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素养测练
对点达标练
题组一　转基因产品已经进入人们的日常生活
1.下列不属于转基因技术成果的是(　C　)
A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因,生长速度快
B.黄金米中含有β-胡萝卜素,营养丰富
C.通过育种技术生产无籽西瓜
D.利用转基因牛为人类生产凝血因子,并从牛奶中提取
解析:无籽西瓜的培育是利用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交培育出三倍体西瓜,其原理是染色体畸变,不是利用转基因技术实现的;A、B、D项所述属于转基因技术的成果。
2.抗虫基因能从微生物体内提取,并可在棉花细胞内使其表达,通过转基因技术培养的抗虫棉可以说明(　D　)
A.转基因植物对人类都是有益的
B.抗虫基因是基因突变获得的
C.抗虫基因在所有生物细胞都能表达
D.棉花和某些微生物共用一套相同的遗传密码,这一过程遵循DNA→RNA→蛋白质的信息流过程
解析:转基因抗虫棉对人类是有益的,但并不是所有转基因植物对人类都是有益的,比如有的转基因植物可能会产生导致人体过敏的蛋白质或者是“超级杂草”的产生等,因此对人类并不都是有益的;转基因抗虫棉的抗虫基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出的Bt毒蛋白基因;抗虫基因导入受体细胞是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道,并不是在所有细胞都能表达;棉花和某些微生物共用一套相同的遗传密码,抗虫基因在棉花细胞内表达时遵循中心法则,所以这一过程遵循DNA→RNA→蛋白质的信息流过程。
3.下列有关生物工程的叙述,错误的是(　A　)
A.用基因工程生产乙肝疫苗,可将乙肝病毒的表面抗原导入酵母菌制成“工程菌”
B.植物体细胞杂交和动物细胞融合都依赖于细胞膜的流动性
C.病毒既可用于细胞工程技术,也可用于基因工程技术
D.人工诱变、基因工程都可以改造微生物菌种
解析:乙肝疫苗是指用减毒或灭活的乙肝病毒制成的生物制品,利用基因工程生产乙肝疫苗时,应向酵母菌导入目的基因,即乙肝病毒的表面抗原的基因;植物体细胞杂交和动物细胞融合都是利用了细胞膜的流动性;灭活的病毒可用于细胞工程技术中动物细胞融合,也可用于基因工程技术中的载体;性状优良的菌种可以从自然界中筛选出,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,所以人工诱变、基因工程都可以改造微生物菌种。
题组二　理性看待转基因技术的应用
4.我国为保证转基因产品的安全性,采取的措施不包括(　C　)
A.出台相关的法规
B.制定相关的技术规程
C.减少农业转基因技术的研发
D.成立农业生物基因工程安全委员会
解析:出台相关的法规,保障消费者的权益;制定相关的技术规程,保障转基因产品的安全性;对农业转基因技术的研发,应是趋利避害,不能因噎废食;成立农业生物基因工程安全委员会,加强对农业转基因技术的研发和监管,在确保安全的基础上慎重推广。
5.《自然》杂志曾刊登某研究人员的实验结果,将转Bt基因玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食非靶生物黑脉金斑蝶幼虫,4天后幼虫死亡率达44%,而对照组无一死亡。该实验说明(　A　)
A.该转基因玉米对非靶生物有毒
B.转基因生物均有一定的毒性
C.转基因食品不能食用
D.Bt基因对所有害虫均有毒性
解析:将转Bt基因玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食非靶生物黑脉金斑蝶幼虫,4天后幼虫死亡率达44%,而对照组无一死亡,该实验说明该转基因玉米对非靶生物有毒。
6.随着转基因技术的发展,“基因污染”随之而来。关于基因污染,下列说法不正确的是(　C　)
A.转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上,从而污染生物基因库
B.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,可能会破坏原有环境的稳定
C.基因污染是一种不被扩散的污染
D.基因污染通常难以消除
解析:基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的,如转基因作物的花粉可散落到它的近亲作物上,从而污染生物基因库;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;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扩大;基因污染随遗传物质复制而复制,通常难以消除。
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(　B　)
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.只要有证据表明某转基因产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
C.由于经济、文化和伦理道德观念等的差异,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规程的基础上讨论转基因技术的相关问题
解析:转基因技术是一把双刃剑,要理性地看待转基因技术,要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响;转基因作为一项技术本身是中性的,所以只要有证据表明某转基因产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用;由于不同的人在经济、文化和伦理道德观念等方面存在差异,所以不同的人对转基因技术会有不同的看法;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规程的基础上讨论转基因技术的相关问题。
8.转基因产品是指利用基因工程技术获得的生物制品,其安全性问题一直是大众关注和争论的热点。下列叙述错误的是(　D　)
A.通过转基因育种可增加或消除原有生物品种的某些性状
B.转基因产品风险评估时还需考虑标记基因的安全性问题
C.严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性
D.转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现
解析:转基因产品是指利用基因工程技术而获得的生物制品,故通过转基因育种,按照人们的需要,可增加或消除原有生物品种的某些性状;在基因表达载体上,除了有目的基因、启动子、终止子等,还需要有标记基因,故转基因产品风险评估时还需考虑标记基因的安全性问题;转基因作物所携带的外源基因可能会向自然界扩散,从而打破自然界原有的物种平衡,严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性;转基因作物的长期、大规模种植,可能使目标害虫或非目标害虫对转基因作物的适应在群体水平上产生抗性,有可能产生侵染力更强的“超级害虫”,造成更大的危害。
9.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的消化酶抑制剂,让害虫无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类的安全性评价中,不符合生物学原理的是(　C　)
A.安全,不同物种的酶在结构上有差异,该抑制剂对人体消化酶无影响
B.安全,人类通常食用煮熟的玉米,该抑制剂被高温破坏后不会影响人体
C.不安全,该抑制剂基因能直接在人体细胞内表达,使人无法消化食物而患病
D.不安全,该转基因玉米可能存在一些未被人知的潜在威胁,需要进一步评估
解析:由于不同物种的酶在结构上有差异,该抑制剂对人体消化酶无影响,因此对人体是安全的;人类通常食用煮熟的玉米,该抑制剂会被高温破坏,因此不会影响人体;人体摄取的该消化酶抑制剂基因会被人体消化为小分子核苷酸吸收,不会在人体内表达;该转基因玉米可能存在一些未被人知的潜在威胁,需要进一步评估,因此存在安全隐患。
综合提升练
10.转基因作物的推广种植,大幅提高了粮食产量,取得了巨大的经济效益和生态效益;硕果累累的转基因作物相关研究在带给人们喜悦的同时,也促使人们关注转基因作物的安全性问题。下列有关转基因作物的安全性叙述,错误的是(　D　)
A.抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染
B.转入抗性基因的植物可能成为“入侵物种”,影响生态系统的稳定性
C.大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加
D.只要目的基因来自自然界,则培育出的转基因植物不会有安全性问题
解析:抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染;转基因生物具有某些特殊性质,它们在某地区的竞争能力较强,可能成为“入侵物种”,威胁生态系统中其他生物的存在,从而影响生态系统的稳定性;大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加;即使目的基因来自自然界,培育出的转基因植物仍然可能会有安全性问题。
11.聚羟基丁酸酯(PHB)是微生物生产的一种高分子化合物,具有生物可降解性,俗称生物可降解塑料。我国科学家将合成PHB的相关基因导入烟草叶绿体,经过多年的改进,生成的聚酯类物质的物理化学特性与传统塑料相似。这些研究对于解决“白色污染”问题有着重要的意义。
(1)叶绿体基因工程的核心是　　　　　　　　　　　　　。
(2)体外扩增合成PHB的相关基因常采用　　　　　　技术,利用该技术扩增基因的前提是　 。
(3)人工合成的目的基因不能直接导入受体细胞,其原因是 　 (答出两点即可)。
(4)从个体水平检测目的基因成功表达的方法是
　。
(5)核转基因技术中外源基因有可能扩散到非转基因植物中,造成基因污染,而叶绿体基因工程可以避免这一问题,原因是 　。
解析:(1)叶绿体基因工程的核心是构建重组DNA分子。
(2)体外扩增目的基因常用PCR(聚合酶链式反应)技术,该技术的原理是DNA复制,前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列,这样才可以合成引物。
(3)人工合成的目的基因无启动子、无复制起点、无标记基因,因此不能直接导入受体细胞。
(4)可以通过检测转基因烟草中的化学成分从个体水平检测目的基因是否成功表达,若存在PHB成分,则证明目的基因表达成功;若没有PHB成分,则表达不成功。
(5)核转基因技术中外源基因有可能扩散到非转基因植物中,造成基因污染,叶绿体中的基因几乎不会进入花粉,从而避免了重组基因的扩散,故叶绿体基因工程可以避免这一问题。
答案:(1)构建重组DNA分子　(2)PCR(聚合酶链式反应)　有一段已知目的基因的核苷酸序列
(3)人工合成的目的基因无启动子、无复制起点、无标记基因　(4)检测转基因烟草中的化学成分,若存在PHB成分,则证明目的基因表达成功;若没有PHB成分, 则表达不成功　(5) 叶绿体中的基因几乎不会进入花粉,从而避免了重组基因的扩散
12.(台州十校高二期中)玉米中含有β-胡萝卜素,为培育出含β-胡萝卜素的“黄金大米”,科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题。
(1)甲方案中,β-胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是
　。
(2)乙方案中,在体细胞杂交前需要用　　　　 酶除去细胞壁获得原生质体,获得原生质体后,将其置于　　　　溶液中防止其吸水涨破。诱导原生质体融合的物理方法是　　　　　　(请至少答出一点)。杂种细胞形成的标志是　　　　　　　　　　　　。
(3)通过⑤获得“黄金大米”幼苗过程中,植物需要依赖培养基中的蔗糖,其中蔗糖的作用是
　　　　　　　　　　　　(请至少答出两点)。杂种细胞脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化发育成芽、根。生根培养基中　　　　　　　　比值高时促进生根。植物组织培养技术得到的组培苗需要进行　　　　处理,目的是提高试管苗对外部环境的适应能力。在植物组织培养的过程中,一直保持湿润环境,在进行该处理时,湿度逐渐　　　　,以及应该避免强光直射等问题。
(4)甲、乙两方案在育种工作中都具有广泛的应用价值,两者共有的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)自然界中所有生物共用一套遗传密码,因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达。
(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,在植物体细胞杂交前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体;获得原生质体后,将其置于等渗溶液中防止其吸水涨破。诱导植物原生质体融合常用的物理方法是电刺激(或离心、振荡)。杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁,而植物细胞壁的形成与高尔基体有关。
(3)⑤表示将杂种细胞培育成杂种植株,需要采用植物组织培养技术。其中蔗糖可作为外植体的碳源、能源物质,还可参与维持培养基的渗透压。植物组织培养时,培养基中生长素与细胞分裂素比值高时有利于生根。植物组织培养技术得到的组培苗需要进行炼苗处理,目的是提高试管苗对外部环境的适应能力。在植物组织培养的过程中,一直保持湿润环境,在进行炼苗处理时,湿度逐渐降低,直到与自然湿度接近后,移栽至土壤定植,同时还应该避免强光直射等问题。
(4)两者共有的优点是可以克服远缘杂交的不亲和性。
答案:(1)玉米和水稻共用一套遗传密码(或生物共用一套遗传密码)
(2)纤维素酶和果胶　等渗　电刺激(或离心、振荡)　再生出细胞壁
(3)作为碳源、能源物质,参与维持培养基的渗透压　生长素与细胞分裂素　炼苗　降低
(4)克服远缘杂交的不亲和性(或打破生殖隔离)
13.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,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。回答下列相关
问题。
(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属于转基因技术的应用,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,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,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

　。
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属于转基因技术的应用,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。
(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,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,原因是该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活性,影响人体健康。
答案:(1)核糖体　内质网和高尔基体
(2)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　该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活性,影响人体健康(合理即可)
14.黄瓜花叶病毒能感染多种植物,对烟草的危害尤其严重。病毒的Cu-4基因表达所形成的蛋白是子代病毒形成和释放的关键蛋白。研究人员利用农杆菌转化法获得能表达Cu-4基因反义RNA的转基因烟草,反义RNA与Cu-4基因转录获得的mRNA互补结合形成双链RNA,阻止了mRNA的翻译,从而获得了抵抗该病毒的能力。在Cu-4基因(A链是模板链)一侧连接了带有细菌启动子的四环素抗性基因(在植物细胞该基因会被完整切除),如图1所示。图2是Ti质粒相关基因图谱。
备注:
Cu-4基因长度为300 bp,tetr长度为500 bp。Ⅰ~Ⅳ是四种引物。
LB和RB是T-DNA的边界,EcoRⅠ和XhoⅠ是两种限制酶,切割后形成的黏性末端不互补。
Piss和Tkc是仅在植物细胞中发挥功能的启动子和终止子。tetr和ampr分别是四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。所用农杆菌不具有氨苄青霉素、四环素和潮霉素抗性。
(1)人工合成如图1所示的DNA片段后,利用引物组合　　　　(A.引物Ⅰ和Ⅳ;B.引物Ⅱ和Ⅲ;C.引物Ⅰ和Ⅲ;D.引物Ⅱ和Ⅳ)进行PCR扩增,为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,在引物的5′端分别添加　　　　(填限制酶)的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有　　　　的培养基进行筛选。
(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,其中潮霉素的作用是　　　　。
(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度为　　　　的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中。
(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。研究人员发现将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中可降低基因漂移发生的风险,原理是

　。
解析:(1)人工合成如图1所示的DNA片段,该片段中含带有细菌启动子的四环素抗性基因,为了扩增图示的片段,又因为子链的延伸发生在引物的3′端,且引物与模板链进行反向连接,因此该过程中利用的引物组合为引物Ⅱ和Ⅲ,即B正确;为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,且能起到促进A链转录的作用,因而需在引物的5′端分别添加XhoⅠ和EcoRⅠ的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有四环素的培养基进行筛选,因为重组质粒中含有四环素抗性基因。
(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是增加叶片伤口数量,增加植物产生的酚类物质,进而提高农杆菌侵染的成功率。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,由于农杆菌对潮霉素没有抗性,因而其中潮霉素起到了去除农杆菌的作用。
(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度为300 bp 的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中,因为题中显示Cu-4基因的长度为
300 bp。
(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。转基因作物的安全问题主要表现在通过传粉过程将目的基因转移到近缘物种,进而表现基因污染,而研究人员将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中之后,会使得转基因作物产生的精子或花粉中不含有目的基因,因为精子中几乎不含有质基因,因而可降低基因漂移发生的风险,即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代。
答案:(1)B　XhoⅠ和EcoRⅠ　四环素　(2)增加叶片伤口数量,提高农杆菌侵染成功率　去除农杆菌　(3)300 bp　(4)基因漂移常通过传粉过程进行,而受精过程中,雄配子只有细胞核基因传递给了下一代,细胞质基因并未传给下一代(即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代)(共28张PPT)
第一节　转基因产品的安全性引发社会的广泛关注
第五章　生物技术的安全与伦理
[学习目标]
1.举例说明转基因产品已经进入人们的日常生活。
2.举例说明理性看待转基因技术的必要性。
知识梳理
一、转基因产品已经进入人们的日常生活
1.转基因生物
含有 的生物。
2.转基因食品
转基因生物本身或其加工产品,可来自转基因的 。
重组DNA
植物、动物、微生物等
3.转基因技术的应用
生长激素基因
乳汁
超级细菌
【易错判断】
(1)转基因生物给人们解决了粮食短缺问题,但不能提升食物品质和生产效率。
(　 )
×
提示: 转基因生物给人们解决了以下问题:①粮食短缺问题;②减少农药使用,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,带动相关产业发展等。
(2)可用转基因技术制成乳腺生物反应器,通过哺乳动物的乳汁来生产所需要的药品。(　 　)
√
二、理性看待转基因技术的应用
1.转基因食品的安全性
(1)转入的 是否对人畜有毒。
(2)转入了控制过敏源基因的植物产品是否会对过敏人群造成不利影响。
外源基因或基因产物
2.转基因作物的环境安全性
(1)由于导入新的外源基因,转基因作物获得或增强了生存竞争和繁殖能力,使其在很多方面都 亲本或野生种。若被推广种植,这些转基因作物释放在自然环境中的机会就特别大,因其具有野生种所没有的各种抗性,将会迅速地成为新的 种群,进而也可能变为“杂草”,影响生态平衡。
(2)在自然条件下,栽培作物种内、栽培作物与其近缘野生种间、栽培作物和杂草之间都有可能发生 ,即转入的基因可能会从转基因植物的体内扩散到环境中。
强于
优势
基因漂移
3.对转基因生物的管理
(1)以美国、加拿大等转基因产品生产和出口大国为代表,认为
与传统生物技术没有本质区别,管理应针对生物技术产品,而不是生物技术本身。
(2)以欧盟及其成员国为代表,认为转基因技术本身具有潜在的危险性,只要与转基因相关的活动,都应进行安全性评价并接受管理。
转基因产品
的安全性
(3)还有一类介于上述两者之间,对生物安全问题始终给予密切关注和高度重视,并陆续出台了一些政策、法规,我国就属于这一类。我国在高度重视转基因技术研发的同时,也十分重视 的安全性评价和管理。
转基因农作物
【易错判断】
(1)转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中。(　 　)
(2)被转移的基因是功能已知的基因,人们对它们的研究已经相当透彻,因此转基因食品绝对不会引起安全性问题。(　 　)
提示:转基因食品也有一定的安全性问题。
×
(3)转基因操作要对外源DNA进行认真选择,避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋白质。(　 　)
√
√
任务突破
任务1　举例说明转基因产品已经进入人们的日常生活
阅读教材相关内容,结合下列材料,分析相关问题。
材料一　网络某论坛认为,可食用的转基因作物一般具有如下特征:
(a)与传统作物的味道不同,例如,传统的玉米略带甜味,而现在流行的转基因甜玉米的甜度非常高,像加了蜜一样;
(b)与传统作物的色彩不同,如彩椒、紫薯;
(c)凡是害虫喜欢吃的作物都是非转基因的,而没有害虫或很少有害虫吃的作物,绝对是转基因的。
材料二　转基因抗虫棉在我国已经大面积种植。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。
(1)结合材料一,请你辨析相关说法的可靠性。
提示:不能用口味、颜色或大小等指标来判断一种作物是否是转基因作物。天然植物本来就多种多样,不同品种杂交就可能出现新的性状。也不能通过害虫是否喜欢吃或有没有害虫吃来判断一种作物是否是转基因作物,因为不同转基因作物转入的基因是不同的,如果转入的是抗虫基因,那么目标害虫可能会被杀死;如果转入的并非抗虫基因,那么转基因作物在预防虫害方面就不会有特殊的作用。综上所述,摘自网络某论坛的说法都不可靠。
(2)材料二中空白实验是 得到的电泳结果,推测
与抗虫棉的亲缘关系较近。实验结果说明校园杂草与棉花间 (“存在”或“不存在”)生殖隔离。
未加入DNA模板
棉田杂草6、
棉田杂草7
不存在
[迁移应用]
1.科学家成功将“抗多聚半乳糖醛酸酶基因”导入番茄,能有效防止细胞壁的分解,获得的防腐烂抗软化转基因番茄具有的优点是(　 　)
A.抗寒冷 B.耐盐碱
C.抗虫害 D.耐贮藏
D
解析:科学家成功将“抗多聚半乳糖醛酸酶基因”导入番茄,能有效防止细胞壁的分解,使得转基因番茄防腐烂抗软化,可延长果实贮藏的时间。
2.抗逆转基因作物的培育与推广带来的巨大社会效益是(　 　)
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制　②减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害　③减少了化肥的制造和使用量,有利于环境的保护　④已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
B
解析:“逆”就是不利于作物生长的因素(如土壤的盐、碱,气候的寒冷、高温,虫害等),抗逆就是将某种基因导入植物的基因组中,从而改变其对这些不利因素表现出的反应,达到预想的目的。抗逆转基因作物的培育与推广,不会减少化肥的制造和使用量。
任务2　合理分析“转基因食品是否安全”
阅读教材相关内容,结合下列材料,分析相关问题。
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,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。回答下列相关问题。
(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 。
(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育属于转基因技术的应用,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,可能的原因是 ,玉米的花粉不能传递给杂草。
核糖体
基因重组
基因突变
不同物种之间存在生殖隔离
(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
。
减少了农药对环境的污染
该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
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
[迁移应用]
3.(金华十校月考)为了制定出控制转基因大豆向野生大豆基因漂移的安全管理措施,以下不能作为评估风险程度依据的是(　 　)
A.转基因大豆与野生大豆的地理分布
B.转基因大豆与野生物种间的亲缘关系
C.野生大豆的蛋白质含量
D.传粉昆虫的种类和数量
C
解析:在自然条件下,栽培作物种内、栽培作物与其近缘野生种间、栽培作物和杂草之间都有可能发生基因漂移,即转入的基因可能会从转基因植物的体内扩散到环境中。一般通过花粉传播,因此评估基因漂移风险与地理分布、亲缘关系、传粉昆虫的种类和数量有关,与野生大豆的蛋白质含量无关。
4.关于转基因技术的安全性各有说辞,下列说辞合理的是(　 　)
A.外来基因和受体的基因都由4种脱氧核苷酸构成,所以转基因技术是安全的
B.转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫,所以抗虫棉棉花制品对人体是有害的
C.若某转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应,则该转基因大豆不宜推广
D.若食用某转基因鲤鱼被证明是安全的,则该转基因鲤鱼可以放养到自然水域
C
解析:人工移植外来基因可能令生物产生“非预期后果”,到现在为止还没有足够的科学手段去评估转基因生物及食品的风险,如含有抗虫基因的食品是否会威胁人类健康,转基因产品对环境的影响,转基因产品是否会破坏生物多样性,转基因对生物个体的影响等;转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫,但抗虫棉棉花制品不会对人体造成伤害;若某转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应,则该转基因大豆不宜推广;虽食用某转基因鲤鱼被证明是安全的,但若将其放养到自然水域有可能对非转基因鱼造成竞争,因此该转基因鲤鱼不可以放养到自然水域。
课堂小结第一节　转基因产品的安全性引发社会的广泛关注
学习目标
1.举例说明转基因产品已经进入人们的日常生活。
2.举例说明理性看待转基因技术的必要性。
一、转基因产品已经进入人们的日常生活
1.转基因生物
含有重组DNA的生物。
2.转基因食品
转基因生物本身或其加工产品,可来自转基因的植物、动物、微生物等。
3.转基因技术的应用
【易错判断】
(1)转基因生物给人们解决了粮食短缺问题,但不能提升食物品质和生产效率。(　×　)
提示: 转基因生物给人们解决了以下问题:①粮食短缺问题;②减少农药使用,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,带动相关产业发展等。
(2)可用转基因技术制成乳腺生物反应器,通过哺乳动物的乳汁来生产所需要的药品。(　√　)
二、理性看待转基因技术的应用
1.转基因食品的安全性
(1)转入的外源基因或基因产物是否对人畜有毒。
(2)转入了控制过敏源基因的植物产品是否会对过敏人群造成不利影响。
2.转基因作物的环境安全性
(1)由于导入新的外源基因,转基因作物获得或增强了生存竞争和繁殖能力,使其在很多方面都强于亲本或野生种。若被推广种植,这些转基因作物释放在自然环境中的机会就特别大,因其具有野生种所没有的各种抗性,将会迅速地成为新的优势种群,进而也可能变为“杂草”,影响生态平衡。
(2)在自然条件下,栽培作物种内、栽培作物与其近缘野生种间、栽培作物和杂草之间都有可能发生基因漂移,即转入的基因可能会从转基因植物的体内扩散到环境中。
3.对转基因生物的管理
(1)以美国、加拿大等转基因产品生产和出口大国为代表,认为转基因产品的安全性与传统生物技术没有本质区别,管理应针对生物技术产品,而不是生物技术本身。
(2)以欧盟及其成员国为代表,认为转基因技术本身具有潜在的危险性,只要与转基因相关的活动,都应进行安全性评价并接受管理。
(3)还有一类介于上述两者之间,对生物安全问题始终给予密切关注和高度重视,并陆续出台了一些政策、法规,我国就属于这一类。我国在高度重视转基因技术研发的同时,也十分重视转基因农作物的安全性评价和管理。
【易错判断】
(1)转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中。(　√　)
(2)被转移的基因是功能已知的基因,人们对它们的研究已经相当透彻,因此转基因食品绝对不会引起安全性问题。(　×　)
提示:转基因食品也有一定的安全性问题。
(3)转基因操作要对外源DNA进行认真选择,避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋白质。(　√　)
任务1　举例说明转基因产品已经进入人们的日常生活
阅读教材相关内容,结合下列材料,分析相关问题。
材料一　网络某论坛认为,可食用的转基因作物一般具有如下特征:
(a)与传统作物的味道不同,例如,传统的玉米略带甜味,而现在流行的转基因甜玉米的甜度非常高,像加了蜜一样;
(b)与传统作物的色彩不同,如彩椒、紫薯;
(c)凡是害虫喜欢吃的作物都是非转基因的,而没有害虫或很少有害虫吃的作物,绝对是转基因的。
材料二　转基因抗虫棉在我国已经大面积种植。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。
(1)结合材料一,请你辨析相关说法的可靠性。
提示:不能用口味、颜色或大小等指标来判断一种作物是否是转基因作物。天然植物本来就多种多样,不同品种杂交就可能出现新的性状。也不能通过害虫是否喜欢吃或有没有害虫吃来判断一种作物是否是转基因作物,因为不同转基因作物转入的基因是不同的,如果转入的是抗虫基因,那么目标害虫可能会被杀死;如果转入的并非抗虫基因,那么转基因作物在预防虫害方面就不会有特殊的作用。综上所述,摘自网络某论坛的说法都不可靠。
(2)材料二中空白实验是未加入DNA模板得到的电泳结果,推测棉田杂草6、棉田杂草7与抗虫棉的亲缘关系较近。实验结果说明校园杂草与棉花间不存在(“存在”或“不存在”)生殖隔离。
迁移应用
1.科学家成功将“抗多聚半乳糖醛酸酶基因”导入番茄,能有效防止细胞壁的分解,获得的防腐烂抗软化转基因番茄具有的优点是(　D　)
A.抗寒冷 B.耐盐碱
C.抗虫害 D.耐贮藏
解析:科学家成功将“抗多聚半乳糖醛酸酶基因”导入番茄,能有效防止细胞壁的分解,使得转基因番茄防腐烂抗软化,可延长果实贮藏的时间。
2.抗逆转基因作物的培育与推广带来的巨大社会效益是(　B　)
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制　②减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害　③减少了化肥的制造和使用量,有利于环境的保护　④已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
解析:“逆”就是不利于作物生长的因素(如土壤的盐、碱,气候的寒冷、高温,虫害等),抗逆就是将某种基因导入植物的基因组中,从而改变其对这些不利因素表现出的反应,达到预想的目的。抗逆转基因作物的培育与推广,不会减少化肥的制造和使用量。
任务2　合理分析“转基因食品是否安全”
阅读教材相关内容,结合下列材料,分析相关问题。
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,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。回答下列相关问题。
(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核糖体。
(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育属于转基因技术的应用,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。
(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,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,原因是该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)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蛋白酶活性,影响人体健康。
迁移应用
3.(金华十校月考)为了制定出控制转基因大豆向野生大豆基因漂移的安全管理措施,以下不能作为评估风险程度依据的是(　C　)
A.转基因大豆与野生大豆的地理分布
B.转基因大豆与野生物种间的亲缘关系
C.野生大豆的蛋白质含量
D.传粉昆虫的种类和数量
解析:在自然条件下,栽培作物种内、栽培作物与其近缘野生种间、栽培作物和杂草之间都有可能发生基因漂移,即转入的基因可能会从转基因植物的体内扩散到环境中。一般通过花粉传播,因此评估基因漂移风险与地理分布、亲缘关系、传粉昆虫的种类和数量有关,与野生大豆的蛋白质含量无关。
4.关于转基因技术的安全性各有说辞,下列说辞合理的是(　C　)
A.外来基因和受体的基因都由4种脱氧核苷酸构成,所以转基因技术是安全的
B.转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫,所以抗虫棉棉花制品对人体是有害的
C.若某转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应,则该转基因大豆不宜推广
D.若食用某转基因鲤鱼被证明是安全的,则该转基因鲤鱼可以放养到自然水域
解析:人工移植外来基因可能令生物产生“非预期后果”,到现在为止还没有足够的科学手段去评估转基因生物及食品的风险,如含有抗虫基因的食品是否会威胁人类健康,转基因产品对环境的影响,转基因产品是否会破坏生物多样性,转基因对生物个体的影响等;转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫,但抗虫棉棉花制品不会对人体造成伤害;若某转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应,则该转基因大豆不宜推广;虽食用某转基因鲤鱼被证明是安全的,但若将其放养到自然水域有可能对非转基因鱼造成竞争,因此该转基因鲤鱼不可以放养到自然水域。
课堂小结
素养测练
对点达标练
题组一　转基因产品已经进入人们的日常生活
1.下列不属于转基因技术成果的是(　C　)
A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因,生长速度快
B.黄金米中含有β-胡萝卜素,营养丰富
C.通过育种技术生产无籽西瓜
D.利用转基因牛为人类生产凝血因子,并从牛奶中提取
解析:无籽西瓜的培育是利用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交培育出三倍体西瓜,其原理是染色体畸变,不是利用转基因技术实现的;A、B、D项所述属于转基因技术的成果。
2.抗虫基因能从微生物体内提取,并可在棉花细胞内使其表达,通过转基因技术培养的抗虫棉可以说明(　D　)
A.转基因植物对人类都是有益的
B.抗虫基因是基因突变获得的
C.抗虫基因在所有生物细胞都能表达
D.棉花和某些微生物共用一套相同的遗传密码,这一过程遵循DNA→RNA→蛋白质的信息流过程
解析:转基因抗虫棉对人类是有益的,但并不是所有转基因植物对人类都是有益的,比如有的转基因植物可能会产生导致人体过敏的蛋白质或者是“超级杂草”的产生等,因此对人类并不都是有益的;转基因抗虫棉的抗虫基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出的Bt毒蛋白基因;抗虫基因导入受体细胞是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道,并不是在所有细胞都能表达;棉花和某些微生物共用一套相同的遗传密码,抗虫基因在棉花细胞内表达时遵循中心法则,所以这一过程遵循DNA→RNA→蛋白质的信息流过程。
3.下列有关生物工程的叙述,错误的是(　A　)
A.用基因工程生产乙肝疫苗,可将乙肝病毒的表面抗原导入酵母菌制成“工程菌”
B.植物体细胞杂交和动物细胞融合都依赖于细胞膜的流动性
C.病毒既可用于细胞工程技术,也可用于基因工程技术
D.人工诱变、基因工程都可以改造微生物菌种
解析:乙肝疫苗是指用减毒或灭活的乙肝病毒制成的生物制品,利用基因工程生产乙肝疫苗时,应向酵母菌导入目的基因,即乙肝病毒的表面抗原的基因;植物体细胞杂交和动物细胞融合都是利用了细胞膜的流动性;灭活的病毒可用于细胞工程技术中动物细胞融合,也可用于基因工程技术中的载体;性状优良的菌种可以从自然界中筛选出,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,所以人工诱变、基因工程都可以改造微生物菌种。
题组二　理性看待转基因技术的应用
4.我国为保证转基因产品的安全性,采取的措施不包括(　C　)
A.出台相关的法规
B.制定相关的技术规程
C.减少农业转基因技术的研发
D.成立农业生物基因工程安全委员会
解析:出台相关的法规,保障消费者的权益;制定相关的技术规程,保障转基因产品的安全性;对农业转基因技术的研发,应是趋利避害,不能因噎废食;成立农业生物基因工程安全委员会,加强对农业转基因技术的研发和监管,在确保安全的基础上慎重推广。
5.《自然》杂志曾刊登某研究人员的实验结果,将转Bt基因玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食非靶生物黑脉金斑蝶幼虫,4天后幼虫死亡率达44%,而对照组无一死亡。该实验说明(　A　)
A.该转基因玉米对非靶生物有毒
B.转基因生物均有一定的毒性
C.转基因食品不能食用
D.Bt基因对所有害虫均有毒性
解析:将转Bt基因玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食非靶生物黑脉金斑蝶幼虫,4天后幼虫死亡率达44%,而对照组无一死亡,该实验说明该转基因玉米对非靶生物有毒。
6.随着转基因技术的发展,“基因污染”随之而来。关于基因污染,下列说法不正确的是(　C　)
A.转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上,从而污染生物基因库
B.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,可能会破坏原有环境的稳定
C.基因污染是一种不被扩散的污染
D.基因污染通常难以消除
解析:基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的,如转基因作物的花粉可散落到它的近亲作物上,从而污染生物基因库;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;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扩大;基因污染随遗传物质复制而复制,通常难以消除。
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(　B　)
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.只要有证据表明某转基因产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
C.由于经济、文化和伦理道德观念等的差异,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规程的基础上讨论转基因技术的相关问题
解析:转基因技术是一把双刃剑,要理性地看待转基因技术,要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响;转基因作为一项技术本身是中性的,所以只要有证据表明某转基因产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用;由于不同的人在经济、文化和伦理道德观念等方面存在差异,所以不同的人对转基因技术会有不同的看法;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规程的基础上讨论转基因技术的相关问题。
8.转基因产品是指利用基因工程技术获得的生物制品,其安全性问题一直是大众关注和争论的热点。下列叙述错误的是(　D　)
A.通过转基因育种可增加或消除原有生物品种的某些性状
B.转基因产品风险评估时还需考虑标记基因的安全性问题
C.严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性
D.转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现
解析:转基因产品是指利用基因工程技术而获得的生物制品,故通过转基因育种,按照人们的需要,可增加或消除原有生物品种的某些性状;在基因表达载体上,除了有目的基因、启动子、终止子等,还需要有标记基因,故转基因产品风险评估时还需考虑标记基因的安全性问题;转基因作物所携带的外源基因可能会向自然界扩散,从而打破自然界原有的物种平衡,严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性;转基因作物的长期、大规模种植,可能使目标害虫或非目标害虫对转基因作物的适应在群体水平上产生抗性,有可能产生侵染力更强的“超级害虫”,造成更大的危害。
9.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的消化酶抑制剂,让害虫无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类的安全性评价中,不符合生物学原理的是(　C　)
A.安全,不同物种的酶在结构上有差异,该抑制剂对人体消化酶无影响
B.安全,人类通常食用煮熟的玉米,该抑制剂被高温破坏后不会影响人体
C.不安全,该抑制剂基因能直接在人体细胞内表达,使人无法消化食物而患病
D.不安全,该转基因玉米可能存在一些未被人知的潜在威胁,需要进一步评估
解析:由于不同物种的酶在结构上有差异,该抑制剂对人体消化酶无影响,因此对人体是安全的;人类通常食用煮熟的玉米,该抑制剂会被高温破坏,因此不会影响人体;人体摄取的该消化酶抑制剂基因会被人体消化为小分子核苷酸吸收,不会在人体内表达;该转基因玉米可能存在一些未被人知的潜在威胁,需要进一步评估,因此存在安全隐患。
综合提升练
10.转基因作物的推广种植,大幅提高了粮食产量,取得了巨大的经济效益和生态效益;硕果累累的转基因作物相关研究在带给人们喜悦的同时,也促使人们关注转基因作物的安全性问题。下列有关转基因作物的安全性叙述,错误的是(　D　)
A.抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染
B.转入抗性基因的植物可能成为“入侵物种”,影响生态系统的稳定性
C.大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加
D.只要目的基因来自自然界,则培育出的转基因植物不会有安全性问题
解析:抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染;转基因生物具有某些特殊性质,它们在某地区的竞争能力较强,可能成为“入侵物种”,威胁生态系统中其他生物的存在,从而影响生态系统的稳定性;大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加;即使目的基因来自自然界,培育出的转基因植物仍然可能会有安全性问题。
11.聚羟基丁酸酯(PHB)是微生物生产的一种高分子化合物,具有生物可降解性,俗称生物可降解塑料。我国科学家将合成PHB的相关基因导入烟草叶绿体,经过多年的改进,生成的聚酯类物质的物理化学特性与传统塑料相似。这些研究对于解决“白色污染”问题有着重要的意义。
(1)叶绿体基因工程的核心是　　　　　　　　　　　　　。
(2)体外扩增合成PHB的相关基因常采用　　　　　　技术,利用该技术扩增基因的前提是　 。
(3)人工合成的目的基因不能直接导入受体细胞,其原因是 　 (答出两点即可)。
(4)从个体水平检测目的基因成功表达的方法是
　。
(5)核转基因技术中外源基因有可能扩散到非转基因植物中,造成基因污染,而叶绿体基因工程可以避免这一问题,原因是 　。
解析:(1)叶绿体基因工程的核心是构建重组DNA分子。
(2)体外扩增目的基因常用PCR(聚合酶链式反应)技术,该技术的原理是DNA复制,前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列,这样才可以合成引物。
(3)人工合成的目的基因无启动子、无复制起点、无标记基因,因此不能直接导入受体细胞。
(4)可以通过检测转基因烟草中的化学成分从个体水平检测目的基因是否成功表达,若存在PHB成分,则证明目的基因表达成功;若没有PHB成分,则表达不成功。
(5)核转基因技术中外源基因有可能扩散到非转基因植物中,造成基因污染,叶绿体中的基因几乎不会进入花粉,从而避免了重组基因的扩散,故叶绿体基因工程可以避免这一问题。
答案:(1)构建重组DNA分子　(2)PCR(聚合酶链式反应)　有一段已知目的基因的核苷酸序列
(3)人工合成的目的基因无启动子、无复制起点、无标记基因　(4)检测转基因烟草中的化学成分,若存在PHB成分,则证明目的基因表达成功;若没有PHB成分, 则表达不成功　(5) 叶绿体中的基因几乎不会进入花粉,从而避免了重组基因的扩散
12.(台州十校高二期中)玉米中含有β-胡萝卜素,为培育出含β-胡萝卜素的“黄金大米”,科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题。
(1)甲方案中,β-胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是
　。
(2)乙方案中,在体细胞杂交前需要用　　　　 酶除去细胞壁获得原生质体,获得原生质体后,将其置于　　　　溶液中防止其吸水涨破。诱导原生质体融合的物理方法是　　　　　　(请至少答出一点)。杂种细胞形成的标志是　　　　　　　　　　　　。
(3)通过⑤获得“黄金大米”幼苗过程中,植物需要依赖培养基中的蔗糖,其中蔗糖的作用是
　　　　　　　　　　　　(请至少答出两点)。杂种细胞脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化发育成芽、根。生根培养基中　　　　　　　　比值高时促进生根。植物组织培养技术得到的组培苗需要进行　　　　处理,目的是提高试管苗对外部环境的适应能力。在植物组织培养的过程中,一直保持湿润环境,在进行该处理时,湿度逐渐　　　　,以及应该避免强光直射等问题。
(4)甲、乙两方案在育种工作中都具有广泛的应用价值,两者共有的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)自然界中所有生物共用一套遗传密码,因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达。
(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,在植物体细胞杂交前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体;获得原生质体后,将其置于等渗溶液中防止其吸水涨破。诱导植物原生质体融合常用的物理方法是电刺激(或离心、振荡)。杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁,而植物细胞壁的形成与高尔基体有关。
(3)⑤表示将杂种细胞培育成杂种植株,需要采用植物组织培养技术。其中蔗糖可作为外植体的碳源、能源物质,还可参与维持培养基的渗透压。植物组织培养时,培养基中生长素与细胞分裂素比值高时有利于生根。植物组织培养技术得到的组培苗需要进行炼苗处理,目的是提高试管苗对外部环境的适应能力。在植物组织培养的过程中,一直保持湿润环境,在进行炼苗处理时,湿度逐渐降低,直到与自然湿度接近后,移栽至土壤定植,同时还应该避免强光直射等问题。
(4)两者共有的优点是可以克服远缘杂交的不亲和性。
答案:(1)玉米和水稻共用一套遗传密码(或生物共用一套遗传密码)
(2)纤维素酶和果胶　等渗　电刺激(或离心、振荡)　再生出细胞壁
(3)作为碳源、能源物质,参与维持培养基的渗透压　生长素与细胞分裂素　炼苗　降低
(4)克服远缘杂交的不亲和性(或打破生殖隔离)
13.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,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。回答下列相关
问题。
(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属于转基因技术的应用,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,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,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

　。
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属于转基因技术的应用,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。
(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,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,原因是该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活性,影响人体健康。
答案:(1)核糖体　内质网和高尔基体
(2)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　该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活性,影响人体健康(合理即可)
14.黄瓜花叶病毒能感染多种植物,对烟草的危害尤其严重。病毒的Cu-4基因表达所形成的蛋白是子代病毒形成和释放的关键蛋白。研究人员利用农杆菌转化法获得能表达Cu-4基因反义RNA的转基因烟草,反义RNA与Cu-4基因转录获得的mRNA互补结合形成双链RNA,阻止了mRNA的翻译,从而获得了抵抗该病毒的能力。在Cu-4基因(A链是模板链)一侧连接了带有细菌启动子的四环素抗性基因(在植物细胞该基因会被完整切除),如图1所示。图2是Ti质粒相关基因图谱。
备注:
Cu-4基因长度为300 bp,tetr长度为500 bp。Ⅰ~Ⅳ是四种引物。
LB和RB是T-DNA的边界,EcoRⅠ和XhoⅠ是两种限制酶,切割后形成的黏性末端不互补。
Piss和Tkc是仅在植物细胞中发挥功能的启动子和终止子。tetr和ampr分别是四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。所用农杆菌不具有氨苄青霉素、四环素和潮霉素抗性。
(1)人工合成如图1所示的DNA片段后,利用引物组合　　　　(A.引物Ⅰ和Ⅳ;B.引物Ⅱ和Ⅲ;C.引物Ⅰ和Ⅲ;D.引物Ⅱ和Ⅳ)进行PCR扩增,为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,在引物的5′端分别添加　　　　(填限制酶)的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有　　　　的培养基进行筛选。
(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,其中潮霉素的作用是　　　　。
(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度为　　　　的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中。
(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。研究人员发现将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中可降低基因漂移发生的风险,原理是

　。
解析:(1)人工合成如图1所示的DNA片段,该片段中含带有细菌启动子的四环素抗性基因,为了扩增图示的片段,又因为子链的延伸发生在引物的3′端,且引物与模板链进行反向连接,因此该过程中利用的引物组合为引物Ⅱ和Ⅲ,即B正确;为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,且能起到促进A链转录的作用,因而需在引物的5′端分别添加XhoⅠ和EcoRⅠ的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有四环素的培养基进行筛选,因为重组质粒中含有四环素抗性基因。
(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是增加叶片伤口数量,增加植物产生的酚类物质,进而提高农杆菌侵染的成功率。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,由于农杆菌对潮霉素没有抗性,因而其中潮霉素起到了去除农杆菌的作用。
(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度为300 bp 的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中,因为题中显示Cu-4基因的长度为
300 bp。
(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。转基因作物的安全问题主要表现在通过传粉过程将目的基因转移到近缘物种,进而表现基因污染,而研究人员将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中之后,会使得转基因作物产生的精子或花粉中不含有目的基因,因为精子中几乎不含有质基因,因而可降低基因漂移发生的风险,即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代。
答案:(1)B　XhoⅠ和EcoRⅠ　四环素　(2)增加叶片伤口数量,提高农杆菌侵染成功率　去除农杆菌　(3)300 bp　(4)基因漂移常通过传粉过程进行,而受精过程中,雄配子只有细胞核基因传递给了下一代,细胞质基因并未传给下一代(即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代)

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