人教江蘇生物轉(zhuǎn)基因生物安全性

人教江蘇生物轉(zhuǎn)基因生物安全性第1頁/共26頁專題4:生物技術(shù)安全性和倫理問題轉(zhuǎn)基因生物的安全性第2頁/共26頁一、轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止

1.1972年美國斯坦福大學(xué)的伯格第一次重組DNA獲得成功.第3頁/共26頁

現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人P·伯格（美國,1926－）在1960年以敏銳的科學(xué)預(yù)見力提出一個大膽的設(shè)想：是否可以創(chuàng)造出一種人工方法，把外界的遺傳基因引入動物體內(nèi)，以達到改變遺傳性狀和治療某些疾病的需要呢？1972年，伯格把兩種病毒的DNA用同一種限制性內(nèi)切酶切割后，再用DNA連接酶把這兩種DNA分子連接起來，于是產(chǎn)生了一種新的重組DNA分子，首次實現(xiàn)兩種不同生物的DNA體外連接，獲得了第一批重組DNA分子，這標志著基因工程技術(shù)的誕生。伯格因此獲得了1980年諾貝爾化學(xué)獎。第4頁/共26頁2.轉(zhuǎn)基因的重要成果

(1)微生物方面:把某些重組DNA轉(zhuǎn)移到細菌中表達獲得成功,隨后,使出現(xiàn)了具有重要經(jīng)濟價值的各種重組微生物,如可以清除石油污染的假單孢桿菌等.

第5頁/共26頁利用轉(zhuǎn)基因細菌制造蛛絲３０多年來，科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因為它們會互相吞食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場。沙伊貝爾說："我們正在與各行業(yè)聯(lián)系，以檢測這種新絲的品質(zhì)，并進一步研發(fā)工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)技術(shù)。"蛛絲如果能實現(xiàn)大規(guī)模人工生產(chǎn)，將可以取代塑膠材料，用于眼部或神經(jīng)外科手術(shù)的精細縫合，也可用來制造膠布等傷口包扎材料或者人造韌帶及肌腱等，應(yīng)用前景極其廣闊。在轉(zhuǎn)基因細菌之前，曾有科學(xué)家嘗試利用轉(zhuǎn)基因山羊、轉(zhuǎn)基因煙草、轉(zhuǎn)基因土豆等制造蛛絲，但由于產(chǎn)量過低或絲質(zhì)太差均未成功第6頁/共26頁轉(zhuǎn)基因細菌可治癌癥

英國醫(yī)學(xué)專家日前將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌與一種抗癌藥相結(jié)合，成功殺死了實驗鼠體內(nèi)的癌細胞?？茖W(xué)家將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌注射到實驗鼠的腫瘤內(nèi)，再給實驗鼠注射一種名叫6－MPDR的抗癌藥。這種藥無法單獨發(fā)揮作用，但是一種由轉(zhuǎn)基因大腸桿菌分泌的酶能將此藥物“激活”，形成一種有效的毒素，將其周圍的癌細胞殺死，而不傷害其它組織器官。

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(2)基因制藥方面:生物制藥已經(jīng)成為21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè).

近十幾年來，在利用生物技術(shù)制取新藥方面取得了驚人的成就，已有不少藥物應(yīng)用于臨床。例如人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細胞生成素（Epo）、GM－集落刺激因子（GM－CSF）、組織溶纖酶原激活素、白細胞介素－2及白介素－11等。正在研究的有降鈣素基因相關(guān)因子、腫瘤壞死因子、表皮生長因子等140多種。隨著生物技術(shù)藥物的發(fā)展，多肽與蛋白質(zhì)類藥物的研究與開發(fā)，已成為醫(yī)藥工業(yè)中一個重要的領(lǐng)域，同時給生物制劑帶來了新的挑戰(zhàn)。

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在實際應(yīng)用中，基因工程藥物受到一定限制，如口服應(yīng)用時生物利用度低，會受到消化酶的破壞，在胃酸作用下不穩(wěn)定，在體內(nèi)半衰期較短等，因此只能注射給藥或局部用藥。為了克服這些缺陷，已開始改為合成這些天然蛋白質(zhì)的較小活性片段，即所謂“多肽模擬”或“多肽結(jié)構(gòu)域”合成，又叫“小分子結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計”。這類藥物可口服，有利于由皮膚、粘膜給藥，用于治療免疫缺陷癥、HIV感染、變態(tài)反應(yīng)性疾病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等，其制造成本也更低。這種設(shè)計思想也已應(yīng)用于多糖類藥物、核酸類藥物和模擬酶的有關(guān)研究。小分子藥物設(shè)計屬于第二代結(jié)構(gòu)相關(guān)性藥物設(shè)計，所設(shè)計的分子能替代原先天然活性蛋白與特異靶相互作用。第9頁/共26頁(3)轉(zhuǎn)基因動物方面:受到轉(zhuǎn)基因巨型小鼠獲得成功的鼓舞,科學(xué)家又在培育生長迅速、營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面,不斷取得輝煌成就.同時,科學(xué)家還把轉(zhuǎn)基因動物變成生物反應(yīng)器第10頁/共26頁(3)轉(zhuǎn)基因植物方面:

預(yù)防乙肝不用打針，只要吃幾個西紅柿就行。這可不是玩笑，中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心經(jīng)過十年研究，培育出的抗乙肝西紅柿順利通過前三個階段的測試，明年有望上市?？挂腋挝骷t柿與普通西紅柿口感一樣酸中帶甜，不但可以直接食用，還可以榨成汁或炒菜吃，對人體沒有任何毒副作用。據(jù)該項目負責(zé)人劉德虎研究員介紹，食用抗乙肝西紅柿，雖不能治愈乙肝，但一年只吃幾個，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)多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿上市后將論個出售，每個售價大概在２元左右吃西紅柿能防乙肝?第11頁/共26頁轉(zhuǎn)入熒光素酶蛋白基因的發(fā)熒光煙草第12頁/共26頁改變花色的轉(zhuǎn)基因矮牽?；ǖ?3頁/共26頁第14頁/共26頁轉(zhuǎn)基因甜椒第15頁/共26頁轉(zhuǎn)基因草在穴盆中生長良好...

第16頁/共26頁轉(zhuǎn)基因西紅柿第17頁/共26頁藍色玫瑰一直是人類美麗的夢想基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實第18頁/共26頁(4)轉(zhuǎn)基因植物方面:目前,科學(xué)家已經(jīng)培育出了大批具有抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆等全心形狀的農(nóng)作物.第19頁/共26頁基因一旦被改動，一方面可能引起生物體內(nèi)一系列未知的結(jié)構(gòu)與功能的變化；另一方面，轉(zhuǎn)基因操作對生物體的影響會通過遺傳傳遞。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性問題外源基因引入后，是否會影響其他重要的調(diào)節(jié)基因，甚至?xí)せ钤┗?？轉(zhuǎn)基因技術(shù)廣泛應(yīng)用是否會導(dǎo)致難以消滅的新病原物出現(xiàn)？是否會造成生態(tài)學(xué)災(zāi)難？人類攝食大量轉(zhuǎn)基因食品是否會影響人類及其后代的健康？第20頁/共26頁二、對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論(1)在轉(zhuǎn)基因生物中,有時候會出現(xiàn)一些人們意想不到的后果的原因:

a.對基因的結(jié)構(gòu),基因間的相互作用及基因的調(diào)空機制都了解的相當(dāng)有限;

b.轉(zhuǎn)移的基因雖然是功能已知的基因,但不少是異種生物的基因;

c.外源基因插入宿主基因組的部分往往是隨機的.第21頁/共26頁(2)轉(zhuǎn)基因生物與食物安全

a.轉(zhuǎn)基因食物引起食物安全性問題的理由:

安全性檢測問題；滯后效應(yīng)；擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原；擔(dān)心營養(yǎng)成分的改變。

b.不必擔(dān)心轉(zhuǎn)基因食物安全性的理由:

多環(huán)節(jié)、嚴謹?shù)陌踩栽u價,可以保證轉(zhuǎn)基因食物的安全;科學(xué)家的負責(zé)態(tài)度可以防止新過敏原的產(chǎn)生;至今尚未發(fā)現(xiàn)食用轉(zhuǎn)基因食品而影響人體健康的事例;沒能足夠的證據(jù)證明轉(zhuǎn)基因食物有問題。第22頁/共26頁(3)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全

a.引起生物安全的理由:

可能會擴散到種植區(qū)以外,成為野生種類,可能成為“入侵的外來物種”,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存；可能重組出對人類或其他生物有害的細菌或病毒；有可能使雜草成為除草劑除不掉的“超級雜草”。

b.不引起生物安全的理由:

擴散到種植區(qū)以外就很快死亡；要表現(xiàn)出新性狀,必須具有一定的水肥等條件,以及配套的種植技術(shù)；由于生殖隔離的存在,使他們很難與其他植物雜交；花粉傳播的距離有限、存活時間有限。第23頁/共26頁(4)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全

a.引起環(huán)境安全的理由:

打破自然物種的原有界限,改變了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán)；重組微生物可能對人類的生活環(huán)境造成二次污染；重組DNA與微生物雜交,可能產(chǎn)生有害的病原微生物；轉(zhuǎn)基因植物花粉中的有毒物質(zhì)可通過蜜蜂進入蜜蜂,再經(jīng)過食物鏈傳遞。

b.不引起環(huán)境安全的理由:

轉(zhuǎn)基因不會改變生物原有的分類地位,不會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的種植,減少了農(nóng)藥的使用量；抗除草劑農(nóng)作物的種植,減輕了農(nóng)田管