师：各位同学，大家好。今天我们的学习内容有两个部分，第一部分是生物技术的安全性和伦理问题，第二部分是生态工程。我们先来学习第一部分。说到生物技术，我马上想到最近比较热门的基因编辑技术。什么是基因编辑技术呢？我们通过一个视频来了解一下。

　　（播放视频）

　　师：什么是基因编辑？最近这两年，基因编辑技术在诺贝尔奖的角逐中一直是热门。今天咱们就来介绍这项对人类社会有革命性意义的技术。首先要知道，我们的身体就像一个由很多细胞组成的王国，每个细胞里都有许多携带着遗传信息的“小纸条”，它们就是DNA 。在DNA上，有一些叫做基因的片段，它们决定了你有棕色的眼睛、黑色的头发、黄色的皮肤，也规定了身上每一种细胞的功能。可以说，基因就像是人体的代码。就在40年前，人们还从未想过这串复杂的源代码——基因，竟然还能被人为改变，也从未尝试过用改变基因的方法治疗血友病、色盲、肌肉萎缩症等基因病。但现在，局面正在悄然改变。科学家们已经可以像用剪刀剪开小纸条一样，通过删除或加入一小段DNA等方式，来改变人或其他生物体的基因，这就是基因编辑。

　　通过刚才的视频，我们发现基因编辑能够让人类对目标基因进行定点编辑，实现对特定DNA片段的修饰。实际上，这项技术目前已应用于多种生物。比如基因编辑猕猴，2019年1月23日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心和上海脑科学与类脑研究中心研究团队共同对外宣布，经过3年努力，利用基因编辑技术，敲除了体外受精猴胚胎中生物节律核心基因BMAL1，产生了5只猕猴。右边这张图就是当时得到的5只猕猴。基于这个资料，我们来看第一个情境。

　　科学家将其中一只猕猴利用克隆技术，首次成功构建了一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型。目前这些猕猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、焦虑、精神分裂等表现，这为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出了关键一步。针对这个研究，有三个小问题，我们一起来探讨。第一个问题，选用这样的猕猴作为实验对象，优点很多，其中已经给出了一条——它是昼行性，和人类相似。那么第二个特性是什么与人类高度相似呢？其实这个空不难填，因为后面指明了是用来研究脑疾病以及高级认知功能的，所以答案是在脑的结构和功能上与人类高度相似。第二个问题，上述成果表明我国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆模型的新时代，有助于重大疾病早诊断、早干预，缩短了药物的什么？根据后面“提高药物研发成功率，加快新药创制及研发过程”的提示，我们可以得出答案是缩短药物的研发周期。第三个问题，在人类生物节律紊乱机制研究方面，猕猴比小鼠、果蝇等传统动物更理想，这是为什么呢？因为小鼠、果蝇和人的亲缘关系，没有猕猴与人的亲缘关系近，这是从生物进化的角度考虑的。

　　好，我们继续看情境。基因编辑技术还有很多需要解决的问题，例如在切除目的基因时，可能连带破坏其他正常基因。基于此项考虑，大家认为基因编辑猕猴可能出现什么问题呢？我们来分析一下，切除目的基因连带破坏正常基因，那么这些正常基因控制的功能将会丧失。其次，很多基因被破坏或切除后，可能会影响个体发育。而且通过之前的学习我们知道，正常基因被切除，人类某些正常功能将丧失，即可能导致出现某些遗传病。研究表明，敲除基因对接受基因敲除的猕猴个体发育有不可预见的影响。因此，基因编辑的安全性受到广泛关注。我们刚才提到基因编辑属于转基因技术，其他转基因技术同样存在安全性争论。大家认为转基因技术存在争论的原因有哪些呢？非常好，同学们说得对。既然是转基因，就涉及基因敲除或导入外源基因。而我们目前对基因的结构、调控机制以及基因间的相互作用了解有限，目的基因插入宿主细胞时是随机的，并且插入的基因往往不是本物种的。所以这些原因使得转基因技术存在争论，争论主要体现在生物、食物和环境三个层面。

　　好，我们继续看情境4。基因编辑后通过体细胞核克隆得到了数只BMAL1缺失猕猴，分为a组；仅通过基因编辑卵得到数只BMAL1缺失的猕猴为b组。哪一组更适合做疾病研究呢？分析a、b两组可以发现，a组实际上是由一个受精卵克隆出来的，也就是说a组得到的数只猕猴，它们的遗传物质或遗传特性相同；而b组编辑了多个卵，这些猕猴的遗传物质存在较大差异，即遗传背景、遗传特性差异较大。从提高科学研究的可靠性和可比性角度讲，a组更有利、更合适，因为a组遗传背景一致。

　　通过刚才的研究，我们发现基因编辑在猕猴身上得到广泛应用，那么基因编辑技术有没有应用于人类本身呢？这让我想起2018年11月26日，贺建奎宣布一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿在中国诞生，这对双胞胎各自一个基因经过修改，出生后就能天然抵抗艾滋病，当时引起了轰动。我们来看这则资料背后的情景。通过这个情景，大家发现露露和娜娜这两个健康婴儿背后，是22对胚胎备用试验品，16个被基因编辑过，其中11个胚胎做过6次植入尝试。同时，试验中基因编辑技术有很高概率脱靶，所以该项研究引发了社会各界诸多争议。请同学们从技术本身和人类伦理学角度，谈谈对基因编辑婴儿诞生的看法。

　　从题干分析可知，我们需要从技术本身（技术属于医学一部分）和人类伦理学角度探讨。从技术本身看，因为有很高概率脱靶，所以这项技术存在缺陷。技术存在缺陷就会对实验对象胚胎造成影响，最终形成的人也会受到影响。其次，这样的技术违背了医疗实验的伦理规范，可能会制约医学界对艾滋病治疗的进一步研究。医生可能认为通过基因编辑就能治疗艾滋病，这对药物研发和医学进步非常不利。再者，露露和娜娜属于设计试管婴儿，在这对健康婴儿背后，有那么多备用试验品被淘汰，不符合尊重生命的原则，即对生命不尊重，从而违反了伦理道德。

　　好，请同学们继续看资料三。2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者约翰·柏林顿教授指出，便宜的基因编辑工具越来越容易获取，这让业余科学家有了可乘之机，可以改变细菌、酵母菌等生物的基因，赋予它们原本在自然状态下不具备的特性。这样一来，越来越多的人担心这项技术可能被生物黑客错误利用。在处理生物基因构造时，可能会研制出新型生物武器造成损伤。请同学们说一说这里提到的生物武器种类和特点分别有哪些呢？大家回忆一下书本内容。

　　师：生物武器主要分为四类：致病菌，例如鼠疫杆菌、噬菌体等；病毒，比方说天花病毒、鼠痘病毒；生物毒剂，比如肉毒杆菌毒素；还有经过重组的致病菌等。它的特点很明显，有五个：传染性强、污染面广、难以防治、具有一定潜伏期、受环境影响较大。所以现在一些破坏和平的人热衷于研究生物武器，但使用生物武器后果不堪设想。在全世界人民共同努力下，人类有希望彻底销毁生物武器。1998年，中美两国元首在关于禁止生物武器公约协议书中重申，在任何情况下，中国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及相关技术、设备的扩散。