2017_2018学年高中生物专题归纳提升4转基因生物的安全性与生态农业教案浙科版选修3.docx

转基因生物的安全性与生态农业转基因生物的安全性问题1.对于转基因生物，公众在食物安全、生物安全和环境安全三个方面产生了争论。食物安全主要是指公众担心转基因生物会产生毒性蛋白或过敏蛋白；生物安全是指担心转基因生物可能会影响到生物多样性；环境安全是指转基因生物可能对环境造成新的污染和破坏。2发生的可能性不大，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害，都经过认真分析、实践，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估、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生存或人体健康的危险，仍要提高警惕。基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心下列哪一问题()A三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交，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【解析】三倍体转基因鲤鱼不能与正常鲤鱼杂交，即使能产生后代也是不育的，不会导致自然种群被淘汰。【答案】A基因、基因工程、基因武器1.基因(1)概念：现代生物学中把DNA中能控制生物性状的功能结构单位称为基因。(2)功能：(3)真核生物的基因与DNA、染色体、性状的关系2基因工程(1)概念：利用生物的遗传特性，用类似工程设计的方法，把不同生物的基因从生物体内取出，在体外进行切割、组合、拼接，然后再将经过人工重新组合的基因放入生物体内，使遗传特性重新组合，创造更适合人类需要的新生物类型的技术。(2)功能：培育人类所需要的新生物品种和药物。(3)实质：基因重组。3基因武器(1)概念：运用基因工程技术，通过基因重组，人为地改变致病微生物的遗传基因，培养出新的危害性更大的生物战剂，这种生物战剂就称为基因武器。(2)功能：在军事上的运用。(3)危害：对人类的威胁远远超出人们的想象，被称为“世界末日武器”。据报道，通过基因工程技术研制的某种剧毒物质，万分之一毫克就能毒死100只猫，20克就足以致50亿人死亡。2001年，美国“911”事件后，又发生了炭疽杆菌事件，给美国人民造成了极大的恐慌。试根据这一事件完成下列问题：(1)炭疽杆菌是_，采用_生殖。(2)炭疽杆菌是生物武器之一，不过现在有的人通过转基因技术把_改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。它的危害要比炭疽杆菌的危害大，原因是_。【解析】本题主要考查通过基因工程改造的致病菌用作生物武器的危害。【答案】(1)原核生物分裂(无性)(2)蜡状杆菌人类从来没有接触过该致病菌，而且无药可医生态农业1.生态农业的概念生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。2生态农业的基本原理生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础。我们知道，生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。而食物链则是生态系统能量流动和物质循环的主要渠道，因此食物链既是一条能量转换链，又是一条物质传递链，从经济上看还是一条增值链。因此，遵循这一原理，就可以合理设计食物链，充分利用当地自然资源，利用动物、植物和微生物之间的相互依存关系，使生态系统中的物质和能量分层次地充分利用，使生产一种产品时产生的有机废物成为生产另一种产品的投入，也就是实现无废物生产，提供尽可能多的洁净产品。既充分有效利用机械设备、化肥、农药，又减少环境污染。3生态农业的特点生态农业可以实现对物质和能量的多级利用，减少对能源和资源的消耗，减少环境污染。具体优点突出表现在：(1)减少化肥使用量，降低农业投入。(2)收获多种产品，增加经济效益。(3)净化环境，降低人和家畜的发病率。4生态农业的设计主要从空间、时间和食物链等几方面去考虑，我们仅从空间方面做简单介绍。空间方面：包括“平面空间”和“垂直空间”。(1)“平面空间”：在一定的区域内，确定各种农作物的种类和各种农业产业所占的比例及分布区域，是比较宏观的，即农业区域规划或农业规划布局。(2)“垂直空间”：利用生态学的原理，将不同的种群科学地组合成复合生产系统，达到最充分、最合理地利用环境资源的目的。可以微观地解决一个比较小的范围内的生态组合，例如一片稻田、一个庭院、一座小山、一个池塘等。在一片农田中应该从地上和地下两个方面科学搭配。地上部分包括不同作物在不同层次空间上茎、叶的配置，以最大限度地利用光、热、水、气等自然资源。地下部分是要使不同农作物的根系分布在不同的土层中，以便更好地利用土壤中的矿质元素。我国南方的桑基鱼塘就是人工建立的高产、稳产的生态农业系统。“四位一体”(人居种植养殖沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题。(1)图中有几条食物链？_。沼气的产生依赖该生态系统中的成分是_。(2)该生态系统中能量能否循环利用？_。(3)“四位一体”应用了_等原理，与自然生态系统相比，它的抵抗力稳定性_(高/低)。(4)举例说明“四位一体”农业有哪些生态效益？【解析】该生态系统是运用了物质循环再生、能量多级利用等原理建立起来的。其生产者是蔬菜，消费者是人、猪，因此，食物链只有两条。这样的生态系统与自然生态系统相比，抵抗力稳定性自然低得多。能量的利用特点是单向流动，逐级递减。【答案】(1)两条分解者(2)不能(3)物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学低(4)使用清洁、高效的沼气，减少对薪柴的砍伐量，有利于植被保护和水土保持；人、畜粪便的无害化处理，改善农村卫生条件；沼渣、沼液的合理利用，提高了土壤肥力，从而减少化肥用量；减少农药用量，有利于环境保护。1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】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都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，但这些通过风险评估、预警跟踪和风险管理等都是可以解决的，C、D两项正确。【答案】B2运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来。科学家计划在海水中大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。与矿物柴油相比，使用这种“生物柴油”的优点是()可再生不显著增加碳排放不排放含硫废气不会对生态环境造成负面影响AB CD【解析】转基因生物柴油来自“工程硅藻”，其成分是脂质，与矿物柴油比较，优点是：可再生，不显著增加碳排放，不会排放含硫废气，减少环境污染。对生态环境是否造成负面影响还不确定。【答案】A3虽然人们知道基因和疾病之间存在一定联系，但有些人仍然反对进行基因检测。下列哪项不是这些人反对基因检测的原因()A基因检测可能破坏自身的基因结构B存在某种致病基因并不意味着一定患病C有些遗传病即使检测出，也不能得到有效治疗D检测结果可能会给受检测的人带来心理压力【解析】【答案】A4若转基因技术被滥用，不属于恐怖组织行为的是()A把蜡状杆菌通过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样的致病菌B把炭疽杆菌基因通过转基因技术重组到人体内，使人具有免疫力C将流感病毒基因改造，只会使具有某种易感基因的人群感染，而其他人却不易感染D将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起【解析】若转基因技术被恐怖组织滥用，就会将具有致病力强的细菌、病毒的基因拼接在一起，使其加快散播。B项技术属于基因疫苗的应用，对人类是有利的。【答案】B5在对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物质能通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动蛋白酶抑制剂的基因后，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。试分析回答下列问题：(1)将番茄的蛋白酶抑制剂基因截取及连接到玉米的DNA中用到的酶分别是_、_。(2)若检测转入的蛋白酶抑制剂基因是否转录，应采用_法，若检测蛋白酶抑制剂基因是否翻译，应采用_法。(3)将番茄的蛋白酶抑制剂基因转入玉米细胞时，最常采用的方法是_，除此之外还有_和_等。(4)能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？说明理由。(5)有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧，你认为这种担忧有道理吗？试用学过的知识进行简要的分析说明。【解析】(1)目的基因用限制性核酸内切酶切取，然后在DNA连接酶的作用下与受体DNA相结合。(2)目的基因是否转录，可采用DNAmRNA分子杂交法；检测mRNA是否翻译成蛋白质可采用抗原抗体杂交法。(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，除此之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。(4)玉米获得的抗虫性状，仅对玉米螟有效，对于其他害虫并无抗性，所以仅起到一定的生态效益，还要防治其他害虫。(5)转基因玉米的安全性问题具有两面性，可能存在问题，如干扰人体消化系统；也可能没必要担忧，因人类与害虫的消化酶存在差异，或目的基因表达的蛋白酶抑制剂在玉米煮熟后结构被破坏，不会对人的消化造成影响。本题具有开放性，回答时要结合所学知识，深入分析。【答案】(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)DNAmRNA分子杂交抗原抗体杂交(3)农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法(4)不赞成。转基因玉米能抵抗玉米螟，但并不能抵抗所有的害虫。(5)有道理。这种转基因玉米的果实中含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而患病。没必要。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人可能无影响。没必要。通常人类食用的是煮熟后的玉米食品，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂在高温下已经破坏，因此不会对人的消化造成不良影响。6池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如图)。请回答下列问题。(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性_。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为_。(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有_。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的_，有效减少水体中的N、P等含量。(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有_、_。(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为_。(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过_、_进行调控。【解析】(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘由于生物种类少，营养结构简单，故抵抗力稳定性低而恢复力稳定性高。严重的富营养化使池塘生物死亡不断加剧的过程是正反馈的典型例子，正反馈使生态系统偏离稳态。(2)生态工程的主要任务是对生态环境的恢复，从图中看，该养殖系统增加的生态工程设施有生态塘和潜流湿地。水生植物可以对N、P进行吸收，而滤食动物可直接以藻类为食，这都可有效减少