植物與動(dòng)物篇

植物與動(dòng)物篇第1頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程和自然界第2頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月13.基因改造生物下一次綠色革命？第3頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月新的食品第4頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月馬鈴薯甲蟲馬鈴薯甲蟲，隸屬于鞘翅目葉甲科葉甲亞科。是重要的國際檢疫對象。原發(fā)生于北美落基山區(qū),為害茄科的一種野生植物：刺萼龍葵。隨著美洲大陸的開發(fā)，當(dāng)馬鈴薯的栽培向西擴(kuò)展到落基山區(qū)時(shí),立刻遭到這種甲蟲的嚴(yán)重為害。此后,這種甲蟲又向東擴(kuò)散，速度很快?，F(xiàn)已知英國、中國、法國、荷蘭、比利時(shí)、盧森堡、德國、西班牙、葡萄牙、瑞士、奧地利、南斯拉夫、捷克斯洛伐克、波蘭都有發(fā)生。成蟲體長10毫米，卵圓形。橘黃色，頭、胸部和腹面散布大小不同的黑斑，各足跗節(jié)和膝關(guān)節(jié)黑色,每鞘翅上有5個(gè)黑色縱條紋，相當(dāng)艷麗。成蟲在地下越冬。在春季馬鈴薯出土?xí)r，越冬成蟲出現(xiàn),產(chǎn)卵于葉子反面,每雌產(chǎn)卵300～500粒。老熟幼蟲入土化蛹。一年發(fā)生1～3代。除對馬鈴薯造成毀滅性災(zāi)害外，還為害番茄、茄子、辣椒、煙草等茄科植物。第9頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

1993年馬鈴薯甲蟲傳入新疆后僅在邊境地區(qū)霍城、察布查爾、伊寧、塔城4個(gè)縣（市）危害。1995年已分布到伊犁、塔城兩地的13個(gè)縣（市）。1996年6月疫情形勢出現(xiàn)重大變化，馬鈴薯甲蟲越過伊犁、塔城盆地天然屏障，首次出現(xiàn)在烏蘇市郊。至此，該蟲進(jìn)入天山北坡無屏障地帶，沿著馬鈴薯種植帶迅速東進(jìn)。1999年到達(dá)烏魯木齊。2002年馬鈴薯甲蟲擴(kuò)散前沿到達(dá)木壘縣。目前，新疆伊犁、塔城、阿勒泰、博樂、奎屯、石河子、昌吉、巴音郭楞和烏魯木齊市11個(gè)地（州）、師的35個(gè)縣（市）、258個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、團(tuán)場）發(fā)生分布；發(fā)生行政轄區(qū)總面積29.72萬km2，耕地面積發(fā)生范圍2073.4萬（667m2），其中，馬鈴薯及其他茄科作物發(fā)生面積50萬（667m2），局部地區(qū)的馬鈴薯、茄子和番茄受害嚴(yán)重。農(nóng)作物及草原地帶生態(tài)區(qū)野生寄主雜草天仙子染疫突出，發(fā)生范圍100萬（667m2）。野生寄主雖屬零星發(fā)生，但分布范圍大。自傳入的10年間，馬鈴薯甲蟲向東擴(kuò)散了930km，平均每年向東擴(kuò)散速度約100km。疫情地距甘肅交界的星星峽僅600km，直接威脅甘肅省以及全國的馬鈴薯等安全生產(chǎn)。第10頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月馬鈴薯甲蟲的成幼蟲均取食馬鈴薯葉片或頂尖，通常將葉片取食成缺刻狀。危害嚴(yán)重時(shí)，莖稈被取食成光禿狀。大齡幼蟲還可以取食幼嫩的馬鈴薯薯塊。失控的種群，可在薯塊開始生長之前將葉片吃光造成絕產(chǎn)。一般可造成馬鈴薯減產(chǎn)30%～50%；嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)90%。而且能傳播馬鈴薯其它病害，如褐斑病、環(huán)腐病等。第11頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月反義RNA技術(shù)第15頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月大豆中轉(zhuǎn)入的基因1.抗除草劑基因2.抗蟲基因3.高蛋白基因4.高油酸基因基因的加法與減法第17頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因大豆油酸的含量比較高，比現(xiàn)有的任何大豆品種的油酸含量都高，榨出的油很穩(wěn)定。通常，人們要用化學(xué)方法對食用油進(jìn)行加工，通過氫化作用產(chǎn)生反式脂肪酸。反式脂肪酸比較穩(wěn)定，便于儲存，但是對健康有害。這種新的轉(zhuǎn)基因大豆油由于已經(jīng)比較穩(wěn)定，不必再進(jìn)行化學(xué)加工，不含反式脂肪酸，而且另一種對健康有害的脂肪酸——飽和脂肪酸的含量也降低了20％。像這樣改良了食物的營養(yǎng)成分，對消費(fèi)者的健康有益。第18頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因作物在過去的15年中，基因工程技術(shù)——將一個(gè)或多個(gè)基因從一種生物轉(zhuǎn)人另一種生物生殖細(xì)胞原生質(zhì)內(nèi)的受控轉(zhuǎn)移——令世界農(nóng)業(yè)大為改觀。幾乎就在一夜之間，數(shù)以億計(jì)的大豆田、玉米田和棉花田中播下了基因組中含有一個(gè)或多個(gè)外來基因的種子。綜合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的巨頭——孟山都、嘉吉、杜邦和諾華等公司宣布這些基因工程種子將引領(lǐng)下一次綠色革命。屆時(shí)，作物的產(chǎn)量會(huì)飛速提升，以更低成本為人類提供更多的食物。第19頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月很多人對這個(gè)改變世界農(nóng)業(yè)的創(chuàng)舉提出質(zhì)疑。他們最擔(dān)憂的一是人們對食品安全問題還不夠關(guān)注;二是如果基因改造生物帶有的基因轉(zhuǎn)移到了它們的近緣野生種中，也許就會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的災(zāi)難。第20頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1999年10月由60個(gè)團(tuán)體如綠色和平和地球之友等組成的聯(lián)盟在《紐約時(shí)報(bào)》刊登的通版廣告標(biāo)題一針見血:“誰將成為21世紀(jì)的上帝?要將人類基因轉(zhuǎn)入豬、魚和植物嗎?……要將魚的基因轉(zhuǎn)西紅柿嗎?要?jiǎng)?chuàng)造不育植物嗎?要迎合市場而重塑或者克隆動(dòng)物(以后還有人類)嗎?人類妄圖取代自?……我們何時(shí)認(rèn)可了這些事情?……我們是不是已經(jīng)利令智昏了?”第21頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月盡管這些廣告如此聳人聽聞并已經(jīng)引發(fā)了一系列的激烈政治斗爭，但轉(zhuǎn)基因食品仍然會(huì)存在。中國已經(jīng)開展了五大作物的轉(zhuǎn)基因計(jì)劃，并已投入巨額資金。我們可以在接下來的幾年內(nèi)對轉(zhuǎn)基因食品會(huì)進(jìn)行更多的測試。也勢必會(huì)有新的法律法規(guī)出臺，規(guī)定由轉(zhuǎn)基因作物制成的產(chǎn)品必須標(biāo)明來源。轉(zhuǎn)基因技術(shù)還是利遠(yuǎn)大于弊。第22頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月未來會(huì)怎樣？1.作物產(chǎn)量逐步挺高。2.農(nóng)藥、化肥施用量逐年減少。3.農(nóng)產(chǎn)品品種越來越好。4.人類體內(nèi)毒素積累越來越多。5.植物界的覆滅。第23頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月重要作物的巨大變革全仰仗20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的兩項(xiàng)新技術(shù)，即植物克隆和轉(zhuǎn)基因。以及植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞全能性：指植物的每個(gè)細(xì)胞都包含著該物種的全部遺傳信息，從而具備發(fā)育成完整植株的遺傳能力。在適宜條件下，任何一個(gè)細(xì)胞都可以發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體。植物細(xì)胞全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。第24頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月任何部位和組織的活體植物細(xì)胞均能在特定條件下發(fā)育成完整的植株?；铙w植物細(xì)胞的分裂繁殖能力與動(dòng)物受精卵細(xì)胞相同。第26頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)物細(xì)胞具備全能性嗎？不具備。動(dòng)物細(xì)胞分化程度較高，雖然每一個(gè)細(xì)胞核也具有個(gè)體的全部遺傳信息，但由于不同組織細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)不同，極大的限制了遺傳信息的表達(dá)，從而導(dǎo)致單細(xì)胞不能再生個(gè)體。動(dòng)物細(xì)胞核是具備全能性的，把細(xì)胞核取出注入取出細(xì)胞核的受精卵內(nèi)一樣可以再生動(dòng)物個(gè)體。該技術(shù)即動(dòng)物克隆。第27頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月植物外源基因轉(zhuǎn)化方法根據(jù)不同轉(zhuǎn)化方法過程中是否存在載體介導(dǎo)，可將現(xiàn)有轉(zhuǎn)基因方法分為直接導(dǎo)入法和間接導(dǎo)入法兩大類。1.外源基因間接轉(zhuǎn)化法間接轉(zhuǎn)化法是指通過生物體介導(dǎo)，將外源基因轉(zhuǎn)入植物體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化方法。根據(jù)介導(dǎo)生物體的不同，間接轉(zhuǎn)化法又可分為農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、病毒介導(dǎo)法和細(xì)菌球質(zhì)體介導(dǎo)法，其中應(yīng)用最為廣泛的是農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。第28頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月目前應(yīng)用于植物轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌有根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌，它們都是侵染性非常強(qiáng)的土壤菌，能夠侵染所有的雙子葉植物和部分單子葉植物。由于它們具有天然的轉(zhuǎn)移外源DNA的屬性，因而在植物轉(zhuǎn)基因中備受重視，得到廣泛的應(yīng)用。有關(guān)根癌農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是目前研究最多、理論基礎(chǔ)最透徹和技術(shù)最為成熟的外源基因轉(zhuǎn)化方法。第29頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化是在其Ti質(zhì)粒的T-DNA區(qū)和Vir區(qū)的相互作用下完成的，其中T-DNA區(qū)是轉(zhuǎn)移到植物基因組的區(qū)段，而Vir區(qū)負(fù)責(zé)對T-DNA區(qū)進(jìn)行切割、轉(zhuǎn)移和整合到植物基因組。第30頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月其侵染過程主要包括5個(gè)階段，分別為：（1）農(nóng)桿菌在植物敏感細(xì)胞上吸附；（2）農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的vir區(qū)基因被激活；（3）T-DNA切割和T-DNA復(fù)合物形成；（4）T-DNA復(fù)合物由農(nóng)桿菌進(jìn)入植物細(xì)胞；（5）T-DNA整合到植物染色體上并且進(jìn)行表達(dá)。第32頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月農(nóng)桿菌介導(dǎo)法的優(yōu)點(diǎn)農(nóng)桿菌作為一種自然界中存在的基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，在其介導(dǎo)轉(zhuǎn)化植物受體時(shí)基因的轉(zhuǎn)移具有自發(fā)性，T-DNA插入的拷貝數(shù)較少，重排程度低，其轉(zhuǎn)移基因具有穩(wěn)定遺傳且呈孟德爾遺傳的優(yōu)點(diǎn)；此外，農(nóng)桿菌介導(dǎo)法還具有操作簡單、轉(zhuǎn)化率高、嵌合體少的特點(diǎn)，是進(jìn)行大規(guī)模轉(zhuǎn)化的首選方法。第33頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月農(nóng)桿菌介導(dǎo)法的缺點(diǎn)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化也存在一些缺點(diǎn)，比如農(nóng)桿菌感染過程會(huì)對植物材料造成損傷，T-DNA整合時(shí)其邊界可能會(huì)發(fā)生短截，T-DNA以串聯(lián)形式整合；轉(zhuǎn)移T-DNA區(qū)的兩個(gè)基因未必共表達(dá)等。第34頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月2外源基因直接轉(zhuǎn)化法早期轉(zhuǎn)基因的研究主要針對雙子葉植物，農(nóng)桿菌介導(dǎo)法均能獲得較高的轉(zhuǎn)化率，但在后來的研究中發(fā)現(xiàn)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法無法實(shí)現(xiàn)對大部分單子葉植物的轉(zhuǎn)化，這可能是由于單子葉植物不是農(nóng)桿菌的天然寄主造成的。因而在后來的研究中又逐漸發(fā)展了外源基因的直接轉(zhuǎn)化法。外源基因直接轉(zhuǎn)化法是指通過物理或化學(xué)的方法將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞或原生質(zhì)體，由此獲得轉(zhuǎn)基因植株的方法。主要包括化學(xué)刺激法、基因槍法、電擊法和顯微注射法等。第35頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)刺激法化學(xué)刺激法是利用原生質(zhì)體本身易于攝取外來物質(zhì)的特性，再加以化學(xué)藥劑刺激，使外源基因轉(zhuǎn)入原生質(zhì)體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化方法。其使用的化學(xué)藥劑主要有磷酸鈣、氯化鈣和PEG等，其中最常用的是PEG刺激法。PEG即聚乙二醇。PEG刺激法的原理是將原生質(zhì)體細(xì)胞懸于含有DNA質(zhì)粒和PEG的溶液中，首先由PEG擾亂原生質(zhì)細(xì)胞表面電荷，從而造成細(xì)胞間融合；然后質(zhì)粒DNA在滲透壓的作用下透過原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)并最終隨機(jī)的整合入基因組中。第36頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月基因槍法基因槍法又稱微彈轟擊法，它是利用火藥爆炸或高壓氣體加速，將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈直接送入完整的植物組織和細(xì)胞中，然后通過細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生成植株，其中表現(xiàn)為轉(zhuǎn)基因陽性的植株即為轉(zhuǎn)基因植株。第37頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月電擊法電擊法也是一種以原生質(zhì)體為受體的外源基因轉(zhuǎn)化技術(shù)，其原理是利用高壓電脈沖作用，在原生質(zhì)體膜上形成可逆的瞬間通道。當(dāng)外源DNA附著于細(xì)胞質(zhì)膜靠近電擊點(diǎn)時(shí)，DNA分子就有可能通過小孔進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)而整合到受體細(xì)胞的基因組上。第38頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月顯微注射法顯微注射法是使用毛細(xì)微管在顯微鏡下將外源DNA注射入植物細(xì)胞或原生質(zhì)體的一種直接而完善的外源基因轉(zhuǎn)移方法。在植物轉(zhuǎn)基因的應(yīng)用過程中，由于植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和原生質(zhì)體的彈性，通常將細(xì)胞用瓊脂糖多聚賴氦酸固定，也可用吸管吸取單個(gè)細(xì)胞固定，然后將外源DNA通過特制的毛細(xì)微管注入細(xì)胞、原生質(zhì)體或直接注入核內(nèi)。第39頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月有關(guān)基因改造生物的爭論美國是最早批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因植物種植和銷售的國家。美國農(nóng)業(yè)部在20世紀(jì)90年代中期允許市場出售經(jīng)過基因工程改造的黃皮西葫蘆品種——ZW-20。令佐治亞州和佛羅里達(dá)州黃皮西葫蘆種植者蒙受經(jīng)濟(jì)損失的罪魁禍?zhǔn)资莾煞N植物病毒，而這種轉(zhuǎn)基因黃皮西葫蘆對這兩種植物病毒均具有抗性。90年代后期，美國政府加快了批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因作物的步伐，這在很大程度上是由于轉(zhuǎn)基因植物的創(chuàng)造方式幾乎如出一轍，不會(huì)出現(xiàn)新的技術(shù)和安全問題。第40頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月不管美國如何積極，轉(zhuǎn)基因作物登陸歐洲時(shí)還是立刻引起了人們的擔(dān)憂。歐洲對此事的反應(yīng)一部分要?dú)w因于政治言論長期受環(huán)境問題的強(qiáng)烈影響，另一部分則是因?yàn)楫?dāng)時(shí)英國出現(xiàn)的“瘋牛病”給人們造成了巨大的不安。90年代中期，由歐盟議員布雷耶領(lǐng)導(dǎo)的綠黨，多次提出關(guān)于基因改造生物的安全性問題并認(rèn)為它有悖自然規(guī)律。第41頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1996年，當(dāng)歐盟執(zhí)行委員會(huì)準(zhǔn)許孟山都公司將20萬噸基因工程大豆出售給歐洲的食品制造商時(shí)，原本就一觸即發(fā)的爭論終于爆發(fā)了。歐盟執(zhí)行委員會(huì)的顧問們認(rèn)為，并不存在什么重大的食品安全問題而非要對轉(zhuǎn)基因大豆的終產(chǎn)品(包括從嬰兒食品到冰淇淋等足)作出標(biāo)注不可。不過，到10月份時(shí)，歐洲商會(huì)(批發(fā)零售商的行業(yè)協(xié)會(huì))堅(jiān)持要其企業(yè)成員對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)注。第42頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1996年11月，一船基因工程大豆運(yùn)抵漢堡，但碼頭工人拒絕搬運(yùn)它們，一些歐洲超市連鎖店也宣布他們不會(huì)出售這些大豆的產(chǎn)品，不管它們是不是標(biāo)明了轉(zhuǎn)基因食品。這些事件已被廣泛報(bào)道，對公眾產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。1997年到1998年，其他轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的進(jìn)口急劇下滑，如嘉基公司生產(chǎn)的基因工程玉米。但到了1998年，沒有任何一起由于消費(fèi)轉(zhuǎn)基因食品而導(dǎo)致的傷害事故，戰(zhàn)斗也慢慢趨于平息。在英國，“弗蘭肯斯坦(怪物)食品”成了基因改造生物的代名詞。許多主要的食品零售商公開承諾不會(huì)在知情的情況下出售轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。在整個(gè)歐洲，至少到目前為止，社會(huì)依然以壓倒性的優(yōu)勢反對著基因改造食品。第43頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1999年，關(guān)于基因改造生物的爭論在美國爆發(fā)了。這場爭論主要集中在:(1)基因改造生物是非自然的;(2)將基因引人食用植物而導(dǎo)致未知的食物過敏風(fēng)險(xiǎn);(3)轉(zhuǎn)基因食品可能會(huì)違反正統(tǒng)的猶太教及伊斯蘭教有關(guān)不潔食物的戒律;(4)轉(zhuǎn)基因作物可能會(huì)危害到某些物種;(5)轉(zhuǎn)基因作物可能會(huì)破壞現(xiàn)有的生態(tài)平衡;(6)基因改造生物的使用將不利于第三世界國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。第44頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月基因改造生物就是非自然的——如果它們的存在僅是因?yàn)槿祟愑心芰?chuàng)造它們的話。然而，對于人類消耗的絕大部分其他農(nóng)產(chǎn)品來說，情況也是一樣的。所有的作物和家畜都是持續(xù)數(shù)百代強(qiáng)制性育種的產(chǎn)物。第45頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月至于過敏問題，轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)過敏反應(yīng)的可能性甚微。舉個(gè)例子，如果來自花生的基因轉(zhuǎn)到了玉米中，對那些有嚴(yán)重花生過敏癥的人而言，玉米可能就成了一種危險(xiǎn)食品。但我知道只有一次，科學(xué)家們要將一個(gè)堅(jiān)果的基因轉(zhuǎn)到谷類中去，人們擔(dān)憂會(huì)導(dǎo)致過敏問題，于是中止了實(shí)驗(yàn)。此外任何一種新的轉(zhuǎn)基因作物在投入生產(chǎn)前都會(huì)做過敏蛋白檢測。第46頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月而違反宗教飲食戒律的轉(zhuǎn)基因食品的數(shù)量幾乎為零。因?yàn)槲覀冊诂F(xiàn)有技術(shù)水平上還不能將類似于豬的基因轉(zhuǎn)入植物中。而且，更為重要的是食物過敏的風(fēng)險(xiǎn)以及使人違背宗教戒律的可能性可以通過加注標(biāo)簽來避免，第47頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因植物也并不都是好的1999年5月，當(dāng)康奈爾大學(xué)的研究者報(bào)道說通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明Bt玉米的花粉會(huì)殺死黑脈金斑蝶(帝王蝶)——美國最受喜歡的昆蟲之一，美國民眾對基因改造生物的擔(dān)憂逐漸開始升溫。黑脈金斑蝶專食馬利筋，該植物生長于美國中西部，通常伴生在玉米田中?？的螤柕目茖W(xué)家們推測Bt玉米的花粉一定會(huì)被風(fēng)吹到馬利筋上。實(shí)驗(yàn)顯示，約有一半黑脈金斑蝶在食用了撒上Bt玉米花粉的馬利筋后死亡。而食用無Bt玉米花粉的馬利筋的黑脈金斑蝶無一死亡。鑒于美國現(xiàn)有2000萬英畝以上的Bt玉米田，轉(zhuǎn)基因玉米可能會(huì)威脅到這種蝴蝶的生存。第48頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)最主要的影響就是，轉(zhuǎn)入的帶有除草劑抗性的基因是否有可能通過風(fēng)媒花粉轉(zhuǎn)到野生近緣種中，產(chǎn)生出新品種的雜草迅速蔓延開來，對環(huán)境造成威脅。這些雜草迅速占領(lǐng)了美國南方大部分地區(qū)?！盎蚱啤钡?9頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月隨著公眾對基因改造生物有所認(rèn)識而反對者們繼續(xù)煽風(fēng)點(diǎn)火，人們就更想進(jìn)一步了解那些擺上貨架的食品到底是如何生產(chǎn)出來的，并要求擁有知情權(quán)以及對基因改造生物加貼標(biāo)注。當(dāng)然，標(biāo)注會(huì)增加市場中食品的價(jià)格，這又會(huì)引起一個(gè)問題:“公布事實(shí)”是否會(huì)剝奪一些人對這些產(chǎn)品的消費(fèi)選擇權(quán)?真正的食品安全問題又何止轉(zhuǎn)基因問題，其它行業(yè)內(nèi)的黑幕又公開了多少？類似于草莓、西瓜……第50頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月植物工廠轉(zhuǎn)基因植物技術(shù)的出現(xiàn)提供了一種誘人的可能性:植物能夠像工廠一樣，以低廉的成本制造昂貴的藥物以及其他重要產(chǎn)品。預(yù)示這一光明前景的第一個(gè)標(biāo)志已經(jīng)出現(xiàn)。1996年，弗吉尼亞州一家叫做CropTech的小型生物技術(shù)公司宣布，他們以At為載體成功地將一個(gè)編碼人類葡糖腦昔脂酶的基因轉(zhuǎn)入煙草的基因組中，這個(gè)酶是治療一種罕見遺傳病—戈謝病的唯一有效藥物。第51頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月戈謝病

戈謝病舊稱高雪病，是一種由基因突變引起的遺傳疾病。基因在正常情況下負(fù)責(zé)葡糖腦苷脂酶的作用，這種酶幫助人體分解成名為葡糖腦苷脂的脂肪。有戈謝病的患者，不能產(chǎn)生這種酶，因而也不能分解脂肪，這樣就把脂肪累積在肝臟、脾和骨髓中。戈謝病能導(dǎo)致疼痛、疲勞、黃疸、骨損傷、貧血甚至死亡。雖然戈謝疾病可能影響任何種族的人員，但對來自東歐的猶太人影響更為普遍。在猶太人口中，戈謝病是最普遍的遺傳疾病，大約1/450人的概率。在總體人口中，影響的概率是1/10萬，按照美國國家戈謝疾病基金的統(tǒng)計(jì)，有2500位美國人患戈謝病。第52頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月臨床表現(xiàn)任何年齡自出生至80歲均可發(fā)病，但以少年兒童多發(fā)7歲以下更多可分為三型：

1.成人型(Ⅰ型)為本病最常見類型也是脂質(zhì)貯積病中常見者。猶太人(Ashkenazi-Jewish民族)中多見，但各民族中均有。在美國估計(jì)每年兒童患者不到5000例.任何年齡均可起病,常以脾臟大就醫(yī),進(jìn)展可快可慢.患者皮膚及黏膜呈茶黃色，常誤診為黃疸，暴露部位如頸、手及小腿最明顯，呈棕黃色。初呈黃白色后變?yōu)樽攸S色，肺累及時(shí)可影響氣體交換而出現(xiàn)癥狀。晚期患者四肢可有骨痛甚而病理性骨折，以股骨下端最常見。也可累及股骨頸及脊柱骨，有脾功能亢進(jìn)時(shí)可因血小板減少而有出血傾向。小兒患者身高及體重常受影響。

第53頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月2.嬰兒型(Ⅱ型)患兒自生后即可有肝大脾大3～6個(gè)月時(shí)已很明顯，有吸吮、吞咽困難和生長發(fā)育落后表現(xiàn)。神經(jīng)系統(tǒng)癥狀突出，頸強(qiáng)直頭，后仰肌張力增高、角弓反張踺反射亢進(jìn)，最后變?yōu)檐洶c，無反應(yīng)腦神經(jīng)受累時(shí)可有內(nèi)斜面癱等癥狀。易并發(fā)感染。由于病程短暫，多于嬰兒期死亡，因此肝脾臟腫大不如成人型明顯無皮膚色素沉著，骨骼改變不顯著。3.幼年型(Ⅲ型)常于2歲至青少年期發(fā)病，常于體檢時(shí)發(fā)現(xiàn)一般呈中度脾腫大，病情進(jìn)展緩慢，逐漸出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀如：肌陣攣性抽搐，動(dòng)作不協(xié)調(diào)，精神錯(cuò)亂最后臥床不起。肝臟常輕微腫大但也可進(jìn)行性腫大而出現(xiàn)肝功能嚴(yán)重?fù)p害。第54頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月該病只能采用β-葡糖腦苷脂酶治療。成人型治療1年后一般情況好轉(zhuǎn)肝脾明顯縮小，生長發(fā)育加快血紅蛋白升高血小板亦緩慢上升，肺部受累者，肺功能亦可得到改善。骨病變?nèi)缗f，但發(fā)現(xiàn)治療初期有不伴尿鈣增加的低血鈣情況，推測骨病變好轉(zhuǎn)可能需較長時(shí)間。嬰兒型應(yīng)用后，肝脾可縮小，但腦癥狀多不能好轉(zhuǎn)。β-葡糖腦苷脂酶價(jià)格昂貴，以此藥治療一個(gè)戈謝病病人每年所需的花費(fèi)在10萬到30萬美元不等，堪稱世上最昂貴的藥物。第55頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月美國健贊公司是生產(chǎn)該藥品的主要生物公司，他最早是依靠從幾千個(gè)人類胎盤的細(xì)胞中提取β-葡糖腦苷脂酶的，這些胎盤由比利時(shí)的一家公司收集?，F(xiàn)在有了制造該藥物的更好方法。健贊公司的科學(xué)家們將人類葡糖腦苷脂酶基因轉(zhuǎn)人細(xì)菌，在巨型發(fā)酵罐中進(jìn)行培養(yǎng)后能得到大量細(xì)菌。健贊公司就是從馬薩諸塞州阿爾斯頓一個(gè)“工廠”的鐵罐中得到新產(chǎn)品的。健贊公司今后將不再依賴大量的人類胎盤了，但產(chǎn)品開發(fā)所需的巨額成本意味著藥品的價(jià)格在短期內(nèi)并不會(huì)有所降低。第56頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月CropTech研發(fā)部主管克拉默宣稱，有一種基因工程煙草，每克鮮葉能產(chǎn)出約1毫克葡糖腦營脂酶，這表示一個(gè)植株就能生產(chǎn)出足夠的酶來提供一個(gè)病人一年所需的藥物。理論上，以植物為“工廠”可令生產(chǎn)成本大幅度降低，戈謝病患者也將獲益匪淺。第57頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月全世界對煙草基因的研究非常多。正因?yàn)槲覀儗λ巳缰刚?，所以煙草可以成為?gòu)建蛋白質(zhì)工廠的關(guān)鍵植物。1997年，法國科學(xué)家宣布完成了一項(xiàng)三年計(jì)劃。他們已經(jīng)成功地將編碼血紅蛋白的人類基因轉(zhuǎn)入了煙草的基因組，隨后從煙草葉中提取到了微量的人類血紅蛋白。以植物來生產(chǎn)血紅蛋白的主要?jiǎng)訖C(jī)是生產(chǎn)一種安全的血液替代品，它不會(huì)帶有威脅到病人生命的病毒，如20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的艾滋病毒(HIV)。第58頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月費(fèi)城托馬斯·杰斐遜大學(xué)的生物學(xué)家科普羅夫斯基開發(fā)了一種含有基因工程狂犬病疫苗的可食用植物。1997年，他與免疫學(xué)家合作，通過病毒感染的方式往植物中轉(zhuǎn)人來自狂犬病毒基因，從而創(chuàng)造出了一種植物疫苗。他將來自這兩種致命病毒的基因轉(zhuǎn)入煙草中，這些煙草會(huì)產(chǎn)生大量的類病毒微粒。當(dāng)這些微粒純化后注射進(jìn)人小鼠體內(nèi)，就能令小鼠具有對狂犬病的免疫能力。第59頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月目前，人們對制造疫苗香蕉非常感興趣。對非洲廣裹的貧窮地區(qū)而言，很難在幾年內(nèi)建立起公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)并對農(nóng)村地區(qū)發(fā)放疫苗。即使有蓋茨基金會(huì)(GatesFoundation)每年捐助的7億美元，也不過是杯水車薪。如果有人能夠通過基因工程種出疫苗香蕉或者其他疫苗植物，那么非洲大多數(shù)人口的健康預(yù)防問題幾年內(nèi)就能得到解決。第60頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月葡萄酒溯源第61頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月也許不久之后，基因工程就能創(chuàng)造出更好的葡萄栽培品種了，這遠(yuǎn)勝于人類通過數(shù)個(gè)世紀(jì)的嘗試和失敗所得到的品種。生物學(xué)家們?yōu)槲覀兘獯鹆艘粋€(gè)重要問題:備受贊譽(yù)的卡百內(nèi).索維農(nóng)葡萄的起源是什么?早在18世紀(jì)，這種黑葡萄就已出現(xiàn)于法國東南部。幾十年內(nèi)，葡萄栽培者就令其適應(yīng)了波爾多地區(qū)的氣候，并釀制出一種廣受歡迎的葡萄酒來。隨著受歡迎程度的增加，人們開始關(guān)心它的起源問題。一些人揣測，它是失傳己久的羅馬時(shí)代風(fēng)行一時(shí)的葡萄品種，另一些人則推測它發(fā)源于西班牙的亞得里亞海沿岸。第62頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)一群加州的葡萄種植者找到加州大學(xué)戴維斯分校的生態(tài)學(xué)家梅雷迪思，詢問如何使用分子遺傳學(xué)來鑒定關(guān)鍵母株的時(shí)候，她并不知道自己將要解開的是酒類研究中的熱門謎案之一。第63頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月她和同事鮑爾斯通過對近50個(gè)栽培品種中微衛(wèi)星DNA(高度重復(fù)的DNA短序列，在不同品種中長度變異極大，類似于STR序列)多樣性進(jìn)行研究，分析了葡萄品種的DNA序列，這些品種包括全球有萄種植業(yè)中所有的常見品種以及大部分不知名的品種。分析顯示，卡百內(nèi)·索維農(nóng)中所有的微衛(wèi)星都來自卡百內(nèi)·弗朗架或者白索維農(nóng)——兩者都是波爾多當(dāng)?shù)氐闹参?卡百內(nèi)·索維農(nóng)這個(gè)名字自始至終都王確地描述了它父母的身份，但沒有人能確信。第64頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月也許我們很快就能喝上基因工程的葡萄酒了。轉(zhuǎn)基因葡萄可能是創(chuàng)造出品質(zhì)以及抗病性更好品種的最為有效的方法。不過對我而言，難以想象的是轉(zhuǎn)基因在提升葡萄口味上的作用，因?yàn)榭谖陡袷峭恋睾完柟馕⒚钭饔玫漠a(chǎn)物而非基因所致。第65頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月營養(yǎng)基因組學(xué)營養(yǎng)基因組學(xué)又叫營養(yǎng)遺傳學(xué)，是研究營養(yǎng)素和植物化學(xué)物質(zhì)對機(jī)體基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)及代謝機(jī)理的科學(xué)。第66頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月在接下來的10---20年時(shí)間內(nèi)，植物遺傳學(xué)最重要的進(jìn)展將會(huì)是什么?可能是營養(yǎng)基因組學(xué)。雖然營養(yǎng)基因組學(xué)還處于嬰兒期，但它已成為了許多大公司(如杜邦)所依煥的重要資源。營養(yǎng)基因組學(xué)的先見之明在于，科學(xué)家們可以利用分子生物學(xué)來定義食物中有益于健康的化學(xué)物質(zhì)。接下來，可以改造植物使其能含有更多有用化合物而減少有毒物質(zhì)的含量。最后，他們將歸納出人們在這些化合物的吸收和代謝方式上有何不同，然后針對不同人的需要開發(fā)食物。人們有朝一日將能根抓遺傳因素來制定健康策略、購買食物。最好的狀況則是，營養(yǎng)驀因組學(xué)可令預(yù)防醫(yī)學(xué)大為改觀，能通過規(guī)劃個(gè)人飲食來減少或者延緩疾病的發(fā)作。第67頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月中國人是該學(xué)科的鼻祖，在我們國家這叫做食療即使是最樂觀的營養(yǎng)學(xué)家也覺得這個(gè)光明的前景還要幾十年才能完全實(shí)現(xiàn)，但營養(yǎng)基因組學(xué)最后擁有的巨大影響力令人們還覺察不到它的局限性。分子主物學(xué)家和營養(yǎng)學(xué)家將能更為精準(zhǔn)地描述食物會(huì)帶來的好處。當(dāng)然，他們也會(huì)及時(shí)地重新定義我們對食物的看法。比如，我們可從制造出一種早餐谷類，它能抵消一個(gè)或者更多的心臟病遺傳易纂因素。而通過基因工程改造的水果也能削弱結(jié)腸癌遺傳風(fēng)險(xiǎn)。第68頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月營養(yǎng)基因組學(xué)將是制藥工業(yè)——許多基于基因組研究的新藥物的來源——和目前如火如茶的“另類醫(yī)療”運(yùn)動(dòng)之間的緩沖地帶?，F(xiàn)在，有數(shù)百萬美國人使用貫葉連翹、紫錐菊、銀杏以及成百上千的其他相關(guān)的未知物質(zhì)治療疾病或者保健。這些未知物質(zhì)含有的化合物無疑具有實(shí)際的藥用價(jià)值。營養(yǎng)基因組學(xué)工具能幫助我們將它們分離出來并對其效用及起效模式有所了解。營養(yǎng)基因組學(xué)將在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和整體健康醫(yī)療之間建立起一座人們期盼已久的橋梁。第69頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月14.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物新食物與新工廠第70頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月天方魚譚天方魚譚（AFishstory）是一個(gè)猶太典故。該典故來自于一個(gè)故事:某人養(yǎng)了一條鯰魚，一次鯰魚跳出魚缸后離水掙扎，此人開始訓(xùn)練鯰魚看它能離水多久，最后，鯰魚被訓(xùn)練成能完全脫水而生，但主人某天遠(yuǎn)行歸來時(shí)，發(fā)現(xiàn)這條鯰魚居然跌入魚缸而淹死了。第71頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1994年，在加拿大漁業(yè)與海洋部工作的德夫林將一個(gè)魚類生長激素基因插人太平洋銀蛙魚的卵中。受精后，約有6%的胚胎獲得了這個(gè)基因并發(fā)育成了生來就具有雙倍生長激素的魚。這一結(jié)果令人震驚。這些轉(zhuǎn)基因魚比它們的普通同類長得更大更快，其中一些可謂是魚中“巨無霸”——體重是海中捕撈到的銀蛙魚平均體重的30多倍!與人類不同，魚類一生都在生長，所以它們的實(shí)際體重上限甚至?xí)摺＿@些科學(xué)家在接受采訪時(shí)謹(jǐn)慎地預(yù)測:要將這項(xiàng)科研成果商業(yè)化還得20年時(shí)間。第72頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月總部設(shè)在馬薩諸塞州沃爾瑟姆的AF蛋白質(zhì)公司是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)讓世界上最流行和最昂貴的魚之一——大西洋鮭魚(還有其他一些種類，包括蹲魚)能成為你餐桌上的美味佳肴的公司之一。AF蛋白質(zhì)公司的口號是:鮭魚個(gè)頭更大，生長速度更快，養(yǎng)殖環(huán)境更潔凈，成本更低廉。20世紀(jì)90年代中期，由于公司的科學(xué)家們開發(fā)出一種培育更大蛙魚的轉(zhuǎn)基因方法，AF蛋白質(zhì)公司終于取得了重大的進(jìn)展。養(yǎng)殖轉(zhuǎn)基因蛙魚的第一年末，這些魚就比海中捕到的大西洋蛙魚或者同等條件下培養(yǎng)的非轉(zhuǎn)基因蛙魚要重4~6倍。第73頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月這些轉(zhuǎn)基因魚是怎么被創(chuàng)造出來的？科學(xué)家以一個(gè)非?；钴S的啟動(dòng)子增加了蛙魚生長激素基因的效率，然后將這個(gè)構(gòu)造物注射到魚的早期胚胎中。某些胚胎中的一些細(xì)胞獲得了這個(gè)基因并將其整合到自己的基因組中，包括一些最后構(gòu)成生殖系統(tǒng)的細(xì)胞。當(dāng)一對經(jīng)此轉(zhuǎn)基因操作培養(yǎng)出的基因工程魚交配后，它們就會(huì)將兩份這種更有效的生長激素基因拷貝傳遞給它們的后代。每條魚能有數(shù)以千計(jì)的后代，在自然環(huán)境下很難全部存活，但在養(yǎng)魚場中，它們存活的概率將大大提高。第74頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月“藍(lán)色革命”為生產(chǎn)銷售轉(zhuǎn)基因鮭魚和蹲魚所作的努力成為了“藍(lán)色革命”——利用海洋生物來滿足全世界對食物的需求。聯(lián)合國估計(jì)，保證全球100億人口生存的唯一出路就是以不會(huì)令海洋資源枯竭的方式大力提高產(chǎn)自海洋的食品數(shù)量(至少要達(dá)到目前水平的7倍)。當(dāng)然，陸地的水產(chǎn)業(yè)也是可行方式之一，因?yàn)樗赜械姆指羰沟貌槐叵窈Ｑ箴B(yǎng)殖那樣圍成一塊塊大水田。第75頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月消費(fèi)者們會(huì)對轉(zhuǎn)基因魚有什么反應(yīng)?這取決于很多因素，包括他們對其安全性的了解，魚的外觀和口味，以及價(jià)位。沒有什么理由去擔(dān)心這些魚是否能安全食用，轉(zhuǎn)基因蛙魚既沒有外來基因也沒有被修飾過的蛋白質(zhì)，它就是能比個(gè)頭小的同類們制造更多的生長激素。那么它的味道如何呢?AF蛋白質(zhì)公司1997年在加拿大最古老的飯店之一——石屋飯店主辦了一場宴會(huì)，特別推出了他們的轉(zhuǎn)基因鮭魚和蹲魚，收到美食家和廚師的一致贊揚(yáng)。第76頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月一旦對轉(zhuǎn)基因魚有更多了解，至少一些堅(jiān)定的環(huán)境保護(hù)論者會(huì)被說服。這些魚將被養(yǎng)殖在內(nèi)陸的養(yǎng)殖池中，與傳統(tǒng)的近海養(yǎng)殖設(shè)施相比，這將大大降低人工養(yǎng)殖對海岸線環(huán)境的危害。近海養(yǎng)殖會(huì)產(chǎn)生極為有害的污水(主要是因?yàn)榇罅康聂~類排泄物被集中在很小的空間內(nèi))，這些污水將嚴(yán)重危害周圍淺海水域的微生物區(qū)系。此外，近海養(yǎng)殖設(shè)施減少后，人們還能利用風(fēng)光優(yōu)美的海岸線實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)。第77頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月但轉(zhuǎn)基因魚仍然無法打消所有人的顧慮。懷疑論者指出，在農(nóng)業(yè)緩慢發(fā)展的數(shù)千年歷史中，人類已經(jīng)辛辛苦苦積累了大量關(guān)于植物育種的知識。但從人類開始捕魚的幾千年來，我們從未對任何魚類進(jìn)行過遺傳改良。他們擔(dān)心，轉(zhuǎn)基因蛙魚、鱒魚、蝦或者其他轉(zhuǎn)基因物種不可避免地會(huì)逃逸到天然野生環(huán)境中，這將引發(fā)一場生態(tài)浩劫。例如，轉(zhuǎn)基因蛙魚比其普通同類更具競爭力，數(shù)代之后就能取代后者在生態(tài)系統(tǒng)中的位置。第78頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月無論轉(zhuǎn)基因蛙魚等產(chǎn)品對消費(fèi)者和環(huán)境的潛在利益如何，一場關(guān)于是否該許可生產(chǎn)它們的政治論戰(zhàn)如箭在弦。全球?qū)τ隘偱２　钡目只糯_己造成人們難以消除的憂慮，新聞界的添油加醋更是加劇了人們的憂慮。實(shí)際上因此病而死亡的不到20人，這個(gè)數(shù)目比每天因車禍而死亡的人數(shù)還少。英國一個(gè)報(bào)紙的頭條居然寫成了“基因公司否認(rèn)與瘋蹲魚病有關(guān)”，而所謂“瘋蹲魚病”根本就是子虛烏有。第79頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月藥用激素牛奶場工人們數(shù)百年來一直為了提高牛奶產(chǎn)量而奮斗。在達(dá)爾文給出科學(xué)解釋之前人們早就形成了慣例一一選擇產(chǎn)奶最多的母牛來生育下一代小牛。20世紀(jì)50年代一個(gè)顯著進(jìn)步就是，牛奶場工人開始用評選獲獎(jiǎng)公牛的精子進(jìn)行人工授精，但即便是這些產(chǎn)品，在牛生長激素面前也黯然失色。第80頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月如果給母牛更高劑量的牛生長激素，它們是不是能產(chǎn)出更多牛奶呢?

1993年11月5日基因工程牛生長激素(BST)首次面世。一年之內(nèi)，在美國1000萬頭母牛中，有超過100萬頭會(huì)被注射BST。至1997年，這個(gè)數(shù)字被提升到200萬頭以上。雖然人們對注射BST具體能提高每頭奶牛多少奶產(chǎn)量仍看法不一，但即使是最保守的估計(jì)也超出了15%。第81頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月BST安全嗎？BST并不能從牛奶中檢測出，即便存在，其微小的量在人的消化道中也被破壞殆盡。BST和胰島素一樣，只有直接注射進(jìn)血液才會(huì)發(fā)生效用，因而這種牛奶是安全的。然而，BST對母牛的影響卻沒有那么溫和，注射了BST的母?；既橄傺椎目赡苄员容^大。乳腺炎是奶牛的一種常見疾病，也是一百年來人們?yōu)榱俗畲笙薅鹊靥岣吣坍a(chǎn)量所產(chǎn)生的惡果。BST也許對這個(gè)為時(shí)甚久的疾病有些許影響，但并沒有使這個(gè)疾病惡化。第82頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月雖然目前人們對BST的使用仍然憤憤不平，但從根本上講，廣泛使用BST的最大受益者就是環(huán)境。如果BST可以讓農(nóng)民們用較少的母牛得到較大的奶產(chǎn)量，全國的乳畜群往大氣中散放的沼氣就會(huì)變少，它們的糞便對河流的污染也能減少。第83頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月早先使用基因工程激素來治療人類疾病并不曾像在母牛中使用BST一樣引起公眾的大聲疾呼。這也許是因?yàn)檫@些激素是用于治療那些已無藥可醫(yī)的兒童的。20世紀(jì)60-70年代期間，幾千名急需人類生長激素的原發(fā)性生長激素缺乏癥兒童就是靠著那些來自人尸體的生長激素，才能避免一生都籠罩在極度矮小(成年身高不超過一個(gè)4歲兒童)的陰影之中。該生長激素提取自腦垂體，純化后注射人病人體內(nèi)。1985年發(fā)生了幾起由傳染自腦垂體的病毒引起的致命腦部疾病(克羅伊茨費(fèi)爾特-雅各布病)后，各國才明令禁止使用來自尸體的生長激素。第84頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1986年10月，全球知名生物技術(shù)公司之一的美國基因技術(shù)公司將一種基因工程人類生長激素推向市場。病人們不再依賴尸體的腦下垂體了。這種新藥是第二個(gè)被許可的基因工程藥物。該藥物是通過克隆人類生長激素的基因并將其插人大腸桿菌的一個(gè)弱化菌株中而制造出來的。基因技術(shù)公司將這種細(xì)菌置于巨型發(fā)酵罐中發(fā)酵，隨后從肉湯培養(yǎng)基中純化此激素(化學(xué)結(jié)構(gòu)與天然形成的激素一致)，最后制成一種可安全注射到兒童體內(nèi)的化合物。一些病童還是出現(xiàn)了副作用(包括糖尿病及甲狀腺功能減退)，因?yàn)樗麄兊纳眢w對被其認(rèn)為是外來蛋白質(zhì)的物質(zhì)產(chǎn)生了免疫應(yīng)答。第85頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月多高算高呢？近10年來，由于有更多的人聽說了生長激素，許多父母要求對并未患有生長激素缺乏癥的孩子使用該藥物。越來越多的研究表明，經(jīng)常給某些兒童注射人類生長激素會(huì)適當(dāng)增加他們的成年身高。一個(gè)人要多矮才算是身材矮小而有必要接受治療呢?誰能判定這個(gè)問題?第86頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)物工廠比起食用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的肉或者飲用使用了基因工程藥物的奶牛所產(chǎn)牛奶的顧慮來，公眾好像更傾向于利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)貴重藥物。健贊公司運(yùn)營著一家未來工廠:它用幾百頭自新西蘭進(jìn)口的純種山羊取代了計(jì)算機(jī)編程機(jī)器人。從1990年起，健贊公司的科學(xué)家們已在馬薩諸塞州中部某農(nóng)場中創(chuàng)造出基一因組中攜帶有人類基因，該基因能編碼人類疾病所需的蛋白質(zhì)。第87頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月健贊公司在山羊工廠中制造出的第一個(gè)蛋白質(zhì)是抗凝血酶-III——一種能令血液變稀薄的蛋白質(zhì)，在抗血栓(血栓會(huì)導(dǎo)致心臟病和中風(fēng))方面具有極大的潛在價(jià)值。他們僅需傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)方法1%的成本就能生產(chǎn)出稀有蛋白質(zhì)。但這種羊的后代不能穩(wěn)定遺傳該基因。第88頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月多莉羊出世之后，人們在克隆哺乳動(dòng)物方面取得了令人驚嘆的進(jìn)展，其中之一就是健贊公司的3頭山羊的誕生。它們都是同一轉(zhuǎn)基因山羊胚胎的克隆，并且每一頭都含有編碼抗凝血酶-III的人類基因。第89頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月人們從已知帶有人類抗凝血酶-III基因的雌性山羊胚胎中取出細(xì)胞，并將每個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核分別轉(zhuǎn)移到一個(gè)摘除細(xì)胞核的山羊卵細(xì)胞中，從而完成了這項(xiàng)工作。卵細(xì)胞隨后被移入已具備懷孕所需激素的代孕母山羊體內(nèi)。在置入38頭代孕山羊體內(nèi)的112個(gè)胚胎中，有3頭克隆羊被成功產(chǎn)下。多莉羊是277次嘗試中唯一成功的一次。該項(xiàng)工作每年為建贊公司帶來2億美元的收益。第90頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月多莉誕生之前，世界上最著名的農(nóng)場動(dòng)物是歐洲第一頭轉(zhuǎn)基因山羊—赫爾曼。它是1990年由荷蘭一家名叫“Pharming”的公司創(chuàng)造出來的。在1997年召開的一次科學(xué)會(huì)議上，公司的一名負(fù)責(zé)人貝納姆將美國民眾對這些動(dòng)物的積極反響與自己國家民眾的極大不安進(jìn)行了比較。荷蘭法律規(guī)定，創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因動(dòng)物就是犯罪，除非能事先得到農(nóng)業(yè)管理局的許可，但迫于政治壓力這個(gè)許可幾乎不可能獲準(zhǔn)。由于動(dòng)物權(quán)益保護(hù)組織的壓力，丹麥、瑞典、德國以及奧地利等國也制定了類似的法律，這將使得這些國家的科學(xué)家在該領(lǐng)域舉步維艱。第91頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月小鼠第92頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月它們身材很小，身體健壯，照看方便且價(jià)格低廉，在很多方面與人類十分相似。我們已十分了解小鼠，強(qiáng)大的分子生物學(xué)新工具又讓我們對它們有了更透徹的認(rèn)識。當(dāng)人類基因組計(jì)劃—由多方投資的為構(gòu)成人類藍(lán)圖的30億個(gè)DNA堿基對測序所作的努力—于1990年啟動(dòng)時(shí)，策劃者們明白，他們必須先做一些等效并行的工作，即去了解其他生物的遺傳圖譜及其精細(xì)結(jié)構(gòu)。于是，他們選擇了小鼠。目前，小鼠遺傳圖譜的精細(xì)程度在高等生物中僅次于人類圖譜。第93頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月盡管人類和小鼠要回溯5000萬年以上才能從進(jìn)化樹上找到它們共同的祖先，但比較而言，人類跟小鼠算是堂兄弟。人類跟小鼠間的相似點(diǎn)遠(yuǎn)比兩者基因上的差異要多。這是因?yàn)樽匀唤缫坏┯辛艘环N解決細(xì)胞生理機(jī)能中關(guān)鍵問題的有效方法，它就會(huì)在新物種中重新沿用該方一法。無數(shù)年來，DNA上的變化微乎其微，而且它們的影響也并不確定。但是它們并未真正改變所編碼的蛋白質(zhì)的功能。在兩個(gè)有較大差異的物種之間，蛋白質(zhì)的差異并不比兩輛價(jià)位近似、用同種引擎但以不同商標(biāo)生產(chǎn)銷售的轎車所表現(xiàn)的差異來得大。第94頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月雖然目前為止我們只知道人類和小鼠基因組DNA中的一小部分序列，但我們相信，它們的編碼序列中約有80%的堿基對是一致的。許多研究表明，人類基因在染色體上的排列順序與小鼠相比也非常接近。這些年來，科學(xué)家們已比較了這兩種生物的基因位置并得出了諸如“小鼠16號染色體與人類21號染色體共有許多基因且這些基因以相同順序排列”的結(jié)論。第95頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)未知功能的基因時(shí)，他們首先會(huì)問的問題就是在其他物種中是否存在一個(gè)結(jié)構(gòu)上有可比性的基因。第一步就是去小鼠基因組數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行搜索。如果發(fā)現(xiàn)小鼠擁有一個(gè)可比基因，人類遺傳學(xué)家就會(huì)認(rèn)為這兩個(gè)基因都與一些基本的生化功能有關(guān)。通常，人類遺傳學(xué)家可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多原本艱巨的工作都是現(xiàn)成的。如果小鼠遺傳學(xué)家已經(jīng)闡明了某個(gè)基因，那么人類中的可比基因很可能也具有相同作用。第96頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月借助一種稱為“定點(diǎn)突變”的強(qiáng)大工具，研究者們可以有目的地破壞小鼠胚胎中的特定基因以建立人類疾病的模型。如今，這些“基因剔除”小鼠正用于探討從乳腺癌到阿爾茨海默病等疾病的病因。第97頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月15.瀕危物種新基因抗擊物種滅絕第98頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月世界上有多少物種？第99頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月沒有人知道地球上到底有多少物種。哈佛大學(xué)著名的生物學(xué)家EO·威爾遜是世界上最有資格對此作出估計(jì)的人之一。他推測這個(gè)數(shù)字在1000萬到1億之間。然而用他的話說:“我們甚至不知道最接近的數(shù)量級?！蹦壳埃栠d和其他一些專攻于此的生物學(xué)家估計(jì)，人類已知的物種約為1400萬個(gè)。而且，據(jù)這些世界上最杰出的生物學(xué)家估算，人類不過對全世界1%-10%的現(xiàn)有物種情況有個(gè)模糊的認(rèn)識，而對大部分物種完全不了解。第100頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么會(huì)這樣呢？有兩個(gè)原因:一是許多物種在大多數(shù)人想象不到的地方繁衍生息，比如土壤、深海以及森林林冠—尤其是正在急劇縮減的熱帶雨林的林冠。二是作為一種生物，人類是龐大的，我們考慮得較多的也是那些經(jīng)常同我們打交道的其他大型物種，比如農(nóng)場動(dòng)物、花園植物、在屋子周圍飛來飛去鳴嗽著的小鳥，以及我們捕到的魚。這些只占所有生物的很小一部分。我們未曾知曉的90%-99%的物種中，絕大部分是微生物。第101頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月它們很重要嗎?是的，毫無疑問。地球上眾多的生命循環(huán)都要依靠它們。沒有昆蟲為顯花植物傳粉，大多數(shù)顯花植物會(huì)很快滅絕。細(xì)菌和其他土壤生物是大自然的再生者，它們將較大物種的尸體分解，重新組成了不斷被磨蝕掉的表層土壤。若沒有它們，就會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模的饑荒。更具諷刺意味的是，我們正是從少數(shù)幾個(gè)我們極為了解的細(xì)菌中開發(fā)出許多抗生素來抗擊其他細(xì)菌所引起的致命感染。第102頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月我們有充分的理由認(rèn)為，隨著不斷增長的人口侵蝕著熱帶雨林并對各種水域造成污染，每年有幾千甚至可能幾萬個(gè)物種被人類毀掉。推出這個(gè)結(jié)論的邏輯很簡單。幾乎每次對熱帶雨林的細(xì)心勘查都能發(fā)現(xiàn)新物種。對大多數(shù)昆蟲而言，這些是它們千萬年來在極端復(fù)雜的環(huán)境下為自己爭取到的一小塊生態(tài)位。一種新發(fā)現(xiàn)的昆蟲通常只能在一個(gè)特定樹種的特定部位生存，因?yàn)檫@就是它們能找到食物來源的生態(tài)位。為了養(yǎng)活更多的人類家庭而破壞這些樹木來開墾牧場，那些靠特定樹木生存的物種就會(huì)逐漸消失。第103頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月我們能為拯救這些瀕危物種做些什么昵?最好的方式當(dāng)然是不要任由它們滅絕，而最可靠的途徑就是建立大型保護(hù)區(qū)，讓大型物種有足夠?qū)拸V的地域能為自己的生存而奮斗。世界知名的野外生物學(xué)家沙勒在這方面已取得了前所未有的成功。在游說政府采取措施保護(hù)生態(tài)環(huán)境的多次經(jīng)歷中，沙勒最大的成功是在中國取得的。中國政府對內(nèi)蒙古一個(gè)相當(dāng)大大的地域進(jìn)行保護(hù)，使之免于遭受人類發(fā)展的破壞。但是，很多大型物種近來已經(jīng)滅絕了，還有更多的在進(jìn)化危機(jī)的邊緣徘徊。對它們來說，分子遺傳學(xué)和生殖生物學(xué)可能是唯一的救兵。第104頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月斯皮克氏金剛鸚鵡第105頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月斯皮克斯金剛鸚鵡又名小藍(lán)金剛鸚鵡是鸚鵡科中唯一被編入藍(lán)金剛鸚鵡屬的品種。1819年，德國自然歷史學(xué)家斯皮克斯受雇于德國國王前住巴西收集標(biāo)樣，他于巴西北部現(xiàn)稱Bahia州一帶首先發(fā)現(xiàn)這種鸚鵡，并射殺了一只制成標(biāo)本，斯皮克斯鸚鵡的名稱也就因此而來。斯皮克斯金剛鸚鵡現(xiàn)時(shí)被IUCN紅色名錄列入極危級別，且被列于華盛頓公約附錄一及二，與《瀕危野生動(dòng)植物種國際貿(mào)易公約》的附錄I，禁止進(jìn)入交易。第106頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1995年初，地球上僅有32只，大部分是珍奇鳥類愛好者的。已知只有一只為野生種。斯皮克氏金剛鸚鵡為兩性同態(tài)，也就是說，雌鳥和雄鳥看上去十分相似。自然保護(hù)工作者抱著將這個(gè)物種從滅絕邊緣拯救回來的愿望，想為那只最后的野生鳥提供一個(gè)配偶，但他們不知道它到底是雌性還是雄性。近距離觀察過這只野生鳥行為的鳥類學(xué)家認(rèn)為它是雄性，但不十分確定。因?yàn)檫@是該物種中僅存的一只在野外長大的成員，自然保護(hù)工作者極不愿意冒著傷害它的危險(xiǎn)將其抓獲來鑒定性別。分子生物學(xué)家提供了一種解決辦法。第107頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月與人類相反，鳥類中是雌性具有不同的性染色體。人類女性具有兩條X染色體而男性為一條X染色體和一條Y染色體。雌鳥有一條W染色體和一條Z染色體而雄鳥為兩條Z染色體。1993年，牛津大學(xué)動(dòng)物學(xué)專家格里菲思和蒂瓦里分離了一個(gè)高度保守的基因(稱為C-W基因)，該基因幾乎在所有鳥類的W染色體上都存在。第108頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月野外生物學(xué)家花了兩年時(shí)間才收集到那只野生斯皮克氏金剛鸚鵡換下的3片羽毛。格里菲思和蒂瓦里從一片來之不易的羽毛頂端提取出了DNA，并將其與來自5只已知性別的家養(yǎng)斯皮克氏金剛鸚鵡的DNA進(jìn)行比較。對已知雄鳥的所有測試結(jié)果都只有單一的DNA條帶，對野生鳥進(jìn)行的測試也是同樣的結(jié)果——它是雄性。第109頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月自然保護(hù)工作者們耗費(fèi)5年訓(xùn)練一只被捕獲的雌性斯皮克氏金剛鸚鵡在野外生存，教導(dǎo)它如何尋覓和習(xí)慣吃天然食物，希望能有所成效。1995年末，他們將這只雌鸚鵡放到了叢林中，那里離可能成為它配偶的雄斯皮克氏金剛鸚鵡不到100米。不到一周時(shí)間，這只雌鸚鵡就不見了，只能認(rèn)定其己死亡。而且非常不幸的是2000年我們發(fā)現(xiàn)了那只野生鸚鵡的尸體，所以可以說該鸚鵡沒有野生種了。第110頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)物園中的DNA測試世界上許多的動(dòng)物園現(xiàn)在都請求分子遺傳學(xué)家?guī)退麄冎匦略u估繁育計(jì)劃來保護(hù)瀕危物種。為什么?因?yàn)榈玫浇ㄈ悍N源既困難又昂貴，且如果一個(gè)動(dòng)物園購買一種動(dòng)物后不久卻發(fā)現(xiàn)它和原先認(rèn)為的不一樣，那么就不能用它來繁育了。1995年，亞特蘭大動(dòng)物園中止了一對珍貴的蘇門答臘虎的繁育計(jì)劃，因?yàn)闇y試表明他們購買的可能是蘇門答臘虎同非瀕危的孟加拉虎的野生雜交后代。第111頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月印度是正在減少的亞洲獅和西伯利亞虎的原產(chǎn)地。人們對印度次大陸的最后350頭亞洲獅(大部分生活在印度古吉拉特的吉爾國家公園)中的28頭進(jìn)行了DNA分析，近期傳來了好消息:種群顯示出充足的遺傳多樣性使它們有機(jī)會(huì)繼續(xù)生存下去。而對兩頭野生印度虎作DNA分析的結(jié)果卻不容樂觀。研究者發(fā)現(xiàn)它們所攜帶的基因變異只在西伯利亞虎中才有，這就意味著這兩個(gè)“物種”現(xiàn)已在野外交配了。由于西伯利亞虎較多，數(shù)代之后，野生印度虎很可能被一種更接近于西伯利亞虎的變型所替代，幾十年后，就再也沒有印度虎存在了。第112頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月在印度尼西亞兩個(gè)僅隔50英里海洋的大島—蘇門答臘島和婆羅洲上生活著約1萬只猩猩。人們認(rèn)為婆羅洲與蘇門答臘島的猩猩間的區(qū)別微不足道，這在很大程度上是由于這兩個(gè)島在不到2萬年前是同一個(gè)大島。保護(hù)動(dòng)物學(xué)家推測沒有足夠的時(shí)間讓它們進(jìn)化出很多截然不同的遺傳差異。此外，人類在島之間轉(zhuǎn)運(yùn)小猩猩（通常被作為寵物）的歷史已有幾百年了，表明這兩類猩猩直到最近仍能繼續(xù)交配。第113頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月對兩個(gè)島的猩猩的DNA比較分析顯示，它們在遺傳水平上的差異遠(yuǎn)比基于體格和行為不同所得到的差異要大得多。序列上的差異之大足以表明它們至少在2萬年前就開始分化了，說明早在兩個(gè)島被海洋分隔之前，兩類猩猩間就已經(jīng)存在生殖隔離了。第114頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月我們所面對的狀況非常奇怪。過去30年來，我們認(rèn)為蘇門答臘島和婆羅洲上的猩猩之間的差異并不比日本人和美國之間的差別大。當(dāng)意識到它們正處于滅絕邊緣時(shí)，動(dòng)物園就讓出生于不同島上的猩猩的后裔交配，結(jié)果生出來的物種沒有生殖能力。一些科學(xué)家認(rèn)為這是“靈長類種族主義”的一種形式。第115頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月事實(shí)上，并沒有確定的方法可以說清兩個(gè)親緣關(guān)系很近的變種屬于一個(gè)還是兩個(gè)物種。在野外，關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)在于生殖行為。這個(gè)動(dòng)物會(huì)與哪一個(gè)動(dòng)物交配?即便在這點(diǎn)上，邊界也很模糊。這要視情況而定，動(dòng)物幾乎總是與它自己的同類動(dòng)物交配，也有可能會(huì)有些偏離而與親緣關(guān)系很近的物種交配(就像印度虎事例一樣)，很可能放在動(dòng)物園的兩個(gè)不同種族猩猩即使不做節(jié)育手術(shù)也不會(huì)出現(xiàn)雜種交配。第116頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月佛羅里達(dá)黑豹第117頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月佛羅里達(dá)黑豹是世界上最瀕危的貓科亞種。到1967年僅在南佛羅里達(dá)州的大柏樹國家自然保護(hù)區(qū)還存有30頭，它們正在滅絕的懸崖邊搖搖欲墜。許多世代以來，幾乎所有的幼獸都己經(jīng)是遺傳上的近親(往往是同胞兄弟姐妹)彼此交配產(chǎn)下的后代。任何為其中一頭檢查過身體的獸醫(yī)都發(fā)現(xiàn)這種近親繁殖導(dǎo)致的惡果十分明顯。除了那些諸如尾巴扭結(jié)和倒毛等無害特征之外，幾乎所有的成年雄豹都患有隱梁癥，這是一種遺傳缺陷，表現(xiàn)為一側(cè)的或兩側(cè)翠丸未降人陰囊，這會(huì)降低它們的生育能力。約有80%的幼獸心臟有雜音，近來它們中已有3頭死于房間隔缺損(心臟上部左右心房之間的壁上有孔)。幾乎所有佛羅里達(dá)黑豹都受寄生蟲感染，這也許是由于其免疫系統(tǒng)先天不足所致。第118頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月國際自然保護(hù)聯(lián)盟告誡人們，除非能堅(jiān)持不懈地為增加該物種的數(shù)量而努力，否則不到2055年它就會(huì)滅絕。1995年，美國內(nèi)政部對此作出了響應(yīng)，捕獲了8頭雌性得克薩斯美洲豹并令它們在大柏樹沼澤地安居下來。動(dòng)物學(xué)家之所以選擇這種近親亞種，是因?yàn)橹钡郊s150年前為止，它的天然棲息地一直與佛羅里達(dá)黑豹有重疊。如果它們能在這些尚存的雄性佛羅里達(dá)黑豹中找到配偶，它們的后代則能為這個(gè)高度近親繁殖的群體帶來迫切需要的新基因。如果沒有兩個(gè)親本之間的遺傳沖擊，很少有近親繁殖的動(dòng)物能完全活下來。第119頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月8頭引進(jìn)的得克薩斯美洲豹中3頭死了，不過余下的5頭卻成功地找到了配偶，并生下了17頭健康的小豹患。許多小豹患也已繁殖了后代，有的是與交配，有的是與來自其他4頭佛羅里達(dá)黑豹媽媽的雜交后代交配。1999年末，動(dòng)物學(xué)家們估計(jì)大柏樹沼澤地成年黑豹和幼豹的總數(shù)已經(jīng)增加到了50至70頭，而且看上去很快就會(huì)再現(xiàn)一個(gè)充滿旺盛繁殖力的種群。第120頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)化純化論者再次開始抨擊說，即使這兩個(gè)亞種交配進(jìn)展良好并將這個(gè)美洲豹種群擴(kuò)張的話，這項(xiàng)計(jì)劃也不算是拯救了佛羅里達(dá)黑豹，而是在南佛羅里達(dá)州創(chuàng)造出了一種新的大型貓科動(dòng)物?？纤髮W(xué)林學(xué)助理教授梅爾曾經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)過拯救工作，用他的話來說，雜交種“正在不受控制地急劇增加”。他認(rèn)為，如果該狀況再持續(xù)幾年，佛羅里達(dá)黑豹與眾不同的外形特征將會(huì)從此消失。第121頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月獵豹第122頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月獵豹是世界上跑得最快的陸地動(dòng)物，一度也如現(xiàn)在的佛羅里達(dá)黑豹一樣瀕臨滅絕。DNA研究表明，該物種曾遭遇過進(jìn)化瓶頸，這就意味著目前世界上所有的獵豹?jiǎng)游锒际墙H。對這些大型貓科動(dòng)物間遺傳變異的研究顯示，它們的遺傳多樣性低于10%，低于一個(gè)物種的期望值。獵豹的近親繁殖程度高到能在它們中任意兩個(gè)之間進(jìn)行皮膚移植——說明了免疫上的同一性!這也意味著這個(gè)物種正身處被病毒或者其他感染一舉毀滅的危險(xiǎn)之中。事實(shí)上，獵豹目前正受到貓傳染性腹膜炎病毒的威脅。感染該病毒的家貓只在身體某些部位出現(xiàn)輕微癥狀。但對獵豹而言，這種病毒就是致命的，被感染的獵豹都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重癥狀并有60%死亡。第123頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月美洲鳴鶴第124頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1941年，世界上僅存22只美洲鳴鶴。自從人類開始對其不斷地關(guān)注和介入起——很大程度上是通過總部設(shè)在威斯康星州巴拉布的國際鶴類基金會(huì)的努力一其種群數(shù)量已增加到了240只。DNA測試很快將在重建鳴鶴種群的后續(xù)工作上發(fā)揮重要作用。自然保護(hù)工作者們經(jīng)過對年輕的成年鳴鶴進(jìn)行DNA分析，并為將其后代的遺傳多樣性提高到最大限度而人為安排交配。這樣有效的提高其存活率，并構(gòu)建一個(gè)更有活力的種群。第125頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月大熊貓第126頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么要去拯救瀕危動(dòng)物呢？是出于對生命的祟敬之情還是對大自然的欣賞之意？全世界的生物群包含著豐富的DNA信息，如果我們能保護(hù)、研究這些信息，并對它們有所了解，它們就能為我們提供令人目不暇接的疾病新知識，以及能對抗不斷折磨著人類的傳染病的有效新藥。有一些物種，如同那些生活在巴西熱帶雨林林冠中有限地域的昆蟲一樣，看似無關(guān)緊要，但每當(dāng)它們的進(jìn)化之光突然熄滅之時(shí)，我們也許就喪失了一次尋找抗擊癌癥或者艾滋病的絕好藥物的機(jī)會(huì)。第127頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月14世紀(jì)的歐洲因黑死病死亡的人數(shù)超過了歐洲總?cè)丝诘?/4。梅毒逐漸被控制之前，曾于16世紀(jì)蔓延全球，歐洲和亞洲有數(shù)百萬人因此死亡。被探險(xiǎn)家?guī)У矫乐藓筒ɡ嵛鱽喌穆檎詈吞旎?，也曾奪走了千百萬人的生命。到了19世紀(jì)，被稱為“白死病”的肺結(jié)核曾是導(dǎo)致大西洋兩岸成年人死亡的首要原因。而21世紀(jì)的SARS病毒也使得全世界為止恐慌。第128頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月雖然我們并不知道這些數(shù)不清的瘟疫是什么，但幾千年來，它們令大量的動(dòng)植物物種滅絕。在所有生物的基因組中，一定隱藏著能夠揭示為什么一些個(gè)體能夠幸免于難并重建種群的分子秘密。這些數(shù)據(jù)能提供一些遺傳信息，而這些信息就是我們用以應(yīng)對將來的類似新疾病攻擊的“武器”。一個(gè)引人注目的例子就是，狒狒對艾滋病毒具有高度抵御能力。第129頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月16.異種移植動(dòng)物器官挽救人類第130頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月最艱苦的等待在中國以及全世界，外科移植工作組每年都會(huì)挽救很多人的生命，然而，在等待捐贈(zèng)心、肺、肝或腎的過程中死去的人數(shù)也在逐年地增加。2000-2010年，中國平均每年僅有14835人在死后捐獻(xiàn)出自己的器官，這大約相當(dāng)于當(dāng)年死去的人數(shù)1/800。絕大多數(shù)情況下，捐獻(xiàn)者是那些因頭部創(chuàng)傷性損傷而死亡或者因犯罪被槍斃的年輕人，他們每人能夠提供若干個(gè)器官。2008年，中國死亡的大約15000人提供了48000個(gè)移植手術(shù)所需的器官。第131頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月2008年，除了那些已經(jīng)進(jìn)行的外科手術(shù)外，由國家器官和骨髓登記機(jī)構(gòu)維護(hù)的官方等候名單上尚有48000人急需一個(gè)捐獻(xiàn)的器官，他們中約有13300人需要腎臟，這些數(shù)字還遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于真正的需求量。一些心臟病學(xué)家估計(jì)大約50000人患有嚴(yán)重的心臟疾病，這些人如果有捐獻(xiàn)器官就應(yīng)當(dāng)接受移植。更為殘酷的是，這些名單上的人(尤其是許多排在前面的人)盡管沒有多少機(jī)會(huì)，但卻希望命運(yùn)殺死其他人，這樣他們自己的生命就有可能得以延續(xù)。在中國，這個(gè)名單中每年就有10000多人在等待捐獻(xiàn)器官的過程中死去。第132頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月幾乎每一個(gè)按常規(guī)進(jìn)行移植手術(shù)的國家都存在嚴(yán)重的尸體器官來源不足的現(xiàn)象。例如，2005年英國有2003個(gè)尸體來源的器官可用于外科手術(shù)(包括從外國進(jìn)口的36個(gè))。然而，當(dāng)年年末，在英國移植支持服務(wù)局的等候名單上就有8133名患者，而且這個(gè)數(shù)字可能低估了真正的需求量。第133頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月隨著我們壽命延長以及醫(yī)生們學(xué)會(huì)了怎樣更好地治療慢性心臟病及腎、肝、肺病，所以因休克（僅次于外傷的第二大器官來源）導(dǎo)致的死亡數(shù)量持續(xù)下降。由于高速公路安全性的提高以及國家法規(guī)的規(guī)范，與酗酒相關(guān)的交通事故下降，以及更少的死刑人數(shù)，我們可以肯定，等候尸體來源器官的名單會(huì)繼續(xù)增加。第134頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月怎么解決器官來源問題？我們期望有一天能利用動(dòng)物作為器官供體的歷史比起移植手術(shù)本身還要久遠(yuǎn)。1907年威爾斯創(chuàng)作的小說《莫羅博士島》，講述了一位聲名顯赫的外科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造動(dòng)物與人的雜合體怪物的方法后，將自己流放到一個(gè)太平洋小島上的故事。第135頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月1964年，一名美國外科醫(yī)生進(jìn)行了第一例異種移植手術(shù)，他從一只黑猩猩體內(nèi)取出心臟并將其放入一名由于心力衰竭將要死去的病人的胸腔內(nèi)。黑猩猩小小的心臟不足以承擔(dān)循環(huán)負(fù)荷，這名患者術(shù)后2小時(shí)就死去了。1968年，美國外科醫(yī)生嘗試過從綿羊到人的心臟移植，英國外科醫(yī)生則嘗試了從豬到人的心臟移植。在這兩個(gè)例子中，免疫系統(tǒng)快速排斥外源器官，使患者在數(shù)小時(shí)內(nèi)死去。第136頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月最著名也最富有爭議的心臟異種移植嘗試是在1984年由位于加利福尼亞州洛馬·琳達(dá)大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的外科醫(yī)生實(shí)施的，他們將一個(gè)拂拂的心臟移植到一個(gè)出生15天的嬰兒體內(nèi)。這種孤注一擲的做法當(dāng)時(shí)稱之為“搭橋手術(shù)”，是用以維持這個(gè)左心室未發(fā)育的孩子的生命并等待有人類供體器官。通過使用藥物抑制嬰兒的免疫系統(tǒng)，醫(yī)生們成功地使孩子存活了20天。同一時(shí)期，還有一些類似的使用拂拂、黑猩猩及豬的腎臟和肝臟進(jìn)行異種移植的嘗試。在某些例子中，患者存活甚至可達(dá)到10周，但尚無一例能存活下來。第137頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月欺騙免疫系統(tǒng)從豬到狗的異種移植研究發(fā)現(xiàn)，受體動(dòng)物有時(shí)在數(shù)秒鐘內(nèi)發(fā)動(dòng)對供體器官的壓倒性的攻擊，并在數(shù)分鐘內(nèi)導(dǎo)致器官的死亡，這個(gè)反應(yīng)就是現(xiàn)在所熟知的超急性排斥反應(yīng)(HAR)。這是異種移植很難逾越的免疫屏障。大自然從未預(yù)見到對異種移植的需求。經(jīng)過無數(shù)代的進(jìn)化，哺乳動(dòng)物已經(jīng)進(jìn)化出一套精密的、通過遺傳編碼的免疫防御系統(tǒng)，當(dāng)后者識別到外源組織進(jìn)入身體，就會(huì)發(fā)動(dòng)強(qiáng)烈的攻擊。這種攻擊極度強(qiáng)烈，以至于患者極有可能被其摧毀。第138頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月異種移植外科手術(shù)的進(jìn)步依賴于對免疫系統(tǒng)的了解以及學(xué)會(huì)設(shè)法規(guī)避其防御。免疫學(xué)家開始在小鼠身上做實(shí)驗(yàn)，后來移到其他物種，逐漸刻畫出一個(gè)龐大而復(fù)雜的基因群，稱為主要組織相容性位點(diǎn)。這一位點(diǎn)的基因控制著構(gòu)成免疫系統(tǒng)一部分的循環(huán)細(xì)胞表面分子的合成，而這些分子可直接探測到任何外源器官。人類的這個(gè)位點(diǎn)被稱為HLA(人類白細(xì)胞抗原)。第139頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月到1970年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些基因(位于第6號染色體)具有許多變異以至于通過組合大約有2萬多種可能的基因型，這就可以解釋為什么當(dāng)一個(gè)人在其直系親屬外搜尋供者時(shí)發(fā)現(xiàn)免疫學(xué)上相配概率很小的原因。在19世紀(jì)60年代和70年代，腎臟移植成功的數(shù)量大幅上升，這在很大程度上是由于對保證移植成功而必須相配的HLA復(fù)合物中的基因有了更好的了解。正是因?yàn)槲覀兙哂袑γ恳粋€(gè)人的HLA進(jìn)行分型的能力，才使得創(chuàng)建一個(gè)全國性的供體匹配計(jì)劃成為可能。第140頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月在過去幾十年間，我們?yōu)榱私饷庖呦到y(tǒng)所作出的巨大投入得到了回報(bào)。在19世紀(jì)50年代中期，在一對完全一樣的雙胞胎之間進(jìn)行的第一例人腎臟移植手術(shù)在波士頓哈佛大學(xué)的布寧漢醫(yī)院進(jìn)行。外科醫(yī)生逐漸將手術(shù)擴(kuò)展到從兄弟到姐妹和從父母到孩子的移植，這就是說，從遺傳上相同的同種異體間器官移植開始，逐漸擴(kuò)展到遺傳上相似的受體一供體之間的移植。當(dāng)人們了解到怎樣避免由于外源HLA抗原引發(fā)的反應(yīng)時(shí)，醫(yī)生們開始在不相關(guān)的人之間匹配器官，這大大擴(kuò)展了潛在的供體庫。第141頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月除了HLA的匹配外，器官移植手術(shù)很大程度上得益于免疫抑制藥物，特別是環(huán)飽霉素A。環(huán)飽霉素A在抑制免疫反應(yīng)方面的作用巨大，它使我們有效地規(guī)避了一些可能導(dǎo)致供體和受體間完全不相配的問題。移植工作組現(xiàn)在可以肯定地說