《深圳大学理科选修《生物安全与人类生活》课件 第五章 转基因植物生物安全教学教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《深圳大学理科选修《生物安全与人类生活》课件 第五章 转基因植物生物安全教学教案（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 转基因植物生物安全,一、人类面临的挑战 全球食物、饲料、纤维和燃料安全 减轻贫困和饥饿 人口 1999年60 亿 2012年70亿 2050 年90 亿 目前南半球3/4人口属农村人口，其中大多为农民和无地农业人口 农作物 食物、饲料和纤维的主要来源 每年产量65亿公吨 价值约合 2.5万亿美元 农作物价格已经上涨一倍 1966年以来，人均可耕地面积减少了三分之二 1966年为0.45公顷 2050年为0.15公顷 营养不良/贫困 8.52亿人口饱受饥饿/营养不良之苦 13亿人口挣扎在贫困线上，其中70% 是农业人口,世界人口增长趋势图,1804 10亿 1927 20亿 1960 3
2、0亿 1975 40亿 1987 50亿 1999.10.12 60亿 2005.6 64.77亿,2011 年10月31日凌晨前2分钟，全球第70亿名 人口象征性成员的丹妮卡卡马乔在菲律宾降生 2013.10.18 10：30am,挑战 截至2050年，将约15亿公顷耕地生产的食物、饲料和纤维产量提 高1倍并持久增长 农业发展是实现千年发展目标的关键途径（世界银行，2008年） 二、绿色革命和基因革命 1、第一次绿色革命 19世纪和20世纪先后发生过四次农业革命 19世纪90年代农业“机械革命”； 20世纪初的农业“化学革命”； 20世纪前半叶“杂交育种革命”； 20世纪下半叶出现的“第一次
3、绿色革命” 最初只是指一种农业技术推广，是20世纪60年代某些西方发达国家将高产谷物品种和农业技术推广到亚洲、非洲和南美洲的部分地区，使其粮食增产。,墨西哥从1960年推广矮秆小麦，3年间达到了占种植 面积的35，总产接近200万吨，比1944年提高5倍，并部分出口。 高产半矮生的墨西哥小麦品种引入印度之前，印度每年的小麦总产量在1,139万吨；1966年印度从墨西哥引进高产小麦品种，同时增加化肥、灌溉、农机等投入，至1980年促使粮食总产量从7,235万吨增至15,237万吨，由粮食进口国变为出口国。 我国的杂交水稻是第一次绿色革命时期的杰出代表。中国19821991年10年间农业产量每年增
4、长8%，使中国成为世界上最大粮食生产国。 阿根廷、孟加拉、中国、巴基斯坦和土耳其等国小麦产量的增长也令人瞩目。 第一次绿色革命在为人称道的同时也被人批评： 新品种比传统作物需要更多的化肥和灌溉，对水和肥变化的反应也更敏感。由于这个特点，不良的气候、大量能源的消耗和全球性的经济不景气显著减缓了绿色革命前进和步伐。,批评者认为以密集型农业、大农场和高质量耕地为重点的绿色革命不仅损害了环境，而且没有为应当受益的贫穷农民带来多少利益。 绿色革命的历史既展现了传统植物育种技术和潜力又揭示了其局限性。 2、第二次绿色革命基因革命 由于气候变化，环境污染，水资源减少，全球粮食产量增长速度将放慢 2025年人
5、口将达85亿，要生产比现在多50%的粮食才能解决因人口增长导致的食物需求问题。 尽管第一次绿色革命成功实施，中国，墨西哥，印度等主要发展中国的粮食产量上升了70%，但大多数发展中国家仍面临着贫困和食品短缺威胁。 第一次绿色革命存在一些障碍和负面影响 由于高产品种对化肥、农药、灌溉依赖过度，导致土壤、水系污染，病虫害抗性增强，土壤盐渍化等生态和环境问题，以及生产成本上升的问题。,国际农业研究磋商组织提出第二次绿色革命的思路： 主要目标 帮助第三世界贫困人口脱贫，养活未来人口 前提条件 环境保护和持续发展 主要途径 生物技术（基因工程和分子生物学在育种上的应用）和信息技术与常规育种技术相结合 代表
6、性技术 培育超级木薯，超级水稻，特种玉米，短季抗病马铃薯，抗病小麦,3、两次绿色革命的差异 时代背景与目标导向不同 第一次革命：社会主流进入工业经济时代，发展中国家仍处于农业经济时代 目标：增加食品产量，解决温饱问题 第二次革命：信息经济时代和生物经济成长阶段 目标：增长产量、提升质量，环境与自然资源可持续利用 技术系统不同 第一次革命：植物常规育种和杂交育种，与高产品种配套的灌溉系统、化肥和杀虫剂 第二次革命：以分子生物学及基因工程为核心的现代生物技术，以及其他配套的有利于环境可持续发展的“绿色”技术转基因作物种子,知识产权的界定和研发部门不同 第一次革命：新品种主要由公共部门投资研制出来，
7、即由政府牵头 第二次革命：主要由私营公司，尤其是兼营种子与化学工业的跨国公司研制转基因种子 政策环境和政治气候不同 第一次革命：是一种国际农业技术推广，同时还是冷战背景下，以美国为首的西方国际针对苏联和中国为代表的社会主义国家采取的一种笼络发展中国家、构建所谓“新月形包围圈” 第二次革命：不存在意识形态领域的影响 Really ? 负面效应不同 第一次革命：由于过量使用化肥、除草剂等化学物质而对环境造成的破坏，由于农作物品种单一化而引起的农业种质资源减少及农业生态系统退化。 第二次革命：食品安全、生物伦理以及生物多样性等问题。,世界上6大生物技术巨头拥有并控制绝大部分转基因作物的技术和市场：
8、孟山都转基因种子的领先生产商，占据了多种农作物种子70%100%的市场份额。旗舰产品Roundup是全球知名的草甘膦除草剂。 创始于1901年，当时生产人造甜味剂（糖精）； 1928年扩展业务，除了制造化肥，还为美国核武器提炼钚元素。也曾制造过发光二极管。越战时是“落叶橘”的主要产家。 1974年推出的“农达”除草剂，直今仍保持盈利 。 1997年推出“抗农达”棉花和 “抗螟”玉米 。 1998年在印度试验一种“终结基因”，具有防止烟草、棉花等结籽的能力。对于玉米等必须结种子的作物，则通过基因技术，使其种子在收获后就自动杀掉胚芽。 先正达世界第一大植保公司、第三大种子公司 拜尔非农业害虫治理、
9、种子和生物技术 杜邦石油化工、日用化学品、医药、涂料、农药及聚合物 ，1997年收购先锋种子国际公司部分股份 道氏杀虫剂等农业化学品、转基因植物种子 巴斯夫高产农作物、用于动物饲料的营养增强型玉米、用于预防心血管疾病的高Omega-3脂肪酸含量油料农作物,4、基因革命产生的问题 基因革命在西方国家被少数私人跨国公司作为赢利的一种手段，感兴趣的只是赚大钱； 多数国家政府无法控制基因革命的发展方向，因为政府不掌握相关的技术和专利； 基因革命的知识产权问题阻碍其成果向第三世界贫穷国家推广应用； 第三世界国家多数缺乏“基因革命”技术转移的前提条件； 技术垄断迫使农民不得不更多地依赖种子公司而失去自主权
10、； 技术垄断可能造成今后世界亿万人生存的粮食被少数几家大型企业所控制 基因技术不可避免地卷入伦理道德、传统观念和宗教信仰等方面的争议,兰德公司转基因作物的未来 2004年美国著名研究机构兰德公司出版了转基因作物的未来，从科学技术、资助来源、运动发生的地域以及相关政策和政治环境四个方面将转基因作物运动与20世纪六七十年代的“绿色革命”进行了对比分析，对转基因作物及其可能引发的基因革命的现状和未来进行了全面评估。 1、转基因作物运动面临巨大挑战 1）转基因技术尚难在发展中国家推广 从技术的角度来讲，第一次绿色革命的成功得益于3个因素的结合： 创新的植物育种方法 通过选择遗传特性，科学家们实现了稻谷
11、、小麦和玉米的高产、稳产及广泛的适应性。 技术结合 灌溉系统、化肥、杀虫剂与高产品种种子的结合是提高粮食产量的关键。当高产作物品种的种子在这些要素投入适当的情况下生长时，它们的产量就会大幅提高。,受过培训的当地科学家 只有当地科学家接受了自行培育作物所必要的培训，他们才能在国外中断指导的情况下推进本国的农业革命。 从技术的角度讲，有一些重大障碍妨碍转基因作物在广大发展中国家得到推广和扩散： 到目前为止，转基因作物主要是针对发达国家特定地区的农民的需要进行开发的，不能直接适用于广大发展中国家。 绝大多数发展中国家的科学家尚没有接受与这些技术相关培训，因而不能生产出他们自己的转基因作物种子。 转基
12、因作物在人类健康和环境两方面具有潜在风险： 在健康方面，当在作物中引入新型蛋白的基因时，一些人可能对这种蛋白产生过敏反应。 在环境方面潜在的风险更为广泛，如转基因作物可能会对非目标物种产生不利影响，与非转基因作物之间或者转基因作物与野生植物物种之间可能交叉授粉，结果不可预知。此外，转基因作物可能还存在大量人们目前未知的风险。,2）主要靠私人资本的资助妨碍了转基因技术向发展中国家的扩散 报告认为，农业研发的财政支持类型对新技术如何产生和传播影响重大。 第一次绿色革命资金的国际来源是政府或非政府等公共组织，动机是公共利益而非商业目的，使得农业技术可以以发展中国家及其农民负担得起的低成本从发达国家向
13、发展中国家转移并在发展中国家内部扩散。 生物技术研发却几乎全部出现在发达国家的私营企业中，转基因作物多是私营企业的产品。由此发展中国家利用农业生物技术有两大财政障碍： 在生物技术企业这一方，因利益驱使，主要为发达国家的农民服务，缺乏生产适用于发展中国家的转基因作物的激励措施。 知识产权问题 知识产权除了有利于第一个开发出此技术的公司之外，对其它公共和私营机构的研发都不利。 由于这些障碍，许多发展中国家的农民要么无法获得有用的转基因作物，要么由于转基因作物的种子太昂贵而买不起。,3）转基因作物运动目前仅局限在少数几个国家 绿色革命在拉丁美洲、中国和东南亚、印度和南亚、英国等四个截然不同的广大地区
14、（除了非洲）获得了成功。 除英国以外，“成功” 被定义为产量增加，这种增加能够减少潜在的营养不良，而不涉及环境和社会经济平等方面的担心或其它问题。 然而，迄今为止，转基因作物运动只在少数几个地方小有名气。美国、加拿大、阿根廷和中国，这四个国家种植的转基因农作物的面积加起来占了世界转基因作物总面积的99%。而且转基因作物运动似乎还不太可能在短时期内扩散到大多数发展中国家。 4）转基因作物运动面临的政策与政治环境相当恶劣 第一次绿色革命是在一个特殊的背景环境中实现的，其特征是将饥荒、人口过剩和共产党政府在各国的崛起看作是对西方的战略威胁。美国之所以在联邦和慈善的层次上做出大力促进农作物培育的承诺，
15、目的是将其作为冷战努力的一部分来遏制共产主义的蔓延。,转基因运动所要面对的政策和政治环境则要恶劣得多： 首先，不少国家的政府认为有必要管制转基因作物以防止或减轻潜在的健康和环境威胁，欧盟是持这种谨慎立场的代表者。 其次，当前不存在一个让转基因作物在发展中国家成功的强烈的政治动机。共产主义不再是威胁 、饥荒似乎更是当地气候、政治和战争等因素的结果 再次，更广泛的公众审查、非政府组织的关注、舆论的监督和科学的新进展已经引起了对转基因作物对环境和健康威胁的新的关注，这些对各国政府都施加了强大的压力。 2、第一次绿色革命的重大缺陷给转基因革命带来机遇 随着发展中世界的人口数量持续上升、人均耕地不断减少
16、，第一次绿色革命的效用正在达到一个自然的极限。 虽然第一次绿色革命在很大程度上延缓了饥荒在广大发展中世界的蔓延，但发展中世界仍有相当多的人处于营养不良状况。,由于第一次绿色革命的目标不是弥补社会经济差距，而是提高粮食产量，因此绿色革命在很多地方加剧了贫富分化和性别不平等等社会问题。 绿色革命在许多情况下造成了环境破坏。 3、转基因运动欲成为新的农业革命必须解决的问题 农业生物技术必须让发展中国家的农民购买得起。 公共部门需要对转基因技术研究进行更大的投资。 无论是捐赠国还是接受国都要对转基因革命采取坚定的支持政策，使公共利益和资助达到能够维持农业革命的水平。 发展中国家的决策者们必须制定法规标准，这些标准既要考虑用转基因作物制成的食物的风险，也要考虑其利益。 各利益相关者都表现出推动转基因作物运动的意愿。,转基因作物的利益分配问题 例1：美国在19921995年期间，棉铃虫杀虫剂喷洒次数平均为4.6次，
