第4章 第1节 转基因产品的安全性-【成才之路·学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步新课程学习指导(人教版)

。141 第4章生物技术的安全性与伦理问题 第】节转基因产品的安全性 课标要求 学科核心素养 1.科学思维：运用归纳与概括的科学方法，说明转基因技 1.举例说出日常生活中的转基因 术在微生物、动物、植物等方面应用的实例。 产品。 2.科学探究：运用分析与综合等科学方法，探讨转基因技 2.探讨转基因技术在应用过程中带来 术在应用过程中带来的影响。 的影响。 3.社会责任：基于理论学习和政策法规的学习，理性看待 转基因技术。 必备知识 自主梳理 一转基因成果令人叹为观止 1.转基因微生物 (1)对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛的原因：微生物的 和 简单、生长繁殖 对环境因素 和容易进行 等。 (2)转基因酵母菌减少了 的生成，缩短了啤酒的发酵周期。 (3)用基因工程技术构建 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，培育了一批生长迅 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 和 等新性状的作物。 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)我国批准发放了转基因 和 等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。 142 台对转基因产品安全性的争论 1.争论的原因 (1)原本是自然造就的生命形式被人为改造后具有了 (2)人们所生活的国家或社会，政治制度、传统文化等的差异，决定了人们具有不同的 因此对于转基因技术就会产生不同的 2.争论的方面 在 等方面发生激烈的争论。 ©理性看待转基因技术 1.理性看待转基因技术的前提 (1)清晰地了解转基因技术的 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。 (2)靠确凿的 和严谨的 进行思考和辩论。 2.我国对转基因技术的态度 (1)研究上要 ,坚持自主创新。 (2)推广上要 ,做到确保安全。 (3)管理上要 坚持依法监管。 3.我国相关部门制定了一系列的政策、法规并成立相关机构 (1)维护了消费者对转基因产品的 和 (2)保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的 (3)为保障农业转基因生物安全提供重要的技术支撑。 》自我检测 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.种植的转基因植物中以大豆和玉米最多，其次是转基因棉花和油菜。 4.高产青霉素菌株属于转基因成果。 5.转基因生物可能会破坏生态平衡。 ( 6.如果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 ( 7.我国科学家将来自玉米的-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。 ( 8.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。 ( ) 合作探究能力提升 任务一：探讨转基因的成果 ●情境解读 生产生活：20世纪70年代以后，以基因工程为代表的一大批生物技术成果，进入了人类的生产和 生活。人们对转基因产品安全性的关注，随着转基因成果的涌现而与日俱增。通过阅读教材，思 考下面的问题。 图1转基因耐储藏番茄 图2转基因猪 。143 ●合作探究 1.什么是转基因生物？ 2.探讨具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的转基因作物所带来的社会效益有哪些？ ●典例剖析 例 草甘膦是一种可以杀灭多种植物（包括农作物）的除草剂。其杀灭植物的原理是能够破坏植 物叶绿体中的TIFPS合成酶。通过转基因的方法，让农作物产生更多的TIFPS合成酶，就能抵 抗草甘膦，从而让农作物不被草甘膦杀死。下列有关抗草甘膦转基因大豆的分析错误的是 () A.可通过喷洒草甘膦来检验转基因大豆是否培育成功 B.可以用质粒将TIFPS合成酶基因送人受体细胞 C.可以用大豆的受精卵或体细胞作为受体细胞 D.抗草甘膦转基因大豆食品都是不安全的 》变式训练 1.下列不属于转基因微生物或植物方面的研究成果的是 () 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.通过转基因技术生产的无子草莓具有果实大、口感好、营养物质丰富等特点 ●归纳提升 转基因产品的优缺点 优点 缺点 ①可能出现新的过敏原或重组形成新病原微 ①解决粮食短缺问题； 生物； ②大大减少农药的使用量，减少环境污染； ②可能产生抗除草剂的杂草； ③增加食物营养，提高附加值； ③可能使疾病的传播跨越物种的界限； ④增加食物种类，提升食物品质； ④可能会破坏生物多样性； ⑤提高生产效率，带动相关产业发展 ⑤可能会对人类生活环境造成二次污染 144 任务二：分析转基因产品的安全性 ●情境解读 生产生活：如今，从大豆、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，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。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，至今没有转基因食品不安全的任何实例。 ●合作探究 1.如何理解转基因食品是安全的？ 2.“至今没有转基因食品不安全的任何实例”就说明转基因食品不存在安全性问题吗？为什么？ 3.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 传统的转基因技术相比有什么优点？ 4.已知α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏，使花粉失去活性，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；科学家专门培育转生长激素基因的三倍体鲤鱼。请分析科学家这样 做的目的。 5.为什么人们会对转基因产品的安全性存在着激烈的争论？ 6.如何理性看待转基因技术？ 145 ●典例剖析 例 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的基因 C.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 D.重组DNA技术需要有精心设计的“分子工具” 》变式训练 2.下列哪项明显体现了转基因产品引发的食品安全问题 ( A.转基因猪的细胞中含人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大 B.B-胡萝卜素基因转入水稻得到转基因大米，其产量高，营养丰富 C.转基因植物合成的某些新蛋白质，引起极个别人过敏 D.让转基因牛为人类生产凝血因子，并在奶汁中提取 ●归纳提升 1.转基因食品安全性问题 (1)可能会出现新的过敏原。 (2)可能会合成出对人体有毒性的物质。 (3)某些蛋白质可能会影响人的免疫系统。 2.基因污染 (1)概念：基因污染是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。 课堂达标巩固训练 1.下列关于转基因技术应用的叙述，正确的是 A.警告消费者，不要随意购买 B.维护消费者的知情权和选择权 A.食用转基因大豆会导致人患癌症 C.告诉消费者，可放心购买 B.转基因技术在农、医等领域有广阔的应用 D.无任何实际意义 前景 3.一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类 C.转基因作物营养丰富、产量高，应加以全面 进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除 推广 草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生 D.转基因生物进入自然界后不会与野生物种 长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生 杂交而威胁其他生物的生存 长，给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调 2.国家有关部门颁布的《农业转基因生物标识管 查还发现，这种转基因玉米除直接食用外，还 理办法》中要求对转基因生物产品及其加工品 被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下 加贴标注，其目的是 列问题。 146 (1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对 对产品进行转基因生物标注，这样做是为 当地生物多样性构成威胁，如果你同意这 了保护 在有关标 种观，点，请列举出两条理由： 识中，应标注“ ”或 ① ”。如果该产品中 ② 已不再含有或检测不出转基因成分，应标 (2)用转基因玉米加工的食品被摆在超市货 注为“本产品为 加工制成，但本 架上，生产厂商应根据我国的有关规定， 产品中 课时小结 对转基因产品焦 转基因微生物的培育 转基因 转基因 安全性的争论 转基因食品的安全性 点 转基因动物的培育、 产品的 转基因植物的培育 成果 安全性 理性看待转基 正确的舆论导向、法规 因技术 的建立、杜会的监督 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[17] 第己节 关注生殖性克隆人 第了节 禁止生物武器 课标要求 学科核心素养 1.科学思维：运用分析与综合的科学方法，说明 1.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。 我国对待生殖性克隆人的态度；说明生物武 2.分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支 器对人类造成严重的威胁与伤害，归纳概括 持、不接受任何生殖性克隆人实验。 生物武器的种类和特点。 3.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重2.科学探究：运用分析与综合等科学方法，说明 的威胁与伤害。 试管婴儿技术与设计试管婴儿的区别。 4.认同我国反对生物武器及其技术和设备的3.社会责任：基于生物武器对人类的威胁与伤 扩散。 害，认同我国反对生物武器及其技术和设备 扩散的政策。 必备知识自主梳理 ●关注生殖性克隆人 1.生殖性克隆人面临的伦理问题 (1)生殖性克隆：通过 技术产生独立生存的 (2)治疗性克隆：利用克隆技术产生特定的 和 ,用它们来 或 替代受损的细胞、组织和器官，从而达到 的目的。 (3)生殖性克隆和治疗性克隆有着 的区别。中稳定存在并遗传给后代。(2)采用EcoR I和BamH I完全 酶切构建的重组质粒，会得到载体片段和目的基因片段，共2 条电泳条带。电泳检测酶切产物的目的是检测重组质粒是否 构建成功，若能得到预期的载体片段和目的基因片段大小的 条带，说明酶切成功，重组质粒构建可能成功，但是还需要进 一步的鉴定。(3)观察拉索西丁的作用机制图，结合所给密码 子信息，可知拉索西丁与核糖体结合后，会阻止携带苯丙氨酸 的RNA进入结合位点。因为位点2对应的密码子是UUC, 编码苯丙氨酸。拉索西丁阻止携带苯丙氨酸的RNA进入结 合位点，会导致翻译过程无法正常进行，进而使细菌无法合成 蛋白质，最终引起细菌死亡。(4)重组链霉菌在实验室多次培 养后，提取的目的基因产物杀菌活性丧失，可能的原因是目的 基因发生突变，导致其表达的产物结构改变，从而失去杀菌活 性：也可能是目的基因的表达受到抑制等。若运用发酵工程 来生产拉索西丁工程药物，除产物活性外还需进一步研究的 问题有：发酵的最佳条件，如温度、H、溶氧量等：如何提高发 酵产物的产量：产物的分离和纯化方法等。 8.(1)4种脱氧核苷酸延伸 (2)5'端AGATCT BamH I、EcoR I (3)栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体DNA上2再分化 【解析】(1)PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、4 种脱氧核苷酸、含Mgt的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。 PCR一般分为变性、复性和延伸三步，其中DNA聚合酶在 PCR的延伸步骤中起作用。(2)为了使目的基因能够被限制 酶切割，扩增目的基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识 别序列。结合图表分析，在载体的启动子和终止子之间有 BamH I、EcoR I和XbaI的识别序列，而S基因内部含有Xba I、NdeI和BamH I的识别序列，要用BamH I、EcoR I或 XbaI切割载体，又不能用XbaI、NdeI或BamH I切割S基 因，再根据各种限制酶的识别序列及切割位点，可知，需要用 BamH I、EcoR I切割载体，用BamH I的同尾酶BglⅡ和EcoR I切割S基因，故P℃R扩增S基因时需在上游引物添加的碱 基序列是5'-AGATCT-3'。(3)T-DNA属于可转移DNA, 用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表 达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到栽培 马铃薯愈伤组织细胞的染色体DNA上，抗性基因1位于T DNA外部，用于筛选含有重组载体的农杆菌，而抗性基因2位 于T-DNA内部，可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤 组织经再分化形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强 的马铃薯植株。 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 必备知识自主梳理 一、1.(1)生理结构遗传物质快敏感遗传物质操作 (2)啤酒酵母双乙酰(3)基因工程菌 2.(1)生长激素促生长激素释放激素(2)抗病毒 (3)转基因动物模型 3.(1)抗虫抗病抗除草剂耐储藏乙烯形成乙烯 (2)棉花番木瓜水稻玉米(3)安全性 二、1.(1)全新特征(2)价值观取向见解 2.转基因食品的安全性 三、1.(1)原理和操作规程(2)证据逻辑 2.(1)大胆(2)慎重(3)严格 2 3.(1)知情权选择权(2)安全性 自我检测 1.×转基因植物、动物、微生物均可用来生产药物。 2.×转基因抗虫植物由于有了外源抗虫基因，所以可以抵抗 某种害虫，但不一定能抵抗其他病原体。 3.V 4.×高产青霉素菌株属于诱变育种的成果。 5.V 6.×来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有 的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播， 使其他植物成为“超级植物”等，所以转基因技术也可能存在 着安全性问题 7./8. 合作探究 能力提升 任务一 合作探究 1.提示：用基因工程技术导入外源基因的生物，且外源基因能通 过繁殖而遗传给后代，这样的生物称为转基因生物，它包括转 基因植物、转基因动物和转基因微生物。 2.提示：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 典例剖析 例：D从个体水平上鉴定转基因大豆是否培育成功时，可通过 喷洒草甘膦后观察转基因大豆的存活情况来检测，A正确； 将外源基因送人受体细胞需要载体，目前常用的载体有质 粒、噬菌体和动植物病毒等，B正确；可以用大豆的受精卵作 为受体细胞，也可以用大豆的体细胞作为受体细胞，再采用 植物组织培养技术将受体细胞培育成转基因植株，C正确； 转基因食品上市前要通过严格的安全评价和审批程序，不能 认为抗草甘膦转基因大豆食品都是不安全的，D错误。 变式训练 1.D获得无子草莓的原理是染色体数目变异，不属于转基因技 术，D符合题意。 任务二 合作探究 1.提示：高温加热后，转基因生物的细胞就被破坏了，进入人的 消化系统后，基因被消化而失去遗传作用。 2.提示：不是。至今没有不安全的任何实例不能说明转基因食 品就是安全的，可能有些问题还没有表现出来。 3.提示：叶绿体转基因技术更稳定，其遗传方式不遵循基因的分 离定律，不会随花粉传给后代，从而保持了母本的遗传特性。 4.提示：科学家这样做的目的是避免造成基因污染。Q-淀粉酶 基因可以阻断淀粉储藏，使花粉失去活性，因而可以防止目的 基因随着转基因花粉传播；培育转生长激素基因的三倍体鲤 鱼，减数分裂异常，配子不育，可以避免其逃逸到野外环境与 其他鲤鱼杂交，进而避免将目的基因传播到野外。 5.提示：①当人们面对原本是自然造就的生命形式被人为改造 后具有了全新特征的现实时，出现激烈的争论是正常的：②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。 6.提示：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，即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程：还应该看 5 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。 典例剖析 例：D公众对转基因生物的安全性发生争论有多种原因：生物 科学的发展无论在基础理论方面还是工程技术方面都还有 很大的局限性，科学家对基因的研究并未究其根本，转基因 技术也只是在逐步完善和成熟，还有大量工作要做。因此对 基因结构和调控机制等的不完全了解、异种生物之间基因转 移后果的不可预测性、DNA重组中极大的随机性，都提醒人 们不能不考虑转基因生物的安全性，D符合题意。 变式训练 2.C转基因猪的细胞中含人的生长激素基因，因而猪的生长速 度快，个体大，这是基因工程在提高动物生长速度方面的应用 实例，A不符合题意；B-胡萝卜素基因转人水稻得到转基因大 米，其产量高，营养丰富，这是基因工程在改良植物的品质方 面的应用实例，B不符合题意：转基因植物合成的某些新蛋白 质，引起极个别人过敏，会引发食品安全问题，C符合题意：让 转基因牛为人类生产凝血因子，并在奶汁中提取，这是基因工 程在生产药物方面的应用实例，D不符合题意。 课堂达标巩固训练 1.B食用转基因大豆不一定会导致人患癌症，癌症是原癌基因 和抑癌基因发生突变导致的，A错误；转基因作物营养丰富、 产量高，但由于存在未知的安全问题，不宜全面推广，C错误； 转基因植物有可能会在近缘物种之间通过花粉杂交，造成基 因污染，从而威胁其他生物的生存，D错误。 2.B加贴标注的目的是维护消费者的知情权和选择权。 3.(1)玉米与其他植物之间存在生殖隔离玉米的花粉传播距 离有限玉米花粉的存活时间有限（任选其二，答案合理即 可) (2)消费者的知情权和选择权转基因玉米加工品（制成品） 加工原料为转基因玉米转基因玉米已不再含有转基因 成分 【解析】(1)转基因生物不会对当地生物多样性构成威胁， 有以下理由：转基因生物虽然具有某些新的性状，但其生命力 没有人们想得那么强，扩散到种植区以外时，会很快死亡：转 基因生物的种植需要有一定的水、肥等条件，以及配套的种植 技术：转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进 行自然杂交；许多植物花粉的传播距离有限，花粉存活时间有 限，具有受精能力的时间更短。(2)我国有关部门颁布了《农 业转基因生物标识管理办法》，要求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，保护消费者的知情权 和选择权。 第2节关注生殖性克隆人 第3节禁止生物武器 必备知识自主梳理 一、1.（1)克隆新个体(2)细胞组织器官修复治疗 疾病(3)本质(4)①发展规律改变②有违人类尊严 心理上社会地位伦理道德③重构胚较早死亡 2.(1)反对生殖性克隆人(2)不允许不接受 (3)①有效监控②有关规定生命伦理准则 微思考 提示：治疗性克隆获得的组织和器官的绝大多数遗传物质和 2 患者相同。 3.(1)①iPS 微思考 提示：避免了转入转录因子诱导PS细胞可能带来的致癌 风险。 (2)①合成人类的整个基因组②人体器官疫苗无父母 基因组 二、1.(1)致病菌病毒生化毒剂(2)食物生活必需品 带菌昆虫呼吸道消化道皮肤 2.(1)获得携带施放(2)无药可医(3)①禁止生物 武器公约②不发展不生产不储存 自我检测 1.×我国禁止生殖性克隆人，对治疗性克隆主张有效监控和 严格审查。 2.×理论上，人类的PS细胞能够克隆出婴儿。 3.×人类基因组计划是测定人类的基因组，人类基因组编写 计划是合成人类的基因组。 4.ד设计试管婴儿”需在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊 断，以筛选出符合特殊要求的胚胎。而“试管婴儿”对胚胎检 测的目的是质量检查，一般不进行遗传学诊断。 5.×微生物散播之后，可能会大量繁殖而在自然界留存下来， 带来长远的恶劣影响。 6.V 7.×在任何情况下，都不应发展、生产和储存生物武器。 8.V 合作探究能力提升 任务 合作探究 1.提示：克隆的目的不同，生殖性克隆的目的是用于生育，产生 新个体；治疗性克隆的目的是治疗人类疾病。 2.提示：治疗性克隆获得的早期胚胎主要用于获得胚胎干细胞， 然后诱导胚胎千细胞分化出所需的特定的组织、器官或细胞： 在生殖性克隆过程中，获得的胚胎通过胚胎移植进入母体的 子宫内，由母体孕育出婴儿。 3.提示：设计试管婴儿需要在胚胎移植前进行遗传学诊断。试 管婴儿技术主要用于解决不孕不育夫妇的生育问题；而设计 试管婴儿技术主要用于白血病、致命血液病等疾病的治疗。 4.提示：不合理；原因是这是对设计试管婴儿技术的滥用，设计试 管婴儿的性别会破坏自然状态的性别比例，有悖于伦理道德。 5.提示：试管婴儿技术的胚胎来自体外受精，属于有性生殖；克 隆技术的胚胎来自体细胞核移植，属于无性生殖。 典例剖析 例：C“设计试管婴儿”属于有性生殖，C错误。 变式训练 1.C生殖性克隆属于无性生殖，C错误。 任务二 合作探究 1.提示：最有效的措施是接种常见病原体的疫苗，其原理是使参 战人员体内产生相关的抗体和记忆细胞，当病原体侵入时，会 迅速产生强烈的免疫反应。 2.提示：生物武器的致病能力强、攻击范围广，可直接或通过食 物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮 肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。 3.提示：病原微生物的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。 4.提示：关于生物武器，我们必须形成明确的立场：在任何情况 下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技 6