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(wèn)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(wèn)題，認(rèn)同對(duì)生物技術(shù)安全性問(wèn)題討論的必要性。 2.舉例說(shuō)出對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性問(wèn)題的不同觀點(diǎn)及論據(jù)。 3.形成對(duì)待轉(zhuǎn)基因生物安全性問(wèn)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(jià)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(dòng)物方面 (1)在培育生長(zhǎng)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(yú)、鯽魚(yú)等。 (2)科學(xué)家把轉(zhuǎn)基因動(dòng)物變成 ，讓它們的奶中富含某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、 或人類(lèi)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(chóng)、 、抗除草劑、 等全新性狀的農(nóng)作物。 (2)推廣國(guó)家及品種：全球種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的國(guó)家已經(jīng)達(dá)到20多個(gè)，種植面積較大的國(guó)家有美國(guó)、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(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論 1.引發(fā)人們對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性激烈爭(zhēng)論的原因 (1)科學(xué)發(fā)展水平的限制，目前科學(xué)家對(duì) 、 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?cè)? 、 和 三個(gè)方面的激烈爭(zhēng)論。 3．實(shí)質(zhì)性等同 在轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中，只要某些 沒(méi)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(duì)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(guó)制定了《基因工程安全管理辦法》。為了維護(hù)消費(fèi)者對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的 和 ，2002年，我國(guó)農(nóng)業(yè)部又頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)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(guò)花粉傳播嗎？為什么？ 2．為什么轉(zhuǎn)基因食物可能會(huì)出現(xiàn)滯后效應(yīng)？ 正誤判斷 1．通過(guò)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(lèi)所需的特定蛋白質(zhì)的動(dòng)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?cè)谑澄锇踩⑸锇踩?、環(huán)境安全等方面的激烈爭(zhēng)論。( ) 4．理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)，就是聽(tīng)之任之，不管不問(wèn)。( ) 【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(wèn)題 不引起生物安全問(wèn)題 論據(jù) ①可能變成野生種類(lèi)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(jí)雜草” ④可能成為“入侵的外來(lái)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(shí)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(chóng)是一種嚴(yán)重危害棉花的害蟲(chóng)。我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲(chóng)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(chóng)致死，而此毒蛋白對(duì)人畜無(wú)害。通過(guò)基因工程的方法，我國(guó)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(chóng)吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后就會(huì)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(qǐng)根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)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(guò)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(chóng)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(qǐng)各舉一例加以說(shuō)明。 有利方面：________________________________________________________________________； 有害方面：________________________________________________________________________。 【答案】　(1)減少了農(nóng)藥對(duì)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(guò)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(dòng)、植物新品種等　不利于環(huán)境保護(hù)，可能引起環(huán)境問(wèn)題、食物安全性問(wèn)題、生物安全性問(wèn)題等 二、理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù) 為什么說(shuō)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(chóng)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(lèi)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(chóng)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(chóng)性狀，有效抵御了玉米螟對(duì)玉米的危害。 請(qǐng)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(chēng)為_(kāi)_______。 (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(huì)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(chóng)管理？理由是什么？ (5)有人對(duì)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(wú)道理？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)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(huì)。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(huì)。蛋白酶抑制劑基因通過(guò)玉米的花粉傳遞給雜草，使雜草獲得抗蟲(chóng)基因，從而表現(xiàn)出抗蟲(chóng)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(chóng)?！?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(méi)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(duì)人體蛋白酶無(wú)影響。) 【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 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(chóng)棉 D．巨型小鼠 2．下列哪項(xiàng)支持轉(zhuǎn)基因生物會(huì)引發(fā)生物安全性問(wèn)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(huì)引起生物安全 C．植物花粉存活時(shí)間有限，不會(huì)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(lái)物種” 3．抗逆轉(zhuǎn)基因作物的培育與推廣給社會(huì)帶來(lái)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(duì)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(zhǎng)，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(guò)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(huì)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(lái)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(huì)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(shuō)法不正確的是(　　) A．轉(zhuǎn)基因作物可通過(guò)花粉散落到它的近親作物上，從而污染生物基因庫(kù) B．基因污染是一種不可擴(kuò)散的污染 C．雜草、害蟲(chóng)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(lái)物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存 6．一個(gè)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在對(duì)當(dāng)?shù)卦耘嘧魑锓N類(lèi)進(jìn)行調(diào)查時(shí)，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(zhǎng)良好，雜草被除草劑殺死，玉米還能正常生長(zhǎng)，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(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)一部分同學(xué)認(rèn)為，這種轉(zhuǎn)基因玉米不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有詷?gòu)成威脅。如果你同意這種觀點(diǎn)，請(qǐng)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(guó)的有關(guān)規(guī)定，對(duì)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(shí)中，應(yīng)標(biāo)注“ ________________”或“ ________________”。如果該產(chǎn)品中已不再含有或檢測(cè)不出轉(zhuǎn)基因成分，應(yīng)標(biāo)注為“本產(chǎn)品為_(kāi)_______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(cuò)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(dòng)物食用后，目的基因會(huì)轉(zhuǎn)入動(dòng)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(shí)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(duì)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(duì)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(cuò)誤的是(　　) A．重組的微生物在降解污染物的過(guò)程中可能產(chǎn)生二次污染 B．種植抗蟲(chóng)棉可以減少農(nóng)藥的使用量，對(duì)環(huán)境沒(méi)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(guò)敏蛋白，可能會(huì)通過(guò)食物鏈傳遞到人體內(nèi) D．轉(zhuǎn)基因生物所帶來(lái)的環(huán)境安全問(wèn)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(cuò)誤的是(　　) A．我國(guó)已經(jīng)對(duì)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(shí)制度 B．國(guó)際上大多數(shù)國(guó)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(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險(xiǎn)管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提 D．目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)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(shuō)明煙草體內(nèi)產(chǎn)生____________________________。 (4)不同生物間基因移植成功，說(shuō)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(lái)革命，目前已取得了許多成就，請(qǐng)你列舉你所知道的或你所設(shè)想應(yīng)用該工程的三個(gè)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(lái)災(zāi)難性的后果，你是否支持這一觀點(diǎn)？如果支持，請(qǐng)你舉出一個(gè)可能出現(xiàn)的災(zāi)難性后果的實(shí)例。