基因工程的应用及其利弊[行业特制]

1、基因工程的应用及其利弊基因工程的应用及其利弊 1讲课课件 哪些转基因作物已进入大规模商业化应用哪些转基因作物已进入大规模商业化应用? ? 转基因大豆、玉米、棉花和油菜转基因大豆、玉米、棉花和油菜 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗病转基因植物抗病转基因植物 抗逆转基因植物抗逆转基因植物 利用转基因改良作物品质，提高产量利用转基因改良作物品质，提高产量 2讲课课件 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 方法：方法： 目的基因：目的基因： 从某些生物中分离出具有从某些生物中分离出具有杀虫活性的基杀虫活性的基 因因，将其导入作物中，使其具有抗虫性，将其导入作物中，使其具有抗虫性 蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂

2、基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、 植物凝集素基因等植物凝集素基因等 成果：成果：转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。 3讲课课件 转基因抗虫水稻（绿色植株）与转基因抗虫水稻（绿色植株）与 对照（黄色枯萎植株）对照（黄色枯萎植株） 抗虫棉（左）和普通棉（右）抗虫棉（左）和普通棉（右） 4讲课课件 目的目的 基因基因 病毒外壳蛋白基因病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因 成果：成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗病毒的转基因小麦等。抗病毒的转基因小麦等。 抗病转基因植物抗病转基因植物 抗病毒基因：抗病毒基因： 抗毒素合

3、成基因抗毒素合成基因抗真菌基因：抗真菌基因： 引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌 6讲课课件 哪些环境条件会造成农作物低产、减产？哪些环境条件会造成农作物低产、减产？ 抗逆基因抗逆基因 调节渗透压的基因调节渗透压的基因 抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因 抗除草剂基因抗除草剂基因 调节细胞渗透压，使调节细胞渗透压，使 植物抗干旱、抗盐碱植物抗干旱、抗盐碱 使植物抗寒使植物抗寒 使植物抗除草剂使植物抗除草剂 抗逆转基因植物抗逆转基因植物 7讲课课件 成果：成果： A.A.利用调节利用调节细胞渗透压的基细胞渗透压的基 因因，提高作物抗旱和抗盐碱，提高作物

4、抗旱和抗盐碱 能力；能力； B.B.将鱼的将鱼的抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因转入转入 番茄，提高番茄的抗冻能力。番茄，提高番茄的抗冻能力。 C.C.将将抗除草剂基因抗除草剂基因导入农作导入农作 物中，在喷洒除草剂时，杀物中，在喷洒除草剂时，杀 死杂草而不杀死农作物。死杂草而不杀死农作物。 8讲课课件 利用转基因改良农作物品质，提高产量利用转基因改良农作物品质，提高产量 金米金米 将有关将有关胡萝卜素合成酶胡萝卜素合成酶的基因导入水稻细的基因导入水稻细 胞中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达，胞中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达， 是水稻中的双香叶素是水稻中的双香叶素二磷酸转化成二磷酸转化成 胡萝卜素

5、。胡萝卜素。 9讲课课件 基因工程药物基因工程药物 基因治疗基因治疗 二、二、 基因工程在医学上的应用基因工程在医学上的应用 10讲课课件 从生物的组织、细胞或血液中提取。从生物的组织、细胞或血液中提取。 由于受原料来源的限制，价格十分昂贵由于受原料来源的限制，价格十分昂贵 1 1. . 基因工程药物基因工程药物 11讲课课件 一般临床上使用的胰岛素主要从一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜猪、牛等家畜 的胰腺的胰腺中提取，每中提取，每100kg胰腺只能提取胰腺只能提取45g胰岛胰岛 素。用该方法生产的胰岛素素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，产量低，价格昂贵， 远不能满足社会需要远

6、不能满足社会需要。 1979年，科学家将动物体内的年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大胰岛素基因与大 肠杆菌肠杆菌DNA分子重组分子重组，并在大肠杆菌内实现了，并在大肠杆菌内实现了 表达。表达。 基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素 12讲课课件 干扰素是干扰素是病毒侵入细胞后产生病毒侵入细胞后产生的一种的一种糖蛋白糖蛋白。 几乎能几乎能抵抗所有抵抗所有病毒引起的病毒引起的感染感染，是一种，是一种抗病毒抗病毒 的特效药的特效药。此外对治疗某些。此外对治疗某些癌症和白血病癌症和白血病也有一也有一 定疗效。定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细白细 胞

7、内提取胞内提取，每，每300L血液只能提取出血液只能提取出1mg干扰素。干扰素。 基因工程药品基因工程药品 干扰素干扰素 13讲课课件 治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是注射生长激素。，是注射生长激素。 而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激 素需解剖尸体，从大脑的底部素需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体摘取垂体，并从中，并从中 提取生长激素。提取生长激素。 现利用基因工程方法，将人的现利用基因工程方法，将人的生长激素基因生长激素基因 导入大肠杆菌导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。中，使其生产生长激素。 人们从人们从 450 L大肠杆菌培养

8、液中提取的生长大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于激素，相当于6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。 基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素 目前我国生产的基因工程药物有目前我国生产的基因工程药物有 胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。 14讲课课件 乳腺生物反应器：乳腺生物反应器： 指以转基因雌性动物个指以转基因雌性动物个 体的乳腺分泌乳汁来生体的乳腺分泌乳汁来生 产所需药品。产所需药品。 利用利用转基因动物转基因动物生产药物生产药物 乳腺生物反应器乳腺生物反应器 药用蛋白基因药用蛋白基因 目的基因：目的基因： 用途：用途： 多肽类药物、多肽类药物、 基因工程

9、疫苗、基因工程疫苗、 抗体、酶制剂抗体、酶制剂 15讲课课件 操作过程：操作过程： 获取目的基因获取目的基因 （药用蛋白基因）（药用蛋白基因） 构建基因表达载体构建基因表达载体 （药用蛋白基因与（药用蛋白基因与乳腺蛋白基乳腺蛋白基 因因的启动子等调控组件重组）的启动子等调控组件重组） 显微注射显微注射 （哺乳动物受精卵中（哺乳动物受精卵中） 形成胚胎形成胚胎将胚胎送入母体动物将胚胎送入母体动物 发育成转基因动物发育成转基因动物 （只有在产下的雌性动物个（只有在产下的雌性动物个 体中，转入的基因才能表达）体中，转入的基因才能表达） 动物进入泌乳期动物进入泌乳期 （分泌的乳汁中包含所（分泌的乳汁中

10、包含所 需要的药物）需要的药物） 优点：优点： 产量高；质量好产量高；质量好 成本低；易提取成本低；易提取 16讲课课件 为什么乳腺能成为基因药为什么乳腺能成为基因药 物最理想的表达场所？物最理想的表达场所？ （1）乳腺是一个外分泌腺器官，乳汁不进入）乳腺是一个外分泌腺器官，乳汁不进入 体内循环，不会影响基因动物本身的生理体内循环，不会影响基因动物本身的生理 代谢反应代谢反应 （2）从乳汁中获取目的基因产物，）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，产量高， 易提纯易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰，表达的蛋白质已经过充分的修饰 加工，具有稳定的生物活性加工，具有稳定的生物活性 （3）从乳汁中源源

11、不断获得目的基因的产物）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物 的同时，转基因动物又可大量繁殖的同时，转基因动物又可大量繁殖 17讲课课件 2 2. . 基因治疗基因治疗 将正常基因或有治疗作用的基因通过一定将正常基因或有治疗作用的基因通过一定 方式导入靶细胞内，可以纠正基因缺陷而方式导入靶细胞内，可以纠正基因缺陷而 达到治疗疾病的目的。这是治疗达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病遗传病的的 最有效的手段。策略主要有最有效的手段。策略主要有基因置换、基基因置换、基 因修复、基因增补、基因失活因修复、基因增补、基因失活。 18讲课课件 农业上农业上 医学上医学上 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗病转基

12、因植物抗病转基因植物 抗逆转基因植物抗逆转基因植物 改良作物品质、提高作物产量改良作物品质、提高作物产量 基因工程药物基因工程药物 基因治疗基因治疗 基因工程应用基因工程应用 工程菌工程菌 乳腺生物反应器乳腺生物反应器 19讲课课件 转基因食品的利与弊 20讲课课件 1.转基因食品的定义 2.起源 3.有利的一面 4.弊端 5.安全性评价 6.转基因食品的发展 7.个人观点 21讲课课件 转基因食品的定义 转基因食品（Genetically Modified Foods，GMF）是指 利用现代分子生物技术，将某 些生物的基因转移到其他物种 中去，改造生物的遗传物质， 使其在形状、营养品质、消费

13、 品质等方面向人们所需要的目 标转变。以转基因生物为直接 食品或为原料加工生产的食品 就是“转基因食品”。转基因 食品分为转基因植物性食品、 转基因动物性食品和转基因微 生物食品三大类。 22讲课课件 通过转基因技术可培育高产、优质、抗病毒、 抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等特 性的作物新品种，以减少对农药化肥和水的依赖， 降低农业成本，大幅度地提高单位面积的产量，改 善食品的质量，缓解世界粮食短缺的矛盾。 利用转基因技术生产有利于健康和抗疾病的食 品。杜邦和孟山都公司即将推出多种可榨取有益心 脏的食用油的大豆。两大公司还将联手推出味道更 鲜美且更容易消化的强化大豆新品种。欧洲科学家

14、 新培育出了米粒中富含维生素A和铁的转基因稻， 这一成果有可能帮助降低全球范围内、特别是以稻 米为主食的发展中国家缺铁性贫血和维生素A缺乏 症的发病率。 23讲课课件 （四）转基因食品可以摆脱季节、 气候的影响，让人们一年四季都可 吃到新鲜的瓜菜。同时，人们还发 现转基因作物结出的果实，无论外 形还是味道都别具风味。 （五）利用转基因技术，把生长素 基因、多产基因、促卵素基因、高 泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白 基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因 等外源基因导入动物的精子、卵细 胞或受精卵可培育出生长周期短、 产仔多、生蛋多、泌乳量高，生产 的肉类、皮毛品质与加工性能好， 并具有抗病性的动物，目前

15、已在牛、 羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得 一定成果。 24讲课课件 转基因食品的弊端 任何一项新的科学技术的应用都有它的两面性。 农药的应用对于防治农作物害虫发挥了巨大的作用， 使农作物大幅度的增产，但同时也对人畜和环境造成 极大的危害；工业革命为人类社会带来了巨大的财富， 同时也为人类带来了灾难性的环境污染和生态平衡的 破坏。 转基因食品也同样具有两面性。转基因食品进入 人体以后, 可能对人体健康产生危害。首先,大多数转 基因食品中引入的外源蛋白质进入人体以后可能产生 新的过敏物质, 引起人体的过敏反应。1996 年美国先 锋种子公司将巴西坚果某基因转入大豆中, 结果对巴 西坚果过敏的人群也

16、对该大豆过敏, 该大豆种子最终 没有被批准商业化生产。其次,在构建转基因食品过 程中使用的载体大部分是抗生素标记基因,虽然一般 25讲课课件 情况下抗生素标记基因在肠道中水平转移的可能性 很小,但是在人体的体质很弱或抵抗力下降时, 抗生 素标记基因在肠道中水平转移的可能性会增大, 通过 转移可能诱导耐药菌株的产生, 从而使人体产生对某 些抗生素的抗药性。再次,转基因食品中导入的基因 来自于各种各样的其他生物,这些外来基因转入到食 品中以后, 可能打破生物原有基因的内在管理体制, 使原先关闭的基因被打开, 产生一种新的毒素,还有 可能产生病毒重组问题。1998年, 苏格兰一家研究 所公布,用转雪

17、莲花凝集素基因的马铃薯饲养大鼠,引 起大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破 坏。 转基因食品的不足之处： 1.科学家研究发现，有些转基因生物产品可能含有 有毒物质和过敏源，会对人体健康产生不响，严重26讲课课件 的甚至可以致癌或导致某些遗传疾病。尽管到目前 为止还没有有说服力的研究报告表明这些改良品种 有毒，但一些研究学者认为，对于基因的人工提炼 和添加，可能在达到某些人们想达到的效果的同时， 也增加和积聚了食物中原有的微量毒素。这种毒素 的积累是个相当长的过程，但它确实可能正在进行 中，因此目前谁也不能确保这些改良品种没有毒。 其次是过敏反应问题，对于1种食物过敏的人有时还 会对1种以

18、前他们不过敏的食物产生过敏，原因就在 于这种食品中含有了导致过敏的蛋白质。例如科学 家将玉米的某一段基因加入到核桃、小麦和贝类动 物的基因中，那么，以前吃玉米过敏的人就可能对 核桃、小麦和贝类食品过敏。 27讲课课件 2.有研究者认为外来基因会以一种人们目前还不甚 了解的方式破坏食物中的营养成分。美国伦理和 毒性中心的实验报告则说，与一般大豆相比，耐 除草剂的转基因大豆中，防癌的成分异黄酮减少 了。 3.大量的转基因生物进入自然界后很可能会与野生 物种杂交，造成基因污染，从而影响到生物多样 性的保护和持续利用，转基因作物的亲缘野生种 成为杂草或超级杂草。 4.有些作物插入抗虫或抗真菌的基因可能

19、对其它非 目标生物起到作用，从而杀死了环境中有益的昆 虫和真菌。 28讲课课件 安全性评价 转基因食品及其安全性问题是近年来的热门话 题。目前国际上对转基因食品的优缺点争论不一， 没有统一说法。 对于转基因食品的安全性评价,主要是食品安全 性评价.关于转基因植物在释放到田间后,是否会改变 转基因植物的特性,是否会对生物类群的产生影响,特 别是关于转基因食品的食用安全性,都引起人们普遍 关注.经和组织(OECD)1993年提出了食品安全性评 价的实质等同性原则,如果转基因植物生产的产品与 传统产品具有实质等同性,则可以认为是安全的.反之, 则应进行严格的安全性评价。 转基因食品的安全性评价包括营

20、养学评价和食用 安全性评价两方面。转基因生物食用安全性评价应 遵循的一些基本原则如：科学原则、实质等同性原 则、个案原则、逐步原则、预防为主原则、重新评 价原则等。 29讲课课件 转基因食品的发展 一、发展现状 近十余年来，现代生物技术的发展在农业上显示 出强大的潜力，并逐步发展成为能够产生巨大社会 效益和经济利益的产业。1999年，全世界有12个国 家种植了转基因植物，面积已达3990万公顷。其中 美国是种植大户，占全球种植面积的72%。世界很 多国家纷纷将现代生物技术列为国家优先发展的重 点领域，投入大量的人力、物力和财力扶持生物技 术的发展。但是，转基因食品在世界各个国家和地 区之间的发

21、展是不均衡的。近年来，我国现代生物 技术的研究开发已经取得了很多成果。我国的转基 因食品技术仅次于美国与加拿大。欧洲国家的转基 因食品技术并不是非常的发达，这是因为他们明白 转基因食品危害十分大，并通过立法来达到防止转 基 30讲课课件 因食品的过分播种，甚至有些国家完全禁止转基因食 品的播种与生产，欧洲各国民众也纷纷抵制，发生过 很多起民众破坏转基因实验田的事件，所以我们也要 认识到转基因食品所存在的潜在危害，而不能把利益 放在民众健康的前面。转基因食品是新的科技产物， 现在还存在这样或那样的问题，但随着科技的发展， 它的所有利弊都会彻底展现在世人面前。只有按照严 格的不对人与环境有害的立法规定去做，我国生物技 术的发展会是健康、有序的，我们的生活也会因生物 技术带来的转基因食品而变得更加丰富精彩。带着美 好的愿望预测未来，我们再也不会担心农药的危害， 我们吃的食品都是新鲜的，我们的食品不会短缺 也许糖尿病人只需每天喝一杯特殊的牛奶就可以补充 31讲课课件 胰岛素，也许我们会 见到多种水果摆在药 店里出售，补钙的、 补铁的、治感冒的、 抗病毒的很有可 能，转基因食品会让 我们的明天灿烂无比。