【典例】(2019·滁州模拟)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,这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上,启动了蛋白酶抑制剂的基因,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)番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎、叶细胞的_______________处合成的。
(2)将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内,使玉米形成新的性状,这种变异类型属于_______________。
(3)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:____________________________________。
(4)有人为食用这种转基因玉米的安全性感到担忧,你认为这种担忧有必要吗?试以学过的知识进行简要的分析说明:____________________________________。
【解题指南】解答本题需明确两方面:
(1)蛋白酶抑制剂的化学成分是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体。
(2)“将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米”是控制不同性状的基因的重新组合,属于基因重组。
【解析】(1)番茄的蛋白酶抑制剂属于蛋白质,很可能是在茎、叶细胞的核糖体处合成的。
(2)玉米获得了外源基因,产生了新的性状,应属于基因重组。
(3)玉米获得的抗虫性状,仅对这类具有相同消化酶的害虫有效,对于其他种类害虫无抗性,所以仅起到一定的生态效益,还要防治其他害虫。
(4)转基因抗虫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经玉米煮熟后结构破坏,不会对人的消化造成影响。
答案:(1)核糖体 (2)基因重组 (3)不赞成。这种转基因玉米能抵抗玉米螟,并不能抵抗所有的害虫
(4)可以从以下三个方面考虑:①有必要。这种转基因玉米的果实中可能含有蛋白酶抑制剂,食用后可能抑制人体消化酶的活性,使人因无法对食物进行消化而患病
②没必要。因为人与害虫消化酶的结构存在差异,玉米的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,但对人无影响
③没必要。人类食用的通常是煮熟后的玉米食品,玉米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