内容正文:
第四章 生物技术安全与伦理问题
生命观念
科学思维
科学探究
社会责任
通过本章的学习建立生命伦理观,主要涉及生命尊严、生命质量、生命价值等方面。
主要运用批判性思维辩证看待生物技术,包括进行符合逻辑的推理判断、区分事实与观点、区分谣言与事实等。
主要通过搜集资料、寻找证据、讨论和辩论等培养科学探究能力。
通过对生物技术安全性和伦理问题以及生物武器的学习,关注科技发展的两面性和环境保护等问题。
第一节 转基因产品的安全性
学习目标
1.关注转基因生物的安全性。
2.举例说出关于转基因生物安全性问题的不同观点及论据。
3.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。
[教材知识梳理]
(一)日常生活中的转基因产品越来越多
1.转基因植物产品
概念
是指 中含有利用转基因技术转入外源基因的植物及其产品
优点
一般具有 、优质、抗病毒、 、抗寒、抗旱、抗涝、
或抗除草剂等特性
实例
转基因抗虫棉、转基因抗病毒番木瓜、转基因抗除草剂大豆等
2.转基因动物产品
概念
是指基因组中含有利用转基因技术转入
的动物及其产品
优点
转基因动物往往具有 ,生长周期短或产仔、 ,泌乳量高或抗病等特性
实例
科学家已经在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物的转基因研究和开发中取得了一定成果
3.转基因微生物产品
概念
是指基因组中含有利用转基因技术转入外源基因的 及其产品
优点
具有 、效果显著、 的特点,因而广泛应用于生物医药和酶制剂行业
实例
①将牛胃蛋白酶的基因转入细菌体内,由细菌生产这种动物来源的酶,解决了 工业中牛胃蛋白酶来源不足的问题;
②科学家还把控制植物产生 的基因转入细菌,用以大量生产新型甜味剂;
③胰岛素、 、α-高温淀粉酶、乙肝疫苗和抗生素等可通过转基因的酵母菌、大肠杆菌等的发酵实现规模化生产
(二)转基因产品与技术的安全问题受到关注
1.我国态度
(1)我国政府一贯重视转基因技术和转基因产品的安全问题,并发布了相关的管理条例。
(2)我国批准进口的转基因作物,只允许作为 进行规定的食品加工。
2.转基因产品的食品安全性
(1)农作物转入外源基因后,其 会不会发生改变。
(2)人们食用转基因食品后,转入的基因会不会对人类的 产生影响,甚至引发疾病。
(3)转入的基因所控制合成的蛋白质或多肽会不会引发过敏体质的人群发生 。
3.转基因产品的生态安全性
(1)转基因植物的扩散对 有无影响。
(2)转入的基因是否会扩散到其他物种体内,从而导致自然界原有 的混乱。
(3)大面积种植转基因植物,其残体分解物、根部分泌物是否会对 造成负面效应。
(4)转基因动物对生态系统的 是否会产生影响。
4.评估及预警机制
我国已建立了转基因作物的生物安全 的网络及技术体系,强化了对转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻、转植酸酶基因玉米、转基因抗除草剂大豆的全程安全监测和评估技术体系。
[核心要点点拨]
(一)转基因产品的优缺点分析
优点
缺点
①解决粮食短缺问题;
②大大减少农药的使用量,减少环境污染;
③增加食物营养,提高附加值;
④增加食物种类,提升食物品质;
⑤提高生产效率,带动相关产业发展
①可能出现新的过敏原或重组形成新的病原微生物;
②可能产生抗除草剂的杂草;
③可能使疾病的传播跨越物种的界限;
④可能会破坏生物多样性;
⑤可能会对人类生活环境造成二次污染
(二)基因污染的主要途径
1.转基因植物的相关基因通过花粉传播而进入附近的野生植物或邻近的非转基因农作物。
2.转基因作物在自然条件下存活并发育成为野生的、杂草化的转基因植物。
3.土壤微生物或动物肠道微生物吸收转基因作物后获得外源基因。
[层级训练评价]
(一)澄清概念
1.判断下列叙述的正误
(1)通过转基因技术生产药物只能利用转基因微生物。 ( )
(2)转基因抗虫植物也抗病,种植过程中可以不施用农药。 ( )
(3)转基因微生物产品具有周期短、效果显著、控制性强等特点。 ( )
(二)落实知能
2.(2025·泰州期末)转基因作物因其抗旱、抗寒、抗虫等能力而备受关注。下列关于转基因作物的叙述,错误的是 ( )
A.转基因作物被食用后,其基因就整合到人的基因组中
B.种植的转基因作物需与传统的农业种植区相隔离
C.可对转基因作物进行标识管理,维护消费者的选择权
D.转基因作物的安全性涉及其是否会产生毒性或过敏蛋白
3.利用转基因技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价,符合相应标准后才能上市。下列不属于理性看待转基因技术的是 ( )
A.要看到经济、文化和伦理道德观念等的差异使人们对转基因技术有不同的看法
B.要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题
C.要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
D.我国对转基因技术的方针是研究上要谨慎,推广上要大胆,管理上要严格
(三)迁移应用
4.近年来,以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术的兴起让基因治疗步入了全新的起点。目前基因治疗常用的载体是病毒载体,包括逆转录病毒、腺相关病毒(AAV)等。首例利用AAV载体携带凝血因子基因对血友病的临床治疗曾以失败告终,此次失败与载体输注后AAV病毒衣壳引起的免疫应答有关。基因编辑的脱靶效应也不容忽视,一旦脱靶效应发生在重要功能基因上会造成不必要的安全风险。
(1)基因治疗是在 水平上进行操作,以实现缓解或治愈疾病的一种治疗手段。
(2)将AAV载体输注自身存在抗AAV抗体的患者,抗体会 而降低载体的递送效果,AAV病毒衣壳会引起机体细胞免疫应答进而使 被破坏而失效。
(3)逆转录病毒载体可将外源基因整合到宿主基因组,这种随机整合会带来潜在的安全隐患,原因是
。
(4)CCR5是HIV感染人体细胞不可缺少的关键受体。科研人员以CCR5基因为靶基因,利用基因治疗手段治疗艾滋病,取得积极效果,该治疗的思路是
。
/课堂小结与随堂训练/
一、知识体系构建
二、关键语句必背
1.可用基因工程菌工业化生产氨基酸、药物等。
2.生活的国家或社会不同决定了人们具有不同的价值观取向,对转基因技术就会产生不同的见解,对食品的安全性等方面也争议不断。
3.制定相应的法规和政策,最大程度保证转基因技术和转基因产品的安全性。
4.转基因植物性食品中的外源基因主要包括两大类,即目的基因和标记基因。目的基因是人们期望宿主生物获得的某一或某些性状的遗传信息载体。标记基因是帮助对转基因生物工程体进行筛选和鉴定的一类外源基因。
三、素养好题训练
1.(2025·南京期末)随着转基因技术的发展,由转基因技术导致的“基因污染”日益严重。下列关于“基因污染”的叙述,错误的是 ( )
A.“基因污染”主要是基因重组引起的
B.“基因污染”可不断扩散,但污染基因不能增殖
C.“基因污染”可能发生在同一物种之间,也可能发生在不同物种之间
D.野草、昆虫从其近亲获得抗性基因,造成的“基因污染”可能破坏生态系统的稳定性
2.(2025·连云港高二月考)转基因农作物的研究成果令人兴奋,为粮食供应提供了重要保障,但同时也引发了民众对转基因技术安全性的担忧。下列对转基因技术安全性的叙述,不合理的是 ( )
A.转基因作物的花粉可能传播进入杂草,导致基因污染
B.转基因农产品可能产生诱发人体过敏的蛋白质
C.转基因作物抗逆性增强,可能成为“入侵的外来物种”
D.转基因作物的安全性受意识形态和宗教信仰的影响
3.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂,积累于茎、叶中,让取食它的害虫的消化酶受抑制,导致无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类安全性的评论中,不符合生物学原理的是 ( )
A.不安全;这种玉米的果实(种子)中也可能含有蛋白酶抑制剂,食用后使人因无法消化食物而患病
B.不安全;这种玉米的蛋白酶抑制剂可通过食物链富集并在人体细胞内表达,使人体无法消化食物而患病
C.安全;因为人与害虫消化酶的结构存在差异,玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响
D.安全;人类通常食用煮熟的玉米食品,玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏,不会影响人的消化
4.(2025·苏州期末)膀胱生物反应器是利用转基因技术在动物膀胱中生产药用蛋白的技术。下列关于膀胱生物反应器的叙述,错误的是 ( )
A.将目的基因与膀胱组织特异性启动子连接,使目的基因只在膀胱上皮细胞表达
B.与传统细胞培养制药相比,膀胱生物反应器生产成本更低,不需要发酵设备
C.从尿液中收集的药用蛋白未经折叠修饰,需经过人工处理后才具有生物活性
D.该技术存在转基因安全性、药用蛋白在尿液中的稳定性差等问题,仍需要优化技术
课下请完成课时跟踪检测(十七) 第四章 生物技术安全与伦理问题
第一节 转基因产品的安全性
[教材知识梳理]
(一)1.基因组 高产 抗虫 抗盐碱 2.外源基因 生长快 产卵多 3.微生物 周期短 控制性强 奶酪 甜味蛋白
白细胞介素
(二)1.(2)原料 2.(1)营养成分 (2)健康 (3)过敏反应
3.(1)生物多样性 (2)物种 (3)生态环境 (4)稳态
4.评价和监测
[层级训练评价]
1.(1)× (2)× (3)√
2.选A 转基因作物的基因是DNA片段,食用后会被人体消化系统分解为脱氧核苷酸,无法直接整合到人的基因组中,A错误;转基因作物可能通过花粉传播与其他作物杂交,因此需与传统种植区隔离以减少基因污染风险,B正确;可对转基因作物进行标识管理,维护消费者的知情权和选择权,C正确;转基因作物的安全性涉及其是否会产生如毒性或过敏蛋白,D正确。
3.选D 由于不同的人在经济、文化和伦理道德观念等方面存在差异,所以不同的人对转基因技术会有不同的看法,A不符合题意;转基因技术是一把双刃剑,最重要的是要科学合理地利用这项技术,要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题,B不符合题意;要理性看待转基因技术,靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响,C不符合题意;我国对转基因技术的方针是研究上要大胆,推广上要慎重,管理上要严格,D符合题意。
4.解析:(1)基因治疗是在(DNA)分子水平上进行操作,以实现缓解或治愈疾病的一种治疗手段。
(2)将AAV载体输注自身存在抗AAV抗体的患者,抗体会与AAV特异性结合而降低载体的递送效果,AAV病毒衣壳会引起机体细胞免疫应答进而使导入目的基因的细胞被破坏而失效。
(3)逆转录病毒载体可将外源基因整合到宿主基因组,这种随机整合会带来潜在的安全隐患,原因是外源DNA插入到重要的基因上,可能导致基因失活,或者破坏了原癌基因的结构使其异常表达导致癌变。
(4)CCR5是HIV感染人体细胞不可缺少的关键受体,可分离出患者的T细胞或造血干细胞,利用基因编辑技术敲除细胞中的CCR5基因,再将细胞输回患者体内,以提高细胞抵抗HIV感染的能力。
答案:(1)(DNA)分子 (2)与AAV特异性结合 导入目的基因的细胞 (3)外源DNA插入到重要的基因上,可能导致基因失活,或者破坏了原癌基因的结构使其异常表达导致癌变 (4)分离出患者的T细胞或造血干细胞,利用基因编辑技术敲除细胞中的CCR5基因,再将细胞输回患者体内,以提高细胞抵抗HIV感染的能力
课堂小结与随堂训练
1.选B 由题意可知,“基因污染”主要是基因重组引起的,A正确;污染基因若整合到受体生物的基因组中,会随宿主DNA复制而增殖,并通过繁殖传递给后代,B错误;“基因污染”可能通过花粉传播在同一物种间扩散,也可能通过特殊途径(如病毒介导)在不同物种间转移,C正确;野草、昆虫从其近亲获得抗性基因(如抗除草剂或抗虫基因),可能打破原有种间关系,导致生态系统失衡,D正确。
2.选D 转基因作物的抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草,使杂草成为抗除草剂的“超级杂草”,导致基因污染,A合理;转基因农产品可能产生诱发人体过敏的蛋白质,因此对转基因农产品外源DNA要进行认真选择,B合理;转基因作物抗逆性增强,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,C合理;对转基因作物的安全性的看法受意识形态和宗教信仰的影响,并不是转基因作物的安全性受意识形态和宗教信仰的影响,D不合理。
3.选B 该种玉米的果实(种子)中也可能含有蛋白酶抑制剂,食用后使人因无法消化食物而患病,不安全,A符合生物学原理;蛋白酶抑制剂的化学本质是多肽,无论是否对人体有害,都不可能在人体内富集和在人体细胞中表达,B不符合生物学原理;由于不同物种的酶在结构上有差异,该抑制剂对人体消化酶很可能无影响,因此对人体是安全的,C符合生物学原理;人类通常食用煮熟的玉米,该抑制剂会被高温破坏,因此不会影响人体,是安全的,D符合生物学原理。
4.选C 膀胱组织特异性启动子能调控目的基因仅在膀胱上皮细胞中表达,避免其他组织表达造成浪费或副作用,A正确;膀胱生物反应器利用动物自身代谢系统生产药物,无需体外大规模细胞培养和发酵设备,显著降低生产成本,B正确;膀胱上皮细胞属于真核细胞,其表达的蛋白质会经过内质网和高尔基体的加工修饰(如折叠、糖基化),因此尿液中收集的药用蛋白已具备天然构象和活性,无需人工处理,C错误;转基因生物可能引发生态风险,且尿液中的理化条件(如pH、酶)可能破坏药用蛋白结构,导致稳定性差,D正确。
5 / 5
学科网(北京)股份有限公司
$