师:各位同学,今天我们一起来学习高二生物人教版选择性必修三第四章第一节转基因产品的安全性。

  本节的学习目标有:一、关注转基因生物的安全性;二、举例说出关于转基因生物安全性问题的不同观点及论据,形成对待转基因生物安全性问题理性求实的态度。

  转基因产品的安全性已成为老百姓普遍关心的问题。在评价转基因技术之前,我们先来复习回顾一下。什么是转基因?什么是转基因生物?转基因技术所用的遗传学原理是什么?你所了解的转基因生物有哪些?

  转基因是指将某些生物的特定基因转移到另外一种生物体中,并表达出相应蛋白质或新性状的过程。转基因生物就是利用转基因技术获得的生物,其原理为跨物种的基因重组。转基因生物包括转基因动物、转基因植物、转基因微生物三大类。

  我们先看看转基因微生物的成果。比如,转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成,通过对啤酒酵母的菌种改良,缩短啤酒的发酵周期。用基因工程技术构建高产优质的基因工程菌来生产氨基酸,是目前工业化生产氨基酸的重要途径。用基因工程菌生产药物同样引人注目,开发成功的基因工程药物几乎涉及各种类型疾病的治疗,如获得某些疫苗、干扰素等。

  为什么对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛且取得实际应用成果最多的领域呢?主要有以下四个方面优点:一、生理结构和遗传物质简单;二、生长繁殖快;三、对环境因素敏感;四、容易进行遗传物质操作等。

  转基因动物也有许多成功例子。比如,科学家将生长激素基因、促生长激素释放激素基因等转入动物体内,培育出一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜;将某些抗病毒的基因导入动物体内,培育出抵抗相应病毒的动物新品种;建立某些人类疾病的转基因动物模型,通过模拟疾病的发生和发展,为研究该疾病的致病机制和开发药物提供依据,如转基因小鼠一型糖尿病模型、转基因小鼠原发性高血压模型等。

  在我国新冠疫苗研制时期,还成功构建了新冠转基因恒河猴,应用于药物筛选、疫苗评价灵长类动物模型,使疫苗和药物能进一步走向临床应用。

  转基因植物的研究成果同样令人兴奋。目前,科学家已经培育出大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物,如转基因耐储藏番茄,其原理是利用转基因技术显著抑制番茄中乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量。在转基因作物中,种植最多的是大豆和玉米,其次是棉花和油菜。我国批准发放了转基因棉花、番木瓜、水稻和玉米等作物的生产应用安全证书,批准发放了部分作物的进口安全证书,如转基因棉花、大豆、玉米、油菜、甜菜、番木瓜,进口的基本上是转基因棉花的纤维以及这几种作物在国外的直接加工产品,转基因作物发展迅速。

  截至2017年,全世界种植转基因作物的国家已达24个,种植面积排名前十的国家,面积都超过了10的6次方公顷,中国的种植面积位居第八。2017年全球转基因作物区域发展状况分析,前五大种植国美国、巴西、加拿大、阿根廷和印度转基因的种植面积达其农业面积的91.3%。转基因技术给这些国家带来了巨大的经济效益,为什么这些国家转基因技术的种植面积如此之高呢?结合两种转基因作物研究成果,思考转基因作物与传统作物种植相比有哪些优势呢?

  转基因技术无论是对农业生产还是生态环境都大有裨益。比如,转基因抗虫技术的使用,在抗虫农作物田中无需喷农药灭害虫,能够减少农药的使用,降低农药喷施过程中人畜中毒发生率,减轻环境污染。转基因耐除草剂作物,人们不用特意区分作物还是杂草,能够通过无人机无差别的施药,杂草死亡而转基因作物存活,从而实现大规模生产,降低生产成本,节省耕作时间。另外,抗盐碱、抗冻等转基因研究在一定程度上可以使农作物摆脱土壤和气候的限制,提高产量,大大缓解了饥饿和贫困。

  然而,在转基因成果带给人们喜悦的同时,对于转基因的反对声浪也在全球不断涌现。人们对转基因技术这种人为的跨物种基因转移持有更谨慎的态度。转基因是否会影响植物的代谢途径,进而使营养成分发生改变?是否会对人类产生有毒的蛋白质或新的过敏原?食用转基因食品是否会出现滞后效应,若干年以后才出现问题呢?通过近亲、杂交等自然过程转基因进入其他生物,是否可能产生重组病菌、重组病毒或超级杂草呢?进入自然环境后是否会使本地生物无法生存而损害生物多样性呢?由于种间关系可能改变,是否会干扰生态系统的稳定性,比如抗虫棉田中会不会出现一些物种被淘汰,而另外一些物种也进化出对抗虫棉的适应性?由此引发了人们对于食物安全、生物安全和环境安全的担忧。

  大家对这些观点都认同吗?能找到什么证据来支持或驳倒这些安全性观点呢?观点正确与否,我们不妨看一看科学家的实验论证。

  我们把要防治的对象,如棉花上的棉铃虫、水稻上的二化螟、玉米上的玉米螟等等统称为靶标害虫。在同一块转基因田里,会同时生存着许多不是靶标害虫的其他动物,我们把它们统称为非靶标生物,它们也会受到转入到植物中去的外源基因的影响。为了维护大自然中的生态平衡,我们要评价一下转基因作物的种植对它们的生存是否会带来危害。

  转基因工作者是根据国际上相关标准遴选具有代表性的、对害虫种群具有控制作用的、会接触到BT外源基因的、离靶标昆虫的亲缘关系较近的、在试验中易于室内饲养观察的生物物种作为指示种。然后通过对这些指示种的评价来推测转基因抗虫作物的种植对其他众多生物物种的安全性。先要根据它们的生活习性给它们配置营养可口的人工饲料。这些看上去一样的饲料其实有三种情况。

  第一种情况是正常的饲料,指示性生物吃了以后可以正常生长,专用名词叫空白对照组。第二种情况是在人工饲料中加入对测试的指示性生物有毒的东西,指示性生物吃了以后会有不良反应,甚至会导致死亡,专用名词叫阳性对照组。第三种情况是在人工饲料中加入BT外源基因,加入的浓度是实际可能接触到最大量的10倍以上,专用名词叫处理组,并按国家有关标准设置不同指示性生物每次测试的数量、重复数及时间长度。用科学的办法定期检查饲料中和动物体内是否有毒及其含量是多少,检查测试动物是否能取食到BT外源基因。

  在我国分布最广泛的中华草蛉是多种作物上重要的捕食性昆虫天敌。在抗虫转基因作物田中,中华草蛉幼虫会通过取食含BT外源基因的猎物而间接地摄取到BT外源基因。30天实验后,中国农科院植保所得出的风险评价是:中华草蛉成虫取食超过10倍于田间实际接触剂量的BT外源基因没有毒性。

  我们看到在关于转基因的生物安全问题上,含有抗虫转基因作物中的BT基因及其产物对其他生物无毒害作用。刚才的视频给了你什么启发?如何理性看待转基因技术?在对转基因安全性担忧时,最好的办法是如何去辨别这些关联的可靠性。结合教材,请填写以下内容,理性看待转基因技术需要以完备的相关科学知识为基础,即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程,最重要的是要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。

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《生物 选择性必修3 第4章 第1节 转基因产品的安全性 第1课时 逐字稿-5,477字 第5版》.docx
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