4.1 转基因产品的安全性
学习目标:1.简述对转基因生物安全性的争论。(重点) 2.运用生物学知识对不同观点的依据进行辨析和讨论。(重、难点)
一、转基因成果令人叹为观止
1.转基因微生物
(1)转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰_的生成,缩短啤酒的发酵期。
(2)用基因工程技术构建基因工程菌来生产氨基酸、药物等。
2.转基因动物
(1)将生长激素基因、促生长激素释放激素基因等转入动物体内,培育了生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜。
(2)将某些抗病毒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。
二、对转基因产品安全性的争论
1.争论的原因
(1)原本是自然造就的生命形式被认为改造后出现了全新特征_。
(2)人们所生活的国家或社会不同,具有不同的价值观取向,对转基因技术就会产生不同的见解。
2.争论的方面
在转基因食品的安全性等方面发生激烈的争论。
1.判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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。 ( )
提示:(1)× 转基因植物、动物、微生物均可用来生产药物。
(2)× 转基因抗虫植物由于有了外源抗虫基因,所以可以抵抗害虫,但不一定能抵抗其他病原体。
(3)√
(4)× 高产青霉素菌株属于诱变育种的成果。
2.面对转基因技术的利弊,正确的做法是( )
A.坚决抵制转基因生物
B.不加区分,全盘接受
C.应停止有关的实验
D.趋利避害,不能因噎废食
D [正确的社会舆论导向有利于决策者做出正确的决策,从而促进科学技术的发展。面对转基因技术的利弊,正确的做法是趋利避害,而不能因噎废食。]
转基因成果令人叹为观止
背景材料
1.转基因成果的种类
(1)植物性转基因成果:如转基因小麦的蛋白质含量比一般小麦的高。
(2)动物性转基因成果:如转入了人基因的牛,产生的牛奶中含有基因药物,提取后可用于人类疾病的治疗。
(3)转基因微生物成果:如生产奶酪的凝乳酶,以前只能从杀死的小牛的胃里提取,现在利用转基因微生物已经能够使凝乳酶在体外大量生产。
2.转基因生物的优缺点分析
优点
缺点
①解决粮食短缺问题
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
①可能产生新病毒或新过敏原
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可能会损害生物多样性
⑤可能干扰生态系统的多样性
3.抗逆转基因作物的培育与推广给社会带来的社会效益
抗逆转基因作物是指通过基因工程技术使农作物具有抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病毒、抗干旱、抗盐碱等),因此,抗逆转基因作物的培育和推广在一定程度上可以使农作物摆脱土壤和气候的限制,使得作物在不良的环境中更好地生长,提高产量,同时还可以减少农药的使用量、减轻对环境的污染,但是,抗逆作物不能固氮,不会使土壤中无机盐的含量增加,因此,不可能减少化肥的制造量和使用量。
1.我国大面积推广种植并收到显著经济效益和社会效益的转基因作物是( )
A.转基因水稻 B.转基因金大米
C.转基因抗虫棉 D.转基因大豆
C [我国科学家把自主研制的第一代和第二代优质多抗转基因棉花新品种移植到田间后,大大减少了农药的投放量,并增加了棉花的产量。由于棉花只用于纺织品的生产,对人类潜在的威胁较小,得到大规模推广。]
2.抗逆转基因作物的培育与推广给社会带来的巨大效益是( )
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人畜的危害
③减少了化肥的制造和使用量,有利于环境保护
④使得作物在不良环境下更好地生长,提高产量
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
B [抗逆转基因作物是指通过基因工程技术使农作物具有抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病毒、抗干旱、抗盐碱等),因此抗逆转基因作物的培育和推广在一定程度上可以使农作物摆脱土壤和气候条件的限制,使得作物在不良环境中更好地生长,提高产量,同时还可以减少农药的使用量,减轻对环境的污染和对人畜的危害。但是抗逆作物不能固氮,不会使土壤中无机盐的含量增加,因此不可能减少化肥的制造和使用量。]
对转基因生物安全性的争论
[思考交流]
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。因为精原细胞通过减数分裂形成的精子不含叶绿体DNA。
2.对转基因生物存在争论的原因是什么?
提示:(1)原本是自然造就的生命形式被认为改造后出现了全新特征。
(2)人们所生活的国家或社会不同,具有不同的价值观取向,对转基因技术就会产生不同的见解。
[归纳总结]
1.引发争论的原因
(1)由于科学发展水平的限制,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都了解得相当有限。
(2)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。
(3)外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的,因此在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果。
2.基因污染
(1)概念:基因污染是指人工组合的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。
(2)途径:
①转基因植物的相关基因通过花粉传播而进入附近的野生植物或邻近的非转基因农作物。
②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。
③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。
(3)基因污染的危害性的主要表现:
①污染传统作物,影响已形成的农业生态系统。
②污染自然界的生物基因库。
③影响自然界的生态平衡。
④能够在自然界中增殖和扩散。
特别提醒:?1?在生产和生活的某些方面,人类已离不开转基因技术成果,因此应充分利用其优点,同时关注、限制其缺点。
?2?在转基因技术中,所转移的只是自然界中已存在的外源基因,它不会改变生物原有的分类地位,只能说是具有某种新特征的同一物种。
多年来,许多美国人对每天的食品中含60%~80%的转基因成分“一无所知”。请回答下列与生物安全性相关的问题。
(1)一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度,反映了转基因食品是________(填“相对”或“绝对”)安全的。
(2)科学家对转基因生物可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧,请列举转基因生物的潜在危险:_______________
___________________________________。(至少写出3种)
(3)对于植物来说,导入外源基因容易引起基因污染,科学家将外源基因导入叶绿体或线粒体内,原因是_________________。
[解析] (1)目前尚未发现因食用转基因食物而使人体健康受到威胁的实例,因此转基因食品是相对安全的。
(2)转基因生物的潜在危险有生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等,因此人们对它的安全性还存在着怀疑。
(3)若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。
[答案] (1)相对
(2)生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等(至少写出3种)
(3)在叶绿体或线粒体内的目的基因不会通过花粉传递,因而一般不会在下一代中显现出来
理性看待转基因技术
背景材料
1.理性看待转基因技术的原因
(1)生物技术和其他科学技术一样具有两面性,是一把双刃剑,既能推动社会发展和技术进步,也可能带来灾难。
(2)社会的发展总是和技术的发展密切联系,从促进社会发展的角度看,必须不断发展生物技术,造福人类,同时尽量避免灾难。
2.理性看待转基因技术
(1)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)正视转基因技术带来的安全性问题,切实认识到个别有害转基因生物的危害性,要趋利避害,而不能因噎废食。
(3)完善相应的法律法规,利用法制手段确保转基因生物的安全性。
(4)我国保证转基因食物的安全性的监控和预防措施。
①立法监控是保证转基因生物安全的有力措施。
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。
特别提醒: ?1?通过转基因技术构建的抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒,而不可以抵抗所有的病毒,并且不能抗虫。
?2?引入外来物种≠增加生物多样性:如果引入的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响,可能会引起生物多样性的锐减。
?3?转基因生物具有危害≠阻止技术的发展:应用正确的态度对待转基因技术,不能因为可能的危害而阻止技术的发展。
现在转基因技术已经相当成熟了,前不久美国批准转基因三文鱼进入市场,旨在利用生物技术提升水产产业,不过这种转基因三文鱼目前只能在加拿大和巴拿马饲养。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基因突变
B.转基因技术的应用解决了人类历史上很多难题,是有利无害的
C.现在很多转基因食品包装都有警示标志,就是提示潜在的安全性
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 [转基因技术的原理是基因重组,选项A错误;转基因技术的应用解决了人类历史上很多难题,但转基因技术对人类既有有利的一面,也有不利的一面,选项B错误;现在很多转基因食品包装都有警示标志,就是提示其潜在的安全性,选项C正确;转基因食品和传统食品各有优缺点,转基因食品不会替代传统食品,选项D错误。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
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。
2.可用基因工程菌工业化生产氨基酸、药物等。
3.生活的国家或社会不同决定了人们具有不同的价值观取向,对转基因技术就会产生不同的见解,对食品的安全性等方面发生激烈的争论。
4.制定相应的法规和政策,最大程度保证了转基因技术和转基因产品的安全性。
1.下列不是转基因成果的是( )
A.转基因耐储藏番茄
B.高产青霉素菌株
C.转基因抗虫棉
D.巨型小鼠
B [高产青霉素菌株是人工诱变培育的。A、C、D三项都是转基因成果。]
2.下列关于转基因生物和转基因食品的认识中,合理的是( )
A.转基因食品对人体一定有害
B.转基因食品有益人体健康
C.转基因生物对生态环境的危害可以忽略不计
D.公众需要对转基因生物和转基因食品的安全予以高度关注
D [转基因食品对人体一般无害,目前还没有转基因食品有害的报道,A错误;转基因食品对人体健康一般无影响,B错误;转基因生物对生态环境的危害不能忽略不计,C错误;公众需要对转基因生物和转基因食品的安全予以高度关注,D正确。]
3.20世纪70年代基因工程技术刚兴起的时候,都以微生物作为实验材料,且必须在“负压”(低于外界大气压)的实验室里操作。这里“负压”的作用主要是( )
A.防止重组基因的生物进入人体或逃逸到外界,从而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.避免其他微生物对实验材料的污染
A [由于转基因生物对人类影响的正负效应很难在短时间内发现,为了安全起见,将实验材料放在负压条件下操作与培养,目的是保证这种转基因生物即使进入人体或逃逸到外界,也会因大气压强过大,而无法存活,从而避免造成基因污染。]
4.农业部颁布的《农业转基因生物标识管理办法》中要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注,其目的是( )
A.警告消费者,不要随意购买
B.维护消费者的知情权和选择权
C.告诉消费者,可放心购买
D.无任何实际意义
B [加贴标注的目的是维护消费者的知情权和选择权,帮助消费者自行选择购买。]
5.将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子中,可使烟草产生人的干扰素,形成转基因产品。试分析回答:
(1)烟草转基因产品的获得属于( )
A.基因工程 B.细胞工程
C.微生物工程 D.酶工程
(2)人的基因之所以能“嫁接”到植物体中,原因是二者具有相同的________________结构。
(3)在分子水平上检测受体细胞中是否含有目的基因的方法是________________。
(4)检测目的基因是否转录,所用的探针是______________
_____________________________________________________。
(5)有人认为,转基因产品也是一把双刃剑,如水能载舟也能覆舟,甚至可能带来灾难性的后果,你是否支持这一观点?如果支持,请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例。___________________________________
_____________________________________________________。
[解析] (1)“生物工程”包含基因工程、细胞工程、酶工程等,其中以“基因工程”为核心。转基因生物是基因工程的产物。
(2)烟草DNA分子可以被“嫁接”上人的基因,是因为它们都具有相同的双螺旋结构。
(3)检测受体细胞是否含有目的基因,应用DNA分子杂交的方法。
(4)检测受体细胞中目的基因是否转录,所用的探针为荧光或放射性同位素标记的目的基因单链。
(5)注意题中关键词“灾难性的后果”。
[答案] (1)A
(2)双螺旋
(3)DNA分子杂交
(4)荧光或放射性同位素标记的目的基因单链
(5)支持。若用于改良作物的抗不良环境的基因误引入杂草,将难以控制杂草的蔓延
课件54张PPT。专题4 生物技术的安全性和伦理问题4.1 转基因产品的安全性基因工程菌啤酒酵母双乙酰转基因动物模型家禽、家畜动物新品种见解全新特征价值观取向转基因食品的安全性 安全性自主创新确保安全知情权选择权转基因成果令人叹为观止对转基因生物安全性的争论理性看待转基因技术点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十二)
(建议用时:35分钟)
[基础达标练]
1.转基因植物的营养成分可能发生改变的根据是 ( )
A.部分DNA发生了重组
B.某一基因可以控制合成不同的蛋白质
C.重组DNA控制一种蛋白质的合成
D.有些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化,这可能会导致转基因农作物营养成分的改变
D [转基因农作物尽管只是部分DNA发生了重组,但是,有些基因影响酶的合成,会使植物体内某些代谢途径发生变化,这可能会导致转基因农作物营养成分的改变。]
2.下列有关转基因食品及其安全性的叙述正确的是( )
A.转基因食品对人体发育和健康产生诸多危害
B.食用转基因食品会导致外源基因转入人体细胞
C.食用含抗生素抗性基因的转基因食品可显著增强人抵抗病菌的能力
D.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D [目前还未发现转基因食品对人体发育和健康造成危害的实例,A错误;食用转基因食品不会导致外源基因转入人体细胞,B错误;转基因食品中的抗生素抗性基因不会在人体内表达,故不会增强人抵抗病菌的能力,C错误;种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性,D正确。]
3.随着转基因技术的发展,“基因污染”应运而生,下列关于基因污染的说法不正确的是( )
A.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
B.基因污染是一种不可扩散的污染
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.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
B [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;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。]
4.转基因食品存在“是否安全”的争议,有人认为转基因食品是有害的。比如抗“草甘膦(除草剂)”转基因农作物的种植,使喷洒除草剂的人患癌症。请用已学知识判断以下说法正确的是( )
A.自古就有“吃啥补啥”的说法,所以吃了转基因食品,则其中的基因会整合到人的基因组中
B.严格管理好目的基因和控制好目的基因的表达部位,则转基因食品安全性可以得到保障
C.若食用转基因大米,就一定会对人的健康造成危害
D.抗除草剂植物生产的食品会导致人患癌症
B [吃了转基因食品,其中的基因会被消化分解,因此不会整合到人的基因组中,A错误;严格管理好目的基因和控制好目的基因的表达部位,则转基因食品安全性可以得到保障,B正确;食用转基因大米不一定会对人的健康造成危害,C错误;抗除草剂植物生产的食品不会导致人患癌症,D错误。]
5.基因工程产物可能存在着一些安全性问题,但不必担心。下列说法不正确的是( )
A.三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼杂交,进而导致自然种群被淘汰
B.载体的标记基因(如抗生素基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物
C.目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D.目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内,从而可能打破生态平衡
A [三倍体转基因鲤鱼不能进行正常的减数分裂,不能产生配子,不会与正常鲤鱼杂交;标记基因可用于指导合成有利于抗性进化的产物;目的基因编码的产物可能对人体有害;目的基因可能通过花粉污染,打破生态平衡。]
6.下列关于转基因生物安全性 的叙述,错误的是( )
A.重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B.种植抗虫棉可以减少农药的使用量,对环境没有任何负面影响
C.如果转基因花粉中含有有毒蛋白或过敏蛋白,可能会通过食物链传递到人体内
D.转基因生物所带来的环境安全问题是可以解决的
B [种植抗虫棉可减少农药的使用量,但大量杀死棉铃虫,有可能会破坏食物链,影响生态系统的稳定性。]
7.目前一部分人对“转基因微生物”的产生有激烈的争论,正方认为对人类是有利的,反方认为转基因微生物的产生是有潜在风险的。下列观点中能支持正方观点的是( )
A.转基因微生物会合成出“超级病菌”危害人类健康
B.转基因微生物的扩散会威胁生物的多样性
C.用转基因微生物可以生产某些药用蛋白或抗生素
D.毒性基因通过基因漂移而造成“基因污染”
C [支持正方观点就是认为转基因微生物对人类是有利的。选项A、B、D都认为转基因微生物对人类是不利的,可能危害人类健康、可能威胁生物的多样性、可能造成基因污染等,只有C项是对人类有利的,可以利用转基因微生物生产药用蛋白等药物。]
8.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而与日俱增。下列叙述,不正确的是 ( )
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.应该严格地选择转基因植物的目的基因,以避免产生对人类有害的物质
C.一旦发现转基因生物出现了安全性问题,应该马上停止实验,并销毁重组生物
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
A [转基因生物释放到环境中,可能会对生物多样性构成潜在的风险和威胁,也有可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏,A错误;为避免产生对人类有害的物质,应严格地选择转基因植物的目的基因,B正确;转基因生物一旦出现了安全性问题,必须马上停止实验,并销毁重组生物,C正确;由于外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的,因此在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果,D正确。]
9.转基因技术可引发“基因污染”。下列有关“基因污染”的叙述,错误的是( )
A.转基因水稻可通过花粉向普通野生稻扩散产生基因污染
B.培育三倍体转基因植物可以防止基因污染
C.“基因污染”是一种不增殖不扩散的污染,故不必过分担心
D.“基因污染”的危害在于引起了遗传物质的改变,难以立即消除
C [转基因水稻可通过花粉向普通野生稻扩散产生基因污染,A正确;由于三倍体植株减数分裂过程中联会紊乱,所以培育三倍体转基因植物可以防止基因污染,B正确;“基因污染”是一种可增殖和可扩散的污染,C错误;“基因污染”的危害在于引起了遗传物质的改变,难以立即消除,D正确。]
10.资料1: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。
资料2: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。
请结合上面的材料回答:
(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________技术,这种变异在生物学上称为________。
(3)在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草是否也会出现抗玉米螟性状?原因是什么? __________________________________
_____________________________________________________。
(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理?理由是什么?____________________
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧,你认为这种担忧有无道理?请简要说明理由。________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
[解析] (1)番茄蛋白酶抑制剂的本质为蛋白质,其合成部位为核糖体,但还需要在内质网、高尔基体中加工才具有生物活性。(2)由材料可获得信息,抗玉米螟玉米品种的培育运用的是转基因技术,这种技术的原理是基因重组。(3)(5)题属于开放性试题,答案不唯一,只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抗玉米螟,但不一定能抵抗其他害虫,故种植抗玉米螟玉米的农田仍需要进行防虫管理。
[答案] (1)核糖体 内质网和高尔基体 (2)转基因 基因重组 (3)(答案不唯一)不会。不同物种之间存在生殖隔离,玉米的花粉不能传递给杂草(或会。蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草,使杂草获得抗虫基因,从而表现出抗虫性状。) (4)需要。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)(答案不唯一)有道理。这种玉米的子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(或没有道理。人蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同,玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响)
[能力提升练]
11.下列关于转基因植物的叙述,正确的是( )
A.转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中
B.转抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题
A [抗除草剂基因导入油菜的染色体后可以通过花粉传入环境中;转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫、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;转基因技术打破了生殖隔离,动物的生长激素基因转入植物后可以表达;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,所以转基因技术存在着安全性问题。]
12.转基因作物是通过转基因对农作物进行精确的改造而产生的,转基因作物一方面在产量、抗逆性及品质等方面有显著改进,极大地降低农业生产成本,另一方面,科学家通过动物实验发现转基因作物可能对人类健康存在着危害。就以上材料,你认为下列说法欠妥的是 ( )
A.转基因技术应用的基本原理是基因重组,转基因作物是转基因技术的一种产物
B.如果转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响,我们应该坚决抵制转基因作物
C.科学家必须在现有知识与技术的基础上,尽量考虑转基因作物可能存在的风险并采取相应的防范措施
D.国家必须对转基因作物的研究制定相应的法律法规,并进行严格管理与有效控制
B [转基因技术的实质是基因重组,转基因生物的成功培育是转基因技术取得的丰硕成果。转基因技术具有双刃剑效应,既可以造福人类,也可能给人类带来灾难,面对转基因技术可能产生的负面影响,应理性看待,从多个方面,多个角度进行防范,严格管理,有效控制,趋利避害,不能因噎废食。B项对待转基因作物应该理性,并不是坚决抵制所有转基因作物。]
13.科研人员利用基因工程获得了富含赖氨酸的玉米,提高了玉米的营养价值。请回答下列问题。
(1)获取目的基因是基因工程的第一步,从基因文库中获取目的基因是该步骤的重要途径之一。基因文库包括基因组文库和cDNA文库,其中基因组文库包含了本物种的________基因,cDNA文库包含了本物种的________基因。
(2)获得目的基因之后,利用PCR技术可在短时间内大量扩增目的基因。
①PCR技术是利用________的原理,体外PCR扩增需要目的基因、引物、四种脱氧核糖核苷酸、________________和一定的缓冲溶液等。
②PCR与细胞内相应过程的不同之处主要表现在温度控制方面,在PCR中先用90~95 ℃的高温处理的目的是________,而这一过程在细胞内是通过________的催化作用实现的。
③在PCR技术中所需要的引物,从化学成分上看是由_______组成的。
[解析] (1)基因组文库包含了本物种的全部基因,cDNA文库包含了本物种的部分基因。(2)①PCR技术的原理是DNA复制,需要目的基因、引物、四种脱氧核糖核苷酸、热稳定DNA聚合酶和一定的缓冲溶液等。②PCR与细胞内相应过程的不同之处主要表现在温度控制方面,在PCR中先用90~95 ℃的高温处理的目的是使DNA变性,而这一过程在细胞内是通过解旋酶的催化作用实现的。③在PCR技术中所需要的引物是一小段单链DNA或RNA,因此从化学成分上看,引物是由脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸构成的。
[答案] (1)全部 部分 (2)①DNA复制 热稳定DNA聚合酶 ②使DNA变性 解旋酶 ③脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸
14.通过基因工程的方法,科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花植株并成功表达。棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊,进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚胎细胞中,借助天然的种胚系统,形成含有目的基因的种胚。请回答下列问题:
(1)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞,此过程是基因工程操作步骤中的第三步,即__________________________。
获取目的基因时,如果基因片段比较短,且核苷酸序列又已知,则可以通过DNA合成仪用化学方法直接________。
(2)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合,目前经常使用的载体是________。
(3)基因工程操作的第四步是目的基因的检测与鉴定,其中分子水平的检测又分三步:首先要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采用的技术是________________;其次还要检测____;最后检测__________,方法是________杂交。
(4)人们对转基因生物安全性的关注,随着转基因成果的不断出现而与日俱增。有人认为转基因生物不会影响食物安全,你的观点呢?________________,理由是什么? _____________________
_____________________________________________________。
[解析] (1)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞,相当于基因工程操作步骤中的第三步——将目的基因导入受体细胞。如果基因片段比较短,且核苷酸序列又已知,则可以通过DNA合成仪用化学方法人工合成目的基因。(2)基因工程的操作工具中常用的载体有质粒、动植物病毒等。(3)目的基因的检测与鉴定的方法中,分子水平的鉴定有通过分子杂交技术检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因及目的基因是否转录出mRNA,最后,用抗原—抗体杂交法检测是否翻译成蛋白质。(4)本题具有开放性,但要注意理由与观点的一致性。
[答案] (1)将目的基因导入受体细胞 人工合成 (2)质粒 (3)DNA分子杂交技术 目的基因是否转录出了mRNA 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原—抗体 (4)会影响食物安全 ①担心出现滞后效应;②担心出现新的过敏原;③担心营养成分改变等(或不会影响食物安全 ①多环节、严谨的安全性评估可保证转基因食物的安全;②科学家的负责态度可防止新过敏原产生;③至今尚未发现转基因食物影响人体健康的实例等)
15.Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因,因其表达产物Bt毒蛋白具有杀虫效果好、安全、高效等优点而成为应用最为广泛的基因。请回答下列有关转基因抗虫植物的问题:
(1)要从苏云金芽孢杆菌中获取Bt毒蛋白基因,可根据Bt毒蛋白基因的部分已知序列,设计特异性________,再利用________技术扩增出Bt毒蛋白基因。
(2)构建重组质粒时,常用Ti质粒作为载体,是因为Ti质粒上具有________,它能把目的基因整合到受体细胞(植株细胞)的________上。这种将基因表达载体导入受体细胞的方法是________法。
(3)要确定抗虫基因导入棉花细胞后,是否赋予了棉花抗虫特性,在个体水平上还需要做________实验;若要检测具有抗虫基因的棉花是否产生了相应的毒蛋白,在分子水平上可利用_______法进行检测。
(4)目前,转基因植物的安全性问题是社会争论的热点。如有人认为转基因植物的种植会威胁环境安全,但也有人认为转基因植物的种植减少了________的使用量,有利于减轻环境污染。
[解析] (1)要从苏云金芽孢杆菌中获取Bt毒蛋白基因,可利用PCR技术扩增目的基因,该技术需要引物,可根据Bt毒蛋白基因的部分已知序列,设计特异性引物。(2)构建重组质粒时,常用Ti质粒作为载体,是因为Ti质粒上具有T-DNA(可移动的DNA),它能把目的基因整合到受体细胞(植株细胞)的染色体DNA上。这种将基因表达载体导入受体细胞的方法是农杆菌转化法。(3)要确定抗虫基因导入棉花细胞后,是否赋予了棉花抗虫特性,在个体水平上还需要做抗虫接种实验;若要检测具有抗虫基因的棉花是否翻译出相应的毒蛋白,在分子水平上可利用抗原—抗体杂交法进行检测。(4)有人认为转基因植物的种植会威胁环境安全,但也有人认为转基因植物的种植减少了农药的使用量,有利于减轻环境污染。
[答案] (1)引物 PCR (2)T-DNA(可移动的DNA) 染色体DNA 农杆菌转化 (3)抗虫接种 抗原—抗体杂交 (4)农药