转基因生物的安全性

专题4:生物技术安全性和伦理问题本专题题图寓意：•公众对现代化生命科学研究成果的伦理关注，往往超过了对其科学价值理解的兴趣。当试管婴儿、转基因食品、克隆动物等来到人间时，有人为此感到欢欣鼓舞，有人觉得地球末日将要来临，究竟该如何应对？•学习本专题的主要意图：•1）提出在生命科学发展过程中，所引出的种种伦理、社会和法律问题。•2）在大家已有的生命科学基础知识上，对科技•成果的应用进行正确的思考。学习本专题的主要意图：•3）要让学生了解，由于个人所处的社会在政治制度、经济发展水平、宗教信仰、历史背景、传统伦理观念等方面的差别，就会产生不同的价值观。这样，对于生命科学中同一个伦理、社会或法律问题，在不同的社会中不仅会有不同的看法，而且还会引导出截然不同的社会措施、政策和法规。•4）对于中国来说，所有的判断和所立的法规，都必须符号自己的国情，符合国家的最高利益：•既有利于国家科学技术的繁荣，又有利•于促进国家经济的发展。4.1转基因生物的安全性•一、教学目标：•1.关注转基因生物的安全性问题，认同对生物技术安全性问题讨论的必要性。•2.举例说出对转基因生物安全性问题的不同观点及论据。•3.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。•二、教学重点与难点：•1.对转基因生物的安全性问题多层面、多角度的关注。•2.从关注整个生物圈的和谐、稳定与发展•的高度去审视转基因生物的安全性。•一、讨论：阅读课本内容，在专题一学习转基因技术及其成果之后，你对转基因技术的应用前景肯定吗？你在社会生活中接触到来自转基因大豆的食用油、巧克力中的卵磷脂，或在媒体上听到了一些关于转基因产品安全性争论时，你有疑虑和想法吗？•那么，对于转基因产品我们该如何看待？转基因产品安全性问题讨论的焦点是什么？人们心中的疑虑有多少是盲目的，有多少是有科学根据的？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。学车问答科目一科目二科目三科目四2.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.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.eg疫苗、抗生素、干扰素等(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、抗逆等全新性状的农作物.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专题5生态工程生态工程是指人类应用生态学和系统学的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善、并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。5.1生态工程的基本原理一关注生态工程建设1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？资料分析一：提示：根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。解决长江洪水泛滥的措施有：以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？提示：传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。提示：“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。1.你对“石油农业”是如何理解的？提示：对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？提示：在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。4.石油农业的生产模式应当怎样改进？关于生态经济：二、生态工程所遵循的基本原理1。物质循环再生原理无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。2。物种多样性原理物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高资料分析讨论：1.为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？提示：纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？提示：只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。3、协调与平衡原理----需要考虑环境承载力即环境容纳量资料分析：1。从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？几种西北地区特别适宜树种的介绍（1）沙棘，俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑刺（2）山杏，主要指西伯利亚杏，（3）刺槐，（4）锦鸡儿（又称拧条），（5）杜梨（6）沙枣（7）合欢（8）臭椿西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。4、整体性原理整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统例：林业工程建设中的问题一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题5、系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理运用：改善和优化生态系统的结构例：桑基鱼塘模式（2）系统整体性原理豆科作物和固氮菌的共生你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？1、物质循环再生原理2、物种多样性原理3、协调与平衡原理4、整体性原理5、系统学和工程学原理小结：生态工程的原理（1）系统的结构决定功能原理（2）系统整体性原理3.桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。提示：桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。思考与探究5、2生态工程的实