内容正文:
4.1 转基因产品的安全性
同步课时练
误区:转基因食品一定对人体有害→ 正确:目前无科学证据表明已批准上市的转基因食品存在健康风险,安全性需通过严格评估验证,不能绝对化。
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考点1·转基因成果令人叹为观止
1.豇豆对多种害虫具有抗虫能力,根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后,却发现效果不佳,主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行修饰,CpTI蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。以下叙述中正确的是( )
A.水稻产生的蛋白质可能会对某些人造成过敏反应
B.该过程中,所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
C.修饰的最终目的是使该目的基因在受体细胞内得以表达
D.若水稻转基因成功,一定可以在后代中检测到该基因
2.2023年1月23日,国新办举行农业农村经济运行情况新闻发布会,会议透露我国转基因玉米、大豆产业化应用试点任务在2023年顺利完成。下列有关转基因产品叙述错误的是( )
A.转基因产品需要经过安全性评价后才能上市
B.转基因大豆可能诱发人体过敏反应
C.转基因作物的生存竞争和繁殖能力弱于野生种
D.种植花粉失活的转基因玉米不易发生基因污染
3.南极磷虾细胞中得到的基因A,其表达产物抗菌肽NR-13具有较强抑菌能力,但副作用是溶血毒性偏高。科学家计划利用蛋白质工程在抗菌肽NR-13的基础上研发保留了较强的抑菌能力,但副作用很小的多肽类新药。下列四个选项是依次进行的四个研发环节。哪项不符合生物技术的安全性原则( )
A.在分子水平上研究NR-13的结构(氨基酸序列和空间结构)与功能的关系
B.设计出新结构的抗菌肽,并按照中心法则推导出对应的基因序列
C.改造原有的基因A,或者人工合成新基因,将新基因导入大肠杆菌细胞中
D.利用大肠杆菌生产出新抗菌肽,并征集志愿者进行新抗菌肽人体实验
考点2·对转基因产品安全性的争论
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叙述错误的是( )
A.转基因作物的外源基因可能通过花粉扩散到其近亲作物上,从而污染生物基因库
B.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”
C.杂草、害虫从其近亲获得抗性基因,可能
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破坏生态系统的稳定性
D.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”
5.抗虫和耐除草剂玉米“双抗12—5”是我国自主研发的转基因品种。在转基因产品的研发、生产、销售等环节,可采用PCR技术进行基因监测,为转基因生物安全监管提供依据。下列叙述错误的是( )
A.PCR开始阶段的预变性可使模板DNA变性更充分
B.PCR循环过程中,复性的目的是使DNA聚合酶与模板相结合
C.进行PCR基因监测时,应使用待检目的基因的特征序列作为引物
D.安全监管中,应阻止检测出转基因扩增产物的非转基因标识农产品上市
6.基因通常是有遗传效应的DNA片段,科学家对基因进行多种研究和技术创新,使其更好造福人类。下列相关叙述错误的是( )
A.基因测序需完整测定胎儿全部基因组,才能确认是否存在三体异常
B.基因治疗成功后,患者的致病基因通常可通过生殖细胞遗传给后代
C.利用CRISPR/Cas9技术可实现对特定基因的定点插入、敲除或替换
D.淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中导致花粉失活,可防止基因污染
7.如果转基因动、植物扩散到野生环境中,下列情况不可能出现的是( )
A.转入的基因不会发生变异
B.将目的基因扩散到野生种群中
C.具有较强的“选择优势”
D.对下一营养级生物产生不利影响
8.下列有关转基因生物的叙述正确的是( )
A.转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现
B.转基因生物不会对生物多样性构成威胁,也不会影响生态系统的稳定性
C.严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性
D.只要有证据表明某种转基因食品有害,就应全面禁止转基因技术在食品上的应用
9.人们对转基因生物安全性的关注,随着转基因成果的不断涌现而与日俱增,有人担心转基因生物会打破自然界物种的界限,破坏生物多样性和生态平衡。下列能反驳上述观点的选项是( )
A.转基因动物的出现使该动物品种获得优良性状,使人类获得更好的产品
B.将转基因动植物用于生产,不作食物使用可一定程度上避免对人类健康造成危害
C.使用转基因产品时要注意避免基因的扩散,这样可以有效避免对自然界的破坏
D.转基因生物与原有生物的区别是个别基因的不同,但两者仍属于同一物种
误区:“基因污染” 是不可逆转的→ 正确:基因污染可能通过合理的种植隔离(如设置缓冲带)、花期控制等措施降低风险,并非完全不可控。
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能力拔高题
10.自然界中缺乏蓝色玫瑰。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如图,PmeⅠ、BamHⅠ、SpeⅠ、SacⅠ为不同限制酶),通过农杆菌转化法将基因表达载体导入白玫瑰中,使白玫瑰细胞质基质中能形成稳定显色的靛蓝,进而成功培育出蓝色玫瑰。回答下列问题:
(1)可通过PCR技术扩增sfp基因,扩增过程中加入耐高温DNA聚合酶的目的是__________。
(2)构建的基因表达载体中,终止子的作用是_____________;上述基因表达载体中,除了启动子、终止子、idgS和sfp外,还应具有的结构有_____________(答出两个即可)等。
(3)构建上述基因表达载体时,为了使idgS准确插入到Ti质粒上,idgS的两端需要分别含有限制酶______________的识别序列。可利用PCR技术使idgS的两端分别加上所需限制酶识别序列,其关键操作是______________。
(4)获取蓝色玫瑰植株的过程中T-DNA的作用是______________。可用_____________技术检测蓝色玫瑰植株中idgS是否成功表达靛蓝合成酶。
(5)为防止蓝色玫瑰中idgS随花粉扩散造成基因污染,基因工程中可将idgS导入_____________(填“细胞质基因组”或“细胞核基因组”)中,原因是:_______
_____________________________________。
对生态环境的影响:①转基因作物的基因可能通过花粉传播到近缘野生植物中,导致 “基因污染”(如抗除草剂基因扩散,产生超级杂草);②可能破坏食物链;③降低生物多样性1
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答案以及解析
1.答案:A
解析:水稻转入CpTI基因后产生的CpTI蛋白质,可能成为过敏原,对某些人造成过敏反应,A正确;基因工程中所用工具酶是限制酶和DNA连接酶,运载体不属于工具酶,B错误;修饰CpTI基因的最终目的是提高其在水稻中的表达量(使CpTI蛋白质积累量提高),而非仅使其表达,C错误;若水稻转基因成功,目的基因可能未整合到生殖细胞染色体上,后代中不一定能检测到该基因,D错误。故选A。
2.答案:C
解析:转基因产品需经过严格的安全性评价(如食品安全、环境安全)后才能上市,A正确;转基因大豆可能含新的蛋白质,部分人群可能对其过敏,诱发过敏反应,B正确;转基因作物可能具有较强的生存竞争和繁殖能力(如抗除草剂转基因作物,在施用除草剂的环境中比野生种更易存活),并非生存竞争和繁殖能力弱于野生种,C错误;花粉失活的转基因玉米无法通过花粉传播转基因基因,不易发生基因污染,D正确。故选C。
3.答案:D
解析:本题考查生物技术安全性原则。A、B、C三项分别对应蛋白质工程的结构分析、基因设计和基因表达,符合研发流程。D项直接进行人体实验,违反了生物技术安全性原则。在进行人体实验前,必须进行充分的体外和动物实验,确保药物安全有效,才能进行临床试验,因此D项不符合生物技术的安全性原则。答案为D。
4.答案:D
解析:转基因作物的外源基因可能通过花粉扩散到它的近亲作物上,从而污染生物基因库,A正确;转基因植物的抗除草剂基因可能会通过花粉传播给其他杂草,产生抗除草剂的“超级杂草”,B正确;杂草、害虫从其近亲中获得抗性基因,成为“超级杂草”或“超级害虫”,可能破坏生态系统的稳定性,C正确;转基因植物的外源基因通过花粉传播到其他类型的植物中,会存在“基因污染”,D错误。
5.答案:B
解析:A、预变性是使模板DNA充分变性,在变性过程中氢键断裂,双链DNA解旋为单链,A正确;
B、PCR循环过程中,复性的目的是使引物与模板相结合,B错误;
C、进行PCR基因监测时,应使用待检目的基因的特征序列作为引物,保证能获得目的基因,C正确;
D、转基因产品需要进行安全评估才能上市,所以安全监管中,应阻止检测出转基因扩增产物的非转基因标识农产品上市,D正确。
故选B。
6.答案:A
解析:A、基因测序无需完整测定全部基因组,可通过特定基因检测确认三体异常,A错误;
B、基因治疗成功后,患者生殖细胞中的致病基因可能遗传给后代,B正确;
C、CRISPR/Cas9技术可实现特定基因的定点插入、敲除或替换,C正确;
D、淀粉酶基因与目的基因一起转入植物导致花粉失活,可防止基因污染,D正确。
故选A。
7.答案:A
解析:A、基因具有突变的随机性,转入野生环境中的转基因可能发生变异,该情况不可能出现,A错误;
B、转基因动、植物与野生种群杂交,可能将目的基因扩散到野生种群中,该情况可能出现,B正确;
C、转入的目的基因可能使转基因生物具有较强的“选择优势”,如抗逆性,该情况可能出现,C正确;
D、转基因生物可能因性状改变对下一营养级生物产生不利影响,该情况可能出现,D正确。
故选A。
8.答案:C
解析:转基因作物的长期、大规模种植有利于侵染力更强的害虫的出现,因为转基因生物能起到选择作用,A错误;转基因生物可能会对生物多样性构成威胁,也可能会影响生态系统的稳定性,B错误;严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性,从而降低风险,C正确;要理性看待转基因技术,不能因为有证据表明某种转基因食品有害,就全面禁止转基因技术在食品上的应用,D错误。
9.答案:D
解析:转基因动物的出现使该动物品种获得优良性状,使人类获得更好的产品,但是无法体现其对生物多样性和生态平衡的影响,因此不能反驳题述观点,A不符合题意;将转基因动植物用于生产,不作食物使用可一定程度上避免对人类健康造成危害,这种说法没有指明转基因动植物是否会打破自然界物种的界限,也没有体现其对生物多样性和生态平衡是否有影响,因此不能反驳题述观点,B不符合题意;使用转基因产品时确实要注意避免基因的扩散,防止其进入非目的生物,但是这种说法没有指明转基因动植物是否会打破自然界物种的界限,因此不能反驳题述观点,C不符合题意;转基因生物与原有生物的区别是个别基因的不同,但两者仍属于同一物种,因此转基因生物的出现没有打破物种的界限,对生物多样性和生态平衡没有显著影响,可以反驳题述观点,D符合题意。
10.答案:(1)在高温下催化合成DNA子链
(2)使转录在需要的地方停下来;复制原点、标记基因
(3)SpeⅠ和SacⅠ;设计扩增idgS的引物时,在两个引物的5′端分别加上SpeⅠ、SacⅠ的识别序列
(4)携带目的基因转移进入白玫瑰细胞并整合到染色体DNA上;抗原一抗体杂交
(5)细胞质基因组;花粉不含有细胞质基因,细胞质基因不会随花粉传播
解析:(1)利用PCR技术扩增目的基因过程中,加入耐高温DNA聚合酶的目的是在高温下催化合成DNA子链。
(2)构建的基因表达载体中,终止子的作用是使转录在需要的地方停下来;构建的基因表达载体中,除了启动子、终止子、目的基因外,还应具有的结构有复制原点、标记基因等。
(3)根据图示Ti质粒的T-DNA上限制酶切割位点及启动子、终止子可知,idgS的两端需要分别含有限制酶SpeⅠ和SacⅠ的识别序列。为了使idgS的两端分别加上所需限制酶识别序列,可以利用PCR技术,其关键是设计扩增idgS的引物时,在两个引物的5′端分别加上SpeⅠ、SacⅠ的识别序列。
(4)可将构建的基因表达载体利用农杆菌转化法导入植株,从而获取蓝色玫瑰植株。此过程中T-DNA的作用是携带目的基因转移进入白玫瑰细胞并整合到染色体DNA上。检测蓝色玫瑰植株中idgS是否成功表达靛蓝合成酶,可从转基因玫瑰中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原一抗体杂交,检测idgS是否表达出靛蓝合成酶。
(5)花粉不含有细胞质基因,细胞质基因不会随花粉传播,因此为防止蓝色玫瑰中idgS随花粉扩散造成基因污染,基因工程中可将idgS导入细胞质基因组中。
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