高考生物總復習 專題四 生物技術的安全性和倫理問題課件 新人教版選修3.ppt

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1、專題4生物技術的安全性和倫理問題,【知識梳理】一、轉基因生物的安全性1.轉基因成果：(1)轉基因微生物方面。①制造出___________，如清除石油污染的___________等。②使用________的微生物生產(chǎn)稀缺的生化藥物，即_________。,重組微生物,假單胞桿菌,DNA重組,基因制藥,(2)轉基因動物方面。①培育出生長迅速、_____________的轉基因家畜、家禽，如轉基因牛、豬、雞、鯉魚、鯽魚等。②把轉基因動物(如奶牛)變成___________，讓它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質(zhì)、_________或人類所需要的_______。(3)轉基因植物方面。①成果：培育出了大批具有_

2、____、_____、抗除草劑、_____等全新性狀的農(nóng)作物。②推廣國家及品種：轉基因農(nóng)作物種植面積較大的國家有美國、阿根廷、巴西、加拿大、印度和_____，以轉基因___________最多，其次是轉基因棉花和油菜。,營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良,生物反應器,珍貴藥物,蛋白質(zhì),抗蟲,抗病,抗逆,中國,大豆和玉米,2.對安全性問題的爭論：(1)轉基因生物與食物安全。①反對“___________”。②擔心出現(xiàn)_________。③擔心出現(xiàn)新的_______。④擔心_________改變。⑤侵犯宗教信仰者或素食者的權益。,實質(zhì)性等同,滯后效應,過敏原,營養(yǎng)成分,(2)轉基因生物與生物安全。①可能擴散到新的生態(tài)區(qū)

3、域，破壞_________。②成為“入侵的外來物種”，威脅_______________。③導入轉基因生物的外源基因有可能與感染轉基因生物的某些細菌或病毒雜交，重組出有害的_______。④可能通過花粉傳播進入雜草，形成“_________”。(3)轉基因生物與環(huán)境安全：轉基因生物可能會對_________的穩(wěn)定性和_____________造成破壞。,生態(tài)平衡,其他生物的生存,病原體,超級雜草,生態(tài)系統(tǒng),人類生活環(huán)境,3.理性看待生物技術：(1)正視轉基因技術可能帶來的安全性問題，要_________，不能因噎廢食。(2)制定___________，最大程度保證轉基因技術和產(chǎn)品的安全性。,趨

4、利避害,政策和法規(guī),二、關注生物技術的倫理問題,生殖性,治療性,不成熟,染色體,胚胎,骨髓造血干細胞,基因檢測,基因歧視,倫理道德,三、禁止生物武器生物武器的種類(連線)：,,,,【速記卡片】1.轉基因生物存在安全性問題的三個原因：(1)目前對基因的結構、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等了解有限。(2)目的基因往往是異種生物的基因。(3)外源基因插入宿主基因組的部位是隨機的。,2.轉基因生物在食物安全方面可能存在的四個問題：(1)出現(xiàn)滯后效應。(2)出現(xiàn)新的過敏原。(3)營養(yǎng)成分可能改變。(4)把動物蛋白基因轉入農(nóng)作物會侵犯素食者的權益。3.克隆技術的兩個應用：(1)治療性克隆是指利用克隆技

5、術產(chǎn)生特定的細胞和組織用于治療疾病。(2)生殖性克隆是指將克隆技術用于生育，即用于產(chǎn)生人類個體。,考點一轉基因生物的安全性問題1.轉基因生物的優(yōu)缺點：,2.對待轉基因生物的正確態(tài)度：(1)對轉基因生物出現(xiàn)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。,3.轉基因生物與食物安全的兩種觀點：,4.轉基因生物與生物安全的兩種觀點：,5.轉基因生物與環(huán)境安全的兩種觀點：,【高考警示】安全性常見誤區(qū)(1)引入外來物種≠增加生物多樣性：如果引進的生

6、物會破壞環(huán)境或者對當?shù)厣镌斐缮嬗绊?，可能會造成生物多樣性的銳減。(2)轉基因生物具有危害≠阻止技術的發(fā)展：應用正確態(tài)度對待轉基因技術，不能因為可能的危害而阻止技術的發(fā)展。,【考題回訪】(2015南寧模擬)害蟲損傷番茄的葉片后，組成葉片細胞的細胞壁能釋放出一種類激素物質(zhì)，這種物質(zhì)可以擴散到番茄的其他部位，誘導細胞內(nèi)蛋白酶抑制劑基因表達，合成蛋白酶抑制劑，導致害蟲不能消化食物而死亡?？茖W家利用轉基因技術把番茄的蛋白酶抑制劑基因轉移到玉米中，使玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，有效抵御了玉米螟對玉米的危害。,請結合上面的材料回答：(1)轉移了番茄蛋白酶抑制劑基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制劑的具體部位

7、是，合成的化合物還需要在中加工才具有生物活性。(2)這種抗玉米螟玉米品種的培育技術屬于技術，這種變異在生物學上稱為。(3)在種植了這種轉基因玉米的農(nóng)田中的雜草是否也會出現(xiàn)抗玉米螟性狀？原因是什么？_____________________________________________________________________________________________。,(4)抗玉米螟玉米具有顯著的生態(tài)效應。你認為種植該玉米的農(nóng)田是否還需要進行防蟲管理？理由是什么？___________________________________________________________

8、____________________________________________________________________________。(5)有人對食用該玉米的安全性表示擔憂，你認為這種擔憂有無道理？請簡要說明理由。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。,【解題指南】本題以轉基因玉米為例，主要考查轉基因技術的安全性問題。

9、解題思路如下：從生物安全、食物安全、環(huán)境安全三方面分別討論利與弊，結合問題，規(guī)范作答。第(3)(5)題屬于開放性問題，答題時應認真讀取題干信息，并對信息進行加工，整合出題目考查意圖。問題的答案具有不確定性，關鍵是敘述清楚支持自己觀點的理論或事實證據(jù)。,【解析】(1)番茄蛋白酶抑制劑的本質(zhì)為蛋白質(zhì)，其合成部位為核糖體，但還需要在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中加工才具有生物活性。(2)由材料可獲得信息，抗玉米螟玉米品種的培育運用的是轉基因技術，這種技術的原理是基因重組。(3)(5)題屬于開放性問題，答案不唯一，只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害蟲，故種植抗玉米螟玉米的農(nóng)田仍需要

10、進行防蟲管理。,答案：(1)核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體(2)轉基因基因重組(3)(答案不唯一)不會。不同物種之間存在生殖隔離，玉米的花粉不能傳遞給雜草(或會。蛋白酶抑制劑基因通過玉米的花粉傳遞給雜草，使雜草獲得抗蟲基因，從而表現(xiàn)出抗蟲性狀)(4)需要。轉基因玉米能夠抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害蟲(5)(答案不唯一)有道理。這種玉米的子?？赡芎械鞍酌敢种苿?，人食用后可能抑制人體蛋白酶的活性，影響人體健康(或沒有道理。人蛋白酶與玉米螟蛋白酶結構不同，玉米中的蛋白酶抑制劑對人體蛋白酶無影響),【加固訓練】1.(2015洛陽模擬)閱讀以下材料，回答問題：自第一例轉基因魚在我國誕生以來，轉基因魚的

11、研究取得長足進步，如轉入生長激素(GH)基因的魚生長速度快，餌料轉化率高。但魚類易于逃逸、擴散，因此轉基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，需研究轉基因魚對生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴散問題。目前，我國科學家只是將三倍體的轉基因魚投入自然系統(tǒng)。,(1)轉基因魚成功培育的物質(zhì)基礎是。(2)已知人的GH是一個含有191個氨基酸的蛋白質(zhì)，若將人的GH基因轉移到魚體內(nèi)，則轉基因魚增加的脫氧核苷酸數(shù)至少是。(3)轉基因魚通過較高的能量轉化效率取得較高的特定生長率，以至生長快于非轉基因魚，蛋白質(zhì)轉換效率也顯著高于非轉基因魚。其可能的原因是________________________________

12、_______________________________________________________________________。,(4)魚類易于逃逸、擴散，因此轉基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，試分析引起生態(tài)安全性問題的原因。______________________________________________________________________________________________________________________________。(5)多倍體魚類對控制過度繁殖是有效的，試從保障生態(tài)安全性問題分析只投放三倍體魚的原因。___

13、______________________________________________________________________________________________________________。,【解題指南】解答本題需明確：(1)GH的作用：GH能夠促進魚類生長。(2)三倍體魚的特點：高度不育，基因不會擴散到其他物種。,【解析】(1)魚類的遺傳物質(zhì)都是DNA，是轉基因魚成功的物質(zhì)基礎。(2)控制含有191個氨基酸的蛋白質(zhì)合成的基因中，含有的脫氧核苷酸數(shù)至少為1916=1146。(3)轉基因魚轉入了生長激素(GH)基因，合成大量的生長激素，使蛋白質(zhì)的轉換效率提高，結果

14、魚的生長速度加快。(4)魚類易于逃逸、擴散，與同種野生魚雜交，容易引起生態(tài)危機。(5)三倍體魚由于減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂而不能產(chǎn)生正常的生殖細胞，表現(xiàn)為高度不育，這樣就保障了生態(tài)安全。,答案：(1)遺傳物質(zhì)都是DNA(2)1146(3)合成了大量生長激素，生長激素能促進蛋白質(zhì)合成(4)轉基因魚與同種野生魚雜交，使野生魚帶有轉基因，具有生長優(yōu)勢，使其捕食對象大量減少，與其他物種競爭，引起生態(tài)危機(5)三倍體魚不能繁殖，可以人工控制養(yǎng)殖數(shù)量和范圍，避免發(fā)生雜交、競爭而引起生態(tài)危機,【延伸探究】(1)題中所涉及的安全性屬于轉基因生物安全性的哪一個方面？提示：環(huán)境安全。(2)將GH基因導入魚的適宜方法

15、是什么？提示：顯微注射法。,2.如今，從土豆、草莓到西紅柿，各種各樣的轉基因產(chǎn)品已經(jīng)潛入尋常百姓家，有資料顯示，我國餐桌上有50%以上的大豆色拉油屬于轉基因食品。然而近年來，有關轉基因食品是否影響健康的爭論不絕于耳。例如，美國康奈爾大學Losey等人將轉Bt基因(蘇云金芽孢桿菌殺蟲晶體蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脈金斑蝶4天后死亡率達44%，而對照組無一死亡，研究者認為該轉基因玉米對生物有毒。,(1)據(jù)報道，轉基因作物大面積種植已有多年，食用轉基因食品的人群至少已有10億之多，至今沒有轉基因食品不安全的任何實例。轉基因食品是安全的，試分析原因：____________________

16、______________________________________________________________。(2)自1983年轉基因農(nóng)作物在美國問世以來，用生物技術改造農(nóng)產(chǎn)品的研究與應用進展飛快。試問：轉基因產(chǎn)品到底有什么優(yōu)勢？_______________________________________________________。(3)有人認為轉基因生物會造成基因污染，危害生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。你是怎樣理解的？__________________________________________________________________________________

17、____________。,【解題指南】解答本題需要明確以下三點：(1)基因表達產(chǎn)物在進入人體之前需要進行水解。(2)基因工程的優(yōu)點在于對生物的定向改造。(3)轉基因生物的安全性存在于哪些方面。,【解析】(1)轉基因食品絕大多數(shù)是安全的，人們從食物中獲得的是可以吸收的小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)在不同生物體內(nèi)多數(shù)是相同的，對人類無害；轉基因食品只是增加了少量對人類無害的基因，產(chǎn)生了特定蛋白質(zhì)，不會從根本上改變生物的性質(zhì)。(2)轉基因生物可以按照人們的意愿定向地改造其遺傳特性，所以對人們來說，有很大的好處。(3)由于轉基因技術還不是很成熟，需要特別控制其副作用。,答案：(1)轉基因食品被煮熟之后，細胞就

18、被破壞了，進入人腸胃系統(tǒng)后，基因被消化成小分子物質(zhì)而失去遺傳作用；轉基因食品僅是農(nóng)作物品種中加入一兩個對人類無害的已知性狀的基因等(2)可縮短育種時間；可定向改造生物的性狀；可提高糧食產(chǎn)量，解決糧食問題(3)轉基因生物中所含的外源基因可能會通過雜交在環(huán)境中傳遞，可能會由此產(chǎn)生超級雜草、超級害蟲以及其他超級生物等，使得生物多樣性受到破壞等,考點二關注生物技術中的倫理問題1.克隆人：(1)克隆人的培育過程：,(2)試管嬰兒與克隆人的比較：,2.比較設計試管嬰兒技術與試管嬰兒技術：,【高考警示】(1)設計試管嬰兒和基因檢測在應用方面并非完全不同：兩者都可用于避免遺傳病患兒的出生，從而降低人類遺傳病發(fā)

19、病率。(2)試管嬰兒和克隆人的形成過程并不相同：前者進行減數(shù)分裂和受精作用，而后者只進行有絲分裂。,【考題回訪】(2015信陽模擬)“試管嬰兒”技術是將不孕夫婦的精子和卵細胞取出，在體外完成受精，并在體外培養(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，也為人類的優(yōu)生開辟了新的途徑。據(jù)此回答：,(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，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)圖示時期是胚胎

20、發(fā)育的期。(4)在該圖下一時期，b細胞最可能成為胚層的一部分。(5)要得到“同卵雙胞胎”，采用的技術是________。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，其原因是什么？________________________________________________________。,【解題指南】解答本題應關注以下兩個方面：(1)明確內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層的發(fā)育方向。(2)“試管嬰兒”技術和“設計試管嬰兒”技術的區(qū)別。,【解析】(1)試管嬰兒技術實際是體外受精，即經(jīng)過精卵結合，所以是有性生殖。(2)卵裂是指在透明帶中進行的早期胚胎發(fā)育，細胞數(shù)目不斷增多，此時的細胞分裂方式為有

21、絲分裂。(3)圖示時期的特點是含有一個腔，即囊胚腔，所以稱為囊胚期。(4)圖示胚胎發(fā)育過程中，b細胞從囊胚表面運動到內(nèi)部，形成一層內(nèi)層細胞，最終形成內(nèi)胚層。,(5)將一個受精卵發(fā)育形成的早期胚胎一分為二，再移植到母體子宮發(fā)育，可形成兩個嬰兒，即同卵雙胞胎，性別相同。(6)濫用設計試管嬰兒技術設計嬰兒性別會引起性別比例失調(diào)，且違反了倫理道德。答案：(1)A(2)有絲分裂(3)囊胚(4)內(nèi)(5)胚胎分割移植相同(6)破壞了人類正常的性別比例，違反了倫理道德,【延伸探究】(1)題干所述的卵細胞應該是哪種細胞？提示：次級卵母細胞。(2)治療性克隆與克隆人在操作技術上的區(qū)別是什么？提示：克隆人形成過程是

22、將早期胚胎培育成個體，而治療性克隆是將早期胚胎定向分化成特定的組織、器官。,【方法技巧】治療性克隆和生殖性克隆的判斷技巧(1)從目的判斷。①治療性克隆是為了治療人類疾??；②生殖性克隆是用于生育和產(chǎn)生新個體。(2)從所用手段判斷。①治療性克隆所用手段有核移植、早期胚胎培養(yǎng)、從胚胎中獲取胚胎干細胞進行體內(nèi)或體外誘導分化；②生殖性克隆所用手段有核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。,【加固訓練】1.(2015吉林模擬)轉基因食品的安全性目前已成為人們爭論的焦點之一，但這樣并不能阻止轉基因技術應用于生產(chǎn)實踐的種種嘗試，轉基因小牛的誕生就是其中的一例。人的血清白蛋白在臨床上需求量很大，通常從人血中提取。由于艾

23、滋病病毒(HIV)等人類感染性病原體造成的威脅與日俱增，使人們對血液制品顧慮重重。如果應用基因工程和克隆技術，將人們的血清白蛋白基因導入乳牛細胞中，那么利用牛的乳汁生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能。大致過程如下：,將人的血清白蛋白基因導入雌奶牛胚胎細胞，形成重組細胞①；取出重組細胞①的細胞核，注入去核牛卵細胞中形成重組細胞②；電脈沖刺激重組細胞②，促使其形成早期胚胎；將胚胎移植到母牛的子宮中，最終發(fā)育成轉基因小牛。,請分析回答：(1)重組細胞①是通過工程中的轉基因技術，實現(xiàn)了奶牛胚胎細胞中的DNA與_______________________重組。在轉基因技術中，將目的基因整合到質(zhì)粒上時需要的工具酶

24、是。(2)重組細胞②是通過工程中的技術，使重組細胞①的細胞核與去核牛卵細胞的融合。在細胞的融合過程中，可以采用物理的電刺激、化學的聚乙二醇誘導和生物的作為誘導劑。,(3)實驗過程中，重組細胞①的細胞核需要植入“去核牛卵細胞”中，原因主要是(有兩個正確答案)()A.卵細胞的細胞個體較大，易于操作B.卵細胞的細胞核染色體數(shù)目比較少，容易取出C.利用卵細胞質(zhì)誘導和激發(fā)重組細胞②的“全能性”D.只有生殖細胞，才能在母牛子宮中形成胚胎,【解題指南】(1)將人的血清白蛋白基因導入雌性奶牛胚胎細胞，形成重組細胞①，該過程采用了基因工程中的轉基因技術，其原理是基因重組；(2)取出重組細胞①的細胞核，注入去核牛

25、卵細胞中，形成重組細胞②，該過程采用了細胞工程中的核移植技術，其原理是動物細胞的細胞核具有全能性；(3)要形成轉基因克隆奶牛還需要采用早期胚胎培養(yǎng)技術和胚胎移植技術。,【解析】(1)重組細胞①是通過基因工程中的轉基因技術，實現(xiàn)了奶牛胚胎細胞中的DNA與人的血清白蛋白基因重組。將目的基因整合到質(zhì)粒上時需要DNA連接酶。(2)重組細胞②是通過細胞工程中的核移植技術，使重組細胞①的細胞核與去核牛卵細胞的細胞質(zhì)融合。誘導動物細胞融合的方法：物理法(電激、離心、振動)、化學法(聚乙二醇)和生物法(滅活的病毒)。(3)實驗過程中，重組細胞①的細胞核需要植入“去核牛卵細胞”中，選用去核卵(母)細胞的原因：卵

26、(母)細胞大，容易操作；卵(母)細胞細胞質(zhì)多，營養(yǎng)豐富；含有促使細胞全能性表達的物質(zhì)。,答案：(1)基因人的血清白蛋白基因DNA連接酶(2)細胞核移植細胞質(zhì)滅活的病毒(3)A、C,2.克隆羊“多利”的問世引起了許多人對“治療性克隆”的關注。下圖所示為人類“治療性克隆”的大致過程，請據(jù)圖回答下列問題。,(1)A過程表示，由此產(chǎn)生的重組細胞②的主要遺傳物質(zhì)來自圖中的。(2)圖中B過程表示的生物技術名稱是；C過程表示定向誘導技術，其誘導的對象是[]。(3)如果進行生殖性克隆，則不需要進行定向誘導，但必須進行，使得胚胎能正常發(fā)育成完整個體，該操作一般在期進行。,(4)對于“治療性克隆”仍然存在許多爭論

27、，有一男子患有白血病，醫(yī)生利用其出生時保留的臍帶血進行治療后康復，你認為這種做法符合倫理道德嗎？為什么？_________________________________________________________________________________________。,【解析】(1)A過程表示細胞核移植技術，得到的重組細胞②的遺傳物質(zhì)主要來自乙。(2)B過程是重組細胞經(jīng)過動物細胞培養(yǎng)發(fā)育成胚胎的過程，C過程是將從囊胚內(nèi)細胞團中獲得的胚胎干細胞誘導分化形成不同組織、器官的過程，即治療性克隆過程。(3)胚胎在囊胚或桑椹胚階段可以通過胚胎移植技術轉移到其他母體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，直至形成完整

28、的個體，這是生殖性克隆。(4)臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細胞屬于成體細胞(或臍帶血是身外之物，屬于廢物利用)，故用臍帶血治療白血病符合倫理道德。,答案：(1)細胞核移植乙(2)動物細胞培養(yǎng)[④]內(nèi)細胞團(或胚胎干細胞)(3)胚胎移植桑椹胚或囊胚(4)符合。因為臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細胞屬于成體細胞(或臍帶血是身外之物，屬于廢物利用，符合倫理道德),【備選考點】生物武器的種類、特點和局限性1.種類：致病菌、病毒、生化毒劑、經(jīng)過基因重組的致病菌。2.特點：(1)致病力強、傳染性大；(2)污染面廣、危害時間長；(3)難以防治；(4)具有一定的潛伏期；(5)受自然條件影響大。3.局限性

29、：(1)易受環(huán)境條件影響；(2)受地形、方向等多條件影響；(3)使用不易控制，使用不當可危害本方安全。,【考題回訪】(2015聊城模擬)多年來，每天的食品中含60%～80%的轉基因成分，對此，許多美國人竟一無所知。(1)一向挑剔、苛刻的美國人對轉基因食品的這種漠視態(tài)度，反映了轉基因食品在安全性方面是的。(2)科學家對轉基因食品可能帶給人類健康和環(huán)境方面的風險表示關注和擔憂，可能原因是什么？____________________________________________________________________________________。,(3)轉基因食品或轉基因生物武器都要

30、應用DNA重組技術，該技術的基本工具是什么？。(4)中美兩國元首在關于《禁止生物武器公約》議定書的聯(lián)合聲明中，重申在任何情況下、、生物武器。,【解析】(1)美國人對轉基因食品的這種漠視態(tài)度，反映了轉基因食品是相對安全的。(2)由于轉基因生物存在的潛在風險：如生物入侵、破壞原來的生態(tài)平衡、引起過敏反應、疾病流行等，所以科學家對轉基因食品可能帶給人類健康和環(huán)境方面的風險表示關注和擔憂。(3)DNA重組技術的基本工具是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體。(4)中美兩國元首在關于《禁止生物武器公約》議定書的聯(lián)合聲明中，重申在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器。,答案：(1)相對安全(2)轉基因生物存在的潛在風險：如生物入侵、破壞原來的生態(tài)平衡、引起過敏反應、疾病流行等(3)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體(4)不發(fā)展不生產(chǎn)不儲存,