4.1转基因产品的安全性导学案-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第4章 生物技术的安全性与伦理问题 第1节　转基因产品的安全性 学习目标 1.列举日常生活中的转基因产品，理解转基因技术的基本原理及其在转基因微生物、转基因动物、转基因植物等方面的应用。（生命观念、科学思维） 2.阐述转基因产品的安全性问题，包括其对人类健康、生态环境等方面可能产生的风险，学会从多角度评估转基因技术的安全性。（科学探究） 3.关注转基因产品的安全性问题，理解其对社会、伦理和环境的影响，认同对生物技术安全性问题进行科学讨论和公众参与的必要性，培养批判性思维和社会责任感。（社会责任） 自主预习 回忆旧知 根据学过知识，写出培育转基因抗虫棉的基本操作步骤。 新课预习 一、转基因成果令人叹为观止 阅读教科书P101~102,完成下列问题 1．转基因微生物 （1）转基因技术被用来减少__________________的生成，缩短啤酒发酵周期。 （2）用基因工程技术构建_________________________菌来生产氨基酸、药物等。 2．转基因动物 （1）将 基因、_______________________基因等转入动物体内，培育了生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。 （2）将某些 的基因导入动物体内，培育了抵抗相应病毒的动物新品种。 （3）建立了某些人类疾病的 。 3．转基因植物 （1）科学家已经培育出了大批具有 、 、抗除草剂和耐储藏等新性状作物。利用转基因技术显著抑制番茄中 酶的活性和 的生成量，从而育成了转基因耐储藏番茄。 （2）种植的_____________转基因作物最多，我国批准发放了哪些转基因作物的生产应用安全证书？ （3）硕果累累的转基因成果在带给人们喜悦的同时，也促使人们关注转基因生物的 问题。 二、对转基因产品安全性的争论 阅读教科书P103,思考:为什么人们会对转基因产品(特别是转基因食品)的安全性产生激烈的争论? 三、理性看待转基因技术 阅读教科书P103-104,回答下列问题 (1)我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持________；推广上要慎重，做到________；管理上要严格，坚持依法监管。 (2)建立相应法规，如国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》，国家有关部门制定实施了《农业转基因生物安全评价管理办法》《农业转基因生物标识管理办法》等，这些法规的制定既维护了消费者对转基因产品的________和________，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的________。 (3)转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的____________，符合相应标准后才能上市。 课堂探究 探究一、转基因成果令人叹为观止 请阅读教科书P101~102相关内容，思考下列问题。 1.转基因微生物方面 （1）从微生物特点分析，为什么转基因微生物是基因工程中研究最早、最广泛的领域？ （2）转基因微生物的成果有哪些？ 2.转基因动物方面，请列举几种转基因动物成功的实例。 3.转基因植物方面，目前转基因植物的研究成果有哪些？ 【总结】转基因微生物、植物和动物成果汇总表 成果 转基因微生物 减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期;构建高产、优质的基因工程菌来生产氨基酸;用 生产药物 转基因动物 a.将 、生长激素释放激素基因等转入动物体内,培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜;b.将某些 导入动物体内,培育了抵抗相应病毒的动物新品种;c.建立某些人类疾病的转基因动物模型,为研究疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据 转基因植物 培育出大批具有 、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物 【判断】(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农药(　　) (3)截至2017年，我国只有转基因棉花和番木瓜获准商业化种植(　　) 【思考】1.下图为发酵后期双乙酰在啤酒发酵过程中的产生和还原的部分机制。请写出可以降低啤酒中双乙酰的浓度思路。 2.据转基因耐储藏番茄的过程，回答下列问题。 （1）培育该转基因番茄过程中，核心步骤是什么？其中为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来的结构是什么？ （2）已知番茄是双子叶植物，将目的基因导入番茄的愈伤组织细胞时，最常采用的方法是什么？该方法中将目的基因插入农杆菌的Ti质粒的__________上，使目的基因进入番茄的愈伤组织细胞，并且可以维持稳定和表达的过程称为__________。 （3）据图分析，转基因番茄中乙烯含量低的原因是什么？ 探究二、对转基因产品安全性的争论 阅读教科书P103，结合对转基因技术的理解，回答以下问题。 1.你认为转基因食品是否安全?按照角色扮演的分组(政府官员组、食品供应商组、消费者组和科学家组),分别搜集辩论的证据资料,从自己扮演角色的角度提出对转基因食品是否安全的看法，陈述自己的观点。 2.辩论时的注意事项有哪些? 【拓展延伸】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中并成为后者基因的一部分。 （2）基因污染的途径 ①转基因植物的相关基因通过花粉传播进入附近的野生植物或邻近的非转基因农作物中。 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。 结合基因污染的相关信息回答下列问题。 1.举例说明在转基因研究工作中，科学家应如何采取措施防止基因污染？ 2. 生产上常将转基因抗虫棉与普通棉花混合播种，其目的是？ 探究三、理性看待转基因技术 阅读教科书P103~104，回答下列问题。 1.转基因技术本身是中性的吗? 2.我国对转基因技术的方针是什么? 3.我国制定了哪些符合本国利益的法规和政策?目的是什么? 1．转基因成果令人叹为观止，下面不是转基因成果的是（　　） A．抗虫棉花 B．产双乙酰少的酵母菌 C．我国的主要奶牛品种——中国荷斯坦奶牛 D．抗除草剂玉米 2．下列关于转基因生物与其安全性的叙述，正确的是（　　） 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．转基因培育的植物，理论上目的基因只存在于特定的组织中 C．通过转基因技术生产药物只是转基因微生物方面的应用 D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不会存在安全性问题 3．转基因技术蓬勃发展，社会高度关注转基因技术带来的安全与伦理问题。下列相关叙述，正确的是（ ） A．为避免转基因植物造成基因污染，应防止目的基因随花粉扩散 B．近年市面出现的彩椒、紫薯、高甜度南瓜均为转基因商品 C．转基因抗虫棉具有抗棉铃虫的特性，种植后可一直保持抗性 D．转基因技术产品去除目的基因后，属于蛋白质工程的产品 4．抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是（ ） A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B．制备抗虫棉时将两种抗虫基因导入棉花中 C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D．单独种植抗虫棉，并扩大抗虫棉种植面积 5．随着科技的迅猛发展和全球人口的不断增长，转基因技术作为一种现代农业技术应运而生，其在全球范围内得到了广泛应用。下列相关叙述错误的是（ ） A．转基因植物被动物食用后，目的基因会直接转入动物体细胞中 B．种植转基因作物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性 C．通过对植物基因进行改良获得的转基因作物可能具有抗病、耐旱等特性 D．转基因技术是中性的，要基于科学和理性来讨论转基因作物的安全性问题 6．请回答下列与生物安全性相关的问题。 (1)科学家对转基因生物可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧，请列举转基因生物的潜在危险： （至少写出3种）。 (2)对于植物来说，导入外源基因容易引起基因污染。科学家将外源基因导入植物的叶绿体或线粒体内，原因是 。 【课堂小结】请结合本节内容完成思维导图。 参考答案 · 自主预习 回忆旧知 获取抗虫基因 将抗虫基因和农杆菌的Ti质粒构建成基因表达载体 将抗虫基因用农杆菌转化法导入棉花细胞 抗虫基因的检测与鉴定 获得抗虫棉。 新课预习 一、转基因成果令人叹为观止 1.啤酒酵母双乙酰 高产、优质的基因工程菌 2.生长激素 生长激素释放激素 抗病毒 转基因动物模型 3.抗虫、抗病 乙烯形成酶 乙烯 大豆和玉米 转基因棉花、番木瓜、水稻和玉米 安全性 二、对转基因产品安全性的争论 人们所生活的国家或社会，政治制度、意识形态、宗教信仰、经济发展水平、历史背景、传统文化和伦理道德观念等的差异，决定了人们具有不同的价值观取向，因此对于转基因技术就会产生不同的见解，特别是在转基因食品的安全性等方面发生激烈的争论。 三、理性看待转基因技术 （1）自主创新 确保安全 （2）知情权 选择权 安全性 （3）安全性评价 · 课堂探究 探究一、转基因成果令人叹为观止 1.（1）因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。 （2）①减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期； ②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸，是目前工业化生产氨基酸的重要途径； ③基因工程菌生产药物几乎涉及各种类型疾病的治疗。 2.①培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜; ②培育抵抗相应病毒的动物新品种; ③建立某些人类疾病的转基因动物模型,为研究疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据。 3.科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。 例如：转基因耐储藏番茄利用转基因技术显著抑制番茄中乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量，从而育成了转基因耐储藏番茄。2017年，全世界种植转基因作物的国家已达24个，种植面积排名前十位的国家转基因作物的种植面积都超过了1×106 hm2。 【总结】转基因微生物、植物和动物成果汇总表 成果 转基因微生物 减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期;构建高产、优质的基因工程菌来生产氨基酸;用　基因工程菌    生产药物 转基因动物 a.将　生长激素基因  、生长激素释放激素基因等转入动物体内,培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜;b.将某些抗病毒的基因导入动物体内,培育了抵抗相应病毒的动物新品种;c.建立某些人类疾病的转基因动物模型,为研究疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据 转基因植物 培育出大批具有　抗虫、抗病 、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物 【判断】　(1)×　(2)×　(3)√ 【思考】1.提高还原酶n的表达/提高还原酶n 的含量、活性；减少发酵后期溶解氧的含量 2.（1）基因表达载体的构建 标记基因 （2）农杆菌转化法 T-DNA 转化 （3）乙烯合成酶的反义基因转录出的反义mRNA与乙烯合成酶基因转录出的mRNA进行碱基互补配对，形成了双链RNA，从而阻断了乙烯合成酶基因表达的翻译过程，所以乙烯含量低 探究二、对转基因产品安全性的争论 1.提示:提供切实可靠的证据,进行符合逻辑的推理判断。 2.精准运用证据;排除无关因素的影响,有序地呈现具有说服力的证据;进行符合逻辑的推理判断;避免得出言过其实的结论;善于洞察对方证据的陷阱和漏洞,如识别论证中的逻辑错误等。切忌进行人身攻击。 【思考】1.①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把目的基因导入细胞质的线粒体或叶绿体DNA上，由于线粒体和叶绿体DNA遵循细胞质遗传规律，减数分裂形成的花粉中几乎不含细胞质基因，因此可以避免基因污染。 2.生产上将转基因抗虫棉与普通棉花混合播种的目的是为了降低害虫种群中抗虫基因频率的增长速率，从而延缓害虫抗性的产生和发展。 探究三、理性看待转基因技术 1.转基因技术本身是中性的,由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价,符合相应标准后才能上市。 2.研究上要大胆,坚持自主创新;推广上要慎重,做到确保安全;管理上要严格,坚持依法监管。 3.国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》;国家有关部门制定实施了《农业转基因生物安全评价管理办法》《农业转基因生物进口安全管理办法》《农业转基因生物标识管理办法》《农业转基因生物加工审批办法》和《进出境转基因产品检验检疫管理办法》。 这些法规的制定既维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权,又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。 · 当堂检测 1.【答案】C 【分析】转基因技术是指通过基因工程的方法，将特定的基因从一个生物转移到另一个生物体中，以赋予其新的特性。抗虫棉花、产双乙酰少的酵母菌、抗除草剂玉米都属于转基因成果。 【详解】A、抗虫棉花通过基因改造增加了抗虫性，属于转基因成果，A不符合题意； B、产双乙酰少的酵母菌通过基因调整减少了双乙酰的产生，属于转基因成果，B不符合题意； C、中国荷斯坦奶牛，是将国外的荷斯坦奶牛引进后，在我国经过长期驯化，与当地黄牛进行杂交，经过不断选育，逐渐形成的优良品种，所以它属于杂交育种成果，不是转基因成果，C符合题意； D、抗除草剂玉米通过基因改造提高了对除草剂的耐受性，属于转基因成果，D不符合题意。 2.【答案】A 【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏原、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。转基因食品、产品上都要标注原料来自转基因生物，如“转基因××”“转基因××加工品（制成品）”“加工原料为转基因××”“本产品为转基因××加工制成”．对于转基因食物潜在隐患要进行开展风险评估、预警跟踪等措施多环节、严谨的安全性评价，保障了现代生物技术的安全性。 【详解】A、为了加强对转基因食品和转基因农产品的标识管理，保护消费者的知情权，我国实行了标识制度，A正确； B、经转基因培育的植物，是由受体细胞经植物组织培养形成的，理论上目的基因存在于所有体细胞中，B错误； C、通过转基因技术生产药物不只是转基因微生物方面的应用，还有转基因动植物方面，C错误； D、转基因植物的外源基因即使来源于自然界，也不能完全排除存在安全性问题的可能性。尽管外源基因来源于自然界，但在将其导入植物体后，可能会破坏植物原有的基因结构，从而引发不可预知的生态和遗传效应。此外，外源基因也有可能通过花粉传播等方式扩散到其他植物中，导致基因污染和生态失衡，D错误。 3.【答案】A 【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏原、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。 【详解】A、基因污染指对原生物种基因库非预期或不受控制的基因流动。 如转基因植物中的目的基因可能随花粉扩散，造成基因污染，A正确； B、近年市面出现的彩椒、紫薯、高甜度南瓜是航天育种的结果，B错误； C、虽然转基因抗虫棉具有抗棉铃虫的特性，但由于导入的抗虫基因的数目和位置不定，所以种植后可能出现性状分离，不能一直保持抗性，C错误； D、蛋白质工程是通过物理、化学、生物 和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质， 转基因技术产品去除目的基因后，没有合成新蛋白，不属于蛋白质工程的产品，D错误。 4.【答案】D 【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全 （对生态系统稳定性的影响），对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。 【详解】A 、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，则常规种子长成的普通植株能为害虫中的敏感性个体提供生存空间，增加与抗虫个体竞争的能力，避免害虫抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，A不符合题意； B、制备抗虫棉时将两种抗虫基因导入棉花中，则两种抗虫基因相互作用，能在一定程度上减缓害虫种群抗性基因频率迅速升高的趋势，B不符合题意； C、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植可以使害虫中的敏感型个体存活，敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争，不会导致抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，C不符合题意； D、单独种植抗虫棉，并扩大抗虫棉种植面积会进一步选择并保存抗性强的个体，导致敏感性个体死亡，从而加快害虫种群抗性基因频率升高，不利于抗虫棉的抗虫持久性，D符合题意。 5.【答案】A 【分析】转基因作物中的外源基因，有可能通过花粉传入与其亲缘关系较近的杂草体内，造成基因污染。 【详解】A、转基因作物被动物食用后，其基因(DNA)会在消化道内被分解成小分子物质，目的基因不可能直接进入动物体细胞中，A错误； B、转基因作物中的外源基因，有可能通过花粉传入其亲缘关系较近的野生植物体内，进而影响野生植物的遗传多样性，B正确； C、转基因作物通过对植物基因进行改良，将抗病、耐旱基因转入植物体内，使其具备抗病、耐旱等特性，C正确； D、转基因技术是中性的，既可以造福于人类，也可能产生风险，要基于科学和理性来讨论转基因作物的安全性问题，D正确。 6.【答案】(1)生物入侵、破坏原有的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等 (2)在叶绿体或线粒体内的目的基因不会通过花粉传递，因而一般不会造成基因污染 【分析】理性看待转基因技术需要建立在完备的科学知识基础之上，既清晰地了解转基因技术的原理和操作规程，还应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响，最重要的是，要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。 【小题1】转基因生物的潜在危险有：生物入侵、破坏原有的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等，因此人们对它的安全性还存在着怀疑。 【小题2】若将外源基因导入叶绿体或线粒体内，则花粉粒中不含有外源基因，不会通过花粉传递给其它生物，故可避免基因污染。 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $$