1、基因工程的應用及其利弊第一頁，共四十四頁。一、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應用 哪些轉基因作物已進入大規(guī)模商業(yè)化應用?轉基因大豆、玉米、棉花和油菜植物基因工程技術主要用于哪些方面?抗蟲轉基因植物抗病轉基因植物抗逆轉基因植物利用轉基因改良作物品質(zhì)，提高產(chǎn)量第二頁，共四十四頁?？瓜x轉基因植物方法：目的基因：從某些生物中分離出具有殺蟲活性的基因，將其導入作物中，使其具有抗蟲性蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等成果：轉基因抗蟲棉；轉基因抗蟲水稻等。第三頁，共四十四頁。轉基因抗蟲水稻（綠色植株）與對照（黃色枯萎植株）抗蟲棉（左）和普通棉（右） 第四頁，共四十四頁。第五頁，共四十四頁。目的基因病毒

2、外殼蛋白基因病毒的復制酶基因成果：抗煙草花葉病毒的轉基因煙草抗病毒的轉基因小麥等?？共∞D基因植物抗病毒基因：抗毒素合成基因抗真菌基因：引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和細菌第六頁，共四十四頁。哪些環(huán)境條件會造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？抗逆基因調(diào)節(jié)滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因調(diào)節(jié)細胞滲透壓，使植物抗干旱、抗鹽堿使植物抗寒使植物抗除草劑抗逆轉基因植物第七頁，共四十四頁。成果：A.利用調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因，提高作物抗旱和抗鹽堿能力；B.將魚的抗凍蛋白基因轉入番茄，提高番茄的抗凍能力。C.將抗除草劑基因導入農(nóng)作物中，在噴灑除草劑時，殺死雜草而不殺死農(nóng)作物。第八頁，共四十四頁。利用轉基因改良農(nóng)作

3、物品質(zhì)，提高產(chǎn)量金米將有關胡蘿卜素合成酶的基因導入水稻細胞中，并誘導它們在水稻細胞中得以表達，是水稻中的雙香葉素二磷酸轉化成胡蘿卜素。第九頁，共四十四頁?；蚬こ趟幬锘蛑委煻?基因工程在醫(yī)學上的應用第十頁，共四十四頁。在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素等直接從生物體的哪些結構中提取？從生物的組織、細胞或血液中提取。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點:由于受原料來源的限制，價格十分昂貴。可利用什么方法來解決上述問題？利用基因工程方法制造工程菌和轉基因動物，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。1. 基因工程藥物第十一頁，共四十四頁。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100

4、kg胰腺只能提取45g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價格昂貴，遠不能滿足社會需要。1979年，科學家將動物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實現(xiàn)了表達?；蚬こ趟幤?胰島素第十二頁，共四十四頁。 干擾素是病毒侵入細胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外對治療某些癌癥和白血病也有一定療效。 傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。 基因工程藥品 干擾素第十三頁，共四十四頁。 治療侏儒癥的唯一方法，是注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素需解剖尸體，從大腦的底部摘取

5、垂體，并從中提取生長激素。 現(xiàn)利用基因工程方法，將人的生長激素基因導入大腸桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。 人們從 450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。 基因工程藥品 生長激素目前我國生產(chǎn)的基因工程藥物有胰島素、干擾素、乙肝疫苗等。第十四頁，共四十四頁。乳腺生物反應器：指以轉基因雌性動物個體的乳腺分泌乳汁來生產(chǎn)所需藥品。利用轉基因動物生產(chǎn)藥物 乳腺生物反應器藥用蛋白基因目的基因：用途：多肽類藥物、基因工程疫苗、抗體、酶制劑第十五頁，共四十四頁。操作過程：獲取目的基因（藥用蛋白基因）構建基因表達載體（藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組）顯微注射（哺乳動物

6、受精卵中）形成胚胎將胚胎送入母體動物發(fā)育成轉基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性動物個體中，轉入的基因才能表達）動物進入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的藥物）優(yōu)點：產(chǎn)量高；質(zhì)量好成本低；易提取第十六頁，共四十四頁。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達場所？（1）乳腺是一個外分泌腺器官，乳汁不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影響基因動物本身的生理代謝反應（2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性（3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉基因動物又可大量繁殖知識拓展第十七頁，共四十四頁。2. 基因治療將正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕蛲ㄟ^一定方式導入靶細胞內(nèi)，可

7、以糾正基因缺陷而達到治療疾病的目的。這是治療遺傳病的最有效的手段。策略主要有基因置換、基因修復、基因增補、基因失活。18第十八頁，共四十四頁。農(nóng)業(yè)上醫(yī)學上抗蟲轉基因植物抗病轉基因植物抗逆轉基因植物改良作物品質(zhì)、提高作物產(chǎn)量基因工程藥物基因治療基因工程應用工程菌乳腺生物反應器第十九頁，共四十四頁。轉基因食品的利與弊第二十頁，共四十四頁。1.轉基因食品的定義2.起源3.有利的一面4.弊端5.安全性評價6.轉基因食品的發(fā)展7.個人觀點第二十一頁，共四十四頁。轉基因食品的定義 轉基因食品（Genetically Modified Foods，GMF）是指利用現(xiàn)代分子生物技術，將某些生物的基因轉移到其他

8、物種中去，改造生物的遺傳物質(zhì)，使其在形狀、營養(yǎng)品質(zhì)、消費品質(zhì)等方面向人們所需要的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或為原料加工生產(chǎn)的食品就是“轉基因食品”。轉基因食品分為轉基因植物性食品、轉基因動物性食品和轉基因微生物食品三大類。第二十二頁，共四十四頁。 通過轉基因技術可培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗?jié)?、抗鹽堿、抗除草劑等特性的作物新品種，以減少對農(nóng)藥化肥和水的依賴，降低農(nóng)業(yè)成本，大幅度地提高單位面積的產(chǎn)量，改善食品的質(zhì)量，緩解世界糧食短缺的矛盾。 利用轉基因技術生產(chǎn)有利于健康和抗疾病的食品。杜邦和孟山都公司即將推出多種可榨取有益心臟的食用油的大豆。兩大公司還將聯(lián)手推出味道更鮮美且

9、更容易消化的強化大豆新品種。歐洲科學家新培育出了米粒中富含維生素A和鐵的轉基因稻，這一成果有可能幫助降低全球范圍內(nèi)、特別是以稻米為主食的發(fā)展中國家缺鐵性貧血和維生素A缺乏癥的發(fā)病率。第二十三頁，共四十四頁。（四）轉基因食品可以擺脫季節(jié)、氣候的影響，讓人們一年四季都可吃到新鮮的瓜菜。同時，人們還發(fā)現(xiàn)轉基因作物結出的果實，無論外形還是味道都別具風味。（五）利用轉基因技術，把生長素基因、多產(chǎn)基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等外源基因導入動物的精子、卵細胞或受精卵可培育出生長周期短、產(chǎn)仔多、生蛋多、泌乳量高，生產(chǎn)的肉類、皮毛品質(zhì)與加工性能好，并具有抗病性

10、的動物，目前已在牛、羊、豬、雞、魚等家養(yǎng)動物中取得一定成果。返回第二十四頁，共四十四頁。轉基因食品的弊端 任何一項新的科學技術的應用都有它的兩面性。農(nóng)藥的應用對于防治農(nóng)作物害蟲發(fā)揮了巨大的作用，使農(nóng)作物大幅度的增產(chǎn)，但同時也對人畜和環(huán)境造成極大的危害；工業(yè)革命為人類社會帶來了巨大的財富，同時也為人類帶來了災難性的環(huán)境污染和生態(tài)平衡的破壞。 轉基因食品也同樣具有兩面性。轉基因食品進入人體以后, 可能對人體健康產(chǎn)生危害。首先,大多數(shù)轉 基因食品中引入的外源蛋白質(zhì)進入人體以后可能產(chǎn)生新的過敏物質(zhì), 引起人體的過敏反應。1996 年美國先鋒種子公司將巴西堅果某基因轉入大豆中, 結果對巴西堅果過敏的人群

11、也對該大豆過敏, 該大豆種子最終沒有被批準商業(yè)化生產(chǎn)。其次,在構建轉基因食品過程中使用的載體大部分是抗生素標記基因,雖然一般第二十五頁，共四十四頁。情況下抗生素標記基因在腸道中水平轉移的可能性很小,但是在人體的體質(zhì)很弱或抵抗力下降時, 抗生素標記基因在腸道中水平轉移的可能性會增大, 通過轉移可能誘導耐藥菌株的產(chǎn)生, 從而使人體產(chǎn)生對某些抗生素的抗藥性。再次,轉基因食品中導入的基因來自于各種各樣的其他生物,這些外來基因轉入到食品中以后, 可能打破生物原有基因的內(nèi)在管理體制,使原先關閉的基因被打開, 產(chǎn)生一種新的毒素,還有可能產(chǎn)生病毒重組問題。1998年, 蘇格蘭一家研究所公布,用轉雪蓮花凝集素基

12、因的馬鈴薯飼養(yǎng)大鼠,引起大鼠器官生長異常、體重減輕、免疫系統(tǒng)遭到破壞。轉基因食品的不足之處：1.科學家研究發(fā)現(xiàn)，有些轉基因生物產(chǎn)品可能含有有毒物質(zhì)和過敏源，會對人體健康產(chǎn)生不響，嚴重第二十六頁，共四十四頁。的甚至可以致癌或導致某些遺傳疾病。盡管到目前為止還沒有有說服力的研究報告表明這些改良品種有毒，但一些研究學者認為，對于基因的人工提煉和添加，可能在達到某些人們想達到的效果的同時，也增加和積聚了食物中原有的微量毒素。這種毒素的積累是個相當長的過程，但它確實可能正在進行中，因此目前誰也不能確保這些改良品種沒有毒。其次是過敏反應問題，對于1種食物過敏的人有時還會對1種以前他們不過敏的食物產(chǎn)生過敏，

13、原因就在于這種食品中含有了導致過敏的蛋白質(zhì)。例如科學家將玉米的某一段基因加入到核桃、小麥和貝類動物的基因中，那么，以前吃玉米過敏的人就可能對核桃、小麥和貝類食品過敏。第二十七頁，共四十四頁。2.有研究者認為外來基因會以一種人們目前還不甚了解的方式破壞食物中的營養(yǎng)成分。美國倫理和毒性中心的實驗報告則說，與一般大豆相比，耐除草劑的轉基因大豆中，防癌的成分異黃酮減少了。3.大量的轉基因生物進入自然界后很可能會與野生物種雜交，造成基因污染，從而影響到生物多樣性的保護和持續(xù)利用，轉基因作物的親緣野生種成為雜草或超級雜草。4.有些作物插入抗蟲或抗真菌的基因可能對其它非目標生物起到作用，從而殺死了環(huán)境中有益

14、的昆蟲和真菌。第二十八頁，共四十四頁。安全性評價 轉基因食品及其安全性問題是近年來的熱門話題。目前國際上對轉基因食品的優(yōu)缺點爭論不一，沒有統(tǒng)一說法。 對于轉基因食品的安全性評價,主要是食品安全性評價.關于轉基因植物在釋放到田間后,是否會改變轉基因植物的特性,是否會對生物類群的產(chǎn)生影響,特別是關于轉基因食品的食用安全性,都引起人們普遍關注.經(jīng)和組織(OECD)1993年提出了食品安全性評價的實質(zhì)等同性原則,如果轉基因植物生產(chǎn)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品具有實質(zhì)等同性,則可以認為是安全的.反之,則應進行嚴格的安全性評價。 轉基因食品的安全性評價包括營養(yǎng)學評價和食用安全性評價兩方面。轉基因生物食用安全性評價應遵

15、循的一些基本原則如：科學原則、實質(zhì)等同性原則、個案原則、逐步原則、預防為主原則、重新評價原則等。第二十九頁，共四十四頁。轉基因食品的發(fā)展一、發(fā)展現(xiàn)狀 近十余年來，現(xiàn)代生物技術的發(fā)展在農(nóng)業(yè)上顯示出強大的潛力，并逐步發(fā)展成為能夠產(chǎn)生巨大社會效益和經(jīng)濟利益的產(chǎn)業(yè)。1999年，全世界有12個國家種植了轉基因植物，面積已達3990萬公頃。其中美國是種植大戶，占全球種植面積的72%。世界很多國家紛紛將現(xiàn)代生物技術列為國家優(yōu)先發(fā)展的重點領域，投入大量的人力、物力和財力扶持生物技術的發(fā)展。但是，轉基因食品在世界各個國家和地區(qū)之間的發(fā)展是不均衡的。近年來，我國現(xiàn)代生物技術的研究開發(fā)已經(jīng)取得了很多成果。我國的轉基

16、因食品技術僅次于美國與加拿大。歐洲國家的轉基因食品技術并不是非常的發(fā)達，這是因為他們明白轉基因食品危害十分大，并通過立法來達到防止轉基第三十頁，共四十四頁。因食品的過分播種，甚至有些國家完全禁止轉基因食品的播種與生產(chǎn)，歐洲各國民眾也紛紛抵制，發(fā)生過很多起民眾破壞轉基因實驗田的事件，所以我們也要認識到轉基因食品所存在的潛在危害，而不能把利益放在民眾健康的前面。轉基因食品是新的科技產(chǎn)物，現(xiàn)在還存在這樣或那樣的問題，但隨著科技的發(fā)展，它的所有利弊都會徹底展現(xiàn)在世人面前。只有按照嚴格的不對人與環(huán)境有害的立法規(guī)定去做，我國生物技術的發(fā)展會是健康、有序的，我們的生活也會因生物技術帶來的轉基因食品而變得更加

17、豐富精彩。帶著美好的愿望預測未來，我們再也不會擔心農(nóng)藥的危害，我們吃的食品都是新鮮的，我們的食品不會短缺也許糖尿病人只需每天喝一杯特殊的牛奶就可以補充第三十一頁，共四十四頁。胰島素，也許我們會見到多種水果擺在藥店里出售，補鈣的、補鐵的、治感冒的、抗病毒的很有可能，轉基因食品會讓我們的明天燦爛無比。但在我們?yōu)榱私廪D基因食品之前，還是不要過分樂觀，因為轉基因食品畢竟不是自然植物，已經(jīng)存在一些轉基因植物打斷了亂生物鏈。第三十二頁，共四十四頁。二、發(fā)展前景 轉基因技術是人類的一道曙光，無論帶來怎樣的后果，轉基因技術的出現(xiàn)都是科學技術發(fā)展的必然，其勢不可阻擋。就像人類發(fā)現(xiàn)并利用原子能一樣，可以和平利用，

18、造福人類，亦可制成殺人武器，致禍世界。墨西哥國家科學院院長指出各種技術都有被濫用的可能，就像用一把切肉的刀去殺人。我們難道因此就禁止用刀嗎？。通過轉基因技術來改良作物的品質(zhì)是一個不可阻擋的趨勢?，F(xiàn)在，有許多問題是無法通過常規(guī)育種來解決的，特別是耐旱、耐貧瘠等作物品種的培育等。例如在非洲的沙漠地區(qū)，如果按照現(xiàn)在的育種手段，它的糧食產(chǎn)量根本不可能滿足基本生活保證，人們現(xiàn)在寄希望于通過轉基因技術生產(chǎn)一些比較耐旱、耐貧瘠的作物，以解決因為土地可耕面第三十三頁，共四十四頁。積的減少而給人類帶來的壓力。另外，轉基因技術可以改良作物的營養(yǎng)成分，現(xiàn)在非常知名的一個例子就是瑞士聯(lián)邦技術研究所成功開發(fā)的金色大米，它是通過將胡蘿卜素合成途徑的關