复习生物技术的安全性和伦理问题

1、专题4 生物技术的安全性和伦理问题,一、转基因生物的安全性 1.转基因成果 （1）工程菌DNA重组微生物 （2）基因制药 （3）转基因动物_ （4）转基因农作物,生物反应器,2.安全性问题 （1）食物安全：_效应（产生毒性蛋白质）、新的_ _、营养成分改变； （2）生物安全：形成生物入侵，破坏生物_； （3）环境安全：破坏生态系统的_和人类生活环境。 3.理性看待转基因技术 （1）需要正确的社会舆论导向，_，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。,滞后,过敏,原,多样性,稳定性,趋利避害,政策和法规,二、关注生物技术的伦理问题,违反了人类的伦理道德观念,中国禁止

2、生殖性克隆,中国不反对治疗性 克隆,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、染色体检查 等方法解决技术问题,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,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,可能引起基因 歧视,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,【点拨】设计试管婴儿属于有性生殖方式，与克隆人的无性生殖方式不同。,三、生物武器对人类的威胁 致病菌：鼠疫菌、炭疽杆菌等 病毒：天花病毒、痘病毒等 1.生物武器种类 生化毒剂：_ _：重组流感 病

3、毒、新型鼠痘病毒 2.我国政府观点 在任何情况下_生物武器，并反对生物 武器及其技术和设备的扩散。,肉毒杆菌毒素,经过基因重组的致病菌,不发展、不生产、不储存,转基因生物的安全性 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：,（2）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，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； 国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和

4、法规； 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。,【典例训练1】研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，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入玉米体内，在一定程度上遏制了玉米螟的爆发。 （1）如果以玉米的叶肉细胞作为重组DNA的受体细胞，则需要通过_技术培育成工程植物。 （2）如果把目的基因导入受体细胞叶绿体DNA中，将来产生的配子中是否含有该基因？_。 （3）抗玉米螟的玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你赞成这种说法吗？为什么？,（4）对于这种转基因玉米的食用安全性，引发了人们的争议，有人认为是安全

5、的，有人认为是不安全的。你持什么观点？列举一个理由支持你的观点。 【解题指南】 1.考查实质：植物细胞工程、减数分裂、转基因生物安全性。 2.知识储备： （1）需要的是一个植物细胞变成一个植株的技术。 （2）叶绿体中的DNA不像染色体那样具有必然性。 （3）抗一种虫并非抗全部的害虫。 （4）安全与否需要合理理由。,【解析】（1）叶肉细胞培育成工程植物植株，应该利用植物组织培养技术经脱分化和再分化过程将细胞的全能性表达出来。 （2）减数分裂过程中染色体数量的变化较有规律且亲子代相同，但细胞质中的DNA随机性比较大，进入配子的可能性不是100%。 （3）玉米螟是玉米害虫的其中一种，在生长过程中还应

6、该防止其他害虫的侵扰。蛋白酶抑制剂对其他害虫并不一定有效。 （4）答案是开放的，支持与不支持均可，但理由必须能支持自己的观点。,答案：（1）植物的组织培养 （2）不一定，在减数分裂过程中细胞质DNA的分配具有随机性 （3）不赞成，因为抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害虫。 （4）只要理由能支持自己的观点就可以。例如不安全，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，使人无法进行正常的消化作用而患病。安全，人与害虫的消化酶存在结构差异，蛋白酶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用，高温破坏了蛋白酶抑制剂，进入人体后不能再起作用。,【互动探究】本题涉及到的安全

7、性隐患属于转基因生物安全性的哪一个方面？生活中还存在哪些方面的安全性隐患？ 提示：属于食品安全，生活中还有生物安全和环境安全。 分析：玉米是常吃的食物，其因为转基因技术造成的安全性隐患应该是食品安全。,生物技术中的伦理问题 1.克隆人 （1）克隆人的培育过程：,（2）治疗性克隆和生殖性克隆的比较：,从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗,用于生育,获得人的复制品,细胞水平,个体水平,都属无性生殖;产生新个体或新组织,遗传信 息相同,类型,项目,2.试管婴儿和设计试管婴儿的比较 如图，后者比前者多了过程：,（1）不同点： 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，试管婴儿不需

8、进行遗传学诊断或基因诊断。 应用：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。 （2）相同点： 都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。,3.基因检测 （1）概念：指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子或蛋白质进行检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因情况的一种技术。 （2）争论焦点： 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、人际关系疏远等严重后果。,【高考警示钟】 克隆人与试管婴儿有着本质的区别 （1）克隆人的早期胚胎形成是通过细胞核移植，形成重组细胞培养得到的，过程中没有减数分裂

9、和受精作用，属于无性生殖。 （2）试管婴儿培育过程进行减数分裂和受精作用，属于典型的有性生殖，只是受精过程和早期胚胎培养发生在体外。,【典例训练2】（2012福州模拟）下图所示为人类“治疗性克隆”的大致过程。请回答下列问题：,（1）为_细胞，过程A是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术称为_ 。 （2）能诱导分化出神经细胞、血细胞、肌肉细胞，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异体器官移植最大的不同之处是_ 。 （3）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素合成的基因导入受体细胞。受体细胞可以用取自通过B过程得到的结构中的_，原因是这些细胞_。 （4）我国禁

10、止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。为什么要反对生殖性克隆（即克隆人）呢？请你写出一条理由：_ _。,【解题指南】 1.考查实质：细胞核移植、胚胎发育、生物技术的伦理问题。 2.解题关键：（1）明确图中A过程为核移植过程，C过程为细胞分化。 （2）明确移植的组织器官来自自身，不会产生排异反应。,【解析】（1）A是核移植过程，受体细胞是次级卵母细胞，但需要去核。 （2）早期胚胎细胞能诱导分化，是选择性表达的结果；与异体器官移植相比，通过这样培育的组织器官自体移植的优点就是不会产生免疫排斥反应。原因是与受体的基因基本相同。 （3）在基因治疗时，核移植得到的重组细胞，在体外培养成内细胞团细胞，是

11、因为它们分化程度极低（全能性高），可使外源基因在相应组织细胞表达。 （4）治疗性克隆目的是为了救治患者，而克隆人则不是，且存在一系列的问题。,答案：（1）次级卵母（卵） 核移植 （2）基因选择性表达 不会产生免疫排斥反应 （3）内细胞团 分化程度极低（全能性高或具有全能性），可使外源基因在相应组织细胞表达 （4）严重违反了人类伦理道德；冲击了现有婚姻、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，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子（答案符合题意即可）,【互动探究】（1）为什么选卵母细胞作为受体细胞？ 提示：卵母细胞中存在大量的胚胎发育所需的营养

12、物质。 分析：卵母细胞中存在的物质可使细胞核的全能性表达相对容易些。 （2）治疗性克隆与克隆人在操作技术上的区别？ 提示：克隆人形成过程将早期胚胎培育成个体，而治疗性克隆将早期胚胎定向分化成特定的组织器官。 分析：治疗性克隆需要的是组织器官，而生殖性克隆结果是形成新个体。,1.（2012南平模拟）人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如图：,请回答： （1）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程 生产的_所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时， 可从疑似患者体内分离病毒

13、，与已知病毒进行_比较， 或用图中的_进行特异性结合检测。 (2)一对表现正常的夫妇，其家族中都有遗传性囊性纤维化病 （常染色体隐性遗传病）患者。医生对他们进行了遗传咨询后， 决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。医生首先为女性 注射_，刺激卵泡成长，实现控制性超数排卵，然后在 局部麻醉下从卵巢中吸取_，并在显微镜下将其移到含 特殊培养液的培养皿中，置于37培养箱中培养。再从男性体内,采集精子，并对其进行获能处理，处理后的精子与卵子放在含有_的同一培养皿中完成_。然后将受精卵移入发育培养液中继续培养，检查受精状况和发育能力，待发育到_ _阶段时，分别对多个胚胎的细胞进行基因检测，选择出_的

14、胚胎植入母亲子宫内，避免患有遗传病的孩子出生。 （3）利用上述方法还可进行设计试管婴儿技术操作，试管婴儿技术与设计试管婴儿技术的目的分别是_；设计试管婴儿技术与试管婴儿技术在操作上主要的区别是_。,【解析】（1）从病毒到A蛋白的产生是基因工程过程，A蛋白是病毒产生的特定抗原，引起小鼠特异性免疫应答。可通过核酸对照检测，也可通过产生特定的单克隆抗体检测。 （2）促性腺激素可控制超数排卵，处理后的精子和卵子可在体外进行受精作用，设计试管婴儿需要进行基因检测，确定无致病基因的胚胎才能进行继续培育，经过胚胎发育形成个体。 （3）试管婴儿和设计试管婴儿的区别是进行遗传诊断与否，因为目的不同，前者是得到个

15、体，后者是治疗疾病。相同点是体外受精、胚胎培养和移植。,答案：（1）A蛋白 核酸（基因）序列 抗A蛋白的单克隆抗体 （2）促性腺激素 卵母细胞 获能溶液（或专用的受精溶液） 体外受精 桑椹胚或囊胚 无致病基因 （3）解决不孕不育（不孕夫妇的生育）问题和用新生儿脐带中造血干细胞挽救患者的生命 设计试管婴儿在胚胎移植前必须进行遗传学诊断,2.一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好。杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除可直接食用外，还被加工成食品摆在超市

16、的货架上。请完成下列问题： （1）一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁，如果你同意这种观点，请你列举出三条理由： A._。 B._。 C._。,（2）转基因玉米的加工食品被摆在超市货架上，生产厂商根 据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是 为了保护_；在有关标识中，应标注“_”或“_”；如 果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为“本 产品为_加工制成，但本产品中_ _”。,（3）随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正确的是( ) A转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 B基因污染是一种不可

17、以扩散的污染 C杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性 D转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存,【解析】本题以调查结果为载体，考查对转基因生物的安全性问 题的认识。深入认识转基因生物的安全性问题是正确解答该题的 关键。转基因生物不会引起生物安全性问题的理由：扩散到种植 区以外就会很快死亡，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，使它们很难 与其他植物杂交；花粉传播的距离有限，存活时间有限。不引起 环境安全性问题的理由：转基因生物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

18、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，保护了农田土壤环境。基因污染是可以随着自然界中的生物,扩散的，如转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库；杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性；转基因生物还有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。 答案：（1）A.玉米与其他植物之间存在生殖隔离 .玉米花粉的传播距离有限 C.玉米花粉的存活时间有限（或其他理由合理即可） （2）消费者的知情权 转基因玉米加工品 加工原料为转基因玉米 转基因玉米 已不再含有转基因成分 （3）B,3.1918年，发生了世界范围的大流感

19、，当年死亡人数约4 000万。现在已从1918年大流感受害者的组织样本中提取出流感病毒RNA，并经实验分析确定其由8个基因组成，碱基总数为a，其中G的数量为b，据此推测： （1）该流感病毒遗传物质的含氮碱基有哪几种？_ _（分别写出名称和英文缩写）。 （2）该病毒的基因控制合成的蛋白质最可能有_种。据中心法则分析，该病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有_。,（3）20世纪30年代，科学家们发现1918年大流感幸存者体内存 在完全可以抵抗猪流感病毒毒力的抗体，而1918年后出生的人 体内却没有这种抗体。这表明_ _。 （4）如何对流感病毒进行改造制作生物武器？_ _。危害性与一般生物武器

20、相比怎样？原因是什么？ _。,【解析】本题主要考查流感病毒的组成及变异。 （1）流感病毒的遗传物质为RNA，含A、G、C、U 4种碱基。名称依次为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。 （2）每种基因一般翻译成一种蛋白质。RNA病毒中往往具有RNA的自我复制及逆转录过程，人体中不含这两个步骤。 （3）相同的病原体刺激产生相同的抗体，自然条件下只有病原体侵入生物体才会产生相应抗体。 （4）流感病毒基因可与生物毒素分子基因拼接，可用基因工程大批量生产，也可对流感病毒基因进行改造，制造危害性更强的新型生物病毒。,答案：（1）胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G） （2）8 RNA的复制和R

21、NA的逆转录 （3）引发人类流感和猪流感的病毒可能是同一种。幸存者因感染过病毒，故已产生抗体。1918年以后出生的人没有感染过该病毒，故不产生抗体 （4）将流感病毒基因与生物毒素分子基因拼接或对流感病毒基因进行改造 利用基因重组技术获得的生物武器较一般生物武器危害大，原因是人类从未接触过该致病微生物且可能无药可医,4.（2012泉州模拟）“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵子取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将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，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：,(1)“试管婴儿”技术在生物

22、学上所依据的原理是( ) A.有性生殖 B.组织培养 C.克隆技术 D.基因工程 (2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细 胞、组织，并进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的 分裂方式是_。 (3）该图示时期是胚胎发育的_期。,(4)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？_（填序号）。 体外培养 人工授精 胚胎移植 核移植 (5)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_。此 种双胞胎的性别是否相同？_。 (6)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_。,【解析】本题主要考查试管婴儿的培养和设计试管婴儿引发的伦理问题。 (1)“试管婴儿”是由受精卵形成的，属于有性生殖。 (2)人的受

23、精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，这些细胞的遗传物质完全相同，因此，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是有丝分裂。 (3）由题图可看出，胚胎出现了内细胞团，并且有透明带破裂的现象，应是胚胎发育的囊胚期。 (4)培育“试管婴儿”时，需要进行人工体外授精，形成早期胚胎后，进行体外培养，然后进行胚胎移植，最后生下试管婴儿，在该过程中不会用到核移植技术。,(5)要得到“同卵双胞胎”，先采用胚胎分割技术，即将桑椹胚或囊胚进行均等分割，再进行胚胎移植，由于来自同一个胚胎，因此，此种双胞胎的性别相同。 (6)由于会破坏人类正常的性别比例，违反伦理道德，现在大多数人反对设计婴儿性别。 答案：(1)A (2）有丝分裂 （3）囊胚 （4) (5)胚胎分割移植 相同 （6）会破坏人类正常的性别比例，违