人教版教学课件08年江苏生物4.1转基因生物的安全性

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1、 专题专题4:4:生物技术安全性和伦理问题生物技术安全性和伦理问题一、转基因成果令人叹为观止1.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重 组DNA获得成功.现代基因工程的创始人现代基因工程的创始人 PP伯格（美国伯格（美国,1926,1926）在）在 19601960年以敏锐的科学预见力提年以敏锐的科学预见力提 出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工 方法，把外界的遗传基因引入动物体内，以达方法，把外界的遗传基因引入动物体内，以达 到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？ 19721972年，伯格把两种病毒的年，伯格把

2、两种病毒的DNADNA用用同一种限制同一种限制 性内切酶性内切酶切割后，再用切割后，再用DNADNA连接酶连接酶把这两种把这两种 DNADNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组分子连接起来，于是产生了一种新的重组 DNADNA分子，首次实现两种不同生物的分子，首次实现两种不同生物的DNADNA体外体外 连接，获得了第一批重组连接，获得了第一批重组DNADNA分子，这标志着分子，这标志着 基因工程基因工程技术的诞生。伯格因此获得了19801980年年 诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖。 2.转基因的重要成果(1)微生物方面:把某些重组DNA转移到细 菌中表达获得成功,随后,使出现了具有重要经 济价值的

3、各种重组微生物,如可以清除石油污 染的假单孢杆菌等.利用转基因细菌制造蛛丝利用转基因细菌制造蛛丝多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物 体来制造蛛丝的办法。蛛丝是自然界最奇特的物质之一体来制造蛛丝的办法。蛛丝是自然界最奇特的物质之一 ，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍 。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食 ，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。沙伊贝尔说：，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。沙伊贝尔说： “ “我们正在与各行业联系，以

4、检测这种新丝的品质，并我们正在与各行业联系，以检测这种新丝的品质，并 进一步研发工业规模的生产技术。进一步研发工业规模的生产技术。“ “蛛丝如果能实现大规模人工生产，将可以取代塑胶 蛛丝如果能实现大规模人工生产，将可以取代塑胶 材料，用于眼部或神经外科手术的精细缝合，也可用来材料，用于眼部或神经外科手术的精细缝合，也可用来 制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱等，应用制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱等，应用 前景极其广阔。在转基因细菌之前，曾有科学家尝试利前景极其广阔。在转基因细菌之前，曾有科学家尝试利 用转基因山羊、转基因烟草、转基因土豆等制造蛛丝，用转基因山羊、转基因烟草、转基

5、因土豆等制造蛛丝， 但由于产量过低或丝质太差均未成功但由于产量过低或丝质太差均未成功转基因细菌可治癌症转基因细菌可治癌症英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与 一种抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠体内一种抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠体内 的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到 实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫6 6 MPDRMPDR的抗癌药。这种药无法单独发挥作的抗癌药。这种药无法单独发挥作 用，但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能用，但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能 将此药物将此药

6、物“激活激活”，形成一种有效的毒素，形成一种有效的毒素， 将其周围的癌细胞杀死，而不伤害其它组织将其周围的癌细胞杀死，而不伤害其它组织 器官。器官。(2)(2)基因制药方面基因制药方面: :生物制药已经成为生物制药已经成为2121世纪的世纪的 朝阳产业朝阳产业. .近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得 了惊人的成就，已有不少药物应用于临床。例如人了惊人的成就，已有不少药物应用于临床。例如人 胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红 细胞生成素（细胞生成素（EpoEpo）、）、GMGM集落刺激因子（集

7、落刺激因子（GMGM CSFCSF）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素2 2及白及白 介素介素1111等。正在研究的有降钙素基因相关因子、等。正在研究的有降钙素基因相关因子、 肿瘤坏死因子、表皮生长因子等肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140140多种。随着生物多种。随着生物 技术药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开技术药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开 发，已成为医药工业中一个重要的领域，同时给生发，已成为医药工业中一个重要的领域，同时给生 物制剂带来了新的挑战。物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程药物受到一定限制，如口在实际应用中，基因工程药物

8、受到一定限制，如口 服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在胃服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在胃 酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注 射给药或局部用药。为了克服这些缺陷，已开始改为射给药或局部用药。为了克服这些缺陷，已开始改为 合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即所谓合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即所谓“多肽多肽 模拟模拟”或或“多肽结构域多肽结构域”合成，又叫合成，又叫“小分子结构药小分子结构药 物设计物设计”。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给 药，用于治疗免疫缺陷症、药，

9、用于治疗免疫缺陷症、HIVHIV感染、变态反应性疾病感染、变态反应性疾病 、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种设计思、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种设计思 想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有 关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物 设计，所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异设计，所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异 靶相互作用。靶相互作用。(3)(3)转基因动物方面转基因动物方面: :受到转基因巨型小鼠获受到转基因巨型小鼠获 得成功的鼓舞得成功的鼓舞, ,科学家又

10、在培育生长迅速科学家又在培育生长迅速、营营 养品质优良的转基因家畜养品质优良的转基因家畜、家禽方面家禽方面, ,不断取不断取 得辉煌成就得辉煌成就. .同时同时, ,科学家还把转基因动物变成科学家还把转基因动物变成 生物反应器生物反应器(3)转基因植物方面:预防乙肝不用打针，只要吃几个西红柿就行。这可不是 玩笑，中国农科院生物技术研究中心经过十年研究，培育 出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试，明年有望 上市。抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜，不但 可以直接食用，还可以榨成汁或炒菜吃，对人体没有任何 毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍，食用抗乙 肝西红柿，虽不能治愈乙肝，但一

11、年只吃几个，就完全能 代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是 将乙肝疫苗植入西红柿内，经多代繁殖，使转入的基因稳 定化。这种西红柿上市后将论个出售，每个售价大概在 元左右转入荧光素酶蛋白基因的转入荧光素酶蛋白基因的 发荧光烟草发荧光烟草改变花色的转基因矮牵牛花改变花色的转基因矮牵牛花转转 基基 因因 甜甜 椒椒转基因草在穴盆中生长良好 . 转 基 因 西 红 柿蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想 基因工程正在将它变为现实基因工程正在将它变为现实(4)转基因植物方面:目前,科学家已经培育出了 大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全 心形状的农作物. 基因一旦被改

12、动，一方面可能引起 生物体内一系列未知的结构与功能 的变化；另一方面，转基因操作对 生物体的影响会通过遗传传递。n 转基因技术的安全性问题MM 外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会 激活原癌基因？激活原癌基因？MM 转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？MM 是否会造成生态学灾难？是否会造成生态学灾难？MM 人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？二、对转基因生物安全性的争论二、对转基因生物安全性的争

13、论(1)(1)在转基因生物中在转基因生物中, ,有时候会出现一些有时候会出现一些 人们意想不到的后果的原因人们意想不到的后果的原因: :a. a.对基因的结构对基因的结构, ,基因间的相互作用及基因间的相互作用及 基因的调空机制都了解的相当有限基因的调空机制都了解的相当有限; ;b. b.转移的基因虽然是功能已知的基因转移的基因虽然是功能已知的基因, , 但不少是异种生物的基因但不少是异种生物的基因; ;c. c.外源基因插入宿主基因组的部分往外源基因插入宿主基因组的部分往 往是随机的往是随机的. .(2)(2)转基因生物与食物安全转基因生物与食物安全a.a.转基因食物引起食物安全性问题的理由

14、转基因食物引起食物安全性问题的理由: :安全性检测问题；滞后效应；担心出现新的安全性检测问题；滞后效应；担心出现新的 过敏原；担心营养成分的改变。过敏原；担心营养成分的改变。b.b.不必担心转基因食物安全性的理由不必担心转基因食物安全性的理由: :多环节、严谨的安全性评价多环节、严谨的安全性评价, ,可以保证转基可以保证转基 因食物的安全因食物的安全; ;科学家的负责态度可以防止新过科学家的负责态度可以防止新过 敏原的产生敏原的产生; ;至今尚未发现食用转基因食品而影至今尚未发现食用转基因食品而影 响人体健康的事例响人体健康的事例; ;没能足够的证据证明转基因没能足够的证据证明转基因 食物有问

15、题。食物有问题。(3)(3)转基因生物与生物安全转基因生物与生物安全 a.a.引起生物安全的理由引起生物安全的理由: :可能会扩散到种植区以外可能会扩散到种植区以外, ,成为野生种类成为野生种类, ,可可 能成为能成为“入侵的外来物种入侵的外来物种”, ,威胁生态系统中其威胁生态系统中其 他生物的生存；可能重组出对人类或其他生物有他生物的生存；可能重组出对人类或其他生物有 害的细菌或病毒；有可能使杂草成为除草剂除不害的细菌或病毒；有可能使杂草成为除草剂除不 掉的掉的“超级杂草超级杂草”。 b.b.不引起生物安全的理由不引起生物安全的理由: :扩散到种植区以外就很快死亡；要表现出新扩散到种植区以

16、外就很快死亡；要表现出新 性状性状, ,必须具有一定的水肥等条件必须具有一定的水肥等条件, ,以及配套的种以及配套的种 植技术；由于生殖隔离的存在植技术；由于生殖隔离的存在, ,使他们很难与其使他们很难与其 他植物杂交；花粉传播的距离有限、存活时间有他植物杂交；花粉传播的距离有限、存活时间有 限。限。(4)(4)转基因生物与环境安全转基因生物与环境安全 a.a.引起环境安全的理由引起环境安全的理由: :打破自然物种的原有界限打破自然物种的原有界限, ,改变了生态系统中改变了生态系统中 能量流动和物质循环；重组微生物可能对人类的能量流动和物质循环；重组微生物可能对人类的 生活环境造成二次污染；重组生活环境造成二次污染；重组DNADNA与微生物杂交与微生物杂交 , ,可能产生有害的病原微生物；转基因植物花粉中可能产生有害的病原微生物；转基因植物花粉中 的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂, ,再经过食物链传再经过食物链传 递。递。