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1、专题专题4:4:生物技术的安全性和伦理问题生物技术的安全性和伦理问题一、转基因成果令人叹为观止一、转基因成果令人叹为观止 1.19721.19721.19721.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组年美国斯坦福大学的伯格第一次重组年美国斯坦福大学的伯格第一次重组年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNADNADNADNA获得成功获得成功获得成功获得成功. . . . 现代基因工程的创始人现代基因工程的创始人现代基因工程的创始人现代基因工程的创始人P P P P伯格（美国伯格（美国伯格（美国伯格（美国,1926,1926,1926,1926）在）在）在）在1960196019601960年以敏锐
2、的科学预见力提出一个年以敏锐的科学预见力提出一个年以敏锐的科学预见力提出一个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方法，把大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把大胆的设想：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，以达到改变遗传外界的遗传基因引入动物体内，以达到改变遗传外界的遗传基因引入动物体内，以达到改变遗传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？性状和治疗某些疾病的需要呢？性状和治疗某些疾病的需要呢？性状和治疗某些疾病的需要呢？1972197219721972年，伯格把年，伯
3、格把年，伯格把年，伯格把两种病毒的两种病毒的两种病毒的两种病毒的DNADNADNADNA用同一种限制性内切酶切割后，再用同一种限制性内切酶切割后，再用同一种限制性内切酶切割后，再用同一种限制性内切酶切割后，再用用用用DNADNADNADNA连接酶把这两种连接酶把这两种连接酶把这两种连接酶把这两种DNADNADNADNA分子连接起来，于是产分子连接起来，于是产分子连接起来，于是产分子连接起来，于是产生了一种新的重组生了一种新的重组生了一种新的重组生了一种新的重组DNADNADNADNA分子，首次实现两种不同生分子，首次实现两种不同生分子，首次实现两种不同生分子，首次实现两种不同生物的物的物的物的
4、DNADNADNADNA体外连接，获得了第一批重组体外连接，获得了第一批重组体外连接，获得了第一批重组体外连接，获得了第一批重组DNADNADNADNA分子，分子，分子，分子，这标志着基因工程这标志着基因工程这标志着基因工程这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了技术的诞生。伯格因此获得了1980198019801980年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖。 2.2.2.2.转基因的重要成果转基因的重要成果转基因的重要成果转基因的重要成果 (1)(1)(1)(1)微生物方面微生物方面微生物方面微生物方面: : : :把某些重组把某些重组把某些重组把某些重组DNADNADN
5、ADNA转移到细菌中表转移到细菌中表转移到细菌中表转移到细菌中表达获得成功达获得成功达获得成功达获得成功, , , ,随后随后随后随后, , , ,便出现了具有重要经济价值的各种便出现了具有重要经济价值的各种便出现了具有重要经济价值的各种便出现了具有重要经济价值的各种重组微生物重组微生物重组微生物重组微生物, , , ,如可以清除石油污染的假单孢杆菌等如可以清除石油污染的假单孢杆菌等如可以清除石油污染的假单孢杆菌等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体来制造蛛丝的办法。蛛丝多年来，科学家们一直试图找到
6、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，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好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。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立几倍。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：人工饲养蜘蛛的农场。沙伊贝尔说：我们正在与各行业联系，以检测这种新丝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。的品质，并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，将可以取代塑胶材料，用于眼部或神经蛛丝如果能实
7、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，也可用来制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱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、等，应用前景极其广阔。在转基因细菌之前，曾有科学家尝试利用转基因山羊、转基因烟草、转基因土豆等制造蛛丝，但由于产量过低或丝质太差均未成功转基因烟草、转基因土豆等制造蛛丝，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英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一种抗癌药物相结合，成功杀死了实验与一
8、种抗癌药物相结合，成功杀死了实验鼠体内的癌细胞。科学家将转基因大肠杆鼠体内的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注菌注射到实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫射一种名叫6MPDR的抗癌药。这种药的抗癌药。这种药无法单独发挥作用，但是一种由转基因大无法单独发挥作用，但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物肠杆菌分泌的酶能将此药物“激活激活”，形，形成一种有效的毒素，将其周围的癌细胞杀成一种有效的毒素，将其周围的癌细胞杀死，而不伤害其它组织器官死，而不伤害其它组织器官。 (2)(2)(2)(2)基因制药方面基因制药方面基因制药方面基因制药方面: : : :生物制药已经
9、成为生物制药已经成为生物制药已经成为生物制药已经成为21212121世纪的朝阳世纪的朝阳世纪的朝阳世纪的朝阳产业产业产业产业. . . .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。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、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、人促红细胞生成素（人促红细胞生成素（Epo）、）、GM集落刺激因子（集落刺激因子（GMCSF）、组织溶）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素纤酶原激活素、白细胞介素2及白介素及白介素11等。正在研究的有降钙素基等。正在
10、研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物技术药多种。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发，已成为医药工业中一个重物的发展，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，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程药要的领域，同时给生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，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在物受到一定限制，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。胃酸作用
11、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，已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即为了克服这些缺陷，已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即所谓所谓“多肽模拟多肽模拟”或或“多肽结构域多肽结构域”合成，又叫合成，又叫“小分子结构药物设计小分子结构药物设计”。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、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、HIV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。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟
12、酶的有关研究。小分子药思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设计，所设计的分子能替代原先天然活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靶相互作用。性蛋白与特异靶相互作用。 (3)(3)(3)(3)转基因动物方面转基因动物方面转基因动物方面转基因动物方面: : : :受到转基因巨型小鼠获得成受到转基因巨型小鼠获得成受到转基因巨型小鼠获得成受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞功的鼓舞功的鼓舞功的鼓舞, , , ,科学家又在培育生长迅速科学家又在培育生长迅速科学家又在培育生长迅速科学家又在培育生长迅速、营养品质优
13、良营养品质优良营养品质优良营养品质优良的转基因家畜的转基因家畜的转基因家畜的转基因家畜、家禽方面家禽方面家禽方面家禽方面, , , ,不断取得辉煌成就不断取得辉煌成就不断取得辉煌成就不断取得辉煌成就. . . .同时同时同时同时, , , ,科学家还把转基因动物变成生物反应器科学家还把转基因动物变成生物反应器科学家还把转基因动物变成生物反应器科学家还把转基因动物变成生物反应器 (4)(4)(4)(4)转基因植物方面转基因植物方面转基因植物方面转基因植物方面: : : :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
14、心经过十年研究，培育玩笑，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。上市。抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜，不但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，但一年只吃几个，就完全能肝西红柿，虽不能治愈乙肝，但一年只吃几个，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西
15、红柿属于转基因食品，就是代替注射乙肝疫苗。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元左右转转入入荧荧光光素素酶酶蛋蛋白白基基因因的的发发荧荧光光烟烟草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草在穴盆中生长良好 . 转转 基基 因因 西西 红红 柿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
16、在将它变为现实(4)(4)(4)(4)转基因植物方面转基因植物方面转基因植物方面转基因植物方面: : : :目前目前目前目前, , , ,科学家已经培育出了大批科学家已经培育出了大批科学家已经培育出了大批科学家已经培育出了大批具有抗虫具有抗虫具有抗虫具有抗虫、抗病抗病抗病抗病、抗除草剂抗除草剂抗除草剂抗除草剂、抗逆等全新性状的农抗逆等全新性状的农抗逆等全新性状的农抗逆等全新性状的农作物作物作物作物. . . .基因一旦被改动，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外外外外源源源源基基基基因因因因引引引
17、引入入入入后后后后，是是是是否否否否会会会会影影影影响响响响其其其其他他他他重重重重要要要要的的的的调调调调节节节节基基基基因因因因，甚甚甚甚至至至至会会会会激活原癌基因？激活原癌基因？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体出现？转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原体出现？转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原体出现？转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原体出现？MM是否会造成生态学灾难？是否会造成生态学灾难？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
18、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论1、在转基因生物中、在转基因生物中,有时候会出现一些人有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因们意想不到的后果的原因:a.a.a.a.对基因的结构对基因的结构对基因的结构对基因的结构, , , ,基因间的相互作用及基因基因间的相互作用及基因基因间的相互作用及基因基因间的相互作用及基因的调控机制都了解得相当有限的调控机制都了解得相当有限的调控机制都了解得相当有限的调控机制都了解得相当有限; ; ; ; b b b b.
19、 . . .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, , , ,但不少但不少但不少但不少是异种生物的基因是异种生物的基因是异种生物的基因是异种生物的基因; ; ; ; c c c c. . . .外源基因插入宿主基因组的部分往往是随外源基因插入宿主基因组的部分往往是随外源基因插入宿主基因组的部分往往是随外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的机的机的机的. . . .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转基因食物引起食物安全性问题的理由转基因食物引起食物安全
20、性问题的理由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、担心出现新的过敏安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变原、担心营养成分的改变原、担心营养成分的改变原、担心营养成分的改变; ;bb. .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, ,可以保证转基因食物可以保证转基因食物可以保证转基
21、因食物可以保证转基因食物的安全的安全的安全的安全; ;科学家的负责态度可以防止新过敏原的产科学家的负责态度可以防止新过敏原的产科学家的负责态度可以防止新过敏原的产科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生生生生; ;至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例的事例的事例的事例; ;没能足够的证据证明转基因食物有问题没能足够的证据证明转基因食物有问题没能足够的证据证明转基因食物有问题没能足够的证据证明转基因食物有问题; ; 3 3、转基因生物与生物安全、转基因生物与生物安全a.
22、a.a.a.引起生物安全的理由引起生物安全的理由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成为野生种类成为野生种类; ; ; ;可能可能可能可能成为成为成为成为“入侵的外来干涉物种入侵的外来干涉物种入侵的外来干涉物种入侵的外来干涉物种”, , , ,威胁生态系统中威胁生态系统中威胁生态系统中威胁生态系统中其他生物的生存其他生物的生存其他生物的生存其他生物的生存; ; ; ;可能重组出对人类或其他生物可能重组出对人类或其他生物可能重组出对人类或其他生物可能重组出对
23、人类或其他生物有害的细菌或病毒有害的细菌或病毒有害的细菌或病毒有害的细菌或病毒; ; ; ;有可能使杂草成为除草剂除有可能使杂草成为除草剂除有可能使杂草成为除草剂除有可能使杂草成为除草剂除不掉的不掉的不掉的不掉的“超级杂草超级杂草超级杂草超级杂草”; ; ; ;b.b.b.b.不引起生物安全的理由不引起生物安全的理由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扩散到种植区以外就扩散到种植区以外就扩散到种植区以外就很快死亡很快死亡很快死亡很快死亡; ; ; ;要表现出新性状要表现出新性状要表现出新性状要表现出新性状, , , ,必须具有一定的水必须具有一定的水必须具有
24、一定的水必须具有一定的水肥等条件肥等条件肥等条件肥等条件, , , ,以及配套的种植技术以及配套的种植技术以及配套的种植技术以及配套的种植技术; ; ; ;由于生殖隔离由于生殖隔离由于生殖隔离由于生殖隔离的存在的存在的存在的存在, , , ,使他们很难与其他植物杂交使他们很难与其他植物杂交使他们很难与其他植物杂交使他们很难与其他植物杂交; ; ; ;花粉传播花粉传播花粉传播花粉传播的距离有限、存活时间有限的距离有限、存活时间有限的距离有限、存活时间有限的距离有限、存活时间有限. . . . 4 4、转基因生物与环境安全、转基因生物与环境安全a.a.a.a.引起环境安全的理由引起环境安全的理由引
25、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能量流动和物质循环能量流动和物质循环能量流动和物质循环; ; ; ;重组微生物可能对人类重组微生物可能对人类重组微生物可能对人类重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染的生活环境造成二次污染的生活环境造成二次污染的生活环境造成二次污染; ; ; ;重组重组重组重组DNADNADNADNA与微生物杂与微生物杂与微生物杂与微生物杂交交交交, , , ,可能产生有害的病
26、原微生物可能产生有害的病原微生物可能产生有害的病原微生物可能产生有害的病原微生物; ; ; ;转基因植物花转基因植物花转基因植物花转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂, , , ,再经过再经过再经过再经过食物链传递食物链传递食物链传递食物链传递; ; ; ;b.b.b.b.不引起环境安全的理由不引起环境安全的理由不引起环境安全的理由不引起环境安全的理由: : : :转基因不会改变生转基因不会改变生转基因不会改变生转基因不会改变生物原有的分类地位物原有的分类地位物原有的分类地位物原有的分类地位
27、, , , ,不会破坏生态系统的稳定不会破坏生态系统的稳定不会破坏生态系统的稳定不会破坏生态系统的稳定性性性性; ; ; ;转基因抗虫作物的种植转基因抗虫作物的种植转基因抗虫作物的种植转基因抗虫作物的种植, , , ,减少了农药的使用减少了农药的使用减少了农药的使用减少了农药的使用量量量量; ; ; ;抗除草剂农作物的种植抗除草剂农作物的种植抗除草剂农作物的种植抗除草剂农作物的种植, , , ,减轻了农田管理的减轻了农田管理的减轻了农田管理的减轻了农田管理的负担负担负担负担, , , ,保护了农田的土壤环境保护了农田的土壤环境保护了农田的土壤环境保护了农田的土壤环境; ; ; ;三、理性看待转基因技术三、理性看待转基因技术 a a. .趋利避害趋利避害, ,而不能因噎废食而不能因噎废食b.b.b.b. 建立相应的法规建立相应的法规建立相应的法规建立相应的法规, , , ,如如如如1993199319931993年制定的年制定的年制定的年制定的基因工程安全管理办法基因工程安全管理办法基因工程安全管理办法基因工程安全管理办法和和和和2002200220022002年颁年颁年颁年颁布的布的布的布的农业转基因生物标识管理办法农业转基因生物标识管理办法农业转基因生物标识管理办法农业转基因生物标识管理办法
