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生物选修三复习导纲提纲
(七)专题四生物技术的安全性和伦理问题【课前导学】1.1972年美国斯坦福大学的柏格第一次获得成功2.转基因的重要成果微生物方面,把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功,随后,便出现了具有重要经济价值的各种,如可以清除污染的假单孢杆菌等转基因动物方面,受到转基因巨型获得成功的鼓舞,科学家又在培育生长迅速、营养品质优良的转基因、方面,不断取得辉煌成就同时,科学家还把转基因动物变成转基因植物方面,目前,科学家已经培育出了大批具有、、、抗除草剂等全新性状的农作物3.在转基因生物中,有时候会出现意想不到的后果及原因1对基因的、基因间的以及基因的都了解得相当有限;2转移的基因虽然是功能已知的基因,但不少是的基因;3外源基因插入宿主基因组的部位往往是4.转基因生物与食物安全,1转基因食物引起食物安全性问题的理由安全性检测问题、担心出现效应、担心出现新的、担心改变2不必担心转基因食物安全性的理由多环节、严谨的,可以保证转基因食物的安全;科学家的可以防止新过敏源的产生5.转基因生物可能会扩散到种植区以外,成为,可能会成为“”,威胁生态系统中其他生物的生存;可能与细菌或病毒重组出对人类或其他生物有害的;有可能使杂草成为除草剂除不掉的“”6.转基因生物打破了自然物种的原有界限,改变了生态系统的和,重组微生物的生命活动可能对人类的生物环境造成,转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜂蜜,再经过传递7.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,转基因抗虫作物的种植,减少了的使用量,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8.基因检测引发的问题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的目的是有困难的;2基因检测结果本身会给受检者带来巨大的;3个人基因资讯的泄露会造成9.生物武器的种类1致病菌2病毒3重组基因技术制造的全新致病菌4神经毒剂10.转基因生物中,有时会出现一些人们意想不到的后果,转基因生物引发人们在和三个方面发生了激烈的争论【总结归纳】
4.1转基因生物的安全性
一、我国为了保证转基因食物的安全性,都采取了哪些监控和预防措施?
(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》、《转基因农产品安全管理临时措施》和《农业转基因生物标识管理办法》等法规
(2)多环节监控转基因农作物研究、从实验室走向大田试验各阶段,以及产品商品化都有相应法规或规定进行严格的监控,只有在每一阶段试验获得认可证书后,才可进入下一阶段比如,大田试验就分为
①中间试验阶段,
②环境释放阶段,
③生产试验阶段
(3)安全评价内容具体而严格食物安全性评价内容营养成分是否改变?是否存在抗营养因子?是否存在毒性、过敏性蛋白等环境安全评价内容转基因植物是否变得易得病?对周围植物有什么影响?是否可能变成杂草?会不会把外源基因转移给其他生物等
二、转基因生物会不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?可能性不大,但要提高警惕随着时间的推移,人们发现这类危险似乎不大,因为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;转基因生物从实验室到自然界释放,都要经过一系列安全评价、审批此外,还有相关法规监控但是,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的原有动态平衡,或者加剧环境污染,或者危害其他动植物、人体的健康的危险仍要提高警惕
三、何谓外来物种入侵?为什么外来物种入侵会造成严重的危害?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外来物种入侵的危害有
(1)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,通过对植被的生长和结构的影响,从而造成物质循环和能量流动的改变又如,外来的动物种类,由于它们的选择性觅食和破坏,也会造成物质循环和能量流动的改变物质循环和能量流动的改变会对生态系统造成严重破坏,比如,有人将美洲食人鲳引入,这一入侵物种就可能会对当地生态系统造成长久性的破坏
(2)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在全世界濒危植物名录中,大约有35%~46%是由外来物种入侵所造成的即入侵的外来物种可能会造成生物多样性减少
(3)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
(4)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又如豚草,它已在包括中国在内的许多国家泛滥成灾,而豚草的花粉是重要的过敏源豚草花粉引起的过敏反应称为“枯草热”,它已给许多国家人民的身体健康带来了严重的危害『复习策略』本节内容要注重于学习的过程,过程比单纯获得现成的结论更重要通过学习,不仅要加强对转基因生物安全性多层面多角度的关注,而且能以科学的态度予以思考,在态度取向上,“应该趋利避害,而不能因噎废食”──理性地看待转基因技术
4.2关注转基因技术的伦理问题
一、伦理学家和科学家看待克隆人的角度的区别伦理学家主要是从伦理学、社会学和心理学角度看问题,而科学家更多的是从科学的可行性和科学意义的角度看问题
二、为什么捐出一部分骨髓救治他人,不会给捐献者的身体健康造成损伤?所谓捐献骨髓,实际上只是从你的骨髓中分离出一部分造血干细胞供移植因为造血干细胞在人的骨髓中相对较多,而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,被分离走的那部分造血干细胞,很快就会被“补齐”因此捐献骨髓不会影响捐献者身体健康医生只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、分离过程,都是在设备良好的大医院中进行的,一般不会对捐献者造成意外伤害
三、为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿,“设计试管婴儿”有何区别?所谓“设计试管婴儿”,实际上就是指体外受精形成的胚胎(几个细胞期)在植入母体孕育前,根据人们的需要,将胚胎的一个细胞取出,进行某些基因检测当检测结果符合人们需要时,再把胚胎植入母体孕育一般我们所说的做试管婴儿,不必经过基因检测这一步骤
四、获得一张个人基因身份证有无必要?
(1)现在要对个人所有基因进行检测不现实因为还有不少基因没得到确定即使只是对个别或少数基因的检测,也不必每人都需要现在西方国家对某几种致病基因进行筛检时,接受测定的人也只是有这类遗传病家族史的个人,或这类疾病的高危个人目的是使他们能及早采取防范措施,如养成良好生活习惯、定期检查身体、适时手术等
(2)有某种致病基因,并不一定就会患病患某种疾病,往往不是由单一原因引起的况且已知人的很多疾病是多基因病,它是由遗传因素和环境因素共同决定的如果有良好的生活习惯等,往往可以使人避免患上某些遗传性疾病
(3)有许多疾病,测定其致病基因是相当困难的因此科学家认为不如测定其所表达的蛋白质更为快捷、有效
(4)基因检测给受试者造成的心理负担或压力必须考虑到特别是给出似是而非的结论之后,往往会使受试者无所适从
(5)现在记录有个人某些遗传信息的“身份证”已经出现,但仅仅是试验性质的至于说拿着它去看病,起码在可以预见的将来是言过其实
(6)将“基因身份证”上记录的信息和它的作用等问题弄清楚之后,才能决定要不要它比如,现在有的试验性基因身份证仅仅记录个人特有的某一对或某几对等位基因信息,它可能在验明正身方面起更大的作用,这类基因身份证要它也无妨『复习策略』本节内容既要了解到克隆技术、体外受精和胚胎移植技术,以及基因检测技术在人类生活中的积极作用,同时还要关注它们带来的有关伦理问题虽然这些问题目前在一定范围内还存在争议,但若干年以后,却是同学们在未来的生活中所要面对的,并与切身利益有一定的相关性第3节禁止生物武器
一、生物武器的特点主要有哪些?致命性、传染性强、生物专一性、面积效应大、危害时间长、难以发现等
(1)致命性、传染性强一旦发生病例,易在人群中迅速传染流行,造成人员伤亡,甚至造成社会恐慌
(2)生物专一性生物武器可以使人、牲畜感染得病,并能危及生命,但是不破坏无生命物体,例如武器装备建筑物等
(3)面积效应大现代生物武器可将生物战剂分散成气溶胶状达到杀伤目的这种气溶胶技术在适当气象条件下可造成大面积污染
(4)危害时间长在适当条件下,有的致命微生物可以存活相当长的时间,如Q热病原体在毛、棉布、土壤中可存活数月,球孢子菌的孢子在土壤中可以存活4年,炭疽杆菌芽胞在阴暗潮湿土壤中甚至可存活10年
(5)难以发现生物战剂气溶胶无色、无味,不容易发现,若在夜间或多雾时偷偷使用就更难及时发现目前主要的生物武器有6种炭疽杆菌、鼠疫杆菌、天花病毒、出血热病毒、兔热病杆菌和肉毒杆菌毒素『复习策略』通过本节内容的学习要能列举生物武器的种类,并能举例说出生物武器对人类带来的威胁对待生物武器的态度应明确而坚定──坚决禁止生物武器特别提醒病原生物的种类很多,为了达到快速恐吓敌人的目的,生物武器只会钟情于那些传染力强,致死迅速的微生物【典例反馈】例1.科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”,下列关于此种细菌的说法正确的是A.与一般细菌相比它体积特别巨大B.它是现在唯一能分解石油的细菌C.它同时能分解石油中的多种烃类D.与一般细菌相比,它繁殖速度极快【思路点拨】某些细菌是分解者,能利用如石油等有机物为自身提供生命活动的能量“超级细茵”是一种转基因细茵,“超级”是体现在分解石油这一功能上,它本身的结构与功能并没有明显改变【解】C【点评】转基因能使目的基因得以表达,表现出某一优良性状,但对受体本身的结构、功能影响、改变不大例2.下列哪项明显体现出了转基因生物引发的食物安全问题A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因,因而猪的生长速度快,个体大B.β胡萝卜素基因转入水稻得到转基因大米,其产量高,营养丰富C.转基因植物合成的某些新蛋白质,引起极个别人过敏D.让转基因牛为人类生产凝血因子,并在奶汁中提取【思路点拨】转基因技术给人类带来了许多可喜的成果,提高了食物种类和质量但转基因植物合成的某些新的蛋白质,引发极个别人过敏反应,这些新的蛋白质属于新的过敏源,属于转基因生物引发的食物安全【解】C【点评】A、B、D是转基因成果,C作为新过敏源值得担心,不能被题中“极个别”误导变式训练1下列关于转基因生物与环境安全的叙述错误的是A.重组的微生物在降解污染物的过程中产生二次污染B.种植抗虫棉可以减少农药的使用量,对环境没有任何负面影响C.如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白,可能会通过食物链传递到人体内D.转基因生物是具有某种新特征的同一物种,可能会破坏生态系统的稳定性变式训练2下列不属于转基因生物的优点的是A.解决粮食短缺问题B.减少农药的使用,避免污染环境C.增加食品营养,提高附加价值D.可能产生人体的抗原性物质变式训练3某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白质抑制剂,积累于茎叶中,让取食它的害虫的消化酶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,不符合生物学科学原理的是A.不安全,因为玉米的果实种子可能含蛋白酶抑制剂,人食用后因无法消化而患病B.不安全,因为蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体内表达,使人无法消化而患病C.安全,因为人与害虫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,玉米蛋白酶抑制剂已被破坏,不会影响人的消化【思考感悟】安全性问题关键要弄清事实依据与推理的关系,具有一定的开放性例3.生物武器的危害有传染性强的特点,针对这一特点,下列哪项不是防护生物武器的有效措施A.提前接种和个人防护B.发现病人,立即报告,及时隔离C.注意空气消毒,动植物本身具杀菌能力,不需消毒D.注意切断传播途径【思路点拨】生物武器为追求面积效应大,往往利用传染性强、毒性大的病原体以达到致命性广的目的本题涉及防护生物武器问题,传染性强的特点重点突出传染病的防治传染病传播需同时满足三个条件传染源、传播棼途径和易感人群传播途径包括空气、食物、动植物等【解】C【点评】防护传染性强的生物武器,既要注意环境消毒,又要注意动植物灭菌,因为动植物都可以成为传染源或传播途径变式训练4肉毒杆菌毒素发挥作用的本质是A.阻滞神经末梢释放乙酰胆碱B.阻滞神经元内局部电流的形成C.直接作用于肌肉细胞D.引起肌肉麻痹变式训练5基因武器与普通生物武器的区别是A.传染性强B.定向改变原有物种的遗传特性C.污染面广D.难以防治【思考感悟】关键弄清生物武器的种类、特性和传播途径【课堂反馈】
1、想要获得既高产又抗病毒、抗寒、抗旱、抗除草剂等多重优点的农作物,以下哪种方法能做到A.细胞融合技术B.转基因技术C.组织培养技术D.人工诱变
2、转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治在大田中种植转基因抗虫棉的同时,间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物,供棉铃虫取食这种做法的主要的是A.维持棉田物种多样性B.减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度C.使食虫鸟有虫可食D.维持棉田生态系统中的能量流动
3、关于转基因技术的应用,不正确的是A.可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性B.可以使用DNA重组的微生物,生产稀缺的基因药物C.可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器,使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质D.将不同生物的DNA进行转移和重组,可以创造出新物种
4、科学家运用转基因技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中,培育出抗虫效果很好的优质大白菜,减少了农药的使用量,减轻了农药对环境的污染下列说法正确的是A.DXT基因由8种核苷酸组成 B.DXT基因能在大白菜细胞中正常表达C.转基因大白菜培育的过程中,可以用灭活的病毒作为运载体D.转基因大白菜能抵抗各种病害虫
5、如果科学家通过转基因技术,成功改造了某女性血友病患者的造血干细胞,使其凝血功能全部恢复正常,那么预测该女性与正常男性结婚后所生子女的表现型为A.儿子、女儿全部正常B.儿子、女儿中各一半正常C.儿子全部患病、女儿全部正常D.儿子全部正常,女儿全部患病
6、在转基因生物或其产品研究过程中,必须遵循科学研究道德,其中不正确的是A.把重组DNA的转移仅限制在遗传上具有特定缺陷的生物上B.对用大肠杆菌作为转基因受体的菌株,限定必须使用在42℃便会死去的菌株C.对外源DNA要进行认真选择,避免产生对人体有害的或过敏的蛋白质D.一旦发现转基因生物出现了安全性问题,要马上停止试验,并销毁重组生物
7、全球种植量最多的转基因农作物是A.玉米和棉花B.油菜和棉花C.大豆和玉米D.大豆和油菜
8、(多选)目前,全球种植转基因农作物的国家已经有十几个,种植面积最大的前四个国家是A.中国B.美国C.阿根廷D.加拿大
9、(多选)设计试管婴儿利用了下列哪些技术手段A.体外受精技术B.胚胎移植技术C.植入前胚胎遗传学诊断技术D.转基因技术10.(多选)生物武器是指在战争中使人、畜致病,毁伤农作物的微生物及其毒素通常包括致病菌、立克次氏体、衣原体、病毒、真菌和毒素六大类根据它们的类型,预测下列属于生物武器危害性特点的是A.传播不受气候影响B.传染范围广C.传播途径多D.传染性强
11、目前,市面上有一种叫食人鱼的观赏鱼,原产亚马逊河,其雄性鱼体色鲜艳,个体较小,雌性鱼体色浅黄,个体较大食人鱼的繁殖速度快,食性复杂,性格极为残暴,猎物一旦被它咬到,溢出血腥,它就会疯狂无比,撕咬猎物直到剩下一堆骨头请回答
(1)食人鱼凶猛特性的形成是________________的结果
(2)食人鱼雄鱼体色鲜艳而雌鱼体色浅黄,这在生理学上称为___________________
(3)你认为食人鱼一旦进入我国江河湖泊,会对当地的生态环境造成怎样的影响?请分析说明
12、阅读以下材料,回答问题自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来,转基因鱼研究取得长足进步如转入生长激素(GH)基因的鱼生长速度快饵料转化率高但鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题最近,我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统
(1)转基因鱼成功的物质基础是
(2)已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质,若将人的GH基因转移到鱼体内,则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是
(3)转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率,以至生长高于非转基因鱼,蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼其可能的原因是
(4)鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,试分析引起生态安全性问题的原因是
(5)多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的,刘筠等最近培育成功的三倍体“湘云鲫”,其形成过程是,试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因是
13、仔细阅读下文,回答问题20世纪90年代中期,在美国加利福尼亚州,有一名19岁的姑娘安妮莎患了白血病,需要进行骨髓移植然而,安妮莎惟一哥哥的骨髓配型并不适合于她,同时在骨髓库中也找不到与她配型合适的骨髓在人们十分焦急的时候,安妮莎父母突发奇想再生一个配型合适的孩子为安妮莎提供骨髓然后,他们通过设计试管婴儿(植入前对胚胎进行遗传学诊断),如愿以偿地生下了一个配型适合于安妮莎的女婴,等这个女婴出生两个月后,就抽取其骨髓造血干细胞,移植给安妮莎,结果使安妮莎得救了2000年9月,又有一位名叫玛尼的女孩患上了一种致命的贫血病,需要进行造血干细胞移植,这个女孩的父母也通过设计试管婴儿的办法,生下了一位名叫安蒂姆的男婴,医生用其脐带血中造血干细胞挽救了玛尼的生命2002年初,英国一位名叫扎因·哈什米的3岁男孩患上了地中海贫血症,他的父母也是通过设计试管婴儿办法,用新生儿脐带血中的造血干细胞挽救了扎因的生命当该消息公布之后,马上又有6对夫妇提出类似申请,等待审批;另有10对夫妇对这种方法进行了咨询
(1)“设计试管婴儿”与“试管婴儿”有何区别?
(2)脐带血是新生婴儿脐带在被结扎后由胎盘脐带流出的血采集利用新生儿脐带血,可用于挽救生命的原理是什么?
(3)我国首家“生命银行”——协和脐血干细胞自体储存库正式向市民开放,家长可把孩子出生时的脐血放在这里零下196℃的液氮深低温罐中保存,当孩子日后万一患血液疾病或恶性肿瘤等症时,便可取出脐血为他移植治疗将脐血干细胞移植,与骨髓干细胞移植相比,脐血移植属于_______移植,从免疫学角度分析,它的优点有__________,并且不会因寻找适合骨髓的等待而延误治疗时机,医疗费用也较低生物选修三复习导纲提纲
(七)参考答案【课前导学】1.重组DNA2.重组微生物石油小鼠家禽、家畜生物反应器抗虫抗病抗逆3.1结构相互作用调控机制2异种生物3随机的4.1滞后过敏源营养成分2安全性评价负责态度5.野生种类入侵的外来物种病原体超级杂草6.能量流动物质循环二次污染食物链进行7.稳定性农药土壤环境8.1预防疾病2心理压力3基因歧视9.1鼠疫菌、霍乱、伤寒、炭疽、菌痢2天花病毒、动物痘病毒等3重组蜡状杆菌、重组流感病毒等4肉毒杆菌毒素10.食物安全生物安全环境安全变式训练1.B【解析】A、C是“担心安全”的观点,B、D是“不用担心安全”的观点,但B不能绝对,因为重组DNA存活时间及最终流向无法监控变式训练2.D【解析】提高抗性、产量、营养价值和降低污染是转基因的主要目的,形成新的抗原不是优点变式训练3.B【解析】DNA基因是有机高分子,需消化才能被吸收,结构与功能经消化已被破坏,无法在人体内富集与表达变式训练4.A【解析】肉毒杆菌毒素是通过阻滞神经末梢释放乙酰胆碱达到引起肌肉麻痹的作用变式训练5.B【解析】普通的生物武器具有传染性强、污染面广、难以防治三大特点,但作为基因武器就是按照军事需要,利用基因工程技术对天然病原体进行基因改造,创造出新的生物制剂,它具有超强的抵抗力、致病性和耐药性等特点,使原有的检测、消毒、防治等方法失效甚至还有可能根据特定人种生化特征上的差异,设计一种只针对特定遗传特征人群的致病菌,以达到有选择地杀死敌方有生力量的目的,从而克服普通生物武器在杀伤区域上无法控制的特点因此,基因武器比一般的生物武器有更大规模的杀伤力和毁灭性【课堂反馈】1B2B3D4B5C6B7C8ABCD9ABC10BCD
11.
(1)自然选择
(2)第二性征
(3)生态系统的营养结构发生变化,生物多样性改变(使本地物种的生存受到影响并最终导致本地物种灭绝,使物种单一化)生态系统的自动调节能力下降,稳定性(平衡)受到影响(其他合理答案也可)
12.
(1)遗传物质都是DNA
(2)1146
(3)合成了大量生长激素,生长激素能促进蛋白质合成
(4)转基因鱼与同种野生鱼杂交,使野生鱼带有转基因,具有生长优势,使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争,引起生态危机
(5)转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体,然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体三倍体不能繁殖,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
13.
(1)“试管婴儿”是利用体外授精和胚胎移植的方法,解决不孕夫妇的生育问题“设计试管婴儿”也是利用体外授精和胚胎移植的方法,培育新生命,但这个新生命能来到世上的目的却是为了挽救自己哥哥或姐姐的生命
(2)脐带血中含有造血干细胞对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病治疗具有疗效
(3)自身,自身排斥反应小w.w.w.k.s.
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