精品新人教版选修三高中生物教案学案专题4生物技术的安全和伦理问题36页.docx

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精品新人教版选修三高中生物教案学案专题4生物技术的安全和伦理问题36页

4．1转基因生物的安全性

●课标要求

关注转基因生物的安全性问题。

●课标解读

1．结合转基因技术在现代生产生活中的应用，举例说明转基因生物取得的重要成果。

2．根据转基因生物对食物、生物、环境等方面的影响，讨论转基因生物对食物、生物与环境有哪些有利和不利的影响。

3．通过讨论，理性地看待转基因技术对现实生活造成的影响。

●教学地位

本节内容先是对基因工程技术的成果进行了介绍，进而提出基因工程技术对人类生活带来的影响，目的是使学生形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。

在高考中考查基因工程时可能会涉及本节内容。

●教法指导

1．本节第一部分设置的目的是让学生了解转基因技术的成果，该部分可让学生阅读即可。

2．对于转基因生物安全性的争论部分，教材涉及了三个“论坛”，教学时可让学生分类整理、讨论不同的观点。

3．最后教师总结，点出国际社会及我国政府对转基因技术的态度，引导学生理性地看待转基因技术的安全性问题。

●新课导入建议

2012年我国媒体多次报道过“转基因大米”事件，教师可提前搜集相关的新闻报道，从新闻报道中让学生明确转基因技术可能带来的安全性问题，进而引入新课。

课　标　解　读

重　点　难　点

1.结合转基因技术在现代生产生活中的应用，举例说明转基因生物取得的重要成果。

2.根据转基因生物对食物、生物、环境等方面的影响，讨论转基因生物对食物、生物与环境有哪些有利和不利的影响。

3.通过讨论，理性地看待转基因技术对现实生活造成的影响。

1.转基因技术的应用。

（重点）

2.理性看待转基因技术。

（难点）

转基因成果

1.转基因微生物方面

（1）制造出具有重要经济价值的各种重组微生物，如清除石油污染的假单胞杆菌。

（2）使用DNA重组的微生物生产稀缺的生化药物，即基因制药。

2．转基因动物方面

（1）在培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面不断取得辉煌成就，如转基因牛、猪、鸡、鲤鱼、鲫鱼等。

（2）科学家把转基因动物变成生物反应器，让它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药物或人类所需的蛋白质。

3．转基因植物方面

（1）成果：

目前，科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。

（2）推广国家及品种：

全球种植转基因农作物的国家已经达到20多个，种植面积较大的国家有美国、阿根廷、巴西、加拿大、印度和中国，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。

对转基因生物安全性的争论

1.引发人们对转基因生物安全性激烈争论的原因

（1）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，但不少却是异种生物的基因。

（3）外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。

2．引发了人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面的激烈争论。

3．实质性等同

在转基因农作物中，只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别”。

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。

因为精子受精完成时，只是细胞核基因进入了受精卵。

2．为什么转基因食物可能会出现滞后效应？

【提示】　转基因食物的DNA经过重组，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质；转基因农作物所表达的某些蛋白质，可能潜移默化地影响人的免疫系统，而对人体健康造成隐性伤害，食用者在过了若干年或一两代之后，问题才显现出来。

理性看待转基因技术

1.面对转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，而不能因噎废食。

2．1993年，中国制定了《基因工程安全管理办法》。

为了维护消费者对转基因产品的知情权和选择权，2002年，我国农业部又颁布了《农业转基因生物标识管理办法》。

1．通过转基因生产药物只是转基因微生物方面的应用。

（×）

【提示】　转基因微生物、动物、植物都可以生产特定的药物。

2．生物反应器是能生产人类所需的特定蛋白质的动物，包括乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。

（√）

3．转基因生物引发了人们在食物安全、生物安全、环境安全等方面的激烈争论。

（√）

4．理性看待转基因技术，就是听之任之，不管不问。

（×）

【提示】　理性看待转基因技术，正确的做法应该是趋利避害，而不能因噎废食。

对转基因生物安全性的争论

【问题导思】　

①转基因生物将会造成哪些食品安全问题？

②转基因生物将会造成哪些环境安全问题？

1．转基因生物与食物安全的两种观点

观点

存在安全问题

不存在安全问题

论

据

①对食物安全检测不全面

②可能出现滞后效应

③可能出现新过敏原

④营养成分可能改变

①“实质性等同”只是评价的起点，而不是终点

②多环节、严谨的安全性评估

③科学家对社会负责的态度

④至今未发现转基因食品影响人体健康的实例

2.转基因生物与生物安全的两种观点

观点

引起生物安全问题

不引起生物安全问题

论据

①可能变成野生种类或杂草

②可能重组出新的有害病原体

③有可能形成用除草剂除不去的“超级杂草”

④可能成为“入侵的外来物种”

①进入非种植区生命力很差

②存在生殖隔离，难与其他植物杂交

③花粉的传播距离和存活时间有限

④新性状的表现必须具有一定水、肥等条件以及配套的种植技术

3.转基因生物与环境安全的两种观点

观点

引起环境安全问题

不引起环境安全问题

论据

①将打破自然物种的原有界限，改变生态系统中能量流动和物质循环

②重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物，可能会对人类生活环境造成二次污染

③重组DNA与微生物杂交产生出对动植物和人类有害的病原微生物

④转基因植物可能产生的毒蛋白或过敏蛋白，通过食物链进入动物和人体

①不会改变生物原有的分类地位，不会破坏生态系统的稳定性

②种植具有抗虫等功能的转基因农作物，可以减少农药的使用量，有利于环境保护

③种植抗除草剂农作物减轻了农民农田管理的负担，也有利于保护农田土壤环境

④新闻报道不实，增加了公众对转基因农作物的恐惧感

　（2013·广州高二检测）棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。

我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。

通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。

由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。

请根据上述材料回答下列问题。

（1）该项科学成果在环境保护上的重要作用是________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（2）题中“毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指________________________________________________________________________

_____________________________________________________________。

（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是________________________________________________________________________

________________________________________________________________。

（4）在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是______________________，基因的“缝合针线”是____________，基因的“运载工具”是________。

（5）转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明。

有利方面：

__________________________________________________；

有害方面：

_______________________________________________________。

【审题导析】　解答本题应明确以下知识：

①基因工程的优点；②目的基因的表达；③基因工程的安全性问题。

【精讲精析】　基因工程的优点是目的性强、育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍。

抗虫棉的优点是减少了农药对环境的污染，保护了生态环境。

毒蛋白基因的表达经过转录和翻译两个过程。

【答案】　

（1）减少了农药对环境的污染，保护了生态环境

（2）毒蛋白基因在棉花细胞内经过转录和翻译合成了毒蛋白

（3）目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍

（4）限制性核酸内切酶　DNA连接酶　质粒

（5）用于疾病的诊断和治疗，用于培育优良动、植物新品种等　不利于环境保护，可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等

理性看待转基因技术

【问题导思】　

①为什么说生物技术是一把双刃剑？

②如何理性看待生物技术？

1．为什么要理性看待生物技术？

（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，能够推动社会的发展和技术的进步，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．怎样保证理性看待生物技术？

（1）正确的伦理舆论导向：

人们对科学发展产生不同见解是正常的社会现象，正确的舆论导向对科学技术的发展起促进作用。

（2）社会监督：

建立良好的社会监督机制是减少生物技术负面作用的有效措施。

（3）法规建设：

完善的法律、法规建设是保证生物技术健康发展的最重要措施。

　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。

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。

【审题导析】　以转基因玉米为例主要考查转基因技术的安全性问题。

解题思路：

转基因玉米

第（3）、（5）题属于开放性问题，答题时应认真读取题干信息，并对信息进行加工，整合出题目考查意图。

问题的答案具有不确定性，关键是叙述清楚支持自己观点的理论或事实证据。

【精讲精析】　

（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）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。

）

本课知识小结

网络构建

结论语句

1．转基因转移的目的基因不少是异种生物的基因。

2．外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。

3．转基因生物引起人们在食物安全、生物安全、环境安全三个方面的争论。

4．转基因技术有利有弊，我们对待它应趋利避害，不能因噎废食。

1．下列哪项不是转基因成果（　　）

A．清除石油污染的假单胞杆菌

B．高产青霉素菌株

C．转基因抗虫棉

D．巨型小鼠

【解析】　高产青霉素菌株是人工诱变培育的。

A、C、D三项成果都是转基因成果。

【答案】　B

2．（2013·海口高二检测）下列哪项支持转基因生物会引发生物安全性问题（　　）

A．生殖隔离使转基因植物与其他植物很难杂交

B．花粉的传播距离有限，不会引起生物安全

C．植物花粉存活时间有限，不会散失到其他环境，威胁其他生物

D．转基因生物有可能像“入侵的外来物种”

【解析】　科学家赋予了转基因生物某种特殊性状，增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力，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。

【答案】　D

3．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．①③④D．②③④

【解析】　考查对抗逆转基因作物的理解。

抗逆转基因作物体内含有抵抗不良环境条件的基因，如抗病毒、抗虫、抗病菌、抗盐碱、抗除草剂、抗低温等基因，但抗逆转基因作物的生长仍然需要从土壤中吸收必需的无机盐成分，缺少了必需的无机盐成分，任何作物都不能正常生长发育。

【答案】　A

4．科学家研究生长在墨西哥某地的野生玉米后发现，这种玉米含有包括苏云金芽孢杆菌抗虫毒蛋白基因在内的转基因作物的基因，这一现象说明（　　）

①转基因作物的基因可传播到野生植物中

②转基因作物可对生物的多样性构成威胁

③为防止基因污染，应当禁止转基因作物的研究

④自然杂交过程实质是一个长期的转基因过程，两者没有任何区别

A．②④　　　　　　　B．③④

C．①②D．①③

【解析】　转基因作物可通过杂交将自身的基因传播到野生植物中；基因污染可能会对生物的多样性构成威胁；虽然转基因生物存在危害，但我们应理性地看待转基因生物的研究；自然杂交是同种生物个体之间的基因交流，而转基因是将外源基因导入受体细胞的过程，即不同生物之间基因的交流。

【答案】　C

5．（2012·天津高二联考）面对转基因技术的利与弊，正确的做法是（　　）

A．趋利避害，不能因噎废食

B．不加区分，全盘接受

C．应停止有关的实验

D．坚决抵制转基因生物

【解析】　转基因技术有利有弊，我们对待它应趋利避害，不能因噎废食。

【答案】　A

6．一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了很大的人力和物力。

跟踪调查还发现，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。

请回答下列问题：

（1）一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁。

如果你同意这种观点，请列举出三条理由。

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

（2）用转基因玉米加工的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护________________________。

在有关标识中，应标注“________________”或“________________”。

如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为“本产品为________加工制成，但本品中__________________________”。

【解析】　本题考查转基因生物与生物安全的相关知识及转基因食品的标识。

（1）转基因生物不会对当地生物多样性构成威胁，有以下理由：

转基因生物虽然具有某些新的性状，但其生命力没有人们想象的那么强，扩散到种植区以外时，会很快死亡；转基因生物的种植需有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进行自然杂交；许多植物花粉传播距离有限，存活时间有限，具有受精能力的时间更短。

（2）2002年，我国农业部颁布了《农业转基因生物标识管理办法》，要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注，以方便消费者自主选择，保护消费者的知情权。

对不同产品标注内容不同。

【答案】　

（1）①玉米与其他植物之间存在生殖隔离

②玉米花粉的传播距离有限

③玉米花粉的存活时间有限（或其他理由）

（2）消费者的知情权　转基因玉米加工品　加工原料为转基因玉米　转基因玉米　已不再含有转基因成分

一、选择题

1．（2012·江苏高考）下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是（　　）

A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离

B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中

C．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．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物

【解析】　种植转基因作物（如抗虫棉）应与传统农业（普通棉花）种植区隔离，否则转基因作物中的基因可能扩散到普通作物中，使传统农业种植区的产量受到很大的影响，A正确；目的基因为DNA分子，动物食用后会被消化成小分子脱氧核苷酸，所以目的基因不会转入动物体细胞中，B错误；种植转基因作物，可能通过花粉扩散而使野生植物获得新基因，从而影响野生植物的遗传多样性，C正确；导入转基因植物的外源基因有可能与感染转基因植物的某些根际微生物杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体，D正确。

【答案】　B

2．（2012·杭州检测）下列哪项不是转基因食物存在的安全隐患（　　）

A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质

B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原

C．某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫力

D．某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变

【解析】　转基因生物引发食物安全的主要理由如下：

对食物的安全性检测不够，担心出现滞后效应，担心出现新的过敏原，担心营养成分改变等。

因此A、B、D三项都属于转基因食物存在的安全隐患，只有C不是，它是基因在制药方面的应用。

【答案】　C

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

【解析】　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，目的是即使这种转基因进入人体或逃逸到外界，也会因大气压强过大，使其无法存活，从而避免造成基因污染。

【答案】　A

4．（2013·贵阳高二检测）下列关于转基因生物与环境安全的叙述错误的是（　　）

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

【解析】　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。

【答案】　B

5．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．转入的外源基因有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．转基因技术打破物种原有的界限，改变了生态系统中能量流动和物质循环

【解析】　转基因生物由于被赋予了某些特殊性状，增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力，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。

【答案】　C

6．（2012·长沙高二联考）自从1983年第一株转基因植物问世以来，已有数十种乃至上百种转基因植物在世界各地的实验室中诞生。

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．转基因植物的果实或其他部分作为食物可能会引起食用者产生不良反应

B．转基因植物可能与它们的近缘野生种发生自然杂交，从而破坏生态系统的稳定性

C．基因污染是一种不可以增殖的污染

D．为了防止转基因的扩散，在大面积种植时，必须在周围设置缓冲带作物

【解析】　食用转基因的食物时，可能会因外源基因产生的蛋白质使食用者不适而造成不良反应，A正确；转基因植物可能与自然物种杂交，从而危及生态系统的稳定性，B正确；在大面积种植转基因植物时，应在周围设置缓冲带作物以防转基因的扩散，D正确；基因污染是一种可增殖的污染，可通过繁殖而传递下去，C错误。

【答案】　C

7．人们对种植转基因农作物利弊有激烈的争论，假设正方认为种植转基因农作物对人类是有利的，反方认为种植转基因农作物是有潜在风险的。

下列观点中支持正方的是（　　）

A．转基因农作物会产生毒性蛋白或过敏蛋白

B．转基因农作物的扩散会威胁生物的多样性

C．推广种植抗虫棉可减少因农药使用对环境的污染

D．抗虫基因通过基因漂移而造成“基因污染”

【解析】　支持正方就是认为转基因作物对人类是有利的，A、B、D都是认为转基因作物对人类是不利的。

【答案】　C

8．有人说：

“转基因生物所转移的只是一两种自然界中已经存在的外源基因，它并不会改变生物原有的分类地位，充其量只能说是具有某种新特征的同一物种。

”上述说法中是否是“同一物种”，关键应该看转基因生物与原来的生物是否具有（　　）

A．生殖能力　　　　　B．地理隔离

C．生殖隔离D．能否杂交

【解析】　不同的物种之间存在着生殖隔离。

【答案】　C

9．所谓“实质性等同”是指（　　）

A．转基因农作物中的成分完全没有发生改变

B．转基因农作物中的部分成分没有发生改变

C．转基因农作