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1、2016生物一轮复习第36讲,生物技术的安全性和伦理问题,重组微生物 _ 基因制药 转基因动物 _ 转基因农作物,工程菌,生物反应器,转基因的重要成果,(1)微生物方面:把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功,随后,使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物,如可以清除石油污染的假单孢杆菌等.,假单孢杆菌,利用转基因细菌制造蛛丝30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。沙伊贝尔说：“我们正在与各行业联系，以检测这种
2、新丝的品质，并进一步研发工业规模的生产技术。“蛛丝如果能实现大规模人工生产，将可以取代塑胶材料，用于眼部或神经外科手术的精细缝合，也可用来制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱等，应用前景极其广阔。在转基因细菌之前，曾有科学家尝试利用转基因山羊、转基因烟草、转基因土豆等制造蛛丝，但由于产量过低或丝质太差均未成功,转基因细菌可治癌症英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一种抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠体内的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫6MPDR的抗癌药。这种药无法单独发挥作用，但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物“激活”，形成一种有效的毒素，将
3、其周围的癌细胞杀死，而不伤害其它组织器官。,(2)基因制药方面:,近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就，已有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素（Epo）、GM集落刺激因子（GMCSF）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素2及白介素11等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物技术药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开发，已成为医药工业中一个重要的领域，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程药物受到一定限制，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在胃酸作用下不稳定，在体内
4、半衰期较短等，因此只能注射给药或局部用药。为了克服这些缺陷，已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即所谓“多肽模拟”或“多肽结构域”合成，又叫“小分子结构药物设计”。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、HIV感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计，所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。,转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草,改变花色的转基因矮牵牛花,转 基 因 甜 椒,转基因草在穴盆中生长良好 .,转 基 因 西 红 柿,蓝色玫瑰一
5、直是人类美丽的梦想基因工程正在将它变为现实,(4)转基因植物方面:目前,科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物.,二、对转基因生物安全性的争论,1.在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因：(1)对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调控机制都了解得相当有限；(2)转移的基因虽然是功能一致的基因,但不少是异种生物的基因；(3)外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的。,(1)转基因生物与食物安全,2.转基因生物的安全性问题,转基因食物引起食物安全性问题的理由:安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变;,不必担心转基因食物安
6、全性的理由:多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全;科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生;至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例;没有足够的证据证明转基因食物有问题;,引起生物安全的理由: 可能会扩散到种植区以外,成为野生种类,可能成为“入侵的外来干涉物种”,威胁生态系统中其他生物的生存，可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或病毒,有可能使杂草成为除草剂除不掉的“超级杂草”;,(2)转基因生物与生物安全,不引起生物安全的理由: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,以及配套的种植技术。由于生殖隔离的存在,使他们很难与其他植物杂交。花粉传播的距
7、离有限、存活时间有限。,(3)转基因生物与环境安全,引起环境安全的理由: 打破自然物种的原有界限,改变了生态系统中能量流动和物质循环,重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染,重组DNA与微生物杂交,可能产生有害的病原微生物;转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜂蜜,再经过食物链传递;,不引起环境安全的理由:转基因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,保护了农田的土壤环境;,生物技术中的伦理问题分析 1.试管婴儿与克隆人的比较,体外受精、体外一定程度的胚胎发育、胚胎移植到子宫内继续发育,
8、将体细胞的核物质移到去核的卵细胞中,将重组卵细胞移植到子宫内,逐渐发育为新个体,有性 生殖,体细胞 繁殖, 属于无 性生殖,与人类正常生殖情况相比,主要是改变了受精和初期发育的场所,克隆过程证明了动物细胞核的全能性,2.克隆的分类,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,细胞水平,个体水平,都属无性生殖;产生新个体或新组织,遗传信息相同,3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较 如图,后者比前者多了过程:,(1)不同点: 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。 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
9、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。,关注生物技术的伦理问题,生殖性,治疗性,染色体,基因歧视,(2)转基因生物的优缺点:,解决粮食短缺问题 大大减少农药的使用量,减少环境污染 增加食物营养,提高附加值 增加食物种类,提升食物品质 提高生产效率,带动相关产业发展,可能出现新的过敏原或重组形成新病毒 可能产生抗除草剂的杂草 可能使疾病的传播跨越物种障碍 可能会损害生物多样性 可能会对人类生活环境造成二次污染,对待转基因生物的正确态度: 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,
10、从而促进科学技术的发展。 国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规。 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。,四、禁止生物武器,2.生物武器的种类(连线),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。,1、什么是生物武器?,3.生物武器的种类,通常分为细菌、立克氏体、衣原体、病毒、真菌和毒素六大类。,生物武器的种类,细菌:鼠疫杆菌，霍乱弧菌，伤寒杆菌，炭疽杆菌,病毒:天花病毒，出血热病毒，动物痘病毒,重组基因技术制造全新的致病菌:重组蜡状杆菌,重组流感病毒,新型鼠痘病毒,神经毒剂：如肉毒杆菌毒素,艾滋病毒
11、是生物武器？,非典病毒:针对我国的基因武器?,4.生物武器的性能及其防护,施放生物战剂气溶胶;,生物战剂分散成微小的粒子悬浮在空气中，这种微粒和空气的混合体叫气溶胶。它能随风漂移，污染空气、地面、食物，并能渗入无密闭设施的人防工程，人员吸入即可致病。直接施放生物战剂气溶胶是最基本的使用方式。它可从空中直接布洒，也可把喷洒器投至地面喷放，还可人工投放。,投放带菌昆虫,动物和其他媒介物,昆虫、动物和杂物被生物战剂感染或污染后，用多格炸弹等多种方式投放到被袭击地域，它们便可将病原体传给人们，使其致病。,其他方法用生物战剂污染水源、食物、通风管道，遗弃带菌物品、尸体或遣返俘虏等，间接使人感染疾病。,(
12、1)生物战剂的使用方法,生物战剂的致病症状:发热,头疼,全身无力,上吐下泻,咳嗽,恶心,呼吸困难,局部或全身疼痛等各种不同症状.,(2)生物武器的伤害作用,生物战剂侵入人体的途径:吸入(生物战剂污染空气，可以通过呼吸道吸入，感染致病 ),误食(食用被生物战剂污染的水、食物而得病（如霍乱、痢疾等疾病）。 ),皮肤接触(生物战剂如炭疽杆菌等，或带菌物品上的病毒可直接或间接经皮肤、黏膜、伤口进入人体。),昆虫叮咬(人被带有生物战剂的昆虫叮咬后，会使血液污染而致病 );,(3)生物武器的杀伤特点:,致病力强,多数具有传染性；,某些生物战剂只需少数病原体侵入人体，就能引起发病。例如，几十个野兔热杆菌侵入人体就能致病。某些生物战剂，例如，鼠疫杆菌等，有很强的传染性，在一定条件下能在人员之间传播，长期流行。,污染面积广；,生物战剂致病力强，气溶胶可随风飘散，在气象、地理条件适宜时，可造成大面积污染区,不易被发现；,生物战剂气溶胶无色无味，加之敌方多在黄昏、夜间、拂晓、多雾时秘密施放，不易被人发现。,在任何情况不发展、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。,有一定的潜伏期,生物战剂致病需经几小时至几天的时间，在这个期间人员不会很快减弱工作能力。,受自然条件影响大,风速、气温对气溶胶传播有影响，大雪、低温、干燥、日晒等，能加速病菌的消亡。,5.我国政府观点,
