第1節 身邊的生物科學
典型例題
【例1】轉基因技術已在多個領域得到應用。請舉例說明該技術的應用可能帶來的影響。
正面影響：
負面 影響：
【解析】轉基因技術和任何科學技術一樣，是一把雙刃劍，既有積極意義也有負面影響，我們應該合理地利用。正面影響：在醫藥衛生方面，生產轉基因藥品如胰島素、干擾素等治療疾病；在農業方面，生產轉基因植物，獲得高產、穩產、具有抗逆性等優良品質的農作物，在畜牧業方面，培育抗病能力、高產仔率、高產奶率和高質量皮毛的優良品種；在食品工業方面，爲人類開闢新的食物來源；在環境保護方面，進行環境監測和環境污染的治理等。負面影響：生產基因武器用於戰；製造“超人”，造成新的種族歧視；轉基因生物對生態安全的影響等。
【答案】見解析。
【例2】番茄在運輸和貯藏過程中，由於過早成熟而易腐爛。應用基因工程技術，通過抵制某些促進果實成熟的激素的合成能力，可 使番茄貯藏時間延長，培育成耐貯藏的番茄新品種，這種轉基因番茄已於1993年在美 國上市，請回答：
(1)促進果實成熟的重要激素是 。
(2)與雜交育種、誘變育種相比，通過轉基因技術來培育新品種的主要優點是 和 。
【解析】本題考查的知識有植物激素、轉基因技術（基因工程）的優點。植物激素有多種，目前公認的植物激素有生長素、赤黴素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯，其中乙烯的主要作用是促進果實的成熟，它在成熟的果實中含量較多。限制性內切酶、DNA連接酶、運載體是基因操作的三種重要工具。基因工程在農業方面的應用主要表現在兩個方面，一是獲得高產、穩產和具有優良品質的農作物，二是培育具有各種抗逆性的作物新品種。其主要優點一是定向地改造生物，從 根本上改變作物的特性，二是基因工程的轉基因技術克服了傳統育種方法無法克服的生物遠緣雜交無法實現的問題。
【答案】(1)乙烯 (2)定向改造生物 克服生物遠緣雜交的困難
基礎練習
1、我國是一個農業大國，在佔世界 的耕地上卻養活了佔世界 的人中，取得了舉世公認的成就。然而，由於 、 、和 等，我國糧食生產以及人民的生活環境正面臨着嚴峻的挑戰。
2、舉例說說現代農業生物技術的重要性。
3、隨着化學農藥產量和品種的逐年增加，害蟲的抗藥性也逐年增強，造成的危害很嚴重。如近年來棉鈴蟲在我國大面積爆發成災，造成的經濟損失每年達100億元以上。針對這種情況，我國科學工作者經過研究發現，一種生活在棉鈴蟲消化道內的蘇雲金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死，而毒蛋白對人畜無害。通過科技攻關，我國科學工作者已成功地將該毒蛋白基因導入棉花植株內並實現了表達。由於棉鈴蟲吃了“轉基因抗蟲棉”植株後就會死亡，所以抗蟲棉在近年推廣後，收到了很好的經濟效益。根據以上材料回答下列問題：
(1)害蟲抗藥性的增強是 的結果。
(2)“轉基因”抗蟲棉新品種的培育應用了 新技術。
（3）談談轉基因技術給人類帶來的影響。
能 力測試
1、科學家們經過多年的努力，創立了一種新興生物技術——基因工程，實施該工程的最終目的是 ( )
A．定向提取生物體的DNA分子
B．定向地對DNA分子進行人工“剪切”
C．在生 物體外對DNA分子進行改造
D．定向地改造生物的遺傳性狀
2、有關基因工程的成果及應用的說法正確的是( )
A．用基因工程方法培育的抗蟲植 物也能抗病毒
B．基因工程在畜牧業上應用的主要目的是培養體型巨 大、品質優良的動物
C．任何一種假單孢桿菌都能分解四種石油成分，所以假單孢桿菌是“超級菌”
D．基因工程在農業上的應用主要是培育高產、穩產、品質優良或具有抗逆性的農作物
3、我國科學工作者培育成的抗棉鈴蟲的轉基因抗蟲棉，其抗蟲基因來源於 ( )
A．普通棉的突變基因
B．棉鈴蟲變異形成的致死基因
C．寄生在棉鈴蟲體內的抗蟲基因
D．蘇雲金芽孢桿菌中的抗蟲基因
4、生物繁殖的本質是基因複製，人類正利用這一點進行基因工程，從而產生了基因污染。基因污染是指在天然的生物物種基因中摻進了人工重組的基因，這些外來基因可隨被污染生物的繁殖得到增殖，再隨被污染生物的傳播而發生擴散。根據以上敘述，下列對基因污染產生的原因表述不正確的一項是（ ）
A．基因工程間接導致了基因污染
B．基因工程是通過染色體重組發生基因交換，從而獲得生物的新性狀
C．基因工程對生物體作強制移植，完全打破了物種原有的屏障，破壞了生物原有的基因
D．人類在發展基因工程作物時，沒有充分考慮生物和環境影響的研究
5、對番茄的研究中發現，害蟲損傷番茄葉片後，葉上的細胞壁釋放 出一種類激素因子，這種物質通過細胞組織擴散到莖和其他葉片上，啓動了蛋白酶抑制劑的基因，開始高效合成蛋白酶抑制劑，並在莖葉中迅速積累，以對付害蟲的再次侵襲。蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，因此害蟲取食後，就會因無法消化食物而被殺死。
人們嘗試着將番茄的蛋白酶抑制劑基因導入玉米，讓玉米獲得與番茄相似的抗蟲性狀，以對付 異常猖獗的玉米螟(一種玉米害蟲)。試分析回答下列問題：
(1)番茄的蛋白酶抑制劑很可能是在莖葉細胞的__________________處合成的。
(2)番茄受害蟲侵襲後，能及時做出一系列反應，最終殺死害蟲，保護自身安全，這說明植物也具有_______________。
(3)將番茄的蛋白酶抑制基因成功地導入玉米內，使玉米形成新的性狀，這種變異屬於______________________ _。
(4)有人對食用這種轉基因玉米的安全性感到擔憂。你認爲這種擔憂有道理嗎?試以已學過的知識進行簡要的分析說明。
參考答案
基礎練習
1、7% 22% 人口的'迅速增長 資源短缺 環境惡化
2、①現代農業生物技術的發展爲解決糧食問題，爲現代農業的可持續發展注入了新的活力；②現代農業 技術的發展爲社會創造了明顯的經濟效益，全球轉基因作物的銷售額1995年爲7．5×108美元，2002年爲4．25×1010美元，8年間增長了約56倍，估計2005的士達6．0×1010美元，2010年將達到2．0×1011美元；③現代農業生物技術的發展也爲社會帶來了巨大的社會效益，抗逆轉基因作物的推廣在一定程度上使作物擺脫了土壤和氣候條件的限制，抗蟲、抗除草劑作物的應用則極大地提高了農作物的產量，減少了化學農藥對環境的污染和對人畜的危害，高維生素含量的轉基因作物將爲數億貧困人口的健康帶來福音。
3、（1）自然選擇（2）基因工程（或現代農業生物技術）（3）轉基因技術和任何科學技術一樣，是一把雙刃劍，既有積極意義也有負面影響，我們應該合理地利用。正面影響：在醫藥衛生方面，生產轉基因藥品如胰島素、干擾素等治療疾病；在農業方面，生產轉基因植物，獲得高產、穩產、具有抗逆性等優良品質的農作物，在畜牧業方面，培育抗病能力、高產仔率、高產奶率和高質量皮毛的優良品種；在食品工業方面，爲人類開闢新的食物來源；在環境保護方面，進行環境監測和環境污染的治理等。負面影響：生產基因武器用於戰；製造“超人”，造成新的種族歧視；轉基因生物對生態安全的影響等。
能力測試
1D 2D 3D 4B
5、(1)核糖體 (2)免疫功能 (3)基因重組 (4)①有道理 。這種轉基因玉米的果實(種子)中也可能含有蛋白酶抑制劑，食用後可能抑制人體消化酶的活性，使人無法對食物進行消化而出現病患。
②無必要。這種轉基因玉米的蛋白酶抑制劑主要集中在莖葉中，而人類食用的是其果實(種子)加工而成的食品，因此不會影響人體對食物的消化。
③無必要。因爲人與害蟲消化酶的結構是存在差異的，玉米的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，但對人很可能無影響。
④無必要。人類食用的通常是煮熟後的玉米食品，玉米蛋白酶抑制劑在高溫中已經被破壞，因此不會對人的消化造成不良影響。(或其他合理答案，有一項分析即可。)
