第九章 基因工程的诞生与发展

第九章 基因工程的诞生与发展基因生命的真谛 1909年，丹麦的遗传学家年，丹麦的遗传学家W.Johanssen根据希腊根据希腊语语“给予生命给予生命”之义，创造了之义，创造了“gene”一词。一词。基因是生物遗传信息的载体，它是由核苷酸序列基因是生物遗传信息的载体，它是由核苷酸序列(通常为通常为DNA)组成的生物大分子，决定着生物的所有组成的生物大分子，决定着生物的所有 性状、行为和疾病性状、行为和疾病 的发生。的发生。基因是福音，发现了某疾病基因，就可以对患者进行基因水平上的治疗，从根本上根除疾病的危害。基因就是铁的证据，基因分析在重大犯罪案件、历史案件的侦破中是最终确定罪犯的有力工具，当事人的头发、血、皮屑的基因分析都将作为确凿证据。基因是企业家的聚宝盆基因是企业家的聚宝盆 目前生产基因药物的技术已较成熟，基因药物已率先进入市场。美国已有美国已有40多种基因药物投放市场，主要用于治疗多种基因药物投放市场，主要用于治疗癌症、血液病、艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎、细菌癌症、血液病、艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎、细菌感染、代谢病等疑难病症感染、代谢病等疑难病症。美国投放市场的基因药物，美国投放市场的基因药物，1997年超过年超过60亿美亿美元，且每年以元，且每年以20%的速度增长。的速度增长。我国也有10多种基因药物投放市场，但大部分基因药物仍需进口。因此，基因是企业家的聚宝盆因此，基因是企业家的聚宝盆。基因工程的诞生基因工程的诞生 我是一个实验主义者，我能告诉你的检验它是否有效的唯一方法就是尝试它。保罗伯格保罗伯格 Paul Berg 保罗伯格1926年生于美国。在参加了第二次世界大战后回到宾夕法尼亚州立大学学习，1948年获生物化学学士学位，后在凯斯西部保留地大学获生化博士学位，1959年到斯坦福大学任教。主要成就 1972年，伯格首次证明可以用两种不同物种的基因人工合成DNA分子。伯格选择了名为SV40的猴病毒和噬菌体，这两种病毒的DNA都是闭合的环状结构。他设计试验，首先用限制性内切酶切开SV40和噬菌体的DNA环，然后再用连接酶把这两种DNA连接成环，最后让含有这种DNA的噬菌体在大肠杆菌中繁殖。因此，他开发了在酶的作用下在试管内将的噬菌体基因与SV40基因结合在一起的技术。虽然，虽然，没有任何一项技术具有原创性没有任何一项技术具有原创性但是，但是，利用已报道的多项技术，利用已报道的多项技术，创造性地实现了不同创造性地实现了不同DNA分子的体外重组分子的体外重组SV40 DNAEcoRIRecombination DNA1972.PNASDavid Jackson Robert Symons Paul BergDNA体外重组的创建成功，体外重组的创建成功，是是“遗传工程遗传工程”的奠基之作。的奠基之作。NP 1980Paul Berg 这些工作为分子生物学的研究和遗传这些工作为分子生物学的研究和遗传改造展示了一个清晰而又美好的前景改造展示了一个清晰而又美好的前景 具有与沃森和克里克发现具有与沃森和克里克发现DNA双螺旋双螺旋结构模型同样的开拓性价值！结构模型同样的开拓性价值！1973年，加州大学旧金山分校的赫伯特博耶 H.Boyer和斯坦福大学的斯坦利科恩 S.Cohen将外源基因拼接在质粒中，在大肠杆菌中表达，揭开基因工程的序幕。这时，保罗这时，保罗伯格却想到了基因重组的安全性问题。伯格却想到了基因重组的安全性问题。他与其他10位研究者联名给科学杂志写了一封信，希望科学家在深入了解基因重组技术的安全性前先暂停有关试验，并敦促美国国家卫生研究所（NIH）对基因重组技术的使用进行管制。这封信引发了广泛的研究和讨论，1975年，上百位科学家在Asilomar会议上对不同物种之间基因重组的安全性进行了讨论。1976年，NIH出台了关于基因重组的一系列指导方针。可以说，DNA重组试验是分子生物学与生物化学研究的里程碑，该技术与基因快速测序以及定位技术，使基因工程成为生物技术快速发展的基础。基因工程的产生并不是偶然的，它是分子生物学发展到一定的阶段或时期的一种历史的必然。基因工程引发了一场分子生物学革命基因工程引发了一场分子生物学革命不仅能将目标基因定向引入到其他物种中去不仅能将目标基因定向引入到其他物种中去而且可以利用细菌对目的而且可以利用细菌对目的DNA分子进行克隆分子进行克隆基于基于“遗传重组遗传重组”技术的生物学的理论不断创新技术的生物学的理论不断创新基于基于“遗传工程遗传工程”技术的生物遗传改良成效明显技术的生物遗传改良成效明显有关基因工程技术发明获得有关基因工程技术发明获得Nobel奖奖基因工程概念基因工程概念 在分子水平上，用人工方法提取或合成不同生物的在分子水平上，用人工方法提取或合成不同生物的DNA片段，在体外切割，拼接形成重组片段，在体外切割，拼接形成重组DNA，然后将，然后将重组重组DNA与载体的遗传物质重新组合，与载体的遗传物质重新组合，再将其引入到没有该再将其引入到没有该DNA的受体细胞中，进行复制的受体细胞中，进行复制和表达，生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新和表达，生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状，并使之稳定地遗传给下一代。性状，并使之稳定地遗传给下一代。基因工程又称重组基因工程又称重组DNA技术技术.(切、接、转、增、检）切、接、转、增、检）基因枪、农杆菌介导的植物转基因农杆菌法农杆菌法基因枪法基因枪法按目的基因的克隆和表达系统，分类为：原核生物基因工程原核生物基因工程 酵母基因工程酵母基因工程 植物基因工程植物基因工程 医学基因工程医学基因工程 动物基因工程动物基因工程基因工程最突出的优点基因工程最突出的优点:就是打破了常规情况下难以突破的物种之间界限，可在：原核生物与真核生物之间、动物与植物之间、甚至人与其他生物之间、将遗传信息进行重组和转移。基因工程理论依据基因工程理论依据不同基因具有相同的物质基础不同基因具有相同的物质基础基因是可以切割的基因是可以切割的基因是可以转移的基因是可以转移的多肽与基因之间存在对应关系多肽与基因之间存在对应关系基因通过复制把遗传信息传给下代基因通过复制把遗传信息传给下代遗传密码是通用的遗传密码是通用的基因工程与生物工程的关系基因工程与生物工程的关系 生物工程分为六类：即基因工程、蛋白质工程、生物工程分为六类：即基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程。细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程。基因工程的地位：现代科技革命现代科技革命高新技术高新技术生物技术生物技术基因工程基因工程基因克隆基因克隆 如果说如果说20世纪八九十年代是基因工程基础研世纪八九十年代是基因工程基础研究趋向成熟，应用研究初露锋芒的阶段，究趋向成熟，应用研究初露锋芒的阶段，那么那么21世纪初将是基因工程应用研究的鼎盛世纪初将是基因工程应用研究的鼎盛时期，农、林、牧、渔、医等的很多产品都会时期，农、林、牧、渔、医等的很多产品都会打上基因工程的标记。打上基因工程的标记。尽管基因工程出现后的一段时间内带给人们的是猜疑和恐惧，但实践表明，基因工程已经给人类带来了难以估量的经济和社会效益。特别是对人类所面临的能源、粮食、人口、环境和疾病等日趋严重的社会问题，基因工程正在并且将要发挥越来越大的作用。基因工程与农业基因工程与农业 光合作用光合作用固氮作用固氮作用转基因植物转基因植物转基因动物转基因动物产生次生代谢产物产生次生代谢产物 如日本科学家利用基因工程如日本科学家利用基因工程使家蚕丝心蛋白基因与使家蚕丝心蛋白基因与绿色荧光蛋白基因相互融合绿色荧光蛋白基因相互融合，得到的家蚕蚕丝可发出，得到的家蚕蚕丝可发出绿色的光泽。绿色的光泽。人们人们利用花卉的花色基因改变花的颜色、利用花卉的花色基因改变花的颜色、利用花形基因改变花的形状、利用花形基因改变花的形状、利用香味基因改变花的香味利用香味基因改变花的香味等等，等等，以使我们的生活环境更加色彩斑斓。以使我们的生活环境更加色彩斑斓。转入无冰晶细菌的抗冻基因帮助草莓抗霜冻转入无冰晶细菌的抗冻基因帮助草莓抗霜冻近20年转基因植物发展的几个重要里程碑 1983年首例转基因作物年首例转基因作物(Genetically Modified Crops，GMC)烟草培育成功烟草培育成功 1986年转基因植物获准进入田间试验年转基因植物获准进入田间试验 1994年转基因番茄在美国批准上市年转基因番茄在美国批准上市 2000年全球转基因作物种植面积年全球转基因作物种植面积4,420万公顷万公顷 2006年全球转基因作物种植面积年全球转基因作物种植面积1.02亿公顷亿公顷顺序顺序国家国家面积（百万公顷）面积（百万公顷）转基因作物转基因作物1*美国美国*62.5大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、紫苜蓿、甜菜大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、紫苜蓿、甜菜2*阿根廷阿根廷*21.0大豆、玉米、棉花大豆、玉米、棉花3*巴西巴西*15.8大豆、玉米、棉花大豆、玉米、棉花4*印度印度*7.6棉花棉花5*加拿大加拿大*7.6油菜、玉米、大豆、甜菜油菜、玉米、大豆、甜菜6*中国中国*3.8棉花、番茄、白杨、矮牵牛、木瓜、甜椒棉花、番茄、白杨、矮牵牛、木瓜、甜椒7*巴拉圭巴拉圭*2.7大豆大豆8*南非南非*1.8玉米、大豆、棉花玉米、大豆、棉花9*乌拉圭乌拉圭*0.7大豆、玉米大豆、玉米10*玻利维亚玻利维亚*0.6大豆大豆11*菲律宾菲律宾*0.4玉米玉米12*澳大利亚澳大利亚*0.2棉花、油菜、康乃馨棉花、油菜、康乃馨13*墨西哥墨西哥*0.1棉花、大豆棉花、大豆14*西班牙西班牙*0.1玉米玉米15智利智利0.1玉米、大豆、油菜玉米、大豆、油菜16哥伦比亚哥伦比亚0.1棉花、康乃馨棉花、康乃馨17洪都拉斯洪都拉斯0.1玉米玉米18布基纳法索布基纳法索0.1棉花棉花19捷克捷克0.1玉米玉米20罗马尼亚罗马尼亚0.1玉米玉米21葡萄牙葡萄牙0.1玉米玉米22德国德国0.1玉米玉米23波兰波兰0.1玉米玉米24斯洛伐克斯洛伐克0.1玉米玉米25埃及埃及0.1玉米玉米 2008年年全球种全球种植转基植转基因作物因作物的国家的国家和面积和面积 资料来源：资料来源：Clive James,ISSAAA,2008转基因作物使发达国家和发展中国家的农民受益转基因作物使发达国家和发展中国家的农民受益2525个国家的个国家的13301330万万 农户农户种上了转基因作物种上了转基因作物其中其中90%90%为发展中国家的为发展中国家的小农户小农户转基因水稻在基本不打农药的情况下大幅度提高产量转基因水稻在基本不打农药的情况下大幅度提高产量Photos by Zhen Zhu and Jumin Tu38大大 豆豆,57玉玉 米米,25棉棉 花花,13油油 菜菜,5转基因作物种植比例转基因作物种植比例2006年年38转转 基基 因因 西西 红红 柿柿 1994年5月，美国食品和药品管理局（FDA）批准首个转基因食物西红柿FLAVRSVER进入消费市场。FDA相信该转基因西红柿与普通育种生长的西红柿同样安全。转乙烯形成酶反义基因、储存期延长转乙烯形成酶反义基因、储存期延长40405050天的番茄天的番茄 以前，农民要趁西红柿还没有成熟，果实还是绿色的时候就采摘下来。因为西红柿成熟后，皮也软了，运输过程中容易破。没有成熟的西红柿被运送到商店后，喷上乙烯将它们催熟，变成红色再摆出去卖。这种人工催熟的西红柿没有自然成熟的西红柿好吃。西红柿的皮变软，是因为 多聚半乳糖醛酸酶 把细胞壁中的胶质给分解了。生物学家们把编码 多聚半乳糖醛酸酶 的基因克隆出来，测定了它的序列。然后合成一个和它相反的“反义基因”。把“反义基因”转入西红柿细胞中，会干扰原来基因的活动，让它再也没有办法合成多聚半乳糖醛酸酶，细胞壁中的胶质不会被分解掉。于是，西红柿即使成熟了，皮也不会变软。我们就可以等到它自然成熟了再采摘，不用担心不好运输。FLAVRSAVR西红柿就是这样。转基因西红柿获准上市，标志着FDA首次完成对转基因农产品的评估和放行。但是在过去的十几年，一直到现在，人们对于转基因食品的争论一直没有停止过。为什么要进行转基因生物安全评价44转基因生物是人类有史以来发展最快的技术，转基因生物是人类有史以来发展最快的技术，也是争论最大的技术。争论的科学问题包括也是争论最大的技术。争论的科学问题包括：pGMO“转基因生物转基因生物(genetically modified organism)”会不会变成病原物？（生物武器）会不会变成病原物？（生物武器）p基因漂移、基因污染（野生资源）基因漂移、基因污染（野生资源）p“超级杂草超级杂草”的可能性的可能性p对非靶标生物的影响（生物多样性）对非靶标生物的影响（生物多样性）p病毒的重组与异源包装病毒的重组与异源包装p食品安全性：毒性、过敏性食品安全性：毒性、过敏性44 近年来，欧美关于转基因是否安全的争论又闹得沸沸扬扬。转基因食品生产和输出大户美国，从其自身利益出发，主张只要科学上无法证明它有害，就不应该限制。而转基因食品输入最多的欧洲国家，公众对转基因食品普遍感到恐慌：他们认为，动物实验显示某些转基因食品对动物有害，而对人类如何由于时间短还不清楚；但只要不能否定其危险性，就应该加以限制。但事实是：无论世界上工业化国家还是发展中国家的农民，他们都是依靠自己的独立决策在5年间将转基因作物的种植面积增加了25倍之多。从20世纪80 年代世界上第一例转基因植物的诞生，到目前全世界大约 1 亿多公顷的转基因作物。研究者还利用转基因动物大量生产医用蛋白，人类将最新的生物技术研究者还利用转基因动物大量生产医用蛋白，人类将最新的生物技术应用于医药、食品、农业领域以摆脱自然对传统作业的限制。应用于医药、食品、农业领域以摆脱自然对传统作业的限制。1998 年8 月，英国阿伯丁的罗威特研究所教授普兹泰发现老鼠食用转基因土豆之后免疫系统受到破坏，普兹泰进一步推论，很多消费者也象被用于试验的老鼠一样食用没有经过严格鉴定的转基因食品。该消息的发布，使世界各国如日中天的转基因热潮蒙上了一层阴影.科学家们开始担心，由转基因技术创造出来的新型基因和生物可能会有害于人类。它们可能对生态环境造成新的污染，即基因污染，而这种新的污染源很难消除。转基因农作物和以此为原料制造的转基因食品对人体的影响也尚未定论。目前，转基因农作物的安全性问题在比美、欧等地已经成了一个社会问题，消费者掀起了相当规模的反对转基因农作物和食品的运动。总部设在荷兰首都阿姆斯特丹的国际非政府组织绿色和平（Green-peace）是全球反转基因运动的一面旗帜。在在20世纪世纪50年代，基因化学领域还笼罩年代，基因化学领域还笼罩在一片迷雾之中，然而在一片迷雾之中，然而.而到了20世纪末，生物学家已经开发出一整套工具，这些工具使得对基因物质进行排序、克隆和操纵成了可能。新的基因技术所涉及的社会的、道德的、哲学的内涵无疑是深刻的转基因生物有影响的几次事件转基因生物有影响的几次事件 国国 外：外：1998年英国普兹泰事件（马铃薯事件）年英国普兹泰事件（马铃薯事件）2000年美国星联年美国星联StarLink玉米事件玉米事件2005年美国年美国BT10转基因玉米事件转基因玉米事件2005年美国转基因玉米年美国转基因玉米MON863事件事件2006年美国转基因长粒米污染事件年美国转基因长粒米污染事件5050英国普兹泰事件（Pusztai）51Pusztai博士1998年，英国博士年，英国博士普兹泰Pusztai称，他用称，他用基因马铃基因马铃薯薯饲喂大鼠，其饲喂大鼠，其体重和器体重和器官重量减轻，破坏免疫系官重量减轻，破坏免疫系统统。51 英国皇家学会评论（英国皇家学会评论（1999.51999.5）o 不能确定转基因和非转基因马铃薯的化学成不能确定转基因和非转基因马铃薯的化学成份有差异份有差异o 大鼠体重减轻系饲料中未补充蛋白质大鼠体重减轻系饲料中未补充蛋白质o 动物数量少，喂几种不同的食物，且都不是动物数量少，喂几种不同的食物，且都不是大鼠的标准食物，缺少统计意义大鼠的标准食物，缺少统计意义o 试验设计差，未作双盲测定试验设计差，未作双盲测定o 统计方法不当统计方法不当o 试验结果无一致性试验结果无一致性o Pusztai 被劝提前退休被劝提前退休5252o 星联玉米：美国安万特星联玉米：美国安万特Aventis公司开发，转公司开发，转入了苏云金芽孢杆菌的入了苏云金芽孢杆菌的Cry9C抗虫基因。抗虫基因。o 部分人可能对其蛋白质过敏，部分人可能对其蛋白质过敏，1998年，年，美国美国只批准作为家畜只批准作为家畜饲料和工业用途。饲料和工业用途。o 2000年，发现该玉米年，发现该玉米混入了食品中。混入了食品中。星联星联 StarLink 玉米事件玉米事件5353o 美国回收处理，引发全球的星联玉米召回。美国回收处理，引发全球的星联玉米召回。o 日、韩、澳等国减少美国的玉米进口；美国本土的消日、韩、澳等国减少美国的玉米进口；美国本土的消费者也不购买。费者也不购买。o 2002年，安万特公司为消费者的集体诉讼支付了年，安万特公司为消费者的集体诉讼支付了900万美元万美元；为回收市场上可能含有星联玉米的；为回收市场上可能含有星联玉米的300多种多种食品，安万特和相关保险公司支付了约食品，安万特和相关保险公司支付了约10亿亿美元美元安万特公司因此而倒闭！安万特公司因此而倒闭！事件结果事件结果5454美国转基因长粒米污染事件美国转基因长粒米污染事件o 2006年年8月月，拜耳公司对外公布未经批准的转基因水稻，拜耳公司对外公布未经批准的转基因水稻LLRice601少量混入商品稻米中，立即引起日本和欧盟少量混入商品稻米中，立即引起日本和欧盟采取紧急措施限制进口美国米。采取紧急措施限制进口美国米。o 同月：同月：日本日本厚生劳动省宣布停止进口美国长粒米厚生劳动省宣布停止进口美国长粒米 欧盟欧盟采取紧急措施，规定只有附独立实验室按照认可的采取紧急措施，规定只有附独立实验室按照认可的检测方法出具的检测报告证明不含有检测方法出具的检测报告证明不含有LLRice601，美国，美国长粒大米才能进入欧盟市场长粒大米才能进入欧盟市场。5555o 美国米出口下挫美国米出口下挫41%；o 农民控告拜耳公司要求赔偿；农民控告拜耳公司要求赔偿；o 多国已禁止美国长粒米进口；多国已禁止美国长粒米进口；o 许多国家要求测试进口米；许多国家要求测试进口米；o 对中粒和短粒米的市场也造成影响；对中粒和短粒米的市场也造成影响；o 美国米可能再也无法以美国米可能再也无法以“非转基因稻米非转基因稻米”出售。出售。2006年底，美国批准了该产品的种植。年底，美国批准了该产品的种植。5656国内几起重大事件国内几起重大事件湖北转基因水稻事件湖北转基因水稻事件 2005年湖北转基因水稻未获安全证书，违规进入年湖北转基因水稻未获安全证书，违规进入商业化种植，商业化种植，-湖北大米不能出省湖北大米不能出省 -中国大米不能出口中国大米不能出口 -社会影响极为恶劣社会影响极为恶劣 向农民赔偿向农民赔偿300万元！万元！5757国内几起重大事件国内几起重大事件 欧盟米制品事件欧盟米制品事件：2006年中国出口到欧洲的米制年中国出口到欧洲的米制 品被检出转基因成份品被检出转基因成份（可能来自湖北）（可能来自湖北）-中国米制品出口受措中国米制品出口受措 -中国海关全面检测中国海关全面检测 -生产、出口企业受损生产、出口企业受损 -欧盟委员与中国部长对话，要求提供样品和方欧盟委员与中国部长对话，要求提供样品和方法。法。5858国内几起重大事件国内几起重大事件 2006年亨氏米粉事件：年亨氏米粉事件：亨氏米粉部分城市下架，企业损失，亨氏米粉部分城市下架，企业损失，婴儿母亲高度关注。婴儿母亲高度关注。证明是炒作。证明是炒作。5959国内几起重大事件国内几起重大事件格力高和麦德龙休闲食品事件：格力高和麦德龙休闲食品事件：2007年年6月，绿色和平组织称：经检测，中国市场月，绿色和平组织称：经检测，中国市场 发现格力高和麦德龙休闲食品含转基因成份发现格力高和麦德龙休闲食品含转基因成份 未标识，在中国和外国实行双重标准未标识，在中国和外国实行双重标准 -两企业产品下架，至今未完全恢复销售，两企业产品下架，至今未完全恢复销售，损失重大！损失重大！证明含转基因，但不在标识目录内，无需标识证明含转基因，但不在标识目录内，无需标识6060o 一面是转基因技术所承诺的解决人类面临的食物短缺、能一面是转基因技术所承诺的解决人类面临的食物短缺、能源危机和资源匮乏等难题，源危机和资源匮乏等难题，o 另一面是由于它对人类健康和生态环境的潜在风险。另一面是由于它对人类健康和生态环境的潜在风险。o 如何在促进转基因技术发展和保护人类免受这种技术的发如何在促进转基因技术发展和保护人类免受这种技术的发展所带来的负面影响之间寻求一个恰当的平衡，是大多数展所带来的负面影响之间寻求一个恰当的平衡，是大多数国家所面临的挑战。国家所面临的挑战。转基因技术仍是个争议巨大的话题，转基因技术仍是个争议巨大的话题，支持者和反对者的辩论仍处进行时。支持者和反对者的辩论仍处进行时。o 自自1996年开始，在孟山都（年开始，在孟山都（Monsanto）和旗下的）和旗下的先锋良种（先锋良种（Pioneer Hi-Bred）等公司的推动下，美）等公司的推动下，美国的转基因国家战略飞速推进。国的转基因国家战略飞速推进。o 2010年，美国的三大转基因农作物大豆、玉米和棉年，美国的三大转基因农作物大豆、玉米和棉花的种植面积分别占相应作物总播种面积的花的种植面积分别占相应作物总播种面积的93%、86%和和93%。“阿根廷：全球第一个转基因实验品！阿根廷：全球第一个转基因实验品！”o 阿根廷是继美国之后世界上第二个大规模推进转基因农业阿根廷是继美国之后世界上第二个大规模推进转基因农业革命的国家。革命的国家。o 目前，阿根廷境内可耕种面积的目前，阿根廷境内可耕种面积的50被种上了转基因作物，被种上了转基因作物，转基因大豆、玉米和棉花的种植面积分别占相应作物总播转基因大豆、玉米和棉花的种植面积分别占相应作物总播种面积的种面积的98%、80%和和60%以上。以上。o 与美国相同，阿根廷的转基因农业也是以出口为导向的，与美国相同，阿根廷的转基因农业也是以出口为导向的，其在全球的大豆和玉米市场上已是美国的主要竞争对手，其在全球的大豆和玉米市场上已是美国的主要竞争对手，也是仅次于美国的第二大对华大豆供应国。也是仅次于美国的第二大对华大豆供应国。o 但是，阿根廷不具有转基因技术自主知识产权，所有的种但是，阿根廷不具有转基因技术自主知识产权，所有的种子和技术均来自美国。子和技术均来自美国。“阿根廷在哭泣，孟山都不相信眼泪？阿根廷在哭泣，孟山都不相信眼泪？”o 美国种业巨头孟山都与阿根廷的种种恩怨：孟山都最初免美国种业巨头孟山都与阿根廷的种种恩怨：孟山都最初免费派送种子，在成功占领费派送种子，在成功占领99%市场份额之后又开始收取高市场份额之后又开始收取高额专利费；额专利费；o 与孟山都种子配套的杀虫剂破坏生态环境，杀死其他庄稼，与孟山都种子配套的杀虫剂破坏生态环境，杀死其他庄稼，引起动物后代器官畸形，使人出现恶心、腹泻、呕吐和皮引起动物后代器官畸形，使人出现恶心、腹泻、呕吐和皮肤损伤等症状。肤损伤等症状。o 在目前出版的有关转基因的书本中，阿根廷几乎都以悲情在目前出版的有关转基因的书本中，阿根廷几乎都以悲情的反面教材形象出现，诸如的反面教材形象出现，诸如“阿根廷：全球第一个转基因阿根廷：全球第一个转基因实验品！实验品！”“阿根廷在哭泣，孟山都不相信眼泪！阿根廷在哭泣，孟山都不相信眼泪！”然而然而o 科学的态度并不是拒绝！科学的态度并不是拒绝！o 我们反对将转基因作物安全性这一科学我们反对将转基因作物安全性这一科学问题复杂化、甚至妖魔化。问题复杂化、甚至妖魔化。我们要积极应对，而不是逃避：我们要积极应对，而不是逃避：转基因安全管理：转基因安全管理：-有科学问题，更有经济、贸易甚至政治问题！有科学问题，更有经济、贸易甚至政治问题！-各级努力，各级努力，条例条例实施取得一定成效！实施取得一定成效！-内外夹击、问题多多，形式严峻！内外夹击、问题多多，形式严峻！-责任重大，提高认识，加强管理！责任重大，提高认识，加强管理！实现目标：保障安全，促进发展实现目标：保障安全，促进发展666667 涉及转基因生物技术涉及转基因生物技术研究、生物安全、生产、研究、生物安全、生产、检验、卫生、经济和管检验、卫生、经济和管理等领域的专家。理等领域的专家。成立国家农业转基因生物成立国家农业转基因生物安全委员会，来自安全委员会，来自9个部门、个部门、9个科研院所、个科研院所、9所大学、所大学、共共74人。人。671981-1982 转基因动物的纷纷诞生转基因动物的纷纷诞生 超级鼠 1981年 美国科学家小鼠生殖细胞生长激素基因 可以不知疲倦地奔跑数小时、寿命更长、拥有更强繁殖能力、吃得更多而不增加体重。转基因果蝇 1981控制眼睛颜色的基因Ry1基因果蝇胚胎野生型结果得到了眼睛颜色为红色的果蝇，表明转入的基因已在体内表达。这一性状随果蝇繁殖保留了下来基因工程与环境保护基因工程与环境保护环境监测环境监测 环境污染净化环境污染净化 随着化学工业的迅速发展，种类繁多、随着化学工业的迅速发展，种类繁多、数量巨大的人工合成化学物质应运而生，其数量巨大的人工合成化学物质应运而生，其中中80%80%是有毒或能持久存在的。是有毒或能持久存在的。通过基因工程可以提高某些微生物体内通过基因工程可以提高某些微生物体内特异酶的活性，从而构建降解特殊污染物的特异酶的活性，从而构建降解特殊污染物的微生物，有利于环保工业的发展。微生物，有利于环保工业的发展。美国通用 GE(General Electric)公司成功构造具有巨大烃类分解能力的工程菌，并获专利，用于清除石油污染。基因工程在医药领域的应用基因工程在医药领域的应用 基因治疗（基因治疗（gene therapy）以基因工程为基础的治疗遗传疾病、肿瘤、心血管、代以基因工程为基础的治疗遗传疾病、肿瘤、心血管、代谢性疾病的新方法谢性疾病的新方法基因治疗是基因治疗是21世纪的一大热点领域。世纪的一大热点领域。基因治疗就是制备正常基因代替或校正遗传缺陷基因，基因治疗就是制备正常基因代替或校正遗传缺陷基因，或关闭、或降低、或调控异常基因的表达，而达到治疗疾病或关闭、或降低、或调控异常基因的表达，而达到治疗疾病的目的。的目的。1990年年9月，美国政府首次批准：对患有腺苷脱氨酶月，美国政府首次批准：对患有腺苷脱氨酶（ADA）缺陷而导致重度综合免疫缺陷症（缺陷而导致重度综合免疫缺陷症（SCID）的一个的一个4岁女童进行基因治疗，并获得成功。该患者岁女童进行基因治疗，并获得成功。该患者今年已经今年已经21岁了。从而开创了医学界的新纪元。岁了。从而开创了医学界的新纪元。人类基因治疗人类基因治疗重度综合免疫缺失症（SCID）患儿一出生就必须生活在隔离室中实施基因治疗的实施基因治疗的必要步骤必要步骤如下：如下：找到找到致病基因；致病基因；克隆得到大量与致病基因相应的克隆得到大量与致病基因相应的 正常基因；正常基因；采取适当方法把正常基因放回到病人身体内去；采取适当方法把正常基因放回到病人身体内去；进入体内的正常基因应正常表达。进入体内的正常基因应正常表达。克隆得到正常基因以病毒DNA为载体正常基因转入人体细胞再转入病人身体利用转基因植物生产药用蛋白利用转基因植物生产药用蛋白 由于植物本身的特点，使之具有成本极低、纯化手续简由于植物本身的特点，使之具有成本极低、纯化手续简便等得天独厚的优势便等得天独厚的优势。利用植物生产药用蛋白利用植物生产药用蛋白植物生物反应器有望成为未植物生物反应器有望成为未来基因工程发展的另一个重要领域之一。来基因工程发展的另一个重要领域之一。利用动物生产药用蛋白利用动物生产药用蛋白 转基因动物生物反应器转基因动物生物反应器 1980年年Gurdon首次获得转基因小鼠，首次获得转基因小鼠，Palmifer 在在1982年年首次获得表型发生改变的首次获得表型发生改变的“超级小鼠超级小鼠”，随后转基因动物的，随后转基因动物的研究日渐活跃研究日渐活跃。现在转基因动物技术已用于牛、羊，使得从现在转基因动物技术已用于牛、羊，使得从 牛牛/羊羊 奶中可奶中可以生产蛋白质药物。称为以生产蛋白质药物。称为“乳腺反应器乳腺反应器”工程。工程。美国转基因猪，其体内含有人类的基因，乳汁含有人体蛋白美国转基因猪，其体内含有人类的基因，乳汁含有人体蛋白fator。只需只需300600只这样的母猪就能满足全世界对这种蛋白的需求。只这样的母猪就能满足全世界对这种蛋白的需求。乳汁中含有人生长激素的转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷阿根廷)基因工程疫苗的生产基因工程疫苗的生产 传统制备的疫苗，作用是灭活病原体，或减弱病原体传统制备的疫苗，作用是灭活病原体，或减弱病原体毒力。其安全性，免疫性和持续性不足。毒力。其安全性，免疫性和持续性不足。应用基因工程技术可制成更多种类、更价廉、更安全应用基因工程技术可制成更多种类、更价廉、更安全有效的疫苗或多价疫苗。有效的疫苗或多价疫苗。基因工程疫苗只含有病原体部分抗原性。基因工程疫苗只含有病原体部分抗原性。基因工程与工业基因工程与工业 酿酒工业酿酒工业食品工业食品工业制药工业制药工业新型蛋白质的生产新型蛋白质的生产哺乳小牛 凝乳酶基因 胃 转入啤酒酵母 凝乳酶 凝乳酶 生产奶酪的凝乳酶传统上来自哺乳小牛的胃。现在可以通过基因工程办法，用酵母生产凝乳酶，大量用于奶酪制造。制造奶酪制造奶酪基因工程技术的意义 基因工程技术跨越生物种属间不可逾越鸿沟；基因工程技术跨越生物种属间不可逾越鸿沟；基因工程技术缩短了进化时间；基因工程技术缩短了进化时间；基因工程技术使人能对生物进行定向改造；基因工程技术使人能对生物进行定向改造；基因工程技术可以在体外大量扩增、纯化人们感兴趣的基基因工程技术可以在体外大量扩增、纯化人们感兴趣的基因，研究其结构、功能及调控机制，从而拓宽了分子生物因，研究其结构、功能及调控机制，从而拓宽了分子生物学的研究领域。学的研究领域。人类基因组计划已经完成，科学家已经启动人类蛋白质组计划！对生物科学史的探索使我们从科学和社会学角度了解当前所对生物科学史的探索使我们从科学和社会学角度了解当前所面临的诸多挑战面临的诸多挑战如基因治疗、高新生殖技术、不断变化如基因治疗、高新生殖技术、不断变化的发病率和死亡率、人口过剩、耐抗生素病原体的不断涌现、的发病率和死亡率、人口过剩、耐抗生素病原体的不断涌现、环境退化、转基因食品、生化恐怖的威胁等等。环境退化、转基因食品、生化恐怖的威胁等等。也许对科学历程更深刻的认识，有助于我们清楚地认识到当也许对科学历程更深刻的认识，有助于我们清楚地认识到当前生物科技模式的内在局限，以及未来发展的远景蓝图。前生物科技模式的内在局限，以及未来发展的远景蓝图。对未来的展望 人类经历了漫长的采猎文明后，约在一万年前进入农业经济时代。18世纪60年代，英国率先进入工业经济时代，20世纪50年代美国最早走完工业经济的历程，进入信息经济时代。据专家估计这一经济形态的“寿命”为7580年，到本世纪20年代将渐渐失去活力，届时人类迎接下一个经济时代，即生物经济时代的到来1.基因克隆和重组技术日趋成熟，在商业目的的驱使下，人类基因克隆和重组技术日趋成熟，在商业目的的驱使下，人类将大量改造物种，实施偏离自然进化规律的二次将大量改造物种，实施偏离自然进化规律的二次“创世纪创世纪”。2.人类基因组计划完成，使我们进入了人类基因组计划完成，使我们进入了后基因组时代，后基因组时代，人类将人类将解读自身大约解读自身大约3万个基因的含义。万个基因的含义。3.不久的将来，不久的将来，5000多种单基因遗传病，以及癌症、心血管疾多种单基因遗传病，以及癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病多基因复杂疾病等，病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病多基因复杂疾病等，都可以得到早期诊断和治疗。都可以得到早期诊断和治疗。4.人们可以在分子水平上阐明遗传病的发病机制，还将致病基人们可以在分子水平上阐明遗传病的发病机制，还将致病基因的定位克隆、基因诊断与基因治疗上取得了丰硕成果。因的定位克隆、基因诊断与基因治疗上取得了丰硕成果。5.基因工程药物将得到广泛的应用。基因工程药物将得到广泛的应用。6.克隆技术和干细胞定向分化技术取得突破，人工创建克隆技术和干细胞定向分化技术取得突破，人工创建的组织，器官将用于医学治疗的目的。的组织，器官将用于医学治疗的目的。7.基因武器可能成为又一种足以令人类毁灭的武器。基因武器可能成为又一种足以令人类毁灭的武器。8.生物芯片技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、生物芯片技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、司法鉴定等领域。计算机和网络系统为环境保护、司法鉴定等领域。计算机和网络系统为生物经济的信息管理和交流提供了方便。生物经济的信息管理和交流提供了方便。课程论文转基因技术自出现的那一天起，围绕它的争论就一直没有停止过，转基因技术自出现的那一天起，围绕它的争论就一直没有停止过，就如同当年达尔文发表就如同当年达尔文发表物种起源物种起源，确立生物进化论时，对生，确立生物进化论时，对生物进化的争论一直不绝于耳一样。请结合现实生活，谈谈你对转物进化的争论一直不绝于耳一样。请结合现实生活，谈谈你对转基因技术的态度，并论述赞成或反对的理由。基因技术的态度，并论述赞成或反对的理由。字数要求：不低于5000 字请发到 课程论文邮箱：,请勿发错邮箱（如发到公邮等），否则后果自负。论文格式规范 要求必须有摘要和参考文献。截止时间：2011年11月30日再见！