1、 现代生物技术安全性 及其对社会伦理道德的影响 现代生物技术与人类现代生物技术与人类 1 外源基因引入是否会破坏细胞重要生长基因或激活癌基因 ？ 2 是否会造成致病力极大、难以控制的微生物？ 3 经基因改良的生物体是否会对环境造成危害？ 4 难以预料的危险？ 5 降低自然界遗传多样性？ 6 人是否可以成为基因操作对象？基因诊断是否会侵犯人类 隐 私权？ 7 克隆人问题？ 8 遗传检测问题？ 9 宗教问题？ 10 动物保护问题？ 第一节:现代生物技术安全性 l技术问题： l1：外源基因引入生物体（特别是人体）是否会破坏细 胞生长的重要基因？是否会激活癌基因？ l2：基因工程是否会导致病强有力的、
2、难以控制的病源 微生物出现？ l3：基因改造后的生物体是否会对周边生物和环境造成 破坏？ l4：改变植物基因是否会造成难以预料的危险？ l5：使用和开发基因工程微生物是否会降低遗传多样性 ？ l6：生物武器的研制与开发？ 1：现代生物技术与生物武器 l当今世界上有许多国家政府和恐怖分子对生物 武器表现出越来越大的兴趣，当有人将基因重 组和转基因技术用于军事目的的时候，令人感 到不寒而栗。运用基因工程手段培育出来的新 颖病原体可以令当今的疫苗或抗生素对它们不 起任何作用。只要1000USD和20M2的房间就 可以建立一个一流的生物武器库。 潜在的生物武器与防御手段： l潜在武器 炭疽杆菌、沙门氏
3、菌、鼠疫杆 菌、肉毒杆菌、基因工程菌、爱 拨拉病毒等 l防御手段 防毒面具、净化剂、疫苗、抗 生素、侦察手段等 l生物武器使用案例： 2000、9、11美国恐怖事件（炭疽杆菌） 1984、9美国餐馆食物中毒事件（沙门氏菌） 14世纪第一例可查生物毒剂事件 20世纪日本“731”部队在中国使用鼠疫菌毒剂 （20世纪唯一可证实事件） 实际上，某些国家早已利用基因工 程技术生产出新型、高效、高传染性病 毒，这类病毒更容易侵入人体细胞或被 人体细胞吸收；将毒素分子基因与流感 病毒基因相拼接，利用基因工程技术大 量生产毒素。在如此恐怖的阴影下人们 对基因工程技术难免忧心重重。要求政 府主要部门拿出即可以
4、解除担忧者疑虑 有不阻碍生物技术发展的办法和政策。 l生态灾难？ 转基因生物是否会使本来已经很脆弱 的濒危生物消失从而影响生物多样性？ 转基因生物扩散是否对生物群落结构造 成威胁？转入外源基因、标记基因扩散 ？转基因生物回归大自然是否影响生态 系统能量和物质循环？重组农作物中的 抗除草基因或抗虫病基因是否会通过异 花授粉与近缘杂交而进入杂草导致客观 上相反的效果？ 2 2：转基因生物回归大自然的风险转基因生物回归大自然的风险 “种”已经延续了30多亿年的进化历 史，目前面临着被人类改变的危险。基因 重组打破了物种之间的界限，打乱了自然 进化历程，改变了生态系统结构，这对人 类来说是福还是祸？
5、例： 美国1997年引种80万公顷抗虫转基因棉； 中国河北引种4700公顷，1998年又引 种2万公顷抗虫转基因棉； 美国孟三都公司种植了320万公顷转 基因大豆，140万公顷转基因玉米， 4000公顷转基因土豆； 美国引进转基因昆虫来吞食危害农作 物的食肉螨。 对人类的危害？ 是否改变相关物种进化速度？标记基因 毒性？食用者过敏或其他不良反应？有 无积累性毒性？重组微生物降解产物是 否会对人类造成危害？农业国际贸易不 可预测影响？转基因植物中抗虫基因产 物被虫子吃了以后是否会产生抗性而变 得对人类有害？重组微生物释放到自然 界是否会变成有害生物？是否会感染非 目标生物？ 二：现代生物技术对社
6、会伦理 道德的影响 伦理问题 1：人是否可作为基因操作的对象？基因组计划是否侵犯人的 隐私权？ 2：克龙人是否会导致伦理常纲的混乱？是否会对人类进化产 生不利影响？ 3：遗传检测是否会带来性比例失调？ 4：生殖细胞基因操作给人类提供了无限的改变自身的能力， 是否会引起严重的社会后果？ 5：宗教界反对？ 6：动物保护组织压力？ 7：向植物中转入动物基因是否侵犯素食主义者人权？ 8：可能给某些狂人提供种族歧视新借口？ 1：克隆动物与克隆人问题 美国科幻小说家D。Rorvick写的 The cloning of man（1978） 一位富有的商人希望自己能永远活在 世上，于是就将自己的体细胞移植到一
7、枚去 核受精卵中，在体外发育到胚泡期，将小胚 胎移植到代理母亲子宫内，经过怀孕最后生 下一个健康的男婴。这位男婴就是这位富商 的CLONE。 “DOLLY”之父Ian Wilmut 曾声称“ 有可能在不到2年的时间内培育出克隆人” 。用于哺乳动物克隆的技术从原则上适用 于人类，加上有关克隆人小说20年前已经 面市，许多人对它表示出浓厚的兴趣。当 克隆绵羊一经问世，很快在公众心目中产 生一种“克隆人不久将会出现”的感觉。 很多科学家认为，从理论和技术上制 作克隆人是可以办到的，克隆人迟早会出 现。 有关克隆人的讨论 l支持克隆人研究者认为： “无论以什么方式企图阻止科学进步都是一 种可怕的错误”
8、。人的伦理道德观念可以随着 时代变迁发生改变，克隆人的出现不会妨碍社 会发展。 克隆人技术可以解决供体移植器官来源不 足的问题。 反对克隆人研究者认为： 克隆人制作不符合伦理道德观念，克隆人研究有损人 类尊严。 克隆人在自然界早已存在，那就是同卵双胞胎或多胞 胎，现在已有一些人类遗传学问题已经在同卵双胞胎 或多胞胎研究中得以解决，目前尚没有什么科学问题 必须通过克隆人来解决的。 克隆人将否定人类基因多样性、破坏人类以性爱为基 础产生后代的方式、改变人种结构和传统的亲属关系 、干扰人类历史进化进程 。 是否绝对禁止克隆人研究？ l政府和国际机构态度： 美国总统克林顿下令：禁止生物科学研究机构用公
9、共拨 款研制克隆人。要求国会通过立法禁止克隆人。 美国生物技术工业组织主席下令：禁止其下属700多家 企业和研究中心研究人类无性繁殖。 日本学术审议会决定：禁止使用公用科研经费进行有 关人类无性繁殖技术研究，对哺乳动物无性繁殖技术 研究作出严格规定。 中国政府：不赞成、不支持、不允许对克隆人研究， 反对国外科学家进行克隆人研究。 德国、英国、WHO、欧盟等通过立法禁止克隆人研究 。 人工克隆人需要加以“约束”，但是应该看到，一 种科学问题只有发展到一定阶段才能表现出来。给科 学划出一个禁区似乎并不可取。不管出于何种目的， 当有一天克隆人真的出现时，也不必否认其科学价值 （对进一步说明某些生物学
10、问题如细胞核全能性、分 化与逆转、细胞发育条件等）。社会应当有责任把克 隆人当作一个普通人来对待，尊重他们的人权，使他 们获得生存和发展的条件。 对克隆人的研究是否要绝对禁止？ 人们将拭目以待，目前还是不要绝对为好 。 2：人类基因治疗引起的 伦理问题 对人类遗传疾病进行基因治疗，使携带缺陷基 因在人类中继续存在、繁衍是否是支持劣生？ 盲目导入外源基因、去除自身基因是否会危及 人类生存？ 基因载体病毒是否会传染他人？重组病毒是否 会具有高度传染性？ 利用基因治疗来提高智商或某一方面功能的人 是否符合伦理道德？ 基因治疗丰厚的商业回报是否会导致用于不正 当利益？ 3：器官移植问题 器官来源问题？
11、 器官使用问题？ 优先选择问题？ 头颅移植问题？ 器官移植辉煌成就 l人体器官移植已经成为当今世界医学高 科技的象征。把一个已经病变、失去功 能，又治不好的器官切除，换上一个健 康的器官，如心脏、肾脏、肝脏、胰脏 、肺脏、异体骨髓、胚胎胰岛、甚至大 脑移植等。 器官移植不仅延长了患者的生命 ，也是他们新生命活动的开始。 肾脏移植 l器官移植手术从肾脏移植（1954年第一例）开 始，也是迄今为止人体器官移植最成功的典范 ，活体移植存活率达90%以上，尸体器官移植 存活率达70%。到1977年全球已有25万多人进 行了肾脏移植手术；到90年代中期，每年就有 20多万例肾脏移植手术。 l中国，60年
12、代由吴阶平教授在国内率先开展肾 脏移植手术；70年代末国内加快器官移植步伐 ，到90年代中期有2万多人接受了器官移植手 术。 心脏移植 l 心脏移植可以说是外科大夫精湛的技艺和高科 技相结合所创造的奇迹。1967年南非外科医生 巴纳德进行了第一例心脏移植手术轰动了全球 。从19671991年中，接受心脏移植手术的患 者达14万人，术后存活最长者22年，年龄最大 者70岁、最小者才出生几天。90年代后，每年 世界上有2000多名患者接受心脏移植手术。 l中国 1978年施行第一例心脏移植手术。 人脑移植 l最令人神往的是人脑移植。美国最有名望又最 有争议的神经外科医生Robert Huait早在
13、1961 年就投入大脑移植工作中。到70年代中期，他 在猴子之间进行了整个头颅移植，移植的头颅 对音响、光线、颜色有反应，眼皮可上下活动 ，存活5天；难题：免疫排斥和脖子以下全部 瘫痪。 l1995年，以色列神经生物学家用药物抑制少突 胶质细胞活性，被切断的小鼠神经部分与大脑 重新建立了联系。 人工器官移植 l人工心脏是其中的佼佼者，1专题专题3 3 植物组织培养技术植物组织培养技术 课题课题1:1:菊花的组织培养菊花的组织培养 一、基础知识一、基础知识 1 1、植物的组织培养、植物的组织培养 （1 1）细胞的分化）细胞的分化 概念：概念： 在个体发育中，相同细胞的后代在形态、在个体发育中，相
14、同细胞的后代在形态、 结构、生理功能上发生稳定性差异的过程结构、生理功能上发生稳定性差异的过程 过程：过程：如：受精卵增殖、生长、分化形成组织、 如：受精卵增殖、生长、分化形成组织、 器官、系统器官、系统 特点：特点： 持久性：持久性：是一种持久性的变化，它发生在生是一种持久性的变化，它发生在生 物体的整个生命过程中物体的整个生命过程中, ,在胚胎期达到最大限在胚胎期达到最大限 度度 稳定性：稳定性：细胞分化是稳定的，一般是不可逆细胞分化是稳定的，一般是不可逆 转的转的 全能性：全能性：已分化的细胞，仍具有发育的潜能已分化的细胞，仍具有发育的潜能 原因：原因：基因在特定的时间和空间条件下的选基
15、因在特定的时间和空间条件下的选 择性表达的结果择性表达的结果 结果：结果： 形成不同的细胞和组织形成不同的细胞和组织 （2 2）细胞的）细胞的全能性全能性 定义：定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整生物体的细胞具有使后代细胞形成完整 个体的潜能的特性个体的潜能的特性 原理：原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所生物体的每一个细胞都包含有该物种所 特有的全套遗传物质，都有发育成为完特有的全套遗传物质，都有发育成为完 整个体所必需的全部基因整个体所必需的全部基因 实例实例a.a.已分化的植物细胞，仍具有全能性已分化的植物细胞，仍具有全能性 b.b.高度分化的动物细胞，从整个细胞来说，全能
16、性高度分化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性 受到限制。但细胞核仍然保持着全能性，这是因为受到限制。但细胞核仍然保持着全能性，这是因为 细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质 受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞全能性的比较全能性的比较: : （3 3）植物组织培养）植物组织培养 必要条件：必要条件： 细胞离体细胞离体 一定营养物质、激素和其他外界条件一定营养物质、激素和其他外界条件 原理原理: :细胞的全能性细胞的全能性 相关概念相关概念: :外植体：外植体：从活植物体上切下进行培养从活植物体上切下进行培养 的那部分细胞、组织或器官的那部分细
17、胞、组织或器官 脱分化：脱分化： 再分化：再分化： 愈伤组织愈伤组织: :细胞排列疏松而无规则细胞排列疏松而无规则, ,是高度液泡化是高度液泡化 的、成无定形状态的薄壁细胞的、成无定形状态的薄壁细胞 菠萝的愈伤组织菠萝的愈伤组织 2 2、影响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素 （1 1）植物材料的选择：）植物材料的选择： 不同植物组织，培养的难易程度差别很大。不同植物组织，培养的难易程度差别很大。 烟草和胡萝卜的组织培养较为容易烟草和胡萝卜的组织培养较为容易 枸杞枸杞愈伤组织的芽诱导比较难愈伤组织的芽诱导比较难 同一植物材料的年龄、保存时间的长短会影响实同一植物材料的年龄、保存时间的长
18、短会影响实 验结果验结果 菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎 上部新萌生的侧枝上部新萌生的侧枝 （2 2）不同的离体组织和细胞对营养、环境等条）不同的离体组织和细胞对营养、环境等条 件的要求相对特殊，需配置不同的培养基件的要求相对特殊，需配置不同的培养基 MSMS培养基主要成分包括：培养基主要成分包括： A A、大量元素大量元素: N: N、P P、 S S 、 K K、CaCa、MgMg等等 B B、微量元素微量元素:B:B、MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoMo、I I、 CoCo等等 C C、有机物、植物激素有机物、植物激素 讨论：你能说出
19、各种营养物质的作用吗？同专题讨论：你能说出各种营养物质的作用吗？同专题 2 2中微生物培养基的配方相比，中微生物培养基的配方相比，MSMS培养基的配方培养基的配方 有哪些明显的不同？有哪些明显的不同？ 答：答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必 需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞 的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满 足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后 所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营所产生的特殊
20、营养需求。微生物培养基以有机营 养为主。与微生物的培养不同，养为主。与微生物的培养不同，MSMS培养基则需提培养基则需提 供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必 须的大量元素和微量元素两大类。须的大量元素和微量元素两大类。 常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和 赤霉素赤霉素 生长素类：生长素类：2 2， ，4 4二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（2 2，4 4D D）、）、吲吲 哚乙酸（哚乙酸（IAAIAA）、）、萘乙酸（萘乙酸（NAANAA）、）、吲吲 哚丁酸（哚丁酸（IBAIBA） 细胞分裂素类：细胞分裂素类：激动
21、素（激动素（KTKT）、）、6 6苄基嘌呤苄基嘌呤 （ 6 6BABA）、）、玉米素（玉米素（ZTZT） 赤霉素类：赤霉素类：赤霉酸（赤霉酸（GA3GA3） （3 3）植物激素的影响）植物激素的影响 生长素和细胞分裂素作用生长素和细胞分裂素作用 植物中植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、 脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在 的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势 使用顺序使用顺序实验结果实验结果 先使用生长素，后使用先使用生长素，后使用 细胞分裂素细胞分裂素 有利于细胞
22、分裂，但不有利于细胞分裂，但不 利分化利分化 先使用细胞分裂素后使先使用细胞分裂素后使 用生长素用生长素 细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化 同时使用同时使用分化频率高分化频率高 思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？ 生长素 生长素 / / 细胞分裂素 细胞分裂素 高高 利于根和愈伤组织的形成利于根和愈伤组织的形成 适中适中 利于根芽的分化利于根芽的分化 生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素 ： 有利于根的分化有利于根的分化 生长素生长素细胞分裂素：细胞分裂素： 有利于芽的分化，抑有利于芽的分化，抑 制根的分化制根的分化 生长素生长素细胞分裂素：细胞分裂素：促进愈伤组织生长促进愈伤组织生长 生
23、长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例 对植物细胞发育方向的影响对植物细胞发育方向的影响 （4 4）pHpH、温度、光照温度、光照 pHpH控制在控制在5.85.8左右，温度控制在左右，温度控制在18182222。 。C, C,每日每日 用日光灯照射用日光灯照射12h12h 二、实验操作二、实验操作 （一）制备（一）制备MSMS固体培养基固体培养基: : MSMS培养基包括培养基包括2020多种营养成分，实验室一般使多种营养成分，实验室一般使 用用4 4。 。C C保存配制好的培养基母液来制备 保存配制好的培养基母液来制备 1 1、配置各种母液、配置各种母液
24、 无机物中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩1010倍，微量元素浓缩倍，微量元素浓缩 100100倍，常温保存倍，常温保存 激素类、维生素类以及用量较小的有机物激素类、维生素类以及用量较小的有机物 一般可按一般可按1mg/ml1mg/ml的质量浓度单独配制成母的质量浓度单独配制成母 液液 用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩 倍数，计算用量倍数，计算用量 2 2、配置培养基、配置培养基 分装到锥形瓶中，每瓶分装分装到锥形瓶中，每瓶分装50ml50ml或或100ml100ml 配制培养液配制培养液 调调PHPH 培养基的分装培养基的分装 由于菊花的茎
25、段的组织培养比较容易，因此由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此 不必添加植物激素不必添加植物激素 3 3、灭菌、灭菌 分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸 汽灭菌汽灭菌 1 1、选材：、选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝 （二）外植体消毒（二）外植体消毒 2 2、消毒、消毒 流水冲洗流水冲洗 菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷 轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗20min20min左右左右 酒精处理酒精处理 用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体 积分数为积分数为7070的酒精中摇动的酒精中摇动2 23 3次，持续次，持续6 67s7s ，立即将外植体取出，在无菌水中清洗立即将外植体
