十三關注生物技術的倫理問題禁止生物武器(30分鐘100分)一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)1.下列有關基因身份證的說法正確的是 (

)A.基因身份證上可以檢測到個人的所有基因B.用基因身份證去看病已經應用C.基因身份證只是對少數、個別基因進行檢測D.有基因身份證可以治療任何疾病【解析】選C。局限于目前科學技術的發展,基因身份證上還不可能檢測出所有的基因,只能針對個別已知的基因進行檢測,所以不能治療所有的疾病。目前用基因身份證看病還沒有真正應用到實踐中去。

【誤區警示】基因檢測與基因身份證的比較(1)基因檢測:指通過基因芯片對被檢測者細胞中的DNA分子進行檢測,分析出被檢測者所含的各種致病基因和疾病易感基因的情況的一種技術。(2)基因身份證:是指把每個人的致病基因和易感基因都檢測出來,記錄在磁卡上。基因身份證只是檢測少數、個別基因,如某些遺傳病基因、某人特有性狀的基因,而不是檢測每個人的所有基因。2.1978年天花就已經在地球上消滅,但是某些國家至今仍然保存著天花病毒毒株。下列關于天花病毒的敘述中不正確的是 (

)A.天花是由天花病毒引起的傳染病,通過接觸或飛沫傳播,以皮膚和黏膜的斑疹、丘疹、疤疹為特征B.組成天花病毒核酸的堿基共有8種C.天花病毒無細胞膜、細胞質、細胞核等結構D.用含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素等的培養液不能培養天花病毒【解析】選B。天花是由天花病毒引起的傳染病,通過接觸或飛沫傳播,以皮膚和黏膜的斑疹、丘疹、疤疹為特征,A正確;病毒核酸只含有DNA或RNA一種,故堿基共有4種,B錯誤;病毒無細胞結構,故天花病毒無細胞膜、細胞質、細胞核等結構,C正確;病毒只能寄生在活細胞內,故不能用培養基培養天花病毒,D正確。3.(2021·寧德高二檢測)中國首例設計試管嬰兒的父母均為地中海貧血基因的攜帶者,為了挽救患有重度地中海貧血的姐姐,用他的臍帶血幫助姐姐進行造血干細胞移植。下列相關說法正確的是 (

)A.該嬰兒的獲得運用了體外受精、早期胚胎培養、胚胎移植和基因工程等技術B.移植前需對胚胎進行遺傳學診斷C.姐姐健康后所生的孩子不含地中海貧血基因D.表明我國放開設計試管嬰兒技術的研究與應用【解析】選B。設計試管嬰兒運用了體外受精、早期胚胎培養、胚胎移植和遺傳學診斷等技術,A錯誤;移植前需對胚胎進行遺傳學診斷,從中選擇符合要求的胚胎,B正確;姐姐進行造血干細胞移植沒有改變其基因,故姐姐健康后所生的孩子仍含地中海貧血基因,C錯誤;設計試管嬰兒會帶來倫理道德問題,我國未放開設計試管嬰兒技術的研究與應用,D錯誤。

【方法規律】試管嬰兒、設計試管嬰兒涉及的技術手段歸納4.生物技術運用于戰爭或恐怖活動,則后果將更為可怕。下列關于生物武器及相關約定的闡述中,錯誤的是 (

)A.生物武器與常規武器相比,具有傳染性強、不易被發現、不受自然條件影響等特點B.生物武器的類型包括致病菌、病毒、生化毒劑及基因重組的致病菌等C.轉基因微生物制成的生物武器具有目前人類難以預防和治療的特點D.我國對于生物武器采取的態度是不發展、不生產、不儲存生物武器,并反對生物武器及其技術和設備的擴散【解析】選A。生物武器與常規武器相比,具有傳染性強、不易被發現等特點,但容易受地形、風向等多種自然條件影響,選項A錯誤;生物武器的類型包括致病菌、病毒、生化毒劑及基因重組的致病菌等,選項B正確;轉基因微生物制成的生物武器具有目前人類難以預防和治療的特點,選項C正確;我國對于生物武器采取的態度是不發展、不生產、不儲存生物武器,并反對生物武器及其技術和設備的擴散,選項D正確。二、非選擇題(共5小題,共76分)5.(16分)利用PGD/PGS技術經全基因組檢測的試管嬰兒已在我國誕生。PGD是指胚胎植入前的基因診斷,主要用于檢查胚胎是否攜帶有遺傳缺陷的基因。PGS是指在胚胎植入前進行染色體異常檢測,通過比對、分析,從而有助于避免遺傳物質異常的胚胎產生。(1)試管嬰兒的培育需經過體外受精、____________、____________以及在代孕母體中發育和產出(分娩)等過程。

(2)設計試管嬰兒時,為了提高受孕率與滿足篩選的需要,需要用__________激素處理促進母親排出更多的卵子,培養胚胎時通常培養____________(填“1”“2”或“多”)個胚胎,以便進行篩選、移植。

(3)利用______________(填“PGD”或“PGS”)技術可以篩選出不攜帶地中海貧血基因的試管嬰兒。為了避免某些遺傳疾病的產生,有時需對胚胎的性別進行鑒定,目前最有效、最準確的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是:從被測的____________胚中取出幾個滋養層細胞,提取DNA;然后利用____________技術擴增被測基因(SRY);最后用擴增產物與特異性探針進行檢測。

(4)設計試管嬰兒引起人們廣泛的爭論,我國已建立了相應的法律體系,以避免該技術________________。

【解析】(1)試管嬰兒的培育需經過體外受精、早期胚胎培養、胚胎移植以及在代孕母體中發育和產出(分娩)等過程。(2)設計試管嬰兒時,為了提高受孕率,胚胎移植時多采用多胚胎移植,因此需要用促性腺激素處理促進母親排出更多的卵子。培養胚胎時通常培養多個胚胎,以便進行篩選、移植。(3)PGD是指胚胎植入前的基因診斷,主要用于檢查胚胎是否攜帶有遺傳缺陷的基因,因此利用PGD技術可以篩選出不攜帶地中海貧血基因的試管嬰兒。采用SRY-PCR法對胚胎的性別進行鑒定時,操作的基本程序是:從被測的囊胚中取出幾個滋養層細胞,提取DNA;然后利用PCR技術擴增被測基因(SRY);最后用擴增產物與特異性探針進行檢測。(4)設計試管嬰兒引起人們廣泛的爭論,我國已建立了相應的法律體系,以避免該技術被濫用。答案:(1)早期胚胎培養(沒有“早期”不可)胚胎移植(2)促性腺多(3)PGD囊PCR(4)被濫用6.(14分)(2021·普洱高二檢測)“試管嬰兒”是通過將不孕夫婦的精子和卵細胞取出在試管中完成受精,并在試管中培養使其發育到一定時期,再將胚胎移入女性子宮內發育成的胎兒。“試管嬰兒技術”不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機會,也為人類的優生優育開辟了新的途徑。據此回答:(1)在體外受精時,精子首先要進行______________處理,卵細胞則要培養到__________________________(時期)才能與精子結合。

(2)“試管嬰兒”的形成用到的生物技術有______________________。

(3)采用________技術,能得到“同卵雙胞胎”。這種技術一般采用發育良好、形態正常的____________。進行此項操作時,要特別注意將________________均等分割,否則會影響分割后的胚胎恢復和進一步發育。

(4)試管嬰兒技術作為現代生物技術,它和母親正常懷孕、生產的過程的不同之處是______________________________。

(5)現在大多數人反對濫用試管嬰兒技術設計嬰兒性別,其原因是___________。

【解析】(1)在體外受精時,對采集的精子首先要進行獲能處理,使精子具備與卵子結合的能力;卵細胞則要培養到減數第二次分裂中期(或MⅡ中期)才能與精子結合。(2)“試管嬰兒”的形成,首先需要借助體外受精技術獲得受精卵,再采用早期胚胎培養技術將受精卵培育成早期胚胎,之后,需要借助胚胎移植技術將早期胚胎移入母體。(3)來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質。采用胚胎分割移植技術可獲得“同卵雙胞胎”。一般采用發育良好、形態正常的桑椹胚或囊胚進行胚胎移植。在對囊胚進行分割時要特別注意將內細胞團均等分割,否則會影響分割后的胚胎恢復和進一步發育。(4)和母親正常懷孕、生產的過程相比,試管嬰兒技術的不同之處是:試管嬰兒是體外受精形成的受精卵初步發育后再進行胚胎移植的產物。(5)如果濫用試管嬰兒技術設計嬰兒性別,將會破壞人類正常的性別比例,違反了倫理道德,這是現在大多數人反對設計嬰兒性別的原因。答案:(1)獲能減數第二次分裂中期(或MⅡ中期)

(2)體外受精、早期胚胎培養、胚胎移植(3)胚胎分割移植桑椹胚或囊胚內細胞團(4)試管嬰兒是體外受精形成的受精卵初步發育后再進行胚胎移植的產物(5)可能破壞人類正常的性別比例,違反倫理道德7.(12分)炭疽病是一種由炭疽桿菌引發的急性傳染病,炭疽桿菌主要以孢子形式存在,孢囊具有保護功能,能使細菌不受陽光、熱和消毒劑的破壞而在自然界中長期存活。通過空氣傳播的呼吸性炭疽熱后果最為嚴重,致死率為95%～100%。所以它也是一種重要的生物武器。(1)生物武器多具有____________等特點(答出兩個方面即可),目前有些國家用新技術制造全新致病菌,使感染者突然發病,無藥可醫,受害國極度恐慌,機構癱瘓。(2)下列有關炭疽桿菌致病特點的敘述中,不正確的是 (

)A.傳染性極強B.感染者死亡率極高C.只要有0.001mg就能引發炭疽病D.造成人的精神失常(3)1998年6月27日,中美聯合聲明中重申了在任何情況下________、不生產、________生物武器,并反對生物武器及其技術和設備的擴散。

【解析】(1)生物武器多具有致病力強,傳染性大;有潛伏期,一般潛伏期的癥狀不明顯,難以及時發現;污染面積大,危害時間長,殺傷范圍達數百至數千平方公里;傳染途徑多;生物武器造價低,技術難度不大,隱蔽性強等特點。(2)造成人的精神失常不是炭疽桿菌致病的特點。(3)1998年6月27日,中美聯合聲明中重申了在任何情況下不發展、不生產、不儲存生物武器,并反對生物武器及其技術和設備的擴散。答案:(1)致病力強,傳染性大;有潛伏期,一般潛伏期的癥狀不明顯,難以及時發現(2)D(3)不發展不儲存8.(16分)21世紀經濟報道記者發現,賀建奎的實驗室賬號“TheHeLab”于11月26日更新了多個視頻,由賀建奎本人出鏡講述兩個嬰兒露露和娜娜的情況,并就為何選擇HIV、倫理問題等作出解釋。有關“中國基因編輯嬰兒”新聞占據了各大網絡媒介,一場“科學發展”與“倫理道德淪喪”爭辯響徹全國。請根據你所學的知識,分析以下問題:(1)為了達到所謂的阻斷感染艾滋病效果,該實驗團隊主要針對CCR5基因進行編輯,實施基因敲除,該過程中可能要用到的工具酶是______________,敲除后為了使DNA上“缺口”補上,可能用到的工具酶是__________________。

(2)人們擔心這種行為會打開“潘多拉魔盒”,驅使另一些科研者開展人類基因編輯研究,出現“基因完美的定制人”。在這些研究中,外源基因能與受體細胞DNA成功重組的原因是__________________,這些基因拼接成功后能正常表達的理論基礎是____________________。

(3)由于基因組計劃尚未圓滿完成,人類對自身基因在DNA分子上的位置知之甚少,在這種情況下開展對人類的基因編輯計劃風險非常大。你認為該轉基因技術存在安全性爭論的原因是:____________________________________。

(4)轉基因技術并不是令人聞之色變的瘋狂技術,它已在作物品種改良上取得一定的成績。比如,為了獲得“多彩的牽牛花”,可將______________(目的基因名稱)與質粒形成重組質粒,導入普通牽牛花細胞中,再通過__________________技術培養得到符合要求的植株。

【解析】(1)基因工程用到的工具酶包括限制酶(限制性核酸內切酶)和DNA連接酶,實施基因敲除,故該過程中可能要用到的工具酶是限制性核酸內切酶,敲除后為了使DNA上“缺口”補上,使DNA上斷裂的磷酸二酯鍵重新形成,可能用到的工具酶是DNA連接酶。(2)在基因工程中,外源基因與受體細胞中的DNA具有共同的結構和化學組成是成功重組的基礎;這些基因拼接成功后能正常表達的理論基礎是遺傳信息的傳遞情況相同,所有的生物都共用一套遺傳密碼子,并且都遵循中心法則。(3)轉基因技術存在安全性爭論的原因:目前對基因的結構、基因間的相互作用以及基因的調控機制等都了解得相當有限;外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的,可能導致生命活動必需的正常基因遭到破壞。(4)為了獲得“多彩的牽牛花”,可將與花青素代謝有關的基因與質粒形成重組質粒,導入普通牽牛花細胞中;再利用植物細胞的全能性,通過植物組織培養技術培養得到符合要求的植株。答案:(1)限制性核酸內切酶DNA連接酶(2)兩者都具有共同的結構和化學組成所有的生物都共用一套遺傳密碼子,都遵循中心法則(3)目前對基因的結構、基因間的相互作用以及基因的調控機制等都了解得相當有限,外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的,可能導致生命活動必需的正常基因遭到破壞(4)與花青素代謝有關的基因植物組織培養

9.(18分)CCR5是人體的正常基因,其編碼的細胞膜CCR5蛋白是HIV-Ⅰ(人類免疫缺陷病毒Ⅰ型)感染的“入口”。有學者用“CRISPR/Cas9”技術對該基因進行定點編輯后植入志愿者體內,誕生了兩位嬰兒。這就是學術界和社會倫理界引起激烈爭論的“基因編輯嬰兒”事件,請分析回答:(1)據圖推測,“CRISPR/Cas9”技術中,首先由__________引導定位至目標DNA序列,然后由Cas9蛋白將DNA切斷。這兩種物質的作用結果類似于基因工程中__________的作用。基因編輯過程中可能會產生“脫靶”(對CCR5基因以外的其他基因進行了編輯)現象,最可能的原因是_____________________________。

(2)細胞對被切斷的DNA進行重新連接前大都會隨機切掉或增加幾個堿基對,此過程導致的變異屬于____________。胚胎2的兩個變異CCR5基因編碼的蛋白質中,氨基酸數目都可能減少,原因是________________________________。變異的CCR5蛋白無法裝配到細胞膜上,從而實現了__________________________。

(3)CRISPR/Cas9基因編輯技術是一種精準改變目標DNA序列的技術。下列現代生物科技中與該技術最接近的是__________。

A.轉基因技術 B.蛋白質工程C.細胞核移植 D.胚胎工程(4)基因編輯嬰兒事件,在社會上引起了激烈的爭論,從科研工作者應具備的科學道德、科學精神來思考,