第4章 生物技术的安全性与伦理问题课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

转基因产品是否安全？ 你支持克隆人吗？ 如何面对生物武器？ 第4章 生物技术的安全性与伦理问题 在人类社会中， 伦，是指人与人之间的关系；理，是道德和规范。 伦理特指人与人之间的道德准则。 4.1 转基因产品的安全性 一、转基因成果令人叹为观止 （1）转基因微生物方面 成果： A.减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期； B.构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸是目前工业化生产氨基酸的重要途径； C.基因工程菌生产药物几乎涉及各种类型疾病的治疗。 生物制药已经成为21世纪的朝阳产业 3 思考： 为什么对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域？ 四个方面的优点： ①生理结构和遗传物质简单； ②生长繁殖快； ③对环境因素敏感； ④容易进行遗传物质操作等 一、转基因成果令人叹为观止 （1）转基因微生物方面 4 （2）转基因动物方面 ②培育抵抗相应病毒的动物新品种。 ③建立某些人类疾病的转基因动物模型。 模拟疾病的发生和发展过程，为研究该疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据，如转基因小鼠1型糖尿病模型、转基因小鼠原发性高血压模型等。 1型糖尿病模型、原发性高血压模型 转基因小鼠 ①培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。 一、转基因成果令人叹为观止 2020年4月2日，美国FDA批准由法国公司LFB Biotechnology开发的Sevenfact上市，用于治疗和控制成人及12岁以上青少年A型或B型血友病患者的出血事件。这些患者体内缺乏凝血因子VIII或IX抑制因子。Sevenfact是一种人类凝血因子VIIa类似物，是从通过转基因兔子乳汁中提取而来的。治疗世代遗传的血管性水肿病。 5 （3）转基因植物方面 ①研究成果 科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。 普通番茄 和 转基因耐储藏番茄 ②作物类型 A.种植最多为大豆和玉米，其次是棉花和油菜。 B.我国批准发放了转基因棉花、番木瓜、水稻和玉米等作物的生产应用安全证书。 批准发放了部分作物的进口安全证书：转基因棉花、大豆、玉米、油菜、甜菜、番木瓜。 一、转基因成果令人叹为观止 6 （3）转基因植物方面 ③种植现状 2017年，全世界种植转基因作物的国家已达24个，种植面积排名前十位的国家如下，这些国家转基因作物的种植面积都超过了1×106 hm2。 转基因作物种植面积/（ ×106hm2 ） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 美国 巴西 巴拉圭 巴基斯坦 中国 南非 玻利维亚 印度 阿根廷 加拿大 全世界排名前十位的种植转基因作物的国家种植转基因作物的面积 一、转基因成果令人叹为观止 7 转基因抗虫作物 思考：转基因作物与传统作物种植相比，有什么优势？ 能通过无人机施药，从而实现大规模生产、降低生产成本，节省耕作时间。 能够减少农药使用，降低人畜中毒发生率，减轻了环境污染； 转基因耐除草剂作物 8 实际上，转基因技术及其应用就是伴随着质疑、担忧甚至反对的声音而不断发展的。 9 1998年8月10日，苏格兰罗伊特研究所的普斯陶博士在接受电视台World in Action节目采访时声称他的老鼠喂养试验表明，转基因土豆迟滞了鼠的生长，降低了其免疫力；他建议不要食用转基因土豆，认为转基因食品需要更多的安全性测试。 资料2：法国的转基因玉米事件 法国政府日前宣布，停种植MON810型转基因玉米（抗虫害少污染），理由是怀疑其安全性。决定引发了极大争议，围绕转基因食品的是是非非再度沸沸扬扬。 资料1：英国的转基因土豆事件 7/23/2024 10 二、对转基因产品安全性的争论 ①转基因是否会影响植物的代谢路径,进而使营养成分发生改变？ ②是否会对人类产生有毒的蛋白质或新的过敏原？ ③食用转基因食品是否出现滞后效应，若干年后才出现问题？ ④通过近缘杂交等自然过程，是否可能产生重组病菌、重组病毒或“超级杂草”； ⑤进入自然环境后，是否会使本地生物无法生存，而损害生物多样性？ ⑥由于种间关系可能改变，可能会干扰生态系统的稳定性； 食物安全 生物安全 环境安全 你对这些的观点都认同吗？证据？ 11 三、理性看待转基因技术 理性看待转基因技术需要以 为基础，即清晰地了解转基因技术的 ；还应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响；最重要的是，要靠 和严谨的逻辑进行思考和辩论。 刚才的视频给了你什么启发？如何理性看待转基因技术？结合教材，请填写以下内容： 完备的相关科学知识 原理和操作规程 确凿的证据 12 (1) 控制转基因生物安全性问题的技术手段 在负压实验室中进行实验操作 基因漂移：指一种生物的基因向附近野生近缘种自发转移，导致其基因发生变化的现象。 “转叶绿体”---抗虫转基因新策略 三、理性看待转基因技术 如：如何避免基因污染？ 13 (2)我国针对转基因技术的方针 ①研究上要大胆，坚持自主创新； ②推广上要慎重，做到确保安全； ③管理上要严格，坚持依法监督。 （3）法规： «农业转基因生物安全管理条例» 、 «农业转基因生物安全评价管理办法» 、 «转基因作物田间试验安全检查指南» 等法律法规； （4）成立国家农业转基因生物安全委员会。 既维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。 三、理性看待转基因技术 14 严格的安全性评估体系 三、理性看待转基因技术 15 资料卡 农业转基因生物的标识管理：知情权和选择权 16 4.2 关注生殖性克隆人 17 2017年体细胞克隆猴的成功培育，让克隆技术向前迈出一大步。这也意味着用同样的技术可能培育出克隆人。 ①你支持克隆人吗？为什么？ ②对于一位需要进行心脏移植的病人，你支持克隆出健康的心脏来替换病变的心脏吗？为什么？ 生殖性克隆 与 治疗性克隆 一、生殖性克隆人面临的伦理问题 1996年克隆羊多利问世“多莉”是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物。这一巨大进展证明了分化了的动物细胞核具有全能性。 利用克隆技术产生特定细胞、组织和器官，用它来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 胚胎干细胞 治疗性克隆 发育 发育 移植 代孕母体 分娩 克隆人 生殖性克隆 通过克隆技术产生独立生存的新个体。 有本质区别 1.生殖性克隆 与 治疗性克隆 一、生殖性克隆人面临的伦理问题 2.对生殖性克隆的态度 ①生殖性克隆是科学研究，有内在发展规律，社会应该允许科学家研究； ②虽然现在人们的伦理道德观念不能接受，但是人的观念是可以的改变的。 伦理方面：①生殖性克隆有违人类尊严；②生殖性克隆是人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用。 技术方面：克隆技术还不成熟，构建重构胚成功率低，胚胎移植到母体子宫后着床率低、流产率高、胎儿畸形率高和出生后死亡率高等； 支持(少数) 反对(大多数) 一、生殖性克隆人面临的伦理问题 重构胚胎：人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。 将供体细胞注射入去核的卵母细胞 通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚胎 用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚胎，使其完成细胞分裂和发育进程。 将胚胎移入受体(代孕) 体内 构建重构胚成功率低，胚胎移植到母体子宫后着床率低、流产率高、胎儿畸形率高和出生后死亡率高等； 思考讨论：假如克隆人来了，会带来哪些伦理问题？ 听说我是”妈妈”的克隆人，那我到底是他妹妹还是女儿呢？ 我是最棒的！ 我才是最好的！你只是我的复制品！ 听着，克隆人1号，你赶快替我去上课；2号，帮我做作业；3号帮我把调查报告写了…… 我要去打篮球了！ 请结合上面3幅漫画，思考并讨论以下问题。 1.克隆人与细胞核供体之间是什么关系？以血缘关系为纽带的人伦关系会因克隆人的到来而消亡吗？ 一、生殖性克隆人面临的伦理问题 思考讨论：假如克隆人来了，会带来哪些伦理问题？ 1.克隆人与细胞核供体之间是什么关系？以血缘关系为纽带的人伦关系会因克隆人的到来而消亡吗？ 克隆人的遗传信息绝大多数是由细胞核供体提供的，从基因层面来看，克隆人相当于细胞核供体的”复制品”。以血缘为纽带的人伦关系可能因克隆人的到来而消亡。 2.克隆人没有 “父母”，这对他们的心理健康有什么影响？ 很可能对他们的心理造成严重的伤害。 3.能强制克隆人作为器官移植的供体吗？ 不能 生殖性克隆人的研究还可能带来哪些伦理问题？ 1.我国对待生殖性克隆人的态度 不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 四不原则 2002年2月和9月，在联合国总部召开的制定《禁止生殖性克隆人国际公约》特委会和工作组会议上，我国代表团指出，中国政府积极支持制定该公约，坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验。 二、我国禁止生殖性克隆人 2.我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验的原因 ①社会角度：克隆人只是某些人出于某种目的制造的”产品”，没有”父母”，这可能导致他们在心理上受到伤害。 ②健康角度：由于技术问题，可能孕育出有严重生理缺陷的克隆人 ③家庭角度：克隆人的家庭地位难以认定，这可能使以血缘为纽带的父子、兄弟和姐妹等人伦关系消亡。 ④伦理角度：生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念。 ⑤尊严角度：生殖性克隆人是对人类尊严的侵犯。 ⑥进化角度：生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存和进化。 二、我国禁止生殖性克隆人 3.我国政府对治疗性克隆的态度 我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。 有效监控 严格审查 《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》规定：利用体外受精、体细胞核移植等技术获得的囊胚，其体外培养期限自受精或核移植开始不得超过14d；不得将这样获得的已用于研究的人囊胚植入人或任何其他动物的生殖系统。 二、我国禁止生殖性克隆人 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 移植 成纤维细胞 取出 转入相关因子 iPS细胞 各种细胞组织或器官 胚胎干细胞 取出 诱导 移植 治疗性克隆 iPS细胞治疗 细胞发生转化 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 1.iPS细胞技术 体细胞 iPS细胞 凋亡衰老 肿瘤细胞 c-myc 永生化 ，打开染色体 KLF4 KLF4 Oct3/4 Sox2 优点： 与ES细胞相比，iPS细胞的获得不需要通过胚胎来获取，避免了伦理问题。 缺点： 导入的转录因子可能诱导iPS细胞成为癌细胞，有致癌的风险。 4种转录因子 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 1.iPS细胞技术 2013年，我国邓宏魁实验室首次通过小分子化合物的组合，成功诱导小鼠体细胞转变为iPS细胞。 化学诱导多能干细胞 优点： 避免了用特定转录因子诱导iPS细胞可能带来的致癌风险。 缺点：胚胎干细胞和iPS细胞只具备分化形成胚胎，而不具备分化形成胚外组织(胎盘等)的能力。 2017年，我们科学家利用化学小分子组合，诱导产生能分化形成胚内组织和胚外组织的iPS细胞。 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 1.iPS细胞技术 iPS技术风险： 如果诱导产生人的iPS细胞，就可以克隆人了。 取出 诱导 体细胞 iPS细胞 早期胚胎 培养 移植 代孕母体 分娩 克隆人 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 器官移植问题：器官短缺并有免疫排斥 器官移植技术 缺点 异体器官移植(配型成功) 器官短缺 克隆猪器官(敲除免疫排斥相关基因) 成功率低 治疗性克隆(克隆器官) 有伦理性问题 iPS细胞(转录因子诱导)器官移植 有致癌风险 iPS细胞(小分子化合物诱导)器官移植 正在实验阶段 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 2.人类基因组编写计划 ①目的 ②风险 计划一经提出，就引起伦理方面的担忧，如果合成出人类的基因组，就可能造出“无父母”人类或者拥有相同基因组的“克隆人”。 合成人类的整个基因组，培育出用于移植的人体器官，加速疫苗的研发。 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 3.设计试管婴儿 思考·讨论：你支持“设计试管婴儿”吗？ 20世纪90年代中期，有一名19岁的始娘患了白血病，需要进行骨髓移植。然而，她唯一的哥哥的骨髓配型并不适合她，在骨髓库中也找不到合适配型的骨髓。她的父母通过“设计试管婴儿”（植入前对胚胎进行遗传学诊断）生下了一个配型适合她的婴儿。在婴儿出生2个月后，医生就抽取婴儿骨髓中的造血干细胞移植给她，她得救了。后来，又有一些父母用这种方法挽救了自己患致命贫血病的孩子。 这对婴儿并无伤害，岂不是两全其美吗？ 这太不人道了！ 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 3.设计试管婴儿 思考·讨论：你支持“设计试管婴儿”吗？ 随着基因组编辑技术的发展，科学家可以在体内和体外简单、低成本地对基因进行敲除、插入等，这样就可以有目的地改造特定基因。2015年，“设计完美婴儿”一词出现在大众的视野中。我们是否可以设计出长大后脸蛋漂亮、身高标准、智力超群的“完美婴儿”呢？ 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 第 1 代试管婴儿技术 通过常规的体外受精和胚胎移植技术直到临床妊娠分娩。此技术主要适用于因女方因素引起的不孕症患者。 第 2 代试管婴儿技术 通过显微人工受精技术, 帮助精子通过透明带或穿过卵细胞膜, 直至临床妊娠分娩主要适用于男方因素引起的不孕症患者, 也适用于上述女方因素引起的不孕。 第 3 代试管婴儿技术 第3代“试管婴儿”是 指胚胎着床前进行遗传学诊断。剔除带有疾病遗传物质的胚胎。通过此技术可以提高出生试管婴儿的质量。 —— 设计试管婴儿 3.设计试管婴儿 讨论 ①为解决不孕夫妇的生育问题而发明的试管婴儿技术，与“设计试管婴儿”有什么区别？ “设计试管婴儿”实际上是指在将体外受精形成的胚胎移植入母体前，根据人们需要，将胚胎的细胞取出，进行特定基因的检测；当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体。 一般我们所说的试管婴儿技术，不必经过基因检测这一步骤。 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 3.设计试管婴儿 ②通过“设计试管婴儿”救治自己的孩子，是否合乎伦理？ ③你支持“设计试管嬰儿”或“设计完美婴儿”吗？ 本题具有开放性，学生可以有自己的观点。 “设计试管婴儿”只是在特殊背景下的一种应急措施，需要经过国家有关部门的严格审批，不宜推广，并且要严防滥用。“设计完美婴儿”的想法与尊重自然、尊重生命的理念相冲突。 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 3.设计试管婴儿 ④提供骨髓中的造血干细胞并不会对婴儿的健康造成损伤，同样捐出部分骨髓救治他人也不会给捐献者的身体健康造成损伤。请上网或通过其他途径查询：这是为什么？你愿意为救人一命而捐献一部分骨髓吗？ 所谓捐献骨髓，实际上只是从骨髓中分离出一部分造血干细胞供移植使用。造血干细胞在人的骨髓中相对较多、在外周血液中却很少。干细胞的一个重要特点是自我更新能力强，被分离的部分造血干细胞，很快就会被机体“补齐”，因此捐献骨髓不会影响捐献者的身体健康。医生是在医学公认的安全条件下，分离出捐献者有限数量的造血干细胞，而且整个抽取分离的过程，都是在具有良好设备条件的医院中进行的，一般不会对捐献者造成意外伤害。捐献干细胞救人一命，对个人来说是一种美德，捐献者能够收获欣慰和快乐，这也是一种高尚的人道主义表现。 三、警惕用新技术研究生殖性克隆人 4.3 禁止生物武器 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂等。 生物战剂及施放它的武器、器材总称生物武器。生物战剂是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素。 一、生物武器 炭疽杆菌 炭疽杆菌引起的急性传染病，死亡率可达50%以上。二战期间，德国间谍使用的炭疽芽孢存活了50多年，这种几乎不死的特性使炭疽成为生物武器制剂的首选。 一、生物武器 鼠疫杆菌 黑死病，由鼠疫杆菌引起的烈性传染病，表现为高热、淋巴结肿痛、出血倾向等。世界上曾发生三次大流行：①公元6世纪，从地中海传入欧洲，死亡近1亿人；②14世纪，波及欧、亚、非；③18世纪，传插32个国家。 一、生物武器 埃博拉病毒 天花病毒 是一种DNA类痘病毒，在世界范围被人类消灭的唯一一个传染病。患者发病时出现高热、寒战、头痛及全身酸痛等症状，三至五天后开始出疹，并引发败血症、肺炎及全身器官表竭等。 埃博拉出血热，由埃博拉病毒引起的病毒性出血热。感染病毒后两天到三周之间开始发烧、喉咙痛、肌肉疼痛和头痛等。这些通常伴随着呕吐、腹泻、皮疹和肝肾功能下降，此时，有些人开始内外出血。这种疾病导致25%到90%的感染者死亡。 一、生物武器 霍乱弧菌 霍乱是由霍乱弧菌所引起的急性肠道传染病，发病急、传播快，是《中华人民共和国国境卫生检疫法》规定必须实施国际卫生检疫的三种检疫传染病之一，也是《中华人民共和国传染病防治法》规定的“甲类传染病”之一。 一、生物武器 前事不忘，后事之师 2 罪行： ①修建几十座细菌武器工厂，大量培养鼠疫、霍乱、伤寒和炭疽等一系列致命的传染性疾病的病原体。 ②用数千名中国人（包括小孩子）做实验，并在我国20多个地区使用了细菌武器 ③害死25万中国人。 731部队遗址 731部队罪证陈列馆 731部队用活人做实验 1.侵华日军组建从事细菌战的731部队和100部队，大量培养鼠疫、霍乱、伤寒和炭疽等一系列致病的传染性疾病的病原体。 2.抗美援朝期间，美军散步大量天花病毒；投下细菌弹，散步了大量的携带鼠疫、霍乱、伤寒、痢疾、脑膜炎和回归热等疾病的10多种致病菌的苍蝇和跳蚤等昆虫。 二、前事不忘，后事之师 731部队遗址 731部队罪证陈列馆 731部队用活人做实验 志愿军在清理细菌战污染地(左下为细菌弹) 鼠疫 霍乱 伤寒 炭疽 痢疾 脑膜炎 回归热 病原体 生物武器的特点 少量使用即可使人患病。 在缺乏防护、人员密集、平时卫生条件差的地区，因其所致的疾病极易传播、蔓延。 电影《生化危机》里明显表示生化病毒对人类伤害的效果，严重扩散可至全人类灭亡。 ①致病力强 二、前事不忘，后事之师 ②攻击范围广 直接喷洒的生物气溶胶，可随风飘到较远的地区，杀伤范围可达数百至数千平方公里。 ③传播途径多 经口食入，经呼吸道吸入，昆虫叮咬、伤口污染、皮肤接触、黏膜感染等都可造成传染 可通过气溶胶、牲畜、植物、昆虫、信件等多种不同形式释放传播， 生物武器的特点 二、前事不忘，后事之师 ④传播方法简单、使用方便 生物武器可以随身携带。使用时不需要其他相关设备和装置，使用后一般不会留下痕迹。 ⑤传播具有潜伏期 多数生物武器传播的是传染病，传染病一般具有潜伏期，早期不易被发现，所以更容易大面积爆发。 生物武器的特点 二、前事不忘，后事之师 ⑥成本低 有人将生物武器形容为"廉价原子弹"。 以1969年联合国化学生物战专家组统计的数 据，以当时每平方公里导致50%死亡率的成本，传统武器为2000美元，核武器为800美元，而生物武器仅为1美元。 2000美元 800美元 1美元 传统武器 核武器 生物武器 生物武器的特点 二、前事不忘，后事之师 1.某些国家以科学研究为名，进行细菌武器、生化毒剂等的研究和储存。 ①如生产和储存传染性极强、致死率极高的炭疽杆菌。 ②1980年，世卫组织宣布全球消灭了天花，但是某些国家至今仍然保留天花病毒毒株。目前人们普遍没有接种天花病毒疫苗，如果有人用天花病毒或某些动物的痘病毒作为生物，后果将不堪设想。 ③生物武器相对容易获得，也便于携带和施放，一旦被一些恐怖组织或个人利用，产生的危害极大。 身穿防生化服的人员在调查炭疽杆菌的污染 三、对生物武器的威胁，不能掉以轻心 2. 利用转基因技术制造各种新型的致病菌，人类从来没有接触过这些新型的致病菌，可能让大批受感染者突然发病，而又无药可医。 三、对生物武器的威胁，不能掉以轻心 ①有的国家研制出新型的鼠痘病毒，人类目前还没有找到相应的有效治疗药物来对抗这种病毒，因此，感染者必死无疑。 ②在实验室，通过转基因技术对一些致病微生物进行改造 a.把蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。 b.将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起，然后再用基因工程的方法进行批量生产。 c.对流感病毒基因进行改造，以使具有某种易感基因的民族感染上这种病毒，而释放国的人却不易感染。 3.彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望 ①1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止生物武器公约》，1984年我国也加入这一公约。 ②1998年6月，中美两国元首重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 ③2010年，在第65届联合国大会上，我国政府重申支持《禁止生物武器公约》的宗旨和目标，全面严格履行公约义务，支持不断加强公约的约束力，并主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。 三、对生物武器的威胁，不能掉以轻心 Lavf58.29.100 www.aliyun.com - Media Transcoding $$