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第1节 转基因产品的安全性
第4章　生物技术的安全性与伦理问题
课程内容标准 核心素养对接
1.举例说出日常生活中的转基因产品。
2.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。 1.举行辩论会，理性地、负责任地参与讨论转基因生物的安全性，树立辩证看待事物的观点。（科学探究）
2.坚持正确的社会舆论导向，形成对转基因产品安全性问题的理性、求实的态度。（科学思维）
一、转基因成果令人叹为观止
1.转基因微生物方面
（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，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质 、生长繁殖 、对环境因素敏感和容易进行 操作等优点。
（2）转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成， 啤酒的发酵周期；用基因工程技术构建高产、优质的基因 来生产氨基酸，是目前工业化生产氨基酸的重要途径。
简单
快
遗传物质
缩短
工程菌
（3）用基因工程菌生产药物引人注目，开发成功的基因工程药物已经几乎涉及各种类型疾病的治疗。
2.转基因动物方面
（1）科学家将 基因、 基因等转入动物体内，培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。
（2）将某些 的基因导入动物体内，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，模拟
过程，为研究该疾病的致病机制和开发治疗药物提供依据。
生长激素
促生长激素释放激素
抗病毒
疾病的发生和发展
3.转基因植物方面
（1）目前，科学家已经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。以转基因耐储藏番茄为例，科学家利用转基因技术显著抑制番茄中 的活性和 的生成量，从而育成了转基因耐储藏番茄。
（2）2017年，全世界种植转基因作物的国家已达24个。种植的转基因作物中 和 最多，其次是棉花和油菜。
乙烯形成酶
乙烯
大豆
玉米
二、对基因产品安全性的争论
当人们面对原本是自然造就的生命形式被人为改造后具有了全新特征的现实时，出现激烈的争论是正常的。人们所生活的国家或社会，
、 、宗教信仰、经济发展水平、 、传统文化和伦理道德观念等的差异，决定了人们具有不同的 取向，因此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。
政治
制度
意识形态
历史背景
价值观
三、理性看待转基因技术
1.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。
2.理性看待转基因技术不是人云亦云，更不是诋毁科学创新、造谣惑众，而是需要以完备的 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
等因素的影响；最重要的是，要靠确凿的 和严谨的
进行思考和辩论。
相关科学知识
政治、经济
和文化
证据
逻辑
3.我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要 ，坚持自主创新；推广上要 ，做到确保安全；管理上要 ，坚持依法监管。
大胆
慎重
严格
1.判正误（对的画“√”，错的画“×”）
（1）通过转基因技术生产药物只是转基因微生物方面的应用。 （ ）
（2）转基因抗虫植物也抗病，种植过程中可以不施农药。 （ ）
（3）种植的转基因植物中以大豆和玉米最多，其次是转基因棉花和油菜。 （ ）
（4）高产青霉素菌株属于转基因成果。 （ ）
（5）转基因生物可能会破坏生态平衡。 （ ）
×
×
√
×
√
2.微思考
（1）对转基因技术存在争论的原因有哪些？
提示　①对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限。
②转移来的基因不少是异种生物的基因。
③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
2.微思考
（2）对转基因食物的安全性的监控和预防有哪些措施？
提示　①立法监控是保证转基因食物安全的有力措施。
②多环节监控。转基因农作物研究、从实验室走向大田试验各阶段，以及产品商品化都有相应法规进行严格的监控，只有在每一阶段试验获得认可证书后，才可进入下一阶段。
任务驱动一　转基因成果令人叹为观止
1.近几十年来，转基因技术取得了长足的发展，各种转基因产品层出不穷，给人类带来了巨大影响。请列举几种基因工程的实例。
提示　转基因植物：转基因抗虫棉。转基因动物：转基因奶牛变成生物反应器。转基因微生物：清除石油污染的假单胞杆菌。
2.请写出转基因产品的优点和潜在缺点。
提示　（1）优点：①解决粮食短缺问题；②减少农药使用，从而减轻环境污染；③节省生产成本，降低粮食售价；④增加食物营养，提高附加值；⑤增加食物种类，提升食物品质；⑥促进生产效率，带动相关产业发展。
（2）缺点：①可能产生新病毒和新的过敏原；②可能产生抗除草剂的杂草；③可能使疾病的传播跨越物种障碍；④可能会损害农田生态系统的生物多样性；⑤可能破坏生态系统的稳定性。
转基因技术的成果
种类 实例
转基因
微生物 ①构建工程菌，生产氨基酸
②基因工程药物几乎涉及各种类型疾病的治疗
转基因
动物 ①培育出生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜
②培育出了抵抗病毒的动物新品种
③建立了某些人类疾病的转基因动物模型
转基因
植物 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
人们对转基因生物安全性的关注，随着转基因成果的不断涌现与日俱增。下列有关转基因成果的叙述，错误的是 （　　 ）
A.对微生物的基因改造是基因工程取得实际应用成果最多的领域
B.利用转基因小鼠Ⅰ型糖尿病模型可以模拟该病的发生和发展过程
C.啤酒酵母双乙酰浓度过高会影响啤酒的风味和口感，利用转基因工程菌可以减少它的生成
D.种植的转基因作物中大豆和棉花最多，其次是玉米和油菜
D
解析
种植的转基因作物中大豆和玉米最多，其次是棉花和油菜。
［举一反三］
1.（生命观念）培育转基因耐储藏番茄的原理是什么？
提示　将抑制乙烯生成的基因转入番茄中或通过转基因技术抑制乙烯的生成量，达到使番茄耐储藏的目的。
2.（科学思维）请说出预防基因污染的措施有哪些？
提示　①将外源基因导入叶绿体或线粒体内，则花粉粒中不含有转入的基因，故可避免基因污染。②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。
1.随着转基因技术的发展，基因污染也逐渐产生，转基因食品的安全性同时受到广泛关注。下列说法不正确的是 （　　）
A.转基因食物产品上市前都需要经过严格的安全性检测
B.基因污染是一种不能增殖的污染，因此不需要特别关注
C.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
D.目前基因可通过花粉扩散到作物的近亲生物中，从而污染生物基因库
B
解析
转基因食物可能会存在食品安全等问题，故转基因产品上市前都需要经过严格的安全性检测，A正确；基因污染指基因工程中目的基因转移到生物体内可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在风险和威胁，而且会随着生物的繁殖过程不断增殖，B错误；杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，具有新的性状，可能破坏生态系统的稳定性，C正确；基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库，D正确。
2.苏云金杆菌杀虫晶体蛋白（Bt）与豇豆胰蛋白酶抑制剂（CpTI）杀虫机理不同。在转基因作物种植区，发现棉铃虫种群抗性基因频率显著上升。科学家尝试用转双基因烟草对2龄幼虫进行多代抗性筛选。以下叙述不正确的是 （　　）
A.利用PCR技术不能检测烟草植株的抗虫性状
B.单基因抗性筛选与双基因抗性筛选导致棉铃虫种群基因库不同
C.种植转双基因烟草可避免棉铃虫产生抗性基因
D.转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险
C
解析
利用PCR技术可以检测目的基因，但是不能检测烟草植株的抗虫性状，A正确；单基因抗性筛选与双基因抗性筛选导致棉铃虫种群基因库不同，B正确；转双基因烟草只是对棉铃虫起筛选作用，C错误；转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险，以防止产生不必要的恶果，D正确。
任务驱动二　理性看待转基因技术
自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来，转基因鱼的研究取得了长足发展，如转入生长激素（GH）基因的鱼生长速度快，饵料转化率高，但鱼类易逃逸、扩散。因此转基因鱼的生态安全是很值得研究的问题，需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。我国科学家只将三倍体的转基因鱼投入自然系统。请据材料思考回答：
（1）转基因鱼成功的物质基础是什么？
提示　转基因能够进行的物质基础是各种细胞生物都以DNA分子作为遗传物质。
（2）鱼类易逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全是很值得研究的问题。引起生态安全性问题的原因有哪些？
提示　转基因鱼生长较快，能够迅速占领生活的空间，获取大量食物，使被捕食的生物迅速减少，与其他物种竞争占优势，可能引起生态危机。
（3）试从保障生态安全的角度分析只投放三倍体鱼的原因。
提示　二倍体转基因鱼染色体加倍为四倍体转基因鱼，然后二倍体鱼与四倍体鱼杂交形成三倍体鱼，三倍体鱼不能繁殖，可以人工控制养殖数量和范围，避免发生杂交，引起生态危机。
下列是对待生物技术的理性态度的是 （　　）
A.转基因技术是按照人们的意愿对生物的设计，不存在负面影响
B.转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用，也存在一定风险
C.克隆技术如果被一些人利用将给社会造成灾难，应禁止任何克隆研究
D.转基因技术如果被恐怖分子利用将可能导致人类灭绝，应停止转基因研究
B
解析
转基因技术存在负面影响，A不符合题意；转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用，也存在一定风险，B符合题意；克隆技术中治疗性克隆可用于治疗白血病等，C不符合题意；转基因技术有其优点和缺点，应正确判断，不能因噎废食，D不符合题意。
［举一反三］1.（社会责任）怎样理性看待转基因技术？
提示　（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，进入了人类的生产和生活，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，认识到个别转基因生物的危害性，趋利避害。
（3）完善相应的法律法规，利用法制手段确保转基因产品的安全性。
2.（科学思维）有人提出“吃基因补基因”，你是否赞成这种观点？试从新陈代谢的角度简要说明理由。
提示　开放性题目，只要用生物学知识回答即可。
（1）不赞成。因为DNA分子被吃入后，与其他生物大分子一样被消化分解，其中所含的基因不可能以原状进入细胞，更不可能补充或整合到人体原有的基因中去。
（2）赞成。DNA分子被吃下去后，消化分解为简单物质，可以作为合成DNA的原料。
1.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫因消化酶受抑制无法消化食物而死。下列就该玉米对人类安全性的评论中，不符合生物学原理的是 （　　 ）
A.不安全。这种玉米的果实（种子）中也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人因无法消化食物而患病
B.不安全。这种玉米的蛋白酶抑制剂可通过食物链富集并在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病
B
C.安全。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响
D.安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化
解析
该玉米合成的蛋白酶抑制剂有可能在玉米粒中存在，可能对人的消化酶有影响，也可能没有影响，因为人的消化酶与害虫的消化酶的结构不同，A、C正确；蛋白酶抑制剂是多肽类，不会在人体细胞内表达，而且很容易被消化降解，很难通过食物链进行富集，B错误；蛋白酶抑制剂能被高温破坏空间结构，不会对人造成影响，D正确。
2.随着转基因成果的不断涌现，人们对转基因生物安全性的关注与日俱增，下列叙述正确的是 （　　）
A.转基因生物不会对生物多样性构成威胁，也不会影响生态系统的稳定性
B.只要有证据表明某转基因产品有害，就应该禁止转基因技术的应用
C.我国为保证转基因产品的安全性，减少了农业转基因技术的研发
D.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的，有可能会出现意想不到的后果
D
解析
转基因生物可能会对生物多样性构成威胁，也可能会影响生态系统的稳定性，A错误；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，就应该禁止该产品的使用，而不是禁止转基因技术的应用，B错误；农业转基因技术的研发，应是趋利避害，不能因噎废食，C错误；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的，有可能会出现意想不到的后果，因此存在安全性问题，D正确。
知识网络构建 关键知识积累
1.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，常作为转基因技术的对象。
2.我国对转基因技术的方针是研究上要大胆，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。
1.20世纪70年代基因工程技术刚兴起的时候，都是以微生物作为实验材料，且必须在“负压”（低于外界大气压）的实验室里进行操作。这里“负压”的作用主要是 （　　）
A.防止转基因生物进入人体或逃逸到外界，对人体产生危害作用或对环境造成基因污染
B.提高微生物的基因突变频率
C.加快微生物的繁殖速度
D.避免其他生物对实验材料的污染
A
解析
由于“负压”中气体只能从外界进入实验室，故可防止具有重组基因的生物进入人体或逃逸到外界，从而防止其对人体产生危害或对环境造成基因污染，A正确；负压环境不能提高基因突变频率，B错误；负压环境不会加快微生物的繁殖速度，C错误；负压环境只能防止实验室气体外泄，不能防止其他生物对实验材料的污染，D错误。
2.人们对转基因生物安全性的关注，随着转基因成果的不断涌现与日俱增。有关叙述正确的是 （　　）
A.人们应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
B.转基因技术发展迅速，但转基因产品尚未进入人们的日常生活，人们不必关注其安全性问题
C.被转移的基因往往是功能已知的基因，科学家对这些基因的研究已经相当透彻，绝对不会引起安全性问题
D.为了争夺科学技术的制高点，国家应大力支持转基因技术发展，限制消费者对转基因产品的知情权和选择权
A
解析
转基因技术是一把双刃剑，最重要的是要科学合理地利用这项技术，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，A正确；转基因产品已经进入人们的日常生活，人们必须关注其安全性问题，B错误；目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等的了解都相当有限，再加上转移的基因虽然是功能已知的基因，但不少是异种生物的基因，因此可能会引起安全性问题，C错误；国家不能够限制消费者对转基因产品的知情权和选择权，D错误。
3.基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可伴随被污染的生物的繁殖、传播而扩散。下列有关“基因污染”的叙述中，不正确的是 （　　）
A.“基因污染”有可能会从一种生物扩散到其他多种生物
B.转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性
C.抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草”
D.转基因植物的外源基因不会遗传给其他生物，故不存在“基因污染”的问题
D
解析
“基因污染”指的是转基因生物的外来基因可能会通过花粉等扩散到其他物种的现象，A正确；转基因生物竞争能力强，可能成为“入侵的外来物种”，影响生态系统的稳定性，B正确；抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，C正确；转基因植物可能会存在“基因污染”问题，D错误。
4.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。关于转基因技术，下列说法正确的是 （　　 ）
A.转基因技术的原理是DNA分子的杂交
B.转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，是有利无害的
C.现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是揭示潜在的危险性
D.转基因食品比传统食品营养更丰富，因此在不久之后转基因食品会替代传统食品
C
解析
转基因技术的原理是基因重组，A错误；转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，但不一定全有利，B错误；现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示潜在的危险性，C正确；目前，转基因食品是否安全，在科学上还没有定论，D错误。
5.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，导致害虫因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，有效抵御了玉米螟的危害。
（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　　　　　　　　　　　　　　　　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转基因技术，该技术的核心是　　　　　　　　　　，这种变异在生物学上称为　　　　　　。科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了　　　　　　　　　　。
（3）有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中，杂草不会出现抗玉米螟性状，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，使玉米的花粉不能传递给杂草。
（4）抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是
。
答案　（1）核糖体　内质网和高尔基体　（2）基因表达载体的构建　基因重组　基因突变　（3）不同物种之间存在生殖隔离　 （4）减少了农药对环境的污染　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）这种玉米的籽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
解析
（1）据题意可知，蛋白酶抑制剂为分泌蛋白，故合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是核糖体；合成后还需要在内质网和高尔基体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转基因技术，该技术的核心是基因表达载体的构建；这种变异在生物学上称为基因重组；科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了基因突变。
解析
（3）在种植了这种转基因玉米的农田中，杂草不会出现抗玉米螟性状，可能的原因是不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。
（4）抗玉米螟玉米由于具有抗虫作用，故在环境保护上的重要作用是减少了农药对环境的污染；但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是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。
解析
（5）这种玉米的籽粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶活性，影响人体健康，故还需关注这种玉米的安全性问题。

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