第4章

生物技術(shù)的安全性和倫理性問題生物學(xué)習(xí)目標(biāo)1.探討轉(zhuǎn)基因技術(shù)在應(yīng)用過程中帶來的影響，討論并理性看待轉(zhuǎn)基因生物的安全性。（科學(xué)思維）2.了解治療性克隆基本過程，總結(jié)三種不同水平的克隆，能分析出治療性克隆、生殖性克隆和動物細(xì)胞核移植的區(qū)別和聯(lián)系。（生命觀念、科學(xué)思維）3.舉例說明生物武器的特點(diǎn)及對人類造成的嚴(yán)重威脅與傷害，認(rèn)同我國反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。向人們宣傳生物武器給我國及其他國家的人們曾經(jīng)帶來的危害，關(guān)愛生命，遠(yuǎn)離戰(zhàn)爭。（社會責(zé)任）學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因技術(shù)成果及安全性、生殖性克隆倫理問題、生物武器危害。難點(diǎn)：在復(fù)習(xí)過程中理解關(guān)鍵概念并形成理性判斷，提升應(yīng)對復(fù)雜倫理議題的思辨能力。導(dǎo)入新課

在非洲某些地區(qū)，由于氣候惡劣和土壤貧瘠，傳統(tǒng)作物難以生長?？茖W(xué)家們通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，培育出了抗旱、抗蟲的作物品種，使得這些地區(qū)的糧食產(chǎn)量大幅提高。辨別：哪個(gè)是轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米，哪個(gè)是普通玉米？轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性

復(fù)習(xí)課探究一復(fù)習(xí)課探究一、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性1.假如外源基因是轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物的葉綠體DNA上的，能通過花粉傳播嗎？為什么？

2.科學(xué)家將玉米的α-淀粉酶基因與目的基因一起轉(zhuǎn)入植物中能防止轉(zhuǎn)基因花粉的傳播，這是為什么？由于α-淀粉酶基因控制合成的淀粉酶能分解淀粉，阻止花粉中淀粉的儲藏，使花粉失去活性。不能。因?yàn)槿~綠體DNA存在于細(xì)胞質(zhì)中，精原細(xì)胞通過減數(shù)分裂形成的精子幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，不含有葉綠體DNA。復(fù)習(xí)課探究一、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性資料1：如圖是科研人員利用乙烯合成酶的反義基因，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得耐儲存的轉(zhuǎn)基因番茄的過程。分析該過程回答下列問題。（1）該轉(zhuǎn)基因技術(shù)所用的目的基因是什么？

（2）該技術(shù)能獲得耐儲存的轉(zhuǎn)基因番茄的原理是什么？導(dǎo)入乙烯合成酶基因的反義基因后，其表達(dá)出的mRNA與乙烯合成酶基因表達(dá)出的mRNA互補(bǔ)，兩者配對后，影響了乙烯合成酶基因的翻譯過程，產(chǎn)生乙烯的量減少，因?yàn)橐蚁┚哂写龠M(jìn)果實(shí)成熟作用，所以該轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)成熟的慢，耐儲存。乙烯合成酶基因的反義基因關(guān)注生殖性克隆人復(fù)習(xí)課探究二復(fù)習(xí)課探究二、關(guān)注生殖性克隆人復(fù)習(xí)課探究二、關(guān)注生殖性克隆人

資料2：治療性克隆指把患者體細(xì)胞移植到去核卵母細(xì)胞中形成重組胚，把重組胚體外培養(yǎng)到囊胚，然后從囊胚內(nèi)分離出ES細(xì)胞，獲得的ES細(xì)胞使之定向分化為所需的特定細(xì)胞類型(如神經(jīng)細(xì)胞，肌肉細(xì)胞和血細(xì)胞），用于替代療法。下圖所示為人類治療性克隆的大概過程。1．結(jié)合上圖分析，人類治療性克隆主要涉及哪些生物技術(shù)？體細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)及誘導(dǎo)分化等技術(shù)。復(fù)習(xí)課探究二、關(guān)注生殖性克隆人2．治療性克隆與生殖性克隆中胚胎的處理方式相同嗎？不同。治療性克隆獲得的早期胚胎主要用于獲得胚胎干細(xì)胞，然后誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化出所需的組織或細(xì)胞；在生殖性克隆中獲得的胚胎則通過胚胎移植到母體的子宮內(nèi)，由母體孕育出嬰兒。復(fù)習(xí)課探究二、關(guān)注生殖性克隆人3．一男子患有白血病，后經(jīng)醫(yī)生利用其出生時(shí)保留的臍帶血進(jìn)行治療后康復(fù)，你認(rèn)為這種做法符合倫理道德嗎？為什么？4.試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒的過程有什么不同？試管嬰兒與克隆技術(shù)分別屬于哪種生殖方式？符合。因?yàn)槟殠а皇莵碜耘咛?，其中的造血干?xì)胞屬于成體干細(xì)胞。與試管嬰兒培育過程相比，設(shè)計(jì)試管嬰兒多了遺傳學(xué)診斷。試管嬰兒的生物學(xué)原理是有性生殖(又稱體外受精技術(shù))，克隆技術(shù)的生物學(xué)原理是無性生殖(又稱體細(xì)胞核移植技術(shù))。復(fù)習(xí)課總結(jié)：試管嬰兒、設(shè)計(jì)試管嬰兒和動物細(xì)胞核移植的比較項(xiàng)目試管嬰兒設(shè)計(jì)試管嬰兒動物細(xì)胞核移植區(qū)別

概念將_____和_____從人體中取出，在人工提供的適宜條件下進(jìn)行受精(通常在試管中)，并讓產(chǎn)生的_______在試管中發(fā)育，再將____________到母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育在試管嬰兒培育技術(shù)的基礎(chǔ)上，在早期胚胎移入母體子宮之前，對胚胎進(jìn)行_________，有選擇地把胚胎植入母體子宮，以達(dá)到生出所需類型嬰兒的一種技術(shù)手段動物細(xì)胞核移植技術(shù)是指_________________________________________________________________________________________________。技術(shù)手段________（填“需要”或“不需要”）進(jìn)行遺傳學(xué)診斷胚胎移植前________（填“需要”或“不需要”）進(jìn)行遺傳學(xué)診斷

實(shí)踐應(yīng)用解決不孕不育問題用于白血病、地中海貧血癥等疾病的治療高產(chǎn)奶牛精子卵細(xì)胞受精卵胚胎移植遺傳學(xué)診斷

將動物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核卵母細(xì)胞中，使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個(gè)體的技術(shù)不需要需要動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植復(fù)習(xí)課總結(jié)：試管嬰兒、設(shè)計(jì)試管嬰兒和動物細(xì)胞核移植的比較項(xiàng)目試管嬰兒設(shè)計(jì)試管嬰兒動物細(xì)胞核移植聯(lián)系二者都是_____受精，早期胚胎在體外發(fā)育，然后進(jìn)行胚胎移植；在生殖方式上均屬于______生殖早期胚胎在體外發(fā)育，需要胚胎移植體外有性禁止生物武器復(fù)習(xí)課探究三復(fù)習(xí)課探究三、禁止生物武器

結(jié)合下面材料探究生物武器的特點(diǎn)，分析討論相關(guān)問題：材料一聯(lián)合國組織的一個(gè)專家小組的研究報(bào)告指出，雖然許多國家簽訂了《禁止生物武器公約》，但對這方面的研制工作并未停止，因此，對生物武器防治方法的研究也應(yīng)得到加強(qiáng)。材料二戰(zhàn)劑做成干粉或液體噴灑到空氣中，形成有害的氣霧云團(tuán)，叫作“生物戰(zhàn)劑氣溶膠”。它的顆粒很小，肉眼很難看得見，滲透力極強(qiáng)，殺傷范圍廣。一些通常通過食物或昆蟲傳播的病原體也可以通過氣溶膠進(jìn)行呼吸道感染，所以，致死的劑量較其他感染途徑小。探究下列問題：(1)從傳播的角度來看，與槍炮、導(dǎo)彈等常規(guī)武器相比，生物武器有什么特點(diǎn)？生物武器的致病力強(qiáng)，多數(shù)具有傳染性；傳播途徑多；傳播方法簡單，使用方便；傳播時(shí)具有潛伏期；容易大面積爆發(fā)；環(huán)境條件會影響殺傷力復(fù)習(xí)課探究三、禁止生物武器我國對待生物武器的態(tài)度是任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散，對待基因產(chǎn)品的安全性的態(tài)度是趨利避害，不能因噎廢食。(2)我國對待生物武器與轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的態(tài)度有何不同？【練習(xí)1】當(dāng)堂訓(xùn)練下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．轉(zhuǎn)入到油菜中的抗除草劑基因，可能通過花粉散播到環(huán)境中B．轉(zhuǎn)抗蟲基因植物可能導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加C．轉(zhuǎn)基因植物可能會成為“入侵的外來物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存D．若轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題D下列關(guān)于克隆人的說法中,錯(cuò)誤的是（

）A．克隆人是對人類文明的褻瀆,應(yīng)嚴(yán)禁一切對人類的克隆實(shí)驗(yàn),克隆人的社會地位無法確定B．由于人的體細(xì)胞分裂次數(shù)是有限的,克隆人有可能會面臨早衰和多病等問題C．克隆技術(shù)還不成熟,社會倫理有嚴(yán)重沖突,應(yīng)研究治療性克隆而禁止生殖性克隆D．克隆人實(shí)驗(yàn)可能會存在流產(chǎn)率高、胎兒畸形率高等問題【練習(xí)2】當(dāng)堂訓(xùn)練A【練習(xí)3】當(dāng)堂訓(xùn)練D有人認(rèn)為“轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，要嚴(yán)格控制”，下列各項(xiàng)中支持此觀點(diǎn)的是（

）A．轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)量提高，能使貧窮國家的億萬人口擺脫饑餓B．轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品一樣，都是由脂肪、蛋白質(zhì)和碳水化合物等物質(zhì)組成的C．對轉(zhuǎn)入了蘇云金芽孢桿菌基因的西紅柿進(jìn)行毒性分析，結(jié)果表明這種轉(zhuǎn)基因西紅柿對人體健康沒有影響D．帝王蝶的幼蟲在吃了某種轉(zhuǎn)基因玉米的花粉沾染過的牛奶草葉子后，近一半的個(gè)體死亡，幸存的也不能正常發(fā)育下列關(guān)于生物武器的說法，正確的是（

）A．生物武器傳染性強(qiáng)，不易被發(fā)現(xiàn)，潛在危害大B．要禁止通過改造某些致病病毒來制造生物武器的做法C．為了國家安全，可以進(jìn)行必要的、小范圍的生物武器研究D．現(xiàn)代生物武器的防護(hù)，主要包括預(yù)警體系、防控體系和疫苗庫【練習(xí)4】（不定項(xiàng)）當(dāng)堂訓(xùn)練ABD【練習(xí)5】（不定項(xiàng)）當(dāng)堂訓(xùn)練下列關(guān)于我國的轉(zhuǎn)基因技術(shù)方針的說法，錯(cuò)誤的是（

）A．我國的轉(zhuǎn)基因技術(shù)方針是隨著國家的政治、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)發(fā)展水平不斷變化的B．研究上要大膽，堅(jiān)持自主創(chuàng)新C．推廣上要慎重，做到確保安全D．管理上要嚴(yán)格，堅(jiān)持依法監(jiān)管A【練習(xí)6】當(dāng)堂訓(xùn)練蚊蟲分布范圍廣，生物量大，其中的雌蚊會叮咬人類，可傳播多種疾病，須采取防控措施防止傳病蚊種泛濫。研究者利用CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)和同源重組修復(fù)技術(shù)提高蚊蟲群體中雄蚊的比例。(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對雙鏈DNA的精確切割，由三部分組成：crRNA、tracrRNA和Cas9蛋白，如圖1。crRNA會與tracrRNA結(jié)合形成sgRNA，sgRNA通過

原則與目標(biāo)DNA結(jié)合，引導(dǎo)Cas9蛋白對DNA進(jìn)行切割，導(dǎo)致其斷裂。堿基互補(bǔ)配對【練習(xí)6】當(dāng)堂訓(xùn)練(2)同源重組修復(fù)技術(shù)是一種高保真的DNA雙鏈斷裂、修復(fù)技術(shù)，原理如圖2，其過程為CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)切割使DNA斷裂后，啟動同源修復(fù)，使得染色體DNA上的靶向序列被替換成所需序列。①現(xiàn)需構(gòu)建基因表達(dá)載體，請結(jié)合圖2選出目的基因中必要的結(jié)構(gòu)或基因

。A．限定在體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的啟動子B．限定在生殖細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的啟動子C．限定在受精卵內(nèi)表達(dá)的啟動子D．I-Ppol基因（能夠切割X染色體DNA的核酸酶基因）E.氨芐青霉素抗性基因C【練習(xí)6】當(dāng)堂訓(xùn)練②通過

技術(shù)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵，該受精卵發(fā)育成_____性蚊蟲。Cas9蛋白將對應(yīng)的靶向序列進(jìn)行切割，以基因表達(dá)載體中同源序列間的DNA為模板進(jìn)行修復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)子代都繼承相應(yīng)基因，使群體中雄蚊比例升高。(3)除利用轉(zhuǎn)基因滅蚊之外，還存在寄生菌滅蚊技術(shù)，當(dāng)雄蚊被沃爾巴克氏菌感染后，精子會被細(xì)菌產(chǎn)生的毒素污染。健康雌蚊的卵細(xì)胞與這些“毒精子”相遇后，產(chǎn)生細(xì)胞質(zhì)不相容效應(yīng)，導(dǎo)致后代無法正常發(fā)育。相對于寄生菌滅蚊，利用轉(zhuǎn)基因滅蚊的優(yōu)勢有

（答出兩點(diǎn)即可）。(4)目前我國尚不允許釋放轉(zhuǎn)基因蚊蟲，請解釋原因

。顯微注射雄子代可以繼承