1、十三 关注生物技术的伦理问题 禁止生物武器(30分钟 100分)一、选择题(共4小题,每小题6分,共24分)1.下列有关基因身份证的说法正确的是()A.基因身份证上可以检测到个人的所有基因B.用基因身份证去看病已经应用C.基因身份证只是对少数、个别基因进行检测D.有基因身份证可以治疗任何疾病【解析】选C。局限于目前科学技术的发展,基因身份证上还不可能检测出所有的基因,只能针对个别已知的基因进行检测,所以不能治疗所有的疾病。目前用基因身份证看病还没有真正应用到实践中去。【误区警示】基因检测与基因身份证的比较(1)基因检测:指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子进行检测,分析出被检测者所含的各
2、种致病基因和疾病易感基因的情况的一种技术。(2)基因身份证:是指把每个人的致病基因和易感基因都检测出来,记录在磁卡上。基因身份证只是检测少数、个别基因,如某些遗传病基因、某人特有性状的基因,而不是检测每个人的所有基因。2.1978年天花就已经在地球上消灭,但是某些国家至今仍然保存着天花病毒毒株。下列关于天花病毒的叙述中不正确的是()A.天花是由天花病毒引起的传染病,通过接触或飞沫传播,以皮肤和黏膜的斑疹、丘疹、疤疹为特征B.组成天花病毒核酸的碱基共有8种C.天花病毒无细胞膜、细胞质、细胞核等结构D.用含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等的培养液不能培养天花病毒【解析】选B。天花是由天花病毒引起
3、的传染病,通过接触或飞沫传播,以皮肤和黏膜的斑疹、丘疹、疤疹为特征,A正确;病毒核酸只含有DNA或RNA一种,故碱基共有4种,B错误;病毒无细胞结构,故天花病毒无细胞膜、细胞质、细胞核等结构,C正确;病毒只能寄生在活细胞内,故不能用培养基培养天花病毒,D正确。3.(2021宁德高二检测)中国首例设计试管婴儿的父母均为地中海贫血基因的携带者,为了挽救患有重度地中海贫血的姐姐,用他的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植。下列相关说法正确的是()A.该婴儿的获得运用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植和基因工程等技术B.移植前需对胚胎进行遗传学诊断C.姐姐健康后所生的孩子不含地中海贫血基因D.表明我国放开
4、设计试管婴儿技术的研究与应用【解析】选B。设计试管婴儿运用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植和遗传学诊断等技术,A错误;移植前需对胚胎进行遗传学诊断,从中选择符合要求的胚胎,B正确;姐姐进行造血干细胞移植没有改变其基因,故姐姐健康后所生的孩子仍含地中海贫血基因,C错误;设计试管婴儿会带来伦理道德问题,我国未放开设计试管婴儿技术的研究与应用,D错误。【方法规律】试管婴儿、设计试管婴儿涉及的技术手段归纳4.生物技术运用于战争或恐怖活动,则后果将更为可怕。下列关于生物武器及相关约定的阐述中,错误的是()A.生物武器与常规武器相比,具有传染性强、不易被发现、不受自然条件影响等特点B.生物武器的类型包括
5、致病菌、病毒、生化毒剂及基因重组的致病菌等C.转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点D.我国对于生物武器采取的态度是不发展、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【解析】选A。生物武器与常规武器相比,具有传染性强、不易被发现等特点,但容易受地形、风向等多种自然条件影响,选项A错误;生物武器的类型包括致病菌、病毒、生化毒剂及基因重组的致病菌等,选项B正确;转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点,选项C正确;我国对于生物武器采取的态度是不发展、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,选项D正确。二、非选择题(共5小题,
6、共76分)5.(16分)利用PGD/PGS技术经全基因组检测的试管婴儿已在我国诞生。PGD是指胚胎植入前的基因诊断,主要用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因。PGS是指在胚胎植入前进行染色体异常检测,通过比对、分析,从而有助于避免遗传物质异常的胚胎产生。(1)试管婴儿的培育需经过体外受精、_、_以及在代孕母体中发育和产出(分娩)等过程。(2)设计试管婴儿时,为了提高受孕率与满足筛选的需要,需要用_激素处理促进母亲排出更多的卵子,培养胚胎时通常培养_(填“1”“2”或“多”)个胚胎,以便进行筛选、移植。(3)利用_(填“PGD”或“PGS”)技术可以筛选出不携带地中海贫血基因的试管婴儿。为了避免
7、某些遗传疾病的产生,有时需对胚胎的性别进行鉴定,目前最有效、最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是:从被测的_胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA;然后利用_技术扩增被测基因(SRY);最后用扩增产物与特异性探针进行检测。(4)设计试管婴儿引起人们广泛的争论,我国已建立了相应的法律体系,以避免该技术_。【解析】(1)试管婴儿的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在代孕母体中发育和产出(分娩)等过程。(2)设计试管婴儿时,为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用促性腺激素处理促进母亲排出更多的卵子。培养胚胎时通常培养多个胚胎,以便进行筛选、移植。(3)PGD是指胚
8、胎植入前的基因诊断,主要用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因,因此利用PGD技术可以筛选出不携带地中海贫血基因的试管婴儿。采用SRY-PCR法对胚胎的性别进行鉴定时,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA;然后利用PCR技术扩增被测基因(SRY);最后用扩增产物与特异性探针进行检测。(4)设计试管婴儿引起人们广泛的争论,我国已建立了相应的法律体系,以避免该技术被滥用。答案:(1)早期胚胎培养(没有“早期”不可)胚胎移植(2)促性腺 多(3)PGD 囊 PCR(4)被滥用6.(14分)(2021普洱高二检测)“试管婴儿”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,
9、并在试管中培养使其发育到一定时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成的胎儿。“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生优育开辟了新的途径。据此回答:(1)在体外受精时,精子首先要进行_处理,卵细胞则要培养到_(时期)才能与精子结合。(2)“试管婴儿”的形成用到的生物技术有_。(3)采用_技术,能得到“同卵双胞胎”。这种技术一般采用发育良好、形态正常的_。进行此项操作时,要特别注意将_均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。(4)试管婴儿技术作为现代生物技术,它和母亲正常怀孕、生产的过程的不同之处是_。(5)现在大多数人反对滥用试管婴儿技术设计婴儿性别,其
10、原因是_。【解析】(1)在体外受精时,对采集的精子首先要进行获能处理,使精子具备与卵子结合的能力;卵细胞则要培养到减数第二次分裂中期(或M中期)才能与精子结合。(2)“试管婴儿”的形成,首先需要借助体外受精技术获得受精卵,再采用早期胚胎培养技术将受精卵培育成早期胚胎,之后,需要借助胚胎移植技术将早期胚胎移入母体。(3)来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质。采用胚胎分割移植技术可获得“同卵双胞胎”。一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行胚胎移植。在对囊胚进行分割时要特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。(4)和母亲正常怀孕、生产的过程相比,试管婴儿技术的不同
11、之处是:试管婴儿是体外受精形成的受精卵初步发育后再进行胚胎移植的产物。(5)如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别,将会破坏人类正常的性别比例,违反了伦理道德,这是现在大多数人反对设计婴儿性别的原因。答案:(1)获能 减数第二次分裂中期(或M中期)(2)体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植(3)胚胎分割移植 桑椹胚或囊胚 内细胞团(4)试管婴儿是体外受精形成的受精卵初步发育后再进行胚胎移植的产物(5)可能破坏人类正常的性别比例,违反伦理道德7.(12分)炭疽病是一种由炭疽杆菌引发的急性传染病,炭疽杆菌主要以孢子形式存在,孢囊具有保护功能,能使细菌不受阳光、热和消毒剂的破坏而在自然界中长期存活。通过空气传
12、播的呼吸性炭疽热后果最为严重,致死率为95%100%。所以它也是一种重要的生物武器。(1)生物武器多具有_等特点(答出两个方面即可),目前有些国家用新技术制造全新致病菌,使感染者突然发病,无药可医,受害国极度恐慌,机构瘫痪。(2)下列有关炭疽杆菌致病特点的叙述中,不正确的是()A.传染性极强B.感染者死亡率极高C.只要有0.001 mg就能引发炭疽病D.造成人的精神失常(3)1998年6月27日,中美联合声明中重申了在任何情况下_、不生产、_生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。【解析】(1)生物武器多具有致病力强,传染性大;有潜伏期,一般潜伏期的症状不明显,难以及时发现;污染面积大,
13、危害时间长,杀伤范围达数百至数千平方公里;传染途径多;生物武器造价低,技术难度不大,隐蔽性强等特点。(2)造成人的精神失常不是炭疽杆菌致病的特点。(3)1998年6月27日,中美联合声明中重申了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。答案:(1)致病力强,传染性大;有潜伏期,一般潜伏期的症状不明显,难以及时发现(2)D(3)不发展 不储存8.(16分)21世纪经济报道记者发现,贺建奎的实验室账号“The He Lab”于11月26日更新了多个视频,由贺建奎本人出镜讲述两个婴儿露露和娜娜的情况,并就为何选择HIV、伦理问题等作出解释。有关“中国基因编辑婴儿
14、”新闻占据了各大网络媒介,一场“科学发展”与“伦理道德沦丧”争辩响彻全国。请根据你所学的知识,分析以下问题:(1)为了达到所谓的阻断感染艾滋病效果,该实验团队主要针对CCR5基因进行编辑,实施基因敲除,该过程中可能要用到的工具酶是_,敲除后为了使DNA上“缺口”补上,可能用到的工具酶是_。(2)人们担心这种行为会打开“潘多拉魔盒”,驱使另一些科研者开展人类基因编辑研究,出现“基因完美的定制人”。在这些研究中,外源基因能与受体细胞DNA成功重组的原因是_,这些基因拼接成功后能正常表达的理论基础是_。(3)由于基因组计划尚未圆满完成,人类对自身基因在DNA分子上的位置知之甚少,在这种情况下开展对人
15、类的基因编辑计划风险非常大。你认为该转基因技术存在安全性争论的原因是:_。(4)转基因技术并不是令人闻之色变的疯狂技术,它已在作物品种改良上取得一定的成绩。比如,为了获得“多彩的牵牛花”,可将_(目的基因名称)与质粒形成重组质粒,导入普通牵牛花细胞中,再通过_技术培养得到符合要求的植株。【解析】(1)基因工程用到的工具酶包括限制酶(限制性核酸内切酶)和DNA连接酶,实施基因敲除,故该过程中可能要用到的工具酶是限制性核酸内切酶,敲除后为了使DNA上“缺口”补上,使DNA上断裂的磷酸二酯键重新形成,可能用到的工具酶是DNA连接酶。(2)在基因工程中,外源基因与受体细胞中的DNA具有共同的结构和化学
16、组成是成功重组的基础;这些基因拼接成功后能正常表达的理论基础是遗传信息的传递情况相同,所有的生物都共用一套遗传密码子,并且都遵循中心法则。(3)转基因技术存在安全性争论的原因:目前对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限;外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的,可能导致生命活动必需的正常基因遭到破坏。(4)为了获得“多彩的牵牛花”,可将与花青素代谢有关的基因与质粒形成重组质粒,导入普通牵牛花细胞中;再利用植物细胞的全能性,通过植物组织培养技术培养得到符合要求的植株。答案:(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶(2)两者都具有共同的结构和化学组成 所有的生物都共用一套遗
17、传密码子,都遵循中心法则(3)目前对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限,外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的,可能导致生命活动必需的正常基因遭到破坏(4)与花青素代谢有关的基因 植物组织培养9.(18分)CCR5是人体的正常基因,其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV-(人类免疫缺陷病毒型)感染的“入口”。有学者用“CRISPR/Cas9”技术对该基因进行定点编辑后植入志愿者体内,诞生了两位婴儿。这就是学术界和社会伦理界引起激烈争论的“基因编辑婴儿”事件,请分析回答:(1)据图推测,“CRISPR/Cas9”技术中,首先由_引导定位至目标DNA序列,然后由Cas9
18、蛋白将DNA切断。这两种物质的作用结果类似于基因工程中_的作用。基因编辑过程中可能会产生“脱靶”(对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑)现象,最可能的原因是_。(2)细胞对被切断的DNA进行重新连接前大都会随机切掉或增加几个碱基对,此过程导致的变异属于_。胚胎2的两个变异CCR5基因编码的蛋白质中,氨基酸数目都可能减少,原因是_。变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上,从而实现了_。(3)CRISPR/Cas9基因编辑技术是一种精准改变目标DNA序列的技术。下列现代生物科技中与该技术最接近的是_。A.转基因技术B.蛋白质工程C.细胞核移植D.胚胎工程(4)基因编辑婴儿事件,在社会上引起了激烈的
19、争论,从科研工作者应具备的科学道德、科学精神来思考,你应持有的正确观点是_。【解析】(1)由图1可知由向导RNA引导定位至目标DNA序列,基因工程中切割DNA的工具酶叫做限制酶,向导RNA与目标DNA上特定的核苷酸序列相结合,由于其他基因中也可能具有向导RNA的识别序列,所以可能产生“脱靶”现象。(2)DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变叫做基因突变。胚胎2的两个变异分别是由碱基对的增添、缺失引起的基因突变,碱基对的增添或缺失都可能会导致终止密码子的提前出现,这样导致基因编码的蛋白质中氨基酸数目变少。据题干“CCR5蛋白是HIV-(人类免疫缺陷病毒型)感染的“入口”
20、,所以变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上,从而实现了对HIV-的抗性。(3)蛋白质工程的基本流程:从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的核糖核苷酸序列(RNA)找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列(DNA),B项与题意相符。(4)利用基因编辑人类胚胎已经不是争议了,而是疯狂,突破了科研道德和社会伦理底线;人类体细胞的基因编辑研究可以尝试,对生殖细胞的基因编辑应坚决禁止等。答案:(1)向导RNA 限制酶 其他基因中也可能具有向导RNA的识别序列(2)基因突变 碱基对的增添或缺失都会导致终止密码子的提前出现 对HIV-的抗性(3)B(4)利用基因编辑人类胚胎已经不是争议了,而是疯狂,突破了科研道德和社会伦理底线;人类体细胞的基因编辑研究可以尝试,对生殖细胞的基因编辑应坚决禁止等
