一輪復(fù)習(xí)之生物技術(shù)的安全性和倫理問題

選修Ⅲ現(xiàn)代生物科技專題專題四生物技術(shù)的安全性和倫理問題一、轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止1.1972年美國斯坦福大學(xué)的伯格第一次重組DNA獲得成功

現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人P·伯格（美國,1926－）在1960年以敏銳的科學(xué)預(yù)見力提出一個大膽的設(shè)想：是否可以創(chuàng)造出一種人工方法，把外界的遺傳基因引入動物體內(nèi)，以達(dá)到改變遺傳性狀和治療某些疾病的需要呢？1972年，伯格把兩種病毒的DNA用同一種限制性內(nèi)切酶切割后，再用DNA連接酶把這兩種DNA分子連接起來，于是產(chǎn)生了一種新的重組DNA分子，首次實現(xiàn)兩種不同生物的DNA體外連接，獲得了第一批重組DNA分子，這標(biāo)志著基因工程技術(shù)的誕生。伯格因此獲得了1980年諾貝爾化學(xué)獎。

重組微生物——_______基因制藥轉(zhuǎn)基因動物——

___________轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物工程菌生物反應(yīng)器2.轉(zhuǎn)基因的重要成果(1)微生物方面:把某些重組DNA轉(zhuǎn)移到細(xì)菌中表達(dá)獲得成功,隨后,使出現(xiàn)了具有重要經(jīng)濟(jì)價值的各種重組微生物,如可以清除石油污染的假單孢桿菌等.假單孢桿菌利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌制造蛛絲30多年來，科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因為它們會互相吞食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場。沙伊貝爾說："我們正在與各行業(yè)聯(lián)系，以檢測這種新絲的品質(zhì)，并進(jìn)一步研發(fā)工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)技術(shù)。"

蛛絲如果能實現(xiàn)大規(guī)模人工生產(chǎn)，將可以取代塑膠材料，用于眼部或神經(jīng)外科手術(shù)的精細(xì)縫合，也可用來制造膠布等傷口包扎材料或者人造韌帶及肌腱等，應(yīng)用前景極其廣闊。在轉(zhuǎn)基因細(xì)菌之前，曾有科學(xué)家嘗試?yán)棉D(zhuǎn)基因山羊、轉(zhuǎn)基因煙草、轉(zhuǎn)基因土豆等制造蛛絲，但由于產(chǎn)量過低或絲質(zhì)太差均未成功轉(zhuǎn)基因細(xì)菌可治癌癥

英國醫(yī)學(xué)專家日前將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌與一種抗癌藥相結(jié)合，成功殺死了實驗鼠體內(nèi)的癌細(xì)胞?？茖W(xué)家將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌注射到實驗鼠的腫瘤內(nèi)，再給實驗鼠注射一種名叫6－MPDR的抗癌藥。這種藥無法單獨發(fā)揮作用，但是一種由轉(zhuǎn)基因大腸桿菌分泌的酶能將此藥物“激活”，形成一種有效的毒素，將其周圍的癌細(xì)胞殺死，而不傷害其它組織器官。

(2)基因制藥方面:生物制藥已經(jīng)成為21世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè).

近十幾年來，在利用生物技術(shù)制取新藥方面取得了驚人的成就，已有不少藥物應(yīng)用于臨床。例如人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細(xì)胞生成素（Epo）、GM－集落刺激因子（GM－CSF）、組織溶纖酶原激活素、白細(xì)胞介素－2及白介素－11等。正在研究的有降鈣素基因相關(guān)因子、腫瘤壞死因子、表皮生長因子等140多種。隨著生物技術(shù)藥物的發(fā)展，多肽與蛋白質(zhì)類藥物的研究與開發(fā)，已成為醫(yī)藥工業(yè)中一個重要的領(lǐng)域，同時給生物制劑帶來了新的挑戰(zhàn)。在實際應(yīng)用中，基因工程藥物受到一定限制，如口服應(yīng)用時生物利用度低，會受到消化酶的破壞，在胃酸作用下不穩(wěn)定，在體內(nèi)半衰期較短等，因此只能注射給藥或局部用藥。為了克服這些缺陷，已開始改為合成這些天然蛋白質(zhì)的較小活性片段，即所謂“多肽模擬”或“多肽結(jié)構(gòu)域”合成，又叫“小分子結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計”。這類藥物可口服，有利于由皮膚、粘膜給藥，用于治療免疫缺陷癥、HIV感染、變態(tài)反應(yīng)性疾病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等，其制造成本也更低。這種設(shè)計思想也已應(yīng)用于多糖類藥物、核酸類藥物和模擬酶的有關(guān)研究。小分子藥物設(shè)計屬于第二代結(jié)構(gòu)相關(guān)性藥物設(shè)計，所設(shè)計的分子能替代原先天然活性蛋白與特異靶相互作用。

(3)轉(zhuǎn)基因動物方面:受到轉(zhuǎn)基因巨型小鼠獲得成功的鼓舞,科學(xué)家又在培育生長迅速、營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面,不斷取得輝煌成就.同時,科學(xué)家還把轉(zhuǎn)基因動物變成生物反應(yīng)器(4)轉(zhuǎn)基因植物方面:

預(yù)防乙肝不用打針，只要吃幾個西紅柿就行。這可不是玩笑，中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心經(jīng)過十年研究，培育出的抗乙肝西紅柿順利通過前三個階段的測試，明年有望上市?？挂腋挝骷t柿與普通西紅柿口感一樣酸中帶甜，不但可以直接食用，還可以榨成汁或炒菜吃，對人體沒有任何毒副作用。據(jù)該項目負(fù)責(zé)人劉德虎研究員介紹，食用抗乙肝西紅柿，雖不能治愈乙肝，但一年只吃幾個，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西紅柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿上市后將論個出售，每個售價大概在２元左右吃西紅柿能防乙肝?轉(zhuǎn)入熒光素酶蛋白基因的發(fā)熒光煙草改變花色的轉(zhuǎn)基因矮牽?；ㄞD(zhuǎn)基因甜椒轉(zhuǎn)基因草在穴盆中生長良好...

轉(zhuǎn)基因西紅柿藍(lán)色玫瑰一直是人類美麗的夢想基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實(4)轉(zhuǎn)基因植物方面:目前,科學(xué)家已經(jīng)培育出了大批具有抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆等全新性狀的農(nóng)作物.二、對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論

1.在轉(zhuǎn)基因生物中,有時候會出現(xiàn)一些人們意想不到的后果的原因：

(1)對基因的結(jié)構(gòu),基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制都了解得相當(dāng)有限；(2)轉(zhuǎn)移的基因雖然是功能一致的基因,但不少是異種生物的基因；

(3)外源基因插入宿主基因組的部分往往是隨機(jī)的。(1)轉(zhuǎn)基因生物與食物安全2.轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題①轉(zhuǎn)基因食物引起食物安全性問題的理由:安全性檢測問題、滯后效應(yīng)、擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原、擔(dān)心營養(yǎng)成分的改變;②不必?fù)?dān)心轉(zhuǎn)基因食物安全性的理由:多環(huán)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩栽u價,可以保證轉(zhuǎn)基因食物的安全;科學(xué)家的負(fù)責(zé)態(tài)度可以防止新過敏原的產(chǎn)生;至今尚未發(fā)現(xiàn)食用轉(zhuǎn)基因食品而影響人體健康的事例;沒有足夠的證據(jù)證明轉(zhuǎn)基因食物有問題;

①引起生物安全的理由:

可能會擴(kuò)散到種植區(qū)以外,成為野生種類,可能成為“入侵的外來干涉物種”,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存，可能重組出對人類或其他生物有害的細(xì)菌或病毒,有可能使雜草成為除草劑除不掉的“超級雜草”;

(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全②不引起生物安全的理由:擴(kuò)散到種植區(qū)以外就很快死亡。要表現(xiàn)出新性狀,必須具有一定的水肥等條件,以及配套的種植技術(shù)。由于生殖隔離的存在,使他們很難與其他植物雜交?；ǚ蹅鞑サ木嚯x有限、存活時間有限。(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全①引起環(huán)境安全的理由:

打破自然物種的原有界限,改變了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán),重組微生物可能對人類的生活環(huán)境造成二次污染,重組DNA與微生物雜交,可能產(chǎn)生有害的病原微生物;轉(zhuǎn)基因植物花粉中的有毒物質(zhì)可通過蜜蜂進(jìn)入蜂蜜,再經(jīng)過食物鏈傳遞;②不引起環(huán)境安全的理由:轉(zhuǎn)基因不會改變生物原有的分類地位,不會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的種植,減少了農(nóng)藥的使用量;抗除草劑農(nóng)作物的種植,減輕了農(nóng)田管理的負(fù)擔(dān),保護(hù)了農(nóng)田的土壤環(huán)境;3.理性看待生物技術(shù)(1)正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來的安全性問題,要_________,不能因噎廢食。(2)制定___________,最大程度保證轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn)品的安全性。趨利避害政策和法規(guī)三、關(guān)注生物技術(shù)的倫理問題反對支持克隆人倫理方面違反了人類的倫理道德觀念,中國禁止_______克隆中國不反對_______克隆技術(shù)方面技術(shù)不成熟,流產(chǎn)率高、畸形率高、出生后死亡率高可通過胚胎分級、基因診斷、_______檢查等方法解決技術(shù)問題生殖性治療性染色體

什么是“試管嬰兒”？

體外受精技術(shù),俗稱“試管嬰兒”，目前是世界上最廣為采用的生殖輔助技術(shù)。“試管嬰兒”并不是真正在試管里長大的嬰兒，而是從卵巢內(nèi)取出幾個卵子，在實驗室里讓它們與男方的精子結(jié)合，形成胚胎，然后轉(zhuǎn)移胚胎到子宮內(nèi)，使之在媽媽的子宮內(nèi)著床，妊娠。正常的受孕需要精子和卵子在輸卵管相遇，二者結(jié)合，形成受精卵，然后受精卵再回到子宮腔，繼續(xù)妊娠。所以“試管嬰兒”可以簡單地理解成由于實驗室的試管代替了輸卵管的功能而稱為“試管嬰兒”。我國第一例試管嬰兒

試管嬰兒簡圖三胞胎試管嬰兒1男2女反對支持設(shè)計試管嬰兒胚胎也是生命,殺死胚胎無異于“謀殺”提供骨髓造血干細(xì)胞并不會對試管嬰兒造成損傷基因檢測技術(shù)方面很難用在具體醫(yī)療中有一些遺傳性疾病可以通過基因檢測后在早期采取預(yù)防措施道德方面可能引起_________通過正確的科學(xué)知識傳播、倫理道德教育和立法,解決基因歧視現(xiàn)象基因歧視四、禁止生物武器2.生物武器的種類(連線)

生物戰(zhàn)劑及施放它的武器、器材總稱生物武器。生物戰(zhàn)劑是指在戰(zhàn)爭中使人、畜致病，毀傷農(nóng)作物的微生物及其毒素。1、什么是生物武器?3.生物武器的種類通常分為細(xì)菌、立克氏體、衣原體、病毒、真菌和毒素六大類。生物武器的種類細(xì)菌:鼠疫桿菌，霍亂弧菌，傷寒桿菌，炭疽桿菌病毒:天花病毒，出血熱病毒，動物痘病毒重組基因技術(shù)制造全新的致病菌:重組蠟狀桿菌,重組流感病毒,新型鼠痘病毒神經(jīng)毒劑：如肉毒桿菌毒素炭疽熱病毒，主要的生物武器之一艾滋病毒是生物武器？非典病毒:針對我國的基因武器?4.生物武器的性能及其防護(hù)①施放生物戰(zhàn)劑氣溶膠;生物戰(zhàn)劑分散成微小的粒子懸浮在空氣中，這種微粒和空氣的混合體叫氣溶膠。它能隨風(fēng)漂移，污染空氣、地面、食物，并能滲入無密閉設(shè)施的人防工程，人員吸入即可致病。直接施放生物戰(zhàn)劑氣溶膠是最基本的使用方式。它可從空中直接布灑，也可把噴灑器投至地面噴放，還可人工投放。②投放帶菌昆蟲,動物和其他媒介物昆蟲、動物和雜物被生物戰(zhàn)劑感染或污染后，用多格炸彈等多種方式投放到被襲擊地域，它們便可將病原體傳給人們，使其致病。

③其他方法用生物戰(zhàn)劑污染水源、食物、通風(fēng)管道，遺棄帶菌物品、尸體或遣返俘虜?shù)?，間接使人感染疾病。(1)生物戰(zhàn)劑的使用方法②生物戰(zhàn)劑的致病癥狀:發(fā)熱,頭疼,全身無力,上吐下瀉,咳嗽,惡心,呼吸困難,局部或全身疼痛等各種不同癥狀.(2)生物武器的傷害作用①生物戰(zhàn)劑侵入人體的途徑:吸入(生物戰(zhàn)劑污染空氣，可以通過呼吸道吸入，感染致病),誤食(食用被生物戰(zhàn)劑污染的水、食物而得?。ㄈ缁魜y、痢疾等疾?。?。),皮膚接觸(生物戰(zhàn)劑如炭疽桿菌等，或帶菌物品上的病毒可直接或間接經(jīng)皮膚、黏膜、傷口進(jìn)入人體。),昆蟲叮咬(人被帶有生物戰(zhàn)劑的昆蟲叮咬后，會使血液污染而致病);(3)生物武器的殺傷特點:①致病力強,多數(shù)具有傳染性；某些生物戰(zhàn)劑只需少數(shù)病原體侵入人體，就能引起發(fā)病。例如，幾十個野兔熱桿菌侵入人體就能致病。某些生物戰(zhàn)劑，例如，鼠疫桿菌等，有很強的傳染性，在一定條件下能在人員之間傳播，長期流行。②污染面積廣；生物戰(zhàn)劑致病力強，氣溶膠可隨風(fēng)飄散，在氣象、地理條件適宜時，可造成大面積污染區(qū)③不易被發(fā)現(xiàn)；生物戰(zhàn)劑氣溶膠無色無味，加之?dāng)撤蕉嘣邳S昏、夜間、拂曉、多霧時秘密施放，不易被人發(fā)現(xiàn)。在任何情況不發(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。④有一定的潛伏期生物戰(zhàn)劑致病需經(jīng)幾小時至幾天的時間，在這個期間人員不會很快減弱工作能力。⑤受自然條件影響大風(fēng)速、氣溫對氣溶膠傳播有影響，大雪、低溫、干燥、日曬等，能加速病菌的消亡。5.我國政府觀點1.(2010江蘇T18A)轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因,可能通過花粉傳入環(huán)境中。()【分析】抗除草劑基因?qū)氲接筒说娜旧w后則可以通過油菜的花粉傳入到環(huán)境中。2.(2010江蘇T18D)如果轉(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。()【分析】來源于自然界的目的基因?qū)胫参矬w后,可能破壞原有的基因結(jié)構(gòu),具有不確定性,外源基因也可能通過花粉傳播,使其他植物成為“超級植物”等,所以轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在安全性問題?！獭?.(2012江蘇T13B)轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后,目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細(xì)胞中。()【分析】轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后,目的基因不能被動物直接吸收,所以不會進(jìn)入到動物的體細(xì)胞中。4.(2012江蘇T13C)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴(kuò)散影響野生植物的遺傳多樣性。()【分析】轉(zhuǎn)基因生物的某些特殊性狀,增強了它們在該地區(qū)生存條件下的競爭能力,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的存在,從而影響野生植物的遺傳多樣性。×√5.試管嬰兒胚胎發(fā)育的整個過程均在試管中進(jìn)行。()【分析】試管嬰兒是指人的卵細(xì)胞和精子在體外完成受精作用,發(fā)育到早期胚胎的一定階段,再移入到母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育到足月誕生的嬰兒。6.我國禁止生殖性克隆和治療性克隆。()【分析】我國禁止生殖性克隆,但不反對治療性克隆,利用治療性克隆生產(chǎn)的一些人造器官可用于醫(yī)學(xué)治療。××7.由于某些轉(zhuǎn)基因生物可以合成干擾素進(jìn)入人體,因此轉(zhuǎn)基因食物存在潛在的安全隱患。()【分析】轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)食物安全的主要理由如下:對食物安全性檢測不夠,擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原,擔(dān)心營養(yǎng)成分改變等?！量键c一轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題

1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因(1)目前對基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控機(jī)制及基因間的相互作用了解有限。(2)目的基因往往是異種生物的基因。(3)外源基因插入宿主細(xì)胞基因組的部位往往是隨機(jī)的。2.理性看待轉(zhuǎn)基因生物(1)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點:優(yōu)點缺點①解決糧食短缺問題②大大減少農(nóng)藥的使用量,減少環(huán)境污染③增加食物營養(yǎng),提高附加值④增加食物種類,提升食物品質(zhì)⑤提高生產(chǎn)效率,帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展①可能出現(xiàn)新的過敏原或重組形成新病毒②可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草③可能使疾病的傳播跨越物種障礙④可能會損害生物多樣性⑤可能會對人類生活環(huán)境造成二次污染(2)對待轉(zhuǎn)基因生物的正確態(tài)度:①對轉(zhuǎn)基因生物出現(xiàn)激烈的倫理方面的爭論是正常的,關(guān)鍵是社會應(yīng)有正確的輿論導(dǎo)向,從而促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。②國家對轉(zhuǎn)基因技術(shù)要制定符合本國利益的政策和法規(guī)。③在轉(zhuǎn)基因生物或其產(chǎn)品研究過程中,科學(xué)家要自覺遵守科學(xué)研究道德?！就卣寡由臁?1)引入外來物種不一定會增加生物的多樣性。如果引進(jìn)的生物會破壞環(huán)境或者對當(dāng)?shù)厣镌斐缮嬗绊?可能會造成生物多樣性的銳減。(2)轉(zhuǎn)基因的危害源于人們對基因功能及作用方式不能完全掌握。(3)我們應(yīng)用正確態(tài)度對待轉(zhuǎn)基因技術(shù),不能因為可能的危害而阻止技術(shù)的發(fā)展?！镜淅?】如今,從土豆、草莓到西紅柿,各種各樣的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品已經(jīng)潛入尋常百姓家,有資料顯示,我國餐桌上有50%以上的大豆色拉油屬于轉(zhuǎn)基因食品。然而近年來,有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品是否影響健康的爭論不絕于耳。例如,美國康奈爾大學(xué)Losey等人將轉(zhuǎn)Bt基因(蘇云金桿菌殺蟲晶體蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食黑脈金斑蝶4天后死亡率達(dá)44%,而對照組無一死亡,研究者認(rèn)為該轉(zhuǎn)基因玉米對生物有毒。(1)據(jù)報道,轉(zhuǎn)基因作物大面積種植已達(dá)7年,食用轉(zhuǎn)基因食品的人群至少已有10億之多,至今沒有轉(zhuǎn)基因食品不安全的任何實例。轉(zhuǎn)基因食品是安全的,試分析原因:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)自1983年轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在美國問世以來,用生物