2024-2025学年高二生物人教版选择性必修3 第4章 第1节 转基因产品的安全性

第1节转基因产品的安全性[学习目标]1.关注转基因生物的安全性。2.举例说出关于转基因生物安全性问题的不同观点及论据。3.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。1．转基因成果(1)微生物方面①优点：微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。②成果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。c．用基因工程菌生产药物。(2)转基因动物方面①培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。②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转基因动物模型。(3)转基因植物方面①培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。②种植最多的转基因作物是大豆和玉米，其次是棉花和油菜。2．对转基因产品安全性的争论和理性看待转基因技术(1)对转基因产品安全性存在争论的原因：人们的价值观取向不同，对于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。(2)技术的中立性：转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市。(3)如何理性看待转基因技术：需要以完备的相关科学知识为基础，即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程；还应该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；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。(4)我国对转基因技术的方针：研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。(5)转基因技术安全性保障措施：针对转基因技术的应用，我国颁布和实施了一系列法规和政策，既维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。判断正误(1)转基因抗虫植物能抗病，种植过程中可以不施农药()(2)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()答案(1)×(2)√提示(1)转基因抗虫植物能抵抗虫害，但不能抗病。任务：转基因产品的安全性1．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。与传统的转基因技术相比，叶绿体转基因技术的优点是叶绿体转基因更稳定，其遗传方式不遵循孟德尔的遗传定律，不会随花粉传给后代，从而保持了母本的遗传特性。2．在转基因研究工作中，科学家采取多种方法防止基因污染，例如，我国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，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。拓展延伸1．转基因生物的安全性问题食物安全(滞后效应、过敏原、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。2．转基因生物安全性的相关概念(1)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，可能潜移默化地影响人的免疫系统，而对人体健康造成隐性伤害，食用者在过了若干年或一两代之后，问题才显现出来。(2)基因污染：外源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，在环境生物学中称之为基因污染。基因污染可能在以下情况下发生：附近生长的相关野生植物被转基因作物授粉；邻近农田的非转基因作物被转基因作物授粉；转基因作物在自然条件下存活并发育成为野生的、杂草化的转基因作物；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。1．(2023·淮安高二期末)下列关于转基因应用的叙述，正确的是()A．食用转基因大豆会导致人患癌症B．转基因技术在农、医等领域有广阔的应用前景C．转基因作物营养丰富、产量高，应加以全面推广D．转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存答案B解析食用转基因大豆不一定会导致人患癌症，癌变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．下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是()A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D．目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上答案B解析对转基因食品只是要求标注“转基因××”等字样，并没有在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，B错误。课时对点练[分值：100分]第1～4题，每题5分；第5～12题，每题6分，共68分。题组一转基因成果1．对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域。下列关于其原因的叙述，不正确的是()A．微生物具有生理结构和遗传物质简单的优点B．微生物具有生长繁殖快的优点C．微生物具有适应性强、对环境因素不敏感的优点D．微生物具有容易进行遗传物质操作的优点答案C解析微生物具有生理结构和遗传物质简单的优点，便于研究，A正确；微生物的生长周期短，具有生长繁殖快的优点，B正确；微生物对环境因素敏感，如在某种抗生素的环境中不能生存，C错误；微生物的遗传物质简单，具有容易进行遗传物质操作的优点，D正确。2．下列有关植物基因工程的成果的叙述，正确的是()A．转基因抗虫棉改善了作物品质B．将毒素蛋白基因直接导入水稻的受精卵，可以得到抗虫水稻C．转入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱、抗干旱D．植物细胞中没有质粒，所以不能利用质粒作为植物基因工程的载体答案C解析转基因抗虫棉使得棉花具有了抗虫的能力，并没有改善作物的品质，A错误；将毒素蛋白基因导入水稻的受精卵前，需要先构建基因表达载体，才可能得到抗虫水稻，B错误；利用可以调节细胞渗透压的基因，来提高植物的抗盐碱和抗干旱的能力，C正确；可以利用质粒作为植物基因工程的载体，如植物的农杆菌转化法，将目的基因导入农杆菌，再转入植物细胞，D错误。3．下列不属于转基因动物方面的研究成果的是()A．培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽B．培育抵抗相应病毒的动物新品种C．建立了某些人类疾病的转基因动物模型D．制备单克隆抗体答案D解析单克隆抗体的制备运用的是动物细胞融合技术等动物细胞工程技术，不涉及转基因技术，D符合题意。4．下列关于基因工程应用的叙述，错误的是()A．科学家可以利用转基因技术抑制乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量来延长番茄的储藏时间B．将某些抗病毒的基因导入动物体内，使获得的转基因动物能抵抗相应病毒C．抗虫基因只要成功地插入植物细胞染色体上就都能正常表达D．可利用工程菌大规模生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等药物答案C解析目的基因导入了受体细胞不一定都能正常表达，C错误。题组二对转基因产品安全性的争论和理性看待转基因技术5．为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是()A．叶绿体基因组不会进入生殖细胞中B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞C．转基因植物与其他植物间不能产生基因交流D．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比答案B解析受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，精子中几乎不含叶绿体基因组，即叶绿体中的目的基因不会通过花粉传给下一代，B符合题意。6．有人认为“转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制”，以下各项中支持此观点的是()A．转基因作物能使贫穷国家的亿万人口摆脱饥饿，同时还能减少使用农药引起的环境污染B．转基因食品与非转基因食品一样，都是由脂肪、蛋白质和糖类等物质组成的C．对转入了苏云金杆菌基因的西红柿进行毒性分析表明，这种转基因西红柿对人体健康没有影响D．帝王蝶的幼虫在吃了某种转基因玉米的花粉沾染过的牛奶草叶子后，近一半的个体死亡，幸存的也不能正常发育答案D解析帝王蝶的幼虫在吃了某种转基因玉米的花粉沾染过的牛奶草叶子后，近一半的个体死亡，幸存的也不能正常发育，这说明了转基因食品存在不安全因素，D符合题意。7．当面对日常生活中与转基因技术有关的话题时，我们需要理性地表明观点和参与讨论。下列不属于理性看待转基因技术的是()A．要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响B．只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用C．要看到经济、文化和伦理道德观念等差异使人们对转基因技术有不同的看法D．要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题答案B解析转基因作为一项技术本身是中性的，所以只要有证据表明产品有害，就应该禁止该转基因产品的使用，而不是禁止转基因技术的应用。8．生物技术就像“一把双刃剑”：它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列关于生物技术的叙述，错误的是()A．来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播B．转基因产品具有优良的品质，实验室培育的转基因产品可直接上市推广C．基因污染可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在威胁D．玉米中α-淀粉酶基因的获取可通过PCR扩增，也可用化学方法人工合成答案B解析转基因技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市，B错误。9．对于转基因生物的安全性问题，以下说法合理的是()A．对外源DNA应进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或能引起人体过敏的蛋白质B．把重组DNA的转移限制在遗传上没有缺陷的生物上C．一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马上停止实验，并封存重组生物D．目前人们对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制已经完全掌握答案A解析应把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上，B不合理；一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马上停止实验，并销毁重组生物，C不合理；目前人们对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制并没有完全掌握，D不合理。10．(多选)转基因作物因其具有抗旱、抗寒、抗虫等能力而在粮食缺少的国家推广。但是反对者表示：对转基因食物进行的安全性研究都是短期的，无法有效评估人类进食转基因食物几十年后或更久以后的风险。下列叙述正确的是()A．转基因作物的基因可能传播到野生植物体内，造成基因污染B．转基因技术使作物获得优良性状，但并没有增加生物的基因多样性C．转入抗虫基因的植物，有可能会导致昆虫群体抗性基因频率增加D．如果转基因植物的外源基因来源于自然界，则不会有安全性问题答案ABC解析转入抗虫基因的植物可杀死无抗虫基因的昆虫，对昆虫的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加，C正确；如果转基因植物的外源基因来源于自然界，仍然存在潜在的安全性问题，D错误。11．(多选)矿业生产和农田不当使用化肥会导致重金属镉(Cd)在土壤中过度积累。通过基因工程，将酵母菌液泡镉转运蛋白(YCF1)定位在不育杨树株系的液泡膜上，可获得液泡中富集Cd的转基因杨树。再通过收集杨树的组织器官异地妥善储存等后续处理，可对Cd污染土壤进行修复。将长势一致的野生型和转基因杨树苗栽植在Cd污染土壤中，半年后测定数据如图所示。下列说法错误的是()A．培育转基因不育株系可避免YCF1基因扩散造成基因污染B．由图1可知，野生型植株对Cd污染具有更强的耐受能力C．对杨树的茎叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效D．YCF1向液泡内转运镉离子的过程不需要消耗细胞代谢释放的能量答案BD解析转基因不育株系的配子不育，可避免YCF1基因随花粉扩散造成基因污染，A正确；由图1可知，与野生型相比，转基因植株的干重更大，转基因植株对Cd污染具有更强的耐受能力，B错误；据图2可知，叶片和茎中的Cd含量较高，故对杨树的茎叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效，C正确；YCF1向液泡内转运镉离子是逆浓度梯度运输，故需要消耗细胞代谢释放的能量，D错误。12．(多选)(2023·盐城高二期末)为评估外源基因Vgb在菊花中的稳定性以及对生态环境的影响，研究人员在种植转基因菊花的第二年，随机选取转基因菊花株系及周边非转基因菊花和各种杂草，提取DNA。根据Vgb设计特异性引物进行PCR扩增，电泳结果如图。下列说法不正确的是()注：CK表示质粒阳性对照，1为空白对照，2～10为转基因株系，11～15为不同种类杂草，16～20为非转基因菊花。A．设置空白实验是为了排除实验操作、试剂污染等对结果的影响B．结果表明2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散C．转基因植物与周边其他植物之间不可能通过花粉发生基因交流D．将Vgb基因转入其他植物时不需要经过安全性评价答案CD解析设置空白实验的目的是排除无关变量对实验结果的干扰，本实验无关变量为实验操作、试剂污染等，A正确；11～15为不同种类杂草，16～20为非转基因菊花，图中它们都没有外源基因Vgb，因此推测2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散，B正确；将Vgb基因转入其他植物时同样要经过安全性评价，D错误。13．(16分)DBN9936是国内首批获得农业转基因生物安全证书的玉米品种，对危害玉米的玉米螟等主要鳞翅目害虫具有良好的抗性，同时能耐受较高浓度的草甘膦(除草剂的有效成分)。其基因操作的受体是玉米品种DBN318，目的基因cry1Ab来源于苏云金杆菌，其表达产物能够专一有效地抑制玉米螟、棉铃虫及黏虫等玉米鳞翅目害虫；目的基因epsps来源于土壤农杆菌，其表达产物使转化体可耐受草甘膦除草剂。同样获批安全证书的国产转基因玉米品种DBN9858耐除草剂，但不抗虫，可作为DBN9936的庇护材料使用。回答下列问题：(1)DBN9936的转化过程之一是将含有epsps基因表达载体的________与玉米DBN318幼胚经______过程形成的愈伤组织共同培养，该过程需在培养基中添加酚类化合物，且在无菌、________(填“黑暗”或“光照”)的环境中进行。(2)利用PCR技术，可以鉴定共同培养后的愈伤组织中是否含有epsps基因。epsps基因的部分序列如图所示。根据上述序列应制备引物________________________________(填序列)对epsps基因进行PCR，鉴定后得到的转基因愈伤组织经________过程获得DBN9936幼苗。幼苗移栽至大田前还需“炼苗”，“炼苗”时需逐渐降低湿度、________(填“增加”或“降低”)光照强度。(3)DBN9858和DBN9936两个玉米品种混合种植，更有利于生态可持续发展。请从生物进化的角度阐释两个品种混合种植的优点：____________________________________________。(4)玉米为异花传粉，花粉飘散的距离很远，容易造成基因漂移，有同学提出将DBN9936的目的基因cry1Ab整合到玉米受体细胞的叶绿体基因组中。你同意该同学的观点吗？请说明理由。________________________________________________________________________。答案(1)农杆菌脱分化黑暗(2)5′—GTTCCT—3′和5′—ATGGCT—3′再分化增加(3)可有效延缓害虫抗性基因频率增加的速度(4)同意，叶绿体基因组不能随花粉遗传给下一代解析(2)引物的设计原则是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，与目的基因片段5′—AGGAAC—3′和3′—TACCGA—5′碱基互补配对。愈伤组织经再分化得到幼苗，在移栽时要适当降低湿度、增加光照强度。(3)生产上将两种转基因玉米混合种植，二者都有抗除草剂基因，都能在喷洒除草剂的大田中存活，DBN9936还含有抗虫基因，若单独种植，大部分害虫死亡，少数有抗性基因的害虫存活，并且有更多的机会将抗性基因遗传给后代，使害虫抗性基因频率增加，DBN9858不抗虫，与DBN9936混合种植，可有效延缓害虫抗性基因频率的增加速度，有利于生态可持续发展。(4)为避免转基因玉米的花粉对其他野生型的玉米造成基因污染，可以将基因导入玉米细胞叶绿体基因组中。14．(16分)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，回答下列问题：(1)转入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细胞中的__________，合成的化合物还