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(共40张PPT)
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
1.通过了解转基因技术的应用,认同转基因技术的成果。2.以相关科学知识为基础,通过思考与辩论,形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、转基因成果令人叹为观止
1.转基因微生物方面
(1)微生物优点:微生物具有结构和 简单、 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。
①减少啤酒酵母 的生成,缩短啤酒的发酵周期。
②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸。
③用基因工程菌生产的药物几乎涉及各种类型疾病的治疗。
遗传物质
生长繁殖
双乙酰
2.转基因动植物方面
(1)转基因动物方面。
①培育了一批 、 的转基因家禽、家畜。
②培育了 的动物新品种。
③建立了某些 的转基因动物模型。
(2)转基因植物方面。
①培育出了大批具有 、 、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 和玉米,其次是棉花和油菜。
生长迅速
营养品质优良
抵抗相应病毒
人类疾病
抗虫
抗病
大豆
二、对转基因产品安全性的争论
意识形态
经济
价值
观
三、理性看待转基因技术
1.主要原因:①技术本身是 的;②论点应建立在完备的相关
上;③谅解不同人的社会背景对观点的影响;④要靠确凿的证据和 进行思考和辩论。
2.主要影响: 正确往往有利于决策者作出正确的决策,从而促进科学技术的发展;相反,社会舆论导向不正确,将可能阻碍科学技术的发展。
中性
科学知识基础
严谨的逻辑
社会舆论导向
3.我国应对措施
(1)原则:研究上要大胆,坚持 ;推广上要慎重,做到 ;管理上要严格,坚持 。
(2)具体做法:①制定法规维护消费者对转基因产品的 ,保证转基因技术和已经上市的转基因产品的 。②成立专门的国家农业转基因生物安全委员会,为保障农业转基因生物安全提供重要的技术支撑。
自主创新
确保安全
依法监管
知情权和选择权
安全性
判断正误
(1)转基因抗虫植物也抗病,种植过程中可以不施农药。(　　)
×
(2)高产青霉素菌株属于转基因成果。(　　)
×
【提示】 高产青霉素菌株属于诱变育种的成果。
【提示】 转基因抗虫植物由于有了外源抗虫基因,所以可以抵抗某种害虫,但不一定能抵抗其他病原体。
(3)如果转基因植物的外源基因来源于自然界,则不会存在安全性问题。
(　　)
×
【提示】 来源于自然界的目的基因导入植物体后,可能破坏原有的基因结构,具有不确定性,外源基因也可能通过花粉传播,使其他植物成为“超级植物”等,所以仍存在着安全性问题。
(4)转基因生物可能会破坏生态平衡。(　　)
√
(5)对转基因技术的社会舆论导向正确与否,对转基因技术的发展没有实质的影响。(　　)
【提示】 正确的社会舆论导向往往有利于决策者作出正确的决策,从而促进科学技术的发展;相反,社会舆论导向不正确将可能阻碍科学技术的发展。
×
探究案·互动探究
任务一　分析目的基因导入受体细胞的方法
转基因产品与人们的生活日益密切,我国每年需要大量进口转基因大豆,这些大豆主要用于饲料加工和大豆油榨取等。
(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。请列举一下基因工程的其他实例。
【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:生产氨基酸的基因工程菌。
(2)转基因作物已在全球多个国家种植,转基因技术有什么优势
【提示】 ①可定向改造生物的性状;②可提高作物产量等。
「典型例题」
1.转基因成果令人叹为观止,下面不是转基因成果的是(　　)
[A]抗虫棉花
[B]产双乙酰少的酵母菌
[C]我国的主要奶牛品种——中国荷斯坦奶牛
[D]抗除草剂玉米
C
【解析】 中国荷斯坦奶牛,是将国外的荷斯坦奶牛引进后,在我国经过长期驯化,与当地黄牛进行杂交,经过不断选育,逐渐形成的优良品种,所以它属于杂交育种成果,不是转基因成果。
2.转基因技术的研究正以惊人的速度发展,新的转基因动、植物不断出现。下列有关叙述正确的是(　　)
[A]动物的抗冻基因导入植物后一定都表达
[B]转基因技术实现种间遗传物质的交换
[C]转基因食品对人类都是有益的
[D]转基因技术可产生新的物种
B
【解析】 动物的抗冻基因导入植物后不一定都能表达;通过转基因技术可以把一种生物的基因转入另一种生物细胞中,实现种间遗传物质的交换;转基因食物带来的安全性问题是人们所关心的,转基因食品不一定对人类都是有益的;转基因技术能导入外源基因,所以可产生原物种不具有的新性状,一般不能产生新的物种。
任务二　分析转基因产品可能存在的安全性问题及应对措施
基因污染是指外源基因通过转基因作物或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。基因污染可能在以下情况下发生:附近生长的野生相关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、杂草化的转基因植物;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)假如外源基因是转移到农作物的叶绿体DNA上的,能通过花粉传播吗 为什么
【提示】 不能。因为叶绿体DNA存在于细胞质中,减数分裂形成的精子几乎不含细胞质,不含有叶绿体DNA。
(2)已知α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏,使花粉失去活性,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;科学家专门培育转生长激素基因的三倍体鲤鱼。请分析科学家这样做的目的。
【提示】 科学家这样做的目的是避免造成基因污染。α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏,使花粉失去活性,因而可以防止目的基因随着转基因花粉传播;转生长激素基因的三倍体鲤鱼,减数分裂异常,配子不育,可以避免其逃逸到野外环境与其他鲤鱼杂交,进而避免将目的基因传播到野外。
「核心归纳」
转基因产品的优缺点
优点 缺点
①解决粮食短缺问题; ②大大减少农药的使用量,减少环境污染; ③增加食物营养,提高附加值; ④增加食物种类,提升食物品质; ⑤提高生产效率,带动相关产业发展 ①可能出现新的过敏原或重组形成新病原微生物;
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的界限;
④可能会破坏生物多样性;
⑤可能会对人类生活环境造成二次污染
「典型例题」
3.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]通过转基因技术减少啤酒酵母双乙酰的生成,可以改良啤酒的风味和口感
[B]转基因食品与非转基因食品一样,都是由脂肪、蛋白质和碳水化合物等物质组成的
[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乳草叶子后,近一半的个体死亡,幸存的也不能正常发育
D
【解析】 通过转基因技术减少啤酒酵母双乙酰的生成,可以改良啤酒的风味和口感,说明转基因技术能改良食品,与题意不符;转基因食品与非转基因食品一样,都是由脂肪、蛋白质和碳水化合物等物质组成的,一定程度上可说明转基因食品是安全的;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,说明转基因食品安全;帝王蝶的幼虫在吃了某种转基因玉米的花粉沾染过的乳草叶子后,近一半的个体死亡,幸存的也不能正常发育,说明了转基因食品存在不安全因素。
4.转基因产品的安全性一直是人们关注的焦点。下列哪项是对待转基因技术的理性态度(　　)
[A]转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用,同时也存在一定风险
[B]转基因技术是按照人们的意愿对生物进行的设计,不存在负面影响
[C]大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交
[D]转基因技术如果被用于制造传染性病菌可能导致人类死亡,应停止转基因研究
A
【解析】 转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用,同时也存在一定风险;转基因技术存在一定的负面影响;大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交,容易造成基因污染,是不理性的表现;转基因技术有其优点和缺点,应趋利避害,加强监管,而不是停止转基因研究。
思维导图
随堂检测反馈
1.下列不属于转基因微生物或植物方面的研究成果的是(　　)
[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,是目前工业化生产氨基酸的重要途径
[C]目前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
[D]通过育种技术生产无子西瓜
D
【解析】 无子西瓜繁育的原理为染色体变异,不是转基因技术。
2.随着转基因技术的发展,其安全性问题引发了极大的关注,下列叙述正确的是(　　)
[A]转基因农产品可能会引发过敏反应
[B]转基因农作物都含有会危害健康的毒性蛋白
[C]转基因农作物可通过花粉将转入的基因扩散到所有作物
[D]对转基因安全性的争议源于对基因工程操作过程了解有限
A
【解析】 转基因农产品导入了新的基因,这些新基因表达出的蛋白质等物质有可能成为过敏原,从而引发过敏反应;并非所有的转基因农作物都含有会危害健康的毒性蛋白,不能一概而论。转基因农作物的推广、种植是经过严格的安全性评估的,其目的是获得高产、耐储藏等优良性状,并不是为了产生毒性蛋白危害健康;转基因农作物可通过花粉将转入的基因扩散到与之亲缘关系较近的物种,而不是所有作物,因为不同物种之间存在生殖隔离;对转基因安全性的争议主要源于转基因生物可能带来的多方面影响,如对生态环境、人体健康等方面潜在的未知风险。
3.有人认为转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”,威胁生态系统中其他生物的生存。他的依据是(　　)
[A]转入的外源基因可能与感染转基因生物的某些细菌杂交,形成新的病
原体
[B]转基因植物中的抗除草剂基因,有可能通过花粉传播而进入杂草中,使杂草成为“超级杂草”
[C]科学家赋予了转基因生物某些特殊性状,增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力
[D]转基因植物花粉传播的距离有限,只能在种植区以内繁殖
C
【解析】 转基因生物获得了外源基因,可能具备某些特殊性状,生存能力增强,它们可能成为“入侵的外来物种”,从而威胁该地区其他生物的生存。
4.下列关于转基因生物及其安全性的叙述,正确的是(　　)
[A]用转基因抗除草剂农作物生产的食品会导致人患癌症
[B]只要转基因生物的外源基因来源于自然界,就是安全的
[C]转基因生物生产的食品中的外源基因会整合到人的基因组中
[D]对外源基因要严格选择,避免产生对人体有害的蛋白质
D
【解析】 用转基因抗除草剂农作物生产的食品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;即使转基因生物的外源基因来源于自然界,也可能产生对人体有害的物质,比如某些蛋白质成为新的过敏原;食用转基因食品,其中的基因会被消化分解,不会整合到人的基因组中;外源基因表达的蛋白质可能会对人体有害,所以对外源基因要严格选择。
5.(2025·黄山检测)抗虫和耐除草剂玉米“双抗12-5”是我国自主研发的转基因品种。在转基因产品的研发、生产、销售等环节,可采用PCR技术进行基因监测,为转基因生物安全监管提供依据。下列叙述错误的是(　　)
[A]PCR开始阶段的预变性可使模板DNA变性更充分
[B]能用PCR技术监测的基因都是人工合成的新基因
[C]进行PCR基因监测时,应使用待检目的基因的特征序列作为引物
[D]安全监管中,应阻止检测出转基因扩增产物的非转基因标识农产品上市
B
【解析】 预变性是使模板DNA充分变性,在变性过程中氢键断裂,双链DNA解旋为单链;转基因产品转入的基因可能是人工合成的,也可能是自然界中存在但属于其他物种的,这些基因都可通过PCR技术进行监测;进行PCR基因监测时,应使用待检目的基因的特征序列作为引物,保证能对目的基因特异性扩增;转基因产品需要进行安全评估才能上市,在非转基因标识农产品检测出转基因扩增产物说明这些非转基因产品存在基因污染,应阻止其上市。
联系实际 迁移应用
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,有效抵御了玉米螟对玉米的危害。
(1)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,此种现象是由于玉米螟发生了 。
(2)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状,分析可能的原因是 ,玉米的花粉不能传递给杂草。
基因表达载体的构建
基因重组
基因突变
不同物种之间存在生殖隔离
(3)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 。
(4)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
。
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害虫
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内蛋白酶的活性,影响
人体健康第1节　转基因产品的安全性
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　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】 微生物具有结构和遗传物质简单的优点,便于研究;微生物的生长周期短,具有生长繁殖快的优点;微生物对环境因素敏感;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。
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,并没有直接改善作物的品质;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;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;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,将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体。
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。
知识点2　对转基因产品安全性的争论和理性看待转基因技术
4.随着转基因技术的发展,转基因食品的安全性和基因污染受到广泛关注。下列说法错误的是(　　)
[A]转基因食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、害虫从它们的近亲获得抗性基因,可能破坏生态系统的稳定性
[D]目的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
【答案】 B
【解析】 转基因食品可能会存在食品安全等问题,故转基因食品上市前都需要经过严格的安全性检测;基因污染是指基因工程中目的基因扩散到其他栽培作物或自然野生种,并成为后者基因的一部分。这些基因会随着生物的繁殖过程不断增殖,可能对生物多样性、生态环境和人体健康等构成潜在风险和威胁,需要特别关注;杂草、害虫从它们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;转基因作物的目的基因可通过花粉散落到它的近亲生物上,成为近亲生物的遗传物质的一部分,从而污染生物基因库。
5.“转基因”已越来越多地进入我们的生活,人们对转基因生物及其相关产品的安全性密切关注。下列不需要对转基因作物进行安全评估的是(　　)
[A]转基因作物的蛋白质含量
[B]转基因作物对原来栖息地物种生存的影响
[C]转入的基因扩散到其他植物中
[D]食用转基因产品对人体健康的影响
【答案】 A
【解析】 主要在遗传稳定性、环境安全、食用安全等方面对转基因作物进行安全评估,不需要评估其营养价值(例如蛋白质含量);转基因作物的种植是否会对生物多样性等产生生态影响,需要对原来栖息地物种生存情况进行评估;转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物,从而对生态环境造成潜在的危害,因此也要进行相应评估;转基因作物产品对人体健康是否产生影响,需要对食用的转基因产品进行安全评估。
6.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]如果转入的外源基因来自自然界,则不会有安全问题
[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】 转基因技术打破了自然界物种的界限,使转基因生物具有新的性状,可能会破坏原有的生态平衡,导致安全问题。
7.(2025·大连检测)生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁,生物技术能够稳定健康发展,人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态,生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是(　　)
[A]高致病性病原微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动
[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]动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强
[D]外来入侵物种可能增加本土食物来源却给自然生态造成破坏
【答案】 B
【解析】 高致病性病原微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动,防止这些微生物外泄,造成污染,危害生物健康;转基因作为一项技术本身是中性的,如果有证据表明某转基因产品有害,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;动物饲料中的抗生素,会随着食物链进入人体,抗生素对微生物有选择作用,会提高微生物的耐药性;外来入侵物种可能增加本土食物来源,但如果缺乏天敌会造成自然生态破坏。
综合提升练
8.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]将外源的与赖氨酸合成有关的酶基因导入玉米,可以改善玉米中缺乏赖氨酸这一缺点
[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。
9.转基因抗虫棉在我国的种植面积已占全国棉花种植面积的90%。研究者利用PCR技术检测杂草中有无转基因成分,得到如图所示结果。下列相关分析错误的是(　　)
[A]空白实验是未加入DNA模板得到的电泳结果
[B]推测棉田杂草6、7与抗虫棉的亲缘关系较近
[C]结果说明校园杂草与棉花间一定存在生殖隔离
[D]转基因成分进入杂草体内,可能会引发生态问题
【答案】 C
【解析】 空白实验是DNA标准样液中未加入DNA模板得到的电泳结果,作为空白对照,可以排除反应体系自身对实验的影响;根据棉田杂草6和7含有转基因成分可以推测,棉田杂草6和7获得了转基因成分,可能与抗虫棉的亲缘关系较近;校园杂草未检出目的基因,可能是校园杂草与棉花之间存在地理隔离,不一定存在生殖隔离;转基因成分进入杂草体内,可能导致杂草获得转基因特性,引发生态问题。
10.(12分)角蛋白酶能降解角蛋白,在饲料工业中具有广阔的应用前景。某实验小组将角蛋白酶基因(KerA)导入大肠杆菌中,获得了能高效表达角蛋白酶的工程菌,如图为含KerA基因的外源DNA和质粒,EcoRⅠ、BamHⅠ、SalⅠ、XhoⅠ均为限制酶,其切割位点如图所示。Kanr、Tetr分别为卡那霉素抗性基因、四环素抗性基因。请回答下列相关问题。
(1)据图可知,构建重组质粒时选用的工具酶包括　　　　　　　和DNA连接酶,这些工具酶作用的化学键　　　　(填“相同”或“不同”)。
(2)利用PCR技术扩增KerA基因时,需根据其两端序列设计引物。若KerA两端部分序列为5'—AATGGA……ATTCTC—3',则需要设计的一对引物序列是　 。
(3)将目的基因导入大肠杆菌时,常出现三种情况:未转化的细菌、含空载体(普通质粒)的细菌、含重组质粒的细菌。可在添加有　　　　　　的培养基中进行初步筛选,能在该培养基上生长的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)转基因技术除了在微生物领域取得广泛的成果,在动植物领域也取得了巨大的成果。下列有关叙述合理的有　　　　。
①我国对农业转基因生物实行了标识制度,保护了消费者的知情权　②三倍体转基因鲤鱼不会与正常鲤鱼杂交,防止了自然种群被淘汰　③转基因技术本身是中性的,但对其产品的应用需进行安全性评价　④载体的标记基因(如抗生素抗性基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物
【答案】 (每空2分)
(1)BamHⅠ、XhoⅠ　相同
(2)5'—AATGGA—3'和5'—GAGAAT—3'
(3)四环素　含空载体(普通质粒)的细菌、含重组质粒的细菌
(4)①②③④
【解析】 (1)据题图可知,SalⅠ会破坏KerA基因,因此获取KerA基因时不能用限制酶SalⅠ进行切割;为了防止目的基因和载体切割后自身环化或反向连接,应选用两种限制酶进行切割,可以选择限制酶BamHⅠ和XhoⅠ或限制酶EcoRⅠ和XhoⅠ,若选择限制酶EcoRⅠ和XhoⅠ会破坏质粒上的两个标记基因,因此不能选用该组限制酶,因此可选BamHⅠ和XhoⅠ;限制酶和DNA连接酶作用的化学键相同,都是磷酸二酯键。
(2)使用PCR技术扩增目的基因时需要一对特异性的引物,引物能与目的基因两端的核苷酸序列碱基互补配对,子链延伸时是从引物的5'端向3'端延伸,若KerA两端部分序列为5'—AATGGA……ATTCTC—3',则需要设计的一对引物序列是5'—AATGGA—3'和5'—GAGAAT—3'。
(3)由于选用的限制酶是BamHⅠ、XhoⅠ,四环素抗性基因得以保留,所以含有该重组质粒的细菌和含空载体(普通质粒)的细菌都含有四环素抗性基因,二者都可在添加有四环素的培养基中生长。
11.(12分)DBN9936是我国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,容易造成基因污染,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】 (除标注外,每空1分)
(1)农杆菌　脱分化　黑暗(2分)
(2)5'—GTTCCT—3'和5'—ATGGCT—3'(2分)　再分化　增加
(3)可有效延缓害虫抗性基因频率增加的速度(2分)
(4)同意,叶绿体基因组不能随花粉遗传给下一代(2分)
【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,大量害虫死亡,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,在形成花粉的过程中,叶绿体DNA几乎全部丢失。第1节　转基因产品的安全性
[学习目标]　1.通过了解转基因技术的应用,认同转基因技术的成果。2.以相关科学知识为基础,通过思考与辩论,形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。
一、转基因成果令人叹为观止
1.转基因微生物方面
(1)微生物优点:微生物具有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。
①减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期。
②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸。
③用基因工程菌生产的药物几乎涉及各种类型疾病的治疗。
2.转基因动植物方面
(1)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。
(2)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。
二、对转基因产品安全性的争论
三、理性看待转基因技术
1.主要原因:①技术本身是中性的;②论点应建立在完备的相关科学知识基础上;③谅解不同人的社会背景对观点的影响;④要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。
2.主要影响:社会舆论导向正确往往有利于决策者作出正确的决策,从而促进科学技术的发展;相反,社会舆论导向不正确,将可能阻碍科学技术的发展。
3.我国应对措施
(1)原则: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。
(2)具体做法:①制定法规维护消费者对转基因产品的知情权和选择权,保证转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。②成立专门的国家农业转基因生物安全委员会,为保障农业转基因生物安全提供重要的技术支撑。
判断正误
(1)转基因抗虫植物也抗病,种植过程中可以不施农药。(　　)
【答案】 ×
【提示】 转基因抗虫植物由于有了外源抗虫基因,所以可以抵抗某种害虫,但不一定能抵抗其他病原体。
(2)高产青霉素菌株属于转基因成果。(　　)
【答案】 ×
【提示】 高产青霉素菌株属于诱变育种的成果。
(3)如果转基因植物的外源基因来源于自然界,则不会存在安全性问题。(　　)
【答案】 ×
【提示】 来源于自然界的目的基因导入植物体后,可能破坏原有的基因结构,具有不确定性,外源基因也可能通过花粉传播,使其他植物成为“超级植物”等,所以仍存在着安全性问题。
(4)转基因生物可能会破坏生态平衡。(　　)
【答案】 √
(5)对转基因技术的社会舆论导向正确与否,对转基因技术的发展没有实质的影响。(　　)
【答案】 ×
【提示】 正确的社会舆论导向往往有利于决策者作出正确的决策,从而促进科学技术的发展;相反,社会舆论导向不正确将可能阻碍科学技术的发展。
任务一　结合实例,分析转基因技术的成果
　　转基因产品与人们的生活日益密切,我国每年需要大量进口转基因大豆,这些大豆主要用于饲料加工和大豆油榨取等。
(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。请列举一下基因工程的其他实例。
【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:生产氨基酸的基因工程菌。
(2)转基因作物已在全球多个国家种植,转基因技术有什么优势
【提示】 ①可定向改造生物的性状;②可提高作物产量等。
典型例题
1.转基因成果令人叹为观止,下面不是转基因成果的是(　　)
[A]抗虫棉花
[B]产双乙酰少的酵母菌
[C]我国的主要奶牛品种——中国荷斯坦奶牛
[D]抗除草剂玉米
【答案】 C
【解析】 中国荷斯坦奶牛,是将国外的荷斯坦奶牛引进后,在我国经过长期驯化,与当地黄牛进行杂交,经过不断选育,逐渐形成的优良品种,所以它属于杂交育种成果,不是转基因成果。
2.转基因技术的研究正以惊人的速度发展,新的转基因动、植物不断出现。下列有关叙述正确的是(　　)
[A]动物的抗冻基因导入植物后一定都表达
[B]转基因技术实现种间遗传物质的交换
[C]转基因食品对人类都是有益的
[D]转基因技术可产生新的物种
【答案】 B
【解析】 动物的抗冻基因导入植物后不一定都能表达;通过转基因技术可以把一种生物的基因转入另一种生物细胞中,实现种间遗传物质的交换;转基因食物带来的安全性问题是人们所关心的,转基因食品不一定对人类都是有益的;转基因技术能导入外源基因,所以可产生原物种不具有的新性状,一般不能产生新的物种。
任务二　分析转基因产品可能存在的安全性问题及应对措施
　　基因污染是指外源基因通过转基因作物或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。基因污染可能在以下情况下发生:附近生长的野生相关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、杂草化的转基因植物;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)假如外源基因是转移到农作物的叶绿体DNA上的,能通过花粉传播吗 为什么
【提示】 不能。因为叶绿体DNA存在于细胞质中,减数分裂形成的精子几乎不含细胞质,不含有叶绿体DNA。
(2)已知α淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏,使花粉失去活性,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;科学家专门培育转生长激素基因的三倍体鲤鱼。请分析科学家这样做的目的。
【提示】 科学家这样做的目的是避免造成基因污染。α淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏,使花粉失去活性,因而可以防止目的基因随着转基因花粉传播;转生长激素基因的三倍体鲤鱼,减数分裂异常,配子不育,可以避免其逃逸到野外环境与其他鲤鱼杂交,进而避免将目的基因传播到野外。
核心归纳
转基因产品的优缺点
优点 缺点
①解决粮食短缺问题; ②大大减少农药的使用量,减少环境污染; ③增加食物营养,提高附加值; ④增加食物种类,提升食物品质; ⑤提高生产效率,带动相关产业发展 ①可能出现新的过敏原或重组形成新病原微生物; 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的界限; ④可能会破坏生物多样性; ⑤可能会对人类生活环境造成二次污染
典型例题
3.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]通过转基因技术减少啤酒酵母双乙酰的生成,可以改良啤酒的风味和口感
[B]转基因食品与非转基因食品一样,都是由脂肪、蛋白质和碳水化合物等物质组成的
[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乳草叶子后,近一半的个体死亡,幸存的也不能正常发育
【答案】 D
【解析】 通过转基因技术减少啤酒酵母双乙酰的生成,可以改良啤酒的风味和口感,说明转基因技术能改良食品,与题意不符;转基因食品与非转基因食品一样,都是由脂肪、蛋白质和碳水化合物等物质组成的,一定程度上可说明转基因食品是安全的;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,说明转基因食品安全;帝王蝶的幼虫在吃了某种转基因玉米的花粉沾染过的乳草叶子后,近一半的个体死亡,幸存的也不能正常发育,说明了转基因食品存在不安全因素。
4.转基因产品的安全性一直是人们关注的焦点。下列哪项是对待转基因技术的理性态度(　　)
[A]转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用,同时也存在一定风险
[B]转基因技术是按照人们的意愿对生物进行的设计,不存在负面影响
[C]大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交
[D]转基因技术如果被用于制造传染性病菌可能导致人类死亡,应停止转基因研究
【答案】 A
【解析】 转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用,同时也存在一定风险;转基因技术存在一定的负面影响;大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交,容易造成基因污染,是不理性的表现;转基因技术有其优点和缺点,应趋利避害,加强监管,而不是停止转基因研究。
随堂检测反馈
1.下列不属于转基因微生物或植物方面的研究成果的是(　　)
[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,是目前工业化生产氨基酸的重要途径
[C]目前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
[D]通过育种技术生产无子西瓜
【答案】 D
【解析】 无子西瓜繁育的原理为染色体变异,不是转基因技术。
2.随着转基因技术的发展,其安全性问题引发了极大的关注,下列叙述正确的是(　　)
[A]转基因农产品可能会引发过敏反应
[B]转基因农作物都含有会危害健康的毒性蛋白
[C]转基因农作物可通过花粉将转入的基因扩散到所有作物
[D]对转基因安全性的争议源于对基因工程操作过程了解有限
【答案】 A
【解析】 转基因农产品导入了新的基因,这些新基因表达出的蛋白质等物质有可能成为过敏原,从而引发过敏反应;并非所有的转基因农作物都含有会危害健康的毒性蛋白,不能一概而论。转基因农作物的推广、种植是经过严格的安全性评估的,其目的是获得高产、耐储藏等优良性状,并不是为了产生毒性蛋白危害健康;转基因农作物可通过花粉将转入的基因扩散到与之亲缘关系较近的物种,而不是所有作物,因为不同物种之间存在生殖隔离;对转基因安全性的争议主要源于转基因生物可能带来的多方面影响,如对生态环境、人体健康等方面潜在的未知风险。
3.有人认为转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”,威胁生态系统中其他生物的生存。他的依据是(　　)
[A]转入的外源基因可能与感染转基因生物的某些细菌杂交,形成新的病原体
[B]转基因植物中的抗除草剂基因,有可能通过花粉传播而进入杂草中,使杂草成为“超级杂草”
[C]科学家赋予了转基因生物某些特殊性状,增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力
[D]转基因植物花粉传播的距离有限,只能在种植区以内繁殖
【答案】 C
【解析】 转基因生物获得了外源基因,可能具备某些特殊性状,生存能力增强,它们可能成为“入侵的外来物种”,从而威胁该地区其他生物的生存。
4.下列关于转基因生物及其安全性的叙述,正确的是(　　)
[A]用转基因抗除草剂农作物生产的食品会导致人患癌症
[B]只要转基因生物的外源基因来源于自然界,就是安全的
[C]转基因生物生产的食品中的外源基因会整合到人的基因组中
[D]对外源基因要严格选择,避免产生对人体有害的蛋白质
【答案】 D
【解析】 用转基因抗除草剂农作物生产的食品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;即使转基因生物的外源基因来源于自然界,也可能产生对人体有害的物质,比如某些蛋白质成为新的过敏原;食用转基因食品,其中的基因会被消化分解,不会整合到人的基因组中;外源基因表达的蛋白质可能会对人体有害,所以对外源基因要严格选择。
5.(2025·黄山检测)抗虫和耐除草剂玉米“双抗125”是我国自主研发的转基因品种。在转基因产品的研发、生产、销售等环节,可采用PCR技术进行基因监测,为转基因生物安全监管提供依据。下列叙述错误的是(　　)
[A]PCR开始阶段的预变性可使模板DNA变性更充分
[B]能用PCR技术监测的基因都是人工合成的新基因
[C]进行PCR基因监测时,应使用待检目的基因的特征序列作为引物
[D]安全监管中,应阻止检测出转基因扩增产物的非转基因标识农产品上市
【答案】 B
【解析】 预变性是使模板DNA充分变性,在变性过程中氢键断裂,双链DNA解旋为单链;转基因产品转入的基因可能是人工合成的,也可能是自然界中存在但属于其他物种的,这些基因都可通过PCR技术进行监测;进行PCR基因监测时,应使用待检目的基因的特征序列作为引物,保证能对目的基因特异性扩增;转基因产品需要进行安全评估才能上市,在非转基因标识农产品检测出转基因扩增产物说明这些非转基因产品存在基因污染,应阻止其上市。
　　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,有效抵御了玉米螟对玉米的危害。
(1)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,此种现象是由于玉米螟发生了基因突变。
(2)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状,分析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。
(3)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害虫。
(4)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内蛋白酶的活性,影响人体健康。
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　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】 微生物具有结构和遗传物质简单的优点,便于研究;微生物的生长周期短,具有生长繁殖快的优点;微生物对环境因素敏感;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。
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,并没有直接改善作物的品质;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;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;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,将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体。
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。
知识点2　对转基因产品安全性的争论和理性看待转基因技术
4.随着转基因技术的发展,转基因食品的安全性和基因污染受到广泛关注。下列说法错误的是(　　)
[A]转基因食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、害虫从它们的近亲获得抗性基因,可能破坏生态系统的稳定性
[D]目的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
【答案】 B
【解析】 转基因食品可能会存在食品安全等问题,故转基因食品上市前都需要经过严格的安全性检测;基因污染是指基因工程中目的基因扩散到其他栽培作物或自然野生种,并成为后者基因的一部分。这些基因会随着生物的繁殖过程不断增殖,可能对生物多样性、生态环境和人体健康等构成潜在风险和威胁,需要特别关注;杂草、害虫从它们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;转基因作物的目的基因可通过花粉散落到它的近亲生物上,成为近亲生物的遗传物质的一部分,从而污染生物基因库。
5.“转基因”已越来越多地进入我们的生活,人们对转基因生物及其相关产品的安全性密切关注。下列不需要对转基因作物进行安全评估的是(　　)
[A]转基因作物的蛋白质含量
[B]转基因作物对原来栖息地物种生存的影响
[C]转入的基因扩散到其他植物中
[D]食用转基因产品对人体健康的影响
【答案】 A
【解析】 主要在遗传稳定性、环境安全、食用安全等方面对转基因作物进行安全评估,不需要评估其营养价值(例如蛋白质含量);转基因作物的种植是否会对生物多样性等产生生态影响,需要对原来栖息地物种生存情况进行评估;转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物,从而对生态环境造成潜在的危害,因此也要进行相应评估;转基因作物产品对人体健康是否产生影响,需要对食用的转基因产品进行安全评估。
6.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]如果转入的外源基因来自自然界,则不会有安全问题
[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】 转基因技术打破了自然界物种的界限,使转基因生物具有新的性状,可能会破坏原有的生态平衡,导致安全问题。
7.(2025·大连检测)生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁,生物技术能够稳定健康发展,人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态,生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是(　　)
[A]高致病性病原微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动
[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]动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强
[D]外来入侵物种可能增加本土食物来源却给自然生态造成破坏
【答案】 B
【解析】 高致病性病原微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动,防止这些微生物外泄,造成污染,危害生物健康;转基因作为一项技术本身是中性的,如果有证据表明某转基因产品有害,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;动物饲料中的抗生素,会随着食物链进入人体,抗生素对微生物有选择作用,会提高微生物的耐药性;外来入侵物种可能增加本土食物来源,但如果缺乏天敌会造成自然生态破坏。
综合提升练
8.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]将外源的与赖氨酸合成有关的酶基因导入玉米,可以改善玉米中缺乏赖氨酸这一缺点
[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。
9.转基因抗虫棉在我国的种植面积已占全国棉花种植面积的90%。研究者利用PCR技术检测杂草中有无转基因成分,得到如图所示结果。下列相关分析错误的是(　　)
[A]空白实验是未加入DNA模板得到的电泳结果
[B]推测棉田杂草6、7与抗虫棉的亲缘关系较近
[C]结果说明校园杂草与棉花间一定存在生殖隔离
[D]转基因成分进入杂草体内,可能会引发生态问题
【答案】 C
【解析】 空白实验是DNA标准样液中未加入DNA模板得到的电泳结果,作为空白对照,可以排除反应体系自身对实验的影响;根据棉田杂草6和7含有转基因成分可以推测,棉田杂草6和7获得了转基因成分,可能与抗虫棉的亲缘关系较近;校园杂草未检出目的基因,可能是校园杂草与棉花之间存在地理隔离,不一定存在生殖隔离;转基因成分进入杂草体内,可能导致杂草获得转基因特性,引发生态问题。
10.(12分)角蛋白酶能降解角蛋白,在饲料工业中具有广阔的应用前景。某实验小组将角蛋白酶基因(KerA)导入大肠杆菌中,获得了能高效表达角蛋白酶的工程菌,如图为含KerA基因的外源DNA和质粒,EcoRⅠ、BamHⅠ、SalⅠ、XhoⅠ均为限制酶,其切割位点如图所示。Kanr、Tetr分别为卡那霉素抗性基因、四环素抗性基因。请回答下列相关问题。
(1)据图可知,构建重组质粒时选用的工具酶包括　　　　　　　和DNA连接酶,这些工具酶作用的化学键　　　　(填“相同”或“不同”)。
(2)利用PCR技术扩增KerA基因时,需根据其两端序列设计引物。若KerA两端部分序列为5'—AATGGA……ATTCTC—3',则需要设计的一对引物序列是　 。
(3)将目的基因导入大肠杆菌时,常出现三种情况:未转化的细菌、含空载体(普通质粒)的细菌、含重组质粒的细菌。可在添加有　　　　　　的培养基中进行初步筛选,能在该培养基上生长的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)转基因技术除了在微生物领域取得广泛的成果,在动植物领域也取得了巨大的成果。下列有关叙述合理的有　　　　。
①我国对农业转基因生物实行了标识制度,保护了消费者的知情权　②三倍体转基因鲤鱼不会与正常鲤鱼杂交,防止了自然种群被淘汰　③转基因技术本身是中性的,但对其产品的应用需进行安全性评价　④载体的标记基因(如抗生素抗性基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物
【答案】 (每空2分)
(1)BamHⅠ、XhoⅠ　相同
(2)5'—AATGGA—3'和5'—GAGAAT—3'
(3)四环素　含空载体(普通质粒)的细菌、含重组质粒的细菌
(4)①②③④
【解析】 (1)据题图可知,SalⅠ会破坏KerA基因,因此获取KerA基因时不能用限制酶SalⅠ进行切割;为了防止目的基因和载体切割后自身环化或反向连接,应选用两种限制酶进行切割,可以选择限制酶BamHⅠ和XhoⅠ或限制酶EcoRⅠ和XhoⅠ,若选择限制酶EcoRⅠ和XhoⅠ会破坏质粒上的两个标记基因,因此不能选用该组限制酶,因此可选BamHⅠ和XhoⅠ;限制酶和DNA连接酶作用的化学键相同,都是磷酸二酯键。
(2)使用PCR技术扩增目的基因时需要一对特异性的引物,引物能与目的基因两端的核苷酸序列碱基互补配对,子链延伸时是从引物的5'端向3'端延伸,若KerA两端部分序列为5'—AATGGA……ATTCTC—3',则需要设计的一对引物序列是5'—AATGGA—3'和5'—GAGAAT—3'。
(3)由于选用的限制酶是BamHⅠ、XhoⅠ,四环素抗性基因得以保留,所以含有该重组质粒的细菌和含空载体(普通质粒)的细菌都含有四环素抗性基因,二者都可在添加有四环素的培养基中生长。
11.(12分)DBN9936是我国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,容易造成基因污染,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】 (除标注外,每空1分)
(1)农杆菌　脱分化　黑暗(2分)
(2)5'—GTTCCT—3'和5'—ATGGCT—3'(2分)　再分化　增加
(3)可有效延缓害虫抗性基因频率增加的速度(2分)
(4)同意,叶绿体基因组不能随花粉遗传给下一代(2分)
【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,大量害虫死亡,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,在形成花粉的过程中,叶绿体DNA几乎全部丢失。

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