4.2 关注生殖性克隆人

4.2 关注生殖性克隆人一、教材分析（一）教学目标1.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。2.分析说明我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验的原因。（二）教学重点和难点1.教学重点我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验的原因。2.教学难点我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验的原因。（三）编写思路本节的主要内容包括生殖性克隆人面临的伦理问题及我国禁止生殖性克隆人的原因。知识内容难度不大，但如何把这些内容的教育价值发挥出来，如何引起学生的学习兴趣呢？教材在编写时尝试通过创设情境、设计“思考，讨论”活动等方式来实现。本节“从社会中来”提供的情境素材源于克隆人的科幻作品，由此引人对相关问题的讨论。教材在“生殖性克隆人面临的伦理问题”部分安排了一个“思考，讨论”活动，精心设计了三个情境，每个情境涉及一个伦理问题，这些问题是从学生的角度提出的，也是高中阶段的学生容易想到或感到疑惑的问题。通过对这些问题的讨论，学生能明晰克隆人可能带来的伦理问题，之后再让他们认识的我国禁止生殖性克隆人的原因也就容易理解了。现代生物技术的进展非常迅速，所以教材接着介绍了警惕用新技术研究生殖性克隆人。另外，现代生物技术引发的争论不仅涉及克隆人的问题，还涉及“设计试管婴儿”的问题等，教材在本节最后就对“设计试管婴儿”进行了探讨。“到社会中去”的内容不仅让学生明白有专门的伦理委员会存在，并且引导学生对伦理委员会的组成进行讨论，进一步落实了发展社会责任素养的要求。二、教学建议本节教学建议用1课时完成。1.利用热点事件的冲击力调动学生的学习兴趣。例如，展示克隆羊诞生引发的伦理争论的报道，让学生分析克隆羊存在哪些伦理问题；播放热映的以克隆人为创作素材的科幻电影片段，引导学生思考我们能否克隆人，克隆人会带来哪些伦理问题等。从学生熟悉的热点事件提出问题，可以让问题的讨论活泼而又严肃，并让每个学生都认真地思考生物技术带来的伦理问题。2.本节课在教学方式、态度取向等方面，与第一节有相似之处。教学中，建议教师利用好教材两个“思考，讨论”栏目中呈现的资料、设定的场景和提出的问题，引导学生充分讨论、交，流，并归纳总结出相应观点。在学生讨论问题的过程中，要注意引导他们运用科学的原理和语，言、严谨的逻辑表述自己的观点，防止随意的猜测、盲目的疑虑和偏激的态度。课前教师可安排学生分组搜集更多资料，预习教材相关内容，为课堂讨论和发言打好基础。3.明确我国禁止生殖性克隆人的态度。我国禁止生殖性克隆人的态度是一贯的、坚定的，这也体现了我国大多数人的价值观取向。教学中，可以通过分析生殖性克隆和治疗性克隆的异同，再结合教材闹述的禁止生殖性克隆人的原因，让学生清楚地认识生殖性克隆人会带来的伦理问题。课后还可以让学生对教材中列举的政策、法规作进一步了解，帮助他们形成正确的科学技，术观和伦理观。4.拓展升华，引导学生思考其他生物技术的伦理问题。随着科学技术的发展，有技术的创新就可能产生相应的伦理问题，如教材中提到的可能用于生殖性克隆人研究的干细胞相关技术，可能用于“设计试管婴儿”的基因组编辑技术等，这些生物技术相关的伦理问题也值得我们去认真思考。教学中建议教师结合这些技术应用的实例提出可能存在的伦理问题，引导学生关注和思考。这一方面拓展了学生的视野，另一方面又可以让他们认识到每个人都是社会的成员，都处于同样的时代背景下，参与这些公众事务的讨论具有重要意义，每个人都有参与的义务和责任。三、答案和提示（一）从社会中来提示 克隆人可能会面临的伦理问题在教材正文中有详细叙述，这里不赞述。学生在讨论是否愿意被克隆时，应引导他们从科学、伦理和社会需求等角度进行分析，并明确现在不宜克隆人。我国明确禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原则，体现了我国大多数人的价值观，取向。（二）思考，讨论思考，讨论 假如克隆人来了，会带来哪些伦理问题？1.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很可能因克隆人的到来而消亡。2.很可能对他们的心理造成严重的伤害。3，不能。4，参见教材中“我国禁止生殖性克隆人”部分的内容。思考，讨论 你支持“设计试管婴儿”吗？1.“设计试管婴儿”实际上是指在将体外受精形成的胚胎植人母体前，根据人们的需要，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的需要时，再把胚胎植人母体。般我们所说的试管婴儿技术，不必经过基因检测这一步骤。2.提示 本题具有开放性，学生可以有自己的观点。3.提示 针对该问题，学生可能有不同的答案。但是应该明确，“设计试管婴儿”只是在特定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。4，提示 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很强，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。捐献造血干细胞救人一命，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）旁栏思考题人体是一个复杂的系统，寻找具有组织或器官特异性的这类药物，在实践上是极其困难的。（四）到社会中去1.提示 伦理特指的是人与人之间的道德准则，伦理委员会的职责要求其成员能从不同专业角度给出专业意见，同时还要考虑一些非专业人员从其他角度提出意见，所以伦理委员会需要由多学科背景的人组成，并考虑性别比例等。2.提示 学生根据自己的想法回答。（五）练习与应用概念检测1.C。2.D。拓展应用（1）早期终止妊娠的原因可能如下：从技术角度来看，目前后续的技术还不成熟，不确定人的干细胞是否能定向分化为所需要的组织、器官，未知因素太多，距离培育出可供移植器官的最终目标还相当遥远；从伦理角度来看，该研究面临巨大的伦理挑战；从法律和政策角度来看，很多国家目前都不允许继续进行后续实验。（2）提示 是的。基于目前的技术，伦理问题相当突出，涉及的伦理问题有：带有人体细胞的嵌合体动物可能会使实验动物“人类化”；如果人体细胞进人了猪的神经系统或生殖系统，就可能让猪拥有人脑的某些特性或生出带有人类特征的怪物等。（3）提示 答案具有一定的开放性，学生可以认为这样的研究应该受到法律的严格约束，也可以认为应该彻底禁止这样的研究。目前多数国家禁止进行将人类细胞在动物体内培育这样的研究，少数国家没有完全禁止，但每项研究都需要提前向相关专家委员会提交申请并征求公众的意见。四、背景资料（一）基因组编辑技术的研究进展与挑战基因组编辑技术是一种能精确地对生物体基因组中特定基因进行修饰的技术。位点特异性核酸酶相关研究的进展，使基因组编辑技术得以广泛应用。位点特异性核酸酶是一种能够对基因组的特定核昔酸位点进行切割的工具酶。它切割DNA后，细胞将通过同源重组或非同源末端连接的方式对切断的DNA进行修复。正常情况下，同源重组是以姐妹染色单体为模板进行DNA修复；而非同源末端连接没有修复模板，常会导致碱基对的插入或缺失突变，也可能导致染色体易位，这时引入包含被编辑基因同源序列的外源DNA作为修复模板，就可以实现基因敲除、外源基因插入等。根据所使用核酸酶的不同，常见的基因组编辑技术可分为锌指核酸酶（ZFN）编辑技术、CRISPR/Cas系统编辑技术、CRISPR/Cpfl系统编辑技术等。1.ZFN编辑技术ZFN是第一代基因组编辑工具，由锌指蛋白结构域与核酸酶（通常为FokI核酸酶）的切割，结构域两部分组成。锌指蛋白可镶嵌于DNA的大沟中，特异性识别DNA的一条单链上的三个连续核昔酸。FokI核酸酶能特异性识别双链DNA上5'-GGATG-3'与5'-CATCC-3'序列，一般在距离两个DNA结合位点间隔区5~7 bp处进行切割，产生双链断裂。应用此法，必须要设计成对的锌指结构域，以结合切割位点的上游和下游。这一技术的实验操作耗时、费力，技术的特异性和效率都不高。2.CRISPR/Cas 系统编辑技术和 CRISPR/Cpfl系统编辑技术目前，最受眠目的基因组编辑技术是CRISPR/Cas系统编辑技术，它具有使用方便、构建简单、可以编辑基因组的大多数区域、成本较低等优点。CRISPR是细菌中存在的一段特殊的DNA序列，这些序列具有某些噬菌体基因组的特征序，列。Cas蛋白（CRISPR associated protein）是一种RNA引导的DNA内切核酸酶。研究发现，当相同种类的噬菌体再次侵染细菌时，细菌通过转录CRISPR形成RNA，该RNA可以引导Cas蛋白找到并切断噬菌体释放到细菌体内的DNA，从而阻止噬菌体在细菌体内繁殖。因此，利用CRISPR/Cas系统可以对基因组进行定点编辑。来自产脓链球菌的CRISPR/Cas 9系统只涉及一个Cas 9内切核酸酶，对这个系统的研究最清楚，它的应用也最多。在利用这一系统进行基因组编辑时，需要设计一个载体，并将该载体导人要进行基因组编辑的细胞内。在这个细胞内，载体要完成两件事：一是转录出一段与待编辑的目标DNA片段的特定区域互补的RNA（向导RNA）；二是表达出Cas 9内切核酸酶，它在向导RNA，的引导下，找到要编辑的目标DNA序列并将其切断。之后，细胞内天然的DNA修复过程被激活，利用该过程同源重组的特点，就可以实现对基因组的精确编辑。完成基因组编辑后，需要通过PCR、测序等手段进行检验（图4-1）。  CRISPR/Cas9系统虽然是很优秀的基因组编辑系统，但存在着脱靶效应（即非特异性切割）、引发靶位点远端大片段DNA丢失、编辑效率低等问题。科学家对几百种细菌进行研究，从中发现了一个能防御病毒入侵并能编辑核酸序列的酶Cpf1，构建了CRISPR/Cpfl系统。这套系统的向导RNA设计起来更简单，编辑效率更高，并且它几乎没有脱靶效应。[8]基因组编辑技术是一个新技术，面临着前所未有的机遇和安全问题的挑战，主要表现在以下两个方面。（1）技术缺陷。主要表现为存在脱靶效应、效率问题、载体问题、免疫排斥问题、片段丢失问题等，可见基因组编辑技术尚不成熟，实施时仍具有不可预知的风险。（2）伦理问题。例如，2018年年底出现的“基因编辑婴儿”事件，引发了基因组编辑技术在伦理学上的一系列讨论。另外，对基因组编辑技术及其应用的认知还存在分歧，目前在作物改良研究方面，各国政府态度不一，有的将用这类基因组编辑技术获得的作物新品种归为非自然产生的转基因产品，有的则认为它们是非转基因产品。（二）干细胞转化应用的规范^①针对干细胞的不同研究领域，我国出台了指导原则、管理办法和标准等。这些文件形成了干，细胞相关研究和应用的规范。2003年，为保证生物医学领域人胚胎干细胞的研究活动遵守我国的有关规定、尊重国际公认的生命伦理准则，并促进人胚胎干细胞研究的健康发展，相关部门联合制定了《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》。该指导原则明确了人胚胎干细胞的来源、定义、获得方式、研究行为规范等，并再次申明中国禁止进行生殖性克隆人的任何研究，禁止买卖人类配子、受精卵、胚胎或胎儿组织。2015年，为规范并促进我国干细胞临床研究，相关部门联合制定了《干细胞临床研究管理，办法（试行）》。该办法要求临床研究机构应当监督研究人员严格按照已经审查、备案的研究方案开展研究。在临床研究过程中，关于干细胞提供者和受试者的所有资料的原始记录要做到准，确、清晰并有电子备份，在临床研究结束后要保存30年。干细胞制剂的追踪资料也要从最后处理之日起保存至少30年。研究过程中，机构应当及时将干细胞临床研究进度报告，研究结果报告，研究中出现的严重不良反应、差错或事故及其处理措施、整改情况等报告国家和省级卫生计生行政部门以及食品药品监管部门。干细胞临床研究结束后，应当对受试者进行长期随访监测，以评价干细胞临床研究的长期安全性和有效性。该办法还规定，开展干细胞临床研究的机构应当加强受试者保护。2017年，我国《干细胞通用要求》（标准号为：T11/CSSCR 001-2017）发布。该标准是一份团体标准，是我国首个针对干细胞通用要求的规范性文件，规定了干细胞的分类、伦理要求、质，量要求、质量控制要求、检测控制要求和废弃物处理要求，适用于干细胞的研究和生产。2019年，首个针对胚胎干细胞的产品标准-《人胚胎干细胞》团体标准（标准号：TI CSSCR 002-2019）发布。该标准综合考虑了科研、临床、产业等方面的因素，系统规定了胚胎干细胞的基本质量属性、质量控制的技术准则，以及产品使用和流通的相关要求，是干细胞领域的基本共识。此外，各个省市也出台了一系列规范干细胞研究、应用等的文件。例如，吉林省质量技术监督局发布的《猪诱导多潜能干细胞（iPSCs）的制备和鉴定》（DB22/T 2394-2015）、深圳市市场监督管理局发布的《人类间充质干细胞库建设与管理规范》（SZDB/Z 126-2015）、浙江省质量技术监督局发布的《人间充质干细胞库建设与管理规范》（DB33/T 2030-2017）、江苏省市场监督管理局发布的《临床级人体组织来源间充质干细胞质量控制管理规范》（DB32/T 3544-2019）等。五、教学案例与评析关注生殖性克隆人河南省郑州市第一中学  张慧杰教学目标的确定与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是：举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题；分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。“教学提示”有：搜集关于设计试管婴儿的资料，并在小组内讨论“是否支持设计试管婴儿”。结合教材内容，确定本节的教学目标如下。1.列举生殖性克隆人面临的伦理问题。2.分析说明我国禁止生殖性克隆人的原因，并坚决支持我国禁止生殖性克隆人的立场。3.关注“设计试管婴儿”、干细胞技术、基因组编辑技术等其他生物技术面临的伦理问题。教学设计思路 教学实施程序  评析本案例从热点的科研进展克隆猴的培育人手，设计了自主阅读、角色扮演、交流研讨等一系，列学生活动，逐渐推进，教学设计较为合理、完整、流畅。主要特点如下。1，充分利用教材资源本节教材的编排，思路清晰，逻辑性强，“思考，讨论”栏目中的问题能激起学生的探究欲望，基本能够满足教学的需要。在本案例中，教师顺着教材的思路开展教学，没有补充过多的材料，主要在教学活动的设计上下功夫，很好地达成了教学目标。2，发挥学生主体作用对于本节课的重点内容“生殖性克隆人面临的伦理问题”，教师设计了一系列的学生活动：让学生自主阅读教材，思考教材中的问题；结合自己的思考，通过角色扮演的形式，表达自己的观点等。这充分发挥了学生的主体作用，提升了他们的参与度，使学生在活动中思维能力得到发展，观点得以逐渐明晰。从某种意义上说，让学生主动参与学习的过程比单纯获得现成的结论更重要。3，延伸探讨其他生物技术的伦理问题本节课的最后，教师让学生分析探讨了其他热点生物技术面临的伦理问题。由于这些生物技术目前的发展势头迅猛，这样的探讨具有十分重要的现实意义。通过探讨，可以让学生认识到：运用生物技术造福人类，需要不断研究与实践；作为一名科学家，除了要对自己的科学研究行为负责，还应当对社会负责；作为一名普通民众，要做一个有科学素养的公民，理性地参与讨论，从而为国家立法提供基础。评析人：陈保新（河南省基础教育教学研究室）