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1、生物安全性 总结 流感病毒有三种类型：甲型（型）流感病毒感染哺乳动物以及鸟类；乙型（型）流感病毒只感染人类，疾病的产生通常较甲型病毒温和；丙型（型）流感病毒只感染人类，并不会引起严重的疾病. 甲流病毒事件：H1N1，其遗传物质为RNA. H和N，是指甲型流感病毒表面的两大类蛋白质.H是红细胞凝集素(Hemagglutinin)，其作用像一把钥匙，帮助病毒打开宿主细胞的大门；N是神经氨酸苷酶(Neuraminidase)，能够破坏细胞的受体，使病毒在宿主体内自由传播. 食物的安全性争论 转基因食物不安全性的理由:安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变. 转基因食物安全的
2、理由:多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全;科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生;至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例;没能足够的证据证明转基因食物有问题. 目前的结论理性看待转基因技术a.趋利避害,而不能因噎废食b. 建立相应的法规,如1993年制定的；2002年颁布的 转基因产品的安全性尚无定论；提示我们谨慎对待食用转基因食品. 生物安全：是指在特定的时空范围内，由于自然或人类活动引起对当地物种和生态系统造成的威胁和危害；特别是人类的强烈活动可能造成生态环境的剧烈变化、从而影响、威胁和危害生物多样性. 生物安全是一个相对的、不断发展的动态性概念，它的主要内容是人类
3、健康和生态环境安全.而生态环境安全又是以生物多样性（包括物种、基因和生态）为核心.转基因生物(transgenic organisms)：指的是通过转化技术将来自不同生物体的或人工的外源基因转入受体而获得的生物体. “遗传修饰生物体”（GMOs，Genetically Modified Organisms) “遗传工程生物体”（GEOs，Genetically Engineered Organisms） “改性活生物体” （LMOs，Living Modified Organisms）生物安全的主题会议：生物多样性公约（简称公约）1992年6月5日在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展会议上通
4、过.生物多样性公约卡塔赫纳生物安全议定书 （简称议定书）2000年1月29日加拿大蒙特利尔召开的缔约国大会特别会议上正式通过.生物安全议定书的核心内容：该议定书提出了一个具有战略意义的前瞻性“事先知情同意”条例(又称AIA条例),该条例适用于活的改良生物体(LMO)的跨国转移.在谈判中有重大分歧的核心问题有: 一是生物安全议定书和AIA条例的适用范围; 二是生物安 全议定书的实施范围;三是在进口决策中预警准则的作用; 四是对于 LMO 运输鉴定和标记(跟踪)的必要性; 五是风险评估及其应用; 六是关于损害的赔偿; 七是生物安全议定书与世界贸易组织(WTO) 的关系. 如何理解生物安全：1.既要
5、承认现代生物技术在满足人类食物、农业及卫生健康上具有极大的潜力，应该充分发挥其潜力去发展生物技术；2.但也必须注意到现代生物技术可能对环境产生不利的影响，可能影响到人类对生物多样性的保护和持续利用，也可能对人类健康造成危险.3.重视生物安全并制定了议定书，就会有目的、有步骤地研究现代生物技术给环境和人类健康可能带来的影响.解决这些可能的影响，就会从现代生物技术所能提供的潜力中获得最大的惠益，并使生物技术能更好地造福于人类. 基因工程的主要内容：1.目的基因的分离2.寻找或构建克隆载体3.重组载体导入受体细胞及整合于寄主染色体基因组4.转基因细胞或组织再生为植株5.通过有性过程，在子代中传递转入
6、的基因信息 转基因技术：亦称体外重组DNA技术，指的是从某个物种中分离特种基因并将其导入到其他生物体中的技术.目的基因就是人们所需要转移或改造的基因. 主要原理：是按照人们的意愿，经过周密的设计，应用人工方法把某种生物的遗传物质(DNA)分离出来，在体外进行切割、拼接和重组，将重组了的DNA通过各种途径导人并整合到某种宿主细胞或个体的细胞核中，有目的地改变它们的遗传性状，这种创造新的生物类型的技术为转基因技术. 其技术特征为：1.更自由和有效地改变生物性状；2.打破物种界限，克服远缘杂交困难；3.培育优良动、植物新品种；4.治疗人类的一些遗传性疾病. 目的基因能否有效地转移到受体细胞内取决于3
7、个条件：是否有适用的受体细胞、合适的克隆载体、以及合适的基因转移方法. 克隆载体应该具有强启动子，才能使组入的目的基因能在受体细胞中有效地表达. 基因转移方法：重组DNA分子转移到原核细胞中一般通过 转化、转导和三亲本杂交等途径. 根据遗传转化的媒介分类：1.载体法：农杆菌Ti 或 Ri 质粒介导法、叶盘法、真空渗入法、原生质法、脂质体法等.2.外源DNA直接转化法 根据采用的手段分类：1.物理法：基因枪法、激光法、超声波法、显微注射法等.2.化学法：PEG法、脂质体法等.3.生物学法：农杆菌法、花粉管通道法、病毒载体法.原生质体法曾经被认为是植物转基因的最可靠方法，即以去掉了细胞壁的细胞原生
8、质体为受体的直接转化法.它可以接受任何形式的遗传物质.早期的一些重要农作物转基因的成功（如第一例转基因水稻、玉米的获得）都利用了此法. 显微注射方法:在显微镜下利用极其微小的注射器将优异基因注入受体细胞内.农杆菌介导法:利用土壤农杆菌作为载体，将优异基因送入受体细胞内的DNA中.1974年，人们发现在农杆菌中有一种会使植物致瘤的环型DNA，称为Ti质粒.在该质粒上有一段DNA，称为TDNA，它包含有生长素基因和细胞分裂素基因.农杆菌使植物感染长瘤，实际上是TDNA插入了植物染色体.科学家便利用这种天然的转化体系作为向植物转基因的途径.由于整段的TDNA转入植物后所形成的瘤很难分化成植株.科学家
9、于是将TDNA上的致瘤基因切除，换上研究用的目的基因，然后用带有这种修饰后的TDNA的农杆菌感染植物细胞，获得转基因植株. 基因枪法是一种利用基因枪转移基因的方法 此种方法原理简单，将包裹着DNA的金粒或钨粒，通过基因枪获得足够的加速度后，射入完整的植株、组织外植体、愈伤组织或细胞悬液，即可将外源目的基因引入受体细胞. 基因枪法的优缺点优点：不需制备原生质体，实验简单易行；适用范围广，对水稻等单子叶植物也有较高的转化率缺点：获得稳定整合个体的效率较低；外源基因拷贝数较高 转基因载体构建 DNA的切割、修饰和连接都是依靠酶，切割DNA的酶称为限制性内切酶，用于修饰的酶称为DNA片段末端修饰酶，连
10、接DNA片段的酶称为DNA连接酶.这些酶统称为工具酶. 受体细胞的传递中介称之为基因克隆载体.外源基因必须先同一种传递中介结合后才能进入受体细菌，目前一般常用的基因克隆载体有质粒载体、噬菌体载体、病毒载体等等.目前能把基因运往“异国他乡”的运载工具主要是质粒和噬菌体. 质粒（plasmid）本身也是一个DNA分子，但是作为质粒的DNA分子比一般作为染色体组成物的DNA分子要小得多，而且质粒DNA分子是一个环状分子.这种环状的DNA分子主要在细菌、蓝藻细胞内.质粒能自由进出细胞，质粒DNA的基因也能决定性状，质粒DNA在细胞内也能复制. 再生体系的建立：体细胞克隆技术（绵羊“多莉 (Dolly)
11、”克隆）干细胞研究与发展植物的器官、组织及细胞培养 克隆:即由同一个祖先细胞分裂而形成的纯细胞系，这个细胞系每个细胞的基因彼此是相同的. 克隆技术第一个发展时期微生物克隆. 克隆技术第二个发展时期生物技术克隆. 克隆技术第三个发展时期动物克隆 干细胞（Stem cell）:即起源细胞，是一类具有自我更新和分化潜能的细胞. 干细胞的分类:1.按分化潜能：全能干细胞 多能干细胞 单能干细胞2.按发育状态：胚胎干细胞 成体干细胞 ES细胞:是一种高度未分化细胞,它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞. 干细胞用途：1.治疗遗传性疾病和恶性肿瘤2.以干细胞为种子培育成某些组
12、织和器官，用于移植医学3.抗衰老，延年益寿 植物的器官、组织及细胞培养1.愈伤组织培养2.原生质体培养 Ti质粒（tumor-inducing plasmid）：在根瘤土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens）中，决定冠瘿病的质粒，即诱发寄主植物产生肿瘤的质粒，环状双链的染色体外的DNA分子，是一种能够独立复制的遗传单元. Ri质粒（root-inducing plasmid）:在毛(发）根土壤杆菌（Agrobacterium Rhizogenes）中，决定毛根症的质粒，即诱发寄主植物产生毛根的质粒. Ti质粒的遗传功能：1.为其寄主根瘤土壤提供附着于植物细胞壁的能力2.参
13、与寄主细胞制造植物吲哚乙酸（IAA）和一些细胞分裂素的活动3.决定所诱导的肿瘤之形态学特征和冠瘿碱的成分4.赋予寄主菌株具有分解代谢各种冠瘿碱化合物的能力5.决定寄主菌株的植物寄主范围6.有的Ti质粒能够抑制某些根瘤土壤杆菌噬菌体的生长与发育，即具有对噬菌体的“排外性”. Ti质粒作为载体的优缺点优点：1.T-DNA能够进行高频的转移2.转移的DNA通常是以未发生变化的完整形式整合到植物的核基因组上，而且整合位点较稳定3.转入的外源基因一般拷贝数较低，大多数是单拷贝转移，外源基因表达比较稳定4.几乎不存在包装上的问题，大到50kb的外源DNA也能被顺利的包装与转移缺点：寄主范围有一定的物种局限
14、性，裸子植物和双子叶的被子植物转化率高.而利用Ti质粒在水稻等禾谷类重要作物遗传转化的效率较低，并且不稳定. T-DNA：整合在植物细胞核基因组上的、决定植物形成冠瘿瘤的T-区段为T-DNA，即转移DNA.它只存在于植物细胞核中，占Ti质粒DNA总长度的10%左右. Ti质粒载体的构建方法：共合载体法：使Ti质粒除去毒性部分变成非致瘤的质粒载体.在这类派生载体中，除去的T-DNA部分是由Pbr322序列取代的.双元载体系统：是使T-DNA区段和vir区段分别位于2个独立的质粒复制子上，其中T-DNA往往是克隆在通用的大肠杆菌Pbr322质粒或其派生体上. 遗传转化中的筛选体系：负向筛选体系正向
15、筛选体系 转基因体的筛选方法：1.利用克隆载体携带的选择标记基因筛选克隆子，现在最常用的选择标记基因有抗生素抗性基因和乳糖操纵子(lac Z)基因等；2.可以采用双酶切片段重组法； 3.根据报告基因表达的产物来筛选克隆子；4.采用限制性内切酶分析、分子杂交、聚合酶链式反应(PCR)和DNA测序等方法来进一步鉴定克隆子的真假. 负向筛选体系的存在问题：1.选择性标记基因与目的基因并无关系，对植物有负面影响.2.它的使用和释放也给环保带来了一些问题.3.由于抗生素和除草剂等的毒性作用导致植物的转化和再生频率很低. 转基因沉默：指导入并整合到受体植物细胞核基因组上的外源基因，在当代或后代转基因植株中的表达活性受到抑制的现象. 转基因沉默原因：主要原因是，在转基因之间或是在转基因与内源的同源基因之间
