關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全專題生物技術(shù)（biotechnology），有時(shí)也稱生物工程，是指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合其他基礎(chǔ)科學(xué)的科學(xué)原理，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，按照預(yù)先的設(shè)計(jì)改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的。因此，生物技術(shù)是一門新興的，綜合性的學(xué)科。第2頁,共63頁，2024年2月25日，星期天現(xiàn)代生物技術(shù)包括：基因工程細(xì)胞工程酶工程發(fā)酵工程蛋白質(zhì)工程第3頁,共63頁，2024年2月25日，星期天基因工程指在基因水平上，按照人類的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后按設(shè)計(jì)方案創(chuàng)建出具有某種新的性狀的生物新品系，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代?；蚬こ滩捎门c工程設(shè)計(jì)十分類似的方法，明顯地既具有理學(xué)的特點(diǎn)，同時(shí)也具有工程學(xué)的特點(diǎn)。第4頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

人們掌握基因工程技術(shù)的時(shí)間并不長，但已經(jīng)獲得了許多具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的成果，基因工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，將在社會(huì)生產(chǎn)和實(shí)踐中發(fā)揮越來越重要的作用。第9頁,共63頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞工程關(guān)于細(xì)胞工程的定義和范圍還沒有一個(gè)統(tǒng)一的說法，一般認(rèn)為，細(xì)胞工程是根據(jù)細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)原理，采用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，在細(xì)胞水平進(jìn)行的遺傳操作。細(xì)胞工程大體可分染色體工程、細(xì)胞質(zhì)工程和細(xì)胞融合工程。第10頁,共63頁，2024年2月25日，星期天ABFGCEDH第11頁,共63頁，2024年2月25日，星期天酶工程酶工程是指利用酶、細(xì)胞或細(xì)胞器等具有的特異催化功能，借助生物反應(yīng)裝置和通過一定的工藝手段生產(chǎn)出人類所需要的產(chǎn)品。它是酶學(xué)理論與化工技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新技術(shù)。如今已有數(shù)十個(gè)國家采用固定化酶和固定化細(xì)胞進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品包括酒精、啤酒、各種氨基酸、各種有機(jī)酸以及藥品等等。第12頁,共63頁，2024年2月25日，星期天酶的應(yīng)用第13頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共63頁，2024年2月25日，星期天果汁生產(chǎn)與果膠酶乳制品與凝乳酶第16頁,共63頁，2024年2月25日，星期天發(fā)酵工程現(xiàn)代的發(fā)酵工程。又叫微生物工程，指采用現(xiàn)代生物工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定的功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程。第17頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共63頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中，蛋白質(zhì)工程是在20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)的。蛋白質(zhì)工程是指在深入了解蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，并在掌握基因操作技術(shù)的基礎(chǔ)上，用人工合成生產(chǎn)自然界原來沒有的、具有新的結(jié)構(gòu)與功能的、對(duì)人類生活有用的蛋白質(zhì)分子。第19頁,共63頁，2024年2月25日，星期天生物技術(shù)的應(yīng)用第20頁,共63頁，2024年2月25日，星期天生物技術(shù)與遺傳育種抗除草劑轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米轉(zhuǎn)基因抗除草劑水稻第21頁,共63頁，2024年2月25日，星期天抗蟲第22頁,共63頁，2024年2月25日，星期天抗蟲第23頁,共63頁，2024年2月25日，星期天抗蟲水稻第24頁,共63頁，2024年2月25日，星期天抗病轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥第25頁,共63頁，2024年2月25日，星期天品質(zhì)改良不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米第26頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共63頁，2024年2月25日，星期天乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)第28頁,共63頁，2024年2月25日，星期天例如將

導(dǎo)入奶?；蚪M，使轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大

。乳糖酶基因減低第29頁,共63頁，2024年2月25日，星期天生物技術(shù)在醫(yī)藥上的應(yīng)用生產(chǎn)基因工程藥物基因治療第30頁,共63頁，2024年2月25日，星期天胰島素生產(chǎn)基因工程藥物第31頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿(中國)，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。第34頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共63頁，2024年2月25日，星期天DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷?；蛑委煹?6頁,共63頁，2024年2月25日，星期天1）β—珠蛋白的DNA探針→鐮刀狀細(xì)胞貧血癥

2）苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥

3）白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針→白血病第37頁,共63頁，2024年2月25日，星期天美國醫(yī)學(xué)家安德森謝德爾，1999第38頁,共63頁，2024年2月25日，星期天生物技術(shù)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)環(huán)境污染治理第39頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。環(huán)境監(jiān)測(cè)第40頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來。第41頁,共63頁，2024年2月25日，星期天環(huán)境污染治理

基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。

通常一種假單孢桿菌只能分解石油中的一種烴類．用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。第42頁,共63頁，2024年2月25日，星期天鎘污染第43頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一章用植物生物技術(shù)減少食品中的過敏原：現(xiàn)狀與未來潛能第44頁,共63頁，2024年2月25日，星期天淀粉分類：直連淀粉和支鏈淀粉生物合成：ADPG焦磷酸化酶基因通過生物技術(shù)手段，調(diào)控ADPG焦磷酸化酶基因的表達(dá)，來增加馬鈴薯中淀粉含量。第45頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

金色水稻Psy——八氫番茄紅素合成酶Lcy——番茄紅素環(huán)化酶Crtl——噬夏孢歐文氏桿菌的基因

啟動(dòng)β-胡蘿卜素

合成維生素A每日食用200g足可防止早亡和其他慢性疾病第46頁,共63頁，2024年2月25日，星期天BT基因蘇云金芽胞桿菌(Bacillusthuringiensis，簡稱Bt)第47頁,共63頁，2024年2月25日，星期天食物過敏（foodallergy）也稱為食物變態(tài)反應(yīng)(foodallergy）或消化系統(tǒng)變態(tài)反應(yīng)(allergicreactionofdigestivesystem）、過敏性胃腸炎(allergicgastroenteritis）等，是由于某種食物或食品添加劑等引起的IgE介導(dǎo)和非IgE介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，而導(dǎo)致消化系統(tǒng)內(nèi)或全身性的變態(tài)反應(yīng)。第48頁,共63頁，2024年2月25日，星期天支氣管哮喘6.8%～17%

兒童食物過敏反應(yīng)6%～8%成年人食物過敏反應(yīng)1%～2%第49頁,共63頁，2024年2月25日，星期天引起過敏的食物⑴富含蛋白質(zhì)的食物，如牛奶、雞蛋；⑵海產(chǎn)類，如魚、蝦、蟹、海貝、海帶；⑶有特殊氣味的食物，如洋蔥、蒜、蔥、韭菜、香菜、羊肉；⑷有刺激性的食物，如辣椒、胡椒、酒、芥末、姜；⑸某些生食的食物，如生番茄、生花生、生栗子、生核桃、桃、葡萄、柿子等；⑹某些富含細(xì)菌的食物，如死的魚、蝦、蟹，不新鮮的肉類；⑺某些含有真菌的食物，如蘑菇、酒糟、米醋；⑻富含蛋白質(zhì)而不易消化的食物，如蛤蚌類、魷魚、烏賊；⑼種子類食物，如各種豆類、花生、芝麻；⑽一些外來而不常吃的食物。第50頁,共63頁，2024年2月25日，星期天食品過敏原特性分子質(zhì)量小、糖基化的蛋白質(zhì)酸性等電點(diǎn)對(duì)變性和降解均有抵抗力進(jìn)入免疫系統(tǒng)，激活I(lǐng)gE細(xì)胞含量相對(duì)豐富免疫系統(tǒng)有更多機(jī)會(huì)與過敏原結(jié)合胃部發(fā)生沉淀，延長胃腸道中的運(yùn)輸時(shí)間蛋白質(zhì)長時(shí)間保持完整，易誘發(fā)免疫反應(yīng)第51頁,共63頁，2024年2月25日，星期天花生過敏原Arah2（八大類食物過敏原之一）分子量：17kDa占總蛋白含量的4%。糖基化，含有β-1,3木糖殘基的高甘露糖側(cè)鏈。酸性等電點(diǎn)pI=4.5第52頁,共63頁，2024年2月25日，星期天減少過敏性的傳統(tǒng)植物育種方法雜交育種多倍體育種（單倍體育種）誘變育種（物理）紫外誘變、化學(xué)誘變、原生質(zhì)體融合秋水仙素處理現(xiàn)在還有離子束誘變蛋白質(zhì)表達(dá)水平的多樣性第53頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共63頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用遺傳工程降低過敏潛能轉(zhuǎn)錄后基因沉默硫氧還蛋白減少二硫鍵過敏原編碼基因的修飾第55頁,共63頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)錄后基因沉默原理：抑制基因特異性mRNA的積累，使其不能被翻譯成蛋白質(zhì)，從而減少這類蛋白的數(shù)量。中心法則第56頁,共63頁，2024年2月25日，星期天優(yōu)點(diǎn)：有明確的靶基因需要較少的過敏原信息量缺點(diǎn)：難以完全刪除過敏原難以應(yīng)用于多個(gè)過敏原的食物第57頁,共63頁，2024年2月25日，星期天硫氧還蛋白減少二硫鍵原理：二硫鍵與蛋白的致敏性有重要相關(guān)性。硫氧還蛋白通過催化活性二硫鍵位點(diǎn)發(fā)生的可逆的氧化還原反應(yīng)，還可以減少多種蛋白質(zhì)分子內(nèi)二硫鍵，降低一些食品潛在的致敏性。第58頁,共63頁，2024年2月25日，星期天優(yōu)點(diǎn)：普遍應(yīng)用于過敏原依賴二硫鍵的任何食物缺點(diǎn)：對(duì)沒有完整的二硫鍵的過敏原有局限性第59頁,共63頁，2024年2月25日，星期天過敏原編碼基因的修飾原理：大多數(shù)食品過敏原都有結(jié)合IgE的線性過敏原決定簇。通過修飾編碼過敏原的基因，使IgE不能與該蛋白結(jié)合，最終使過敏原表達(dá)的蛋白失去致敏性。缺點(diǎn)：必須得到臨床驗(yàn)證第60頁,共63頁，