《转基因生物的安全性》教案2(人教版选修3)

专题4 4.1 转基因生物的安全性
一、教学目标
1.关注转基因生物的安全性问题，认同对生物技术安全性问题讨论的必要性。

2.举例说出对转基因生物安全性问题的不同观点及论据。

3.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。

二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）对转基因生物的安全性问题多层面、多角度的关注。

（2）运用生物学知识对不同观点的理由进行辨析和讨论。

2.教学难点
（1）从关注整个生物圈的和谐、稳定与发展的高度去审视转基因生物的安全性。

（2）了解有关转基因生物安全性问题争论背后复杂的政治、经济、宗教和伦理道德背景。

（3）保证课堂讨论、辩论会，以及社会调查的组织工作有序而有效地实施。

三、教学策略
1.将学生已有的知识和经验作为本节学习的切入点。

在学生通过专题1的学习对转基因技术及其成果有了较深入的了解之后，还可能对转基因技术的应用前景怀有不尽的畅想；同时，学生在社会生活中，也接触到了转基因产品，如来自转基因大豆的食用油、巧克力中的卵磷脂。

学生从媒体上也听到了一些对转基因产品安全性争论的意见，每个人都会有自己的一些疑虑和想法。

那么，对于转基因产品我们该如何看待？转基因产品安全性问题讨论的焦点是什么？人们心中的疑虑有多少是盲目的，有多少是有科学依据的呢？从这些问题出发，能够很自然地引起学生对转基因生物安全性的关注，同时，也点出了本专题学习的主题。

2.本节教学应主要采用讨论和交流的方式进行，在问题讨论、辩论会准备等活动中应充分发挥学生学习的自主性。

让学生在阅读教材的基础上，再从多种渠道收集相关信息，展开小组讨论、提出问题。

在理解教材相关内容的基础上，学生还可以提出个人经过选择、鉴别、整理而形成的观点和依据。

在讨论和辩论中，让这些信息得以运用和共享。

教师应鼓励学生充分发表自己的意见。

在本节的学习中，教材提供了学习的蓝本和思维的某些线索，教师发挥的是指导和评价的作用，特别是对学生有些不科学的想法要予以指正，对学生知识水平达不到的环节予以点拨。

3.从某种意义上说，主动参与的学习过程比单纯获得现成的结论更重要。

关于转基因生物安全性问题的讨论，不同于其他生物技术专题，因为其他生物技术专题的原理和技术都具有确定性的特点。

本节应注重于学习的过程，通过本节的学习，不仅引起学生对转基因生物安全性的关注，而且能以科学的态度予以思考，即对不同的观点能够运用生物学知识加以理解和辨析。

在态度取向上，正如教材所说“应该趋利避害，而不能因噎废食”──理性地看待转基因技术。

4.本节的最后，通过“理性地看待转基因技术”的学习，让学生认识到不能单纯从技术角度去理解人们对待转基因产品的态度，其中包含有复杂的政治、经济和文化的背景。

再通过对我国基因工程安全法规的学习，引导学生了解与转基因生物安全性相关的科学保障手段。

四、答案和提示
（一）正文中讨论题
【论坛1】
3.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？
答：（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： ［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：①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1～2年；②环境释放阶段，种植面积可以扩大到0.27～2 hm2 (4～30亩)，范围仍不超过两省，每省7个种植点，试验时限1～2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；③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。

【论坛3】
1.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。

（二）寻根问底
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。

五、知识拓展
1.为什么“实质性等同原则”只是转基因植物安全性评价的起点，而不是终点？
为了使本国基因工程产品能在国际贸易竞争中占据有利的地位，1992年5月底，美国政府宣布，只要基因工程产品中蛋白质组成与天然的一样，就没有必要再通过FDA（药物和食品管理局）批准，可以直接投放市场。

这一政策可以视为“实质性等同原则”的雏形。

这一政策，每年可以为美国生物技术公司增加数千万美元的收入，因此它极大地刺激了基因工程技术的发展。

2000年FAO/WHO（联合国粮农组织和世界卫生组织）对“实质性等同（substantial equivalence）原则”做这样的定义：实质性等同是指转基因生物与自然存在的传统生物在相同条件下进行性状表现的比较。

比较的内容包括生理性状、分子特征、营养成分、毒素含量和过敏源等是否具有等同性。

如果实质上是相同的，就应该将转基因生物与传统生物同样对待，视为安全。

上述实质性等同是一种动态比较过程，在这之后还要进行转基因植物安全性评价，它是指“依据导入基因的目的意图和固有性状、意外效果作出检测和评估，然后与传统植物进行比较”。

美国FDA采用了二步评价法。

第一步对目的基因及相应产物作出评价，它是反映外源基因及产物的安全性；第二步，对接受外源基因植物所出现的意外性状进行评价，它是反映该植物的属性。

2.何谓外来物种入侵？
外来物种入侵是指有意或无意的人类活动，将某物种从一个地区引入其他地区，给当地的生态系统和社会经济造成明显的损害。

什么是有意或无意的人类活动呢？
（1）由于农、林、牧、渔业生产，生态环境建设，生态保护等需要，而有意地引进的物种。

它包括对牧草、饲料、蔬菜、观赏动植物、药用植物、绿化植物等的引种。

（2）随着贸易、旅游、运输等人类活动而无意间传入的物种。

3.在中国，入侵的外来物种有多少？入侵的外来物种都给中国等国家造成了多大的危害？（1）中国外来物种的数量有多少？
统计资料表明，从20世纪90年代中期至今，对中国农业和林业带来危害的外来植物至少有58种，外来动物约40种。

此外，还有一些外来微生物。

（2）入侵的外来物种对中国经济造成多大损失？
据统计，外来物种入侵每年至少给中国经济造成574亿元人民币损失。

近年来，侵入中国的外来动物中，松材线虫、湿地松粉蚧、美国白蛾等，每年危害面积已达15×105 hm2；稻象甲、非洲大蜗牛、美洲斑潜蝇等每年危害面积已超过14×105 hm2，中国每年仅花在防治美洲斑潜蝇上就高达4.5亿元人民币；而入侵的外来植物，如豚草、飞机草、水葫芦、大米草等还在中国肆意蔓延,新的、危险的外来物种仍在进入中国。

（3）入侵的外来物种对其他国家造成多大危害？
据统计，现在由于外来物种入侵，已使南非每年损失800亿美元，印度每年损失1 300亿美元，美国每年损失1 380亿美元。

在美国，有害生物中有近50%是外来物种。

4.中国为控制外来物种入侵制定了什么样的法规？
为了规范物种引入，严防外来物种入侵，中国已制定了相应的法规。

例如，在《全国生态环境保护纲要》中明确提出，对引进外来物种必须进行风险评估，加强进口检疫工作，防止国外有害物种进入国内。

引种至少要经过5代小规模实验，否则不能说明问题。

5.中国转基因农作物研究状况如何？已有多少种转基因农作物商品化？
据中国生物工程研发中心2002年报告，截止到2001年，中国应用遗传转化技术，已培育成功100多种转基因植物，而且已获准释放到自然界的植物就有60多种，涉及10种农作物。

科学家已培育出转基因水稻113个品系，其中84个品系已进入环境释放阶段，2个品系进入示范阶段。

抗大豆食心虫的转基因大豆将进入农田；36个新的抗虫自交系，2个抗虫高产优质新组合的转基因玉米，已在6个省组合示范。

此外，科学家还培育成了抗赤霉病小麦、抗白粉病小麦、抗黄矮病小麦、抗白叶枯病水稻、高效抗虫水稻等新品种。

可以预计，全新性状的农作物还将大量涌现，比如将木醋杆菌纤维合成酶基因转入陆地棉，期望能得到高强度、长纤维的棉花；用转基因技术改良或制作具有特殊营养价值的食物和作为饲料的农作物等。

在中国，已获准进行商品化生产的转基因植物有番茄、棉花、甜椒和矮牵牛四种，其中抗虫棉就有12个品种。

6.各国为转基因产品贴标识的政策都有哪些差异？
为转基因产品贴标识的政策大致可以分为两大类。

一类是以美国为代表的国家，它们认为给转基因产品贴上标识并不能向消费者提供有意义的信息，因此，美国的法律至今都不要求给转基因产品贴上标识，除非该产品中的成分和营养价值发生了显著的变化。

但是，它们允许厂家对不含转基因成分的产品自愿贴上标识，即在食品包装上贴上：本产品不含转基因成分，以便为消费者提供自由选择的机会。

另一类是以中国、韩国、西欧等为代表，与美国的做法相反，要求对转基因产品加贴标识，以满足消费者购买产品的知情权和选择权。

例如，2002年，中国农业部代表中国政府颁布了《农业转基因生物标识管理办法》，该管理办法自2002年3月20日起开始执行。

办法规定见本节教科书中“生物技术资料卡”。

除此之外还规定，第一批实施标识管理的农业转基因生物包括5大类17种产品：大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕；玉米种子、玉米、玉米油、玉米粉；油菜种子、油菜子、油菜子油、油菜子粕；棉花种子；番茄种子、鲜番茄、番茄酱。

未标识和不按规定标识的，不得进口或销售，同时要按危害程度对农业转基因生物进行分级。

标识化，是赋予了中国公民对转基因生物、加工产品或含有转基因成分产品的知情权和选择权。

对于市场上转基因生物及其产品没有做标识的，公众可以向卫生、工商等职能部门举报，查证核实后，对违反本管理办法者，有关部门要没收非法销售产品和违法所得，并处以一万元以上五万元以下的罚款。

《转基因生物的安全性》的教学设计
［引入］
可分以下三步进行。

1.让学生看课本中本专题的题图照片，了解“伦理”的基本含义。

提出问题：“人类应用转基因技术创造出物种的某些新性状，是不是打开了潘多拉盒子？”
2.看收集的新闻图片：随着现代生物技术的发展，它所引发的社会争论已经走进我们的生活。

“你知道有哪些关于生物技术的争论？”──学生做简要的表述。

3.教师进行总结及观点渗透。

其实，在DNA重组技术诞生之初，伯格（P. Berg）教授就已经敏锐地意识到这种技术潜在的影响力。

作为一名有强烈社会责任感的科学家，他写信给美国国家科学院建议将重组DNA
的研究工作先冻结一年，以便让科学家们有时间讨论这项技术的安全性。

而今天，一些新闻媒体和某些科学家的过激倾向已经给生命科学的发展带来很大的负面压力。

作为一名科学家，或者作为一名普通民众的我们，对于生物技术带来的安全性和伦理问题，究竟该采取怎样的态度？
正如教材所说，作为科学家，除了“要对自己的科学研究行为负责之外，还应该对社会负责”；而作为普通民众，有义务接受正确的科学知识、理性地参与讨论，为国家的立法提供基础。

将来，如果你成了一名科学家，要做伯格那样有社会责任感的科学家；作为一名普通民众，也要做一个有科学素养的理性的民众。

希望通过本专题的学习，我们能够达到上述的目标。

引出第一节的学习内容──“让我们首先来关注争论较多的转基因生物的安全性问题。

”
1.1 转基因生物的安全性
转基因成果令人叹为观止
［复习］通过前面的学习，同学们回忆──什么是转基因生物？（学生简要回答）
［讨论］1.我们身边的转基因产品有哪些？（由学生列举转基因食品，或用转基因原料加工而成的产品）。

2.转基因产品为我们解决了哪些问题？（结合教材，在转基因微生物制药、转基因动物、转基因植物等方面举例说明。

让学生查阅教材中列举的几组数字。

特别指出在解决粮食问题方面，转基因技术功不可没。

）
转基因生物安全性的争论
［引入］提问一：转基因生物安全吗？有人说“Yes”，有人说“No”，在你的内心，对转基因生物的安全性有哪些想法呢？（让学生梗概谈谈个人的观点，不急于肯定和否定，一些问题在以后的学习中逐渐解决，要注意把问题留给学生。

）
提问二：关于安全性的争论可以归纳为几个方面？（引导学生归纳：对人体健康的影响；食物的安全对生物圈中其他生物的影响；生物安全对生物圈中生态环境的影响。

）
这一节课，我们先来讨论食物安全的问题。

争论一：食物安全
［问题讨论］且不说转基因食物，就普通的食物而言，食物带给人体的不安全可能有哪些呢？学生发表意见。

［自主学习］
学习内容：关于转基因食物安全性的两种观点的理由。

学习要求：1.指出两种观点争论的主要焦点是什么？
2.理解每一项理由的含义。

学习方式：先阅读教材，然后分组讨论。

完成学习要求1。

把对每项理由中不理解的内容表述提出来，通过讨论增进理解，初步完成学习要求2。

汇总本小组不能解决的问题。

［集中讨论］
关于要求1：由学生总结出──焦点主要是：关于“实质性等同”的分歧；“毒性蛋白是否存在”；“是否出现新的过敏源”等。

关于要求2：首先让每个小组上交暂不能解决的问题。

然后公布主要问题，在全班范围内展开讨论。

教师对学生错误的阐述要及时予以质疑，指出问题所在。

最后，可能还有一些不能解决的问题（包括学生没有提出来，但需要进一步去学习的问题），例如，“实质性等同”提出的背景是什么？什么是过敏反应？普通生物体内有没有外源基因的插入？转基因食品的营养成分有什么改变（收集具体的产品范例）？等等。

这些问题要依靠同学们课下查阅资料来解决。

［布置活动］
下一节课，我们举行辩论会，请同学们看教材中相应的要求。

提示：1.对上述那些没有解决的问题进行深入地了解和学习，正是获取辩论资料的过程。

2.确定正反方的两位组长，尽快招募组员，每一方的同学发挥团队精神，共同收集资料解决问题，佐证己方的观点。

3.不仅要从普通民众的角度考虑问题，还要从科学家、政府官员等其他不同社会角色的角度去丰富辩论的依据和观点。

教师：“话不说不明，理不辩不清。

”──关于转基因食物安全性的争论，期待同学们能够带来一场精彩的科学辩论。

《转基因生物的安全性》的教学设计
［引入］
可分以下三步进行。

1.让学生看课本中本专题的题图照片，了解“伦理”的基本含义。

提出问题：“人类应用转基因技术创造出物种的某些新性状，是不是打开了潘多拉盒子？”
2.看收集的新闻图片：随着现代生物技术的发展，它所引发的社会争论已经走进我们的生活。

“你知道有哪些关于生物技术的争论？”──学生做简要的表述。

3.教师进行总结及观点渗透。

其实，在DNA重组技术诞生之初，伯格（P. Berg）教授就已经敏锐地意识到这种技术潜在的影响力。

作为一名有强烈社会责任感的科学家，他写信给美国国家科学院建议将重组DNA的研究工作先冻结一年，以便让科学家们有时间讨论这项技术的安全性。

而今天，一些新闻媒体和某些科学家的过激倾向已经给生命科学的发展带来很大的负面压力。

作为一名科学家，或者作为一名普通民众的我们，对于生物技术带来的安全性和伦理问题，究竟该采取怎样的态度？
正如教材所说，作为科学家，除了“要对自己的科学研究行为负责之外，还应该对社会负责”；而作为普通民众，有义务接受正确的科学知识、理性地参与讨论，为国家的立法提供基础。

将来，如果你成了一名科学家，要做伯格那样有社会责任感的科学家；作为一名普通民众，也要做一个有科学素养的理性的民众。

希望通过本专题的学习，我们能够达到上述的目标。

引出第一节的学习内容──“让我们首先来关注争论较多的转基因生物的安全性问题。

”
1.1 转基因生物的安全性
转基因成果令人叹为观止
［复习］通过前面的学习，同学们回忆──什么是转基因生物？（学生简要回答）
［讨论］1.我们身边的转基因产品有哪些？（由学生列举转基因食品，或用转基因原料加工而成的产品）。

2.转基因产品为我们解决了哪些问题？（结合教材，在转基因微生物制药、转基因动物、转基因植物等方面举例说明。

让学生查阅教材中列举的几组数字。

特别指出在解决粮食问题方面，转基因技术功不可没。

）
转基因生物安全性的争论
［引入］提问一：转基因生物安全吗？有人说“Yes”，有人说“No”，在你的内心，对转基因生物的安全性有哪些想法呢？（让学生梗概谈谈个人的观点，不急于肯定和否定，一些问题在以后的学习中逐渐解决，要注意把问题留给学生。

）
提问二：关于安全性的争论可以归纳为几个方面？（引导学生归纳：对人体健康的影响；食物的安全对生物圈中其他生物的影响；生物安全对生物圈中生态环境的影响。

）
这一节课，我们先来讨论食物安全的问题。

争论一：食物安全
［问题讨论］且不说转基因食物，就普通的食物而言，食物带给人体的不安全可能有哪
些呢？学生发表意见。

［自主学习］
学习内容：关于转基因食物安全性的两种观点的理由。

学习要求：1.指出两种观点争论的主要焦点是什么？
2.理解每一项理由的含义。

学习方式：先阅读教材，然后分组讨论。

完成学习要求1。

把对每项理由中不理解的内容表述提出来，通过讨论增进理解，初步完成学习要求2。

汇总本小组不能解决的问题。

［集中讨论］
关于要求1：由学生总结出──焦点主要是：关于“实质性等同”的分歧；“毒性蛋白是否存在”；“是否出现新的过敏源”等。

关于要求2：首先让每个小组上交暂不能解决的问题。

然后公布主要问题，在全班范围内展开讨论。

教师对学生错误的阐述要及时予以质疑，指出问题所在。

最后，可能还有一些不能解决的问题（包括学生没有提出来，但需要进一步去学习的问题），例如，“实质性等同”提出的背景是什么？什么是过敏反应？普通生物体内有没有外源基因的插入？转基因食品的营养成分有什么改变（收集具体的产品范例）？等等。

这些问题要依靠同学们课下查阅资料来解决。

［布置活动］
下一节课，我们举行辩论会，请同学们看教材中相应的要求。

提示：1.对上述那些没有解决的问题进行深入地了解和学习，正是获取辩论资料的过程。

2.确定正反方的两位组长，尽快招募组员，每一方的同学发挥团队精神，共同收集资料解决问题，佐证己方的观点。

3.不仅要从普通民众的角度考虑问题，还要从科学家、政府官员等其他不同社会角色的角度去丰富辩论的依据和观点。

教师：“话不说不明，理不辩不清。

”──关于转基因食物安全性的争论，期待同学们能够带来一场精彩的科学辩论。