轉(zhuǎn)基因生物安全專題

關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全專題第1頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六生物技術(shù)（biotechnology），有時也稱生物工程，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，采用先進的科學(xué)技術(shù)手段，按照預(yù)先的設(shè)計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，2022年，5月20日，13點55分，星期六現(xiàn)代生物技術(shù)包括：基因工程細胞工程酶工程發(fā)酵工程蛋白質(zhì)工程第3頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六基因工程指在基因水平上，按照人類的需要進行設(shè)計，然后按設(shè)計方案創(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)計十分類似的方法，明顯地既具有理學(xué)的特點，同時也具有工程學(xué)的特點。第4頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第5頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第6頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第7頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第8頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六

人們掌握基因工程技術(shù)的時間并不長，但已經(jīng)獲得了許多具有實際應(yīng)用價值的成果，基因工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，將在社會生產(chǎn)和實踐中發(fā)揮越來越重要的作用。第9頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六細胞工程關(guān)于細胞工程的定義和范圍還沒有一個統(tǒng)一的說法，一般認為，細胞工程是根據(jù)細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)原理，采用細胞培養(yǎng)技術(shù)，在細胞水平進行的遺傳操作。細胞工程大體可分染色體工程、細胞質(zhì)工程和細胞融合工程。第10頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六ABFGCEDH第11頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六酶工程酶工程是指利用酶、細胞或細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)十個國家采用固定化酶和固定化細胞進行工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品包括酒精、啤酒、各種氨基酸、各種有機酸以及藥品等等。第12頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六酶的應(yīng)用第13頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第14頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第15頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六果汁生產(chǎn)與果膠酶乳制品與凝乳酶第16頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六發(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，2022年，5月20日，13點55分，星期六第18頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六蛋白質(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、對人類生活有用的蛋白質(zhì)分子。第19頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六生物技術(shù)的應(yīng)用第20頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六生物技術(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，2022年，5月20日，13點55分，星期六抗蟲第22頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六抗蟲第23頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六抗蟲水稻第24頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六抗病轉(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，2022年，5月20日，13點55分，星期六品質(zhì)改良不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米第26頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第27頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六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，2022年，5月20日，13點55分，星期六例如將

導(dǎo)入奶牛基因組，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，2022年，5月20日，13點55分，星期六生物技術(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，2022年，5月20日，13點55分，星期六胰島素生產(chǎn)基因工程藥物第31頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第32頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第33頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六

轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿(中國)，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西紅柿屬于轉(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，2022年，5月20日，13點55分，星期六第35頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進行診斷。在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進行產(chǎn)前診斷。基因治療第36頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六1）β—珠蛋白的DNA探針→鐮刀狀細胞貧血癥

2）苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥

3）白血病患者細胞中分離出的癌基因制備的DNA探針→白血病第37頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六美國醫(yī)學(xué)家安德森謝德爾，1999第38頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六生物技術(shù)與生態(tài)環(huán)境保護環(huán)境監(jiān)測環(huán)境污染治理第39頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六

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)測第40頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六

用DNA探針可以檢測飲用水中病毒的含量。此方法的特點是快速、靈敏，1噸水中有10個病毒也能檢測出來。第41頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六環(huán)境污染治理

基因工程做成的“超級細菌”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“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。第42頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六鎘污染第43頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六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，2022年，5月20日，13點55分，星期六淀粉分類：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，來增加馬鈴薯中淀粉含量。第45頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六

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，2022年，5月20日，13點55分，星期六BT基因蘇云金芽胞桿菌(Bacillusthuringiensis，簡稱Bt)第47頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六食物過敏（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，2022年，5月20日，13點55分，星期六支氣管哮喘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，2022年，5月20日，13點55分，星期六引起過敏的食物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，2022年，5月20日，13點55分，星期六食品過敏原特性分子質(zhì)量小、糖基化的蛋白質(zhì)酸性等電點對變性和降解均有抵抗力進入免疫系統(tǒng)，激活I(lǐng)gE細胞含量相對豐富免疫系統(tǒng)有更多機會與過敏原結(jié)合胃部發(fā)生沉淀，延長胃腸道中的運輸時間蛋白質(zhì)長時間保持完整，易誘發(fā)免疫反應(yīng)第51頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六花生過敏原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pI=4.5第52頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六減少過敏性的傳統(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)表達水平的多樣性第53頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六第54頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六應(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，2022年，5月20日，13點55分，星期六轉(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，2022年，5月20日，13點55分，星期六優(yōu)點：有明確的靶基因需要較少的過敏原信息量缺點：難以完全刪除過敏原難以應(yīng)用于多個過敏原的食物第57頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六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，2022年，5月20日，13點55分，星期六優(yōu)點：普遍應(yīng)用于過敏原依賴二硫鍵的任何食物缺點：對沒有完整的二硫鍵的過敏原有局限性第59頁，共63頁，2022年，5月20日，13點55分，星期六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，最終使過敏原表達的蛋白失去致敏性。缺點：必須得到臨床驗證第60頁，共63頁，2