高中生物选修三知识筛查附答案.doc

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1、基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过 ，赋予生物以 ，创造出 。基因工程是在 上进行设计和施工的，又叫做 。（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀” （1）来源：主要是从 中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种 的核苷酸序列，并且使每一条链中 部位的两个核苷酸之间的 断开，因此具有 性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式： 和 。2.“分子缝合针” (1)两种DNA连接酶（EcoliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：相同点：都缝合 键。区别：EcoliDNA连接酶来源于 ，只能将双链DNA片段互补的 之间的

2、磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合 ，但连接平末端的之间的效率较 。(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将 加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接 的末端，形成磷酸二酯键。3.“分子运输车” （1）载体具备的条件： 。 。 。（2）最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于 ，并具有 的双链 DNA分子。（3）其它载体： (二)基因工程的基本操作程序第一步： 1.目的基因是指： 。2.原核基因采取 获得，真核基因是 。人工合成目的基因的常用方法有 _和_ 。3.PCR技术扩增目的基因（1）原理： （2）过程：第一步：加热至9095 ；第二

3、步：冷却到5560， ；第三步：加热至7075， 。第二步： 1.目的：使目的基因在受体细胞中 ，并且可以 ，使目的基因能够 。2.组成： （1）启动子：是一段有特殊结构的 ，位于基因的 ，是 识别和结合的部位，能驱动基因 ，最终获得所需的 。（2）终止子：也是一段有特殊结构的 ，位于基因的 。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中 ，从而将 筛选出来。常用的标记基因是 。第三步： 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 ，其次还有 和 等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 。此方法

4、的受体细胞多是 。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 ，最常用的原核细胞是 ，其转化方法是：先用 处理细胞，使其成为 ，再将 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是 。第四步： 1.首先要检测 ，方法是采用 。2.其次还要检测 ，方法是采用 。3.最后检测 ，方法是从转基因生物中提取 ，用相应的 进行 。4.有时还需进行 的鉴定。如 。（三）基因工程的应用1.植物基因工程： 。2.动物基因工程： 。3.基因治疗： 。（四）蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以 作为基

5、础，通过 ，对现有蛋白质进行 ，或制造一种 ，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产 的蛋白质）翻译转录参考答案基因工程参考答案基因工程的概念体外DNA重组和转基因技术 新的遗传特性 更符合人们需要的新的生物类型和生物产品因 DNA分子水平 DNA重组技术（一）基因工程的基本工具1.限制性核酸内切酶（限制酶）（1）原核生物（2）特定 特定 磷酸二酯键 专一（3）黏性末端 平末端。2. DNA连接酶(1)磷酸二酯T4噬菌体 黏性末端 两种末端 低。(2)单个核苷酸 两个DNA片段3.载体（1）能在受体细胞中复制并稳定保存。 具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。具有标记

6、基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）质粒 细菌染色体之外 自我复制能力 环状（3） 噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1. 编码蛋白质的结构基因 。2.直接分离 人工合成 反转录法_ 化学合成法_。3.（1）DNA双链复制 （2）DNA解链； 引物结合到互补DNA链； 热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建1.稳定存在 遗传至下一代 表达和发挥作用。2.目的基因启动子终止子标记基因（1）DNA片段 首端 RNA聚合酶 转录出mRNA 蛋白质。（2）DNA片段 尾端。（3）是否含有目的基因 含有目的基因的细胞 抗生素基因。

7、第三步：将目的基因导入受体细胞_2. 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 显微注射技术 受精卵繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 大肠杆菌 Ca2+ 感受态细胞 重组表达载体DNA分子 3.标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测和表达1. 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因 DNA分子杂交技术。2. 目的基因是否转录出了mRNA 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。3. 目的基因是否翻译成蛋白质 蛋白质的 抗体 抗原抗体杂交。4. 个体生物学水平 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状（三）基因工程的应用1.抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.提高动物生长速度、

8、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。3.把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。（四）蛋白质工程的概念蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 基因修饰或基因合成 改造 新的蛋白质 自然界已存在二、细胞工程（一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）： 2.植物组织培养技术（b）（1）过程： 的植物器官、组织或细胞 试管苗 植物体（2）用途： 。A 植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（因为 ）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点： B 作物新品种培育单倍体育种：a过程：植

9、株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行 （技术是植物组织培养）；得到 ；对其幼苗时期进行 处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。b 优点：明显缩短育种年限C 突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）D 细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。（3）地位：是培育 、 培育植物新品种的最后一道工序。3.植物体细胞杂交技术（1）过程：植物细胞A植物细胞B杂种细胞愈伤组织杂种植株图（2）（2

10、）诱导融合的方法：物理法包括 等。化学法一般是用 作为诱导剂。（3）意义： 。（二）动物细胞工程 1. 动物细胞培养（a）（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的 ，将它分散成 ，然后放在适宜的 中，让这些细胞 。（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用 处理分散成 制成 转入培养瓶中进行 培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续 培养。（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就 上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞就会 ，这种现象称为细胞的接触抑制。（4）动物细胞培养需要满足以下

11、条件 ：培养液应进行 处理。通常还要在培养液中添加一定量的 ，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止 。 ：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入 等天然成分。 ：适宜温度：哺乳动物多是 ；pH： 。 ：95% 5% 。O2是 所必需的，CO2的主要作用是 。（5）动物细胞培养技术的应用： 。2.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）哺乳动物核移植可以分为 核移植（比较容易）和 核移植（比较难）。（2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞 ；卵(母)细胞 。（3）体细胞核移植的大致过程是：高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外

12、培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）注：为什么要用卵细胞？它可以提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达；将供体细胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛（4）体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白；作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。（5）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着 问题、表现出 缺陷等。3.动物细胞融合（1）动物细胞融合也称 ，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的

13、过程。融合后形成的具有原来 细胞遗传信息的单核细胞，称为 。（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有 等。（3）动物细胞融合的意义：克服了 ，成为研究 的重要手段。（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合理论基础细胞的全能性、细胞膜的流动性细胞增殖、细胞膜的流动性融合前处理酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）注射特定抗原，免疫处理正常小鼠诱导手段物理法:离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PEG）物理法:离心、振动、电激化学法：聚乙二醇生物法：灭活的病毒（灭活的仙台病毒）诱导过程第

14、一步：原生质体的制备（酶解法）第二步：原生质体融合（物、化法）第三步：杂种细胞的筛选和培养第四步：杂种植株的诱导与鉴定正常小鼠免疫处理动物细胞的融合（物、化、生法）杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养单克隆抗体的提纯用途和意义克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围应用：白菜-甘蓝等杂种植株（1） 制备单克隆抗体（2） 诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症4.单克隆抗体（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种 。从血清中分离出的抗体 。（2）单克隆抗体的制备过程：对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的 ）；提取B淋巴细胞；同时用动物细胞培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取；促

15、使它们细胞融合注：融合的结果是有很多不符合要求的；如有2个B淋巴细胞融合的细胞等，所以要进行筛选；在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞特点是 ；然后对它进行克隆化培养和抗体检测筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞；最后将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射入小鼠腹腔内增殖，从 中可得到大量的单克隆抗体。（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量 ，又能产生 。（4）单克隆抗体的优点： 。（5）单克隆抗体的作用： ：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟 发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。 ：主要用于治疗 ，可制成“ ”，也有少量用于治疗其它疾病。细胞工程参考答案 （一）植物细胞工程 1.细胞

16、全能性2.（1）离体 愈伤组织 （2）微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。植物分生区附近的病毒极少或没有优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输a花药离体培养 单倍体植株 秋水仙素（3）转基因植物、植物体细胞杂交3. （2）离心、振动、电刺激 聚乙二醇（PEG ）（3）克服了远缘杂交不亲和的障碍。（二）动物细胞工程 1. 动物细胞培养（a）（1） 组织， 单个细胞， 培养基 生长和繁殖。（2） 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 单个细胞 细胞悬液 原代 传代 （3） 贴附在瓶壁上， 相互抑制 停止分裂增殖 （4） 无菌、无毒的环境 无菌 抗生素 代谢

17、产物积累对细胞自身造成危害。营养： 血清、血浆 温度 36.50.5；pH：7.27.4。气体环境： 空气5%CO2。 细胞代谢 维持培养液的pH。（5） 制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。2. （1） 胚胎细胞 体细胞 （2） 比较大，容易操作 细胞质多，营养丰富。（5）健康 遗传和生理 3.动物细胞融合（1） 细胞杂交 两个或多个 杂交细胞。（2） 聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。（3） 远缘杂交的不亲和性 细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育 4.单克隆抗体（1） 特异性抗体 产量低、纯度低、特异性差。（2） 使小鼠产生了效应B细胞 能迅速大量增

18、殖，又能产生专一的抗体 细胞培养液或小鼠腹水 （3） 繁殖 专一的抗体。（4） 特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（5） 作为诊断试剂 一定抗原 用于治疗疾病和运载药物 癌症治疗， 生物导弹 专题3 胚胎工程（一）生殖细胞的发生和受精作用1.精子与卵细胞的发生过程（1）精子的发生：精原细胞先进行 分裂后进行 分裂；变形过程中， _变为精子头的主要部分， 发育为顶体， 演变为精子的尾， 在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为 直至脱落。 为精子运动提供能量（2）卵子的发生：卵原细胞经有丝分裂形成 被卵泡细胞包围，减数第一次分裂在_完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入 准备受精；减数第二次分裂是在

19、_ _过程中完成的。（3）精子与卵细胞发生过程比较项目精子的发生过程卵子的发生过程发生场所发生时间发生过程是否连续是否变形2.受精作用：（1）受精场所：是母体的_（2）受精前的准备a. （在雌性动物生殖道内）；b.卵子的准备（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到_ _才具备受精能力）；（3）受精过程卵子周围的结构由外到内： 、 、 ，A ：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。B_ _：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应它是防止多精子入卵受精的第 道屏障；C_：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过

20、程它是防止多精子入卵受精的第二道屏障；精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减数二次分裂，排出第二极体，形成雌原核注意：受精标志是_ _的形成；受精完成标志_（二）动物胚胎发育的基本过程1.胚胎发育是指受精卵发育成_的过程2.胚胎发育的各个阶段的特点：（1）卵裂期：特点：细胞进行_分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积 。 （2）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到 个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹，是_ _细胞。（3）囊胚：特点：细胞开始出现 （该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞群称为_，将来发育成胎儿的各种组织。而滋养层细胞将来发育成 ；胚胎内部逐渐

21、出现含有液体的囊腔叫_ _注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫 （4）原肠胚：特点：有了_的分化，内细胞团表层的细胞发育成 ，下方的细胞发育成 同时具有原肠腔。(三) 胚胎工程的应用胚胎工程：指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，由_、_、_、胚胎冷冻保存技术和_技术等组成的现代生物技术。1.体外受精和胚胎的早期培养(1)卵母细胞的采集和培养：主要方法：用_处理，使其排出更多的卵子，然后，从 冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚 中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从 中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经 后

22、，才能与获能的精子受精。(2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行_处理。(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在 溶液或 溶液中完成受精过程。(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入 中继续培养，以检查 和 。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加 等营养成分，以及 等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向 或 。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到_或_阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在 阶段移植。)2.胚胎移植(1).胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到

23、的胚胎，移植到_其它_动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“_”，接受胚胎的个体称为“_”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了 ，充分发挥 。(3) 生理学基础：、动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的 是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了 。、早期胚胎在一定时间内处于 状态。这就为 。、受体对移入子宫的外来胚胎不发生_。这为 、供体胚胎可与受体子宫建立正常的 联

24、系，但供体胚胎的 在孕育过程中不受影响。(4) 基本程序主要包括：、 。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行_，用 对供体母牛做发情处理。、配种或人工授精。、 。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到_或_阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。、对胚胎进行移植。、 。对受体母牛进行是否妊娠的检查。3.胚胎分割(1)、概念：是指采用机械方法将_切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)、意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传

25、物质，属于_繁殖。(3)、材料：发育良好，形态正常的_。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)、操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将_均等分割，否则会影响分割后 。（四）胚胎干细胞及其应用1.胚胎干细胞(1)、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于_或_中分离出来。(2)、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为 小， 大， 明显；在功能上，具有发育的 ，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以 而不发生 ，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(3)、胚胎干细胞的主要用途是：（了解） 、可用于研究哺乳动物； 、是在体

26、外条件下研究 的理想材料，在培养液中加入 ，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示的机理提供了有效的手段；、可以用于治疗 ，如帕金森综合症、少年糖尿病等；、利用可以被诱导分化形成 的特性，移植ES细胞可使 的部位得以修复并恢复正常功能；、随着组织工程技术的发展，通过ES细胞 ，定向培育出 ，用于 ，解决供体器官不足和器官移植后 的问题。参考答案：（一）生殖细胞的发生和受精作用1.(1) 有丝 减数 细胞核 高尔基体 中心体 线粒体 原生质滴 线粒体 （2）初级卵母细胞 卵巢 输卵管 精子和卵子结合 （3）睾丸的曲细精管 卵巢和输卵管 初情期开始直到生殖机能衰

27、退 胎儿期产生卵母细胞，排卵进入初情期 是 否 是 否2.（1）输卵管 （2）a 精子获能 b 减数第二次分裂中期 （3） 放射冠 透明带 卵黄膜 A 顶体反应 B 透明带反应 一 C 卵黄膜反应（或卵细胞膜反应） 第二极体的出现（或在透明带和卵黄膜之间出现两个极体） 雌雄原核形成合子（二）动物胚胎发育的基本过程1.早期胚胎2.（1）有丝分裂 并不增加 或略有减小 （2）32 全能 （3）分化 内细胞团 胎膜和胎盘 囊胚腔 孵化 （4）胚层 外胚层 内胚层（三）胚胎工程的应用体外受精，胚胎移植，胚胎分割，胚胎干细胞培养1.（1）促性腺激素 输卵管 屠宰母畜的卵巢 活体动物的卵巢 人工培养成熟

28、（2）获能 （3）获能 专用的受精（4）发育培养液 受精状况 受精卵的发育能力 维生素、激素、氨基酸、核苷酸 血清 受体移植 冷冻保存 桑葚胚 囊胚816个细胞2.(1)同种的、生理状态相同的 雌性 供体 受体 （2）供体本身的繁殖周期 雌性优良个体的繁殖能力。（3）生理变化 相同的生理环境 、游离 胚胎的收集提供了可能 免疫排斥反应 胚胎在受体的存活提供了可能。生理和组织 遗传特性（4）对供、受体的选择和处理 同期发情处理 促性腺激素 对胚胎的收集、检查、培养或保存 桑椹胚 囊胚 移植后的检查3.（1）早期胚胎 无性 （2）囊胚或桑椹胚 内细胞团 胚胎的恢复和进一步发育（四）胚胎干细胞及其应

29、用 （1）早期胚胎 原始性腺 （2）体积 细胞核 核仁 全能性 增殖 分化(3) 个体发生和发育规律 细胞分化 分化诱导因子 细胞分化和细胞凋亡 人类的某些顽疾 新的组织细胞 坏死或退化 体外诱导分化 人造组织器官 器官移植 免疫排斥专题四 生物技术的安全性和伦理问题一、对转基因生物安全性的争论1、对转基因生物安全性问题存在争论的原因是：（1）由于科学发展水平的限制，目前科学家对 、 以及 的了解相当有限。（2）被转移的基因虽然都是 的基因，但不少却是异种生物的基因。（3）外源基因插入宿主基因组的部位往往是 的，在转基因生物中会出现一些人们意想不到的后果。2、转基因生物引发人们在 、 和 三个方面发生了激烈的争论。(1）转基因生物与食物安全反方观点：反对 、出现滞后效应、出现新的 、营养成分 。正方观点：有 、科学家负责的态度、无实例无证据。(2)转基因生物与生物安全：转基因生物释放到环境中，可能会对 构成潜在的风险和威胁。反方观点：扩散到种植区外，变成野生种类，破坏生态平衡；有可能成为 ，威胁生态系统中其他生物的生存；可能通过 而进入杂草，成为超级杂草；有可能与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。正方观点：生命力有限、存在 、 距离有限、花粉存活时间有限。(3)转基因生物与环境安全：转基因生物可能会对 和 造成破