高中生物-2.2生物安全與生物倫理課件-中圖版選修3-

第二章生物(shēngwù)安全與生物(shēngwù)倫理第一頁，共48頁。轉基因生物的安全性1.轉基因生物存在安全性問題的原因(1)目前對基因的結構、調(diào)控(diàokònɡ)機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胞基因組的部位往往是隨機的。第二頁，共48頁。2.理性看待(kàndài)轉基因生物(1)轉基因生物的優(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

第三頁，共48頁。(2)對待轉基因生物的正確態(tài)度：①對轉基因生物出現(xiàn)(chūxiàn)激烈的倫理方面的爭論是正常的，關鍵是社會應有正確的輿論導向，從而促進科學技術的發(fā)展；②國家對轉基因技術要制定符合本國利益的政策和法規(guī)；③在轉基因生物或其產(chǎn)品研究過程中，科學家要自覺遵守科學研究道德。第四頁，共48頁。【高考警示鐘】轉基因生物及其產(chǎn)品的安全性主要包括三個方面(1)轉基因生物在食品、飼料和其他消費領域的安全性(食物安全)；(2)各類活的轉基因生物體釋放到環(huán)境中，對生物多樣性是否能構成潛在的風險和威脅(生物安全)；(3)轉基因生物對生態(tài)系統(tǒng)(shēnɡtàixìtǒnɡ)的穩(wěn)定性和人類的生活環(huán)境是否能造成破壞(環(huán)境安全)。第五頁，共48頁。生物技術中的倫理問題(wèntí)1.克隆人(1)克隆人的培育過程：第六頁，共48頁。(2)治療性克隆(kèlónɡ)和生殖性克隆(kèlónɡ)的比較：治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細胞用于醫(yī)學研究和治療用于生育，獲得人的復制品水平細胞水平個體水平聯(lián)系都屬無性生殖；產(chǎn)生新個體或新組織，遺傳信息相同項目(xiàngmù)類型(lèixíng)第七頁，共48頁。2.試管嬰兒和設計試管嬰兒的比較如圖，后者比前者(qiánzhě)多了④過程：第八頁，共48頁。(1)不同點：①所用技術手段：設計試管嬰兒胚胎移植前需進行遺傳學診斷或基因診斷，試管嬰兒不需進行遺傳學診斷或基因診斷。②應用：試管嬰兒主要是解決不孕夫婦(fūfù)的生育問題，設計試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。(2)相同點：都是體外受精，并進行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過胚胎移植，都是有性生殖。第九頁，共48頁。3.基因檢測(jiǎncè)(1)概念：指通過基因芯片對被檢測(jiǎncè)者細胞中的DNA分子或蛋白質(zhì)進行檢測(jiǎncè)，分析出被檢測(jiǎncè)者所含的各種致病基因和疾病易感基因情況的一種技術。(2)爭論焦點：①基因檢測(jiǎncè)能否達到預防疾病的目的；②是否引起基因歧視、個人婚姻困難、人際關系疏遠等嚴重后果。第十頁，共48頁?！靖呖季剧姟靠寺∪伺c試管嬰兒有著本質(zhì)的區(qū)別(1)克隆人的早期胚胎形成是通過細胞核移植，形成重組細胞培養(yǎng)得到的，過程中沒有減數(shù)分裂(jiǎnshùfēnliè)和受精作用，屬于無性生殖。(2)試管嬰兒培育過程進行減數(shù)分裂(jiǎnshùfēnliè)和受精作用，屬于典型的有性生殖，只是受精過程和早期胚胎培養(yǎng)發(fā)生在體外。第十一頁，共48頁。轉基因生物(shēngwù)的安全性【典例訓練1】研究中發(fā)現(xiàn)，番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，導致害蟲無法(wúfǎ)消化食物而被殺死。為對付異常猖獗的玉米螟，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩左w內(nèi)，在一定程度上遏制了玉米螟的爆發(fā)。(1)如果以玉米的葉肉細胞作為重組DNA的受體細胞，則需要通過______技術培育成工程植物。(2)如果把目的基因?qū)胧荏w細胞葉綠體DNA中，將來產(chǎn)生的配子中是否含有該基因？______。第十二頁，共48頁。(3)抗玉米螟的玉米就是無蟲玉米，不必防治害蟲。你贊成(zànchéng)這種說法嗎？為什么？(4)對于這種轉基因玉米的食用安全性，引發(fā)了人們的爭議，有人認為是安全的，有人認為是不安全的。你持什么觀點？列舉一個理由支持你的觀點。第十三頁，共48頁?！窘忸}指南】1.考查實質(zhì)：植物細胞工程、減數(shù)分裂(jiǎnshùfēnliè)、轉基因生物安全性。2.知識儲備：(1)植物組織培養(yǎng)技術。(2)葉綠體中的DNA不像染色體那樣具有必然性。(3)抗一種蟲并非抗全部的害蟲。第十四頁，共48頁?！窘馕觥?1)葉肉細胞培育成工程植物植株，應該利用植物組織培養(yǎng)技術經(jīng)脫分化和再分化過程將細胞的全能性表達出來。(2)減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)量的變化較有規(guī)律且親子代(zǐdài)相同，但細胞質(zhì)中的DNA隨機性比較大，進入配子的可能性不是100%。(3)玉米螟是玉米害蟲的其中一種，在生長過程中還應該防止其他害蟲的侵擾。蛋白酶抑制劑對其他害蟲并不一定有效。(4)答案是開放的，支持與不支持均可，但理由必須能支持自己的觀點。第十五頁，共48頁。答案：(1)植物的組織培養(yǎng)(2)不一定，在減數(shù)分裂過程中細胞質(zhì)DNA的分配具有隨機性(3)不贊成，因為抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害蟲。(4)只要理由能支持自己的觀點就可以。例如①不安全，這種蛋白酶抑制劑被人食用后可能抑制人體消化酶的活性，使人無法進行正常的消化作用(zuòyòng)而患病。②安全，人與害蟲的消化酶存在結構差異，蛋白酶抑制劑對人體的消化酶沒有影響。③安全，人食用玉米是煮熟后食用，高溫破壞了蛋白酶抑制劑，進入人體后不能再起作用(zuòyòng)。第十六頁，共48頁?！净犹骄俊可婕暗降陌踩噪[患屬于轉基因生物安全性的哪一個方面？生活中還存在哪些方面的安全性隱患？提示：屬于食品安全，生活中還有生物安全和環(huán)境安全。分析：玉米是常吃的食物，其因為(yīnwèi)轉基因技術造成的安全性隱患應該是食品安全。第十七頁，共48頁。生物技術中的倫理問題【典例訓練2】下圖所示為人類“治療(zhìliáo)性克隆”的大致過程。第十八頁，共48頁。請回答下列問題：(1)①為_____細胞，過程A是目前實現(xiàn)體細胞克隆的關鍵技術，該技術稱為_____。(2)③能誘導分化出神經(jīng)細胞、血細胞、肌肉細胞，其根本原因是_____的結果。這樣培育(péiyù)的組織器官移植回患者體內(nèi)與異體器官移植最大的不同之處是_____。(3)若應用轉基因技術治療遺傳性糖尿病，可將健康人的控制胰島素合成的基因?qū)胧荏w細胞。受體細胞可以用取自通過B過程得到的結構中的④_____，原因是這些細胞_____。(4)我國禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆的研究。為什么要反對生殖性克隆(即克隆人)呢？請你寫出一條理由：_____。第十九頁，共48頁。【解題指南】1.考查實質(zhì)：細胞核移植、胚胎發(fā)育、生物技術的倫理問題。2.解題關鍵：(1)明確圖中A過程為核移植過程，C過程為細胞分化(fēnhuà)。(2)明確移植的組織器官來自自身，不會產(chǎn)生排異反應。第二十頁，共48頁?！窘馕觥?1)A是核移植過程，受體細胞是次級(cìjí)卵母細胞，但需要去核。(2)早期胚胎細胞能誘導分化，是選擇性表達的結果；與異體器官移植相比，通過這樣培育的組織器官自體移植的優(yōu)點就是不會產(chǎn)生免疫排斥反應。原因是與受體的基因基本相同。(3)在基因治療時，核移植得到的重組細胞，在體外培養(yǎng)成內(nèi)細胞團細胞，是因為它們分化程度極低(全能性高)，可使外源基因在相應組織細胞表達。(4)治療性克隆目的是為了救治患者，而克隆人則不是，且存在一系列的問題。第二十一頁，共48頁。答案：(1)次級卵母(卵)核移植(2)基因選擇性表達不會產(chǎn)生免疫排斥反應(3)內(nèi)細胞團分化程度極低(全能性高或具有全能性)，可使外源基因在相應組織細胞表達(4)①嚴重違反了人類倫理道德；②沖擊了現(xiàn)有婚姻、家庭(jiātíng)和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；③是在人為地制造心理上和社會地位上都不健全的人；④克隆技術尚不成熟，可能克隆出有嚴重生理缺陷的孩子(答案符合題意即可)第二十二頁，共48頁。1.人類在預防與診療傳染性疾病過程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面(biǎomiàn)的A蛋白為主要抗原，其疫苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如圖：第二十三頁，共48頁。第二十四頁，共48頁。請回答：(1)對健康人進行該傳染病免疫預防時，可選用圖中基因工程生產(chǎn)的_____所制備的疫苗(yìmiáo)。對該傳染病疑似患者確診時，可從疑似患者體內(nèi)分離病毒，與已知病毒進行_____比較，或用圖中的_____進行特異性結合檢測。第二十五頁，共48頁。(2)一對表現(xiàn)正常的夫婦，其家族中都有遺傳性囊性纖維化病(常染色體隱性遺傳病)患者。醫(yī)生對他們進行了遺傳咨詢后，決定運用試管嬰兒的方法實現(xiàn)他們的優(yōu)生愿望。醫(yī)生首先為女性注射_____，刺激卵泡成長，實現(xiàn)控制性超數(shù)排卵，然后在局部麻醉下從卵巢中吸取_____，并在顯微鏡下將其移到含特殊培養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中，置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。再從男性體內(nèi)采集精子，并對其進行獲能處理，處理后的精子與卵子放在含有_____的同一培養(yǎng)皿中完成_____。然后將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，檢查受精狀況和發(fā)育能力，待發(fā)育到_____階段時，分別對多個胚胎的細胞進行基因檢測，選擇出_____的胚胎植入母親子宮(zǐgōng)內(nèi)，避免患有遺傳病的孩子出生。第二十六頁，共48頁。(3)利用上述方法還可進行設計試管嬰兒技術操作(cāozuò)，試管嬰兒技術與設計試管嬰兒技術的目的分別是_____；設計試管嬰兒技術與試管嬰兒技術在操作(cāozuò)上主要的區(qū)別是_____。第二十七頁，共48頁?！窘馕觥?1)從病毒到A蛋白的產(chǎn)生是基因工程過程，A蛋白是病毒產(chǎn)生的特定抗原，引起小鼠特異性免疫應答。可通過核酸對照檢測，也可通過產(chǎn)生特定的單克隆抗體檢測。(2)促性腺激素可控制超數(shù)排卵，處理后的精子和卵子可在體外進行受精作用，設計試管嬰兒需要進行基因檢測，確定無致病基因的胚胎才能進行繼續(xù)培育，經(jīng)過胚胎發(fā)育形成個體。(3)試管嬰兒和設計試管嬰兒的區(qū)別(qūbié)是進行遺傳診斷與否，因為目的不同，前者是得到個體，后者是治療疾病。相同點是體外受精、胚胎培養(yǎng)和移植。第二十八頁，共48頁。答案：(1)A蛋白核酸(基因)序列抗A蛋白的單克隆抗體(kàngtǐ)(2)促性腺激素卵母細胞獲能溶液(或?qū)Ｓ玫氖芫芤?體外受精桑椹胚或囊胚無致病基因(3)解決不孕不育(不孕夫婦的生育)問題和用新生兒臍帶中造血干細胞挽救患者的生命設計試管嬰兒在胚胎移植前必須進行遺傳學診斷第二十九頁，共48頁。2.一個學習小組的同學在對當?shù)卦耘嘧魑锓N類進行調(diào)查時，發(fā)現(xiàn)有的地方種植了轉基因抗除草劑玉米，這種玉米在噴灑除草劑的環(huán)境中生長良好。雜草被除草劑殺死，玉米還能正常生長，給農(nóng)民節(jié)省(jiéshěng)了大量的人力和物力。跟蹤調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，這種轉基因玉米除可直接食用外，還被加工成食品擺在超市的貨架上。請完成下列問題：第三十頁，共48頁。(1)一部分同學認為，這種轉基因玉米不會對當?shù)氐纳锒鄻有詷嫵赏{，如果你同意(tóngyì)這種觀點，請你列舉出三條理由：①_____________________________________________。②_____________________________________________。③_____________________________________________。第三十一頁，共48頁。(2)轉基因玉米的加工食品被擺在超市貨架上，生產(chǎn)廠商根據(jù)我國的有關規(guī)定，對產(chǎn)品進行轉基因生物標注(biāozhù)，這樣做是為了保護________；在有關標識中，應標注(biāozhù)“_____”或“_____”；如果該產(chǎn)品中已不再含有或檢測不出轉基因成分，應標注(biāozhù)為“本產(chǎn)品為_____加工制成，但本產(chǎn)品中_____”。第三十二頁，共48頁。(3)隨著轉基因技術的發(fā)展，“基因污染”應運而生，關于基因污染的下列說法不正確的是()A．轉基因作物可通過花粉散落到它的近親作物上，從而污染生物基因庫B．基因污染是一種不可以擴散的污染C．雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因，可能破壞(pòhuài)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D．轉基因生物有可能成為“入侵的外來物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存第三十三頁，共48頁。【解析】(1)轉基因生物不會引起生物安全性問題的理由：①擴散(kuòsàn)到種植區(qū)以外就會很快死亡，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；②由于生殖隔離的存在，使它們很難與其他植物雜交；③花粉傳播的距離有限，存活時間有限。不引起環(huán)境安全性問題的理由：①轉基因生物不會改變生物原有的分類地位；②不會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；③轉基因抗蟲作物的種植，減少了農(nóng)藥的使用量；④抗除草劑農(nóng)作物的種植減輕了農(nóng)田管理的負擔，保護了農(nóng)田土壤環(huán)境。第三十四頁，共48頁。(2)我國規(guī)定對轉基因產(chǎn)品進行標注，是為了保護消費者對產(chǎn)品中是否以轉基因作物為原料，產(chǎn)品中是否仍含有轉基因成分的知情權。(3)基因污染是可以隨著自然界中的生物擴散的，如轉基因作物可通過花粉散落到它的近親作物上，從而污染生物基因庫；雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因，可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；轉基因生物還有可能成為“入侵的外來(wàilái)物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存。第三十五頁，共48頁。答案：(1)①玉米與其他植物之間存在生殖隔離②玉米花粉(huāfěn)的傳播距離有限③玉米花粉(huāfěn)的存活時間有限(或其他理由合理即可)(2)消費者的知情權轉基因玉米加工品加工原料為轉基因玉米轉基因玉米已不再含有轉基因成分(3)B第三十六頁，共48頁。3.“試管嬰兒”技術是通過將不孕夫婦的精子和卵子取出在試管中完成受精，并在試管中培養(yǎng)使其發(fā)育到如圖所示的時期，再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。它不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機會(jīhuì)，也為人類的優(yōu)生開辟了新的途徑。據(jù)此回答：第三十七頁，共48頁。(1)“試管嬰兒”技術在生物學上所依據(jù)的原理是()A.有性生殖B.組織培養(yǎng)C.克隆技術D.基因工程(2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、組織，并進而形成器官和系統(tǒng)。從細胞水平看，卵裂的分裂方式是_____。(3)該圖示時期是胚胎(pēitāi)發(fā)育的_____期。第三十八頁，共48頁。(4)“試管嬰兒(shìɡuǎnyīnɡér)”的形成用到下列哪些技術？(填序號)_____。①體外培養(yǎng)②人工授精③胚胎移植④核移植(5)要得到“同卵雙胞胎”，采用的技術是_____。此種雙胞胎的性別是否相同？_____。(6)現(xiàn)在大多數(shù)人反對設計嬰兒性別，其原因是_____。第三十九頁，共48頁。【解析】本題主要考查試管嬰兒的培養(yǎng)和設計試管嬰兒引發(fā)的倫理問題。(1)“試管嬰兒”是由受精卵形成的，屬于有性生殖。(2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、組織，并進而(jìnér)形成器官和系統(tǒng)，這些細胞的遺傳物質(zhì)完全相同，因此，從細胞水平看，卵裂的分裂方式是有絲分裂。(3)由題圖可看出，胚胎出現(xiàn)了內(nèi)細胞團，并且有透明帶破裂的現(xiàn)象，應是胚胎發(fā)育的囊胚期。第四十頁，共48頁。(4)培育“試管嬰兒”時，需要進行人工體外授精，形成早期胚胎后，進行體外培養(yǎng)，然后進行胚胎移植(yízhí)，最后生下試管嬰兒，在該過程中不會用到核移植(yízhí)技術。(5)要得到“同卵雙胞胎”，先采用胚胎分割技術，即將桑椹胚或囊胚進行均等分割，再進行胚胎移植(yízhí)，由于來自同一個胚胎，因此，此種雙胞胎的性別相同。(6)由于會破壞人類正常的性別比例，違反倫理道德，現(xiàn)在大多數(shù)人反對設計嬰兒性別。第四十一頁，共48頁。答案(dáàn)：(1)A(2)有絲分裂(3)囊胚(4)①②③(5)胚胎分割移植相同(6)會破壞人類正常的性別比例，違反倫理道德第四十二頁，共48頁。4.供體器官的短缺和排斥反應是制約器官移植的兩個重要問題(wèntí)。而治療性克隆能最終解決這些問題(wèntí)。如圖是治療性克隆的過程圖解。第四十三頁，共48頁。(1)“治療性克隆”的結果說明高度分化的體細胞的核仍然具有_____。相同的胚胎干細胞，“克隆