第1节 转基因产品的安全性引发社会的广泛关注（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（浙科版2019）

第一节　转基因产品的安全性引发社会的广泛关注 课程内容标准 核心素养对接 1．举例说出日常生活中的转基因产品。 2．探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。 1．举行辩论会，理性地，负责任的参与讨论生物的安全性，树立正确地看待事物的观点。(科学探究) 2．坚持正确的社会舆论导向，形成对转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。(科学思维) [对应学生用书P96] 1．转基因生物是指含有重组DNA的生物。转基因食品就是转基因生物本身或其加工产品，它可来自转基因的植物、动物、微生物等。 2．转基因作物发展势头迅猛 (1)1985年第一种转基因作物——转基因烟草问世； (2)1986年，抗除草剂烟草获得成功； (3)1994年，美国批准第一个转基因作物产品——延熟保鲜转基因番茄进入市场。 3．转基因产品的应用 (1)食品和农业方面：①转基因作物之所以能在全球迅速推广种植，是因为给农民带来了巨大利益，甚至改变了他们的命运。②转入生长激素基因的转基因猪和转基因鱼的问世，有效地提高了养猪业和渔业的产量。 (2)健康、医学方面：①生产含特殊营养的农产品，如黄金米等；②利用动物或工程菌生产基因工程药物。 (3)环境保护方面：“超级细菌”可以帮助我们有效、迅速地分解石油。 1．出现争论的原因 ①由于科学发展水平的限制，目前科学家对基因结构、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；②再加上转移的基因虽然是功能已知的基因，但不少是异种生物的基因；③同时，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，有时候会出现一些人们意想不到的情况。 2．争论的关键问题 转基因食品的安全性 ① 担心转入的外源基因或基因产物是否对人畜有毒 ② 对转入了控制过敏源基因的植物产品是否会对过敏人群造成不利影响颇有顾虑 转基因作物的环境安全性 ①由于导入新的外源基因，转基因因作物获得或增强了生存竟争和繁殖能为使其在很多方面都强于亲本或野生种。若被推广种植，这些转基因作物释放在自然环境中的机会就特别大，因其具有野生种所没有的各种抗性，将会迅速地成为新的优势种群，进而也可能变为“杂草”，影响生态平衡。 ②在自然条件下，有可能发生基因漂移，导致出现对其他作物构成严重威胁的“超级杂草”。 ③转基因作物作为外来品种进入自然生态系统，往往具有较强的“选择优势”，可能会影响植物基因库的遗传结构，淘汰原来栖息地上的物种及其他遗传资源，致使物种呈单一化趋势，造成生物数量剧减，甚至会使原有物种灭绝，导致生物多样性受到严重影响。 3．科学的检测和管理 类别 内容 以美国、加拿大等转基因产品生产和出口大国为代表 认为转基因产品的安全性与传统生物技术没有本质区别，管理应针对生物技术产品，而不是生物技术本身 以欧盟及其成员国为代表 认为转基因技术本身具有潜在的危险性，只要与转基因相关的活动，都应进行安全性评价并接受管理 我国的态度 对生物安全问题始终给予密切关注和高度重视，并陆续出台了一些政策、法规 1．判正误 (1)通过转基因技术生产药物只是转基因微生物方面的应用。(×) (2)转基因抗虫植物也抗病，种植过程中可以不施农药。(×) (3)高产青霉素菌株属于转基因成果。(×) (4)认为转基因产品的安全性与传统生物技术没有本质区別，管理应针对生物技术产品，而不是生物技术本身。属于我国政府的观点。(×) 2．微思考 (1)什么叫作基因漂移？如何防止发生基因漂移？ 提示　基因漂移指转入的基因可能会从转基因植物的体内扩散到环境中。可以借助一定的手段使花粉失去活性，从而防止发生基因漂移，如我国科学家将来自玉米的α­淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α­淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。 (2)说一下你对转基因食物的安全性的监控和预防有哪些措施。 提示　①立法监控是保证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，才可进入下一阶段。 [对应学生用书P98] 任务驱动一　转基因技术影响人们的日常生活 1．近几十年来，转基因技术取得了长足的发展，各种转基因产品层出不穷，给人类带来了巨大影响。请列举一下基因工程的实例。 提示　(1) 我国转基因抗虫棉推广面积达3.7×105 hm2。 (2)转基因猪，转基因鱼提高了养猪业和渔业的产量。 2．请说一下转基因产品的优点和潜在缺点。 提示　(1)优点：①解决粮食短缺问题；②减少农药使用，从而减轻环境污染；③节省生产成本，降低粮食售价；④增加食物营养，提高附加价值；⑤增加食物种类，提升食物品质；⑥促进生产效率，带动相关产业发展。 (2)缺点：①可能产生新病毒和新的过敏原；②可能产生抗除草剂的杂草；③可能使疾病的传播跨越物种障碍；④可能会损害农田生态系统的生物多样性；⑤可能破坏生态系统的稳定性。 下列不是转基因成果的是(　　) A．清除石油污染的假单胞杆菌 B．高产青霉素菌株 C．转基因抗虫棉 D．巨型小鼠 B　[高产青霉素菌株是人工诱变培育的。] [借题发挥] 1．(长句专练)转基因耐储番茄的原理是什么？ 提示　将抑制乙烯生成的基因转入番茄中或通过转基因技术抑制乙烯的生成量，达到番茄耐储藏的目的。 2．(科学思维)请说出预防基因污染的措施有哪些？ 提示　①将外源基因导入叶绿体或线粒体内，则花粉粒中不含有转入的基因，故可避免基因污染。 ②将来自玉米的α­淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α­淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。 随着转基因技术的发展，基因污染也逐渐产生，转基因食品的安全性同时受到广泛关注。下列说法不正确的是(　　) A.转基因食物产品上市前都需要经过严格的安全性检测 B．基因污染是一种不能增殖的污染，因此不需要特别关注 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．目前基因可通过花粉扩散到作物的近亲生物中，从而污染生物基因库 B　[转基因食物可能会存在食品安全等问题，故转基因产品上市前都需要经过严格的安全性检测，A正确；基因污染指基因工程中目的基因转移到生物体内可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在风险和威胁，而且会随着生物的繁殖过程不断增殖，B错误；杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，具有新的性状，可能破坏生态系统的稳定性，C正确；基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如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，D正确。] 任务驱动二　理性看待转基因技术的应用 如今，从土豆、草莓到西红柿，各种各样的转基因产品已经进入寻常百姓家。有资料显示，我国餐桌上有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，美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因玉米花粉撒在苦苣菜上，喂食非靶生物黑脉金斑蝶幼虫，4 d后幼虫死亡率达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。 (1)自1985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。2001年全球转基因作物的种植面积达到了5 000万hm2。试问：转基因技术到底有什么优势？ 提示　①可定向改造生物的性状；②可提高粮食产量，解决粮食问题等。 (2)据报道，转基因作物大面积种植已达多年，食用转基因食品的人群至少已有10亿之多，至今没有证明转基因食品不安全的任何实例，这说明转基因食品是安全的。试分析原因。 提示　①转基因食物被煮熟之后，细胞就被破坏了，进入人的消化系统后，基因被分解成小分子物质而失去遗传作用；②人们食用转基因食品已有若干年了，但食用后对于人的安全没有可见的威胁；③转基因食品仅仅是在农作物中加入一两个对人类无害的已知性状的基因(只要合理即可)。 (3)通过基因工程，科学家已经培育出了许多具有抗虫、抗病、抗除草剂等全新性状的农作物，但也有人对转基因产品的安全性提出了疑问。试从正反两方面阐述你对这一问题的认识。 提示　转基因产品是安全的：①多环节、严谨的安全性评价，可以保证转基因食品的安全；②转基因农作物要表现其新性状，必须有一定的条件；③种植抗虫转基因农作物，可减少农药用量。转基因产品是不安全的：①可能会出现新的过敏原；②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毒杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体；③重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物，可能会对人类生活环境造成二次污染。 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 B　[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，任何科学进步都有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，而不能因噎废食。] [借题发挥] 1．(长句专练)怎样理性看待转基因技术？ 提示　(1)首先认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成果，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。 (2)要正视转基因技术带来的安全性问题，认识到个别转基因生物的危害性，趋利避害。 (3)完善相应的法律法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。 2．(科学思维)有人提出“吃基因补基因”，你是否赞成这种观点？试从新陈代谢的角度简要说明理由。 提示　开放性题目，只要用生物学知识回答即可。(如不赞成，因为基因被吃入后，与其他生物大分子一样被消化分解，不可能以原状进入细胞，更不可能补充或整合到人体原有的基因中去；赞成，基因被吃下去后，消化分解为简单物质，可以作为合成DNA的原料。) 1．下列选项中不是由转基因生物可能带来的弊端的是(　　 ) A．对生物多样性的影响，如抗除草剂作物的产生会破坏农田的生物多样性 B．使近亲野生物种具有抗性基因，可能会变成“超级杂草” C．转基因食品加工带来食品污染 D．转基因生物的大规模繁殖导致生态入侵 C　[由于基因表达的产物一般为蛋白质，转基因食品进入人体内，其所表达出的蛋白质会被分解，即使有部分表达的基因进入体内，也同样会被酶水解，所以不可能带来食品污染。] 2．现在转基因技术已经相当成熟了，美国已批准转基因三文鱼进入市场，旨在利用生物技术提升水产产业，不过这种转基因三文鱼目前只能在加拿大和巴拿马饲养。下列关于转基因技术的说法正确的是(　　 ) A．转基因技术的原理是基因突变 B．转基因技术的应用解决了人类历史上很多难题，是有利无害的 C．现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示其潜在的安全性 D．转基因食品比传统食品营养更丰富，因此在不久之后转基因食品会替代传统食品 C　[转基因技术的原理是基因重组，选项A项错误；转基因技术的应用解决了人类历史上很多难题，但转基因技术对人类既有有利的一面，也有有害的一面，选项B项错误；现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示其潜在的安全性，选项C项正确；转基因食品和传统食品各有优缺点，转基因食品不会替代传统食品，选项D项错误。] 知识网络构建 关键知识积累 1.转基因生物是指含有重组DNA的生物。我们平时常说的转基因食品就是转基因生物本身或其加工产品，它可来自转基因的植物、动物、微生物等。现阶段的转基因食品主要来自转基因作物。 2.建立合理的风险评价原则是科学管理的基础，每一例转基因产品在准予商业化生产之前都必须经过严格的检测和审批。 3.对于任何一项科学技术，零风险是不存在的，也不可能绝对安全，因噎废食、无所作为或许才是最大的风险。 [对应学生用书P100] 1．20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 A　[由于“负压”(低于外界大气压)中气体只能从外界进入实验室，故可防止具有重组基因的生物进入人体或逃逸到外界，从而防止对人体产生危害作用或对环境造成基因污染，A项正确；负压环境不能提高基因突变频率，B项错误；负压环境不会加快微生物的繁殖速度，C项错误；负压环境只能防止实验室气体外泄，不能防止其他生物对实验材料的污染，D项错误。] 2．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 A　[转入到油菜的基因，可以通过花粉传入环境中，A项正确；由于植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基因频率增加，B项错误；由于不同生物共用一套遗传密码，所以动物生长激素基因转入植物后也能表达，C项错误；转基因技术的安全性问题，要通过验证才能得到证实，D项错误。] 3．下列不属于转基因技术的优点的是(　　 ) A．解决粮食短缺问题 B．减少农药的使用，避免污染环境 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 D　[转基因技术的优点很多，如解决粮食短缺问题，减少农药的使用，避免污染环境，增加食品营养，提高附加价值等，而可能产生人体的抗原性物质，对人体不利。] 4．转基因生物的安全性引起人们争论的原因是(　　 ) ①转移基因的功能往往未知　②转移基因的结构往往未知　③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的　④外源基因往往是异种生物的基因 A．①②　　　　　 B．②③ C．③④ D．①③ C　[由于科学水平的限制，目前科学家对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、结构已知，但不少是异种生物的基因(④)；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的(③)。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和环境安全两个方面的激烈争论。] 5．害虫损伤番茄的叶片后，组成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。 (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转基因技术，该技术的核心是____________________，这种变异在生物学上称为________。科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了________。 (3)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析可能的原因是____________________________________，玉米的花粉不能传递给杂草。 (4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是________________________。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是_____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)据题意可知，蛋白酶抑制剂为分泌蛋白，故合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是核糖体；合成后还需要在内质网和高尔基体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转基因技术，该技术的核心是基因表达载体的构建；这种变异在生物学上称为基因重组；科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了基因突变。 (3)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析可能的原因是不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。 (4)抗玉米螟玉米由于具有抗虫作用，故在环境保护上的重要作用是减少了农药对环境的污染；但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是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)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是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活性，影响人体健康。 答案　(1)核糖体　内质网和高尔基体　(2)基因表达载体的构建　基因重组　基因突变　(3)不同物种之间存在生殖隔离　 (4)减少了农药对环境的污染　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)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 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