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4.1转基因生物的安全性学习目标：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，让它们的乳汁中富含某种营养物质、珍贵药物或人类所需要的蛋白质。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。二、对转基因生物安全性的争论1．食物安全观点存在安全问题不存在安全问题论据①反对“实质性等同”②可能出现滞后效应③可能出现新的过敏原④营养成分可能改变⑤侵犯宗教信仰或素食者的权益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物影响人体健康的实例2.生物安全观点存在生物安全问题不存在生物安全问题论据①可能变成野生种类或杂草①进入非种植区生命力很差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掉的“超级杂草”④可能成为“入侵的外来物种”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的条件和配套的种植技术3.环境安全(1)引起环境破坏的理由：①会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，可能产生有害的病原微生物。④转基因植物的花粉中含有的有毒蛋白或过敏蛋白可通过蜜蜂进入蜂蜜中，再经过食物链的传递，有可能进入其他动物和人体内。(2)不会引起环境安全问题的理由：①转基因生物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转基因农作物的种植，大大减少了农药的使用量。③抗除草剂农作物的种植，减轻了农田管理的负担，保护了农田土壤环境。④新闻报道不实，增加了公众对转基因农作物的恐惧感。三、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．法制建设：建立相应的法规，如我国1993年制定的《基因工程安全管理办法》和2002年颁布的《农业转基因生物标识管理办法》。3．增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。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。()(5)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。()(6)转基因生物可能会破坏生态平衡。()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。(5)√(6)√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。]3．下列支持转基因生物会引发生物安全性问题的是()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．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”D[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。]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．①②③B．①②④C．①③④D．②③④B[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．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。3．对转基因生物存在争论的原因是什么？提示：(1)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)转移来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。[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。3辨别“实质性等同”与“滞后效应”。①实质性等同是指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”。②滞后效应。a.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。b.转基因农作物所表达的某些蛋白质，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。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