轉(zhuǎn)基因技術(shù)有哪些應(yīng)用_第1頁
轉(zhuǎn)基因技術(shù)有哪些應(yīng)用_第2頁
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文檔簡介

轉(zhuǎn)基因技術(shù)有哪些應(yīng)用第1頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月目錄一、轉(zhuǎn)基因的概述二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的危害四、案例五、總結(jié)第2頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)什么是基因基因一詞來自希臘語,意思為“生”。是指攜帶有遺傳信息的DNA序列?;颍ㄟz傳因子)是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),是控制性狀的基本遺傳單位是。DNA或RNA分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列?;蛲ㄟ^復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代,使后代出現(xiàn)與親代相似的性狀。人類大約有幾萬個(gè)基因,儲(chǔ)存著生命孕育、生長、凋亡過程的全部信息,通過復(fù)制、表達(dá)、修復(fù),完成生命繁衍、細(xì)胞分裂和蛋白質(zhì)合成等重要生理過程。生物體的生、長、病、老、死等一切生命現(xiàn)象都與基因有關(guān)。它也是決定人體健康的內(nèi)在因素。一、轉(zhuǎn)基因的概述第3頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月1.DNA所帶信息的種類:(1)負(fù)責(zé)編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的信息。

(2)負(fù)責(zé)基因活性的選擇性表達(dá)和調(diào)控的信息。A.負(fù)責(zé)編碼某些調(diào)控蛋白

B.負(fù)責(zé)基因表達(dá)的調(diào)控位點(diǎn),即決定基因開啟或關(guān)閉(二)DNA的相關(guān)知識(shí)第4頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月

2.DNA的組成

遺傳物質(zhì)-----核酸

DNA:脫氧核糖核酸RNA:核糖核酸脫氧(核糖)核苷酸

(核糖)核苷酸

第5頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月3.核苷酸的組成核苷酸磷酸戊糖核糖核苷脫氧核糖堿基嘌呤堿腺嘌呤(A)

鳥嘌呤(G)

嘧啶堿胞嘧啶(C)

尿嘧啶(U)

胸腺嘧啶(T)

第6頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月4.DNA與RNA的比較比較項(xiàng)目DNARNA全稱脫氧核糖核酸核糖核酸分布主要存在于細(xì)胞核中主要存在于細(xì)胞質(zhì)中化學(xué)組成基本組成單位堿基五碳糖無機(jī)酸嘌呤脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤A、鳥嘌呤G腺嘌呤A、鳥嘌呤G胞嘧啶C、胸腺嘧啶T胞嘧啶C、尿嘧啶U脫氧核糖核糖磷酸磷酸空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)分類通常只有一類mRNA、tRNA、rRNA三類功能主要的遺傳物質(zhì),只要生物體內(nèi)存在DNA,DNA就是遺傳物質(zhì)嘧啶①生物體內(nèi)若無DNA時(shí),RNA是遺傳物質(zhì);若存在DNA時(shí),RNA輔助DNA完成功能②少數(shù)RNA具有催化作用相同點(diǎn):①化學(xué)組成成分中都有磷酸及堿基A、C、G②二者都是核酸,核酸中的堿基序列就是遺傳信息聯(lián)系:RNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的,即RNA的遺傳信息來自DNA第7頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月5.三種RNA的比較mRNAtRNArRNA分布部位常與核糖體結(jié)合細(xì)胞質(zhì)中與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體功能翻譯時(shí)作模板翻譯時(shí)作搬運(yùn)氨基酸的工具翻譯時(shí)核糖體為場所結(jié)構(gòu)單鏈單鏈,常有部分堿基配對(duì)形成三葉草結(jié)構(gòu)單鏈共同點(diǎn)①都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物②基本單位相同③都與翻譯過程有關(guān)第8頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、概念:在細(xì)胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程2、場所:細(xì)胞核(主要)3、模板:DNA的一條鏈4、原料:4種游離的核糖核苷酸5、產(chǎn)物:RNA(主要是mRNA)第9頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月遺傳信息的翻譯1、概念:游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程2、場所:核糖體3、模板:mRNA4、原料:20種游離的氨基酸5、產(chǎn)物:蛋白質(zhì)(或多肽鏈)7、配對(duì)原則:A-U,U-A,C-G,G-C6、運(yùn)載工具:tRNA第10頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月RNA中四種堿基為:A、G、C、U堿基配對(duì)時(shí)只能是:A-U,C-GDNA中四種堿基為:A、G、C、T堿基配對(duì)時(shí)只能是:A-T,C-G6、配對(duì)原則第11頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月DNA兩條多核苷酸鏈依照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成氫鍵相連接,A-T堿基對(duì)有兩個(gè)氫鍵,C-G之間三個(gè)氫鍵。沿螺旋中心軸方向看去,雙螺旋結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)凹槽,一個(gè)較寬深,稱為大溝,另一個(gè)較淺小,稱為小溝,是由于堿基對(duì)堆積和糖-磷酸骨架扭轉(zhuǎn)造成的。第12頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月基因的表達(dá)——轉(zhuǎn)錄和翻譯觀察下列DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程圖示并完善下表。

第13頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月

基因的表達(dá)——轉(zhuǎn)錄和翻譯第14頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第15頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月密碼子與反密碼子密碼子概念:mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基特點(diǎn)簡并性:一種氨基酸可以有多個(gè)密碼子通用性:說明所有生物可能有共同的起源或在若一個(gè)基因在復(fù)制過程中發(fā)生堿基對(duì)的替換,這種變化是否一定能反映到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上?思考:生命本質(zhì)上是統(tǒng)一的不一定。因?yàn)槊艽a子有簡并性。第16頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月種類起始密碼子:2種,AUG、GUG,也編碼氨基酸普通密碼子:59種,只編碼氨基酸終止密碼子:3種,UAA、UGA、UAG,不編碼氨基酸,只是終止信號(hào)第17頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月反密碼子概念:與mRNA分子中密碼子互補(bǔ)配對(duì)的tRNA上的3個(gè)堿基特點(diǎn):反密碼子的三個(gè)堿基與相應(yīng)的DNA模板鏈上對(duì)應(yīng)的堿基相同,只是DNA鏈上堿基T的位置在tRNA上為U種類:61種,反密碼子與61種決定氨基酸的密碼子對(duì)應(yīng)第18頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中堿基配對(duì)關(guān)系,完善下表。

ACG

GAT

CTAGAACUAGAAACGCUU第19頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月過程第20頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月基因控制性狀(連一連)

第21頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因就是把別的生物或這個(gè)別的個(gè)體的基因?qū)氲教囟ǖ募?xì)胞內(nèi)。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將人工分離和修飾過的基因?qū)氲侥康纳矬w的基因組中。由于導(dǎo)入基因的表達(dá),引起生物體的性狀,可遺傳的修飾改變,從而達(dá)到改造生物的目的。常用的方法包括:顯微注射、基因槍、電破法、脂質(zhì)體等。人們常說的"遺傳工程"、"基因工程"、"遺傳轉(zhuǎn)化"均為轉(zhuǎn)基因的同義詞。經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)修飾的生物體在媒體上常被稱為"遺傳修飾過的生物體"(Geneticallymodifiedorganism,簡稱GMO)。第22頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月技術(shù)目的

(1)提取目的基因從生物有機(jī)體復(fù)雜的基因組中,分離出帶有目的基因的DNA片段,或者人工合成目的基因,或從基因文庫中提取相應(yīng)的基因片段和PCR技術(shù)進(jìn)行目的基因的增殖。

(2)將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合在細(xì)胞外,將帶有目的基因的DNA片段通過剪切、粘合連接到能夠自我復(fù)制并具有多個(gè)選擇性標(biāo)記的運(yùn)輸載體分子(通常有質(zhì)粒、T4噬菌體、動(dòng)植物病毒等)上,形成重組DNA分子。

(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將重組DNA分子注入到受體細(xì)胞(亦稱宿主細(xì)胞或寄主細(xì)胞),將帶有重組體的細(xì)胞擴(kuò)增,獲得大量的細(xì)胞繁殖體。

(4)目的基因的篩選從大量的細(xì)胞繁殖群體中,通過相應(yīng)的試劑篩選出具有重組DNA分子的重組細(xì)胞。

(5)目的基因的表達(dá)將得到的重組細(xì)胞,進(jìn)行大量的增殖,得到相應(yīng)表達(dá)的功能蛋白,表現(xiàn)出預(yù)想的特性,達(dá)到人們的要求。第23頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月主要分類

轉(zhuǎn)基因過程按照途徑可分為人工轉(zhuǎn)基因和自然轉(zhuǎn)基因,按照對(duì)象可分為植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)和微生物基因重組技術(shù)。第24頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月基因變異

基因變異是指基因組DNA分子發(fā)生的突然的可遺傳的變異。從分子水平上看,基因變異是指基因在結(jié)構(gòu)上發(fā)生堿基對(duì)組成或排列順序的改變?;螂m然十分穩(wěn)定,能在細(xì)胞分裂時(shí)精確地復(fù)制自己,但這種穩(wěn)定性是相對(duì)的。在一定的條件下基因也可以從原來的存在形式突然改變成另一種新的存在形式,就是在一個(gè)位點(diǎn)上,突然出現(xiàn)了一個(gè)新基因

,代替了原有基因,這個(gè)基因叫做變異基因。

基因變異的后果除形成致病基因引起遺傳病外,還可造成死胎、自然流產(chǎn)和出生后夭折等,稱為致死性突變;當(dāng)然也可能對(duì)人體并無影響,僅僅造成正常人體間的遺傳學(xué)差異;甚至可能給個(gè)體的生存帶來一定的好處。第25頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月基因突變的意義

基因突變可以發(fā)生在發(fā)育的任何時(shí)期,通常發(fā)生在DNA復(fù)制時(shí)期,即細(xì)胞分裂間期,包括有絲分裂間期和減數(shù)分裂間期;同時(shí)基因突變和脫氧核糖核酸的復(fù)制、DNA損傷修復(fù)、癌變和衰老都有關(guān)系,基因突變也是生物進(jìn)化的重要因素之一,所以研究基因突變除了本身的理論意義以外還有廣泛的生物學(xué)意義。基因突變?yōu)檫z傳學(xué)研究提供突變型,為育種工作提供素材,所以它還有科學(xué)研究和生產(chǎn)上的實(shí)際意義。特性

不論是真核生物還是原核生物的突變,也不論是什么類型的突變,都具有隨機(jī)性、低頻性和可逆性等共同的特性。普遍性

基因突變?cè)谧匀唤绺魑锓N中普遍存在。第26頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因和基因突變有什么區(qū)別?二者屬于不同的生物變異方式?;蛲蛔兪腔蛑袎A基的增加、缺失或改變?;蛲蛔??;蛲蛔儠?huì)產(chǎn)生新基因。轉(zhuǎn)基因?qū)儆诨蛑亟M的范疇,不會(huì)產(chǎn)生新基因,是將原來的存在的基因從一種生物細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞。基因突變是轉(zhuǎn)基因的基礎(chǔ),只有基因突變產(chǎn)生了不同的基因,才可能將產(chǎn)生的新基因從一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物體。第27頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月人工轉(zhuǎn)基因技術(shù)和人工雜交技術(shù)的區(qū)別

人工轉(zhuǎn)基因技術(shù)和人工雜交技術(shù)是兩個(gè)概念,植物雜交技術(shù)是自體基因重組過程,不改變繁殖特性,但有組合優(yōu)質(zhì)基因的幾率,基本不會(huì)產(chǎn)生變異基因,即沒有剝奪其基本特性的作物。它可通過原生質(zhì)體之間的融合、細(xì)胞自體細(xì)胞重組、自體遺傳物質(zhì)自由組合轉(zhuǎn)移、自體染色體工程技術(shù)獲得,不改變植物的遺傳特性,可以提高優(yōu)質(zhì)率水平,從而培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗?jié)场⒖果}堿、等的作物新品種。人工雜交技術(shù)可分為植物雜交和雜交畜牧、植物雜交是指近緣種間的有性繁殖,嫁接不屬于此列。利用體細(xì)胞雜交技術(shù)可以做到遠(yuǎn)緣的雜交(比如紫菜甘藍(lán)、番茄馬鈴薯)。雜交畜牧是指兩個(gè)不同近交系之間,優(yōu)質(zhì)品種的雌雄畜牧進(jìn)行有計(jì)劃的交配,雜交所產(chǎn)生的第一代動(dòng)物,具有兩親本遺傳的優(yōu)質(zhì)特性,用于改良家畜品質(zhì),有著正常的生長周期和正常繁殖能力的畜牧品種。第28頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月

人工轉(zhuǎn)基因動(dòng)物就是基因組中含有外源基因的動(dòng)物。它是按照預(yù)先的設(shè)計(jì),融合重組細(xì)胞、遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移、染色體工程和基因工程技術(shù)將外源基因?qū)刖印⒙鸭?xì)胞或受精卵,再以生殖工程技術(shù),有可能育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。

通過生長素基因、多產(chǎn)基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉精基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因轉(zhuǎn)移,可能育成優(yōu)良的可養(yǎng)殖品種。

基因動(dòng)物是指用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入的方法將外源基因在染色體基因內(nèi)穩(wěn)定整合并能穩(wěn)定表達(dá)的一類動(dòng)物。第29頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月人工轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)有兩點(diǎn)重要區(qū)別

雜交就是用自然的方法,產(chǎn)生不同的品種,然后選擇其中有用的,優(yōu)秀的品種進(jìn)行繁殖,他的優(yōu)勢(shì)在于,經(jīng)過自然淘汰,最終被選取的,會(huì)是比較安全有效的品種,而劣勢(shì)在于,由于要經(jīng)過多個(gè)正常的繁殖生長成熟過程,所以相當(dāng)費(fèi)時(shí)。

而轉(zhuǎn)基因,就是根據(jù)科學(xué)家對(duì)于物種優(yōu)化的理解,直接在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基因干預(yù)產(chǎn)生優(yōu)化的新品種,起優(yōu)勢(shì)在于周期短,但由于未進(jìn)行自然淘汰,所以存在產(chǎn)生未知副作用的可能性,而且這種副作用呈現(xiàn)出來可能需要相當(dāng)長的時(shí)間。這個(gè)在歷史上比較有名的是四環(huán)素牙,在四環(huán)素普及一段時(shí)間后,人們才發(fā)現(xiàn),如果讓發(fā)育中的孩子服用四環(huán)素,孩子的牙釉質(zhì)發(fā)育會(huì)受到不可逆轉(zhuǎn)的影響,所以四環(huán)素現(xiàn)在基本上不用于內(nèi)服了。第30頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)一脈相承

轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)是一脈相承的,其本質(zhì)都是通過獲得優(yōu)良基因進(jìn)行遺傳改良。但在基因轉(zhuǎn)移的范圍和效率上,轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)有兩點(diǎn)重要區(qū)別。第一,傳統(tǒng)技術(shù)一般只能在生物種內(nèi)個(gè)體間實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移,而轉(zhuǎn)基因技術(shù)所轉(zhuǎn)移的基因則不受生物體間親緣關(guān)系的限制。第二,傳統(tǒng)的雜交和選擇技術(shù)一般是在生物個(gè)體水平上進(jìn)行,操作對(duì)象是整個(gè)基因組,所轉(zhuǎn)移的是大量的基因,不可能準(zhǔn)確地對(duì)某個(gè)基因進(jìn)行操作和選擇,對(duì)后代的表現(xiàn)預(yù)見性較差。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)所操作和轉(zhuǎn)移的一般是經(jīng)過明確定義的基因,功能清楚,后代表現(xiàn)可準(zhǔn)確預(yù)期。因此,轉(zhuǎn)基因技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和補(bǔ)充。將兩者緊密結(jié)合,可相得益彰,大大地提高動(dòng)植物品種改良的效率。第31頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因食品的由來

轉(zhuǎn)基因食品,就是利用分子生物學(xué)技術(shù),將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其它物種中去,改造生物的遺傳物質(zhì),使其在性狀、營養(yǎng)品質(zhì)、消費(fèi)品質(zhì)方面向人類所需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變,以轉(zhuǎn)基因生物為直接食品或?yàn)樵霞庸どa(chǎn)的食品就是轉(zhuǎn)基因食品。第32頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因食品的出現(xiàn)

90年代初,市場上第一個(gè)轉(zhuǎn)基因食品出現(xiàn)在美國,是一種保鮮番茄,這項(xiàng)研究成果本是在英國研究成功的,但英國人沒敢將其商業(yè)化,美國人便成了第一個(gè)吃螃蟹的人,讓保守的英國人后悔不迭。此后,轉(zhuǎn)基因食品一發(fā)不可收。據(jù)統(tǒng)計(jì),美國食品和藥物管理局確定的轉(zhuǎn)基因品種已有43種第33頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月對(duì)現(xiàn)實(shí)生活折疊

2000年3月,克隆小豬“橫空出世”。隨之而來,歐美之間也為轉(zhuǎn)基因食品吃與不吃的問題爭論不休。第34頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月

二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用第35頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因技術(shù)有哪些應(yīng)用?轉(zhuǎn)基因技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于基礎(chǔ)科學(xué)研究、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)及工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。第36頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)基因功能及其表達(dá)調(diào)控的基礎(chǔ)研究中,轉(zhuǎn)基因技術(shù)已成為必不可少的工具。

將目標(biāo)基因?qū)氲讲煌锓N中,研究基因的結(jié)構(gòu)和功能、組織特異性表達(dá)水平、代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控,從而最終揭示目標(biāo)基因的功能已成為現(xiàn)代分子生物學(xué)研究中普遍采用的方法。

另外,植物功能基因組學(xué)研究所需要的大量突變體,也是大多通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得的。(一)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在基礎(chǔ)科學(xué)研究中的應(yīng)用第37頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月目前,轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用規(guī)模最大的領(lǐng)域就是轉(zhuǎn)基因育種。除了培育眾所周知的轉(zhuǎn)基因抗蟲和抗除草劑農(nóng)作物外,轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可應(yīng)用于培育為提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、抗性增強(qiáng)等性狀而改良的多種植物新品種。(二)轉(zhuǎn)基因在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用第38頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月

雜草是農(nóng)作物生產(chǎn)的大害,將抗除草劑基因轉(zhuǎn)入栽培作物,能有效地防治田間雜草,保護(hù)作物免除藥害。目前從植物和微生物中已克隆出多種不同類型抗除草劑的基因。抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物是最先進(jìn)入田間生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因植物,2009年轉(zhuǎn)基因耐除草劑大豆仍然是主要的轉(zhuǎn)基因作物。1.抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物第39頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第40頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月

通過導(dǎo)入植物病毒的外殼蛋白基因、病毒復(fù)制酶基因、核糖體失活蛋白基因、干擾素基因等來提高植物抗病毒能力,目前轉(zhuǎn)基因番木瓜已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn),具有顯著的抗病效果。非植物起源的殺菌肽基因在植物上表達(dá)可使植物獲得對(duì)病原細(xì)菌的抗性;植物也擁有抗細(xì)菌基因,如擬南芥Rps2基因和番茄Pto基因,這些基因的轉(zhuǎn)基因植物也可使植物表達(dá)對(duì)病原細(xì)菌的抗性。2.抗病毒、抗細(xì)菌、抗真菌轉(zhuǎn)基因植物第41頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第42頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第43頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月昆蟲對(duì)農(nóng)作物的危害極大,目前對(duì)付昆蟲的主要方法仍然是化學(xué)殺蟲劑。采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以將抗蟲基因轉(zhuǎn)入作物體中,由作物本身合成殺蟲劑,使其獲得抗蟲特性,減少殺蟲劑的使用??瓜x基因主要有毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、植物凝集素基因、淀粉酶抑制劑基因等。自從將蘇云金桿菌(Bacillusthuringiensis,簡稱Bt)的Bt毒蛋白基因?qū)霟煵莶⒊晒Ρ磉_(dá)出抗蟲特性以來,抗蟲轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展迅速,轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、抗蟲玉米等均已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。3.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物第44頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月植物對(duì)逆境的抵抗一直是人們關(guān)心的問題。為提高植物對(duì)干旱、低溫、鹽堿等逆境的抗性,研究人員試圖將一些抗逆境基因克隆后轉(zhuǎn)入植物。

例如科學(xué)家目前已成功地將北冰洋比目魚的抗凍基因?qū)氩葺校⒃诿绹鲜袖N售。4.抗逆境轉(zhuǎn)基因植物第45頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第46頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)手段,可以提高植物的營養(yǎng)價(jià)值(提高蛋白品質(zhì)、提高能量品質(zhì)、提高維生素含量、提高微量元素含量),改進(jìn)食用和非食用油料作物的脂肪酸成分,改善水果及蔬菜的口味等。

例如,利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物中表達(dá)編碼半乳糖內(nèi)脂脫氫酶的基因,可以提高維生素C的水平;將由玉米種子克隆的富含必需氨基酸的基因?qū)腭R鈴薯后,轉(zhuǎn)基因馬鈴薯塊莖中的必需氨基酸提高10%以上。5.改良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物第47頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月乙烯是植物果實(shí)成熟時(shí)重要的內(nèi)源激素,通過控制乙烯合成的關(guān)鍵酶可延長某些水果和蔬菜瓜果的保鮮期;也可通過控制與細(xì)胞壁成分降解有關(guān)的酶的反義基因,來控制果實(shí)變軟,延長保鮮期。6.控制果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)基因植物第48頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)延長保鮮期第49頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合性狀是轉(zhuǎn)基因作物一個(gè)非常重要的特點(diǎn),也是未來的發(fā)展趨勢(shì),2009年總共有2870公頃的復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因作物,美國種植的復(fù)合性狀作物占到全部6400萬公頃轉(zhuǎn)基因作物的41%。未來的復(fù)合性狀將包括抗蟲、抗除草劑和耐干旱性,加上營養(yǎng)改善性狀,如高Ω-3油用大豆或增強(qiáng)型維生素原A的金米。雖然轉(zhuǎn)基因動(dòng)物品種尚未真正得到應(yīng)用,但針對(duì)動(dòng)物抗病、促進(jìn)生長、提高產(chǎn)量和質(zhì)量的轉(zhuǎn)基因育種正在快速發(fā)展之中。此外,轉(zhuǎn)基因技術(shù)也可應(yīng)用于動(dòng)植物病害的防治,如利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以研制新型轉(zhuǎn)基因蛋白農(nóng)藥和疫苗。7.復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物第50頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月醫(yī)學(xué)中轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越大。動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以創(chuàng)造診斷和治療人類疾病的動(dòng)物模型,可克服單純依靠自然突變體的局限。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可以應(yīng)用于藥用蛋白的生產(chǎn),如利用轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵培養(yǎng)或利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物作為生物反應(yīng)器可生產(chǎn)胰島素、干擾素等珍稀藥物,還可利用動(dòng)植物生產(chǎn)疫苗。(三)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第51頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月異體器官移植第52頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。如利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良曲霉、酵母等微生物菌種,通過發(fā)酵可生產(chǎn)食品添加劑和加工助劑,或者直接用于醬油和奶制品等的生產(chǎn),達(dá)到提高產(chǎn)量或改善風(fēng)味等目的。

現(xiàn)已獲準(zhǔn)商業(yè)化使用了轉(zhuǎn)基因面包酵母和啤酒酵母。在生物質(zhì)能源生產(chǎn)中,轉(zhuǎn)基因技術(shù)不僅用于培育生物質(zhì)能源植物新品種,還將應(yīng)用于發(fā)酵過程中的微生物改造和復(fù)合酶的生產(chǎn)。工業(yè)重金屬污染的治理也正在探索使用可進(jìn)行生物修復(fù)的轉(zhuǎn)基因植物。(四)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用第53頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月三、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的危害第54頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)因產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)一般而言,轉(zhuǎn)基因生物和產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)主要有兩大類:(一)人類健康風(fēng)險(xiǎn);(二)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。第55頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)人類健康風(fēng)險(xiǎn)

說到轉(zhuǎn)基因食品相信大家都知道,我們生活中不少食物是轉(zhuǎn)基因的。轉(zhuǎn)基因作為一種新興的生物技術(shù)手段,但是它的成熟性和安全性存在一定的隱患,這是人們需要注意的問題點(diǎn)。第56頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月我國有哪些轉(zhuǎn)基因食品?第57頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第58頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第59頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第60頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第61頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第62頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因食品的標(biāo)識(shí)

在食品市場中,轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因食品的標(biāo)識(shí)比較混亂,且沒有統(tǒng)一規(guī)范的用語。有些廠家并未嚴(yán)格執(zhí)行《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)管理辦法》中的有關(guān)規(guī)定:以大豆為例,在18個(gè)轉(zhuǎn)基因標(biāo)注的食品樣品中,就有8種不同的標(biāo)注方法;非轉(zhuǎn)基因標(biāo)識(shí)用語也頗為凌亂。另外,雖然在眾多的食用油中有不少品牌按規(guī)定標(biāo)明了原料是否為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,但其標(biāo)識(shí)字體小得讓人難以辨認(rèn),且標(biāo)注在很隱蔽的地方,很難讓消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)。第63頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第64頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第65頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第66頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體健康有哪些危害?1.營養(yǎng)破壞轉(zhuǎn)基因食品中的主要營養(yǎng)成分、微量營養(yǎng)素及抗?fàn)I養(yǎng)因子的變化,會(huì)降低食品的營養(yǎng)價(jià)值,使其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)失衡??茖W(xué)家們認(rèn)為外來基因會(huì)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。第67頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第68頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月2.不安全,有些轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品可能存在潛在毒性

未進(jìn)行較長時(shí)間的安全性試驗(yàn),基因化食品改變了我們所食用食品的自然屬性,它所使用的生物物質(zhì)不是人類食品安全提供的部份,未進(jìn)行長時(shí)間的安全試驗(yàn),沒有人知道這類食品是安全的。轉(zhuǎn)基因生物反對(duì)者的另一個(gè)擔(dān)憂是轉(zhuǎn)基因食品對(duì)于人類和動(dòng)物所具有潛在的毒性。2004年發(fā)生在菲律賓的一個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米花粉引起的毒性反應(yīng)事件也引起了人們對(duì)于轉(zhuǎn)基因玉米安全的擔(dān)憂。記錄顯示居住在一塊轉(zhuǎn)基因玉米田附近的大約100名居民在該轉(zhuǎn)基因玉米授粉期間出現(xiàn)了頭痛、眩暈、極端的胃痛、嘔吐和過敏癥狀。第69頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第70頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第71頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月3.嗜酸性肌痛

有報(bào)告指出,轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品會(huì)引發(fā)一種新的,不明原因的病癥,主要表現(xiàn)為嗜酸性肌痛。臨床表現(xiàn)有麻痹、神經(jīng)問題、痛性腫脹、皮膚發(fā)癢、心臟出現(xiàn)問題,記憶缺乏、頭痛、光敏、消瘦。后查明是日本一公司生的基因化工程細(xì)菌產(chǎn)生的色氨酸所致。食用者在3個(gè)月后發(fā)病,導(dǎo)致37人死亡,1500人體部份麻痹,5000多人發(fā)生偶爾性無力。據(jù)測(cè)定,含量為0.1%便可殺死人體。第72頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月4.胃腸道問題

以轉(zhuǎn)基因玉米為例,最令人擔(dān)心的是植入到轉(zhuǎn)基因玉米里的基因轉(zhuǎn)移到生活在我們腸道細(xì)菌的DNA里面去,并繼續(xù)發(fā)揮作用。這意味著吃轉(zhuǎn)基因玉米片,會(huì)把我們的腸道細(xì)菌轉(zhuǎn)變成生活著的農(nóng)藥制造廠,可能直至我們死為止。美國人在過去十年中,有著大幅增加的胃腸道的問題。這種大量增加,醫(yī)生多認(rèn)為食用轉(zhuǎn)基因食品造成的。第73頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月5.過敏

在轉(zhuǎn)基因操作中,含有從細(xì)菌中提取的基因的食品有可能導(dǎo)致過敏現(xiàn)象的擴(kuò)展,使人發(fā)生過敏反應(yīng),特別是對(duì)兒童,孕婦和具有過敏體質(zhì)的成人。比如:科學(xué)家將玉米的某段基因加入到大豆、小麥和貝類動(dòng)物的基因中,蛋白質(zhì)也隨基因加了進(jìn)去,那么,以前吃玉米過敏的人就可能對(duì)這些大豆、小麥和貝類食品過敏。轉(zhuǎn)基因作物潛在的致敏性是人們所關(guān)注的主要健康風(fēng)險(xiǎn)之一。轉(zhuǎn)基因首先,大多數(shù)轉(zhuǎn)基因食品中引入的外源蛋白質(zhì)進(jìn)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(yīng)。1996年美國先鋒種子公司將巴西堅(jiān)果某基因轉(zhuǎn)入大豆中,結(jié)果對(duì)巴西堅(jiān)果過敏的人群也對(duì)該大豆過敏,該大豆種子最終沒有被批準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)。第74頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第75頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月6.心腦血管疾病

在有些轉(zhuǎn)基因食品,如轉(zhuǎn)基因大豆里,被生物科學(xué)家植入了飽和脂肪基因。這些基因?qū)е罗D(zhuǎn)基因大豆生產(chǎn)出來的豆油,在進(jìn)入人體以后,會(huì)形成大量的飽和脂肪,增加了血液的血粘稠度,為脂肪肝、高血脂、腦血栓等重大心腦血管疾病埋下了慢性定時(shí)炸彈。第76頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月7.引發(fā)新疾病

轉(zhuǎn)基因技術(shù)采用耐抗菌素基因來標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)基因化的農(nóng)作物,這就意味著農(nóng)作物帶有耐抗菌素的基因。這些基因通過細(xì)菌而影響我們。英國的研究顯示,轉(zhuǎn)基因作物中的突變基因可能會(huì)進(jìn)入到生物體內(nèi),其結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致新的疾病。如果類似結(jié)果發(fā)生在人和動(dòng)物體內(nèi),就可能培養(yǎng)出功效最強(qiáng)的、抗菌素也無法殺死的超級(jí)細(xì)菌。第77頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第78頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)1、損害其他生物

十多年前,發(fā)表在《自然》雜志的一份實(shí)驗(yàn)室研究報(bào)告表明,一種抗蟲害的轉(zhuǎn)基因玉米的花粉導(dǎo)致了霸王蝶幼蟲的高死亡率。該數(shù)據(jù)在一個(gè)最近的研究中得到進(jìn)一步的證實(shí)。

2007年的另外一個(gè)研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因玉米的抗蟲害毒性滲入附近的小溪,造成了和該轉(zhuǎn)基因所要消滅的目標(biāo)害蟲的近親——石蛾(一種水聲昆蟲)的高死亡率。由于石蛾是魚類和一些兩棲動(dòng)物的食物來源,當(dāng)這些掠食者捕食石蛾之后這種污染會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)散。

《紐約時(shí)報(bào)》在2011年7月中的引用了這個(gè)研究。受害者并非僅僅是霸王蝶,許多專家相信全球蜜蜂數(shù)量的急劇減少也和轉(zhuǎn)基因植物有著密切的關(guān)系。第79頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月第80頁,課件共102頁,創(chuàng)作于2023年2月2.降低殺蟲劑和除草劑的效力

在過去人們廣泛使用孟山都公司生產(chǎn)的現(xiàn)在已被禁止使用的一種殺蟲劑——DDT,研究發(fā)現(xiàn)蚊子對(duì)于DDT產(chǎn)生了耐藥性。許多昆蟲對(duì)于孟山都公司生產(chǎn)的抗蟲害的轉(zhuǎn)基因作物也產(chǎn)生了抗體。最近的一個(gè)例

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