生物安全PPT课件

. 1、第一章生物安全概况Biosafety，教师：姚庆收基因工程与分子生物学教室，2、主要参考资料1. 生物安全 .刘钱、朱鑫泉.科学出版社、20012. 转基因生物安全、曾北危、化工出版社、20043. 转基因生物安全与管理、薛元、科学出版社、 20093 .网络比较资料，3，4，5，6，7，第一节现代生物技术概况，8，本节的主要内容：1.生物技术概况2 .生物技术发展概况3 .生物技术发展趋势和问题点，9，1 .生物技术概况，生命科学的迅速发展必然相应生物产业已成为网络经济下一个新的增长点。 基因工程、蛋白质工程、发酵工程、酶工程、细胞工程、胚胎工程等生物工程正在成熟和普及。 这些技术的新进展给农业、医疗和保健带来了根本的变化，渗透到信息、材料、能源、环境和生态等多个领域。 10、一般biotechnologies有三个基本要素：1.采用现代生命科学的基础理论和技术；2 .应用生物材料或生物系统；3 .通过一定的工程系统(生产技术、设备等)获得产品或提供服务； (1)biotechnology是指，11，biotechnology的定义，biotechnology基于现代生命科学理论，利用生物体及其细胞的亚细胞和分子的组成部分，结合工程、信息学等手段研制产品，改造动物、植物、微生物等，使其具有所需的品质特性、12、广义的biotechnologies定义为利用生物和他们的产物开发产品的技术是生物技术。 狭义的biotechnology定义：只将应用了重组DNA的技术称为生物技术。、13、(二) biotechnologies的发展沿革，1 .近代生物学的发展历史2 .现代生物技术的兴起，14、1 .近代生物学的发展历史19世纪生物学领域的三大成就：细胞学说达尔文生物进化论和孟德尔遗传法则。15，2 .现代生物技术的兴起1953年：沃森和克里斯德纳德奥贝利1953年：克里斯德纳半保留复制和中心法则1961年：克里斯和尼尔贝格遗传密码三体； 1967年： Khorana和Nirenberg遗传密码1970年： Smith等第一限制核酸内切酶； 1972年：杰克逊等首家体外重组DNA分子1975年：单克隆抗体出现1976年：应用生物技术开发新药的首家公司(Genetech公司)成立，开始了现代生物技术产业发展的序幕。16、(3)生物技术的内容，1 .基因工程2 .细胞工程3 .微生物工程(发酵工程)4.酶工程和生化工程5 .基因组计划引起的新兴生物技术全自动核酸序列决定技术结构和功能基因组学技术双向凝胶电泳技术； 蛋白质组学技术，生物芯片技术，生物信息学技术等等。、17、2、生物技术发展概况、(一)世界生物技术发展概况(二)我国生物技术研究与开发成果、(一)世界生物技术发展概况、(一)生物技术产品销售快速增长2 .新医药是当前生物技术的主体产品3 .农业领域是生物技术发展的另一波浪，、 19、美国国立癌症研究所和国立基因组研究所于2005年共同发表人类癌症基因组计划，旨在发现癌症基因的微小突变，制作癌症基因图谱，为癌症的诊断、防治提供线索。 该计划对1.25万份肿瘤样本确定基因序列，涉及50种癌症，预计序列确定规模远大于人类基因组计划。 以.20、系统生物学为基础提出的“系统生物医学”，对于解决长期困扰人类的癌症、糖尿病、神经和精神疾病等慢性、复杂性重大疾病的预防、诊断和治疗问题具有划时代意义。 2005年，美国科学家利用了系统生物学方法。研究了8000个细胞凋亡和引起程序死亡的化学信号，发现了一些新的细胞凋亡信号途径：另一组采用类似方法，发现了40个肥胖基因。 由于这一领域的突破，系统生物学被Science评为2005年十大科研突破。、21、系统生物学的主要技术平台有基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学等。 基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学分别在DNA、mRNA、蛋白质组学和代谢产物水平上检测、鉴定和研究各种分子的功能。 交互组学系统研究不同分子间的交互作用，发现分子机械、路径和网络进行鉴别，构建与集成电路相似的生物学模块，根据研究模块的交互作用制作生物体的交互图。 表型组学是生物基因型和表型的桥梁，目前仅在细胞水平上开展表型组学的研究。 22、随着遗传学和基因操作技术的发展。 行为遗传学已成为现代生命科学交叉研究的前沿热点学科。 科学家可以对患者进行突变基因筛选，通过基因操作向小鼠证明该基因突变与发病的关系。 将研究中产生的知识应用于人类精神疾病和行为分析，以了解神经和精神疾病的发病机制，并提供有效的防治。 行为遗传学(behavioralgenetics )是研究支配生物向光、向地、摄食、求婚、育儿、攻击、逃避、学习和记忆等行为的基因和基因表达的时间、场所和作用途径等遗传单位学科。 行为是受基因支配的复杂生物学过程。 每个生物都有其特殊的行为，越是低等的生物，行为模式越简单。 但是，由于各种生物行为之间存在着许多共同点，因此对各种行为的遗传学研究具有揭示不同生物特殊行为遗传基础的意义，也具有普遍的生物学意义。 24，2005年世界制药产业产值达6020亿美元，增长率达7%。 其中生物技术药物达530亿美元，2006年生物技术药物增长率首次超过化学药物。 到2020年，利用生物技术开发的新药有可能达到约3000种。 单克隆抗体的药物，经过20年的努力，终于成为近年来新药中第二大获得认可的产品。 2010年世界单克隆抗体药物的销售额将达到200亿美元。 随着RNA干扰等新概念的成熟和技术的优化，核酸药物将在几年后登上新药排行榜。 同时干细胞和治疗性克隆技术，克服了种种困难，最终打开了再生医学的大门。 、25、(二)我国生物技术研究与开发成果，1 .生物技术产品销售快速增长2 .第一基因工程产品的商品化高峰(1)基因工程药物(2)基因工程疫苗(3)单克隆抗体(4)基因治疗(5)转基因植物(6) 转基因动物3 .细胞工程育种已经产生了良好的经济社会效应(1)植物细胞工程新品种(2)动物细胞工程产品4 .生物农药和生物肥料迅速发展5 .传统生物技术产业改造6 .疾病诊断技术发生了很大变化。 222222222222200000000000653 (2)基因组学技术(3)生物信息学技术2 .生物技术的发展趋势，28，转基因技术，农业生产中除草剂、害虫防治、霜冻、抗旱、防病、固氮、食物营养成分变化、水果例如，通过减少马铃薯的水分，炸土豆泥可以降低变得更脆的植物油中的不饱和脂肪酸，去除能够延长贮藏期间的对虾、花生、大豆过敏的蛋白质，对虾、花生、大豆过敏的人也可以安心地吃了。 转基因番茄不仅运输、保存容易，味道也好。 利用转基因技术在水稻中制造胡萝卜素(在体内变成维生素a )，有助于消除广泛存在于亚洲的维生素a缺乏症。 转基因技术可以提高大米中铁元素的含量，减少以大米为主食的人们常见的贫血症，也可以提高大米中蛋白质的含量。 29、转基因技术可用于分泌羊、山羊、奶牛、母猪某些具有医疗价值的含人体蛋白质(如干扰素、凝血因子)的乳液，制备药物。 向家畜和鱼类导入使生长激素分泌量大幅增加的基因。 研究使动物产生可用于人体器官移植的动物器官，如将猪的器官、组织移植到人体中。 利用转基因技术改变猪的器官、组织，建立可用于人体移植的人类疾病和新药诊断、治疗的动物模型，如转基因猪作为研究某些疾病，特别是心血管疾病的模型。 30、转基因作物例如苹果害虫防治、病害防治咖啡因去除玉米害虫防治、除草剂甜瓜软化延缓油菜除草剂、油成分转化马铃薯害虫防治、病害防治、淀粉含量转化水稻害虫防治、病害防治铁元素、胡萝卜素、 根据提高蛋白质含量的大豆抗除草剂、抗病害、去除过敏原、改变油成分的向日葵抗病害西红柿延缓软化、提高抗氧化剂含量的小麦抗除草剂、去除谷蛋白的香蕉可食疫苗31 .的报道，目前世界上有中国、美国、 包括加拿大等在内的25个国家批准种植转基因作物的29个国家允许转基因作物作为食品和饲料进口，世界上商业化的各种转基因作物超过90种，目前64%的大豆，38%的棉花，18%的油菜，17%的玉米是转基因作物。 ，32，(二)生物技术发展存在的问题，一.我国生物技术发展存在弱点(一)需要提高产品创新性(二)需要加强生物技术支持产业(三)需要改善生物技术产业装备落后的状况(四)上游和222222222222000062.利用转基因技术生产的食品影响人类健康，包括：正确认识蚊蝇6生物技术引起的安全性问题2 )生物技术专利权和伦理道德2 )加强我国生物技术安全性研究2 .加强生物技术安全性研究3、专利法会让大型生物技术公司垄断农产品生产吗？ 4、当前的生物技术法规有利于农民和消费者的权益和生态环境的保护吗？ 5、转基因商品需要贴上标签吗？ 六、第三世界国家的基因资源应该得到保护吗？ 7 .生物技术能治病、增加食品生产，但患者和消费者有否拒绝使用的权利？、35、生物技术专利权的分歧主要集中在人类基因专利权的道德问题和土着人民、动物植物基因资源的道德问题上。，36，37，38，转基因杨树，39，玉米螟的危害和真菌感染普通玉米(左)和Bt玉米(右)，40，转基因番茄，41，转基因鲑鱼(上)和同龄的野生鲑鱼(下)，42 、44、荧光蛋白小鼠、45、转基因酵母合成青蒿素、46、漂亮的转基因荧光鱼：是红珊瑚的红荧光蛋白基因，绿色是水母的绿荧光蛋白基因，而47、珍贵的转基因蓝玫瑰3360是是在、48、美国密苏里大学培育的含有荧光水母基因的小猪。 左边是荧光小猪，右边是正常小猪，、转入萤火虫的荧光素酶基因发光的烟草、51、预防口蹄疫的转基因马铃薯、52、第二节的生物安全性、53、 、55、生物安全性(bioasafety )是指在某些特定的时空范围内，自然或人类活动引起的外来物种侵入，从而导致当地其他物种或生态系统发生变化或人为环境的急剧变化，在影响生物多样性和威胁生物多样性的科研、开发、生产和应用中对人类健康、生存环境和社会生活产生有害影响这些都属于生物安全的范畴。56、凤眼莲原产南美，1901年作为花卉引入中国，上世纪56年代作为猪饲料水葫芦普及，后来大量繁殖。57、引进害羞、中国华南地区后发生变异，根粗枝高1米，222222222222222222222222652联合国粮农组织：研究和商品化生产感染性生物或遗传改良生物，避免给人类健康、安全和环境保护带来风险、60、生物技术的负面作用主要是在人们开发利用生物技术时，可能会发生意外的安全问题。 就像现在受到关注的各种转基因生物环境解放后对生物多样性的危害一样。 另外，基因工程药物、疫苗、转基因食品、基因治疗等也可能存在同样的问题。 二是滥用生物技术也可能带来巨大的安全危险。 澳大利亚科学家试图将IL-4基因导入小鼠痘病毒，注射到小鼠体内，开发出驱除小鼠的避孕疫苗，但导入IL-4基因的小鼠痘病毒破坏了移植到小鼠身上的免疫系统，所有的小鼠都在9天内死亡第三部分，生物技术的非伦理应用。 体细胞克隆人的研究就是突出的一个例子。 仅限于我们的科学技术水平，现阶段必须严防，不能完全根除生物技术的负面作用。 生物资源和生物多样性面临的威胁。 从生物安全的角度来看，这一威胁主要来自外来物种入侵这三个方面。 据报道，外来物种的侵入严重破坏了我国许多地区的生物多样性，每年造成574亿元的经济损失二是生物资源的流失可能对国家利益造成巨大损失。 我国野生大豆资源流失是一个突出的实例。 中华民族遗传资源的保护关系到民族的安危和国家的重大经济利益，必须引起高度重视的第三个问题是上述转基因机体环境释放引起的安全问题。 生物技术的非和平应用，大大增强了生物武器的潜在威胁和生物恐怖的巨大风险。 首先，生物技术使基因武器成为现实。 基因改造增强了生物武器的毒性，增强了对环境的抵抗性，产生了抗生素的抵抗性，本来有效的检测、治疗和预防措施失灵，甚至可以人工制造新的微生物、毒素和战斗剂。据报道，