基因工程的应用及其利弊

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
（1）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 代谢反应
（2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高， 易提纯，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
（3）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
2. 基因治疗
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 达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的 最有效的手段。策略主要有基因置换、基 因修复、基因增补、基因失活。
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 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。
基因工程的应用及其利弊
一、基因工程在农业上的应用
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
植物基因工程技术主要用于哪些方面? ①抗虫转基因植物 ②抗病转基因植物 ③抗逆转基因植物 ④利用转基因改良作物品质，提高产量
①抗虫转基因植物
方法：从某些生物中分离出具有杀虫活性的基 因，将其导入作物中，使其具有抗虫性
（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，目前已在牛、 羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得 一定成果。
1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大 肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了 表达。
• 基因工程药品 —— 干扰素
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。 几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒 的特效药。此外对治疗某些癌症和白血病也有一 定疗效。
传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细 胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。
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。 但在我们为了解转基 因食品之前，还是不 要过分乐观，因为转 基因食品毕竟不是自 然植物，已经存在一 些转基因植物打断了 乱生物链。
二、发展前景
转基因技术是人类的一道曙光，无论带来怎样的 后果，转基因技术的出现都是科学技术发展的必然， 其势不可阻挡。就像人类发现并利用原子能一样，可 以和平利用，造福人类，亦可制成杀人武器，致祸世 界。墨西哥国家科学院院长指出"各种技术都有被滥 用的可能，就像用一把切肉的刀去杀人。我们难道因 此就禁止用刀吗？"。通过转基因技术来改良作物的 品质是一个不可阻挡的趋势。现在，有许多问题是无 法通过常规育种来解决的，特别是耐旱、耐贫瘠等作 物品种的培育等。例如在非洲的沙漠地区，如果按照 现在的育种手段，它的粮食产量根本不可能满足基本 生活保证，人们现在寄希望于通过转基因技术生产一 些比较耐旱、耐贫瘠的作物，以解决因为土地可耕面
④利用转基因改良农作物品质，提高产量
金米
将有关胡萝卜素合成酶的基因导入水稻细 胞中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达， 是水稻中的双香叶素—二磷酸转化成β— 胡萝卜素。
二、 基因工程在医学上的应用
• 基因工程药物 • 基因治疗
1. 基因工程药物
①在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？
（药用蛋白基因与乳腺蛋白基 因的启动子等调控组件重组）
显微注射
形成胚胎
（哺乳动物受精卵中）
将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物
动物进入泌乳期（只有Βιβλιοθήκη 产下的雌性动物个 （分泌的乳汁中包含所
体中，转入的基因才能表达）
需要的药物）
优点： 产量高；质量好 成本低；易提取
为什么乳腺能成为基因药 物最理想的表达场所？
4.有些作物插入抗虫或抗真菌的基因可能对其它非 目标生物起到作用，从而杀死了环境中有益的昆 虫和真菌。
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（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 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。
目的基因：蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、 植物凝集素基因等
成果： 转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。
抗虫棉（左）和普通棉（右）
转基因抗虫水稻（绿色植株）与 对照（黄色枯萎植株）
②抗病转基因植物
引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌
目的 基因
抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因
抗真菌基因：抗毒素合成基因
成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗病毒的转基因小麦等。
③抗逆转基因植物
哪些环境条件会造成农作物低产、减产？
抗
调节渗透压的基因
调节细胞渗透压，使 植物抗干旱、抗盐碱
逆 基
抗冻蛋白基因
使植物抗寒
因
抗除草剂基因
使植物抗除草剂
成果：
A.利用调节细胞渗透压的基 因，提高作物抗旱和抗盐碱 能力； B.将鱼的抗冻蛋白基因转入 番茄，提高番茄的抗冻能力。 C.将抗除草剂基因导入农作 物中，在喷洒除草剂时，杀 死杂草而不杀死农作物。
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。
利用转基因动物生产药物
———乳腺生物反应器
乳腺生物反应器：
指以转基因雌性动物个 体的乳腺分泌乳汁来生 产所需药品。 目的基因： 药用蛋白基因
用途： 多肽类药物、 基因工程疫苗、 抗体、酶制剂
操作过程：
获取目的基因
（药用蛋白基因）
构建基因表达载体
基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，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 素需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中 提取生长激素。
现利用基因工程方法，将人的生长激素基因 导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。
人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激 素，相当于6万具尸体的全部产量。
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
从生物的组织、细胞或血液中提取。
②传统生产方法的缺点:
由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
③可利用什么方法来解决上述问题？
利用基因工程方法制造工程菌和转基因动物， 可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
基因工程药品—— 胰岛素
一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜 的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛 素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵， 远不能满足社会需要。
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。