1、成才之路 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3 生物技术的安全性和伦理问题 专题四 专题概述生物技术的发展带来了令人注目的成果，随着转基因技术等生物技术成果的不断涌现，人们对生物技术的安全性、伦理性等诸多问题也有了更高度的关注，争论也日趋剧烈。当首例转基因植物转基因烟草诞生时，就曾有人惊呼：“人类开始有了一双创造新生物的上帝之手。”然而，1998 年，英国某研究所报道了关于实验老鼠食用转基因土豆后出现生长异常的消息，虽然英国皇家学会对此组织评议的结论是：“研究缺乏科学性”，但这却给当时的转基因热潮泼了冷水。人们开始担心，如果人食用了转基因食品会怎样呢？转基因技术究竟是造福人类还是危
2、害人类？人类基因组草图的完成和进一步的相关研究，使我们获得了无限的自我认识和自我改造的可能性。生命科学技术的发展确实可以给我们带来许多灵丹妙药，但同时也掀开了“潘多拉的魔盒”。盒子开启之时，一道道伦理、道德和法律等难题也随之飞出。伦理和法律如何应对生命科学中涌现出的种种问题，是当今生命科学发展的中心议题之一。“绿水青山枉自多，华佗无奈小虫何。千村薜荔人遗矢，万户萧疏鬼唱歌。”人们通常将大规模的烈性传染病流行称为“瘟疫”。在历史上，人类曾经饱受“瘟疫”的痛苦。如中世纪鼠疫曾导致欧洲总人口减少了1/4左右，1918年席卷全球的流感造成了2 000多万人死亡。如果这些烈性传染病被好战分子、恐怖集团所
3、利用，将会使人类面临极大的威胁。你是怎样看待这些问题的呢？本专题知识会对你有所帮助。本专题内容包括“科学探索之路生物技术引发的社会争论”及三节正文：“转基因生物的安全性”、“关注生物技术的伦理问题”和“禁止生物武器”，主要是进行安全性和伦理问题的讨论。通过这些活动，不仅培养了我们关注社会问题讨论的参与意识，使我们能够科学地、理性地发表自己的看法；同时也培养了我们分析复杂社会问题的能力。本专题的学习又是整个模块中不可或缺的一部分。通过对转基因生物安全性的关注，以及对生物技术伦理问题的讨论，我们才能真正地将现代生物技术的发生、应用和发展与人们的现实生活切实地联系起来。同时，在分析和讨论相关的生物技
4、术安全性和伦理问题过程中，对现在生物技术核心的基础内容的掌握和运用水平也将提升，从而提高我们的生物科学素养和兴趣，这也是本模块基本理念的重要体现。本章是新增内容，往年高考题涉及比较少，主要考查克隆问题与转基因问题的几点看法。随着新课标的实施，本专题的知识将成为开放性命题很好的背景材料。本专题选取了现代生物技术的发展直接相关的几个比较突出的问题进行讨论，将活动放在重要的位置上，安排了较多的讨论、辩论、调查或进展追踪等活动，其中“论坛”和“热点问题讨论”用一定的篇幅介绍了几个相关问题的不同观点、背景材料，以及争论的焦点等，其目的是让我们在了解有关问题全貌的情况下，展开讨论或做进一步的调查。第一节
5、转基因生物的安全性专题四 目 标 定 位 1预 习 导 学 2要 点 精 析 3思 维 升 华 4知 识 构 建 5课 时 作 业 7应 用 探 究 6目 标 定 位 1对转基因生物的安全性问题多层面、多角度地关注，认同对生物技术安全性问题讨论的必要性。(重点)2运用生物学知识对不同观点的依据进行辨析和讨论。(重、难点)预 习 导 学 一、转基因成果 1利用重组微生物进行_等。2转基因家畜、家禽：生长迅速，营养品质优良，转基因奶牛_中富含某种营养物质、珍贵药物或人类所需要的蛋白质。3转基因植物：具有_、_、_、_等性状。转基因植物种植面积最大的国家有美国、阿根廷、_、中国。种植最多的转基因植物
6、有_和_，棉花和油菜次之。基因制药乳汁抗虫抗病抗除草剂抗逆加拿大大豆玉米 二、对转基因生物安全性的争论 1转基因生物与食物安全(1)观点：不能对转基因食物安全掉以轻心 理由：反对“_”，担心出现_效应，担心出现新的_，担心营养成分改变，担心会侵犯宗教信仰者或素食者的权益。实质性等同滞后过敏原(2)观点：转基因食物潜在的安全隐患可在技术上进行克服。理由：“实质性等同”是对安全性评价的起点，不是终点；多环节、严谨的_性评价，科学家的负责态度可防止过敏蛋白出现，至今未发现转基因食物影响健康的实例，采取_，防止贻误技术发展。安全举证排除法 2转基因生物与生物安全(1)观点：转基因植物可能会对生物多样性
7、构成潜在的风险与威胁。理由：转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草，转基因植物竞争能力强，可能成为“_”；转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体，可能使杂草成为有_的“超级杂草”。入侵的外来物种抗除草剂基因(2)观点：转基因农作物不大可能对生物多样性构成威胁。理由：转基因农作物扩散到种植区外会很快死亡；转基因农作物表现出新性状必须具有一定条件和种植技术；存在_，很难与其他植物杂交；农作物传粉距离有限，_存活时间有限。生殖隔离花粉 3转基因生物与环境安全(1)观点：转基因生物会对生态系统稳定性和人类生活环境造成破坏。理由：转基因植物打破自然物种的原有界限，可能破坏生态系统稳定
8、性；重组微生物产生的_可能造成二次污染；重组DNA与微生物杂交是否会产生有害病原微生物；转基因植物花粉中的有毒蛋白可能通过_进入生物。中间产物食物链(2)观点：不必对环境安全问题做出过度反应，有的转基因生物有利于环境保护。理由：转基因生物移入的是已存在的外源基因，不会破坏生态系统稳定性；抗虫农作物可减少21 _，保护了环境；种植抗除草剂农作物的农田，管理容易，保护其土壤环境；某些新闻报道不实。三、理性看待转基因技术正确做法：22 _，而不能23 _。农药使用量趋利避害因噎废食 思维激活 1转基因生物有可能给人类带来灾难，为以防万一，人类是否应禁止对转基因生物的科学研究？2转基因生物在人们的生产
9、和生活中起到了极大的作用，但人们对转基因的安全性还是存在争论，为什么？答案 1不能禁止对转基因生物的科学研究。原因是社会的发展、国力的竞争总是和技术的发展密切相关，从促进社会发展的角度看，必须不断发展生物技术，造福人类；同时通过多种措施，减少其负面作用，避免灾难发生。2原因有三点：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；目的基因往往是异种生物的基因；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。要 点 精 析 一、转基因成果令人叹为观止 1转基因技术的开端 1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功。2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
10、成功。随后，便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胞杆菌等。(2)基因制药方面：生物制药已成为21世纪的朝阳产业。(3)转基因动物方面：受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞，科学家又在培养生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面，不断取得辉煌成就。同时，科学家还把转基因动物变成生物反应器。(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。3转基因生物的优缺点(1)转基因生物的优点：解决粮食短缺问题；减少农药使用从而减少环境污染；节省生产成本，降低粮食售价；增加食物营养，提高贮藏附加价值；增加食物种类，提升食品品质；促
11、进生产效率，带动相关产业的发展。(2)转基因生物的缺点：可能产生新病毒和新的过敏源；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；可能会损害农作物的生物多样性；可能干扰生态系统的稳定性。抗逆转基因作物的培育与推广给社会带来的巨大效益的是()在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制 减少化学农药对环境的污染和人畜的危害 减少了化肥的制造和使用量，有利于环境保护 使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量 A B CD 解析 抗逆转基因作物体内含有抵抗不良环境条件的基因，如抗病毒、抗虫、抗病菌、抗盐碱、抗除草剂、抗低温等基因，但抗逆转基因作物的生长仍然需要从土壤中吸收必需的无机盐成分，缺
12、少了必需的无机盐成分，任何作物都不能正常生长发育。答案 B 下列哪项不是转基因的成果()A清除石油污染的超级假单胞杆菌 B高产青霉素菌株 C转基因抗虫棉 D巨型小鼠 答案 B 解析 清除石油污染的假单胞杆菌是通过基因工程，将控制分解不同石油成分的基因导入假单胞杆菌体内获得的；转基因抗虫棉是将苏云金杆菌中的Bt基因转入到棉花体内获得的；巨型小鼠是将人的生长激素基因导入小鼠受精卵中获得的；高产青霉素菌株是通过人工诱变获得的。二、对转基因生物安全性的争论 生物安全是指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国转移可能对生物多样性、生态环境和人体健康所构成的潜在的风险与威胁。转基因生物及其产品
13、的安全性主要包括三个方面：一是导入的外源基因及其产物对受体生物是否有不利影响；二是有关转基因生物的释放或使用所带来的生态学上的安全性；三是转基因生物在食品、饲料和其他消费领域的安全性。即生物安全、环境安全和食物安全三方面。1争论原因(1)目前，科学家对基因的结构、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。(2)转移的基因多是异种生物的基因。2转基因生物与食物安全(1)两种观点的比较观点存在安全问题不存在安全问题论据对食物安全检测不全面可能出现滞后效应可能出现新的过敏源营养成分可能改变“实质性等同”只是评价的起点，而不是终点多环节、严谨的安全性评价科学家对社会负责的态度至今未发现转基
14、因食品影响人体健康的实例(2)保证转基因食品安全性的监控和预防措施 立法是监控农业转基因生物安全的有力措施。多环节监控：转基因农作物研究、从实验室走向大田试验及产品商品化都有相应的法规或进行严格监控，只有每一阶段实验获得认可证书后，才要进行下一阶段。安全评价内容具体而严格。3转基因生物与生物安全(1)两种观点的比较观点引起生物安全问题不引起生物安全问题论据可能变成野生种类或杂草可能重组出新的有害病原体有可能形成用除草剂除不去的“超级杂草”可能成为“入侵的外来物种”进入非种植区生命力很差存在生殖隔离，难与其他植物杂交花粉的传播距离和存活时间有限新性状的表现必须具有一定水、肥等条件和配套的种植技术
15、(2)外来物种入侵的危害 外来物种入侵：是指有意或无意的人类活动，将某物种从一个地区引入其他地区，给当地的生态系统和社会经济造成明显的损害。危害 a外来物种进入新的生态系统之后，由于没有天敌，极易造成生长失控，破坏生态系统的结构。比如，外来的植物疯长，可以对本地一年生和多年生植物的结构比例造成严重影响。b外来物种在新的生态系统中，通过与当地物种竞争营养或食物、分泌释放化学物质、形成大面积单优势群落等方式，直接影响本地物种的生存，加速某些生活力较弱的物种的消失。即入侵的外来物种可能会造成生物多样性减少。c外来物种进入新的生态系统后，作为掠夺者、寄生者或病原体，会使受害者和寄主的数量发生变化。尤其
16、是外来物种在适宜的生态和气候条件下，往往会对当地的农业或林业带来严重的损害，即所谓的爆发生物灾害。d有些外来植物产生的花粉，是当地居民从未接触过的物质，从而可能成为对人类健康造成威胁的新过敏源。比如，日本引种的杉树，大面积栽种后，杉树产生的花粉已经成了日本人产生过敏反应的重要过敏源。4转基因生物与环境安全(1)潜在的不安全问题：转基因生物可能会影响生态系统中原有的动态平衡，加剧环境污染，危害其他动植物生存或人体健康。(2)安全依据 科学家转入的仅是有限的一种或几种基因；而转入的基因是否可能会对其他生物或环境造成危害，都是经过认真分析、实践的，一旦发现有害后果，科学家就会停止实验。转基因生物从实
17、验室到自然界释放，都要经过一系列安全评价、审批。制定相关法规监控。但是，为了对公众健康负责、对社会负责，我们对于转基因生物可能影响生态系统中原有动态平衡，或者加剧环境污染，或者危害其他动植物、人体健康的危险，仍要提高警惕。某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶的活性受抑制无法消化食物而死。下列就该玉米对人类安全性的评论中，不符合生物学原理的是()A不安全。这种玉米的果实(种子)也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人因无法消化食物而患病 B不安全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病 C安全。因为人与害虫
18、消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响 D安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化 解析 基因是有遗传效应的DNA片段，属于大分子有机物，外源基因进入动物和人体的消化道后会被消化成小分子物质，不能直接进入动物和人体细胞内，更谈不上通过食物链富集和在细胞内表达。答案 B 欧美一些国家开始限制基因食物的生产或不接纳转基因产品，是由于随着转基因技术的发展，人们开始认识到“基因污染”的严重性，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扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 B杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态
19、系统的稳定性 C基因污染是一种不可能增殖的污染 D基因污染难以清除 答案 C 解析 基因污染可能遗传给后代，因此是一种可增殖性污染。三、理性看待转基因技术 1首先认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成果，进入人类的生产和生活，特别是在医药和农业生产上发挥了极大的作用。2要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的有害性，要趋利避害。3完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。4增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。建立有关生物技术安全性和伦理问题的法律法规，能够()规范生物技术研究 防止生物技术滥用 规范科学家的研
20、究行为 对生物技术产生负面影响 A B CD 解析 建立有关生物技术安全性和伦理问题的法律法规，是规范生物研究、防止生物技术滥用的有力武器；还可规范科学家的研究行为，对生物技术产生负面影响有抑制作用。答案 A 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，有人惊呼，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，我们应持的正确态度是()摒弃现有的道德规范，推动科技发展 发挥道德规范的作用，限制负面效应 科技的发展必须以现有道德规范为准绳 调整现有道德规范，适应科技发展 A B C D 答案 D 解析 科学技术是一把“双刃剑”，一方面，科技的发展改善了人类的生活条件，解决了许
21、多疑难问题，同时，如果运用不当，将会出现一系列社会问题，面对这一问题，我们应采取的积极措施是，限制其负面效应，适当调整现有的道德规范，以适应科学技术飞速发展的需要。思 维 升 华 1为保证转基因食物的安全性，我国所采取的监控和预防措施(1)立法是监控农业转基因生物安全的有力措施。例如，中国已制定了农业生物基因工程安全管理实施办法(1996年)、转基因农产品安全管理临时措施(2002年)和农业转基因生物标识管理办法(2002年)等法规。(2)多环节监控。转基因农作物研究，从实验室走向大田实验各阶段，以及产品商品化都有相应法规或规定进行严格的监控，只有在每一个阶段实验获得认可证书后，才可进入下一阶
22、段。2解读“实质性等同原则”为了使本国的基因工程产品能在国际贸易竞争中占据有利的地位，1992年5月底，美国政府宣布，只要基因工程产品中蛋白质组成与天然的一样，就没有必要再通过FDA(药物和食品管理局)批准，可以直接投放市场。这一政策可以视为“实质性等同原则”的雏形。2000年，FAO/WHO(联合国粮农组织和世界卫生组织)对“实质性等同(substantialequivalence)原则”进行了这样的定义：实质性等同是指转基因生物与自然存在的传统生物在相同条件下进行性状表现的比较，比较的内容包括生理性状、分子特征、营养成分、毒素含量和过敏原等是否具有等同性。如果实质上是相同的，就应该将转基因
23、生物与传统生物同样对待，视为安全。知 识 构 建转基因生物的安全性 转基因生物：利用基因工程技术改 变基因组成的动植物、微生物转基因成果环境保护医药卫生农牧业方面转基因生物安全性食物安全生物安全环境安全理性看待基因技术，正确的伦理舆论导向，社会监督、法规建立应 用 探 究 如今，从土豆、草莓到西红柿，各种各样的转基因产品已经潜入寻常百姓家，有资料显示，我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来，有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如，1999年，美国康奈尔大学一科学家将转Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上喂食黑脉金斑蝶，4天后黑脉金斑蝶死亡
24、率达44%，而对照组无一死亡，研究者认为该转基因玉米对生物有毒。(1)报道转基因作物大面积种植已达7年，食用转基因食品的人群至少已有10亿之多，至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食品是安全的，试分析原因_。(2)自1983年转基因作物在美国问世以来，用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。2001年全球转基因作物的种植面积达到5000万公顷。试问：转基因产品到底有什么优势？_。(3)有人认为转基因生物会造成基因污染，危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的？_。解析 本题主要考查了转基因食品的安全性问题。转基因食品虽然导入了外源生物的基因，但是为人类所利用的仍然是其中所含的营养物质，而不
25、是基因。转基因作物与天然作物相比，由于导入了抗病、抗虫、抗逆等基因，因而更具有生长优势，而且可以减少农药化肥的使用，有助于环保。对于转基因生物的安全性，本来就是一个探究中的争论问题，因而不需固定答案，只要合理即可。答案(1)转基因食物被煮熟之后，细胞就被破坏了，进入人肠胃系统后，基因被消化成小分子物质而失去遗传作用。我们所吃的转基因改良谷物是长期人工选择的结果，人们食用后并没有不适和影响健康。转基因食品仅是农作物品种中加入一两个对人类无害的已知性状的基因等(2)可缩短育种时间；可定向改造生物的性状；可提高粮食产量，解决粮食问题(3)转基因生物中含的外源基因可能会通过杂交在环境中传递，可能会由此产生的超级杂草、超级害虫以及其他超级动物等，使得生物多样性受到破坏(只要合理即可)
