1、专题4生物技术的安全性和伦理问题4.1转基因生物的安全性知识点一 转基因成果令人叹为观止1转基因技术的开端1972年，美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功。2转基因的重要成果类型成果展示微生物方面制造出具有重要经济价值的各种重组微生物，如可以清除石油污染的假单胞杆菌；用DNA重组的微生物生产稀缺的生化药物，即基因制药。生物制药已成为21世纪的朝阳产业转基因动物方面转基因巨型小鼠，生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽，同时科学家还把转基因动物变成生物反应器转基因植物方面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【典题精练1】转基因技术就是对某一物种具有特殊
2、性状的基因进行分离，并把它转移到另一物种上，从而使另一物种具有组合基因，然而转基因技术也会带来负面影响，下列哪项可能不是由转基因生物带来的弊端()A对生物多样性的影响，如抗除草剂作物的产生会破坏农田的生物多样性B使近亲野生物种具有抗性基因，其可能会变成“超级杂草”C转基因生物加工成的食品带来食品污染D转基因生物的大规模繁殖导致生态入侵【解析】转基因技术主要是为了大量表达所转移的基因，以满足人类的需要。由于基因的表达产物一般为蛋白质，转基因食品进入人体内，其表达生成的蛋白质会被体内的消化酶分解，所以不可能带来食品污染。但由于基因有漂移现象，大量转基因生物的出现，会导致一些基因在生物界中自由漂移而
3、进入其他物种中，从而带来相应的弊端。【答案】C解题归纳 转基因生物安全性的相关概念(1)实质性等同：指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”。(2)滞后效应：转基因植物的DNA经过重组后，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质，可能会潜移默化地影响人的免疫系统，从而对人体健康造成隐性的伤害，食用者在过了若干年或者一两代之后，问题才显现出来。(3)基因污染：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中，成为后者基因的一部分。(4)外来入侵物种：指从自然分布区通过有意或无意的人类活动而被引入，在当地的自然或半自然生态系统中
4、形成了自我再生能力，给当地的生态系统或景观造成明显的损害或影响的物种。【典题精练2】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】解题关键是掌握转基因生物存在安全性的原因及危害，理解转基因技术的原理及过程等基础知识。A项，种植转基因作物(如抗虫棉)应与传统农业(如普通棉花)种植区隔离，否则传统农业种植区的产量会受到很大的影响；B项，目的基因的本质为DNA，动物食用后会将其消化分解成脱氧核苷酸，所以目的基
5、因不会转入动物体细胞中；C项，转基因作物可能由于目的基因通过花粉扩散而影响野生植物的遗传多样性；D项，导入转基因生物的目的基因有可能与感染转基因作物的某些细菌或病毒杂交，从而重组得到对人类或其他生物有害的病原体。【答案】B知识点二 对转基因生物安全性的争论1引发争论的原因(1)目前，对基因结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等方面了解有限。(2)转移的目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转基因生物与食物安全的争论3.转基因生物与生物安全的争论4.转基因生物与环境安全的争论对转基因生物的安全性问题的评价对于这个问题可从两方面进行评价：对人体的安全性和
6、对环境的安全性。与其他形式的环境污染不同，转基因植物和微生物的生长和繁殖可能使基因污染成为一种蔓延性的灾难，而且是不可逆转的。注意：由于外源基因的导入，转基因生物可能在生存、竞争能力等方面优于自然界中现存生物，类似于外来物种，有可能对当地的生态平衡造成破坏，所以要提高警惕。【典题精练3】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会造成二次污染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如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，这些物质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】抗虫棉固然可以减少农药的使用，但
7、外源基因可能会通过花粉逸散到近缘的其他植物中，从而造成基因污染。【答案】B解题归纳 引发生物安全性争论的技术原因(1)目前，对基因结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等方面了解有限。(2)转基因转移的目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。【典题精练4】下列有关生物技术安全性的叙述，错误的是()A生物技术既可造福人类，也能威胁社会B转基因生物带来的安全性问题主要包括食物安全、生物安全和环境安全C人们对转基因食品的担心，从某些实例来看并非是多余的D在严格控制和检验下培育的转基因生物绝对不会危害其他生物体的生存和环境【解析】生物技术的发展有其两面性，既能造福
8、人类，也能威胁社会；转基因生物的安全性问题包括三个方面：食物安全、生物安全和环境安全；转基因食品确实存在一定的问题，因此，人们对转基因食品的担心，从某些实例来看并非是多余的；在严格控制和检验下培育的转基因生物并不能保证不会危害其他生物体的生存和环境。【答案】D知识点三 理性看待转基因技术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，已经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要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，利用法律手段确保转基因生物的安全性。
9、4增强科学家的法制意识，提高科学家的科学研究道德水平。科学是一把双刃剑。某项科学技术是否真正有益于人类，关键在于人类如何对待和应用它，不能因为它存在不利因素就因噎废食。生物技术和原子能技术一样，既能造福人类，也可能带来灾难。“技术恐惧”的实质，是对错误运用技术的恐惧，而不是对技术本身的恐惧。【典题精练5】下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是()A我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上【解析】
10、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。但国际上并非大多数国家在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，A项正确、B项错误；目前对转基因生物安全性的争论主要集中在转基因食物的安全性和转基因生物对环境安全的影响上，但这些问题通过风险评估、预警跟踪和风险管理等措施是可以解决的，C、D项正确。【答案】B【典题精练6】20世纪90年代，乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家究其原因，发现是一种新的病毒引发的疾病，而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实有力地支持了下列哪一观点()A转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁到
11、生态系统中其他生物的生存B导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体C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，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”D抗虫棉能抵抗棉铃虫，但随着棉铃虫抗性的增强，抗虫棉有可能被淘汰【解析】由题干材料可知，这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的，说明两种病毒的基因可以重新组合，形成新的生物。而B项说明外源基因与某些细菌或病毒重组可形成新的生物。因此这一事实是对B项的有力支持。【答案】B一、选择题1一部分公众认为不必担心转基因食物的安全性，下面不是他们的观点的是(B)A“实质性等同”是
12、对转基因农作物安全性评价的起点，而不是终点B担心出现新的过敏原C多环节、严谨的安全性评价可以保证转基因食物的安全D转基因食物进入市场以来，未发现影响人体健康的实例解析：转基因植物特别是农作物在世界范围内被广泛种植，并被加工成一系列产品，因而引起公众的注意。认为不必担心其安全性的公众的观点是：从安全性评价的起点到终点是全程的、严谨的，是可以信赖的，而且没有足够的证据证明转基因食物有问题；担心出现新的过敏原是反对转基因食物的观点。2下列不是转基因食物潜在的安全隐患的是(C)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
13、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：转基因生物合成干扰素进入人体以增强人体的免疫力是转基因生物的优点，不是安全隐患。3为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是(B)A叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中B受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞C转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流D植物杂交的后代不会出现一定的性状分离解析：转基因植物与其他植物间主要通过花粉发生基因交流，若将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，将遵循
14、母系遗传特点，这样可避免目的基因转移到自然界中的其他生物而造成基因污染。4下列基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心的是(A)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运载体的标记基因可能指导合成有利于抗性进化的产物C目的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解析：三倍体鲤鱼是以四倍体鲤鱼为父本、二倍体鲤鱼为母本，进行人工授精，在2224 的恒温条件下培育而成的，其生长速度快、抗病力强、肉质鲜美、饲料系数低、耐低氧，具有显著的经济效益。由于三倍体鲤鱼完全不育，不能产生正常的生殖细胞，不能与正常鲤鱼杂交，所
15、以不可能造成基因污染。二、非选择题5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转入棉花植株并获得成功表达。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体细胞中，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)下列所示的黏性末端是由4种限制性核酸内切酶作用产生的。(2)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，即将目的基因导入受体细胞。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
16、接人工合成。(3)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质粒。(4)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DNA分子杂交技术；其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA；最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是抗原抗体杂交。(5)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？会影响食物安全，理由是什么？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(或不会影响食物安全_多环节、严谨的安全性评价；科学家
17、的负责态度可防止新过敏原出现；至今未发现转基因食物影响健康的实例等)。解析：(1)据图分析可知，限制性核酸内切酶的识别序列分别为GAATTC、CAATTG、GTTAAC、CTTAAG，共4种，由于酶具有专一性，故需4种不同的限制性核酸内切酶切割才能得到题中4种黏性末端；(2)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，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；(3)基因工程的操作工具中常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等；(4)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
18、杂交技术检测转基因生物的DNA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产生了蛋白质；(5)本题具有开放性，但要注意理由与观点的一致性。6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核糖体，合成的化合物还需要在内质网
19、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，这种变异在生物学上称为基因重组。(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？答案：(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)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？答案：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)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
20、明理由。答案：(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。)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)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。论坛1P891你会选择转基因食物
21、吗？提示答案合理即可。2上述双方的观点都是完全对立的吗？提示答案合理即可。3通过上网或查阅资料，了解我国为了保证转基因食物的安全性，都采取了哪些监控和预防措施。再对自己的观点进行深入思考，与同学进行讨论。答案(1)立法是监控农业转基因生物安全的有力措施。例如，中国已制定了农业生物基因工程安全管理实施办法(1996年)、转基因农产品安全管理临时措施(2002年)和农业转基因生物标识管理办法(2002年)等法规。请进入网站了解更多内容：http：/农业部，中国农业信息网行业网站(科技教育)农业科技信息网政策法规政策法规分类(5.转基因管理)。(2)多环节监控。转基因农作物研究、从实验室走向大田试验
22、各阶段，以及产品商品化都有相应法规或规定进行严格的监控，只有在每一阶段试验获得认可证书后，才可进入下一阶段。比如，大田试验就分为：中间试验阶段，种植面积不超过0.27 hm2(4亩)，范围不超过两省，每省不超过3个种植点，试验时限12年；环境释放阶段，种植面积可以扩大到0.272 hm2(430亩)，范围仍不超过两省，每省7个种植点，试验时限12年。这一阶段要考察外源基因会不会发生生物间转移，会不会对种植区周围动物、植物、土壤造成危害等；生产试验阶段，种植面积可扩大到20 hm2以上，范围仍为两省，试验点不超过5个。(3)安全评价内容具体而严格。食物安全性评价内容：营养成分是否改变，是否存在抗
23、营养因子，是否存在毒性、过敏性蛋白等。环境安全评价内容：转基因植物是否变得易得病，对周围植物有什么影响，是否可能变成杂草，会不会把外源基因转移给其他生物等。讨坛2P901上述双方的观点都有科学依据吗？2你能用一方的观点完全驳倒另一方的观点吗？3你认为，在生物科学如此发达的今天，出现这样激烈的争论，这一现象正常吗？为什么？4对于解决生物安全问题，你的观点是什么？你有什么建议吗？与同学展开讨论和交流。提示1.双方的观点都有一定的科学依据。2.不能。3.由于科学发展水平的限制，目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用等都了解得相当有限；再加上转移的基因虽然是功能已知的基因，但不少却是异种生物的基因，
24、同时，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，从而引发了人们关于生物安全的争论。4.答案合理即可。论坛3P911转基因生物会不会影响生态系统中原有的动态平衡？2转基因生物会不会加剧环境污染？会不会危害其他动植物生存或人体的健康？提示这两道题答案的基本点是一样的：可能性不大，但要提高警惕。这仅是一种可能性，争论的双方提出的不同见解都有一定的根据，不能断言谁是谁非，但是需要人们提高警惕，这是能为大家接受的共识。随着时间的推移，人们发现这类危险似乎不大，因为科学家转入的仅是有限的一种或几种基因；而转入的基因是否可能会对其他生物或环境造成危
25、害，都是经过认真分析、实践的，一旦发现有害后果，科学家就会停止实验；转基因生物从实验室到自然界释放，都要经过一系列安全评价、审批。此外，还有相关法规监控。但是，为了对公众健康负责、对社会负责，我们对于转基因生物可能影响生态系统中的原有动态平衡或者加剧环境污染，或者危害其他动植物、人体的健康的危险，仍要提高警惕。寻根问底P88你能举出两个外来物种入侵的实例吗？为什么外来物种入侵会造成严重的危害？提示(1)外来物种进入新的生态系统之后，由于没有天敌，极易造成生长失控，破坏生态系统的结构。比如，外来的植物疯长，可以对本地一年生和多年生植物的结构比例造成严重影响，通过对植被的生长和结构的影响，从而造成
26、物质循环和能量流动的改变。又如，外来的动物种类，由于它们的选择性觅食和破坏，也会造成物质循环和能量流动的改变。物质循环和能量流动的改变会对生态系统造成严重破坏，比如，有人将美洲食人鲳引入，这一入侵物种就可能会对当地生态系统造成长久性的破坏。(2)外来物种在新的生态系统中，通过与当地物种竞争营养或食物、分泌释放化学物质、形成大面积单优势群落等方式，直接影响本地物种的生存，加速某些生活力较弱的物种的消失。在全世界濒危植物名录中，大约有35%46%是由外来物种入侵所造成的。即入侵的外来物种可能会造成生物多样性减少。(3)外来物种进入新的生态系统后，作为掠夺者、寄生者或病原体，会使受害者和寄主的数量发生变化。尤其是外来物种在适宜的生态和气候条件下，往往会对当地的农业或林业带来严重的损害，即所谓的爆发生物灾害。(4)有些外来植物产生的花粉，是当地居民从未接触过的物质，从而可能成为对人类健康造成威胁的新过敏源。比如，日本引种的杉树，大面积栽种后，杉树产生的花粉已经成了日本人产生过敏反应的重要过敏源。又如豚草，它已在包括中国在内的许多国家泛滥成灾，而豚草的花粉是重要的过敏源。豚草花粉引起的过敏反应称为“枯草热”，它已给许多国家人民的身体健康带来了严重的危害。