课件22张PPT。专题4:生物技术安全性和伦理问题转基因生物的安全性珠海市实验中学 周树奇一、转基因成果令人叹为观止 1.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功. 现代基因工程的创始人P·伯格（美国,1926－）在1960年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的遗传基因引入动物体内，以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？1972年，伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子，首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。 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. 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6－MPDR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:生物制药已经成为21世纪的朝阳产业. 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（GM－CSF）、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。 (3)转基因动物方面:受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞,科学家又在培育生长迅速、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 (3)转基因植物方面: 预防乙肝不用打针，只要吃几个西红柿就行。这可不是玩笑，中国农科院生物技术研究中心经过十年研究，培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试，明年有望上市。
抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜，不但可以直接食用，还可以榨成汁或炒菜吃，对人体没有任何毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍，食用抗乙肝西红柿，虽不能治愈乙肝，但一年只吃几个，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿上市后将论个出售，每个售价大概在２元左右吃西红柿能防乙肝?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、抗逆等全心形状的农作物.基因一旦被改动，一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化；另一方面，转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递。 转基因技术的安全性问题外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会激活原癌基因？
转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？
是否会造成生态学灾难？
人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？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: a.对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调空机制都了解的相当有限; b.转移的基因虽然是功能一直的基因,但不少是异种生物的基因; c.外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的.(2)转基因生物与食物安全 a.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; b.不必担心转基因食物安全性的理由: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;没能足够的证据证明转基因食物有问题; (3)转基因生物与生物安全 a.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”; b.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,花粉传播的距离有限、存活时间有限; (4)转基因生物与环境安全 a.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蜜蜂,再经过食物链传递; b.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;三、理性看待转基因技术 a.趋利避害,而不能因殪废食 b. 建立相应的法规,如1993年制定的<基因工程安全管理办法>和2002年颁布的 <农业转基因生物标识管理办法> 课件11张PPT。专题4:生物技术安全性和伦理问题珠海市实验中学 周树奇关注生物技术的伦理问题一、克隆技术引发的伦理问题克隆人二、设计试管婴儿引发的伦理性问题 什么是“试管婴儿”？
体外受精技术,俗称“试管婴儿”，目前是世界上最广为采用的生殖辅助技术。“试管婴儿”并不是真正在试管里长大的婴儿，而是从卵巢内取出几个卵子，在实验室里让它们与男方的精子结合，形成胚胎，然后转移胚胎到子宫内，使之在妈妈的子宫内着床，妊娠。正常的受孕需要精子和卵子在输卵管相遇，二者结合，形成受精卵，然后受精卵再回到子宫腔，继续妊娠。所以“试管婴儿”可以简单地理解成由于实验室的试管代替了输卵管的功能而称为“试管婴儿”。尽管体外受精原用于治疗由输卵管阻塞引起的不孕症，现已发现体外受精对由于宫内膜异位症（endometriosis），精子异常（数目异常或形态异常）引起的不孕症，甚至原因不明性不孕症都有所帮助。研究显示一个周期治疗后的妊娠率在40％左右，出生率稍微低一点。我国第一例试管婴儿 試管嬰兒簡圖:三胞胎试管婴儿1男2女 三、基因检测引发的伦理性问题 什么是基因检测?
??????基因检测是从血液或从其他体液和细胞检测一个人的DNA的技术。基因检测可以诊断疾病，也可以用于疾病风险的预测。疾病诊断是用基因检测技术检测引起遗传性疾病的突变基因。目前应用最广泛的基因检测是新生儿遗传性疾病的检测，遗传疾病的诊断和某些常见病的辅助诊断。目前有一千多种疾病可以通过基因技术做出诊断。 ??????近年非常令人兴奋的是预测性基因检测的开展。利用基因检测技术在疾病发生前发现疾病发生的风险，提早预防。目前已经有20多种疾病可以用基因检测的方法预测。 ??????检测的时候，先把受检者的基因从血液或其他细胞中提取出来。然后用可以识别可能存在突变的基因的引物和PCR技术将这部份基因复制许多倍。复制后，有许多方法可以判断这部分基因是否存在突变。方法有：有特殊标记物的突变基因探针方法、酶切方法和基因序列检测的方法等。1.基因检测的优点 通过基因检测可以及早采取预防的措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的.2.基因检测引发的问题及解决的办法(1)问题: (2)解决的办法: 对于基因歧视现象,可以通过正确的科学知识传授,伦理道德教育,立法得以解决.①目前人类对基因结构及基因间相互作用尚缺乏足够的认识,要想通过基因检测达到预防疾病的目的是困难的; ②基因检测结果本身会给受检者带来巨大的心理压力; ③个人基因资讯的泄露会造成基因歧视.课件18张PPT。专题4:生物技术安全性和伦理问题禁止生物武器珠海市实验中学 周树奇 引言:有一部描写日本“731部队”的国产影片，它所反映的是一个真实的故事。1940年这个部队驻扎在离哈尔滨市20公里的平房地区，他们拿活人作实验，残害了无数的爱国志士和抗日的同胞。这支部队又叫“细菌部队”。他们使用的“陶瓷炸弹”，也就是我们所说的“生物武器”。什么是生物武器呢？ 一、生物武器 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?2.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:鼠疫菌,霍乱,伤寒,炭疽病毒:天花病毒,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是生物武器？非典病毒:针对我国的基因武器? 二、生物武器的性能及其防护1.生物战剂的使用方法 (1)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。 (2)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。 (3)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。2.生物武器的伤害作用 (1)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 ); (2)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. (3)生物武器的杀伤特点:(Ⅰ) 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。 (Ⅱ) 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 (Ⅲ) 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。 (Ⅳ) 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。 (Ⅴ) 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。 (4)对生物武器的防护:（一）、发现 ? ?敌人使用生物武器时，一般会出现一些异常现象，如能及时发现，可减少或避免其危害。1、 施放迹象 ? ?飞机低空飞行时尾部有云雾或撒下其它杂物；炸弹爆炸时，弹坑周围有粉末或水珠残迹；昆虫、小动物出现的数量与季节、场所反常等。 ? ?2、发病情况 ? ?在短时间内发现大批症状相同的病人、病畜；发生当地少见的疾病或出现发病季节反常等现象。 （二）、防护措施 ? ? 1、对生物战剂的防护措施与对毒剂的防护基本相同。人员戴防毒面具、防疫口罩能保护呼吸道不吸入生物战剂气溶胶；穿防毒衣、防疫服或采用扎“三口”的方法能保护皮肤免受带菌昆虫叮咬。 ? ? 2、 人员在生物战剂污染区内行动时，根据生物战剂的类型，提前进行免疫接种和个人防护，遵守在污染区内的行动规则。 ? ? 3、 发现病人时，要立即报告，及时隔离。?
?4、 对污染的房屋、器皿要用福尔马林或过氧乙酸进行熏蒸，也可用通风方法进行消毒灭菌；对服装可用煮沸或用高锰酸钾溶液浸泡等方法灭菌。 ? ? 5、 杀虫、灭鼠。杀虫可用打、捕、烧、熏或喷洒杀虫剂（敌敌畏、敌百虫）等方法。灭鼠可采用药杀或打、捕、挖、灌等方法。使用药物时，应注意安全，妥善处理带菌昆虫和动物尸体。 ? ? 无论是敌投的还是当地的昆虫、鼠类，都是生物战剂传播的媒介物，均能传播多种疾病。所以，平时对当地的鼠类和有害昆虫也要经常进行灭杀，以减少战时生物战剂可能利用的传播媒介。 ? ? 防生物武器和防化学武器不同点是：1、污染区内活动时需先免疫接种。??2、污染物、服装要消毒。3、杀虫、灭鼠，尸体烧掉或深埋。4、发现传染病要立即报告防疫部门。 (5)生物武器情况及于其它武器比较 1、美军生物武器已经公布装备的“标准”生物战剂有，黄热病、委马脑炎、炭疽杆菌、Q热立克次体、肉毒杆菌毒素、葡萄球菌肠毒素、结核菌、伤寒菌、技天花病毒、鼠疫杆菌等。 ? ? 2、每平方公里导致50%死亡率的成本，传统武器为2000美元，核武器为800美元，化学武器为600美元，而生物武器仅为1美元。生物武器的极端是基因武器，只需20克超级基因武器，就足以使60亿地球人死于非命。生物武器又叫“穷国的核武器”。 三、禁止生物武器公约 1972年4月10日,苏联,美国,英国分别签署了<禁止生物武器公约>; 1998年11月25日中国也加入了这一公约. 练习： 1、生物战剂是指在战争中使＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿通常分为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、生物战剂侵入人体的途径有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿。 人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素细菌、立克氏体、衣原体、病毒、真菌和毒素误食皮肤接触昆虫叮咬吸入3.1972年4月10日,苏联,美国,英国分别签署了-------------------------------- -------------------------中国也加入了这一公约.禁止生物武器公约1998年11月25日
