山東省平邑縣高中生物 第四章 生物技術(shù)的安全性和倫理問題 4.1 轉(zhuǎn)基因生物的安全性學(xué)案新人教版選修3.doc

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4.1　轉(zhuǎn)基因生物的安全性 【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題，認(rèn)同對生物技術(shù)安全性問題討論的必要性。 2.舉例說出對轉(zhuǎn)基因生物安全性問題的不同觀點(diǎn)及論據(jù)。 3.形成對待轉(zhuǎn)基因生物安全性問題的理性、求實(shí)的態(tài)度。 【自主學(xué)習(xí)】 一、轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止 1.轉(zhuǎn)基因微生物方面 (1)制造出具有重要經(jīng)濟(jì)價值的各種 ，如清除石油污染的 。 (2)使用 的微生物生產(chǎn)稀缺的生化藥物，即 。 2．轉(zhuǎn)基因動物方面 (1)在培育生長迅速、 的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面不斷取得輝煌成就，如轉(zhuǎn)基因牛、豬、雞、鯉魚、鯽魚等。 (2)科學(xué)家把轉(zhuǎn)基因動物變成 ，讓它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質(zhì)、 或人類所需的 。 3．轉(zhuǎn)基因植物方面 (1)成果：目前，科學(xué)家已經(jīng)培育出了大批具有抗蟲、 、抗除草劑、 等全新性狀的農(nóng)作物。 (2)推廣國家及品種：全球種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的國家已經(jīng)達(dá)到20多個，種植面積較大的國家有美國、阿根廷、巴西、加拿大、印度和 ，種植的轉(zhuǎn)基因植物中以大豆和玉米最多，其次是轉(zhuǎn)基因 和油菜。 二、對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論 1.引發(fā)人們對轉(zhuǎn)基因生物安全性激烈爭論的原因 (1)科學(xué)發(fā)展水平的限制，目前科學(xué)家對 、 以及 等都了解得相當(dāng)有限。 (2)轉(zhuǎn)移的基因雖然是功能已知的基因，但不少卻是異種生物的基因。 (3)外源基因插入宿主基因組的部位往往是 的。 2．引發(fā)了人們在 、 和 三個方面的激烈爭論。 3．實(shí)質(zhì)性等同 在轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中，只要某些 沒有發(fā)生改變，就可以認(rèn)為與天然品種“ ”。 三、理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù) 1.面對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊，正確的做法應(yīng)該是 ，而不能因噎廢食。 2．1993年，中國制定了《基因工程安全管理辦法》。為了維護(hù)消費(fèi)者對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的 和 ，2002年，我國農(nóng)業(yè)部又頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識管理辦法》。 思考交流 1．假如外源基因是轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物的葉綠體DNA上的，能通過花粉傳播嗎？為什么？ 2．為什么轉(zhuǎn)基因食物可能會出現(xiàn)滯后效應(yīng)？ 正誤判斷 1．通過轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)藥物只是轉(zhuǎn)基因微生物方面的應(yīng)用。( ) 2．生物反應(yīng)器是能生產(chǎn)人類所需的特定蛋白質(zhì)的動物，包括乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器。( ) 3．轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)了人們在食物安全、生物安全、環(huán)境安全等方面的激烈爭論。( ) 4．理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)，就是聽之任之，不管不問。( ) 【合作探究】 一、轉(zhuǎn)基因生物與生物安全的兩種觀點(diǎn) 觀點(diǎn) 引起生物安全問題 不引起生物安全問題 論據(jù) ①可能變成野生種類或雜草 ②可能重組出新的有害病原體 ③有可能形成用除草劑除不去的“超級雜草” ④可能成為“入侵的外來物種” ①進(jìn)入非種植區(qū)生命力很差 ②存在生殖隔離，難與其他植物雜交 ③花粉的傳播距離和存活時間有限 ④新性狀的表現(xiàn)必須具有一定水、肥等條件以及配套的種植技術(shù) 例1 棉鈴蟲是一種嚴(yán)重危害棉花的害蟲。我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲消化道內(nèi)的蘇云金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死，而此毒蛋白對人畜無害。通過基因工程的方法，我國已將該毒蛋白基因移入棉株細(xì)胞內(nèi)并實(shí)現(xiàn)成功表達(dá)。由于棉鈴蟲吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后就會死亡，所以該棉花新品種在1998年推廣后，已取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。請根據(jù)上述材料回答下列問題。 (1)該項(xiàng)科學(xué)成果在環(huán)境保護(hù)上的重要作用是__________________________________________________________。 (2)題中“毒蛋白基因移入棉株細(xì)胞內(nèi)并實(shí)現(xiàn)成功表達(dá)”中的“成功表達(dá)”含義是指____________________________________________________________。 (3)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是_____________________ ________________________________________________________________________。 (4)在培育“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是______________________，基因的“縫合針線”是____________，基因的“運(yùn)載工具”是________。 (5)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有利有弊，請各舉一例加以說明。 有利方面：________________________________________________________________________； 有害方面：________________________________________________________________________。 【答案】　(1)減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境 (2)毒蛋白基因在棉花細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成了毒蛋白 (3)目的性強(qiáng)，育種周期短，克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 (4)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶　質(zhì)粒 (5)用于疾病的診斷和治療，用于培育優(yōu)良動、植物新品種等　不利于環(huán)境保護(hù)，可能引起環(huán)境問題、食物安全性問題、生物安全性問題等 二、理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù) 為什么說生物技術(shù)是一把雙刃劍？如何理性看待生物技術(shù)？ 例2　害蟲損傷番茄的葉片后，組成葉片細(xì)胞的細(xì)胞壁能釋放出一種類激素物質(zhì)，這種物質(zhì)可以擴(kuò)散到番茄的其他部位，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)蛋白酶抑制劑基因表達(dá)，合成蛋白酶抑制劑，導(dǎo)致害蟲不能消化食物而死亡?？茖W(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)把番茄的蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)移到玉米中，使玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，有效抵御了玉米螟對玉米的危害。 請結(jié)合上面的材料回答： (1)轉(zhuǎn)移了番茄蛋白酶抑制劑基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制劑的具體部位是________，合成的化合物還需要在________________________中加工才具有生物活性。 (2)這種抗玉米螟玉米品種的培育技術(shù)屬于________技術(shù)，這種變異在生物學(xué)上稱為________。 (3)在種植了這種轉(zhuǎn)基因玉米的農(nóng)田中的雜草是否也會出現(xiàn)抗玉米螟性狀？原因是什么？ (4)抗玉米螟玉米具有顯著的生態(tài)效應(yīng)。你認(rèn)為種植該玉米的農(nóng)田是否還需要進(jìn)行防蟲管理？理由是什么？ (5)有人對食用該玉米的安全性表示擔(dān)憂，你認(rèn)為這種擔(dān)憂有無道理？請簡要說明理由。 【答案】　(1)核糖體　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體　(2)轉(zhuǎn)基因　基因重組　(3)(答案不唯一)不會。不同物種之間存在生殖隔離，玉米的花粉不能傳遞給雜草。(或會。蛋白酶抑制劑基因通過玉米的花粉傳遞給雜草，使雜草獲得抗蟲基因，從而表現(xiàn)出抗蟲性狀。) 　(4)需要。轉(zhuǎn)基因玉米能夠抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害蟲?！?5)(答案不唯一)有道理。這種玉米的子粒可能含有蛋白酶抑制劑，人食用后可能抑制人體蛋白酶的活性，影響人體健康。(或沒有道理。人蛋白酶與玉米螟蛋白酶結(jié)構(gòu)不同，玉米中的蛋白酶抑制劑對人體蛋白酶無影響。) 【達(dá)標(biāo)檢測】 課堂達(dá)標(biāo) 1．下列不是轉(zhuǎn)基因成果的是(　　) A．清除石油污染的假單胞桿菌 B．高產(chǎn)青霉素菌株 C．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 D．巨型小鼠 2．下列哪項(xiàng)支持轉(zhuǎn)基因生物會引發(fā)生物安全性問題(　　) A．生殖隔離使轉(zhuǎn)基因植物與其他植物很難雜交 B．花粉的傳播距離有限，不會引起生物安全 C．植物花粉存活時間有限，不會散失到其他環(huán)境，威脅其他生物 D．轉(zhuǎn)基因生物有可能像“入侵的外來物種” 3．抗逆轉(zhuǎn)基因作物的培育與推廣給社會帶來的巨大效益是(　　) ①在一定程度上使作物擺脫了土壤和氣候條件的限制 ②減少化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境的污染和人畜的危害 ③減少了化肥的制造和使用量，有利于環(huán)境保護(hù) ④使得作物在不良環(huán)境下更好地生長，提高產(chǎn)量 A．①②③　　　 B．①②④ C．①③④ D．②③④ 4．為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物，科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中。其原因是 (　　) A．葉綠體基因組不會進(jìn)入到生殖細(xì)胞中 B．受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞 C．轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能發(fā)生基因交流 D．植物雜交的后代不會出現(xiàn)一定的性狀分離比 5．隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，“基因污染”應(yīng)運(yùn)而生，關(guān)于基因污染的下列說法不正確的是(　　) A．轉(zhuǎn)基因作物可通過花粉散落到它的近親作物上，從而污染生物基因庫 B．基因污染是一種不可擴(kuò)散的污染 C．雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因，可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 D．轉(zhuǎn)基因生物有可能成為“入侵的外來物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存 6．一個學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在對當(dāng)?shù)卦耘嘧魑锓N類進(jìn)行調(diào)查時，發(fā)現(xiàn)有的地方種植了轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米，這種玉米在噴灑除草劑的環(huán)境中生長良好，雜草被除草劑殺死，玉米還能正常生長，給農(nóng)民節(jié)省了很大的人力和物力。跟蹤調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，這種轉(zhuǎn)基因玉米除直接食用外，還被加工成食品擺在超市的貨架上。請回答下列問題： (1)一部分同學(xué)認(rèn)為，這種轉(zhuǎn)基因玉米不會對當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有詷?gòu)成威脅。如果你同意這種觀點(diǎn)，請列舉出三條理由。 ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。 (2)用轉(zhuǎn)基因玉米加工的食品被擺在超市貨架上，生產(chǎn)廠商根據(jù)我國的有關(guān)規(guī)定，對產(chǎn)品進(jìn)行轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)注，這樣做是為了保護(hù)________________________。在有關(guān)標(biāo)識中，應(yīng)標(biāo)注“ ________________”或“ ________________”。如果該產(chǎn)品中已不再含有或檢測不出轉(zhuǎn)基因成分，應(yīng)標(biāo)注為“本產(chǎn)品為________加工制成，但本品中__________________________”。 課外強(qiáng)化 1．下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述，錯誤的是(　　) A．種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離 B．轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細(xì)胞中 C．種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴(kuò)散而影響野生植物的遺傳多樣性 D．轉(zhuǎn)基因植物的目的基因可能轉(zhuǎn)入根際微生物 2．20世紀(jì)70年代基因工程技術(shù)剛興起的時候，都以微生物作為實(shí)驗(yàn)材料，且必須在“負(fù)壓”(低于外界大氣壓)的實(shí)驗(yàn)室里操作。這里“負(fù)壓”的作用主要是(　　) A．防止重組基因的生物進(jìn)入人體或逃逸到外界，從而對環(huán)境造成基因污染 B．提高微生物的基因突變頻率 C．加快微生物的繁殖速度 D．避免其他微生物對實(shí)驗(yàn)材料的污染 3．下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全的敘述錯誤的是(　　) A．重組的微生物在降解污染物的過程中可能產(chǎn)生二次污染 B．種植抗蟲棉可以減少農(nóng)藥的使用量，對環(huán)境沒有任何負(fù)面影響 C．如果轉(zhuǎn)基因花粉中含有有毒蛋白或過敏蛋白，可能會通過食物鏈傳遞到人體內(nèi) D．轉(zhuǎn)基因生物所帶來的環(huán)境安全問題是可以解決的 4．下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述中，錯誤的是(　　) A．我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強(qiáng)制實(shí)施了產(chǎn)品標(biāo)識制度 B．國際上大多數(shù)國家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害 C．開展風(fēng)險評估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提 D．目前對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上 5．將人的抗病毒干擾素基因“嫁接”到煙草的DNA分子中，可使煙草獲得抗病毒的能力，形成轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。試分析回答： (1)煙草轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的獲得屬于(　　) A．基因工程 B．細(xì)胞工程 C．微生物工程 D．酶工程 (2)人的基因之所以能接到植物體中去，原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)煙草具有抗病毒能力，說明煙草體內(nèi)產(chǎn)生____________________________。 (4)不同生物間基因移植成功，說明生物共用一套____________，從進(jìn)化的角度看，這些生物具有__________________________。 (5)該工程應(yīng)用于實(shí)踐，將給農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域帶來革命，目前已取得了許多成就，請你列舉你所知道的或你所設(shè)想應(yīng)用該工程的三個具體實(shí)例。 ________________________________________________________________________。 (6)有人認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品也是一把雙刃劍，有如水能載舟也能覆舟，甚至可能帶來災(zāi)難性的后果，你是否支持這一觀點(diǎn)？如果支持，請你舉出一個可能出現(xiàn)的災(zāi)難性后果的實(shí)例。