《转基因生物的安全性》

4 1转基因生物的安全性 专题4 生物技术安全性和伦理问题 学习目标 1 关注转基因生物的安全性问题 认同对生物技术安全性问题讨论的必要性 2 举例说出对转基因生物安全性问题的不同观点及论据 3 形成对待转基因生物安全性问题的理性 求实的态度 一 转基因成果令人叹为观止 1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功 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一种假单孢杆菌即 超级细菌 等 一 转基因成果令人叹为观止 基因工程制药取得了惊人的成就 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 白细胞介素 2 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 降钙素基因相关因子 肿瘤坏死因子 表皮生长因子 2 基因工程制药 一 转基因成果令人叹为观止 3 转基因动物方面 想一想 为什么长得这快 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 一 转基因成果令人叹为观止 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 4 转基因植物方面 一 转基因成果令人叹为观止 转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草 转基因金大米 含胡罗卜素 改变花色增强观赏价值的转基因矮牵牛花 转基因大豆移植了矮牵牛的一种基因 它可以抵抗杀草剂 草甘膦 毒滴混剂 草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死 好吃么 转基因花菜 转基因西红柿 抗乙肝西红柿导入了转基因疫苗 人如果每周生吃1 2个 每年吃2 3个月就能达到去医院注射乙肝疫苗的效果 彩色土豆 中 与紫色土豆 左 普通土豆对比 彩色土豆的营养价值更加丰富 含有花青素 普通土豆中并不含花青素 花青素是一种强有力的抗氧化剂 可增强动脉 静脉和毛细血管弹性 可抗心脑血管疾病 以及预防癌症 心脏病 过早衰老和关节炎等 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 转基因生物安全吗 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 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 二 对转基因生物安全性的争论 二 对转基因生物安全性的争论 读教材P88页 回答1 争论的原因是什么 2 争论的焦点是什么 原因 科学水平的限制 焦点 食物安全 生物安全 环境安全 1 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 正方 b 不必担心转基因食物安全性的理由 反方 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 应采取举证排除法 无休止的争论 贻误生物技术发展的大好时机 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 实质性等同 是评价的起点 而不是终点 资料 英国的转基因土豆事件 1998年8月10日 苏格兰罗伊特研究所的普斯陶博士在接受电视台WorldinAction节目采访时声称他的老鼠喂养试验表明 转基因土豆迟滞了鼠的生长 降低了其免疫力 他建议不要食用转基因土豆 认为转基因食品需要更多的安全性测试 2 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 3 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 你如何看待转基因生物呢 资料 转基因棉花的负面影响 2006年8月4日 科学时报 刊出新华社电 称中美科学家联合研究表明 转基因棉花长期经济性欠佳早先科学家曾认为Bt转基因棉花可能面对的最大挑战是棉铃虫产生抗药性 但研究结果表明 转基因棉花无法对付的 第二害虫 会造成更大的危害 历时7年的跟踪调查第3年 转基因棉花种植的经济效益最好 第4年 开始情况发生逆转 使用杀虫剂数量上升 投入成本竟然比普通棉花种植户高了3倍 而收入却低了8 第7年 从到转基因棉花种植户所使用的杀虫剂已经明显高于普通棉花种植户 1 转基因生物的优缺点分析 三 理性看待转基因技术 2 如何正确看待转基因生物 1 转基因技术的应用前景是非常广阔的 特别是基因工程在医药和农业生产上发挥了极大的作用 2 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 3 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 4 增强科学家的法制意识 提高科学家的研究道德水平 转基因食品是否 绝对安全 或 零风险 风险是一个相对的概念 即便是人们经常食用的传统食品 以及不少药品 也不能说在任何情况下 对任何人都绝对没有风险 绝对安全 例如 联合国粮农组织就把牛奶 鸡蛋 鱼 甲壳类 虾 蟹 龙虾 花生 大豆 核果类 杏 板栗 腰果等 及小麦等8类食物列为常见过敏食物 因为尽管多数人吃了没事 一部分人吃了也还存在一定风险 二 风险不等于现实存在的危险 如其它科学技术一样 转基因技术在其发展过程中也可能存在潜在的风险 但实践证明 通过规范管理 科学评价 严格检测和深入研究 完全可以预测 消除和防范各种风险 食品是人们赖以生存的最基本条件 马虎不得 转基因食品端上餐桌 是科技进步的结果 但由于问世的时间不长 它的安全性是否可靠 还有待于时间考验 消费者监督 按照规定 消费者在购买转基因食品时 可向经营者询问商品的性能 质地 有效期限 生产厂商等问题 经营者有义务有责任向消费者说明情况 而生产厂商则要在标牌上把产品的基本情况介绍清楚 有关专家提醒 消费者如果 吃 进了没有粘贴标识的转基因食品 可以向卫生 工商等部门举报 根据 农业转基因生物安全管理条例 的要求 对违反其规定的要进行处罚 3 管理转基因食品的措施 完善转基因食品安全性的政策 法规建设 控制或限制转基因动物或植物的种养植区域 保障消费者食品安全 提高消费者的知情权和选择权 在国外 出于对食品安全的考虑 许多国家尤其是欧盟对转基因食品进行了严格管理 1 1998年4月 欧盟暂停批准15个成员国经营新的转基因食品 1999年该组织还通过新法案 要求所有的转基因食品必须有明显的标签 2 韩国从2001年9月起 对所有的进口大豆 玉米以及含有转基因成分的食品加贴转基因标识 并出具转基因检测证明 3 日本 美国也都实施了类似的政策 给转基因食品 贴标签 的目的 就是让消费者明明白白地作出是否购买的选择 资料 4 我国政府对转基因食品的上市态度慎重 2001年6月 我国发布了 农业转基因生物安全管理条例 2006年3月颁布的 农业转基因生物标识管理办法 是与之配套的法规之一 所有上市的转基因产品都经过了严格的审批程序 都是经过8到10年的安全性评定才会推向市场 例1 下列关于转基因的叙述 错误的是 A 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 B 被转移的基因是功能已知的基因 人们对他们的研究已经相当透彻 绝对不会引起安全性问题 C 在转基因的过程中 必须用到工具酶 D 将目的基因导入叶绿体DNA上 防止目的基因随花粉逃逸 B 花粉当中没有叶绿体 所以防止外源基因漂移就采用叶绿体转化方式 将外源基因转入叶绿体当中 外源基因则不会通过花粉与其他非转基因的同种或近缘种植物授粉受精而转入基他植物中去 叶绿体转化法是防止花粉转移的一种方法 例2 对番茄的研究中发现 害虫损伤番茄叶片后 叶上的细胞壁释放出一种类激素因子 这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上 启动了蛋白酶抑制剂的基因 开始高效合成蛋白酶抑制剂 并在茎叶中迅速积累 以对付害虫的再次侵袭 蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用 因此害虫取食后 就会因无法消化食物而被杀死 人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米 让玉米获得与番茄相似的抗虫性状 以对付异常猖獗的玉米螟 一种玉米害虫 试分析回答下列问题 1 番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的处合成的 2 将番茄的蛋白酶抑制基因成功地导入玉米内 使玉米形成新的性状 这种变异属于 核糖体 基因重组 3 有人对食用的这种转基因玉米的安全性感到担忧 你认为这种担忧有道理吗 试以已学过的知识进行简要的分析说明 有道理 这种转基因玉米的果实 种子 中也可能含有蛋白酶抑制剂 食用后可能抑制人体消化酶的活性 使人无法对食物进行消化而出现病患 无必要 这种转基因玉米的蛋白酶抑制剂主要集中在茎 叶中 而人类食用的是果实 种子 加工而成的食品 因此不会影响人体对食物的消化 无必要 因为人与害虫消化酶的结构是存在差异的 玉米的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用 但对人很可能无影响 无必要 人类食用的通常是煮熟的玉米食品 玉米蛋白酶抑制剂在高温中已经被破坏 因此不会对人的消化造成不良影响 1 所谓 实质等同性 是指 A 转基因农作物中的成分完全没有发生改变 B 转基因农作物中的部分成分没有发生改变 c 转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变 就可以认为与天然品种 没有差别 D 实质性等同 是对转基因农作物安全性的最终评价 C 当堂训练 2 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 B 3 多选 采用基因工程的方法培育抗虫棉 下列导入目的基因的做法正确的是A 将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中B 将编码毒素蛋白的DNA序列 直接注射到棉受精卵中C 将编码毒素蛋白的DNA序列 与质粒重组 导入农杆菌 用该细菌感染棉的体细胞 再进行组织培养D 将编码毒素蛋白的DNA序列 与细菌质粒重组 注射到棉子房并进入受精卵 提示 基因的表达离不开启动子和终止子 因此必须有构建基因表达载体这一步 CD 4 19世纪70年代基因工程技术刚兴起的时候 都以微生物作为实验材料 且必须在 负压 低于外界大气压 的实验室里操作 这里 负压 的作用主要是 A 防止重组基因的生物进入人体或逃逸到外界 从而对环境造成基因污染B 提高微生物的基因突变频率C 加快微生物的繁殖速度D 避免其他微生物对实验材料的污染 A 5 运用现代生物技术 将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中 为检测实验是否成功 最方便的方法是检测棉花植株是否有A抗虫基因B 抗虫基因的产物C新的细胞核D 相应性状 D 备选资料 6 自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来 对转基因鱼的研究取得了长期的进步 研究表明被转移基因可以整合 表达 并能遗传给后代 对转生长激素 GH 基因研究发现 转GH基因鱼生长速度快 饵料转化率高 蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼 但鱼类易于逃逸 扩散 因此转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题需要进行研究 只有解决了生态安全性问题 才能真正使转基因鱼广泛应用于渔业生产 在多倍体育种方面 我国自20世纪70年代中期开始 已在草 鲤 鲢 鳙 水晶彩鲫和白鲫等近20种鱼类中获得三倍体和四倍体试验鱼 从目前的研究来看 多倍体鱼类对控制过度繁殖 促进生长 延长寿命以及改进鱼肉品质等都是有效的 请根据上述内容 完成下列各题 1 转基因鱼成功的物质基础是 2 已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质 若将人的GH基因转移到鱼体内 则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是并写出遗传信息传递和表达过程 3 转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率 以至其生长高于非转基因鱼 蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼 其原因是 4 鱼类易于逃逸 扩散 因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题 试分析引起生态安全性问题的原因 遗传物质均为DNA 1146 转基因鱼合成了大量生长激素 生长激素能促进合成蛋白质 转基因鱼与同种野生鱼杂交 使野生鱼带有转基因 具有生长优势 使其捕食对象大量减少 与其他物种竞争 引起生态危机 1 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 3 增强科学家的法制意识 提高科学家的研究道德水平 2 如何正确看待转基因生物 转基因食物的不确定因素 1 基因技术采用耐抗菌素基因来标识转基因化的农作物 在基因食物进入人体后可能会影响抗生素对人体的药效 作物中的突变基因可能会导致新的疾病 2 转基因技术中的蛋白质转移可能会引起人体对原本不过敏的食物产生过敏 分割重组后的新的蛋白质性状是否完全符合我们设想的需求有待考证 阅读拓展 3 基因的人工提炼和添加 有可能增加和积聚食物中原有的微量毒素 不可预见的生物突变 甚至会使原来的毒素水平提高 或产生新的毒素 4 对于生态系