转基因生物的安全性问题

专题4:生物技术安全性和伦理问题什么是转基因生物？利用基因工程技术将基因更有目的和更经济的转移到我们所需要的目标生物中去。这种生物，如小麦、水稻、大豆、西红柿能提供人类所期望的更多更好的特性。一、转基因成果令人叹为观止1.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功.现代基因工程的创始人P·伯格（美国,1926－）在1972年，把两种病毒的DNA连接了起来，获得重组DNA.思考一下：如果是你来做这个试验，应该如何来操作？伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子，首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。2.转基因的重要成果(1)微生物方面:把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功,随后,使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物,如可以清除石油污染的假单孢杆菌等.(2)基因制药方面:生物制药已经成为21世纪的朝阳产业.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（Epo）、GM－集落刺激因子（GM－CSF）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素－2及白介素－11等。正在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140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。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“多肽模拟”或“多肽结构域”合成，又叫“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、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性蛋白与特异靶相互作用。(3)转基因动物方面:科学家在培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面,不断取得辉煌成就.同时,科学家还把转基因动物变成生物反应器思考：为什么长得快？转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草(4)转基因植物方面:转基因金大米目前,科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物.①解决粮食的短缺问题②减少农药的使用，从而减少环境污染③节省生产成本，降低粮食售价④增加粮食营养，提高附加值⑤增加食物的种类，提升食物的品质⑥促进生产效率，带动相关产业的发展。导学案P63转基因生物安全吗？市民谈“转基因”色变。市民疑问：转基因食品安全吗？转基因食品安全吗？国际上对于转基因食品的争论颇多，比如前不久津巴布韦等非洲国家拒绝了美国提供的转基因食品，有的非洲国家领导人甚至表示“宁可饿死，也不吃转基因食品！”。对于这个问题，刘德虎研究员认为，转基因食品是安全的，美国人已经吃了6年，没有发现任何危险。他说，转基因食品安全不安全主要是看两个问题：一、转基因食品自身的安全。二、转基因食品对环境有没有危害。“事实已经证明，转基因食品本身没有任何问题。我吃过了转基因大豆、玉米和预防乙肝的西红柿，我现在身体健康。美国人吃了好多种转基因食品，也没有发生不测。这主要还是人们对转基因食品的看法在作怪。当然，对这种问题我们应该慎重。但是，事实已经证明了转基因食品没有问题。”刘德虎研究员说。其实，作为一名有责任感的科学家，伯格教授在DNA重组技术诞生之初就已经敏锐地意识到这种技术潜在的影响力，他曾写信给美国国家科学院，建议将重组DNA技术的研究工作先冻结一年，以便让科学家们有时间讨论这项技术的安全性。二、对转基因生物安全性的争论a.对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调控机制都了解的相当有限;b.转移的基因虽然是功能已知的基因,但不少是异种生物的基因;c.外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的.1、在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果，原因是：食物安全、生物安全、环境安全2、转基因生物与食物安全a.转基因食物引起食物安全性问题的理由b.不必担心转基因食物安全性的理由反对“实质性等同”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把动物蛋白基因转入农作物，是否侵犯了宗教信仰或素食者的权益没能足够的证据证明转基因食物有问题;多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例3、转基因生物与生物安全a.引起生物安全的理由b.不引起生物安全的理由转基因植物可能会扩散到种植区以外，成为杂草转基因生物可能成为“入侵的外来物种”威胁生态其他生物的生存外源基因可能与感染转基因生物的某些细菌获病毒杂交，重组出对人类或其他生物有害的病原体。有可能使杂草成为除不掉的“超级杂草”扩散到种植区以外的转基因农作物很快死亡。转基因农作物要表现出新性状，必须有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术。由于存在生殖隔离，转基因农作物很难与其他植物杂交。花粉传播的距离有限，时间有限。4、转基因生物与环境安全a.引起环境安全的理由:b.不引起环境安全的理由:打破自然物种的原有界限,改变了生态系统中能量流动和物质循环。重组微生物在降解某些化合物过程中所产生的中间产物，可能对人类的生活环境造成二次污染。重组DNA与微生物杂交,可能产生有害的病原微生物。转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂,再经过食物链传递，有可能进入其他动物和人体内。转基因不会改变生物原有的分类地位,不会破坏生态系统的稳定性。转基因抗虫作物的种植,减少了农药的使用量。抗除草剂农作物的种植,减轻了农田管理的负担,保护了农田的土壤环境。新闻报道不实，增加了公众对转基因农作物的恐惧感。三、理性看待转基因技术1、要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害，而不能因噎废食。2、完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。如我国1993年制定的《基因工程安全管理办法》和2002年颁布的《农业转基因生物标识管理办法》。四、课堂演练1．下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患()A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏源C．某些转基因生物可以合成干扰素，进人人体增强相应细胞的免疫力D．某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变C2．下列哪项不是转基因成果()A．清除石油污染的假单孢杆菌B．高产青霉素菌株C．转基因抗虫棉D．巨型小鼠B3．20世纪90年代，乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家究其原因发现，是一种新的病毒引发的疾病，而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实有力地支持了下列哪一观点()A．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种，威胁生态系统中其他生物的生存B．导人转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体C．转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为除不掉的“超级杂草”D．抗虫棉能抵抗棉铃虫，但随着棉铃虫抗性的增强，抗虫棉有可能被淘汰B4．科学家发现栽种含有抗除草剂基因的农作物后，会使附近的、与其亲缘关系较近的野生植物也获得抗除草剂基因。下列说法错误的是()A．野生植物通过自然杂交获得抗除草剂基因B．野生植物发生了基因突变C．基因工程会导致基因污染D．转基因生物会危及生物圈的稳定B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。转基因技术的安全性问题外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会激活原癌基因？转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？是否会造成生态学灾难？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？实质性等同原则：转基因生物与自然存在的传统生物在相同条件下进行性状表现的比较。比较的内容包括生理性状、分子特性、营养成分、毒素含量和过敏源等是否有等同性。如果实质上是相同的，就应该将转基因生物与传统生物同样对待，视为安全。利用转基因细菌制造蛛丝•３０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、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