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1、The BioSafety on Genetic EngineeringThe BioSafety on Genetic Engineering 基因工程生物平安基因工程生物平安何谓基因工程？何谓基因工程？为什么进展基因工程？为什么进展基因工程？基因工程有哪些生物平安问题？基因工程有哪些生物平安问题？基因工程生物平安怎样管理？基因工程生物平安怎样管理？什么是基因什么是基因工程？工程？科学家为之痴狂，科学家为之痴狂，艺术家为之灵感涌溢，艺术家为之灵感涌溢，世界为之震撼世界为之震撼.1953年年4月月25日，日，James Watson 和和Francis Crick在在Nature上发表上发表D
2、NA双螺旋结构双螺旋结构。DNA1973年，年，Cohen等人成功地实现了等人成功地实现了DNA分子的体分子的体外重组，从而使人类进入了能外重组，从而使人类进入了能人工设计和改造人工设计和改造生物物种生物物种的新时代的新时代基因工程时代。以基因工程时代。以DNA重重组技术为核心的基因工程的兴起不仅极大地推组技术为核心的基因工程的兴起不仅极大地推动了整个生命科学的讨论，而且成为转变工农动了整个生命科学的讨论，而且成为转变工农业和医药学面貌的巨大力气。业和医药学面貌的巨大力气。1977年年11月，月，Boyer等利用重组等利用重组DNA技术合成出技术合成出了生长抑制激素了生长抑制激素-利用基因工程
3、方法获得的第利用基因工程方法获得的第一个基因产物。从今基因工程讨论蓬勃进展。一个基因产物。从今基因工程讨论蓬勃进展。基基因因工工程程又又叫叫做做基基因因拼拼接接技技术术或或DNADNA重重组组技技术术。是是在在生生物物体体外外，通通过过对对DNADNA分分子子进进行行人人工工“剪剪切切”和和“拼拼接接”，对对生生物物的的基基因因进进行行改改造造和和重重新新组组合合，然然后后导导入入受受体体细细胞胞内内进进行行无无性性繁繁殖殖，使使重重组组基基因因在在受受体体细细胞胞内内表表达达，产产生生出出人人类类所所需需要要的的新新的的生生物类型和生物产品。物类型和生物产品。从分子水平上干预生物的遗传特性从
4、分子水平上干预生物的遗传特性通通过过基基因因工工程程可可把把来来自自任任何何生生物物的的基基因因转转移移到到与与其其毫毫无无关关系系的的任任何何其其他他受受体体细细胞胞中中，可可以以任任意意改改造造生生物物的的遗传特性，制造诞生物的新性状。遗传特性，制造诞生物的新性状。基因工程操作流程示意图基因工程操作流程示意图由由基基因因工工程程技技术术构构建建的的且且具具有有新新遗遗传传性性状状的的生生物物称称之之为为“基基因因工工程程生生物物”、“转转基因生物基因生物”或或“基因工程体基因工程体”。转基因食品转基因食品为什么进展基因工程？为什么进展基因工程？基基因因工工程程的的诞诞生生使使生生命命科科学
5、学发发生生了了革革命命性性变变化化，标标志志着着人人类类已已进进入入改改造造和和创创建建新新生生命命形形态态的的时时代代，并并展展现现出其光辉的将来。出其光辉的将来。基因工程的应用基因工程的应用生命科学基础理论讨论中的应用生命科学基础理论讨论中的应用农林牧副渔中的应用农林牧副渔中的应用工业中的应用工业中的应用在医学中的应用在医学中的应用在环境保护中的应用在环境保护中的应用（一）在基础讨论中的应用（一）在基础讨论中的应用 几乎在全部生命科学分支学科几乎在全部生命科学分支学科中得到应用。中得到应用。（二）在农业上的应用（二）在农业上的应用1.1.增加农作物产品的营养价值增加农作物产品的营养价值如增
6、加种子、块茎的蛋白质如增加种子、块茎的蛋白质含量，转变植物蛋白的必需氨基酸比例等。含量，转变植物蛋白的必需氨基酸比例等。2.2.提高农作物抗逆性能提高农作物抗逆性能如抗病虫害、抗旱、抗涝、抗除草如抗病虫害、抗旱、抗涝、抗除草剂等性能。剂等性能。3.3.提高光合作用效率从而提高农作物产量。提高光合作用效率从而提高农作物产量。4.4.生物固氮的基因工程生物固氮的基因工程。把禾谷等非豆科植物转变为能同把禾谷等非豆科植物转变为能同根瘤菌共生，或具固氮能力，将代替很多个氮肥厂。根瘤菌共生，或具固氮能力，将代替很多个氮肥厂。5.5.增加植物次生代谢产物产率增加植物次生代谢产物产率。构成全球药物原料的构成全
7、球药物原料的 25%25%，如治疗疟疾的奎宁、治疗白血病的长春新碱、治，如治疗疟疾的奎宁、治疗白血病的长春新碱、治疗高血压的东莨菪碱、作为麻醉剂的吗啡等。疗高血压的东莨菪碱、作为麻醉剂的吗啡等。6.6.培育畜牧业和水产业新品种。培育畜牧业和水产业新品种。7.7.其它如肥料等。其它如肥料等。转基因植物转基因植物19951995年：年：7500万美元万美元1997年：年：3.6亿美元亿美元1998年：年：16亿美元亿美元1999年：年：21-23亿美元亿美元2000年：年：30亿美元亿美元2002年：年：42.5亿美元亿美元2005年：年：80亿美元亿美元2010年：年：250亿美元亿美元转基因植
8、物对将来农业将产生不行估量的影响。转基因植物对将来农业将产生不行估量的影响。亿 美 元转基因作物的全球销售额变化转基因作物的全球销售额变化“其次次绿色革命其次次绿色革命”转基因动物转基因动物ProducingEnviropigsResearchersborrowagenefromE.colibacteriumthatproducesaphytaseenzyme(植酸酶植酸酶),injectitintoafertilizedegg,andrelyontheanimalsnormalreproductivesystemtodelivertransgenicpigs.（三）在工业中的应用（三）在工业
9、中的应用啤酒酿造啤酒酿造白酒和黄酒的酿造和酒精生产白酒和黄酒的酿造和酒精生产干酪干酪“吃油吃油”工程菌工程菌纤维素酶纤维素酶饲料、养殖业及其他工业饲料、养殖业及其他工业酶酶制制剂剂 氨氨基基酸酸 维维生生素素 增增稠稠剂剂 有有机机酸酸 乳乳化化剂剂，表表面面活活化化剂剂 食食用用色色素素 食食用用香香精精及及调调味味料料、合合成成靛靛蓝蓝、限限制制性性内内切切酶酶的的生生产产等等，都都可可以以采采纳纳基基因因工工程程微微生生物生产而得到。物生产而得到。（四）在医学中的应用（四）在医学中的应用l1.1.基因工程用于生产蛋白质类药物基因工程用于生产蛋白质类药物 1982 1982年美国年美国 E
10、liLilly公司推出基因工程制造的公司推出基因工程制造的人人胰岛素胰岛素（治疗糖尿病），商品名为（治疗糖尿病），商品名为Humulin。l干扰素干扰素治疗肝炎等病毒感染性疾病有良好疗效。治疗肝炎等病毒感染性疾病有良好疗效。1 1升发酵液中所得的干扰素相当于过去从升发酵液中所得的干扰素相当于过去从10001000升人血中所得，生产成本也大为降低。升人血中所得，生产成本也大为降低。l目前基因工程生产的蛋白质药物已达数十种，目前基因工程生产的蛋白质药物已达数十种，很多以前不行能大量生产的很多以前不行能大量生产的生长因子生长因子，凝血因凝血因子子等蛋白质药物，用基因工程可能大量生产。等蛋白质药物，用
11、基因工程可能大量生产。在大肠杆菌在大肠杆菌表达或酵母表达或酵母中表达中表达 人类药物生产人类药物生产 1982年年美美国国首首先先将将重重组组胰胰岛岛素素投投放放市市场场，标标志志着着世世界界第第一一个个基基因因工工程程药药物物的的诞诞生生。26年年来来基基因因工工程程的的技技术术成成果果60集集中中应应用用于于医医药药工工业业，为为生生物物医医药药的的进进展展带带来来一一场场崭崭新新的革命。的革命。2.基因工程用于疫苗生产基因工程用于疫苗生产l利用基因工程制备的利用基因工程制备的重组亚基疫苗重组亚基疫苗只含有病原物只含有病原物的一个或几个抗原成分，不含病原物遗传信息，的一个或几个抗原成分，不
12、含病原物遗传信息，且这样的亚基疫苗往往效价很高，但决无感染毒且这样的亚基疫苗往往效价很高，但决无感染毒性等危险。性等危险。l在酵母中表达乙型肝炎表面抗原在酵母中表达乙型肝炎表面抗原HBsAgHBsAg产量可达产量可达每升每升 2.5 mg 2.5 mg，已于，已于19841984年问世。年问世。l正正在在开开发发的的350350种种生生物物技技术术药药物物中中，1/31/3以以上上用用于于肿肿瘤瘤，其其中中有有3030种种用用于于黑黑素素瘤瘤，2020种种用用于于结结直直肠肠癌癌，1313种种用用于于乳乳腺腺癌癌，1313种种用用于于前前列列腺癌。腺癌。l正正在在开开发发的的疫疫苗苗有有777
13、7种种，用用于于预预防防或或治治疗疗AIDSAIDS、结结直直肠肠癌癌、胰胰腺腺癌癌、乳乳腺腺癌癌、肺肺癌癌、结肠癌、前列腺癌、多发性硬化、中风等。结肠癌、前列腺癌、多发性硬化、中风等。l正在开发的生物技术药物中，有正在开发的生物技术药物中，有2929种用于种用于HIVHIV感染、感染、AIDSAIDS相关疾病；相关疾病；1919种用于自身免疫性种用于自身免疫性疾病，其中疾病，其中1111种用于类风湿性关节炎、种用于类风湿性关节炎、3 3种用种用于狼疮；于狼疮；8 8种用于血液疾病，其中种用于血液疾病，其中4 4种用于血种用于血友病，一种用于镰形细胞性贫血。友病，一种用于镰形细胞性贫血。3.基
14、因工程用于基因治疗基因工程用于基因治疗l人体基因的缺失或突人体基因的缺失或突变，导致一些遗传疾变，导致一些遗传疾病，应用基因工程技病，应用基因工程技术使缺失的基因归还术使缺失的基因归还人体，达到治疗的目人体，达到治疗的目的，已成为基因工程的，已成为基因工程在医学方面应用的又在医学方面应用的又一重要内容。一重要内容。4、特殊转、特殊转基因食品基因食品（五）环境保护（五）环境保护a)修复重金属离子污染土壤的基因工程菌修复重金属离子污染土壤的基因工程菌b)含酚工业废水中典型污染物的生物降解技术含酚工业废水中典型污染物的生物降解技术c)造纸工业中木聚糖酶高效表达工程菌的应用造纸工业中木聚糖酶高效表达工
15、程菌的应用d)石油产品的微生物脱硫技术石油产品的微生物脱硫技术e)农药残留的微生物降解技术农药残留的微生物降解技术f)合成友好可再生材料的微生物工程菌合成友好可再生材料的微生物工程菌g)新型秸秆发酵乙醇代谢基因工程菌新型秸秆发酵乙醇代谢基因工程菌基因工程有哪些生物平安问题？基因工程有哪些生物平安问题？young womanorold woman?基因工程是一把双刃剑，既可能成为基因工程是一把双刃剑，既可能成为推动人类进步的新动力，也可能成推动人类进步的新动力，也可能成为导致人类倒退甚至毁灭的工具。为导致人类倒退甚至毁灭的工具。“科学虽然伟大，但他只能回答世界是什么的问题，应当如何的价值目标，却
16、在它的视野之外。”-爱因斯坦(爱因斯坦文集,北京商务书馆,1979,p3）引起科学家良心危机的二大大事引起科学家良心危机的二大大事第一大事：广岛原子弹爆炸第一大事：广岛原子弹爆炸科学理论导致成千上万人的死亡。科学理论导致成千上万人的死亡。其次大事：其次大事：19651965年安静的春天一书的出版年安静的春天一书的出版揭揭露露了了大大量量使使用用有有机机氯氯农农药药所所引引起起的的严严重重后后果果。世世界界范范围围的的环环境境污污染染威威胁胁人人类类在在地地球球生生存存以以及及地地球球本本身身的的存存在在，向向人人类类敲敲响响了了环环境恶化的警钟。境恶化的警钟。引起科学家良心危机的二大大事引起科学家良心危机的二大大事使科学家使科学家和公众对科学讨论的社会后果，成果应和公众对科学讨论的社会后果，成果应用对社会、人类和生态的影响严格关注用对社会、人类和生态的影响严格关注基因工程生物平安基因工程生物平安包括重组包括重组DNADNA技术在内的全部技术在内的全部对基因的操作对基因的操作及及其其生物体的平安生物体的平安基因工程生物的平安性问题基因工程生物的平安性问题l环境平安性环境平安性(damag
