转基因与生活

1、转基因与生活转基因与生活 一、何为转基因一、何为转基因 二、转基因与生活二、转基因与生活 三、转基因安全性三、转基因安全性 一、何为转基因 基因？ 基因的载体是DNA的生物大分子， DNA中中4种碱基的排列顺序蕴藏着生命的绝大多数信种碱基的排列顺序蕴藏着生命的绝大多数信 息息，在真核生物里，DNA一般卷缩于细胞核中，指挥着所在细胞乃至整个生命体的运行 基因是指携带有遗传信息的DNA序列，是控制性状的基本遗传单位，能够编码特定功能 产物，亦即一段具有功能性的DNA序列 一、何为转基因 基因特点 二是基因能够“突变”，突变绝大多数会导致疾病，另外的一小部 分是非致病突变。非致病突变给自然选择带来了

2、原始材料，使生物可 以在自然选择中被选择出最适合自然的个体。 一是能忠实地复制自己，以保持生物的基本特征； 为转基因技术提提供了基础为转基因技术提提供了基础 一、何为转基因 转基因？ 将人们期待的目的基因，经过人工分离、重组后，导入并整合到所需生物 体的基因组中，从而改善生物原有的性状，或者赋予其新的性状 基因在生物体间转移术 将一种生物的DNA中的一段功能序列插入到另一种生物的DNA中 除转入外援基因，对原有的基因使用敲除，加工等方法，也可以改变生物 体的遗传特征 这就是转基因技术，一种能快速改变生物体某种性状的技术 一、何为转基因 分离基因克隆到某中间载体 转化大肠杆菌 提取质粒 限制酶切

3、/连接 克隆到植物表达载体 转化农杆菌基因枪转化 一、何为转基因 一、何为转基因 转基因的方法 直接转化法 间接转化法农杆菌介导转化法 基因枪转化法 电击法 花粉管通道法 PEG介导基因转化法 一、何为转基因 间接转化法间接转化法 根癌农杆菌 (Agrobacterium tumefaciens),是一种革兰氏阴性土壤杆菌,它含有Ti质粒, 能诱导被侵染的植物细胞形成肿瘤,即诱发冠瘿瘤.Ti质粒(包括Ri质粒)上有一段转移转移 DNA,在农杆菌侵染宿主植物时,这段DNA可以转移进植物细胞,并稳定地保留在植物细 胞染色体中,变为植物细胞新增加的一群基因,最终能通过有性世代遗传给子代 。 一、何为

4、转基因 基因枪转化法由美国Cornell大学的Sanfor (1987)提出,它的主要原理是将包含目 的基因的载体包被在微小的金属微粒(钨粒或金粒)表面,通过高压驱动力加速微 粒穿透植物细胞壁,导入受体组织细胞内,然后通过组织培养再生出完整的植株. 微粒上的外源DNA进入细胞后,整合到染色体上并得到表达,从而实现基因的转化。 直接转化法直接转化法 基因枪转化法 一、何为转基因 电击法的主要原理是将原生质体在溶液中与DNA混合,然后利用高压电脉冲作 用,使原生质体膜的某些部位被击穿而产生可回复的小孔,外源DNA可通过小孔 进入原生质体内,而且不影响经电击处理的原生质体再生植物的能力。 电击法 一

5、、何为转基因 花粉管通道法是利用开花植物授粉后形成的花粉管通道,直接将外源目的基 因导入尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞,实现目的基因转化. 花粉管通道法 一、何为转基因 PEG介导基因转化的主要原理是聚乙二醇(PEG)、多聚-L-鸟核苷酸(pLO)、 磷酸钙及高pH值条件下诱导原生质体摄取外源DNA分子 PEG可促使细胞膜与DNA间接触与粘连,并通过引起膜表面电荷的紊乱 及干扰细胞间的识别,利于细胞膜间的融合以及外源DNA进入原生质体 PEG介导基因转化法 一、何为转基因 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 转基因转基因 转基因发展历程 一、何为转基因 三种育种方式的区别 种类方法

6、基因变化的范围基因变化的目标性实例 诱变育种 化学诱变、 辐射诱变 没有基因的转移 个别基因发生突变 完全无法预期，决 定大多数变异是趋 于变坏后者无用 红富士苹 果 杂交育种 两方的生 殖细胞携 带的遗传 物质结合 在一起 只能在种类或者近缘 种间实现基因的大规 模互换 难以准确地选择某 个优良性状的基因， 优良性状往往在后 代中无法稳定的遗 传 杂交水稻 转基因育种 直接转化 间接转化 不受生物体之前亲缘 关系的限制 所操作和转移的基 因功能清楚，后代 表现的性状可以准 确预期 抗虫棉 一、何为转基因一、何为转基因 二、转基因与生活二、转基因与生活 三、转基因安全性三、转基因安全性 二、转

7、基因与生活 我们为什么需要转基因？ 主要是靠单产来提高产量，把地拉宽，而非是耕地面积的增加 单产主要是靠现代农业科技技术，水利，农药，化肥和良种培育 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1 2 3 4 5 6 7 19492015 粮食产量（亿吨）耕地面积（亿亩） 二、转基因与生活 随着生活水平的提高，我国的口粮消费近几年来逐渐下降，但畜产，水产， 蔬菜，水果等消费显著增长，如今我国的猪肉，羊肉，和禽蛋生产均居世界第一， 牛肉和奶类居第三，水产养殖占全球水产养殖超过70%，为国民提供了1/3的动物 蛋白，是全球唯一家水产养殖大大超过天然捕捞的国家，人均蔬菜年占有量超过

8、500kg，居世界第一，食用菌产量和出口量为世界第一；水果中，苹果，柑橘， 桃子，梨，杏，西瓜，荔枝等均为世界第一。但是我们同样需要考虑到，畜产和 水产需要消耗大量的饲料，其根本在于粮食，蔬菜和水果需要占有大量土地，也 给粮食产量提出了更高的要求。 我国的粮食生产状况 二、转基因与生活 如何解决粮食短缺 进口？ 近年来，中国已经有食品净出口国变为食品净进口国了 以2014/2015年度为例，全球贸易量不过3.32亿，仅相当于中国粮 食年产量的一半，大豆进口量占全球总进口的60%，油菜籽30%，国际 市场空间终究是有限的。 二、转基因与生活 提高农艺水平？ 农药、化肥、用量已世界第一，7%耕地使

9、用了1/3农药化肥，结果导致水 体和土壤污染严重，化肥和农药一无力进一步提升我国水稻的单产水平农田灌 溉系统体系已基本建立，增长潜力有限，增产主要还是靠良种。 城市在发展，耕地在减 少，这是趋势，靠扩大耕地 面积来提高产量一不可能， 只能提高单产 二、转基因与生活 根据国际粮农组织（FAO）的研究表明国际粮食的增长的 80%依赖于单产的提高，而单产提高的6080%来源于良种的贡献， 在20世纪60年代，育种学家通过杂家技术，成功研发了矮秆型水 稻和小麦，使得这两种作物单产提高了2030%，第一次绿色革命， 因为这个其中代表人物获得1970年的诺贝尔和平奖，袁隆平的三 系杂交水稻，使得我国的水稻

10、单产提高了2030%，并获得最高科 学技术奖，如今，我国粮食生产的良种覆盖率在95%以上，良种对 粮食的增产的贡献率达40%。 良种培育需要转基因 二、转基因与生活 而由分子生物学发展出来的转基因技术，完全突破了杂交 育种的局限，引领第二次绿色革命美国玉米5.5亿亩，中国5.45亿 亩，总产量比我国高50%，原因转基因育种等一系列科学手段， 单场提高了30%，大豆单产水平比我们高70%，据国外推测， 2050年我国的粮食缺口大1.4亿，这就意味着粮食单产从目前每亩 344kg提高到430kg，增长25%，从目前的技术手段来看，转基因 育种是必须的 二、转基因与生活 转基因作物已覆盖全球转基因作

11、物已覆盖全球3/4的人口的人口 二、转基因与生活 二、转基因与生活 提高食品营养价值：改善食物中的碳水 化合物组成，改善食物中蛋白质组成，改善 食物中油脂的组成降低食物中有害成分。 转基因作物的优势 为粮食安全、可持续性发展及减缓气候 变化，化学农药使用量降低了37%，5亿kg， 二氧化碳排放量减少了280亿kg，作物产量 提高了22%，4.42t，农民利润增长68%。 转基因作物的优势涉及性状有抗虫、抗 除草剂、品质改良、抗病毒、延迟成熟等， 其中用的最普遍的抗虫和抗除草剂性状。减 少农药使用量和化学肥料施用量。 二、转基因与生活 生活中转基因生物制品随处可见生活中转基因生物制品随处可见 没

12、有本质区别。转基因与非转基因（杂交）两种育种方式，都是在基因层面 改变作物性状，差别在于，杂交一次性“转”了成千上万个基因进入作物DNA， 而转基因一次只“转”几个基因进入作物DNA。杂交育种所“转”的基因中总有 一些是科学家不掌握的，因此从基本道理看，转基因育种比杂交更安全。 转基因和非转基因有何区别？ 二、转基因与生活 二、转基因与生活 盘点一下全球范围内已经上市的转基因生物制品，它们大致可 以分为发酵所得到食物和添加剂、药品、可直接食用的食材和工发酵所得到食物和添加剂、药品、可直接食用的食材和工 业用途业用途。 奶酪奶酪 啤酒酵母，双乙酰影响口味，通过基因工程，改造啤酒酵母果葡萄浆（搞过

13、 糖浆）以玉米味原料发酵的甜味剂，应用与饮料、小吃和糕点中，转基因玉米， 微生物和酶抑制剂也是基因工程的产物 发酵所得到的食物和添加剂 牛犊控制牛犊凝乳酶合成基因导入微生物体内，生产出活性很强的凝乳酶， 1989年第一种凝乳酶的转基因微生物上市 啤酒啤酒 天冬氨酸、苯丙氨酸，基因工程改造微生物经过发酵，大规模生产 AA是构成蛋白质的基础，应用广泛食品、畜牧，日化，传统贵，经过基因 工程改造工程菌可以迅速产出大量 从柠檬中挤出，通过基因重组，导入曲霉菌，以淀粉含量较高的植物为原料， 通过发酵 阿斯巴甜阿斯巴甜 氨基酸氨基酸 柠檬酸柠檬酸 二、转基因与生活 二、转基因与生活 药品 基因重组可以大规

14、模生产，将山梨醇转变为维生素C 基因重组人胰岛素是将人的胰岛素基因与大肠杆菌的遗传物质整合。 是一种高活性多给你的糖蛋白，可以抵抗多种病毒的感染。 将人和动物细胞中的干扰素基因转化到细菌的遗传物质中，就能获得重组干 扰素。 是最早用于临床的重组基因工程药物 基因重组乙肝疫苗是用基因改造过的酵母菌生产。 维生素维生素C 胰岛素胰岛素 干扰素干扰素 促红细胞生成素促红细胞生成素 乙肝疫苗乙肝疫苗 二、转基因与生活 大豆抗除草剂，玉米抗虫，番木瓜抗病毒，三文鱼 将多种具有降解污染物能力的而基于导入同一细菌中，处理生活垃圾、 污水处理，治理土壤重金属，处理污染物，将其转化为对环境友好的物质。 现状：玉

15、米、木薯、小麦 利用基因工程改造微生物可以消化农业生产中无法使用的秸秆等木质纤维素 转基因棉花，具有抗虫性、除草剂、减少耕梨，杀虫剂和劳动力的使用，从 而实现增产和减少生产成本，提高农民的经济效益，改善农田生态系统 可食用的食材可食用的食材 工业应用工业应用 污染物处理污染物处理-超级工程菌超级工程菌 生物乙醇生物乙醇 棉纺织品棉纺织品 二、转基因与生活 一、何为转基因一、何为转基因 二、转基因与生活二、转基因与生活 三、转基因安全性三、转基因安全性 三、转基因安全性 转基因安全性争论的争论 转基因作物是否要标识 任何一项重大的科学发现，理论创新和技术突破往往都会伴随着激烈的争论， 转基因这样的重大技术自然不能例外。 直接说“转基因是安全的”并不准确，只能说“转基因技术的安全性是 可控的”，需要对它监管。 转基因的争论重点 转基因是否安全（是否致癌、是否有毒、是否降低生育能力）； 转基因作物是否影响环境导致生态灾难（演化出超级杂草、超级害虫）； 转基因标识是一种妥协 自愿标识 定量全面标识（欧盟0.9%，巴西3%，） 定量部分标识 按目录标识 出现的原因 政治宗教