第四章 生物技术的安全性和伦理问题 第一节　来自生物技术的忧虑

生物科技含义 广义的生物科技定义为综合包含动植物物学,微生物学,细胞学,相关物理化学等科学及工程学等,包括传统之生物技术。 而目前的生物科技定义系指以分子生物技术所发展出之关键技术,整合传统之生物技术及工程学后,开发出可应用於食品,农业,医学,制药,检验,环境保护等方面之新技术,关键技术包括: 01.分子遗传技术 02.蛋白质工程技术 03.细胞工程技术 04.组织培养技术 05.基因重组技术 06.细胞融合技术 07.整合开发之新技术

一、对遗传工程的认识 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。

转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草

转基因技术的安全性问题 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。 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？

1、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控机制都了解的相当有限; b.转移的基因虽然是功能一定的基因,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.

食物安全。 基因是生物的控制中心，基因一旦被改动，可能引起生物体内一系列结构和功能的变化，可能会产生一些人们意料不到的结果。 例如，研究人员为了增加大豆含硫氨基酸的含量，曾将巴西坚果中的2S清蛋白基因转入大豆中，使大豆蛋白中蛋氨酸的含量提高了30%。但人们很快发现这种转氨基大豆会引起部分人的过敏反应，这项研究也因此而不得不被放弃。 又如转基因时常用质粒作为运载体，把外源基因导入受体细胞，而质粒上往往带有一些抗生素抗性基因，用于帮助筛选和鉴定发生转化的细胞或植株。标记基因本身没有安全问题，但有的科学家担忧它有发生转移的可能性，如抗生素标记基因有可能转移到肠道微生物细胞内，从而降低抗生素在临床治疗中的有效性。 到目前为止，人们对转基因食品的安全性的认识也仅仅停留在讨论和猜测阶段，尚有待于进一步实践的检验。 所以现在包括中国在内的很多国家都规定，要求生产商对转基因产品加贴标识，以满足消费者购买产品时的知情权和选择权。

(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;

生态安全。 转基因生物导入了外源基因后，往往会表现出一些本物种生物原来所没有的性状，所以我们也可以把转基因生物看作是自然界原来不存在的外来物种，他们释放到环境中后，可能会破坏现有的生态平衡，导致生物多样性的丧失。 例如在20世纪末，加拿大科学家成功培育出具有抗除草剂特性的转基因油菜，并进行大规模种植，仅几年后，在农田中便发现了对多种除草剂具有抗性的杂草化油菜植株，而且其传播速度快得惊人，已经真正成为所谓的超级杂草，影响了农业生产。 另外转基因生物体内的外缘基因可能会随着近缘物种的杂交，扩散、漂移到其他物种而导致自然界的混乱，转基因生物的分泌物和残体分解物也可能会对周围其他生物的生长产生危害，影响生态安全。 所以转基因生物投入生产以前，应先进行科学的观察试验和生态风险评估，避免它对自然生态系统造成危害。

(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蜂蜜进入蜜蜂,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;

2、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>

二、动物体细胞克隆带来的挑战 热点问题讨论1------克隆人 （1）克隆界大事记 1997年，克隆羊“多利”诞生 2002年，克隆人“夏娃”风波

2007年，克隆猴诞生 2008年，体细胞克隆人类胚胎

（2）克隆人 概念: 治疗性克隆:P64 指利用克隆技术产生特定的细胞和组织(皮肤.神经.肌肉等)用于治疗性移植. 生殖性克隆: 将克隆技术用于生育目的.即用于产生人类个体.

(2)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; (3)克隆人是制造在心理上和社会地位上都不健全的人; 观点 理由 1.不赞成 (1)克隆人严重违反了人类伦理道德; (2)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; (3)克隆人是制造在心理上和社会地位上都不健全的人; (4)克隆技术尚不成熟. 2.赞成 (1)技术问题可以通过胚胎分割,基因诊断和染色体检查等方法得到解决; (2)克隆人是一项科学研究,既然是科学,就应该允许研究克隆人. 3.中国政府的态度 禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆.

热点问题讨论2------试管婴儿 随着世界首例试管婴儿“路易斯．布朗”成功自然诞下婴儿，试管婴儿已经被大部分人所接受，因此，有些人大胆断言，克隆人虽然现在备受争议，但将来也必定是像现在的试管婴儿一样自然的事情。对此你有什么看法？试管婴儿和克隆人一样吗？

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。

(1)把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊敬; (2)早期的生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余的胚胎,无异于”谋杀”; 观点 理由 1.不符合伦理道德 2.符合伦理道德 3.中国政府的观点 (1)把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊敬; (2)早期的生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余的胚胎,无异于”谋杀”; (3)有人会滥用设计试管婴儿技术,而设计婴儿性别; (1)设计试管婴儿是为了救人,是救治患者的最好,最快捷的办法之一; (2)提供骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤;(3)脐带血乃试管儿的”身外之物”. 中国卫生部在<体外受精----胚胎移植及其衍生技术规范>中规定,”实施体外受精----胚胎移植及其衍生技术必须获得卫生部批准证书”.

三、热点问题讨论3------基因身份证

基因身份证的优越性 基因身份证的优越性主要表现在人体器官移植、输血、耐药基因和干细胞移植的认定等方面。当人们需要供体器官和骨髓移植时，可以对照基因身份证寻找，尤其是中国目前正在建立人类基因库，到时医生可以从基因库中迅速找到组织配型相同的器官、血液或细胞，以最快的速度救助病人。如果在婚前拥有基因身份证，就如同做了更全面的婚前检查，可以避免几乎所有遗传性疾病的发生，在家族性疾病的研究、亲子鉴定、血缘族谱的寻找确认等方面，基因身份证更是具有广阔的应用空间。

身份证会否导致“基因缺陷暴露”】 如果每个人都有一张‘基因身份证’，犯罪分子将无处可逃，像印度洋海啸期间那样的遗体辨认难度也会大大减轻。”廖世秀介绍说，当人们需要供体器官和骨髓移植时，可以对照“基因身份证”寻找，尤其是我国目前正在建立人类基因库，到时医生可以从基因库中迅速找到组织配型相同的器官、血液或细胞，以最快的速度救助病人。年轻人如果在婚前拥有“基因身份证”，就如同做了全面的婚前检查，可以避免遗传性疾病的发生。另外在家族性疾病的研究、亲子鉴定、血缘的族谱上的追寻确认上都有重大意义。

另外，伦理上的原因也让医生为难。因为在制作“基因身份证”时可以测出这个人基因有哪些缺陷，有哪些疾病易感基因。因为这涉及个人隐私，是否告诉对方让医生很为难。一旦告知，对方很可能背上沉重的心理负担。

争论 正方： 通过基因检测可及时采取预防措施，适时治疗，挽救患者生命。 对于基因歧视可通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法得以解决。 反方： 人类对基因结构及基因相互作用尚缺乏足够认识，通过基因检测达到预防疾病的目的困难；多基因病与基因、环境和生活习惯都有关；正常基因在加工或修饰中出现错误而治病；许多遗传病还没有治疗办法。 个人基因资讯泄露会造成基因歧视，导致失业、婚姻困难、人际关系疏远等。 正方： 通过基因检测可及时采取预防措施，适时治疗，挽救患者生命。 对于基因歧视可通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法得以解决。

三、基因专利与基因安全问题 1、基因专利问题： 见书本P59 1、基因专利问题： 问：批准专利的标准是什么？ 答：新颖性、发明性、公开性、赢利性。 问：基因应该是发现，而不是发明，为什么可以申请基因专利？ 答：基因克隆是一个耗资巨大的工程，废除基因专利会严重影响各公司研究基因的积极性。 问：哪些基因可以申请专利？ 答：“功能已知的基因”默认可以申请专利，目前已有1000多种。 问：专利保护的是序列本身还是其应用？ 答：无明确说法，一般基因专利并非针对基因本身，而是与其独到的、能够用于发明新疗法或技术的研究成果挂钩。

三、基因专利与基因安全问题 2、基因安全问题： 人类基因组织的积极行动… … 人类要维护自己的基因的知情权… … 我们要用实力开发利用自己的资源来造福人类… … 限制生物武器的发展… ...

社会安全 相信很多人还对2001年“9.11”事件后在美国引发巨大恐慌的炭疽杆菌信件风波记忆犹新。像炭疽杆菌这样，被用于战争或恐怖袭击，可以对军队和平民造成大规模杀伤后果的致病微生物或其产生的生化毒剂，我们称之为生物武器。生物武器往往都具有极大的危险性，威胁社会安全。一旦现代生物技术被恐怖分子用于生物武器的研制中，更会给人类造成极度的恐慌和致命的危害。 如高致病性的基因如果重组到高感染性的病毒基因组中，就会产生“超级病毒”，引起疾病在人和动物群体中迅速蔓延。 所以，人们对转基因生物武器的担忧是不无道理的，但是历史告诉我们，人类发展总是朝着文明而不是野蛮的方向发展的，在核不扩散条约等的约束和人类正义事业占上风的形势下，核武器没有毁灭世界，同样，只要依靠科学力量和人类的文明合作，生物武器也会受到控制。

3、什么是生物武器? 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。

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 细菌:鼠疫菌,霍乱,伤寒,炭疽 生物武器的种类 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

炭疽热病毒，主要的生物武器之一

艾滋病毒是生物武器？

非典病毒:针对我国的基因武器?

生物武器战历史 最早记载1346年卡法，把患鼠疫死亡的动物尸体投入敌方的水源中 18世纪美独立战争时期，天花 一战时期，德军炭疽、马鼻疽 二战时期，日本731部队炭疽、霍乱、鼠疫 美国1950年朝鲜战争时期在我国东北鼠疫 1979年前苏联在阿富汗

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。 (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，可造成大面积污染区 (3) 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。 (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，在这个期间人员不会很快减弱工作能力。 (5) 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。

生物武器的特点 易得到：制备容易，花费小 治疗困难。 真正有效的大规模杀伤性武器！ 生物武器花1元，常规武器需2000元，核武器需800元，化学武器需600元 是穷人的原子弹

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.

巩固练习 1.“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移人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)试管婴儿“技术在生物学上所依据的原理是（ ） A．有性生殖 B．组织培养 C．克隆技术 D．基因工程 (2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是（ ） (3）该图示时期是胚胎发育的___________期。 (4）在该图下一时期，b细胞最可能成为___________胚层的一部分。 a b A 有丝分裂 囊胚 内

(5)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？（填序号）________。 ①体外培养 ②人工授精 ③胚胎移植 ④核移植 ①体外培养 ②人工授精 ③胚胎移植 ④核移植 (6)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_____________。 双胞胎的性别是否相同？__________。 (7)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在对人类作用上的区别是 ________________________________________。 (8)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是 ____________________________________。 ①②③ 胚胎分割移植 相同 前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病 破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德

.1990年启动的人类基因组计划（HGP），历经艰辛和竞争，在2000年6月26日宣布：人类基因组计划草图已经绘就，所公布的人类基因组草图包含人体90%以上的碱基对的位置信息。HGP的目标是：为人类基因组的30亿个碱基对精确测序，识别各个基因在染色体上的位置及各DNA片段的功能，弄清每种基因所控制合成的蛋白质及其作用。 人类基因组蕴含着人类生老病死的绝大多数遗传信息，读出它将为认识人类进化、种族血缘、寿命衰老、疾病诊断和治疗等现象找到金钥匙。

根据上述材料回答下列问（1）“人类基因组计划”需要测定人类的24条染色体的基因和碱基序列。需要测定的是哪24条染色体? （2）为什么不是测定23条染色体或46条? （3）你认为完成“人类基因组汁划”有什么重要意义? 需测定的是22条常染色体和X、Y两条性染色体 原因是：人的体细胞中含有2个染色体组，共23对（即46条）染色体，其中X对常染色体为同源染色体，具有相同的基因和碱基顺序，而X染色体与Y染色体具有不同的基因和碱基顺序，因此测定22条常染色体和X、Y两条性染色体（即24条染色体），而不是23条染色体或46条。 ①有利于疾病的诊断和治疗；②有利于研究生物的进化；③有利于研究基因表达的调控机制。

2．中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，不接受任务生殖性克隆人的实验，原因是（ ） 2．中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，不接受任务生殖性克隆人的实验，原因是（ ） C A、大多数人对克隆人的研究持否定态度 B、克隆人不是正常的个体 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、克隆人的技术问题无法得到解决

D 3．有关基因身份证的说法正确的是（ ） A、基因身份证上可以检测到个人的所有基因 B、有基因身份证可以治疗任何疾病 3．有关基因身份证的说法正确的是（ ） D A、基因身份证上可以检测到个人的所有基因 B、有基因身份证可以治疗任何疾病 C、基因身份证去看病预见将来已经实践应用 D、用基因身份证只是对少数、个别基因进行检测

作业：

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。 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。

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. 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:

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. (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.