高三生物（人教版通用）一轮复习教案--- 第40讲 生物技术的安全性和伦理问题

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考点一 转基因生物的安全性
1．安全性问题
(1)食物安全：滞后效应、过敏原、营养成分改变等。
(2)生物安全：对生物多样性的影响等。
(3)环境安全：对生态系统稳定性的影响等。
2．理性看待转基因技术
(1)需要正确的社会舆论导向，趋利避害，不能因噎废食。
(2)制定政策和法规，最大程度保证转基因技术和产品的安全性。
1．下列关于转基因生物与环境安全的叙述，错误的是( )
A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响
C．如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内
D．转基因生物可能会使某些地区的生态系统的稳定性遭到破坏
答案 B
解析 抗虫棉固然可以减少农药的使用，但外源基因可能通过花粉逸散到近缘的其他植物，从而造成基因污染。
2．基因工程等生物高科技的广泛应用，引发了许多关于科技与伦理的争论。有人欢呼：“科学技术的发展将改变一切”；有人惊呼：“它将引发道德危机”。对此，我们应该持有的态度是( )
①摈弃现有道德规范，推动科技发展 ②发挥道德规范的作用，限制科技的负面效应 ③科技的发展必须以现有道德规范为准绳 ④调整现有道德规范，适应科技发展
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
答案 D
解析 基因工程有优势，当然也有不足之处，人们在运用基因工程技术为人类服务时注意限度问题；科学技术的发展进步是好事，但要限制其对人类、社会的负面效应，同时要适当调整人们现有的道德观念和规范，适应科学技术发展，不能阻止，但也不能一味顺从。
1．转基因生物存在安全性问题的原因
(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
(2)目的基因往往是异种生物的基因。
(3)外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的。
2．理性看待转基因生物
(1)转基因生物的优缺点
(2)对待转基因生物的正确态度
①对转基因生物出现激烈的伦理方面的争论是正常的，关键是社会应有正确的舆论导向，从而促进科学技术的发展。
②国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。[来源:学*科*网Z*X*X*K]
③在转基因生物或其产品研究过程中，科学家要自觉遵守科学研究道德。
考点二 生物技术的伦理问题
比较三种生物技术中的伦理问题
易错警示 克隆人与试管婴儿有着本质的区别：(1)克隆人的早期胚胎形成是通过细胞核移植，形成重组细胞培养得到的，过程中没有减数分裂和受精作用，属于无性生殖。(2)试管婴儿培育过程进行减数分裂和受精作用，属于典型的有性生殖，只是受精过程和早期胚胎培养发生在体外。
3．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到囊胚期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。该技术不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答下列问题：
(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是( )
A．有性生殖 B．组织培养
C．克隆技术 D．基因工程
(2)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是____________，双胞胎的性别是否相同？____________。
(3)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在技术手段上的区别是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是__________________________________
______________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)A (2)胚胎分割 相同 (3)后者胚胎在移植前需要进行遗传学诊断 (4)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德
解析 (1)试管婴儿也是由精子与卵细胞结合形成的受精卵发育而来的，在生殖方式上它属于有性生殖。(2)若获得同卵双胞胎可运用胚胎分割移植技术，即在囊胚期，将内细胞团均分成两份，每一份经培养移植后均发育成一个个体，这样每个个体的细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂而产生，所以均含有相同的遗传物质，具有相同的性别。(3)试管婴儿技术主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，在胚胎移植前不需要遗传学检测，设计试管婴儿技术往往在胚胎移植前进行遗传学检测，以获得特定的胚胎。(4)设计试管婴儿性别，会破坏人类正常的性别比例，违反伦理道德，所以反对设计试管婴儿性别。
1．克隆人
(1)克隆人的培育过程
(2)治疗性克隆和生殖性克隆的比较
2．试管婴儿和设计试管婴儿的比较
如图，后者比前者多了④过程：
(1)不同点
①所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。
②应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(2)相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
3．基因检测
(1)概念：指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子或蛋白质进行检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因情况的一种技术。
(2)争论焦点：①基因检测能否达到预防疾病的目的。②是否引起基因歧视、个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
考点三 生物武器对人类的威胁
1．生物武器的种类(连一连)
2．我国政府观点
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。
4．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是( )
A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
答案 B
解析 中国政府对待克隆人的态度是禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。A项是理性看待转基因技术的正确态度。C项是我国政府对待生物武器的态度：坚决禁止生物武器，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。D项是关于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权的说法，也是正确的。
1．生物武器的特点
(1)致病力强、传染性大。(2)污染面广、危害时间长。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千米，且存活时间长，不易被发现。(3)难以防治。(4)具有一定的潜伏期。(5)受自然条件影响大。
2．局限性
(1)生物武器主要指病原微生物，它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。(2)受地形、方向等多种条件的影响。(3)使用不易控制，使用不当可危害本方安全。
1．(2012·江苏卷，13)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是( )
A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中
C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物
答案 B
解析 种植转基因作物(如抗虫棉)应与传统农业(普通棉花)种植区隔离，否则转基因作物中的基因可能扩散到普通作物中，使传统农业种植区的产量受到很大的影响，A项正确；目的基因为DNA分子，动物食用后会被消化成小分子脱氧核苷酸，所以目的基因不会转入动物体细胞中，B项错误；种植转基因作物，可能通过花粉扩散而使野生植物获得新基因，从而影响野生植物的遗传多样性，C项正确；导入转基因植物的外源基因有可能与感染转基因植物的某些根际微生物杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体，D项正确。
2．(2010·江苏卷，18)下列关于转基因植物的叙述，正确的是( )
A．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中
B．转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题
答案 A
解析 转基因的抗虫植物在长期栽培过程中，会导致以该植物为食物来源的昆虫的抗性基因频率增加。动物和植物共用一套遗传密码，因此转入植物体内的动物生长激素基因也可能进行表达。转基因植物的外源基因来源于自然界，也可能存在食物安全、生物安全和环境安全等安全性问题。
3．(2007·广东A卷，41(节选))香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒(BBTV，单链环状DNA病毒)引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要意义。
(1)如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？
________________________________________________________________________。
(2)在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？(列举两点)
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答案 (1)将afp基因插入土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导入香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株 (2)生态安全问题包括：①外源基因扩散到其他物种(外源基因漂移)；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响
解析 (1)可通过构建含afp基因的载体利用农杆菌转化法导入香蕉受体细胞，经检测、培养形成含afp基因的香蕉植株；(2)转基因生物的安全性问题，是社会关注的焦点，主要从以下几个角度：①外源基因扩散到其他物种(外源基因漂移)；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响。
4．(2011·福建卷，32)一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如下图：
请回答：
(1)过程①是指在体外进行的____________处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为____________。
(2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③________进行PCR扩增，然后用Mst Ⅱ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，Mst Ⅱ是一种______________酶。
(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断该胎儿为________(正常/患者/携带者)。
答案 (1)精子获能 胚胎移植 (2)DNA 限制 (3)正常
解析 (1)体外受精时精子要经过获能处理，卵子要培养到减数第二次分裂的中期时才能受精。受精后形成的受精卵在体外培养到8～16个细胞的早期胚胎，再移植到母体的子宫内进一步发育。(2)基因诊断时首先要从细胞中提取DNA，切割DNA分子的酶为限制酶。(3)按题意分析，双亲都是杂合子，各含一个正常基因和一个致病基因，患儿中两个基因都为致病基因，比较电泳带谱，可知胎儿中含的都是正常基因。
1．下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患( )
A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为新的过敏原
C．某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体后可增强相应细胞的免疫力
D．某些基因会使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变
答案 C
解析 担心转基因食物安全性的主要理由如下：对食物的安全性检测不够；担心出现滞后效应；担心出现新的过敏原；担心营养成分改变等。A、B、D三项都属于转基因食物潜在的安全隐患，C项是基因工程在制药方面的应用。
2．下列哪项是对待生物技术的理性态度( )
A．转基因技术是按照人们的意愿对生物进行设计，不存在负面影响
B．转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用，也存在一定风险
C．克隆技术如果被一些人利用将给社会造成灾难，应禁止任何克隆研究
D．转基因技术如果被恐怖分子利用将可能导致人类灭绝，应停止转基因研究
答案 B
解析 转基因技术是按照人们的意愿对生物进行设计，但由于技术方面的原因和人为因素的存在，仍有产生负面作用的可能；科学从来都是一把双刃剑，任何科学进步都有有益和有害两个方面，是造福人类还是危害人类，关键在于人类如何对待和应用它，而不能因为它存在不利因素就因噎废食。
3．下列有关治疗性克隆的说法，错误的是( )
A．其核心技术是胚胎干细胞培养技术
B．中国政府既反对生殖性克隆人，又反对治疗性克隆
C．解决了临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
D．胚胎干细胞通过基因的选择性表达可以克隆出不同的组织细胞
答案 B
解析 治疗性克隆是指从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗，其关键技术是胚胎干细胞培养技术，目的是培养出能够用于医学治疗的供体器官，以解决目前临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。用胚胎干细胞通过基因的选择性表达能够培养出不同的组织细胞。中国政府反对生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。
4．关于设计试管婴儿的问题，下列哪项不合乎道德规范( )
A．利用试管婴儿提供骨髓造血干细胞，救治病人
B．利用设计试管婴儿技术设计畸形婴儿，以供展览
C．利用试管婴儿的脐带血救治病人
D．设计试管婴儿不一定非考虑他的性别
答案 B
解析 设计试管婴儿不同于为解决不育夫妇的生育问题出现的试管婴儿，试管婴儿的设计一般是为了救治病人，需要试管婴儿的骨髓、干细胞、脐带血等，这样的设计都符合伦理道德，而那些为了达到不当目的而设计试管婴儿的做法都是违背伦理道德的行为。
5．一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好。杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调查发现，这种转基因玉米除可直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请完成下列问题：
(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地生物多样性构成威胁，如果你同意这种观点，请列举出三条理由：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(2)转基因玉米的加工食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护________________________________；在有关标识中，应标注“____________________________”或“____________”；如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为“本产品加工原料中有__________，但本产品中____________________”。
(3)随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，下列关于基因污染的说法不正确的是( )
A．转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库
B．基因污染是一种不可扩散的污染
C．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
D．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存
答案 (1)①玉米与其他植物之间存在生殖隔离 ②玉米花粉的传播距离有限 ③玉米花粉的存活时间有限(或其他理由) (2)消费者的知情权 转基因玉米加工品 加工原料为转基因玉米 转基因玉米 已不再含有转基因成分 (3)B
解析 转基因生物不引起生物安全性问题的理由：扩散到种植区以外就很快死亡，要表现出新性状必须具有一定的水、肥等条件及配套的种植技术；由于生殖隔离的存在，使它们很难与其他植物杂交；花粉传播的距离有限，存活时间有限。不引起环境安全性问题的理由：转基因生物不会改变生物原有的分类地位；不会破坏生态系统的稳定性；转基因抗虫作物的种植，减少了农药的使用量；抗除草剂农作物的种植减轻了农田管理的负担，保护了农田土壤环境。基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如转基因作物的花粉可以散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库；杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性；转基因生物还有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。
6．克隆羊“多利”的问世引起了许多人对“治疗性克隆”的关注。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图回答下列问题。
(1)A过程表示__________________，由此产生的重组细胞②的主要遗传物质来自图中的________。
(2)图中B过程表示的生物技术名称是________________________________________；
C过程表示定向诱导技术，其诱导的对象是[ ]________。
(3)如果进行生殖性克隆，则不需要进行定向诱导，但必须进行___________________，使得胚胎能正常发育成完整个体，该操作一般在______________________________期进行。
(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？________
________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞核移植 乙
(2)动物细胞培养 ④ 内细胞团(或胚胎干细胞)
(3)胚胎移植 桑椹胚或囊胚
(4)符合，因为脐带血不是来自胚胎，其中的造血干细胞属于成体细胞(或脐带血是身外之物，属于废物利用，符合伦理道德)
解析 (1)A过程表示细胞核移植技术，得到的重组细胞的遗传物质主要来自乙。(2)B过程是重组细胞经过动物细胞培养发育成胚胎的过程，C过程是将从囊胚内细胞团中获得的胚胎干细胞诱导分化形成不同组织器官的过程，即治疗性克隆过程。(3)胚胎在囊胚或桑椹胚阶段可以通过胚胎移植技术转移到其他母体内继续发育，直至形成完整的个体，这是生殖性克隆。
7．美国政府曾批准首例胚胎干细胞(ES细胞)人体临床实验。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题：
(1)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，培养过程如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，必须用____________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。胚胎干细胞的结构特点是______________________________。在培养动物细胞时，培养液中加入抗生素的目的是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)体外培养胚胎干细胞时，通常要加入________________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的______________和____________；早期胚胎发育到____________阶段以前的细胞是全能细胞。
(3)胚胎干细胞可被应用于____________________________________________________
等领域。
(4)你支持应立法保护利用胚胎干细胞进行治疗性克隆吗？请陈述理由。_____________
___________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)胰蛋白酶 细胞体积小、细胞核大、核仁明显 防止细菌污染
(2)动物血清 温度 pH 桑椹胚
(3)治疗某些顽症，培育出人造组织器官进行移植，研究细胞分化(答案合理即可)
(4)支持，通过人体胚胎干细胞进行克隆人体组织器官，可治疗人类很多顽症(或反对，通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞，胚胎是生命的开始，以一个生命的代价去挽救另一个生命，是违背伦理道德的)
8．请根据给出的材料回答下列相关问题。
材料 据美联社2008年1月17日《干细胞》杂志报道，美国加州的科学家使用了进行试管受精的年轻女性捐献的卵子，以及2名志愿者的皮肤成纤维细胞，成功克隆出了5个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的干细胞。
(1)上述过程中主要应用到的动物细胞工程有____________________________。
(2)在使用合成培养基进行胚胎干细胞培养时，通常需要加入____________等天然成分。在细胞培养时，要保证被培养的细胞处于一定的气体环境中，所需要的气体主要有______和______，其作用分别是__________________________________________。
(3)科学家欲进行胚胎分割移植，则应该选择发育良好、形态正常的桑椹胚或________，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针进行分割。
(4)胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关。大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________________________反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(5)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究，而美国国会反对治疗性克隆。请你谈谈反对克隆人的理由：______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少两点)。
答案 (1)动物细胞培养、细胞核移植
(2)动物血清 O2 CO2 O2是细胞代谢(有氧呼吸)必需的，CO2主要是维持培养液的pH
(3)囊胚 (4)免疫排斥
(5)①严重违反了人类伦理道德；②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；④克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子(任意答对两点即可，其他符合题意的答案也可)
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病毒；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障碍；
④可能会损害生物多样性；
⑤可能会对人类生活环境造成二次污染
反 对
支 持
克隆人
伦理方面
违反了人类的伦理道德观念，中国禁止生殖性克隆
中国不反对治疗性克隆
技术方面
技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高
可通过胚胎分级、基因诊断、染色体检查等方法解决技术问题
设计试管婴儿
胚胎也是生命，杀死胚胎无异于“谋杀”
提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤
基因检测
技术方面
很难用在具体医疗中
有一些遗传性疾病可以通过基因检测后在早期采取预防措施
道德方面
可能引起基因歧视
通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法，解决基因歧视现象
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同