2018-2019学年高中生物 第5章 生物技术的安全性和伦理问题 第1节 转基因生物的安全性问题学案 北师大版选修3.docx

第1节转基因生物的安全性问题目标导读1.分析教材P9699内容，了解转基因作物引起的风波和安全评价。2.结合教材P99100内容，简述转基因生物的风险防范措施。重难点击1.转基因作物引起的风波和安全评价。2.转基因生物的风险防范措施。方式一随着转基因技术日趋成熟，由实验室走向农田，不少转基因作物及其产品已在生活中与人们休戚相关。与此同时，转基因作物的生态风险，可能带来的环境问题、转基因产品作为食品对人体的健康问题等，已引起世界性的“生物安全”的讨论。作为一名普通的民众，对于生物技术带来的安全性和伦理问题，我们究竟该采取怎样的态度？作为普通民众，我们有义务接受正确的科学知识，理性地参与讨论，为国家的立法提供基础。方式二“转基因是否安全？”近年来，这个问题在各种平台上被不断追问。一方面，转基因食品、农作物、种子已经大量进入生活，事实上，在世界范围内都已经很难找出没有吃过转基因食品的人；另一方面，有关转基因食品的一系列疑问，还有待澄清。请同学们思考一下，我们该如何看待生物技术带来的伦理问题？转基因食品的安全性应当如何科学的评价？一、转基因作物引起的风波及安全评价1.转基因作物引起的风波(1)转基因作物的种植现状转基因作物的种植面积快速增加：其中面积最大的前4个国家分别是美国、阿根廷、加拿大和中国。欧洲种植较少。转基因作物的种类多种多样：其中种植面积最大的是大豆，其次是玉米，我国种植最多的转基因作物是棉花。(2)转基因作物引起的风波事件转基因作物影响普兹泰事件转雪花莲凝集素基因的马铃薯饲养大鼠引起体重及器官重量减轻，免疫系统受损帝王蝶事件转Bt基因抗虫玉米花粉用拌有该花粉的马利筋草喂养帝王蝶幼虫可导致死亡抗虫棉事件转Bt基因抗虫棉对环境带来明显的负面影响2.转基因作物的安全评价(1)环境安全性存在风险：转入的基因可能从转基因植物的体内漂移到环境中，破坏生态环境，打破原有的生物种群间的动态平衡。解决方案：做好转基因植物的安全评价工作；考虑转基因植物释放区是否有近缘野生种，评估漂移后果。(2)转基因食品的安全性存在风险：转入的外源基因或基因产物可能对人畜有毒，有一些控制过敏源的基因可能转入新的植物中。解决方案：要确保转入的外源基因或基因产物对人畜无害，严格控制形成过敏源的基因进入新的植物中，以免造成危害。归纳提炼(1)转基因技术的优点和缺点优点缺点解决粮食短缺问题；减少农药使用，从而减少环境污染；节省生产成本，降低粮食售价；增加食物营养，提高附加价值；增加食物种类，提升食物品质；促进生产效率，带动相关产业发展可能产生新病毒和新的过敏源；可能产生抗除草剂的杂草；可能使疾病的传播跨越物种障碍；可能会损害农作物的生物多样性；可能干扰生态系统的稳定性(2)对待转基因生物的正确态度是趋利避害，而不能因噎废食。(3)各个国家对转基因技术都制定了符合本国利益的政策和法规。结合教材99页的关于抗虫棉的热点讨论，思考并回答下列问题：1.从环境污染与保护的角度考虑，种植抗虫棉有什么益处？答案抗虫棉的种植减少了农药的使用，降低了环境污染。2.抗虫棉的种植可能会导致棉铃虫减少，天敌减少，其他次要害虫数量上升，为什么？这可能会导致什么后果？答案天敌因为缺少食物而减少，其他害虫缺少了棉铃虫这种竞争者而数量上升，这会导致原有的生态平衡被破坏。3.棉铃虫也可能会对抗虫棉产生抗性，如果将普通棉花和抗虫棉混合种植，这种抗性的产生会加快还是减慢？为什么？答案会减慢。抗虫棉上生活的抗性强的棉铃虫和普通棉花上生活的抗性差的棉铃虫进行基因交流，减缓了抗性基因频率的上升速度。1.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受到抑制，因无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类的安全性评价中，不符合生物学原理的是()A.安全。玉米的蛋白酶抑制剂对人体的消化酶很可能无影响，因为人体消化酶和害虫消化酶结构上存在差异B.安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不抑制人体消化酶C.不安全。玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人无法消化蛋白质而患病D.不安全。玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病答案D2.二十世纪九十年代，乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家研究其原因发现，是一种新的病毒引发的疾病，而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实有力地支持了下列观点的是()A.转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存B.导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体C.转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播进入杂草中，使杂草成为除不掉的“超级杂草”D.抗虫棉能抵抗棉铃虫，但随着棉铃虫抗性的增强，抗虫棉有可能被淘汰答案B二、转基因生物的风险防范措施1.制定管理法规(1)世界主要发达国家和部分发展中国家都已制定了各自对转基因生物的管理法规，负责对其安全性进行评价和监控。(2)我国有基因工程安全管理办法、农业生物基因工程安全管理实施办法和农业转基因生物安全管理条例，条例规定国家对农业转基因生物实行分级管理评价制度。2.对转基因研究加强监控在转基因生物或其他研究过程中，要求科学家能严格地遵守科学道德，对转基因生物进行严格、科学的安全评价，各国政府的相关部门加强监控，我们完全可以控制转基因技术可能带来的风险，使之造福于全人类。知识拓展我国对转基因食品的安全性监控和预防的措施(1)立法：是监控农业转基因生物安全的有力措施。(2)多环节监控：转基因农作物研究从实验室走向大田试验各阶段，以及产品商品化都有相应法规或规定进行严格的监控，只有在每一阶段试验获得认可证书后，才可以进入下一阶段。(3)安全评价内容具体而严格：食物安全性评价内容：营养成分是否改变？是否存在抗营养因子？是否存在毒性、过敏性蛋白等。环境安全评价内容：转基因植物是否变得易得病？对周围植物有什么影响？是否可能变成超级杂草？会不会把外源基因转移给其他生物等。1.如何正确对待转基因技术取得的成果？答案在生产和生活的某些方面，人类已离不开转基因技术成果，因此应充分利用其优点，同时关注、限制其缺点。2.对转基因生物的风险防范措施有哪些？答案(1)立法监控；(2)多环节监控；(3)安全评价。3.下列哪项不利于转基因生物安全性问题的解决()A.1993年，我国制定了基因工程安全管理办法B.2002年，我国农业部颁布了农业转基因生物标识管理办法C.加强对转基因生物的安全性检测D.减少转基因农作物的种植面积答案D解析转基因技术能提高农作物的产量和质量，因此未来农业的发展主要靠基因工程。4.为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是()A.叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中B.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞C.转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流D.植物杂交的后代不会出现一定的性状分离答案B解析转基因植物与其他植物间主要通过花粉发生基因交流，将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，将遵循母系遗传的特点，目的基因不会转移到自然界中的其他生物，而造成污染。1.下列关于转基因植物的叙述，正确的是()A.转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中B.转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达D.如果转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题答案A解析转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中；由于植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因的植物可使昆虫群体抗性基因频率增加；动物的生长激素基因转入植物后也能表达；转基因技术的安全性问题，要通过验证才能得到证明。2.下列选项中明显体现了转基因生物引发的食品安全问题的是()A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大B.转基因大米中含有胡萝卜素，营养丰富，产量高C.转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏D.让转基因牛为人类生产凝血因子，并在牛奶中提取答案C解析转基因生物引发食品安全的理由是：对食品的安全性检测不够，担心出现滞后效应，担心出现新的过敏源，担心营养成分改变，把动物蛋白基因转入农作物，侵犯宗教信仰者或素食者权益。C项体现出转基因生物引发的食品安全问题，A、B、D三项均不能体现。3.自从1983年第一株转基因植物问世以来，已有数十种乃至上百种转基因植物在世界各地的实验室中诞生，随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正确的是()A.转基因植物的果实或其他部分作为食物可能会引起食用者产生不良反应B.转基因植物可能与它们的近缘野生物种发生自然杂交，可能破坏生态系统的稳定性C.基因污染是一种不可以增殖的污染D.为了防止转基因的扩散，在大面积种植时，必须在周围设置缓冲带作物答案C解析食用转基因的食物时，可能会因外源基因产生的性状对食用者造成不良反应，故A正确；转基因植物是人造物种，可能与自然物种杂交，而危及生态系统的稳定性，故B正确；在大面积种植转基因植物时，要在周围设置缓冲带作物以防止转入基因的扩散，故D正确；基因污染是一种可以增殖的污染，可通过繁殖而传递下去，故C错误。4.面对转基因生物的安全性问题，以下解决的方法中合理的是()A.一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要求马上停止实验，并封存重组生物B.要求对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋白质C.对用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用在40 下便会死去的菌株D.把重组DNA的转移限制在没有遗传缺陷的生物上答案B解析面对转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。5.棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫死亡，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国科学家已将该毒蛋白基因移入棉花细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题：(1)该项科学成果在环境保护上的重要作用是_。(2)题中“毒蛋白基因移入棉花细胞内并实现成功表达”中“成功表达”的含义是指_。(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是_。(4)转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明：有利方面：_。有害方面：_。答案(1)减少了农药对环境的污染，保护了生态环境(2)毒蛋白基因在棉花细胞内经过转录和翻译合成了毒蛋白(3)目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍(4)用于疾病的诊断和治疗，用于培育优良动植物新品种等可能引起环境问题、食品安全性问题、生物安全性问题等解析抗虫棉的优点是减少了农药对环境的污染，保护了生态环境。其中毒蛋白基因的表达经过转录和翻译两个过程。基因工程育种的优点是目的性强、育种周期短，能克服远缘杂交不亲和的障碍。基础过关1.下列哪项支持转基因生物可能引发生物安全性问题()A.生殖隔离使转基因植物与其他植物很难杂交B.花粉的传播距离有限，不会引起生物安全问题C.植物花粉存活时间有限，不会扩散到其他环境，威胁其他生物D.转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存答案D解析科学家赋予了转基因生物某些特殊性状，增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力，有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。2.对转基因生物的安全性发生争论，与科学发展水平的限制有密切关系。下面关于基因的相关知识中，不可能是争论原因的是()A.对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限B.所转移的基因有不少是异种生物之间的基因C.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的D.DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”答案D解析公众对转基因生物的安全性有争论是有多种原因的，因为生物科学的发展无论在基础理论方面还是工程技术方面都还有很大的局限性，科学家对基因的研究并未穷其根本，转基因技术也只是在逐步完善和成熟中，还有大量工作要做。因此对基因的结构和功能不完全了解，DNA重组中极大的随机性，异种生物之间基因转移后果的不可预测性，都提醒人们不能不考虑转基因生物是否安全。而DNA重组技术中需要有精心设计的“分子工具”则是毫无疑问的，因为转基因生物是否安全关键在转移后的基因，技术操作过程的影响是第二位的。3.下列哪些说法已经得到了证实()A.一些转基因植物成为了“入侵的外来物种”，威胁着生态系统中其他生物的生存B.转基因抗除草剂植物已使杂草变成了抗除草剂的“超级杂草”C.转Bt基因玉米的花粉可使某种斑蝶幼虫死亡D.已发现因食用转基因食物而死亡的病例答案C解析由于科学发展水平的限制，目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限；同时，由于外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的，因此在转基因生物中有时候会出现一些意想不到的后果。A、B、D三个选项只是人们的推测，还没有得到证实。4.随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，下列关于基因污染的说法不正确的是()A.转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库B.基因污染是一种不可以扩散的污染C.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性D.转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存答案B解析转基因作物的诞生既有利也有弊，因为它有可能通过花粉与亲缘关系较近的作物杂交，污染生物基因库；有可能成为“入侵的外来物种”，破坏生态系统的多样性；也有可能使杂草及害虫获得抗性基因而破坏生态系统的稳定性。5.面对转基因技术的利弊，正确的做法是()A.趋利避害，不能因噎废食B.不加区分，全盘接受C.应停止有关的实验D.坚决抵制转基因生物答案A解析理性看待问题的本质是既看到有利的方面又不回避不利的方面。转基因技术有利有弊，我们对待它应趋利避害，不能因噎废食。6.下列哪项是对待生物技术的理性态度()A.转基因技术是按照人们的意愿对生物的设计，不存在负面影响B.转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起到了积极作用，也存在一定风险C.克隆技术如果被一些人利用将给社会造成灾难，应禁止任何克隆研究D.转基因技术如果被恐怖分子利用将可能导致人类灭绝，应停止转基因研究答案B解析转基因技术是按照人们的意愿对生物的设计，但由于技术方面的原因和人为因素的存在，仍有产生负面作用的可能；科学从来都是一把双刃剑，任何科学进步都存在有益和有害两个方面，是造福人类还是危害人类，关键在于人类如何对待和应用它，而不能因为暂时不合情理就因噎废食。 能力提升7.基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心()A.三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交，进而导致自然种群被淘汰B.运载体的报告基因(如抗生素基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物C.目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性D.转基因生物体释放到环境中，可能会对生物多样性构成危害答案A解析三倍体转基因鲤鱼在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子，因此三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼不能进行杂交，所以不会导致自然种群被淘汰。8.转基因生物的安全性引起人们争论的技术原因是()转移基因的功能往往未知转移基因的结构完全未知外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的外源基因往往是异种生物的基因A. B.C. D.答案C解析由于科学水平的限制，目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限；转移的基因虽然功能已知，但不少是异种生物的基因；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。因此，在转基因生物中，有时候会出现意想不到的后果，引起人们在食品安全、生物安全和环境安全三个方面的激烈争论。9.关于转基因食品的安全性评价应做到多环节。下面哪些属于转基因食品安全性评价的环节()转基因农作物的研究转基因农作物的试种转基因农作物的大面积种植转基因食品的商品化A. B.C. D.答案D解析转基因农作物从研究到商品化的各个环节，都要进行安全性评价。只有都无问题，才可保证转基因食品的安全性。10.20世纪70年代基因工程技术刚兴起的时候，都是以微生物作为实验材料，且必须在“负压”(低于外界大气压)的实验室里进行操作。这里“负压”的作用主要是()A.防止转基因生物进入人体或逃逸到外界，对人体产生危害作用或对环境造成基因污染B.提高微生物的基因突变频率C.加快微生物的繁殖速度D.避免其他生物对实验材料的污染答案A解析由于转基因生物对人类影响的正负效应很难在短时间内发现，为了安全起见，将实验材料放在“负压”条件下操作与培养，目的是防止这种转基因生物进入人体或逃逸到外界。11.来源于豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)具有广泛的抗虫特性。但直接把该基因转入农作物后，发现转基因植株中合成的CpTI蛋白质的积累量并没有达到强烈抑制害虫的程度。于是，科研工作者在体外对CpTI基因进行了修饰，在其两端分别融合了“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列，在它们的共同作用下，CpTI蛋白质在转基因植株中的积累量得到了明显提高。修饰和表达过程如图所示：(1)在此项基因工程中，供体细胞是_；CpTI基因是人们所需要的特定基因，称为_。(2)在体外对CpTI基因进行修饰时，首先用_处理，形成黏性末端。(3)“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的化学本质是_。(4)检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是_。(5)当前，转基因大豆、转基因棉花等转基因农作物已经进入了我们的生活，请从生物学角度谈谈转基因农作物可能带来的利与弊(各举一条)。利：_。弊：_。答案(1)豇豆细胞目的基因(2)限制性内切酶(3)DNA(脱氧核酸)(4)让害虫食用农作物叶片(5)可以让人类获得具有优良品质的农作物，如蛋白质含量更高、抗逆性更强的作物；打破传统育种界限，如植物表达微生物的抗虫性状等转基因农作物也可能变异成为对人类或环境有害的物种，如抗逆性极强的“超级杂草”会严重破坏生物多样性；转入的基因可能会导致某种尚不为人知的对人体健康有害的性状的产生；造成基因污染；影响食品安全等(其他合理答案也可)解析提供CpTI基因的供体细胞是豇豆细胞，该基因为目的基因。在修饰时，首先用限制性内切酶切割，形成黏性末端。从题干知“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列能与CpTI基因结合，说明它们都是DNA。高科技是把双刃剑，故分析基因工程作物的利弊时可从两个方面阐述。12.阅读以下材料，回答问题：材料自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来，转基因鱼研究取得很大进步。如转入外源生长激素(GH)基因的鱼生长速度快，饵料转化率高，但鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近，我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统。试分析回答下列问题：(1)转基因鱼成功的物质基础是_。(2)已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质，若将人的GH基因转移到鱼体内，则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是_个。(3)转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率，以至生长高于非转基因鱼，蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼。其可能的原因是_。(4)鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，试分析引起生态安全性问题的原因_。(5)多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的，培育成功的三倍体“湘云鲫”，其形成过程是_。试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因。_。答案(1)遗传物质都是DNA(2)1 146(3)合成了大量生长激素，生长激素能促进蛋白质合成(4)转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼带有目的基因，具有生长优势，与其他物种竞争，使其捕食对象大量减少，引起生态危机(5)将转基因的二倍体鱼加倍为四倍体鱼，然后二倍体鱼与四倍体鱼杂交形成三倍体鱼三倍体鱼不能繁殖，可以人工控制其养殖数量和范围，避免发生杂交，引起生态危机13.一个学习小组的同学在对当地栽培农作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题：(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁。如果你同意这种观点，请列举出三条理由：_；_；_。(2)用转基因玉米加工成的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护_。在有关标识中，应标注“_”或“_”。如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为“本产品为_加工制成，但本品中_”。答案(1)玉米与其他植物之间存在生殖隔离玉米花粉的传播距离有限玉米花粉的存活时间有限(或其他理由)(2)消费者的知情权转基因玉米加工品加工原料为转基因玉米转基因玉米已不再含有转基因成分解析(1)转基因生物不会对当地生物多样性构成威胁，有以下理由：转基因生物虽然具有某些新的性状，但其生命力没有人们想像的那么强，扩散到种植区以外时，会很快死亡；转基因生物的种植需有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进行自然杂交；许多植物花粉的传播距离有限，存活时间有限，具有受精能力的时间更短。(2)2002年，我国农业部颁布了农业转基因生物标识管理办法，要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注，以方便消费者自主选择，保护消费者的知情权。对不同产品标注内容不同。 真题体验14.(2013江苏，15)下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是()A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上答案B解析转基因生物是否存在安全问题，尚在争论之中，国家为了维护消费者对转基因产品的选择权和知情权，一般会加贴标注，但不会警示性注明可能的危害，B错误。