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任 何地方研制和生产。何地方研制和生产。 2生物武器的种类生物武器的种类 种类

11、种类例证例证 病菌病菌炭疽杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌炭疽杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌 病毒病毒天花病毒、动物痘病毒天花病毒、动物痘病毒 生化毒剂生化毒剂肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素 经基因重经基因重 组的致病菌组的致病菌 通过转基因技术改造的蜡状杆菌、重通过转基因技术改造的蜡状杆菌、重 组流感病毒组流感病毒 3散布方式：散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮 咬等。咬等。 4禁止生物武器公约及中国政府的态度禁止生物武器公约及中国政府的态度 在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反 对生物武器及其技术和

12、设备的扩散。对生物武器及其技术和设备的扩散。 5人们对待生物武器的态度是：人们对待生物武器的态度是：禁止生物武器的研发、生禁止生物武器的研发、生 产、储存、扩散、使用。产、储存、扩散、使用。 生物武器的主要特点生物武器的主要特点 拥有生命力、能够在宿主体内繁殖，并随宿主移拥有生命力、能够在宿主体内繁殖，并随宿主移 动散布到不同的地方。动散布到不同的地方。 2炭疽热是一种由炭疽杆菌引发的急性传染病，炭疽杆炭疽热是一种由炭疽杆菌引发的急性传染病，炭疽杆 菌主要以孢子形式存在，孢囊具有保护功能，能使细菌主要以孢子形式存在，孢囊具有保护功能，能使细 菌不受阳光、热和消毒剂的破坏而在自然界中长期存菌不受

13、阳光、热和消毒剂的破坏而在自然界中长期存 活。通过空气传播的呼吸性炭疽热后果最为严重，致活。通过空气传播的呼吸性炭疽热后果最为严重，致 死率约为死率约为95%100%。所以它也是一种重要的生物武。所以它也是一种重要的生物武 器。器。 (1)生物武器多具有生物武器多具有_等特等特 点点(答出两个方面即可答出两个方面即可)，目前有些国家用新技术制造全新，目前有些国家用新技术制造全新 致病菌，使感染者突然发病，无药可医，受害国极度恐致病菌，使感染者突然发病，无药可医，受害国极度恐 慌，机构瘫痪。慌，机构瘫痪。 (2)下列有关炭疽杆菌致病特点的叙述中，不正确的是下列有关炭疽杆菌致病特点的叙述中，不正确

14、的是_。 A传染性极强传染性极强 B感染者死亡率极高感染者死亡率极高 C只要有只要有0.001 mg就能引发炭疽病就能引发炭疽病 D造成人的精神失常造成人的精神失常 . (3)1998年年6月月27日，中美联合声明中重申了在任何情况日，中美联合声明中重申了在任何情况 下下_、不生产、不生产、_生物武器，并反对生物生物武器，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。 解析：解析：要了解生物武器的特点和我国对生物武器的态度和要了解生物武器的特点和我国对生物武器的态度和 观点。炭疽热事件作为一个社会热点，要能从生物学的角观点。炭疽热事件作为一个社会热点，要能从生物学的角 度来分

15、析相关问题。度来分析相关问题。 答案：答案：(1)致病力强，传染性大；有潜伏期，一般潜伏期致病力强，传染性大；有潜伏期，一般潜伏期 的症状不明显，难以及时发现；污染面积大，危害时间的症状不明显，难以及时发现；污染面积大，危害时间 长，杀伤范围达数百至数千平方公里；传染途径多；生长，杀伤范围达数百至数千平方公里；传染途径多；生 物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强(答出两个方面答出两个方面 即可即可)(2)D(3)不发展不储存不发展不储存 (1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温 稳定性。利用蛋白质工程

16、技术对其进行改造时，首先必须了稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了 解植酸酶的解植酸酶的_，然后改变植酸酶的，然后改变植酸酶的_，从而得，从而得 到新的植酸酶。到新的植酸酶。 (2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时 磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是 _。请简述获得转基因植株的完整过程。请简述获得转基因植株的完整过程。 (3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植 酸酶基因的重组质粒通过酸酶基因的重组质粒通过

17、_转入猪的受精卵中。该转入猪的受精卵中。该 受精卵培养至一定时期后可通过受精卵培养至一定时期后可通过_方法，从而一次方法，从而一次 得到多个转基因猪个体。得到多个转基因猪个体。 (4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环 境有何影响？境有何影响？ 解析解析(1)蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质的功蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质的功 能出发推测出蛋白质的结构，从而推测出相应的氨基酸序能出发推测出蛋白质的结构，从而推测出相应的氨基酸序 列，再对基因进行改造从而得到新的蛋白质。而不能直接列，再对基因进行改造从而得到新的蛋白质。而不能直接 改造蛋白

18、质，因为它不能遗传。改造蛋白质，因为它不能遗传。(2)基因导入植物细胞常用基因导入植物细胞常用 的方法叫农杆菌转化法。转基因植株培育的完整过程必须的方法叫农杆菌转化法。转基因植株培育的完整过程必须 包含四个步骤，即基因工程的四个操作步骤。包含四个步骤，即基因工程的四个操作步骤。(3)重组质粒重组质粒 导入动物细胞常用的方法叫显微注射法，想得到多个具有导入动物细胞常用的方法叫显微注射法，想得到多个具有 相同遗传物质的个体的方法是胚胎分割移植。相同遗传物质的个体的方法是胚胎分割移植。(4)转基因生转基因生 物进入生态环境，对生态环境的影响应从正反两方面评价，物进入生态环境，对生态环境的影响应从正反

19、两方面评价， 只要答案合理就可以。只要答案合理就可以。 答案答案(1)空间结构氨基酸序列空间结构氨基酸序列 (2)农杆菌介导的转化法外源植酸酶基因农杆菌介导的转化法外源植酸酶基因农杆菌农杆菌 大豆细胞大豆细胞鉴定。鉴定。 (3)显微注射法胚胎分割显微注射法胚胎分割 (4)减少环境中磷的污染，但基因可能扩散到环境中。减少环境中磷的污染，但基因可能扩散到环境中。 供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重 要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗 性克隆的过程图解。性克隆的过程图解。 (1

20、)“治疗性克隆治疗性克隆”的的结果说明高度分化的体细胞的核仍结果说明高度分化的体细胞的核仍 然具有然具有_。相同的胚胎干细胞，。相同的胚胎干细胞，“克隆克隆”的的结果各结果各 种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌 细胞，究其本质原因是基因的细胞，究其本质原因是基因的_。 (2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的 两个胚胎，可采用两个胚胎，可采用_技术。技术。 (3)若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植，图中患者若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植，图中患者 是是O型血，提供

21、卵细胞的女性是型血，提供卵细胞的女性是AB型血，则骨髓移植成功型血，则骨髓移植成功 后患者的血型是后患者的血型是_型。型。 (4)科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞，科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞， 而不直接用体细胞进行细胞培养而不直接用体细胞进行细胞培养_。 (5)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是 _ _。 解析解析(1)由图示可知，高度分化的细胞核仍然具有全由图示可知，高度分化的细胞核仍然具有全 能性，胚胎干细胞能够分化出各种各样的细胞，原因是细能性，胚胎干细胞能够分化出各种各样的细胞，原因是细 胞内基因的

22、选择性表达。胞内基因的选择性表达。(2)通过胚胎分割技术可以得到两通过胚胎分割技术可以得到两 个基因型完全相同的胚胎。个基因型完全相同的胚胎。(3)血型由细胞核内的基因控制，血型由细胞核内的基因控制， O型血白血病病人通过治疗性克隆方法，获得骨髓进行骨型血白血病病人通过治疗性克隆方法，获得骨髓进行骨 髓移植，由于细胞核是患者本人提供的，因此血型不变。髓移植，由于细胞核是患者本人提供的，因此血型不变。 (4)卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序 性表达的物质，因此用去核卵细胞作受体细胞进行动物细性表达的物质，因此用去核卵细胞作受体细胞进

23、行动物细 胞培养。胞培养。(5)通过图示形成克隆器官，细胞核是患者提供的，通过图示形成克隆器官，细胞核是患者提供的， 无排异反应，可以解决临床上供体器官不足和器官移植后无排异反应，可以解决临床上供体器官不足和器官移植后 免疫排斥的问题。免疫排斥的问题。 答案答案(1)全能性选择性表达全能性选择性表达(2)胚胎分割胚胎分割(3)O (4)卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序 性表达的物质，而体细胞是高度分化的细胞不再具有分裂性表达的物质，而体细胞是高度分化的细胞不再具有分裂 分化能力分化能力(5)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免解

24、决了临床上供体器官不足和器官移植后免 疫排斥的问题疫排斥的问题 随堂高考随堂高考 (2007广东高考广东高考)香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济 作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长 发育影响很大。由香蕉束顶病毒发育影响很大。由香蕉束顶病毒(BBTV，单链环状，单链环状DNA病毒病毒) 引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉 栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育

25、的主要方式， 缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其 种质水平，具有重要意义。种质水平，具有重要意义。 请根据上述材料，回答下列问题：请根据上述材料，回答下列问题： (1)简述香蕉大规律快速繁殖技术的过程。简述香蕉大规律快速繁殖技术的过程。 (2)脱毒香蕉苗的获得，可采用脱毒香蕉苗的获得，可采用_的方法，此方的方法，此方 法的依据是法的依据是_和和_。 (3)建立可靠的建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请 问可用哪些方法检测病毒的存在？问可用哪些方法检测病毒的存在？(列举两种

26、方法列举两种方法) (4)在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗对提高农作物的抗 寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的DNA中扩中扩 增得到。试述在提取和纯化增得到。试述在提取和纯化DNA时影响提纯效果的因素及其时影响提纯效果的因素及其 依据。依据。(列举两点列举两点) (5)如何利用如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香 蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能 会出现什么问

27、题？会出现什么问题？(列举两点列举两点) (6)从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方 法及其依据。另外，抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果法及其依据。另外，抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果 实储藏期，请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般实储藏期，请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般 过程。过程。 解析：解析：(1)香蕉是三倍体、高度不育，只能通过组织培养，香蕉是三倍体、高度不育，只能通过组织培养， 培育人工种子进行繁殖。培育人工种子进行繁殖。(2)植物的茎尖、根尖不带病毒，植物的茎尖、根尖不带病毒， 可通过茎尖、根尖

28、的组织培养来获得脱毒幼苗。可通过茎尖、根尖的组织培养来获得脱毒幼苗。(3)检测检测 BBTV的方法见答案。的方法见答案。(4)影响影响DNA提纯的因素及依据见答提纯的因素及依据见答 案。案。(5)转基因香蕉在生态安全方面可能出现的问题见答转基因香蕉在生态安全方面可能出现的问题见答 案。案。(6)用细胞工程的方法培育抗寒香蕉品种，应该采用用细胞工程的方法培育抗寒香蕉品种，应该采用 细胞融合技术，让不同品种的体细胞进行融合，杂种细细胞融合技术，让不同品种的体细胞进行融合，杂种细 胞通过组织培养获得新个体，从中筛选出所需类型。胞通过组织培养获得新个体，从中筛选出所需类型。 答案：答案：(1)选取香蕉外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，选取香蕉外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织， 然后通过调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量然后通过调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量 试管苗试管苗(或通过诱导大量形成胚状体，或通过诱导大量形成胚状体， 制成人工种子，制成人工种子， 适宜适宜 条件下萌发长成幼苗条件下萌发长成幼苗)。 (2)茎尖茎尖(分生组织分生组织)组织培养茎尖不带病毒组织培养茎尖不带病毒(或病毒在植物或病毒在植物 内分布不均匀内分布不均匀)植物细胞全能性植物细胞全能性 (3)BBT