4.1 转基因产品的安全性 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二生物学选择性必修3 生物技术与工程（苏教版）

第一节 转基因产品的安全性 第四章　生物技术安全与伦理问题 学习目标 1.关注转基因生物的安全性。 2.举例说出关于转基因生物安全性问题的不同观点及论据。 3.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。 教材梳理 1.日常生活中的转基因产品越来越多 (1)转基因植物产品 ①概念：是指 中含有利用转基因技术转入外源基因的植物及其产品。 ②优点：具有 、优质、抗病毒、 、抗寒、抗旱、抗涝、________或抗除草剂等特性。 ③实例：转基因番木瓜、转基因双价抗虫棉。 基因组 高产 抗虫 抗盐碱 (2)转基因动物产品 ①概念：是指基因组中含有利用转基因技术转入 的动物及其产品。 ②优点：转基因动物往往具有 ，生长周期短或产仔、 ，泌乳量高或抗病等特性。 (3)转基因微生物产品 ①概念：是指基因组中含有利用转基因技术转入外源基因的 及其产品。 ②优点：具有 、效果显著、 的特点，因而广泛应用于生物医药和酶制剂行业。 外源基因 生长快 产卵多 微生物 周期短 控制性强 2.转基因产品与技术的安全问题受到关注 (1)我国态度 ①我国政府一贯重视转基因技术和转基因产品的安全问题，并发布了相关的管理条例。 ②我国批准进口的转基因作物，只允许作为 进行规定的食品加工。 (2)转基因食品的安全性问题 ①农作物转入外源基因后，其 是否会发生改变？ ②人们食用转基因食品后，转入的基因会不会对人类的 产生影响，甚至引发疾病？ ③转入的基因所控制合成的蛋白质或多肽会不会引发过敏体质的人群发生 ？ 原料 营养成分 健康 过敏反应 (3)转基因产品的生态系统安全性问题 ①转基因植物的扩散对 有无影响。 ②转入的基因是否会扩散到其他物种体内，从而导致自然界原有______的混乱。 ③大面积种植转基因植物，其残体分解物、根部分泌物是否会对______ _____造成负面效应。 ④转基因动物对生态系统的 是否会产生影响。 生物多样性 物种 生态 环境 稳态 (4)评估及预警机制 我国已建立了转基因作物的生物安全 的网络及技术体系，强化了对转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻、转植酸酶基因玉米、转基因抗除草剂大豆的全程安全监测和评估技术体系。 评价和监测 (1)通过转基因技术生产药物只能利用转基因微生物(　　) (2)转基因抗虫植物能抗病，种植过程中可以不施用农药(　　) (3)转基因生物不可能会破坏生态平衡(　　) (4)科学家把控制植物产生甜味蛋白的基因转入细菌，用以大量生产新型甜味剂(　　) (5)为了维护消费者对转基因产品的知情权和选择权，需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(　　) × × × √ √ 判断正误 8 任务：转基因技术及食品安全性分析 1.用转基因大豆加工成的大豆油，是转基因食品吗？转基因产品需要标识吗？说明理由。 核心探讨 提示　用转基因大豆加工成的大豆油是转基因食品；以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品都是转基因食品，需要标识；为了维护消费者的知情权和选择权。 2.叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。其与传统的细胞核转基因技术相比有什么优点？ 提示　叶绿体转基因技术更稳定，其遗传方式不遵循孟德尔遗传定律，不会随花粉传给后代，从而保持了母本的遗传特性。 3.鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼引起的生态安全性问题值得研究，需要研究转基因鱼对生态系统造成的压力及外源基因的扩散问题。根据以上资料，试分析转基因鱼会引起生态安全性问题的原因。 提示　转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼带有转基因，具有生长优势，会使其捕食对象大量减少，进而与其他物种竞争，引起生态危机。 基因污染 核心归纳 (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 ①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。 ②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。 ③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。 1.(2023·连云港高二检测)下列不属于转基因研究成果的是 A.转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期 B.用基因工程技术构建高产、优质的基因工程菌来生产氨基酸，是目前 　工业化生产氨基酸的重要途径 C.目前开发成功的基因工程药物已经几乎涉及各种类型疾病的治疗 D.通过育种技术生产无子西瓜 √ 典题应用 2.下列关于转基因生物安全性的叙述，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品安全性和生态系统安 　全性上 √ 许多国家会在转基因食品标签上加注特殊标识，让消费者明确看到所购食品是否来源于转基因生物，并非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，A正确，B错误； 目前对转基因生物安全性的争论主要集中在转基因食品的安全性和转基因生物对生态系统安全性的影响上，二者是可以通过开展风险评估、预警跟踪和风险管理等进行有效管控的，C、D正确。 网络构建 课时对点练 16 题组一　转基因产品 1.(2023·徐州高二期中)下列属于基因工程技术成果的是 A.番茄—马铃薯新物种 B.高产的青霉素菌株 C.含玉米叶绿体的菟丝子细胞 D.能进行生物固氮的酵母菌品种 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 番茄—马铃薯新物种和含玉米细胞叶绿体的菟丝子细胞都属于细胞工程技术的成果，高产的青霉素菌株是通过诱变育种得到的，能进行生物固氮的酵母菌品种是通过基因工程技术将固氮菌的固氮基因转移到酵母菌细胞中实现的，D符合题意。 15 16 2.(2023·南京高二期末)某医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的白蛋白含量提高了30多倍。转基因动物是指 A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物 C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 3.下列关于基因工程应用的叙述中，错误的是 A.科学家可以利用转基因技术抑制乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量来 　延长番茄的储藏时间 B.将某些抗病毒的基因导入动物体内，使获得的转基因动物能抵抗相应 　病毒 C.抗虫基因只要成功地插入到植物细胞染色体上就都能正常表达 D.可利用工程菌大规模生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等药物 √ 目的基因导入了受体细胞不一定都能正常表达，C错误。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 题组二　转基因产品与技术的安全问题 4.(2023·无锡高二期中)下列叙述不属于转基因生物可能存在安全性问题的原因的是 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来自异种生物 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” √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 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了解得相当有限，A不符合题意； 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，可能会带来安全隐患，B不符合题意； 由于外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的，易引发食品安全、生物安全和环境安全等方面的问题，C不符合题意； 人们可以根据需要选择使用DNA重组技术中的“分子工具”，这不属于转基因生物可能存在安全性问题的原因，D符合题意。 16 5.转基因作物是通过转基因技术对农作物进行精确地改造而产生的，转基因作物在产量、抗逆性及品质等方面有显著改进，极大地降低了农业生产的成本，但科学家通过动物实验发现转基因作物可能会对人类健康造成危害。根据以上材料，下列说法错误的是 A.转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物 B.如果转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响，我们应该坚决抵制转 基因作物 C.科学家必须在现有知识与技术的基础上，尽量 考虑转基因作物可能存在的风险并采取相应的 防范措施 D.国家必须对转基因作物的研究制定相应的法律 法规，并进行严格管理与有效控制 √ 对待转基因作物应该理性，并不是坚决抵制所有转基因作物，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 6.下列有关转基因食品及其安全性的叙述，正确的是 A.目前已证实，转基因食品对人体发育和健康不会产生太多危害 B.食用转基因食品会导致外源基因转入人体细胞 C.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的基因多样性 D.部分转基因微生物可降解污染物，应大力推广 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 目前对转基因食品的安全性仍然存在争议，A错误； 转基因食品经人体消化道消化后，外源基因一般不会转入人体细胞，B错误； 转基因产品需要经过一系列的安全性评估，符合相应标准后才能推广，D错误。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 7.(2023·苏州实验中学高二期中)转基因食品存在“是否安全”的争议。有人认为转基因食品是有害的，比如抗草甘膦(除草剂)转基因农作物的种植可能使喷洒除草剂的量增多。请用已学知识判断，下列说法正确的是 A.只要有证据表明转基因产品有害，就应禁止该技术的应用 B.食用抗除草剂植物生产的食品会导致人患癌症 C.我国已经对转基因食品和转基因农产品实施产品标识制度 D.人食用转基因食品后，其中的基因会整合到人的基因组中 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 即使有证据表明某转基因产品有害，应该禁止的是该产品而不是禁止该技术，转基因技术也有很多其他方面的用途，A错误； 食用抗除草剂植物生产的食品不一定会导致人患癌症，B错误； 人食用转基因食品后，其中的基因会被消化分解，不会整合到人的基因组中，D错误。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 8.转基因生物可能带来的食品安全问题是 A.转基因操作过程中，食物可能被细菌等微生物污染 B.可能出现新的过敏原，部分人食用后可能出现严重后果 C.转基因植物有可能扩散到种植区外变成野生种类 D.导入转基因生物的外源基因可能与感染转基因植物的某些细菌杂交 √ 转基因操作过程一般是在无菌、无毒的环境下进行的；转基因植物有可能扩散到种植区外变成野生种类，不属于食品安全问题；导入转基因生物的外源基因可能与感染转基因植物的某些细菌杂交，不属于食品安全问题。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9.我国科学家运用基因工程技术，将从苏云金杆菌中分离出的Bt毒蛋白基因导入棉花细胞并成功表达， 培育出了转基因抗虫棉。下列叙述不正确的是 A.Bt毒蛋白基因的提取和运输都需要专用的工具和运载体 B.重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致Bt毒蛋白的毒性丧失 C.转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因可通过花粉传递到近缘作物，从而造成 　基因污染 D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素的抗性来确定的 √ 16 对点训练 重组DNA分子中增加一个碱基对，会引起基因突变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致Bt毒蛋白的毒性丧失，B正确； 转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因可通过花粉传递至近缘物种，从而造成近缘物种也含有Bt毒蛋白基因，该近缘物种再通过传粉会造成基因进一步的扩散和污染，C正确； 转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对棉铃虫的抗性来确定的，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 10.下列关于基因工程应用的说法，错误的是 A.抗虫转基因作物的使用有利于降低生产成本，降低农药对环境的污染 B.基因工程生产药品具有高效率、低成本的特点 C.转基因食品都经过严格实验，安全性是毋庸置疑的 D.把外源基因转入叶绿体DNA中，有助于防止基因污染 √ 16 转基因食品虽然都经过严格实验，但是可能出现滞后效应或出现新的过敏原，C错误； 把外源基因转入叶绿体DNA中，有助于防止花粉传播引起的基因污染，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 11.(多选)(2023·苏州附属中学高二期中)下列有关基因污染的叙述，正确的是 A.转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性 B.转基因生物的外源基因本身来源于自然界，故不存在基因污染的问题 C.抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草” D.基因污染有可能会从一种生物扩散到其他多种生物 √ 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，所以转基因植物存在基因污染问题，B错误。 16 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 12.(多选)矿业生产和农田使用化肥不当会导致重金属镉(Cd)在土壤中过度积累。通过基因工程，将酵母液泡镉转运蛋白(YCF1)定位在不育杨树株系的液泡膜上，可获得液泡中富集Cd的转基因杨树。再通过收集杨树的组织、器官异地妥善储存等后续处理，可对Cd污染土壤进行修复。将长势一致的野生型和转基因杨树苗栽植在Cd污染土壤中，半年后测定数据如图所示。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 下列说法正确的是 A.培育转基因不育株系可避免YCF1基因扩散造成基因污染 B.由图1可知，转基因植株对Cd污染具有更强的耐受能力 C.对杨树的茎、叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效 D.YCF1向液泡内转运镉离子过程不需要消耗细胞代谢释放的能量 16 √ √ √ 转基因不育株系的配子不育，可避免YCF1基因随花粉扩散造成基因污染，A正确； 由图1可知，与野生型相比，转基因 植株的干重更大，转基因植株对Cd污染具有更强的耐受能力，B正确； 据图2可知，叶片和茎中的Cd含量较高，故对杨树的茎、叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效，C正确； YCF1向液泡内转运镉离子是逆浓度梯度运输，故需要消耗细胞代谢释放的能量，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 13.(多选)目前Ⅰ型糖尿病患者有效的治疗方法之一是注射胰岛素。下面是利用基因工程生产胰岛素的部分实验步骤：①筛选含有胰岛素基因的受体细胞；②胰岛素基因与载体重组；③重组DNA导入受体细胞；④获取胰岛素基因。下列相关叙述正确的是 A.构建生产胰岛素的基因工程菌的正确流程是④②③① B.构建生产胰岛素的基因工程菌需要限制酶和DNA连接酶参与 C.步骤②中常采用的载体有质粒、λ噬菌体和逆转录病毒等 D.消费者对所消费的商品是否为转基因产品应该具有知情权 16 √ √ √ 根据基因工程的操作步骤可知，构建产生胰岛素的基因工程菌的正确流程：④获取胰岛素基因→②胰岛素基因与载体重组→③重组DNA导入受体细胞→①筛选含有胰岛素基因的受体细胞，A正确； 构建生产胰岛素的基因工程菌的关键步骤(基因表达载体的构建)中，需要的工具酶是限制酶(切割目的基因和载体)和DNA连接酶(连接切割好的目的基因和载体)，B正确； 步骤②中常用的载体有质粒、λ噬菌体衍生物和动物病毒，一般都是经过人工改造过的，C错误； 消费者对所消费的商品是否为转基因产品应该具有知情权，对此应建立相应的法律法规，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 14.(多选)八氢番茄红素合酶(其基因用psy表示)和胡萝卜素脱饱和酶(其基因用crtI表示)参与β-胡萝卜素的合成。pmi为磷酸甘露醇异构酶基因，它编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长。科学家将psy和crtI基因转入水稻，使水稻胚乳中含有β-胡萝卜素，由此生产出的大米称为“黄金大米”。下列相关叙述正确的是 A.psy和crtI基因中含有构建基因表达载体使用的限制酶的识别序列 B.黄金大米培育过程中构建基因表达载体时可用pmi基因作为标记基因 C.若检测出水稻细胞中含有psy和crtI基因，说明黄金大米培育成功 D.黄金大米可能会威胁环境和粮食安全，是否推广种植仍值得商榷 16 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 psy和crtI基因中不应含有构建基因表达载体使用的限制酶的识别序列，否则在构建基因表达载体时会被限制酶切割，基因结构会被破坏，从而导致转入的基因片段无法正常表达，A错误； 由题干信息可知，pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，因此构建基因表达载体时可用pmi基因作为标记基因，B正确； 检测出水稻胚乳细胞中含有β-胡萝卜素才能说明黄金大米培育成功，若仅含有psy和crtI基因不能说明其能正常表达，C错误； 转基因产品可能存在食品安全、生态安全等问题，是否推广种植仍值得商榷，D正确。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 15.(2023·盐城高二月考)将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。请分析回答下列问题： (1)转基因烟草的获得属于________。 A.基因工程 B.细胞工程 C.微生物工程 D.酶工程 16 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (2)人的基因之所以能“嫁接”到植物的DNA分子中去，是因为________ __________________________________________。烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了_____________。不同生物间基因转移成功，说明生物共用一套_________。 (3)该工程应用于实践，在农业、医药等诸多领域取得许多成就，请列举应用该工程的例子：___________________________________________。 16 物的DNA分子具有相同的组成成分和组成结构 人与植 抗病毒干扰素 遗传密码 抗病毒水稻、产干扰素的细菌等(答案合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (4)有人认为，转基因技术是一把双刃剑，犹如“水能载舟，亦能覆舟”，甚至可能带来灾难性的后果。请举出一个可能出现的灾难性后果的实例。 _______________________________________________________________________________。 16 用于改良作物的抗除草剂基因混入杂草，就将出现难以控制的杂草的蔓延(答案合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16.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的表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫因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，有效地抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合材料回答下列问题： (1)转入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细胞中的________，合成的化合物还需要在__________________中加工才具有生物活性。 16 核糖体 内质网和高尔基体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (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_________。 基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，其原理是基因重组。“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象可能缘于玉米螟发生了基因突变。 16 基因表达载体的构建 基因重组 基因突变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (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。 16 不同物种之间存在生殖隔离 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (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，种植该玉米的农田仍需要进行防虫管理，原因是___________________________________________ ____________。 抗玉米螟玉米由于具有抗虫作用，所以在环境保护上的重要作用是降低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。 16 降低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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (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______________________________________________________________________________________。 16 这种玉米的籽粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体内蛋白酶的活性，影响人体健康 $$