高中生物选修3专题4

专题,4,生物技术的安全性和伦理问题,考纲要求,三年考情,1.,转基因生物的安全性,2.,生物武器对人类的威胁,3.,生物技术中的伦理问题,2012,江苏,2010,江苏,一、转基因生物的安全性,1.,转基因成果,_,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.,安全性问题,环境安全：破坏生态系统的,_,和人类生活环境,食,物,安,全,_,产生,_,_,改变,侵犯宗教信仰者或素食者的权益,生,物,安,全,成为新杂草,成为,“,_,”,，威胁其他生物,生存,产生出对人类或其他生物有害的病原体,通过基因重组产生,“,超级杂草,”,滞后效应,新的过敏原,营养成分,入侵的外来物种,稳定性,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,二、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,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,三、禁止生物武器,1.,生物武器的种类,(,连线,),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。,不发展、不生产、不储存,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,解决粮食短缺问题,大大减少农药的使用量,减少环境污染,增加食物营养,提高附加值,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,可能出现新的过敏原或重组形成新病毒,可能产生抗除草剂的杂草,可能使疾病的传播跨越物种障碍,可能会损害生物多样性,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,:,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。,【,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,用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。试问,:,转基因产品到底有什么优势,?,。,(3),有人认为转基因生物会造成基因污染,危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的,?,。,【,解析,】,(1),转基因食品绝大多数是安全的,人们从食物中获得的是可以吸收的小分子物质,这些物质在不同生物体内多数是相同的,对人类无害,;,转基因食品只是增加了少量对人类无害的基因,产生了特定蛋白质,不会从根本上改变生物的性质。,(2),转基因生物可以按照人们的意愿定向地改造其遗传特性,所以对人们来说,有很大的好处。,(3),由于转基因技术还不是很成熟,需要特别控制其副作用。,答案,:,(1),转基因食品被煮熟之后,细胞就被破坏了,进入人肠胃系统后,基因被消化成小分子物质而失去遗传作用,;,我们所吃的非转基因改良谷物是长期人工选择的结果,人们食用后并未有不适和影响健康,;,转基因食品仅是农作物品种中加入一两个对人类无害的已知性状的基因等,(2),可缩短育种时间,;,可定向改造生物的性状,;,可提高粮食产量,解决粮食问题,(3),转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传递,可能会由此产生超级杂草、超级害虫以及其他超级生物等,使得生物多样性受到破坏等,【,互动探究,】,(1),题中所涉及的安全性属于转基因生物安全性的哪一个方面,?,提示,:,食物安全。,(2),题,(1),中,有人认为转基因食品是不安全的,试举出两个原因。,提示,:,转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原,;,某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化,导致转基因农作物营养成分的改变。,【,变式训练,】,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比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。,考点二,生物技术中的伦理问题分析,1.,试管婴儿与克隆人的比较,一般过程,实 质,说 明,试管婴儿,体外受精、体外一定程度的胚胎发育、胚胎移植到子宫内继续发育,有性,生殖,与人类正常生殖情况相比,主要是改变了受精和初期发育的场所,克隆人,将体细胞的核物质移到去核的卵细胞中,将重组卵细胞移植到子宫内,逐渐发育为新个体,体细胞,繁殖,属于无,性生殖,克隆过程证明了动物细胞核的全能性,2.,克隆的分类,类型,项目,治疗性克隆,生殖性克隆,区,别,目的,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,水平,细胞水平,个体水平,联系,都属无性生殖,;,产生新个体或新组织,遗传信息相同,3.,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。,4.,基因检测,(1),原理,:DNA,分子杂交。,(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,】,(1),设计试管婴儿和基因检测在应用方面并非完全不同,两者都可用于避免遗传病患儿的出生,从而降低人类遗传病发病率。,(2),试管婴儿和克隆人的形成过程并不相同,:,前者进行减数分裂和受精作用,而后者只进行有丝分裂。,【,典例,2】,“,试管婴儿,”,技术是将不孕夫妇,的精子和卵细胞取出,在体外完成受精,并在,体外培养,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,进而形成器官和系统。从细胞水平看,卵裂的分裂方式是,。,(3),图示时期是胚胎发育的,期。,(4),在该图下一时期,b,细胞最可能成为,胚层的一部分。,(5),要得到,“,同卵双胞胎,”,采用的技术是,。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,其原因是什么,?,。,【,解析,】,(1),试管婴儿技术实际是体外受精,即经过精卵结合,所以是有性生殖。,(2),卵裂是指在透明带中进行的早期胚胎发育,细胞数目不断增多,此时的细胞分裂方式为有丝分裂。,(3),图示时期的特点是含有一个腔,即囊胚腔,所以称为囊胚期。,(4),图示胚胎发育过程中,b,细胞从囊胚表面运动到内部,形成一层内层细胞,最终形成内胚层。,(5),将一个受精卵发育形成的早期胚胎一分为二,再移植到母体子宫发育,可形成两个婴儿,即同卵双胞胎,性别相同。,(6),滥用设计试管婴儿技术设计婴儿性别会引起性别比例失调,且违反了伦理道德。,答案,:,(1)A,(2),有丝分裂,(3),囊胚,(4),内,(5),胚胎分割移植相同,(6),破坏了人类正常的性别比例,违反了伦理道德,【,互动探究,】,(1),题干所述的卵细胞应该是哪种细胞,?,提示,:,次级卵母细胞。,(2),治疗性克隆与克隆人在操作技术上的区别是什么,?,提示,:,克隆人形成过程是将早期胚胎培育成个体,而治疗性克隆是将早期胚胎定向分化成特定的组织器官。,1.,多年来,每天的食品中含,60%,80%,的转基因成分,对此,许多美国人竟一无所知。,(1),一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度,反映了转基因食品在安全性方面是,的。,(2),科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧,可能原因是什么,?,。,(3),转基因食品或转基因生物武器都要应用,DNA,重组技术,该技术的基本工具是什么,?,。,(4),中美两国元首在关于,禁止生物武器公约,议定书的联合声明中,重申在任何情况下,、,、,生物武器。,【,解析,】,(1),美国人对转基因食品的这种漠视态度,反映了转基因食品是相对安全的。,(2),由于转基因生物存在的潜在风险,:,如生物入侵、破坏原来的生态平衡、引起过敏反应、疾病流行等,所以科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧。,(3)DNA,重组技术的基本工具是限制性核酸内切酶、,DNA,连接酶和载体。,(4),中美两国元首在关于,禁止生物武器公约,议定书的联合声明中,重申在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器。,答案,:,(1),相对安全,(2),转基因生物存在的潜在风险,:,如生物入侵、破坏原来的生态平衡、引起过敏反应、疾病流行等,(3),限制性核酸内切酶、,DNA,连接酶、载体,(4),不发展不生产不储存,2.(2013,济南模拟,),如图所示为人类,“,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,核移植得到重组细胞时,受体细胞来自于内细胞团细胞,是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,),3.,阅读以下材料,回答问题,:,转入生长激素,(GH),基因的鱼生长速度快,饵料转化率高。但鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近,我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然生态系统。,(1),转基因鱼成功的物质基础是,。,(2),已知人的,GH,是一个含有,191,个氨基酸的蛋白质,若将人的,GH,基因转移到鱼体内,则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是,。,(3),转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率,以至生长率高于非转基因鱼,蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼。其可能的原因是,。,(4),鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,试分析引起生态安全性问题的原因是,。,(5),多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的,三倍体鱼的形成过程是,。试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因,:,。,【,解题指南,】,解答本题应特别关注以下三个方面,:,(1),明确基因中碱基数与蛋白质中氨基酸数的对应关系,;,(2),明确转入的目的基因的作用是产生生长激素,;,(3),明确转基因鱼和非转基因鱼仍是一个物种,可以发生基因交流,导致基因污染。,【,解析,】,(1),转基因技术成功的物质基础是遗传物质都是,DNA,。,(2),根据基因表达的关系,含,191,个氨基酸的蛋白质由一个含,1,146,个脱氧核苷酸的,DNA,片段控制合成。,(3),转基因鱼生长率高于非转基因鱼,蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼,最可能的原因是转基因鱼合成了大量生长激素,生长激素能促进蛋白质合成。,(4),转基因鱼与同种野生鱼杂交,使野生鱼带有转基因,可能引起与其他生物的生存竞争而引起生态危机。,(5),三倍体鱼可用转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体,然后二倍体与四倍体杂交形成。三倍体不能繁殖,可以人工控制养殖数量和范围,避免发生杂交和竞争引起生态危机。,答案,:,(1),遗传物质都是,DNA,(2)1 146,(3),合成了大量生长激素,生长激素能促进蛋白质合成,(4),转基因鱼与同种野生鱼杂交,使野生鱼带有转基因,具有生长优势,使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争,引起生态危机,(5),转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体,然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体三倍体不能繁殖,可以人工控制养殖数量和范围,避免发生杂交和竞争引起生态危机,4.(,能力挑战题,),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,B.,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,