单元素能提升四
主干知识理脉络
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材
复习与提高
1.这一事实提示我们,转基因事件,即打破生殖隔离、进行物种间基因转移的现象在自然界中原本就是存在的。转基因技术只是人类利用聪明才智发明出来的、对作物进行更有预见性和更准确的定向改造,其实是对自然界中生物进化规律的学习和模仿。
2.(1)综合评价,第2组和第3组实验的成功率相近,远比第1组的成功率高;第2组和第3组实验相比,从部分阶段的成功率来看,第3组的成功率比第2组的高,这可能是因为胚胎细胞分化程度越低,恢复其全能性相对越容易。
(2)一方面是为了证明操作技术的可行性,另一方面这两组作为第1组的对照,证明了高度分化的乳腺上皮细胞也可以恢复全能性,同时还可以比较不同分化程度的胚胎细胞表达全能性的差异。
(3)该数据说明,目前克隆技术还不成熟,成功率相当低,所以如果用来克隆人的话,可能会孕育出有严重生理缺陷的克隆人(提示:克隆人面临的伦理问题有很多,但基于该实验数据这样回答即可)。
3.(1)优势在于编辑少量细胞就可以对遗传病患者进行治疗,治疗的结果还可以遗传给后代。
(2)对人类胚胎进行基因组编辑会带来非常多的伦理问题。从技术层面及人类对基因的认知来看,这一技术潜藏着难以预测的、巨大的不确定性和风险,一旦失去控制,可能导致携带新的致病基因、具有严重生理缺陷等个体的产生。从权利、责任等层面来看,对人类胚胎进行基因组编辑存在权利由谁行使和责任由谁承担等问题。从社会公平层面来看,这一技术可能诱发一些不公平现象,如基因歧视、由少数人控制人类等。除此之外,还存在如果这一技术发展成熟,可能会被某些集团或个人滥用,如“设计完美婴儿”,从而破坏人的自然本质;可能改写人类的进化方向,违背后代的自决权等诸多伦理问题。
(3)提示:学生在讨论这一问题时,应该明确以下内容。对人类胚胎进行基因组编辑为治疗人类遗传病提供了新的路径,具有一定的发展前景与应用空间,对探索生命奥秘和促进医学发展是有好处的。但是,由于目前该技术存在一系列安全风险和伦理问题,大多数国家研究人员的共识是:鼓励开展基因组编辑技术的基础研究、临床前研究以及在体细胞层面的临床研究,但禁止将对胚胎细胞进行基因组编辑的技术应用于临床。
4.提示:本题具有开放性,学生可以发表不同的观点,但发表的观点必须有证据支持。
基础排查过三关
第1关:测基础 判正误
1.通过转基因技术生产药物只能利用转基因微生物。( )
2.转基因抗虫植物能抗病,种植过程中可以不施农药。( )
3.理性看待转基因技术,就是听之任之,不管不问。( )
4.为了维护消费者对转基因产品的知情权和选择权,需对转基因生物产品及其加工品加贴标注,以方便消费者自主选择。( )
5.克隆人的过程遵循孟德尔的遗传规律。( )
6.克隆人实验可能会存在流产率高、胎儿畸形率高等问题。( )
7.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”技术没有什么不同。( )
第2关:练规范 强素养
1.(教材P101“正文”)对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域,这是因为微生物有哪些优点?
2.(教材P102“相关信息”)在转基因研究工作中,我国科学家将来自玉米的α 淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,其原因是什么?
3.(教材P103“正文”拓展)转入生长激素基因的鱼生长速度快,饵料转化率高。但鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼存在生态安全性问题,我国科学家只将三倍体的转基因鱼投入自然系统。请根据材料思考回答下列问题:
(1)转基因鱼成功的物质基础是什么?
(2)试从保障生态安全性方面分析只投放三倍体鱼的原因。
4.(教材P105“思维训练”)转基因食品是否安全是人们争论的焦点。有人说,一种转基因食品,只有证明它是安全的,才可以食用;有人说,一种转基因食品,如果没有证据表明它不安全,就可以食用。对某种转基因食品而言,证明它安全与证明它不安全,哪个获取所需证据的难度大?为什么?
5.(教材P106“正文”拓展)生殖性克隆的原理是什么?
6.(教材P107“思考·讨论”拓展)治疗性克隆与生殖性克隆的主要区别是什么?
7.(教材P107“思考·讨论”节选)克隆人与细胞核供体之间是什么关系?以血缘为纽带的人伦关系会因克隆人的到来而消亡吗?
8. (教材P112“思考·讨论”节选)在战争中,为预防敌方使用生物武器,你认为参战部队采取的最有效措施是什么?请简述这一措施的原理。
第3关:做高考 攀顶峰
[2021·北京卷]社会上流传着一些与生物有关的说法,有些有一定的科学依据,有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是( )
A.长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素
B.转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒
C.消毒液能杀菌,可用来清除人体内新冠病毒
D.如果孩子的血型和父母都不一样,肯定不是亲生的
单元素能提升四
基础排查过三关
第1关:测基础 判正误
1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.×
第2关:练规范 强素养
1.答案:微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。
2.答案:由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性,因而可以防止转基因花粉的传播。
3.答案:(1)各种细胞生物都以DNA分子作为遗传物质。
(2)三倍体鱼不能繁殖,可以人工控制养殖数量和范围,避免发生杂交、竞争,引起生态危机。
4.答案:证明转基因食品安全(没有任何危害),比证明转基因食品不安全更难。因为要证明它不安全,只要找到它存在一种危害的证据就可以。要证明它安全,则需要把所有可能造成的危害,以及潜在的风险全部排除才可以,而这样的工作难度非常大,几乎是不可能完成的。在逻辑学上证明某事物不存在是非常困难的。
5.答案:动物细胞的细胞核具有全能性。
6.答案:在治疗性克隆中获得的早期胚胎用于获得胚胎干细胞,然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的细胞、组织和器官;在生殖性克隆中获得的胚胎则通过胚胎移植移植到母体的子宫内,由母体孕育出婴儿。
7.答案: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。
8.答案:最有效的措施是接种常见病原体的疫苗,目的是使参战人员体内产生相应的抗体。
第3关:做高考 攀顶峰
解析:维生素会受到高温破坏,加热、光照、长时间储存等都会造成维生素的流失和分解,A正确;转基因抗虫棉对非靶标生物无毒性,B错误;消毒液只能杀死表面的病毒细菌,但无法清除体内的病毒,C错误;如果孩子的血型和父母都不一样,也可能是亲生的,如A型血和B型血的父母也可以生出O型血的孩子,D错误。
答案:A第4章 生物技术的安全性与伦理问题
第1节 转基因产品的安全性
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
知识点一 转基因成果令人叹为观止
1.转基因微生物
(1)对微生物进行基因改造的原因:微生物的________和________简单、生长繁殖________、对环境因素________和容易进行________________。
(2)转基因酵母菌减少了________________的生成,缩短了啤酒的发酵期。
(3)用基因工程技术构建__________来生产氨基酸、药物等。
2.转基因动物
(1)将________基因、__________________基因等转入动物体内,培育了生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。
(2)将某些________的基因导入动物体内,培育了抵抗相应病毒的动物新品种。
(3)建立了某些人类疾病的____________。
3.转基因植物
(1)科学家已经培育出了大批具有________、________、________和________等新性状作物。利用转基因技术显著抑制番茄中________酶的活性和________的生成量,从而培育成了转基因耐储藏番茄。
(2)我国批准发放了转基因__________、__________、__________和________等作物的生产应用安全证书。
(3)硕果累累的转基因成果在带给人们喜悦的同时,也促使人们关注转基因生物的________问题。
知识点二 对转基因产品安全性的争论
1.争论的原因
(1)原本是自然造就的生命形式被人为改造后出现了________。
(2)人们所生活的国家或社会不同,具有不同的____________,对转基因技术就会产生不同的________。
2.争论的方面
在____________等方面发生激烈的争论。
知识点三 理性看待转基因技术
1.我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的,就是研究上要大胆,坚持________;推广上要慎重,做到________;管理上要严格,坚持依法监管。
2.建立相应法规,如国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,国家有关部门制定实施了《农业转基因生物安全评价管理办法》《农业转基因生物标识管理办法》等,这些法规的制定既维护了消费者对转基因产品的________和________,又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的________。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.通过转基因技术生产药物只是转基因微生物方面的应用。( )
2.转基因抗虫植物也抗病,种植过程中可以不施农药。( )
3.种植的转基因植物中以大豆和玉米最多,其次是转基因棉花和油菜。( )
4.高产青霉素菌株属于转基因成果。( )
5.对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得成果最多的领域。( )
6.转基因啤酒酵母可以减少啤酒酵母双乙酰的生成。( )
7.人类疾病的转基因动物模型可以模拟疾病的发生和发展过程。( )
8.种植转基因植物不会造成基因污染而影响野生植物的遗传多样性。( )
9.转基因生物的研究和利用不会对人类产生任何不利的影响。( )
第1节 转基因产品的安全性
知识梳理·填准记牢
知识点一
1.(1)生理结构 遗传物质 快 敏感 遗传物质操作 (2)啤酒酵母双乙酰 (3)基因工程菌
2.(1)生长激素 促生长激素释放激素 (2)抗病毒 (3)转基因动物模型
3.(1)抗虫 抗病 抗除草剂 耐储藏 乙烯形成 乙烯 (2)棉花 番木瓜 水稻 玉米 (3)安全性
知识点二
1.(1)全新特征 (2)价值观取向 见解
2.转基因食品的安全性
知识点三
1.自主创新 确保安全
2.知情权 选择权 安全性
知识应用·强化落实
1.× 提示:转基因植物、动物、微生物均可用来生产药物。
2.× 提示:转基因抗虫植物由于有了外源抗虫基因,所以可以抵抗害虫,但不一定能抵抗其他病原体。
3.√
4.× 提示:高产青霉素菌株属于诱变育种的成果。
5.√ 6.√ 7.√ 8.× 9.×第1节 转基因产品的安全性
课堂互动探究案
课程标准
1.举例说出日常生活中的转基因产品。
2.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。
素养达成
1.通过辩论会理性地、负责任地参与讨论转基因生物的安全性。(科学思维)
2.坚持正确的社会舆论导向,理性看待转基因生物的安全性。(社会责任)
设疑激趣
世界上首例转基因植物——转基因烟草诞生时,人们惊呼:“人类有了一双创造新生物的上帝之手。”从此,科学家便开始挥舞着“上帝之手”,创造出一个个神奇的转基因生物。伴随着转基因产业的蓬勃发展,有关转基因产品的安全争议也一直此起彼伏。面对逐渐出现在田间、超市、餐桌上的转基因产品(如图),有人欣然接受,有人断然拒绝,更多的人则是困惑迟疑。为什么人们对转基因产品存在争议?这些争议的焦点在哪里?我们应如何正确地认识转基因产品?
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂
学习主题一 对转基因产品安全性的争论
活动1 阅读下列材料,思考回答下列问题:
如今,从土豆、草莓到西红柿,各种各样的转基因产品已经进入寻常百姓家,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:美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因玉米花粉撒在苦苣菜上,喂食非靶生物黑脉金斑蝶,4天后黑脉金斑蝶死亡率达44%,而对照组无一死亡,研究者认为该转基因玉米对非靶生物有毒。
1.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了5 000万公顷。试问:转基因技术到底有什么优势?
2.据报道,转基因作物大面积种植已达多年,食用转基因食品的人群至少已有10亿之多,至今没有证明转基因食品不安全的任何实例,说明转基因食品是安全的。试分析原因。
3.通过基因工程,科学家已经培育出了许多具有抗虫、抗病、抗除草剂等全新性状的农作物。但也有人对转基因产品的安全性提出了疑问,试从正反两方面阐述你对这一问题的认识。
4.假如外源基因是转移到农作物的叶绿体DNA上的,能通过花粉传播吗?为什么?
5.科学家将玉米的α 淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中能防止转基因花粉的传播,这是为什么?
活动2 为什么转基因食物可能会出现滞后效应?
[特别提醒]
(1)在生产和生活的某些方面,人类已离不开转基因技术成果,因此应充分利用其优点,同时关注并限制其缺点。
(2)在转基因技术中,所转移的只是自然界中已存在的外源基因,它不会改变生物原有的分类地位,只能说是具有某种新特征的同一物种。
(3)辨别“实质性等同”与“滞后效应”。
①实质性等同是指在转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变,就可以认为与天然品种“没有差别”。
②滞后效应
a.转基因植物的DNA经过重组后,有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质。
b.转基因农作物所表达的某些蛋白质,可能会潜移默化地影响人的免疫系统,从而对人体健康造成隐性的伤害,食用者在过了若干年或者一两代之后,问题才显现出来。
1.转基因生物的优缺点分析
优点 缺点
①解决粮食短缺问题 ②减少农药使用,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可能产生新病毒或新过敏原 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可能干扰生态系统的多样性
2.基因污染
(1)概念:基因污染是指人工组合的基因通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种,并成为后者基因的一部分。
(2)途径
①转基因植物的相关基因通过花粉传播而进入附近的野生植物或邻近的非转基因农作物。
②转基因作物在自然条件下存活并发育成为野生的、杂草化的转基因植物。
③土壤微生物或动物肠道微生物吸收转基因作物后获得外源基因。
3.引发争论的原因
(1)由于科学发展水平的限制,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)转移的基因虽然是功能已知的基因,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位往往是随机的,因此在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果。
4.转基因产品引发的安全性争议
争论 焦点 反对者观点 赞成者观点
食物 安全 ①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; ②担心会侵犯宗教信仰者或素食者的权益 ①多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全; ②科学家负责任的态度可以防止新的过敏原产生; ③尚未发现因食用转基因食物而影响人体健康的实例
生物 安全 ①可能成为“入侵的外来物种”; ②可能重组出有害病原体; ③有可能使杂草成为除不掉的“超级杂草” ①转基因农作物生命力有限,扩散到种植区外,会很快死亡; ②要表现出被赋予的新性状,必须具有一定的条件和种植技术; ③由于生殖隔离,难以与其他植物杂交; ④花粉传播距离有限,存活时间有限
环境 安全 ①打破物种原有界限,改变生态系统中的能量流动和物质循环; ②重组的微生物可能造成二次污染; ③有毒蛋白或过敏蛋白可能通过食物链进入其他动物和人体内 ①转基因并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; ②转基因抗虫作物的种植可减少农药的使用; ③抗除草剂作物的种植,可保护农田土壤环境
1.(学业水平一、二)下列哪项不是转基因的成果?( )
A.耐储藏番茄 B.高产青霉素菌株
C.转基因抗虫棉 D.巨型小鼠
2.(学业水平一、二)下列叙述中,不属于转基因生物可能存在安全性问题的原因的是( )
A.对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限
B.所转移的基因有不少来自异种生物
C.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
D.DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”
3.(学业水平三、四)下列关于转基因生物安全性的叙述中,错误的是( )
A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害
C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提
D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上
4.(学业水平三、四,不定项选择)抗逆转基因作物的培育与推广给社会带来的巨大效益是( )
A.在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
B.减少了化学农药对环境的污染和人畜的危害
C.减少了化肥的制造和使用量,有利于环境保护
D.使得作物在不良环境下更好地生长,提高产量
学习主题二 理性看待转基因技术
活动1 阅读下列资料,思考并回答下列问题:
资料1:转基因作物的现状:科学研究表明,运用转基因技术能够培育出高产、优质、多抗、高效的作物新品种。美国是转基因技术的发祥地,也是转基因技术最为先进、应用最为广泛的国家。据报道,美国大豆和玉米生产中的90%以上已经转基因化,转基因大豆也已用于制作数百种食品,食用油、糖果和人造黄油都应用了转基因产品。原先对转基因作物持强烈反对态度的欧盟,也已批准种植多种转基因作物。国际农业生物技术应用服务组织统计数据表明,28个国家种植了转基因作物。联合国粮农组织2011年公布的数据显示,世界市场上82%的棉花和75%的大豆都已经转基因化。
资料2:各国对转基因作物严格监控:为加强对转基因作物安全性的监管,美国立法规定,每一种转基因食品上市前要经过农业部、环保部、药管局三个部门的审查。欧盟和世界其他实施转基因生物标识制度的国家,大都也设置了标识阈值。我国也已形成根据国情并与国际惯例相衔接的法律法规、技术规程和管理体系。2001年,国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,农业部和国家质量监督检验检疫总局先后制定了5个配套规章,发布了转基因生物标识目录,建立了研究、试验、生产、加工、经营、进口许可审批和标识管理制度;国家农业转基因生物安全委员会发布了62项转基因生物安全技术标准,按照实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请安全证书5个阶段进行安全评价。2007年,卫生部制定了《新资源食品管理办法》。
1.资料是认同转基因作物还是反对转基因作物?
2.根据资料并联系基因工程的有关内容,讨论转基因作物的价值。
3.我们应如何正确对待转基因技术取得的成果?
4.探讨从哪些方面保证理性看待转基因技术。
5.你认为怎样做才能体现出对转基因食品的理性态度?
活动2 生物技术与其他高新技术一样,也同样是把“双刃剑”,它既可以造福人类,也会带来一些负面影响,针对媒体所报道的某些负面效应,你还敢吃转基因食品吗?说明理由。
[易错警示]
(1)通过转基因技术构建的抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒,而不可以抵抗所有的病毒,并且不能抗虫。
(2)引入外来物种≠增加生物多样性:如果引入的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响,可能会引起生物多样性的锐减。
(3)转基因生物具有危害≠阻止技术的发展:应用正确的态度对待转基因技术,不能因为可能的危害而阻止技术的发展。
1.理性看待转基因技术的原因
(1)生物技术和其他科学技术一样具有两面性,是一把双刃剑,既能推动社会发展和技术进步,也可能带来灾难。
(2)社会的发展总是和技术的发展密切联系,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,同时尽量避免灾难。
2.理性看待转基因技术
(1)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)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危害性,要趋利避害,而不能因噎废食。
(3)完善相应的法律法规,利用法制手段确保转基因生物的安全性。
(4)我国保证转基因食物的安全性的监控和预防措施
①立法监控是保证转基因生物安全的有力措施。
②多环节监控。转基因农作物研究、从实验室走向大田试验各阶段以及产品商品化都有相应法规进行严格的监控,只有在每一阶段试验获得认可证书后,才可进入下一阶段。
1.(学业水平一、二)面对转基因技术的利弊,正确的做法是( )
A.坚决抵制转基因生物
B.不加区分,全盘接受
C.应停止有关的实验
D.趋利避害,不能因噎废食
2.(学业水平一、二)下列关于转基因技术的叙述中,错误的是( )
A.科学家应科学地认识,评估和利用转基因产品
B.社会公众在购买相关产品时应享有知情权
C.转基因生物有可能被用于制造生物武器
D.转基因产品的研究和利用不会影响生态系统的稳定性
3.(学业水平三、四)现在转基因技术已经相当成熟了,前不久美国批准转基因三文鱼进入市场,旨在利用生物技术提升水产产业,不过这种转基因三文鱼目前只能在加拿大和巴拿马饲养。关于转基因技术下列说法正确的是( )
A.转基因技术的原理是DNA分子杂交
B.转基因技术的应用解决了人类史上很多难题,是有利无害的
C.现在很多转基因食品包装都有警示标志,就是提示潜在的安全性
D.转基因食品比传统食品营养更丰富,因此在不久之后转基因食品会替代传统食品
4.(学业水平三、四,不定项选择)我国科学家运用基因工程技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达,培育出了抗虫棉。下列叙述正确的是( )
A.载体中的启动密码子对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少
B.重组DNA分子中增加一个碱基对,不一定导致毒蛋白的毒性丧失
C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物,从而造成基因污染
D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
强化落实·学业达标——归纳·提升·素养
网 络 建 构
主 干 落 实 1.对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域。 2.可用基因工程菌工业化生产氨基酸、药物等。 3.生活的国家或社会不同决定了人们具有不同的价值观取向,对转基因技术就会产生不同的见解,对食品的安全性等方面发生激烈的争论。 4.制定相应的法规和政策,最大程度保证了转基因技术和转基因产品的安全性。
高效课堂·实践运用——随堂·巩固·达标
1.下列关于转基因生物和转基因食品的认识中,合理的是( )
A.转基因食品对人体一定有害
B.转基因食品有益人体健康
C.转基因生物对生态环境的危害可以忽略不计
D.公众需要对转基因生物和转基因食品的安全予以高度关注
2.下列不属于公众对转基因生物在食品安全方面存在的担忧的是( )
A.食品安全检测存在滞后效应
B.可能出现新的过敏源
C.可能重组出新的病原体
D.导致农作物的营养成分改变
3.转基因植物的营养成分可能发生改变的根据是( )
A.部分DNA发生了重组
B.某一基因可以控制合成不同的蛋白质
C.重组DNA控制一种蛋白质的合成
D.有些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化
4.农业部颁布的《农业转基因生物标识管理办法》中要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注,其目的是( )
A.警告消费者,不要随意购买
B.维护消费者的知情权和选择权
C.告诉消费者,可放心购买
D.无任何实际意义
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。跟踪调查还发现,这种转基因玉米除直接食用外,还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题:
(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,请列举出两条理由:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(2)用转基因玉米加工的食品被摆在超市货架上,生产厂商应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“本产品为__________________加工制成,但本产品中________________________”。
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材
(一)从社会中来
提示:经过国家相关部门审批、已经上市的转基因产品,原则上是安全的。我们应该理性地看待转基因产品的安全性问题。
(二)到社会中去
提示:学生根据实际调查的情况回答。
(三)思维训练
证明转基因食品安全(没有任何危害),比证明转基因食品不安全更难。因为要证明它不安全,只要找到它存在一种危害的证据就可以。要证明它安全,则需要把所有可能造成的危害,以及潜在的风险全部排除才可以,而这样的工作难度非常大,几乎是不可能完成的。在逻辑学上,证明某事物不存在是非常困难的。
(四)练习与应用
概念检测
1.B
2.C
拓展应用
提示:这里所谓的“传统作物”是指由传统育种方法培育的非转基因作物。传统的育种方法有杂交育种、诱变育种等,从本质上讲,它们与转基因育种并没有区别。杂交育种能够进行种内和近缘物种间基因的转移,诱变则是人为制造突变,为育种提供更多的基因选择,它们的盲目性强,因此育种时间长。转基因育种可以突破种间的生殖隔离,能够在任意物种间进行基因的转移,且操作更准确、成功率更高,也能更好地利用丰富的基因资源。不能用口味、颜色或大小等指标来判断一种作物是否是转基因作物。天然植物本来就多种多样,不同品种杂交就可能出现新的性状。例如,甜玉米、彩椒、紫薯等都是通过杂交育种培育的,培育过程中并没有用到转基因技术。也不能用害虫是否喜欢吃或有没有害虫吃来判断一种作物是否是转基因作物,因为不同转基因作物转入的基因是不同的,如果转入的是抗虫基因,那么目标害虫可能会被杀死;如果转入的并非抗虫基因,那么转基因作物在预防虫害方面就不会有特殊的作用。综上所述,习题中摘选的网络上的说法都不可靠。
第1节 转基因产品的安全性
夯基提能·分层突破
学习主题一
【师问导学】
活动1
1.提示:①可定向改造生物的性状;②可提高粮食产量,解决粮食问题等。
2.提示:①转基因食物被煮熟之后,细胞就被破坏了,进入人的消化系统后,基因被分解成小分子物质而失去遗传作用;②人们食用转基因食品已有若干年了,但食用后对于人的安全没有可见的威胁;③转基因食品仅仅是在农作物中加入一两个对人类无害的已知性状的基因。(只要合理即可)
3.提示:转基因产品是安全的:①多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食品的安全;②转基因农作物要表现其新性状,必须有一定的条件;③种植抗虫转基因农作物,可减少农药用量。转基因产品是不安全的:①可能会出现新的过敏原;②导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交,从而重组出对人类或其他生物有害的病原体;③重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物,可能会对人类生活环境造成二次污染。
4.提示:不能。因为叶绿体DNA存在于细胞质中,精原细胞通过减数分裂形成的精子几乎不含细胞质,不含有叶绿体DNA。
5.提示:由于α-淀粉酶基因控制合成的淀粉酶能分解淀粉,阻止花粉中淀粉的储藏,使花粉失去活性。
活动2
提示:转基因食物的DNA经过重组,有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质;转基因农作物所表达的某些蛋白质,可能潜移默化地影响人的免疫系统,而对人体健康造成隐性伤害,食用者在过了若干年或一两代之后,问题才显现出来。
【过程评价】
1.解析:科学家利用转基因技术显著抑制番茄中乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量,从而培育成了转基因耐储藏番茄,A正确;高产青霉素菌株是通过诱变育种获得的,B错误;转基因抗虫棉是将苏云金杆菌中的Bt基因转入棉花体内获得的,C正确;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,D正确。
答案:B
2.解析:由于科学发展水平的限制,目前科学家对基因结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等了解得相当有限,与题意不符,A错误;转移的基因虽然是功能已知的基因,但不少却是异种生物的基因,可能会带来安全隐患,与题意不符,B错误;由于外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的,因此转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果,引发人们在食物安全、生物安全和环境安全等问题,与题意不符,C错误;在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体,人们可以根据需要选择使用,不可能是争论的原因,与题意相符,D正确。
答案:D
3.解析:对转基因食品只是要求标注“转基因××”等字样,并没有在转基因食品标签上警示性注明可能的危害,B错误。
答案:B
4.解析:抗逆转基因作物是指通过基因工程技术使农作物具有抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病毒、抗干旱、抗盐碱等),因此抗逆转基因作物的培育和推广在一定程度上可以使农作物摆脱土壤和气候条件的限制,使得作物在不良环境中更好地生长,提高产量,同时还可以减少农药的使用量,减轻对环境的污染和对人畜的危害。但是抗逆作物不能固氮,不会使土壤中无机盐的含量增加,因此不可能减少化肥的制造和使用量。
答案:ABD
学习主题二
【师问导学】
活动1
1.提示:认同,但对转基因作物的研发和推广要严格监管。
2.提示:转基因作物比普通作物抗逆性强、产量高、生化品质好,能为人们提供质优、价廉、营养价值高的食物等。
3.提示:在生产和生活的某些方面,人类已离不开转基因技术成果,因此应充分利用其优点,同时关注并限制它们的缺点。
4.提示:①正确的社会舆论导向:人们对科学发展产生不同见解是正常的社会现象,正确的舆论导向对科学技术的发展起促进作用。②社会监督:建立良好的社会监督机制是减少转基因技术负面作用的有效措施。③建立相应的法律法规:完善的法律法规是保证转基因技术健康发展的重要措施。
5.提示:趋利避害,不能因噎废食。例如,对顺利经过安全性检测并处在有关部门监管之下的转基因食品放心消费,对来源不明的转基因食品持谨慎态度。
活动2
提示:不敢再吃转基因食品了。理由:①担心安全性检测不全面。②担心出现滞后效应,合成出有潜在毒性的蛋白质。③担心出现新的过敏原。④担心出现营养成分改变。
敢吃转基因食品。理由:①转基因食品经过了严格的安全检测。②仅极少数品种中出现了导致人体过敏的蛋白,并已被科学家销毁。③至今未发现因食用转基因食物而影响人体健康的实例。(答案合理即可)
【过程评价】
1.解析:理性看待问题的实质是既看到有利的方面又不回避不利的方面。转基因技术有利有弊,我们对待它应趋利避害,不能因噎废食。
答案:D
2.解析:为了保障现代生物技术的安全性,需要开展风险评估、预警跟踪等措施,A正确;为了加强对农业转基因生物的标识管理,保护消费者的知情权,我国对农业转基因生物实行了标识制度,B正确;转基因生物有可能被用于制造“生物武器”,C正确;转基因技术打破了自然界物种原有的界限,有可能影响生态系统的稳定性,D错误。
答案:D
3.解析:转基因技术的原理是基因重组,A错误;转基因技术的应用解决了人类史上很多难题,但既有有利的一面,也有弊端,B错误;现在很多转基因食品包装都有警示标志,就是提示潜在的安全性,C正确;转基因食品和传统食品各有优缺点,转基因食品不会替代传统食品,D错误。
答案:C
4.解析:基因工程的关键步骤是构建基因表达载体,基因表达载体由启动子、目的基因、标记基因和终止子等部分组成,可见启动子、终止子等非编码区的调控序列对于抗虫基因在棉花细胞中的表达是不可缺少的,A错误;重组DNA分子中增加一个碱基对,可能位于非编码区,不一定会导致毒蛋白的毒性丧失,B正确;抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘物种,从而造成近缘物种也有抗虫基因,该近缘物种再通过授粉会造成基因进一步扩散和污染,C正确;转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对棉铃虫的抗性来确定的,D错误。
答案:BC
高效课堂·实践运用
1.解析:转基因食品对人体一般无害,目前还没有转基因食品有害的报道,A错误;转基因食品对人体健康一般无影响,B错误;转基因生物对生态环境的危害不能忽略不计,C错误;公众需要对转基因生物和转基因食品的安全予以高度关注,D正确。
答案:D
2.解析:转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。综上所述,A、B、D不符合题意,C符合题意。
答案:C
3.解析:转基因农作物尽管只是部分DNA发生了重组,但是有些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化,这可能会导致转基因农作物营养成分的改变。
答案:D
4.解析:加贴标注的目的是维护消费者的知情权和选择权,帮助消费者自行选择购买。
答案:B
5.解析:(1)转基因生物不会对当地生物多样性构成威胁,有以下理由:转基因生物虽然具有某些新的性状,但其生命力没有人们想得那么强,扩散到种植区以外时,会很快死亡;转基因生物的种植需有一定的水、肥等条件,以及配套的种植技术;转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离,难以进行自然杂交;许多植物花粉的传播距离有限,花粉存活时间有限,具有受精能力的时间更短。(2)2002年,我国农业部颁布了《农业转基因生物标识管理办法》,要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注,以方便消费者自主选择,保护消费者的知情权。
答案:(1)①玉米与其他植物之间存在生殖隔离 ②玉米的花粉传播距离有限(答案合理即可) (2)消费者的知情权 转基因玉米加工品(制成品) 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第2、3节 关注生殖性克隆人 禁止生物武器
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
知识点一 关注生殖性克隆人
1.生殖性克隆人面临的伦理问题
(1)生殖性克隆和治疗性克隆
①生殖性克隆:指通过克隆技术产生________________。
②治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定的________________,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的。
(2)对生殖性克隆人研究的不同见解
①有人认为应该允许研究:生殖性克隆人有它自己内在的____________;现在人们的伦理道德观念是可以____________的。
②多数人对此项研究持否定态度:有伦理学家认为生殖性克隆人“____________”;还有伦理学家认为,生殖性克隆人是人为地制造在________和________上都不健全的人,严重地违反了人类________。
③很多生物学家认为克隆技术还不成熟:构建________成功率低,胚胎移植到子宫后着床率低、流产率高、胎儿畸形率高和出生后死亡率高。即使有个体活过了幼年期,也可能________。
2.我国禁止生殖性克隆人
(1)我国政府不________、不________、不________、不________任何生殖性克隆人实验。
(2)我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题,主张对治疗性克隆进行________和________。我国颁布了相关法规,以保证________的研究在有关规定下进行。
3.警惕用新技术研究生殖性克隆人
(1)化学诱导多能干细胞生殖性克隆
①小鼠成纤维细胞小鼠________细胞―→克隆鼠。
②从技术上讲,利用人的iPS细胞克隆人是可能的。
(2)人类基因组编写计划
①“人类基因组编写计划”:希望________________________。
②应用和风险:该计划将使培育出用于移植的________成为可能,还会加速________的研发;如果合成出人类的基因组,就可能造出“________”人类或者拥有相同________的“克隆人”。
知识点二 禁止生物武器
1.生物武器的种类及特点
(1)种类:包括________类、________类和________类。
(2)特点:①致病能力强,攻击范围广;②可以直接通过__________、____________和__________等散布,经由__________、__________和__________等侵入人、畜体内。
2.对生物武器的威胁,不能掉以轻心
(1)有一些恐怖组织或个人在试图寻找各种大规模杀伤性武器,而生物武器相对容易____________,也便于____________和____________,一旦被利用,产生的危害是巨大的。
(2)转基因技术使得制造新型的致病菌成为可能。这些人类从来没有接触过的致病菌,可能让大批受感染者突然发病,而又________,这样施放者便会造成敌方公众极度恐慌,致使受害国一切活动瘫痪。
(3)禁止生物武器的公约
①1972年4月10日,苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止试制、生产和储存并销毁细菌(生物)和毒剂武器公约》(简称________________)。
②中国在任何情况下________、________、________生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.对人的生殖性克隆和治疗性克隆我国都是禁止的。( )
2.人类的化学诱导多能干细胞只能分化成组织器官,不可能克隆出婴儿。( )
3.人类基因组编写计划与人类基因组计划是一回事。( )
4.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”是一回事。( )
5.生物武器可通过吸入、误食、接触带菌物品,被带菌昆虫叮咬等侵入人体。( )
6.我们对待生物武器的态度是坚决禁止生物武器。( )
第2、3节 关注生殖性克隆人 禁止生物武器
知识梳理·填准记牢
知识点一
1.(1)独立生存的新个体 细胞、组织和器官 (2)发展规律 改变 有违人类尊严 心理上 社会地位 伦理道德 重构胚 早亡
2.(1)赞成 允许 支持 接受 (2)有效监控 严格审查 干细胞
3.(1)iPS (2)合成人类的整个基因组 人体器官 疫苗 无父母 基因组
知识点二
1.(1)致病菌 病毒 生化毒剂 (2)食物 生活必需品 带菌昆虫 呼吸道 消化道 皮肤
2.(1)获得 携带 施放 (2)无药可医 (3)《禁止生物武器公约》 不发展 不生产 不储存
知识应用·强化落实
1.× 提示:我国禁止生殖性克隆人,对治疗性克隆主张有效监控和严格审查。
2.× 提示:人类的iPS细胞能够克隆出婴儿。
3.× 提示:人类基因组计划是测定人类的基因组,人类基因组编写计划是合成人类的基因组。
4.× 提示:“设计试管婴儿”需在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断,以筛选出符合特殊要求的胚胎。而“试管婴儿”对胚胎检测的目的是质量检查,一般不进行遗传学诊断。
5.√ 6.√第2、3节 关注生殖性克隆人 禁止生物武器
课堂互动探究案
课程标准
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。
3.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重威胁与伤害。
4.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。
素养达成
1.关注生物技术的伦理问题,积极参与有关热点讨论。(科学思维)
2.生物技术引发的伦理问题应符合大多数公众的价值观念,遵循本国的道德规则和法则;向人们宣传生物武器给我国及其他国家的人们曾经带来的危害,关爱生命,远离战争。(社会责任)
设疑激趣
1996年,随着克隆羊“多莉”的诞生,动物克隆技术取得重大突破,克隆猪、克隆牛等克隆动物不断问世。2001 年,科学家成功克隆出人的胚胎,这让人们仿佛看到以往仅存在于科幻作品中的克隆人越来越近。然而,你能想象,如果有一天走在路上,迎面走来多位通过克隆技术产生的一模一样的“你”时(如图),将会是怎样的一种情境呢?
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂
学习主题一 克隆技术引发的伦理问题
活动1 阅读下列资料,思考并回答下列问题:
克隆羊“多莉”的问世,在全世界引发了一场大讨论,其中关于治疗性克隆的问题也成为人们关注的焦点。下图所示为人类治疗性克隆的大概过程。
1.结合上图分析,人类治疗性克隆主要涉及哪些生物技术?
2.图中哪部分细胞是胚胎干细胞?图中胚胎干细胞能分化成各种组织细胞是否能体现细胞的全能性?为什么?
3.治疗性克隆与生殖性克隆中胚胎的处理方式相同吗?
活动2 思考并回答下列问题:
1.一男子患有白血病,后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?
2.伦理学家和科学家看待克隆人的角度有什么不同?
3.若克隆人出生了,应该怎样正确对待?
4.科学家用自己的一个体细胞进行克隆,克隆出的一定是科学家吗?
[特别提醒]
(1)动物克隆时受体细胞的选择:在进行动物克隆时,一般要选择去核的卵母细胞作为受体细胞,这是因为卵细胞体积大,易操作,且含有诱导体细胞核表达全能性的因子。
(2)治疗性克隆的技术原理是利用干细胞具有强大的多方向分化潜能和自我更新能力。
(3)克隆技术尚不成熟的表现有重构胚胎成功率低,移植到母体子宫后胚胎着床率低、流产率高、胎儿畸形率高,出生后死亡率高,正常个体极少等。
[易错警示]
治疗性克隆与生殖性克隆中处理胚胎的方式不同:
(1)治疗性克隆:在早期胚胎中获得胚胎干细胞,诱导胚胎干细胞分化出所需要的特定组织或细胞。
(2)生殖性克隆:获得的胚胎移植到母体的子宫内,由母体孕育出婴儿。
1.克隆人的分类
克隆根据其目的和水平不同,可分为治疗性克隆和生殖性克隆。
(1)所谓治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定细胞或组织(如皮肤)等用于治疗性移植。
过程图示:
(2)生殖性克隆是指将克隆技术用于生育,即用于产生动物(或人类)个体。
①原理:动物(或人)体细胞核的全能性。
②过程图示:
2.克隆人的培育过程
3.治疗性克隆和生殖性克隆比较
比较 治疗性克隆 生殖性克隆
不同点 概念 是指利用克隆技术产生特定细胞或组织(上皮组织、神经组织或肌肉组织等)等用于治疗性移植的克隆性技术 指利用克隆技术获得胚胎,并将胚胎孕育成为人类个体的克隆性技术
目的 治疗人类疾病 繁殖新个体
操作水平 细胞或组织水平 个体水平
相同点 都属于无性生殖,产生新细胞、新组织
4.克隆的分类
(1)分子水平上的克隆:指DNA复制,如PCR扩增产生相同的基因、表达载体进入受体细胞或生物中自我复制得到大量完全相同的目的基因都属于克隆。
(2)细胞水平上的克隆:如通过细胞培养由亲代细胞分裂形成遗传物质相同的很多细胞或某些组织、器官;单克隆抗体的制备;单细胞生物如细菌、酵母菌进行分裂生殖等。
(3)个体水平上的克隆:指由基因型完全相同的两个或更多个体组成的群体,如体细胞核移植、胚胎分割移植等产生的新个体。
1.(学业水平一、二)生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点,又有本质的区别。下列相关叙述错误的是( )
A.两者都涉及体细胞核移植技术
B.前者为了产生新个体,后者为了治疗疾病
C.前者面临伦理问题,后者不会面临伦理问题
D.我国允许生殖性克隆动物,但禁止生殖性克隆人
2.(学业水平一、二)下列有关克隆人的说法,错误的是( )
A.克隆人是一种无性生殖方式
B.克隆人证明了人体细胞的细胞核具有全能性
C.在现有克隆技术条件下,成功率为100%
D.克隆人和供体并不完全一致
3.(学业水平一、二)下列有关生殖性克隆人的说法,正确的是( )
A.生殖性克隆人利用了动物体细胞的全能性
B.我国政府的态度是禁止一切克隆技术
C.治疗性克隆严重违反生物伦理
D.生殖性克隆人冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念
4.(学业水平三、四,不定项选择)下列关于治疗性克隆和生殖性克隆的说法,正确的是( )
A.使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆
B.将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫发育成婴儿的过程属于生殖性克隆
C.治疗性克隆属于无性生殖,生殖性克隆属于有性生殖
D.治疗性克隆和生殖性克隆技术均需要使用动物细胞培养技术
学习主题二 设计试管婴儿
活动1 你是否支持设计试管婴儿?为什么?
活动2 试管婴儿与设计试管婴儿的过程有什么不同?试管婴儿与克隆技术分别属于哪种生殖方式?
活动3 人的“基因身份证”具有什么特点?其特点是由什么原因决定的?
活动4 试管婴儿与设计试管婴儿的区别与联系
项目 设计试管婴儿 试管婴儿
区别 技术手段 多了胚胎移植前进行________这一环节 不需进行________
实践应用 用于患致命血液病等疾病的治疗 解决________
联系 二者都是____________,体外进行早期胚胎发育,再进行________,从生殖方式上应为________生殖
[易错提醒]
克隆人、试管婴儿与设计试管婴儿的辨析
(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受精作用,属于典型的有性生殖,只是受精过程和早期胚胎发育发生在体外。
(3)设计试管婴儿技术重在设计,“设计”是指进行遗传学诊断,包括诊断血型、性别和HLA等,且“设计”的时间应在胚胎移植之前。
1.试管婴儿与设计试管婴儿
两者概念及过程
①试管婴儿:将精子和卵子从人体中取出来,在人工提供的生活条件下(通常在试管中)进行受精,并让体外受精的受精卵在试管中发育,再把发育到一定阶段的胚胎移植到“代孕母亲”的子宫内,继续发育直至诞生。过程如上图中①②⑤。
②设计试管婴儿:建立在试管婴儿培育的技术基础上,在早期胚胎移入母体子宫之前,对胚胎进行遗传学诊断,如诊断血型、诊断性别、诊断HLA的类型等,有选择性地把胚胎植入母体子宫,以达到生出所需类型婴儿的一种技术手段。过程如上图中①②③④⑤。
2.试管婴儿与克隆人的比较
一般过程 实质 说明
试管婴儿 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 有性生殖 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
克隆人 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 体细胞繁殖,属于无性生殖 克隆过程证明了动物细胞核的全能性
1.(学业水平一、二)为解决不孕夫妇的生育问题而诞生的试管婴儿与设计试管婴儿的区别是( )
A.前者根据愿望设计婴儿性别
B.前者在操作过程中需要对基因进行检测
C.后者可以根据需要取用婴儿的造血干细胞
D.后者可以根据需要取用婴儿的器官
2.(学业水平三、四)生物技术革命的浪潮席卷全球,带来了巨大的经济和社会效应,也在不断挑战着伦理道德的底线。请根据下列各种情况,回答有关问题:
(1)试管婴儿技术:“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵子取出在体外完成受精,并培养使其发育到如图所示的时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它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:
①图中所示时期是胚胎发育的________期。
②A试管婴儿,B试管苗,C克隆羊,这三者可以说是现代生物科技的杰出成果,它们的诞生所依据的生物学原理最接近的是________(填字母)。
③现在大多数人反对设计婴儿性别,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)胚胎分割技术:可解决良种动物快速大量繁殖的问题。对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意________________,否则将影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育,如需做性别鉴定,还需从________细胞取样做DNA分析。
学习主题三 禁止生物武器
活动1 思考并回答下列问题:
1.生物武器与其他常规武器的主要区别是什么?
2.与常规武器相比,生物武器受自然条件的影响较大的原因是什么?
3.对待生物武器,我们必须形成何种明确的立场?
活动2 结合以下资料探究生物武器的特点。
资料1:某些生物战剂只需少量病原体侵入人体,就能引起发病,如几十个野兔热杆菌侵入人体就能致病。某些生物战剂,如鼠疫杆菌等,有很强的传染性,在一定条件下能在人与人之间传播,长期流行。
该资料说明了生物武器致病力强,多数具有________。
资料2: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。
该资料说明了生物武器________________。
资料3:生物战剂气溶胶无色无味,加之多在黄昏、夜间、拂晓、多雾时秘密施放,不易被人发现;呼吸、饮食、皮肤接触、昆虫叮咬等都可传播。
该资料说明了生物武器________,________。
资料4:生物战剂致病需经几小时至几天的时间,在这期间被感染的人不会很快减弱工作能力。
该资料说明了生物武器具有一定的________期。
资料5: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。
该资料说明了生物武器受________影响大。
[易错警示]
1.生物战剂侵入人体的四条途径
(1)吸入:生物战剂污染空气,通过呼吸道吸入,感染致病。
(2)误食:食用被生物战剂污染的水、食物而得病(如霍乱、痢疾等)。
(3)皮肤接触:生物战剂如炭疽杆菌、鼠疫杆菌,可以直接或间接经过皮肤、黏膜、伤口进入人体。
(4)昆虫叮咬:人被带有生物战剂的昆虫叮咬后,会因血液被污染而患病。
2.生物战剂的致病症状
生物战剂侵入人体后,会出现发热、头痛、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。
1.生物武器的概念
生物战剂及施放它的武器、器材总称为生物武器。生物战剂是指在战争中使人、畜致病,毁坏农作物的微生物及毒素。
2.生物武器的杀伤特点
(1)致病力强,多数具有传染性:某些生物战剂只需少量病原体侵入人体,就能引起发病,如几十个热杆菌侵入人体就能致病。某些生物战剂,如鼠疫杆菌等,有很强的传染性,在一定条件下能在人与人之间传播,长期流行。
(2)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。
(3)不易被发现:生物战剂气溶胶无色无味,加之多在黄昏、夜间、拂晓、多雾时秘密施放,不易被人发现。
(4)有一定的潜伏期:生物战剂致病需经几小时至几天的时间,在这期间被感染的人不会很快减弱工作能力。
(5)传播途径多:呼吸、饮食、皮肤接触、昆虫叮咬等。
(6)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。
3.生物武器的局限性
(1)生物武器主要指病原微生物,所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。
(2)还受地形、风向等多种条件影响。
(3)生物武器使用不易控制,使用不当可危害己方安全。
4.生物武器与其他武器的最大区别
生物武器拥有生命力,能够在宿主体内繁殖,并随宿主移动散布到不同地方。
1.(学业水平一、二)生物武器种类多样,下列不太可能用于制造生物武器的是( )
A.病毒 B.毒品
C.致病菌 D.生化毒剂
2.(学业水平一、二)接种过疫苗的人,在遇到同样的生物战剂(用于战争的病原微生物或毒素)时,仍然要再次接种疫苗,原因是( )
A.这些人已丧失免疫力
B.这些人体内没形成记忆细胞
C.原来的接种不成功
D.这些病原微生物突变快,变异性强
3.(学业水平一、二)下列关于《禁止生物武器公约》的叙述,不正确的是( )
A.不发展、不生产生物武器
B.反对生物武器及其技术和设备的扩散
C.不储存生物武器
D.可储备少量的生物武器,以备急用
4.(学业水平三、四,不定项选择)关于生物武器的相关叙述,正确的是( )
A.生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌
B.生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品等散布到其他地方
C.经过基因重组的生物武器可能使受害国居民感染而施放者不易感染
D.世界各国达成协议仅允许少数国家保存和使用生物武器
强化落实·学业达标——归纳·提升·素养
网 络 建 构
主 干 落 实 1.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。 2.治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的。 3.我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。 4.生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类。 5.中国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。
高效课堂·实践运用——随堂·巩固·达标
1.有的伦理学家反对克隆人的原因是( )
A.克隆人不是正常的个体
B.克隆人的技术性问题无法得到解决
C.克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念
D.大多数人对克隆人的研究持否定态度
2.生物武器具有传染性强的特点,针对这一特点,下列哪项是应对生物武器的无效措施( )
A.提前接种和个人防护
B.发现病人,立即报告,及时隔离
C.注意切断传播途径
D.只注意环境消毒,不注意动植物灭菌
3.生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,会引起人们对它安全性的关注,也会与伦理道德发生碰撞。关于生物技术的安全性与伦理问题,下列说法正确的是( )
A.转基因技术本身是中性的,但产品需要安全性评价
B.只要有证据表明产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
C.可以运用重组DNA技术进行生殖性克隆人研究
D.利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性,是因为人体不会对他们产生免疫反应
4.现代生物技术在造福人类的同时,也可能引起一系列的安全性和伦理问题,回答以下有关问题:
(1)我国对农业转基因生物实行了标识制度,维护了消费者对转基因产品的________权和________权。
(2)生物武器包括________、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。
(3)“设计试管婴儿”的胚胎,可在8~16个细胞阶段移植,并在植入前取胚胎的一个细胞进行某些________。
(4)对于“基因身份证”,反对者认为:通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重,而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现________的风险,因此没有必要进行基因检测。
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材
第2节
(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,这里不赘述。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
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。
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入母体前,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,再把胚胎植入母体。一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”;如果人体细胞进入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。
第3节
(一)从社会中来
因为生物武器的传染性极强,传播途径多、速度快,危害强、时间长,杀伤范围大,它便于携带和施放,不容易被人发觉,而且难防难治,所以它对人的心理震慑作用大,容易制造恐慌。
(二)思考·讨论
1.与常规武器相比,生物武器的传播具有如下特点:传播途径多;传播方法简单,使用方便;传播时具有潜伏期。生物武器可以通过向目标地散播苍蝇、跳蚤、蚊子等携带病原菌的动物使人感染,或直接污染水源、食物,或通过信件等传播。生物武器可以随身携带,使用时不需要其他相关设备和装置,使用后一般也不会留下痕迹。多数生物武器传播的是传染病,传染病一般具有潜伏期,早期不易被发现,所以更容易大面积暴发。
2.提示:用于制造生物武器的致病菌、病毒等本质上是生物,可以进行大量的自我复制。一个人受到这些生物武器伤害后,可以传染很多人,其危害程度难以估量;生物武器更容易伤害大量平民等。
3.对这两类武器的杀伤力不应进行简单的量化比较,有些常规武器的杀伤力也特别大。生物武器容易被恐怖主义势力掌握,也容易伤及无辜平民,违反人道主义精神,有时连使用者都无法控制其传播疾病的范围,所以许多国家禁止研发生物武器。
(三)练习与应用
概念检测
1.B
2.A
拓展应用
提示:这种未知病原体可能来自其他动物或者拥有高科技的实验室、由某些科学家制造出来,还有可能是在自然界中经过突变产生的。由于该疾病是新发疾病,人体对这种未知病原体没有免疫力,如果它被用来制造生物武器,传播的速度可能会非常快,带来的后果将是非常严重的,所以人类应该加强医疗体系的应变能力,这样在新疾病暴发时,能够尽早找到诊断方式并开始研究治疗方法、研制疫苗等。
第2、3节 关注生殖性克隆人禁止生物武器
夯基提能·分层突破
学习主题一
【师问导学】
活动1
1.提示:体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎干细胞培养及诱导分化等技术。
2.提示:图中囊胚期胚胎的内细胞团细胞(④)是胚胎干细胞。不能。因为图中胚胎干细胞最终来源于细胞核移植形成的重组细胞,所以图中胚胎干细胞能分化成各种组织细胞体现的是细胞核具有全能性。
3.提示:不同。治疗性克隆获得的早期胚胎主要用于获得胚胎干细胞,然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的组织或细胞;在生殖性克隆中获得的胚胎则通过胚胎移植到母体的子宫内,由母体孕育出婴儿。
活动2
1.提示: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干细胞。
2.提示:伦理学家主要从伦理学、社会学和心理学角度看待克隆人,而科学家更多地是从科学的可行性和科学意义的角度看待克隆人。
3.提示:我们没有必要去追究他是出于什么目的被克隆出来的,也没有必要去争论该成果有什么科学价值,而应该把克隆人当作我们社会中的一个普通成员,尊重他的人权、人格。要用他做实验时,必须征得他自愿同意,绝不能伤害他的身心健康。我们应该以平常心态看待克隆人,使克隆人获得和我们一样的生存和发展条件。
4.提示:不一定是科学家,克隆出的新个体必须接受良好的后天教育,才有可能成为科学家。
【过程评价】
1.解析:生殖性克隆和治疗性克隆都涉及体细胞核移植技术,A正确;生殖性克隆就是以产生新个体为目的的克隆,治疗性克隆用于治疗疾病,B正确;生殖性克隆和治疗性克隆都涉及伦理问题,我国政府不允许进行任何生殖性克隆人实验,也同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题,C错误;我国允许生殖性克隆动物,但禁止生殖性克隆人,D正确。
答案:C
2.解析:克隆是一种无性繁殖技术,将人体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,然后将其在体外卵裂形成的胚胎移植到母体子宫中,便能发育成克隆人。因此克隆人证明了人体细胞的细胞核具有全能性,但克隆人和供体并不完全一致,要受细胞质中少数遗传物质的控制,同时还要受环境的影响。现有克隆技术尚不成熟,重构胚胎成功率低。
答案:C
3.解析:生殖性克隆人是通过体细胞核移植技术获得的,体现的是动物细胞核的全能性,而不是动物体细胞的全能性,A项错误;我国政府的态度是禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆,B项错误;治疗性克隆可为患者提供可移植的细胞、组织或器官,避免了免疫排斥,解除病人痛苦,并未违反伦理道德,C项错误;生殖性克隆人可以不通过两性的婚育便产生后代,冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念,D项正确。
答案:D
4.解析:利用胚胎干细胞诱导分化的细胞、组织、器官治疗疾病的克隆是治疗性克隆,故使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆,A正确;利用克隆技术获得胚胎,并将胚胎孕育成为个体的过程为生殖性克隆,故将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫发育成婴儿的过程属于生殖性克隆,B正确;生殖性克隆和治疗性克隆均属于无性生殖,C错误;由分析可知,治疗性克隆和生殖性克隆过程都需利用动物细胞培养技术,D正确。
答案:ABD
学习主题二
【师问导学】
活动1
提示: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严格审批。它不宜推广,并要严防滥用。
活动2
提示:与试管婴儿培育过程相比,设计试管婴儿多了遗传学诊断。试管婴儿的生物学原理是有性生殖(又称体外受精技术),克隆技术的生物学原理是无性生殖(又称体细胞核移植技术)。
活动3
提示:“基因身份证”具有特异性。几乎没有完全相同的两张基因身份证,即使是同卵双胞胎也有细胞质基因的细微区别和受环境影响导致的基因突变等区别。其特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的。
活动4
提示:遗传学诊断 遗传学诊断 不孕不育 体外受精 胚胎移植 有性
【过程评价】
1.解析:试管婴儿是将精子和卵子从人体中取出,让其完成体外受精,并让体外形成的受精卵在试管中发育,最后将发育至一定阶段的胚胎移植到母体子宫内继续发育。设计试管婴儿是在试管婴儿培育的基础上,在胚胎移植入母体子宫之前,根据实际需要来设计婴儿的性别和进行基因检测等遗传学的诊断,也可以提供所需的造血干细胞,但不能取用器官,因为这是违法和违反伦理道德的行为。
答案:C
2.解析:(1)①此时期的特点是含有一个腔,即囊胚腔,所以称为囊胚期。聚集在胚胎一端,个体较大的细胞称为内细胞团。②试管婴儿的受精卵是在体外受精形成的,而其他发育过程还是在体内完成的,因此试管婴儿是正常有性生殖的结果;试管苗和克隆羊都是利用体细胞核具有发育成完整生物体的潜能进行无性生殖的结果。③大多数人认为滥用设计试管婴儿技术如设计婴儿性别等引起性别比例失调,违反了伦理道德。(2)因为囊胚期的内细胞团细胞分布并不均匀,因此要注意均等分割;滋养层将来发育成胎盘和胎膜,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,从滋养层取细胞进行检测对胚胎发育影响小。
答案:(1)①囊胚 ②BC ③破坏了人类正常性别比例,违反了伦理道德
(2)对内细胞团均等分割 滋养层
学习主题三
【师问导学】
活动1
1.提示:具有生命力,能够在宿主体内繁殖,并随宿主移动散布到不同地方。
2.提示:病原微生物的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。
3.提示:关于生物武器,必须形成明确的立场:不论在何种情况下,生物武器的生产、储存和使用都将对受害国的民众,以及所有爱好和平的人们造成极度的恐慌和致死危害。
活动2
提示:资料1:传染性 资料2:污染面积广 资料3:不易被发现 传播途径多 资料4:潜伏 资料5:自然条件
【过程评价】
1.解析:生物武器的种类有病毒、致病菌、生化毒剂等,不包括毒品。B错误,A、C、D正确。
答案:B
2.解析:根据题意可知,接种过疫苗的人,通过体液免疫就会产生相应的记忆细胞,但是这种记忆细胞只能识别这一种抗原,因此当这些抗原发生变异后,原先的记忆细胞将不能识别,因此需要再次接种,D正确。
答案:D
3.解析:1998年6月27日,中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中,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:D
4.解析:生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等,A正确;生物武器可以直接或者间接通过食物、生活必需品等散布,B正确;经过基因重组的生物武器,是经过定向改造之后产生的,因此可能使受害国居民感染而施放者不易感染,C正确;为了世界和平,各国共同努力达成协议,即不允许任何国家保存和使用生物武器,D错误。
答案:ABC
高效课堂·实践运用
1.解析:有的伦理学家认为克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。
答案:C
2.解析:因为生物武器具有传染性强的特点,为防止其传播,除注意环境消毒,切断传播途径外,还要注意对动植物灭菌,以及保护易感者。
答案:D
3.解析:转基因技术本身是中性的,但转基因产品可能有利,也可能有害,因而需要进行安全性评价,A正确;科技是把双刃剑,要发展有利的一面,限制有危害的一面,不能因噎废食,B错误;要禁止生殖性克隆人,可以发展研究治疗性克隆人,C错误;转基因技术制造的新型致病菌的致病能力、传染能力以及抗药能力等大幅增强,导致其危害性增大,D错误。
答案:A
4.解析:(1)我国对农业转基因生物实行了标识制度,维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权。(2)生物武器是以生物战剂杀伤有生力量和破坏植物生长的各种武器、器材的总称,生物武器包括致病菌、病毒,生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)“设计试管婴儿”的胚胎在植入前应进行遗传学诊断,确保婴儿的健康。(4)对于“基因身份证”,反对者认为:通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重,而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现基因歧视的风险,因此没有必要进行基因检测。
答案:(1)知情 选择 (2)致病菌 (3)遗传学诊断
(4)基因歧视