师：同学们，今天我们复习人教版生物学选择性必修三第四章生物技术的安全性和伦理问题。先看本节课学习目标：第一，简述生物技术安全性和伦理问题相关生物学知识，并运用这些知识理解不同观点；第二，运用严谨推理和可靠证据，阐明自己对生物技术安全性和伦理问题的见解，形成质疑求实的科学态度与客观的科学评价能力；第三，理性参与转基因等生物技术讨论，向公众普及相关知识及国家法律法规。
我们来看一则科技新闻。亨廷顿舞蹈症类似阿尔茨海默症、帕金森综合症，是神经退行性疾病，患者手舞足蹈，因此又叫致命的舞蹈。该病是染色体显性遗传病，只要父母一方患病，子女就有50%概率患病。目前只有两种药物获许可生产，且只能缓解症状。药物研发离不开模型生物的建立。2018年3月30日，暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院的李小江教授和中国科学院广州生物医药与健康研究院的赖良学研究员在生物学顶级学术期刊《细胞》上发表重大成果，首次利用基因编辑技术成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪，精准模拟人类神经退行性疾病。这张图展示了建立亨廷顿舞蹈病模型猪的过程。
请问，该过程使用了哪些生物技术手段？你支持这些技术应用在人身上吗？为什么？我们看到应用的生物技术有转基因技术、核移植技术，还有胚胎分割与胚胎移植技术。目前只有胚胎移植较为成熟地应用于辅助人类生殖，而其他几项技术应用在人身上，还存在很多生物技术本身及伦理方面的限制。其实这里还有一种基因编辑技术，是基因工程的前沿和热门，我们通过一段视频了解一下。
基因编辑技术，就是我们之前说的基因工程是在内源基因上导入新基因，而基因编辑技术是对内源基因进行修改。实现修改依赖的东西相对简单，类似于一种序列特异的酶系统，在此基础上实现更复杂的操作，最基本的操作就是切断。大家常听到的CRISPR - Cas9，就是以细菌为来源的体系，类似的还有锌指核酸酶系统、Talen系统。这三个系统原理略有不同，但都是识别特定序列并切断。
右边展示的是CRISPR系统，它实际上是蛋白和核酸组合的复合体。这个酶由两部分组成，一部分是蛋白（紫色部分），能切断DNA，但识别DNA需要核酸指导，即右边像发卡的橘黄色单链RNA，叫sgRNA（single guide RNA）。sgRNA作用是指导紫色蛋白酶识别特定序列。所以想切哪个地方，就设计对应的sgRNA序列。紫色部分加上橘色核酸部分组成完整的酶，根据sgRNA识别DNA，紫色酶切断位点。DNA切断后，细胞为求生会修复，但可能出错，比如基因内部增加或缺失一个碱基，导致蛋白编码移码；或者替换碱基，使基因组序列改变。我们再筛选想要的修改。还有一种方式，人为提供带有错误的模板，细胞修复时“错用”模板，错成想要的样子。更复杂的，在Cas9紫色蛋白上挂一个催化DNA碱基变化的酶，定点把某个碱基变成另一个碱基，这些都是目前热门的基因编辑技术的方式。
基因编辑技术问世后，广泛应用于各种生物基因改造。我们来看资料中的几个实例。资料一，镉在人体内富集可引起慢性中毒，导致痛痛病。我国科学家袁隆平及其研究团队敲除水稻细胞中的吸镉基因，成功培育出几乎不含镉的水稻新品种。资料二，2022年1月7日，美国医生首次将基因编辑的猪心脏移植到人类患者身上。资料三，近年来“设计完美婴儿”一词出现，有人提出利用基因编辑技术设计出脸蛋漂亮、身高标准、智力超群的婴儿。结合这些资料，你怎么看待基因编辑技术？支持这些应用性研究吗？
基因编辑作为生物学技术本身是中性的，目前全世界都在研究，试图培育新的动植物品种，用于食品改良、农牧业发展、疾病攻克等，像前面两个资料展示的，目的是为人类进步和福祉服务。但对人类胚胎进行基因编辑获得“完美人”，与前两项研究动机背道而驰。科学界公开反对这类研究，原因如下：首先，基因编辑技术不完善，可能使婴儿暴露在未知疾病风险中；其次，对健康婴儿进行基因编辑，违背自然伦理，与尊重自然、生命的理念冲突，甚至引发人种歧视问题。中国科学院科学道德建设委员会表态，坚决反对在理论不确定、技术不完善、风险不可控、伦理法规明确禁止的条件下，开展人类胚胎基因编辑的临床应用。
通过以上资料可知，生物技术在造福人类社会的同时，可能带来安全和伦理问题，这是本章核心概念，也是我们学习本章的意图。前面几章我们学习了各种生物技术，本章针对其安全性和伦理问题讨论。20世纪70年代后，以基因工程为代表的生物技术成果进入人类生活生产，在医药和农业生产发挥极大作用。生物技术如双刃剑，既造福人类，也可能带来潜在危害。试管婴儿、转基因食品和克隆出现后，有人欢喜有人忧，我们高中生要有社会问题参与意识，利用所学知识科学、理性发表看法。
本章主要包括转基因产品的安全性、克隆和生物武器三部分内容，我们逐一回顾。先看转基因的安全性和伦理问题。通过学习我们知道，转基因技术在微生物、动物、植物领域成果丰硕，啤酒酿造、药物疫苗生产多依靠转基因工程菌。微生物用于基因工程研究有结构简单、生长繁殖快、对环境因素敏感、遗传物质易操作等优点，是转基因技术最早、最广泛应用的领域。
动植物领域研究也成果显著，转入生长激素基因或促生长激素基因，可获得生产迅速、营养优良的家禽、家畜、鱼类等，还有抗病毒动物，以及模拟某些疾病的模型动物。转基因植物成果更是不胜枚举。总之，转基因产品已涉及生活方方面面，走进商场超市，端上餐桌，引发公众对其安全性的讨论。公众讨论焦点大致分为三类：一是食品安全问题，转基因食品营养成分是否改变、是否引发过敏、是否存在致癌等潜在风险；二是生物安全问题，转基因生物是否变成入侵物种、是否导致超级杂草产生；三是环境安全问题，转基因生物是否打破物种界限，改变生态系统结构和功能。其中食品安全问题最为突出，所谓“民以食为天”，我们重点关注食品安全问题，运用生物学知识科学、理性参与讨论。