专题-4-生物技术的安全性和伦理问题.ppt

(1),转基因生物的安全性,(2),生物技术中的伦理问题,(3),生物武器对人类的威胁,(1),生物技术引起的安全性问题和伦理问题,(2),生物武器的种类、特点及对人类的危害,一、转基因生物的安全性,转基因技术可以极大地造福人类社会，在农业、畜牧业、水产养殖、医药生产、疾病治疗等各个领域都发挥了较好的作用。但科技是一把双刃剑，在造福人类的同时，引起了人们对转基因技术在食物安全、生物安全及环境安全方面的担忧。,3,转基因生物与环境安全,对生态系统稳定性的影响,(1),反方观点：打破自然物种原有界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体等。,(2),正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境等。,转基因生物存在安全性的原因,(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),外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。,二、关注生物技术引发的伦理问题及禁止生物武器,生物技术中的伦理问题,(1),克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。,否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人等。,肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决；不成熟的技术也只有通过实践才能成熟。,中国政府的态度：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实验。,(2),设计试管婴儿：两种不同观点，多数人持认可态度。,否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。,肯定的理由：解决了不育问题；提供造血干细胞是救治患者最好、最快捷的方法；提供脐带血并不会对试管婴儿造成损伤。,(3),基因身份证,否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成的基因歧视，势必造成遗传性失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。,肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的；对于基因歧视对象，通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法得以解决。,三、生物武器的特点及局限性,1,生物武器的特点,(1),致病力强，传染性大。生物武器多数是烈性传染性致病微生物，少量即可使人得病，它的传染性大，在缺乏防护、人员密集、平时卫生条件差的情况下，很容易传播、蔓延引起传染病流行。,(2),有潜伏期。潜伏期最短的至少也有,3,至,6,小时，多数是,3,至,4,天，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。直接喷洒的生物气溶胶可随风飘到较远的地区，杀伤范围达数百至数千平方公里。在适当条件下，有些生物武器存活的时间很长，不易侦察发现。,(4),传染途径。生物武器可通过多种途径使人感染发病，如从口食入、经呼吸道吸入、昆虫叮咬、污染伤口、接触皮肤、黏膜感染等等。生物气溶胶无色、无味，又多在黄昏、夜间、清晨，多雾时秘密施放。所投带菌的昆虫、动物也能和当地原有种类相混，不易发现。,2,生物武器的局限性,(1),生物武器主要指病原微生物，所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。,(2),受地形、风向等多种条件影响。,(3),生物武器使用不易控制，使用不当可危害本方安全。,如今，从土豆、草莓到西红柿，各种各样的转基因产品已经进入寻常百姓家，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：,1999,年，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非靶生物有毒。,(1),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。,2001,年全球转基因作物的种植面积达到了,5 000,万公顷。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,】,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；转基因食品只是增加了少量对人类无害的基因，产生了特定的蛋白质，不会从根本上改变生物的性质。转基因生物可以按照人们的意愿定向地改造生物，所以对于人类来说，有很大的好处。由于转基因技术还不是很成熟，还需要特别注意控制其副作用。,【,答案,】,(1),转基因食物被煮熟之后，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动物等，使得生物多样性受到破坏等,(,只要合理即可,),。,1997,年,2,月,7,日，,自然,杂志报道，英国爱丁堡大学的卢斯林研究所将一只,6,岁母羊,(A,羊,),的乳腺上皮细胞核导入另一只母亲,(B,羊,),的去核卵细胞中，经体外培养并胚胎移植到第三只母亲,(C,羊,),的子宫内，终于培育出一只名为多利,(Dolly),的小绵羊，它就是提供细胞核的那只,6,岁母羊的克隆或拷贝。这是哺乳动物中首次利用体细胞核作为核供体获得自体复制的成功实例。这一消息一公布立即轰动了整个世界。克隆绵羊被列为,1997,年的世界十大科技新闻的榜首。,(1),克隆羊多利的遗传性状基因与,_,绵羊一致。,(2),三只绵羊哪一只羊没有为多利提供遗传物质？,_,。,(3),克隆羊多利的成功，在技术上突破之处是,(,),A,供核细胞是体细胞,B,供核细胞是胚胎细胞,C,胚胎移植技术,D,细胞核移植技术,(4),克隆多利的过程是否遵循孟德尔的遗传分离规律？为什么？,_,。,(5),是否赞同克隆人？谈谈你的看法。,_,。,【,解析,】,本题是以克隆这一高新技术为材料。克隆技术是物理、化学、生物知识的有机结合，且与社会政治有关。要求不但学会课本知识，还要了解新科技、新成果；对尖端科学技术要关注，并且用所学知识来做一些理论分析。,【,答案,】,(1)A,(2),第三只羊,(C,羊,),(3)A,(4),否。克隆为无性生殖过程，而孟德尔的遗传规律仅在进行有性生殖生物的减数分裂过程中起作用,(5),赞同治疗性克隆，反对生殖性克隆,(,开放性题，言之有理则可,),1.,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，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒,(BBTV,，单链环状,DNA,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，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。,请根据上述材料，回答下列问题：,(1),简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。,_,。,(2),脱毒香蕉苗的获得，可采用,_,的方法，此方法的依据是,_,和,_,。,(3),建立可靠的,BBTV,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？,(,列举两种方法,),_,。,(4),在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因,afp,对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的,DNA,中扩增得到。试述在提取和纯化,DNA,时影响提纯效果的因素及其依据。,(,列举两点,),_,。,(5),如何利用,afp,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会出现什么问题？,(,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过程。,_,。,【,解析,】,本题考查对细胞工程、基因工程及蛋白质工程等现代生物科技内容的掌握、对转基因生物的安全性问题的理解；考查合理运用现代生物科技手段解决自然界和社会生活中的生物学问题。,(1),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。,(2),植物的茎尖、根尖不带病毒，可通过茎尖、根尖组织培养的方式获得脱毒幼苗。,(3),检测,BBTV,的方法见答案。,(4),影响,DNA,提纯的因素及依据见答案。,(5),转基因香蕉在生态安全方面可能出现的问题见答案。,(6),用细胞工程的方法培育抗寒香蕉品种，应该采用体细胞融合技术，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。,【,答案,】,(1),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，获得大量试管苗,(,或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗,),(2),茎尖,(,分生组织,),组织培养茎尖不带病毒,(,或病毒在植物体内分布不均匀,),植物细胞全能性,(3)BBTV,病毒基因的检测,(DNA,分子杂交技术,),；,BBTV,病毒蛋白的检测,(,获得抗血清，利用抗原,抗体的杂交反应，判断病毒是否存在,),(4),选择,NaCl,溶液的合适浓度，利用,DNA,和其他杂质在不同,NaCI,溶液中溶解度不同的特性，达到分离目的；加入一定量酒精，使部分蛋白质杂质溶解于酒精，与,DNA,分离；加入蛋白酶，除去蛋白质杂质的干扰；控制,DNA,提取的温度，使大多数蛋白质杂质变性,(5),将,afp,基因插入土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导入香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。生态安全问题包括：外源基因扩散到其他物种,(,外源基因漂移,),；转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；转基因植株扩散对生物多样性的影响；转基因植物残体或分泌物对环境的影响,(6),体细胞杂交育种，其依据是将不同品种的香蕉体细胞利用细胞融合技术融合成杂种细胞后培育出抗寒香蕉品种,(,或体细胞诱变育种，其依据是利用诱变剂等方法使香蕉离体培养细胞发生基因突变，然后筛选培育出抗寒品种,),蛋白质工程方法的步骤为：果胶裂解酶蛋白的功能分析，果胶裂解酶蛋白的结构预测和设计，果胶裂解酶基因的改造,2,应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请据下图回答下列问题：,(1),在培育转入生长激素基因牛过程中，过程需要的工具酶是,_,，过程常用的方法是,_,_,。,(2),可通过转入生长激素基因牛分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有,_,。过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用,_,技术，培育出多头相同的转基因牛犊。,(3)prG,能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体时，,最可能是,_,细胞，,代表的细胞具有,_,的特点。,(4),在抗虫棉培育过程中，过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，则与采用叶肉细胞相比较，其优点是,_,，过程采用的技术是,_,。,(5),要确定目的基因,(,抗虫基因,),导入受体细胞后是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：,_,。,(6),如果转基因植物的花粉中含有有毒蛋白或过敏蛋白，则将引起的安全性问题包括,(,),生物安全环境安全食物安全伦理道德问题,A,B,C,D,【,解析,】,(1),是目的基因与载体结合的过程，需要限制酶和,DNA,连接酶；是重组质粒导入受体细胞的过程，常用的方法是显微注射法。,(2),基因表达载体的首端必须有启动子；桑椹胚或囊胚阶段可以进行胚胎分割，这种方法可以培育出更多相同的转基因牛犊。,(3),从图中看，,最可能是浆细胞，,是导入,prG,的重组细胞，具有无限增殖和产生特异性抗体的特点。,(4),愈伤组织细胞与叶肉细胞相比较，其优点是全能性高。,(6),花粉中若含有有毒蛋白或过敏蛋白，可通过昆虫的采集，沿食物链传递，最后可能进入其他动物或人体内，引发生物安全、环境安全和食物安全，与伦理道德问题无关。,【,答案,】,(1),限制酶、,DNA,连接酶显微注射法,(2)(,乳腺蛋白基因的,),启动子胚胎分割移植,(,胚胎分割和胚胎移植,),(3),浆既能无限增殖又能产生特定抗体,(4),全能性高植物组织培养,(5),让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定该转基因棉花是否具有抗虫性状,(6)A,