高考生物一輪課件選修生物安全與生物倫理

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、調控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2頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.理性看待轉基因生物(1)轉基因生物的優缺點：優點

缺點

①解決糧食短缺問題；②大大減少農藥的使用量，減少環境污染；③增加食物營養，提高附加值；④增加食物種類，提升食物品質；⑤提高生產效率，帶動相關產業發展

①可能出現新的過敏原或重組形成新病毒；②可能產生抗除草劑的雜草；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境造成二次污染

第3頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(2)對待轉基因生物的正確態度：①對轉基因生物出現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；③在轉基因生物或其產品研究過程中，科學家要自覺遵守科學研究道德。第4頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【高考警示鐘】轉基因生物及其產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)轉基因生物對生態系統的穩定性和人類的生活環境是否能造成破壞(環境安全)。第5頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

生物技術中的倫理問題1.克隆人(1)克隆人的培育過程：第6頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(2)治療性克隆和生殖性克隆的比較：治療性克隆生殖性克隆區別目的從胚胎中取出干細胞用于醫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系都屬無性生殖；產生新個體或新組織，遺傳信息相同項目類型第7頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.試管嬰兒和設計試管嬰兒的比較如圖，后者比前者多了④過程：第8頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(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，都要經過胚胎移植，都是有性生殖。第9頁,共46頁，2024年2月25日，星期天3.基因檢測(1)概念：指通過基因芯片對被檢測者細胞中的DNA分子或蛋白質進行檢測，分析出被檢測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10頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【高考警示鐘】克隆人與試管嬰兒有著本質的區別(1)克隆人的早期胚胎形成是通過細胞核移植，形成重組細胞培養得到的，過程中沒有減數分裂和受精作用，屬于無性生殖。(2)試管嬰兒培育過程進行減數分裂和受精作用，屬于典型的有性生殖，只是受精過程和早期胚胎培養發生在體外。第11頁,共46頁，2024年2月25日，星期天轉基因生物的安全性【典例訓練1】研究中發現，番茄體內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導入玉米體內，在一定程度上遏制了玉米螟的爆發。(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)如果把目的基因導入受體細胞葉綠體DNA中，將來產生的配子中是否含有該基因？______。第12頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(3)抗玉米螟的玉米就是無蟲玉米，不必防治害蟲。你贊成這種說法嗎？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13頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【解題指南】1.考查實質：植物細胞工程、減數分裂、轉基因生物安全性。2.知識儲備：(1)植物組織培養技術。(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14頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)葉肉細胞培育成工程植物植株，應該利用植物組織培養技術經脫分化和再分化過程將細胞的全能性表達出來。(2)減數分裂過程中染色體數量的變化較有規律且親子代相同，但細胞質中的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15頁,共46頁，2024年2月25日，星期天答案：(1)植物的組織培養(2)不一定，在減數分裂過程中細胞質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。第16頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【互動探究】涉及到的安全性隱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境安全。分析：玉米是常吃的食物，其因為轉基因技術造成的安全性隱患應該是食品安全。第17頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

生物技術中的倫理問題【典例訓練2】下圖所示為人類“治療性克隆”的大致過程。第18頁,共46頁，2024年2月25日，星期天請回答下列問題：(1)①為_____細胞，過程A是目前實現體細胞克隆的關鍵技術，該技術稱為_____。(2)③能誘導分化出神經細胞、血細胞、肌肉細胞，其根本原因是_____的結果。這樣培育的組織器官移植回患者體內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導入受體細胞。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19頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【解題指南】1.考查實質：細胞核移植、胚胎發育、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。(2)明確移植的組織器官來自自身，不會產生排異反應。第20頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)A是核移植過程，受體細胞是次級卵母細胞，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點就是不會產生免疫排斥反應。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，在體外培養成內細胞團細胞，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21頁,共46頁，2024年2月25日，星期天答案：(1)次級卵母(卵)核移植(2)基因選擇性表達不會產生免疫排斥反應(3)內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沖擊了現有婚姻、家庭和兩性關系等傳統的倫理道德觀念；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22頁,共46頁，2024年2月25日，星期天1.人類在預防與診療傳染性疾病過程中，經常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，其疫苗生產和抗體制備的流程之一如圖：第23頁,共46頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共46頁，2024年2月25日，星期天請回答：(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的_____所制備的疫苗。對該傳染病疑似患者確診時，可從疑似患者體內分離病毒，與已知病毒進行_____比較，或用圖中的_____進行特異性結合檢測。第25頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(2)一對表現正常的夫婦，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他們的優生愿望。醫生首先為女性注射_____，刺激卵泡成長，實現控制性超數排卵，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液的培養皿中，置于37℃培養箱中培養。再從男性體內采集精子，并對其進行獲能處理，處理后的精子與卵子放在含有_____的同一培養皿中完成_____。然后將受精卵移入發育培養液中繼續培養，檢查受精狀況和發育能力，待發育到_____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內，避免患有遺傳病的孩子出生。第26頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(3)利用上述方法還可進行設計試管嬰兒技術操作，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上主要的區別是_____。第27頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)從病毒到A蛋白的產生是基因工程過程，A蛋白是病毒產生的特定抗原，引起小鼠特異性免疫應答。可通過核酸對照檢測，也可通過產生特定的單克隆抗體檢測。(2)促性腺激素可控制超數排卵，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培育，經過胚胎發育形成個體。(3)試管嬰兒和設計試管嬰兒的區別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、胚胎培養和移植。

第28頁,共46頁，2024年2月25日，星期天答案：(1)A蛋白核酸(基因)序列抗A蛋白的單克隆抗體(2)促性腺激素卵母細胞獲能溶液(或專用的受精溶液)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29頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.一個學習小組的同學在對當地栽培作物種類進行調查時，發現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境中生長良好。雜草被除草劑殺死，玉米還能正常生長，給農民節省了大量的人力和物力。跟蹤調查還發現，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30頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(1)一部分同學認為，這種轉基因玉米不會對當地的生物多樣性構成威脅，如果你同意這種觀點，請你列舉出三條理由：①_____________________________________________。②_____________________________________________。③_____________________________________________。第31頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(2)轉基因玉米的加工食品被擺在超市貨架上，生產廠商根據我國的有關規定，對產品進行轉基因生物標注，這樣做是為了保護________；在有關標識中，應標注“_____”或“_____”；如果該產品中已不再含有或檢測不出轉基因成分，應標注為

“本產品為_____加工制成，但本產品中_____”。第32頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(3)隨著轉基因技術的發展，“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，可能破壞生態系統的穩定性D．轉基因生物有可能成為“入侵的外來物種”，威脅生態系統中其他生物的生存第33頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)轉基因生物不會引起生物安全性問題的理由：①擴散到種植區以外就會很快死亡，要表現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不會破壞生態系統的穩定性；③轉基因抗蟲作物的種植，減少了農藥的使用量；④抗除草劑農作物的種植減輕了農田管理的負擔，保護了農田土壤環境。第34頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(2)我國規定對轉基因產品進行標注，是為了保護消費者對產品中是否以轉基因作物為原料，產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，可能破壞生態系統的穩定性；轉基因生物還有可能成為“入侵的外來物種”，威脅生態系統中其他生物的生存。第35頁,共46頁，2024年2月25日，星期天答案：(1)①玉米與其他植物之間存在生殖隔離②玉米花粉的傳播距離有限③玉米花粉的存活時間有限(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36頁,共46頁，2024年2月25日，星期天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，并在試管中培養使其發育到如圖所示的時期，再將胚胎移入女性子宮內發育成胎兒。它不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機會，也為人類的優生開辟了新的途徑。據此回答：第37頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(1)“試管嬰兒”技術在生物學上所依據的原理是()A.有性生殖B.組織培養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、功能不同的細胞、組織，并進而形成器官和系統。從細胞水平看，卵裂的分裂方式是_____。(3)該圖示時期是胚胎發育的_____期。第38頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(4)“試管嬰兒”的形成用到下列哪些技術？(填序號)_____。①體外培養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)現在大多數人反對設計嬰兒性別，其原因是_____。第39頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【解析】本題主要考查試管嬰兒的培養和設計試管嬰兒引發的倫理問題。(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、功能不同的細胞、組織，并進而形成器官和系統，這些細胞的遺傳物質完全相同，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，胚胎出現了內細胞團，并且有透明帶破裂的現象，應是胚胎發育的囊胚期。第40頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(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，然后進行胚胎移植，最后生下試管嬰兒，在該過程中不會用到核移植技術。(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，由于來自同一個胚胎，因此，此種雙胞