自然辨证法转基因技术

自然辨证法课件转基因技术第一页，共四十页，编辑于2023年，星期三一、转基因技术1.转基因技术的概念

转基因技术指的是将一个物种的特定基因通过人工的方法转入到另一种生物的细胞中，并使它获得了转入基因的特性。第二页，共四十页，编辑于2023年，星期三2.转基因技术的类型转基因技术可分多个层次：

广义的讲，最基本的转基因技术就是基因工程，即将高等生物的基因通过体外重组后，转化入细菌或酵母细胞。

真正意义上的转基因技术是指转基因植物和转基因动物。它们多是将外源基因注入生殖细胞或受精卵子中，并让外源基因整合到其基因组中，并使其在胚胎及发育成熟的个体中获得表达，形成具有新特性的个体。第三页，共四十页，编辑于2023年，星期三二、转基因植物

transgenicplant

转基因植物产生的必要性和必然性：

新的世纪已经来到，但人口增长与粮食匮乏的矛盾日益尖锐。目前全球人口已经超过60亿，据推测，2025年全球人口将达80亿，其中新增加的20亿人口又大部分集中在发展中国家。诺贝尔奖获得者NormanBorlaug认为：“要想满足全球粮食的供给，将粮食单产比1990年提高80％，不可能寄希望于耕地面积的扩大和灌溉能力的提高，只有靠改良和选育出高产作物品种才能实现这一目标。而能实现这一目标的又唯有作物基因工程技术”第四页，共四十页，编辑于2023年，星期三

由于转基因作物的巨大优势，推广非常快。在美国，有近一半的大豆、棉花，超过三分之一的玉米、油菜是转基因作物。在超市的食品中有70%以上中含有转基因成分。

四种常见转基因作物的国家：

大豆：美国、加拿大、墨西哥、阿根廷、乌拉圭、南非、中国和罗马尼亚

油菜：美国和加拿大

玉米：美国、加拿大、南非、阿根廷、乌拉圭、洪都拉斯、西班牙、德国和罗马尼亚

棉花：美国、哥伦比亚、中国、印度和澳大利亚第五页，共四十页，编辑于2023年，星期三第六页，共四十页，编辑于2023年，星期三各国对转基因作物的态度：

美国、澳大利亚率先于是1996年开始大量种植转基因作物，而且在美国，国民反对的人数不超过5%，所有转基因食品均不需标明转基因。

在欧洲，转基因作物和食品几乎全面遭到了环境保护者的反对，公众也普遍不接受。其中尤其以英国表现的最为突出。但欧盟议会已通过法律，允许转基因作物和食品进入欧洲市场，但必须有明确的标识。

我国对转基因作物和食品没有明确的法律限制，但目前人们对其也存在着很大争议。第七页，共四十页，编辑于2023年，星期三转基因植物的原理第八页，共四十页，编辑于2023年，星期三第九页，共四十页，编辑于2023年，星期三转基因植物带给我们的好处：

提高农作物的产量，提高植物能量的转化能力；固氮能力的提高；提高植物的生活特性，如抗倒伏、抗病虫害、抗旱、抗盐碱等能力；提高农产品的质量，如保质期、口味；提高药用植物有效成分的产量；生产具有特色的经济作物，如彩色棉花；将动物基因转入植物细胞，使植物获得动物的某些性状。第十页，共四十页，编辑于2023年，星期三转基因香瓜与普通香瓜的比较左图为存放了5天的普通香瓜；右图为存放了15天后的香瓜转基因啤酒德国一家公司研制的一种转基因酵母生产的啤酒，其口感和味道都优于常规啤酒。第十一页，共四十页，编辑于2023年，星期三转基因玉米与普通玉米根系的比较第十二页，共四十页，编辑于2023年，星期三不同的声音：与人们传统的伦理道德相冲突。

观点主要是转基因技术开了一个不好的头，使人们可以随心所欲的改变一个物种的基因成分，这都是非自然的。上帝创造了世间万物，人如何能够随便更改呢？生命学家的不同声音

转基因植物将改变自然界物种的遗传特性，还可能造成“基因污染”。环保主义者的反对声

对人类健康的潜在危害。

第十三页，共四十页，编辑于2023年，星期三这张照片所反映的就是转基因食品与人们传统观念之间的冲突。第十四页，共四十页，编辑于2023年，星期三

墨西哥是玉米的原产地，并且该国明确禁止转基因玉米在本国种植，但边界的另一边广泛的种植着转基因玉米，人们担心过若干年后还能否见到不被基因污染的玉米品种。右图是墨西哥另一原产物种——各种豆类的种子，它们也面临与玉米相似的境遇。左图分别是泰国果农在抗议转基因木瓜对传统木瓜的冲击；中国云南农民在宣传抵御转基因水稻对本地原产水稻的侵袭。第十五页，共四十页，编辑于2023年，星期三绿色和平组织的工作人员正在展示非法进入中国的转基因水稻种子第十六页，共四十页，编辑于2023年，星期三

1998年8月，Pusztai事件：英国阿伯丁的Rowett研究所普兹泰（Pusztai）博士，1998年秋天在英国电视台发表讲话，声称他用转雪花莲凝集素基因的土豆喂大鼠后，体重和器官重量减轻，免疫系统受到了破坏，引起国际轰动。1999年5月，康奈尔大学的一个研究组在《Nature》杂志上发表文章，声称转基因抗虫玉米的花粉飘到一种名叫“马利筋”的杂草上，用马利筋叶片饲喂美国大斑蝶，导致44%的幼虫死亡。以上两个例证为反对转基因食品的人提供了强有力的证据，被广为转载和宣传。但在实验室的重复性研究中，确得出相反的结论。但这两个实验引起的社会效益是很难平息的第十七页，共四十页，编辑于2023年，星期三雀巢奶粉伴侣中含转基因成分引发的事件第十八页，共四十页，编辑于2023年，星期三世界上著名的婴儿食品制造企业——享氏食品中也发现了转基因成分第十九页，共四十页，编辑于2023年，星期三目前在超市中各种方便食品如雾里看花一般，人们无法辨别其真伪第二十页，共四十页，编辑于2023年，星期三1.国际组织实质等同原则表型性状的等同成分等同

2000年《卡塔赫纳生物安全协定书》62个国家签署

2001年《生物安全议定书》130多个国家签署

2003年《生物技术食品的风险评估草案》226个国家表示欢迎第二十一页，共四十页，编辑于2023年，星期三◆1992年美国FDA公布了转基因作物不需由FDA作市场前评价，除非它引起新的安全性问题。2000年4月，在国会科学委员会下属的基础研究委员会的调查报告中，坚持认为没有科学的证据之前不能将GMF作为一个新的食品级别◆2000年1月美国政府对转基因玉米的种植颁布了限令，以防止害虫对转基因玉米中毒素形成抗药性。美国环境保护局限令美国大部分玉米产区的农场主应至少种植20％的传统玉米，在同时种植玉米和棉花的地区，传统玉米要达到50％◆2001年7月出台了《转基因食品管理草案》规定，来源于植物且被用于人类或动物的GMF在进入市场之前至少120天，生物工程制造商必须向FDA提出申请，并提供此类食品的相关资料，以确认此类食品与相应的传统产品相比具有等同的安全性第二十二页，共四十页，编辑于2023年，星期三◆欧盟对GMF持反对态度，1998年提出转基因技术安全性之后，其反对态度更加强硬。他们对转基因技术培育的农作物、家畜以及再加工食品加以抵制，尤其对美国的转基因玉米已终止了进口，然而对于西班牙和德国的转基因玉米却没有采取措施◆欧盟的法律由两项：欧盟理事会90／220令，于1990年4月颁布实施，该法令中规定了转基因生物的批准程序；1997年5月《新食品法》规定对转基因产品必须加贴标签第二十三页，共四十页，编辑于2023年，星期三◆1993年12月24日，国家科委颁布实施了《基因工程安全管理办法》◆1996年7月10日，国家农业部颁布实施了《农业生物基因工程安全管理实施办法》◆2001年6月6日国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》◆2002年4月8日国家卫生部颁布了《转基因食品卫生管理办法》第二十四页，共四十页，编辑于2023年，星期三第二十五页，共四十页，编辑于2023年，星期三1．转基因动物的简史1980年，J.W.Gordon等人首次报道用显微注射的方法向小鼠胚胎注射纯化的DNA，开辟了转基因动物研究的先河。1982年，R.D.Palmiter等又报道用转移生长激素基因的方法，获得了7只转基因鼠，其中1只比一般小鼠大一倍，被称为巨鼠，引起极大的轰动。相继有转基因猪、鱼、兔和羊等问世。第二十六页，共四十页，编辑于2023年，星期三转基因巨鼠第二十七页，共四十页，编辑于2023年，星期三年份研究者基因/转入方法转入动物结果1980GordonHSV-TK小鼠78只子鼠中有2只为转基因鼠1981Constantini兔珠蛋白基因小鼠24只子鼠中9只为转基因鼠1982Palmiter将MT启动子和大鼠GH基因接成的融合基因侏儒小鼠7只转基因中1只生长加快，明显增大1985Wagner拼接有NEO基因的逆转录病毒小鼠获得整合体小鼠1985Hammer制备转基因兔、羊、猪均获得成功1986RobertsonMPSA-mos-Neo逆转录病毒感染ES细胞得到可遗传的转基因动物1987Thomas利用ES细胞法结合同源重组技术小鼠制备出Hprt基因定点突变的转基因小鼠1988Biery牛转基因牛成功1990Hochi大鼠转基因大鼠成功1994Love线性质粒鸡7只鸡活到性成熟，1只公鸡给后代传递外源基因1994Ono基因微注射鹌鹑有46.6%胚体表达了外源基因1998Wilmut绵羊乳腺细胞绵羊体细胞核克隆，获得绵羊“多利”国外转基因动物首创记录第二十八页，共四十页，编辑于2023年，星期三年份单位及研究者基因/转入方法转入动物结果1984发育所陆德裕等人珠蛋白小鼠个体大，基因可连续传递，但表型似不能保持1986发育所史瀛仙等牛及人生长激素小鼠DNA能转录成RNA的小鼠体型大，未能转录成RNA的小鼠体积小，说明基因在体内一定要转录成RNA，并翻译成蛋白质，才能起促进生长的作用。1987发育所于建康等大肠杆菌galk基因小鼠产21只，2只DNA中含有大肠杆菌galk基因1995北京农大陈永福等ZPL线性化的DNA导入猪受精卵猪获转基因猪，为避免猪过早死亡，采用传代、后诱导表达法1996中国农科院畜牧所黄少华等微注射SMT-PGH基因到猪早期胚胎猪妊娠率随移入胚胎数的增多而提高，以20-30为宜1997江苏农科院范必勤等用体外获能的精子为载体，通过体外受精导入基因猪建立新的基因导入方法1998上海医学遗传研究所曾溢滔等人凝血因子山羊产出5只转基因羊，其中1只母羊乳汁中含有人凝血因子1999上海医学遗传研究所曾溢滔等人血清蛋白奶牛移植8头牛，妊娠3头，生产1头公牛，携带有人血清蛋白基因国内转基因动物首创记录

第二十九页，共四十页，编辑于2023年，星期三2．转基因动物研究概况⑴转基因动物在培育新品种中的应用在转基因动物历史上，培育高效益的家畜、家禽和水生动物新品种曾经是研究工作的主流。受“巨鼠”的影响，人们期望能通过转基因动物的研究，获得快速生长、节约饲料、产毛多、产蛋多和抗病的动物新品种。主要是将生长激素和类胰岛激素的基因转入动物体内，并且取得了良好的增长效果，但也表现出一系列病理性副作用，关节炎和胃病尤其明显。但转基因鱼是一个例外。第三十页，共四十页，编辑于2023年，星期三⑵动物生物反应器(animalbioreactor

)用动物乳腺生产医用蛋白质的优点：

动物乳腺是一个自我封闭的系统，它表达的蛋白质绝大多数不会回到血液循环系统中去，可以避免大量表达的外源蛋白质对动物的健康造成危害。乳腺组织是一种有效的蛋白质合成器，一头奶牛一年可产乳蛋白250-300千克，一只羊一年可产乳蛋白25-30千克。如果把百分之一的乳蛋白代换为医用蛋白质，产量十分可观。乳腺组织可以对人体蛋白质进行正确的修饰和后加工，产品活性接近天然产品。在动物乳腺表达的外源基因可以遗传，一旦获得成功，可以用常规畜牧技术繁殖产生群体。第三十一页，共四十页，编辑于2023年，星期三动物乳腺产生医药产品的前景：

据美国的市场分析，利用转基因技术生产医药制品仅美国可达每年25亿美元。表美国市场对几种血液蛋白产品的年需求

第八因子第九因子G蛋白抗凝血酶血纤蛋白原白蛋白年需求量(千克)0.341021150315×103现价（美元/克）29000004000010000700010003.56年销售额（百万美元）8821621001501501120

目前，国际上已成立数十家基因动物公司，转基因牛、绵羊、山羊、猪的成功实例有10多种，生产出的贵重药用蛋白有α1-抗胰蛋白酶、乳铁蛋白、人血清蛋白、人凝血因子Ⅸ、人凝血因子Ⅷ、抗-凝血酶Ⅲ、胶原、血纤蛋白原、蛋白质C等。第三十二页，共四十页，编辑于2023年，星期三⑶抗病育种

将具有抗病能力的基因导入动物，使其具有较理想的抗病能力。目前已做的工作有：

抗猪瘟育种：抗流感基因工程育种：1989年Young将INF基因质粒导入小鼠受精卵，获得表达，获得抗病转基因小鼠。抗肿瘤动物模型：美国首先培育出易发乳腺癌的转基因小鼠，为研究癌诱发和抗肿瘤药物的筛选提供了研究的模型。迄今已培育出许多与癌基因有关的转基因小鼠。第三十三页，共四十页，编辑于2023年，星期三⑷基因治疗⑸组织器官移植：

将人的标志基因移入猪，使其器官上具有了人的抗原标志，减小了排异反应。第三十四页，共四十页，编辑于2023年，星期三各种带荧光的转基因动物第三十五页，共四十页，编辑于2023年，星期三⑴经典的技术路线

先从已交配的供体动物的输卵管中采取受精卵；显微注射法向受精卵的雄性核导入人工构建的药物蛋白基因；