2019年人教版高中生物选修3学案：专题4 4.1转基因生物的安全性

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1、41 转基因生物的安全性学习目标 1.举例说明转基因生物取得的重要成果。2.说出转基因生物安全性问题的不同观点及论据，形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。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是否会造成隐性伤害等问题，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

2、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。我们该如何看待生物技术带来的伦理问题呢？转基因食品的安全性应当如何科学评价呢？一、转基因成果1微生物方面(1)利用 DNA 重组的微生物进行基因制药。(2)制造出具有重要经济价值的各种重组微生物，如清除石油污染的 假单胞杆菌等。2转基因动物方面(1)培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽。(2)把转基因动物(如奶牛)变成生物反应器，让它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药物或人类所需要的蛋白质。3转

3、基因植物方面(1)培育具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。(2)种植最多的转基因植物有大豆和玉米，转基因棉花和油菜 次之。归纳总结 抗逆转基因作物的社会效益(1)解决饥饿和贫困问题。(2)在一定程度上可以使农作物摆脱土壤和气候的限制，提高产量。(3)减少农药的使用，减少环境污染。例 1 下列成就来自基因工程技术的是( )A番茄马铃薯新物种B高产的青霉素菌株C将一种植物细胞内的叶绿体移入另一种植物细胞内D能进行生物固氮的酵母菌品种答案 D例 2 下列关于转基因技术的应用，不正确的是( )A可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物体内使其具有相应的抗性B可以使用 DNA 重组的微生物

4、，生产稀缺的基因药物C可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的特定蛋白质D将不同生物的 DNA 进行转移和重组，可以创造出新物种答案 D解析 将不同生物的 DNA 进行转移和重组，可以创造出新品种，但不能产生新物种，D项错误。二、转基因生物的安全性1对转基因生物安全性的争论(1)争论 1 转基因生物与食物安全反方 正方不能对转基因食物安全性问题掉以轻心的理由不用担心转基因食物安全性的理由反对“实质性等同”所谓“实质性等同”概念是对转基因农作物安全性评价的起点，而不是终点担心出现滞后效应多环节、严谨的安全性评估，可以保证转基因食物的安全担心出现

5、新的过敏原科学家的负责态度，可以防止新过敏原的产生，对于产生过敏反应的农作物会予以销毁担心营养成分改变至今尚未发现因食用转基因食物而影响人体健康的实例担心把动物蛋白基因转入农作物会侵犯宗教信仰者或素食者的权益没有足够的证据证明转基因食物有问题(2)争论 2 转基因生物与生物安全反方 正方转基因生物可能会对生物多样性构成威胁的理由转基因生物不大可能对生物多样性构成威胁的理由转基因植物可能会扩散到种植区以外，成为野生种类或杂草转基因农作物扩散到种植区以外会很快死亡可能会成为“入侵的外来物种” ，威胁生态系统中其他生物的生存要表现出新性状必须具有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术可能重组出对人类

6、或其他生物有害的病原体由于生殖隔离的存在，它们很难与其他植物杂交有可能使杂草成为除草剂除不掉的“超级杂草”花粉传播的距离和存活时间有限(3)争论 3 转基因生物与环境安全反方 正方可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏的理由转基因生物有利于环境保护的理由打破了自然物种的原有界限，改变生态系统中的能量流动和物质循环转基因生物不会改变生物原有的分类地位，不会破坏生态系统的稳定性重组的微生物可能会对人类生活环境造成二次污染转基因抗虫作物的种植，减少了农药的使用量重组 DNA 与微生物杂交，可能产生对动植物和人类有害的病原微生物抗除草剂农作物的种植，减轻了农田管理的负担，保护了农田土壤环境转基

7、因植物花粉中的有毒蛋白或过敏蛋白可以通过蜜蜂进入蜂蜜，再经过食物链传递由于新闻报道不实，增加了公众对转基因农作物的恐惧感2.理性看待转基因技术(1)坚持正确的社会舆论导向，将有利于决策者做出正确的决策，从而促进 科学技术的发展。(2)面对转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，而不能因噎废食。(3)各国对转基因技术都制定了符合本国利益的政策和法规。归纳总结1辨别“实质性等同”与“滞后效应”(1)实质性等同：是指在转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别” 。(2)滞后效应：转基因植物的 DNA 经过重组后，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质。转

8、基因农作物所表达的某些蛋白质，可能会潜移默化地影响人的免疫系统，从而对人体健康造成隐性的伤害，食用者在过了若干年或者一两代之后，问题才显现出来。2基因污染(1)概念：指人工组合的基因，通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分。(2)途径转基因植物的相关基因通过花粉传播而进入附近的野生植物或邻近的非转基因农作物。转基因作物在自然条件下存活并发育成为野生的、杂草化的转基因植物。土壤微生物或动物肠道微生物吸收转基因作物后获得外源基因。3外来物种入侵(1)概念：外来物种是指从自然分布区通过有意或无意的人类活动而被引入，在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能

9、力，给当地的生态系统或景观造成明显损害或影响的物种。(2)危害外来物种进入新的生态系统之后，由于没有天敌，极易造成生长失控，破坏生态系统的结构。外来物种在新的生态系统中，直接影响本地物种的生存，加速某些生命力较弱的物种消失，即入侵的外来物种可能会造成生物多样性降低。外来物种进入新的生态系统后，作为掠夺者、寄生者或病原体，会使受害者或寄主的数量发生变化，往往会对当地的农业或林业带来严重的损害，即爆发所谓的生物灾害。有些外来植物产生的花粉是当地居民从未接触过的物质，可能成为对人类健康造成威胁的新过敏原。例 3 下列哪一观点支持转基因生物会引发生物安全性问题( )A生殖隔离使转基因生物与其他植物很难

10、杂交B花粉的传播距离有限，不会引起生物安全性问题C植物花粉存活时间有限，不会散失到其他环境，威胁其他生物D转基因生物有可能成为“ 入侵的外来物种”答案 D解析 外来物种是指从自然分布区通过有意或无意的人类活动而被引入，在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力，给当地的生态系统或景观造成明显损害或影响的物种。例 4 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 转基因农作物的农田试种 转基因农作物的大面积种植 转基因食品的商品化A BC D答案 D解析 转基因食品的安全性要多环节、严谨地评价，确保转基因食物的安全。例如在农作物研究

11、、农田试种、大面积种植和商品化等各阶段都要进行严格的安全性评价。1对转基因生物引发的安全性问题的叙述错误的是( )A转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全B转基因生物引起安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的C由于生殖隔离，转基因农作物肯定不会将目的基因传递给杂草D转基因生物有可能造成安全性问题，但不能一概而论答案 C解析 各种生物之间不一定都存在生殖隔离，1996 年科学家发现转入抗除草剂基因的油菜可以与某些杂草杂交，并结出了种子。2面对转基因技术的利弊，正确的做法是( )A坚决抵制转基因生物 B不加区分，全盘接受C应停止有关的实验 D趋利避害，不

12、能因噎废食答案 D解析 理性看待问题的实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。3转基因植物可能引起营养成分发生改变的根据是( )A部分 DNA 发生了重组B某一基因可以控制合成不同的蛋白质C重组 DNA 控制一种蛋白质的合成D有些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，这可能会导致转基因农作物营养成分的改变答案 D4(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

13、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 对转基因食品只要求标注“转基因*”等字样，并没有在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，B 项错误。5害虫损伤番茄的叶片后，叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合上面的材料回答：(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是_，合成的

14、化合物还需要在_中加工才具有生物活性。(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于_技术，这种变异在生物学上称为_。(3)在种植了这种转基因玉米的农田中，杂草是否也会出现抗玉米螟性状？原因是什么？_。(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理？理由是什么？_。(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧有无道理？请简要说明理由。_。答案 (1)核糖体 内质网和高尔基体 (2)转基因 基因重组 (3)( 答案不唯一) 不会；不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草(或会；蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草，使杂草获得抗虫基因，从而表现

15、出抗虫性状) (4) 需要；转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫 (5)(答案不唯一)有道理：这种玉米的子粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健康(或没有道理：人蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同，玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响)解析 (1)番茄蛋白酶抑制剂的化学本质为蛋白质，其合成部位为核糖体，但还需要在内质网、高尔基体中加工才具有生物活性。(2)由材料可获得信息，抗玉米螟玉米品种的培育运用的是转基因技术，这种技术的原理是基因重组。(3)(5)属于开放性试题，答案不唯一，只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害虫，故

16、种植抗玉米螟玉米的农田，仍需要进行防虫管理。对点训练题组一 转基因技术的成果1转基因成果令人叹为观止，下面不是转基因成果的一项是( )A抗虫棉花B能清除石油污染的假单胞杆菌C我国奶牛的主要品种 中国荷斯坦牛D抗除草剂玉米答案 C解析 抗虫棉花、能清除石油污染的假单胞杆菌、抗除草剂玉米都属于转基因成果；中国荷斯坦奶牛是利用杂交育种培育出来的。2下列不属于转基因生物优点的是( )A解决粮食短缺问题B减少农药的使用，减轻环境污染C增加食品营养，提高附加价值D可能产生人体的抗原性物质答案 D解析 转基因食品可能产生人体的抗原性物质属于转基因生物引发的食物安全问题。3抗逆转基因作物的培育与推广给社会带来

17、的巨大社会效益是( )在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制减少了化学农药对环境的污染和人畜的危害减少了化肥的制造量和使用量，有利于环境保护使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量A BC D答案 B解析 抗逆转基因作物是指通过基因工程技术使农作物具有抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病毒、抗干旱、抗盐碱等)，因此抗逆转基因作物的培育和推广在一定程度上可以使农作物摆脱土壤和气候条件的限制，使得作物在不良环境中更好地生长，提高产量，同时还可以减少农药的使用量，减轻对环境的污染和对人畜的危害；但是抗逆作物不能固氮，不会使土壤中无机盐的含量增加，因此不可能减少化肥的制造量和使用量。题组二 转基因生

18、物的安全性4有人说：“转基因生物所转移的只是一两种自然界中已经存在的外源基因，它并不会改变生物原有的分类地位，充其量只能说是具有某种新特征的同一物种。 ”上述说法中是否是“同一物种” ，关键应该看转基因生物与原来的生物是否具有( )A生殖能力 B地理隔离C生殖隔离 D能否杂交答案 C5下列选项中明显体现了转基因生物引发的食物安全问题的是( )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 转基因生物引发食物安全的理由是：对食物

19、的安全性检测不够，担心出现滞后效应，担心出现新的过敏原，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物安全问题，A、B、D 三项均不能体现。6有人认为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。他的依据是( )A转入的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌杂交，形成新的病原体B转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为“超级杂草”C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D转基因植物花粉传播的距离有限，只能在种植区以内繁殖答案 C解析 外来物种入侵

20、一般是由于该生物在适宜的环境和缺乏天敌的情况下能够大量繁殖，并且对当地的生物多样性产生了影响。转基因生物往往是改良的品种，因而具有较强的适应能力，很可能使当地生物受到影响。7所谓“实质性等同”是指( )A转基因农作物中的成分完全没发生改变B转基因农作物中的部分成分没发生改变C转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别”D “实质性等同”是对转基因农作物安全性的最终评价答案 C解析 “实质性等同”是指在转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别” 。8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

21、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 40 以下便会死去的菌株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，而不能因噎废食。9目前科学家已成功培养出全球首例遗传性稳定且能自然繁殖的四倍体鱼类种群，这在脊椎动物中是首例。虽然四倍体鱼生长快、肉质好、抗病力强，但研究人员并不直接把它投入生产，而是将它与二倍体鱼杂交的后代投入生产。你认为这样做主要的意义是( )A防止基因污染，保护物种多样性B保护自身知识产权

22、C避免出现新物种，维护生态平衡D充分利用杂种优势答案 A解析 此优良四倍体鱼种为转基因技术的产物，因转基因生物野生养殖易造成基因污染，故将其与二倍体鱼种杂交，得到优良三倍体品种，三倍体是高度不育的，将其放养可避免基因污染，保护物种多样性，维护生态平衡。综合强化10我国深圳华大基因研究院宣布成功绘制出第一幅完整的中国人基因组图谱(又称“炎黄一号”)，这是第一个亚洲人全基因序列图谱。下列有关人类基因序列的叙述不正确的是( )A人类基因组极其丰富，人类基因专利化推动人类基因科学研究B人类基因序列的主要用途是生产基因工程产品、分析病理、治疗疾病C人类基因组计划为功能重要基因的鉴定、分离和克隆奠定基础D

23、人类基因资源和其他生物资源、自然资源一样，是人类的重要财富答案 A解析 人类基因组只有一套，人类基因专利化，势必引发残酷的基因资源世界大战。11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DDNA 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的原因有：由于科学发展水平的限制，目前科学家对基因的结构和基因间的相互作用以及基因的调控机制等的了解相当有限；所转移的基因有不少

24、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。12下列关于“转基因”的叙述，错误的是( )A转入的外源基因有可能使作物的其他基因的表达受到影响B被转移的基因是功能已知的基因，人们对它们研究得已经相当透彻，绝对不会引起安全性问题C在“转基因”的过程中，必须用到工具酶D转基因技术成果已进入人类的生产和生活，特别是在医药和农业生产上发挥了极大的作用答案 B解析 有的转入的外源基因影响作物的其他基因，操作时需要用到限制性核酸内切酶、DNA 连接酶，转基因技术成果在农业和医药上发挥了极大的作用，但基因的许多影响是不容易控制的，还存在一些安全隐患。13将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的

25、DNA 分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。请分析回答：(1)烟草转基因产品的获得属于_。A基因工程 B细胞工程C微生物工程 D酶工程(2)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了_ ，不同生物间基因移植成功，说明生物共用一套_。烟草 DNA 分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能，这说明_。(3)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，请列举你所知道的或你所设想的应用该工程的三个具体实例。_。(4)有人认为，转基因技术是一把双刃剑，犹如船能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请你举出

26、一个可能出现的灾难性后果的实例。_。答案 (1)A(2)抗病毒干扰素 遗传密码 基因是遗传物质控制生物性状的结构和功能的基本单位(3)将抗病毒基因嫁接到水稻中，形成抗病毒水稻新品种；将人的血型基因移入猪体内，培育产生与人血型相同的猪；将干扰素基因移入细菌体内，培育出能产生干扰素的细菌(4)支持这一观点。例如：用于改良作物的抗除草剂基因引入杂草，就将难以控制杂草解析 基因工程转入的基因之所以能转入并表达，是因为人与其他生物的基因都是由脱氧核苷酸组成的，并且生物共用一套遗传密码。基因是有遗传效应的 DNA 片段，并且是控制生物性状的结构和功能的基本单位，所以 DNA 分子被插入或切割掉某个基因都不

27、会影响遗传信息的表达功能。14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致死，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

28、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、食物安全性问题、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。15如今，从土豆、草莓到西红柿，各种各样的转基因食品已经进入寻常百姓家，更有资料显示，我国餐桌上有

29、50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来，有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如，1999 年，美国康奈尔大学 Losey 等人将转 Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因) 玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脉金斑蝶， 4 d 后死亡率达 44%，而对照组无一死亡，研究者认为该转基因玉米对非靶生物有毒。请根据材料回答下列问题：(1)据报道转基因作物大面积种植已达 7 年，食用转基因食品的人群至少已有 10 亿之多，至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食品是安全的，试分析原因。_。(2)自 1983 年转基因作物在美国问世以来，用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。200

30、1 年全球转基因作物的种植面积达到了 5107 hm2。试问：转基因产品到底有什么优势？_。(3)你是怎样理解转 Bt 基因玉米花粉对非靶生物有毒的？_。(4)有人认为转基因生物会造成基因污染，危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的？_。答案 (1)转基因食物被煮熟之后，细胞就被破坏了，进入人肠胃系统后，基因被消化成小分子物质而失去遗传作用；我们所吃的转基因改良作物是长期人工选择的结果，人们食用后并未有不适或影响健康；转基因食品仅是在农作物品种中加入一两个对人类无害的已知性状的基因等(只要合理即可 ) (2)可缩短育种时间；可定向改造生物的性状；可提高粮食产量，解决粮食短缺问题(只要合理即可) (3)转 Bt 基因玉米在培育过程中没有对所有的生物进行毒性检测实验，在逻辑判断上属于不完全归纳(只要合理即可) (4)转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传递，可能会由此产生超级杂草、超级害虫以及其他超级动物等，使得生物多样性受到破坏(只要合理即可)解析 本题属于开放性题目，可以从正反两个方面分析利害关系。转基因生物会不会对人体产生毒害，会不会富集，转基因产品中的外源基因是否会在环境中传播，转基因生物能否成为外来物种，是否对环境造成破坏等，都是解答本题的切入点，如何对转基因食品进行安全评价，已经成为一个新的课题。