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1、第二章生物安全与生物伦理第一节基因工程的风险1关注转基因生物的安全性问题。(重难点)2搜集与交流生物技术研究与开发的有关政策和法规。知识点一| 转基因生物的安全性1生物安全的含义指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国转移可能会对生物多样性、生态环境和人体健康所构成的潜在的风险与威胁。2转基因生物及其产品的安全性主要包括内容(1)受体生物的安全性：指导入的外源基因及其产物对受体生物是否有不利影响。(2)生态学上的安全性：有关转基因生物释放或使用带来的生态学上的安全性。(3)消费领域的安全性：转基因生物在食品、饲料和其他消费领域的安全性。探讨：具有抗虫特性的转基因植物，只能对害虫产生
2、毒害吗？提示：对许多有益生物也可能产生直接或间接的影响。探讨：转基因生物不属于外来物种的入侵，对生物多样性不会造成影响吗？提示：转基因生物往往带有优势特征和较强的适应性，会对生物多样性造成影响。探讨：什么是基因污染？提示：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。1转基因生物与食物安全食用转基因食品可能会对人体健康造成一些隐性伤害。如：(1)可能会出现滞后效应。转基因植物的DNA经过重组后，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质，转基因农作物所表达的某些蛋白质，可能会潜移默化地影响人的免疫系统，从而对人体健康造成隐性的伤
3、害，食用者在过了若干年或一两代之后，问题才显现出来。(2)可能会出现新的过敏原。转基因植物合成的某些新的蛋白质，也许大多数人食用后没事，但是具有过敏体质的人群，食用后可能产生严重后果。(3)转基因后的农作物营养成分可能改变。转基因农作物尽管只是部分DNA发生重组，但这些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，从而导致转基因农作物的营养成分发生改变。2转基因生物与环境安全转基因生物有可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏。如：(1)如果在转基因植物的花粉中含有毒蛋白或过敏蛋白，通过蜜蜂的采集，很可能会进入蜂蜜中，再经过食物链的传递，最后有可能进入其他动物和人体内。(2)重组的微生物在降解
4、某些化合物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。据报道，用来降解塑料的重组微生物就是这样。3转基因生物与生物安全将各类活的转基因生物体释放到环境中，可能会对生物多样性构成潜在风险和威胁。如：(1)转基因植物有可能会扩散到种植区外变成野生种类，或者进入新的生态区域，在破坏了这一区域生态平衡后，成为杂草。(2)科学家赋予了转基因生物某些特殊性状，增强了它们在该地区生存条件的竞争能力，它们就有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。(3)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。(4)转基因植物的
5、抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”。1自从第一株转基因植物问世以来，已有数十种乃至上百种转基因植物在世界各地的实验室中诞生。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说法不正确的是()A转基因植物的果实或其他部分作为食物可能会引起食用者产生不良反应B转基因植物可能与它们的近缘野生种发生自然杂交，从而破坏生态系统的稳定性C基因污染是一种不可以增殖的污染D为了防止转基因的扩散，在大面积种植时，必须在周围设置缓冲带作物【解析】食用转基因的食物时，可能会因外源基因表达产生的物质对食用者造成不良反应，A正确；转基因植物可能与自然物种杂
6、交，从而危及生态系统的稳定性，B正确；在大面积种植转基因植物时，应在周围设置缓冲带作物以防转基因的扩散，D正确；基因污染是一种可增殖的污染，可通过繁殖而传递下去，C错。【答案】C2请根据下述材料，回答问题：棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金杆菌，它能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。(1)害虫在喷洒农药进行化学防治后抗药性增强是_的结果。(2)“转基因抗虫棉”抵
7、抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为_。(3)“转基因抗虫棉”的抗虫变异，属于可遗传变异类型中的_。(4)该项科学成果在环境保护上的重要作用是_。(5)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株。此种现象来源于_。(6)题中“毒蛋白基因转入棉花植株内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指_。(7)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是_。(8)在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是_，基因的“针线”是_，基因的“运载工具”是_。(9)转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明。有利方面：_。有害方面：_。【答案】(1)农药对害
8、虫的变异类型进行选择(2)抗虫基因mRNA蛋白质(3)基因重组(4)减少了农药对环境的污染，保护了生态环境(5)基因突变(6)毒蛋白基因在棉花细胞内经转录和翻译合成了毒蛋白(7)目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍(8)限制性内切酶DNA连接酶运载体(9)用于疾病的诊断和治疗；用于培育优良动、植物新品种可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题知识点二| 国际社会对生物技术安全性的关注1制订相应的法规和条例为了达到趋利避害的目的，许多国家和国际组织在积极发展现代生物技术的同时，也在积极进行生物安全方面的研究，并制订了一些相应的法规和条例。2我国与生物安全有关的法规如2001年
9、国务院公布了农业转基因生物管理条例等。3转基因生物对人类和环境的影响转基因生物的影响将会是长期的，它们以特殊的生命形式，以超过自然进化千百万倍的速度介入到自然界，在给人类带来巨大利益的同时，也可能蕴涵一定的危险。探讨：转基因生物会不会影响生态系统中原有的动态平衡？提示：可能性不大，但要提高警惕。随着时间的推移，人们发现这类危险似乎不大，因为科学家转入的仅是有限的一种或几种基因；而转入的基因是否可能会对其他生物或环境造成危害，都是经过认真分析、实践的，一旦发现有害后果，科学家就会停止实验。探讨：转基因生物有可能给人类带来灾难，为以防万一，人类是否应禁止转基因生物的科学研究？提示：不能禁止对转基因
10、生物的科学研究。原因是社会的发展、国力的竞争总是和技术的发展密切相关，从促进社会发展的角度看，必须不断发展生物技术，造福人类；同时通过多种措施，减少其负面作用，避免灾难发生。1理性看待转基因技术(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，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害，而不能因噎废食。(3)完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。(4)增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。2转基因及对待转基因技术成果的态
11、度(1)转基因是指将一个基因片段从一种生物体中分离出来，通过修饰后导入到另一种生物体的基因组中，从而达到改造生物性状的目的。(2)对转基因技术成果的态度：在生产和生活的某些方面，人类已离不开转基因技术成果，因此应充分利用其优点，同时关注、限制它们的缺点。1下列哪项不利于转基因生物安全性问题的解决()A1993年，我国制定了基因工程安全管理办法B2002年，我国农业部颁布了农业转基因生物标识管理法C加强对转基因生物的安全性检测D减少转基因农作物的种植面积【解析】转基因技术代表高科技成果，正确的社会舆论导向将有利于科学技术的发展，相反错误的舆论导向将阻碍科学技术的发展。要制定符合本国利益的政策和法
12、规，应该趋利避害，而不能因噎废食。【答案】D2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，更有资料显示，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：1999年，美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脉金斑蝶幼虫4天后死亡率达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)自转基因作物大面积种植以来至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食品是安全的，试分析原因。(2)自1983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。200
13、1年全球转基因作物的种植面积达到了5 000万公顷。试问：转基因产品到底有什么优势？(3)你是怎样理解转Bt基因玉米花粉对非靶生物是有毒的？(4)有人认为转基因生物会造成基因污染，危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的？【答案】(1)转基因食物被煮熟之后，细胞就被破坏了，进入人肠胃系统后，基因被消化成小分子物质而失去遗传作用；转基因食品仅是农作物品种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)(2)缩短育种时间；定向改造生物的性状；提高粮食产量，解决粮食问题。(3)转Bt基因玉米在培育过程中没有对所有的生物进行毒性检测实验，在逻辑判断上属于不完全归纳。(4)转基因生物中所含的外源基因
14、可能会通过杂交在环境中传递，可能会由此产生超级杂草、超级害虫以及其他超级动物等，使得生物多样性受到破坏等。(只要合理即可)课堂小结知识网络构建核心语句归纳1.生物安全是指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国转移可能会对生物多样性、生态环境和人体健康所构成的潜在的风险和威胁。2.转基因生物及其产品的安全性主要包括三个方面：一是导入的外源基因及其产物对受体生物是否有不利影响；二是有关转基生物释放或使用带来的生态学上的安全性；三是转基因生物在食品、饲料和其他消费领域的安全性。3.随着科学技术的发展和完善，人类是可以解决转基因生物带来的安全性问题的。4.要正视转基因技术，要趋利避害，而不
15、能因噎废食。1科学家研究生长在墨西哥某地的野生玉米后发现，这种玉米含有包括苏云金杆菌抗虫毒蛋白基因在内的转基因作物的基因，这一现象说明()转基因作物的基因可传播到野生植物中转基因作物可对生物的多样性构成威胁为防止基因污染，应当禁止转基因作物的研究自然杂交过程实质是一个长期的转基因过程，两者没有任何区别ABCD【解析】转基因作物可通过杂交将自身的基因传播到野生植物中；基因污染可能会对生物的多样性构成威胁；虽然转基因生物存在危害，但我们应理性地看待转基因生物的研究；自然杂交是同种生物个体之间的基因交流，而转基因是将外源基因导入受体细胞的过程，即不同生物之间基因的交流。【答案】C2面对转基因技术的利
16、与弊，正确的做法是()A趋利避害，不能因噎废食B不加区分，全盘接受C应停止有关的实验 D坚决抵制转基因生物【解析】转基因技术有利有弊，我们对待它应趋利避害，不能因噎废物。【答案】A3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，有效地抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合上面的材料回答：(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
17、_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_技术，这种变异在生物学上称为_。(3)在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草是否也会出现抗玉米螟性状？原因是什么？_(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理？理由是什么？_(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧有无道理？请简要说明理由。_【解析】(1)番茄蛋白酶抑制剂的本质为蛋白质，其合成部位为核糖体，但还需要在内质网、高尔基体中加工才具有生物活性。(2)由材料可获得信息，抗玉米螟玉米品种的培育运用的是转基因技术，这种技术的原理是基因重组。(3)属于开放性试题，答案不唯一，
18、只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害虫，故种植抗玉米螟玉米的农田，仍需要进行防虫管理。(5)属于开放性试题，答案不唯一，只要有道理即可。【答案】(1)核糖体内质网和高尔基体(2)转基因基因重组(3)(答案不唯一)不会；不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。(或会；蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草，使杂草获得抗虫基因，从而表现出抗虫性状。)(4)需要；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)(答案不唯一)有道理；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。(或没有道理；人蛋白酶与玉米螟
19、蛋白酶结构不同，玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响。)4在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的TDNA片段中，再将重组的TDNA插入植物细胞的染色体DNA中。(1)科学家在进行上述基因操作时，要用一种_分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过_而黏合。(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株含有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的TDNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的_，原因是_。
20、(3)种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”，如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是_。【解析】将目的基因与运载体结合的过程，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。如果以土壤农杆菌的Ti质粒作为运载体，首先用一定的限制性内切酶切割质粒，使质粒出现一个切口，露出黏性末端。然后用同一种限制性内切酶切断目的基因，使其产生黏性末端。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就会结合，形成了一个重组DNA。第(2)小题考查的是有关遗传的问题。抗除草剂为显性基因，可推出抗除草剂的植株占总数的3/4。【答案】(1)限制性内切酶DNA连接酶(2)雌雄配子各有含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合(3)叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来