转基因技术与人类健康.ppt
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1、关于转基因技术与人类健康现在学习的是第1页,共53页什么是转基因什么是转基因&DNA重组重组现在学习的是第2页,共53页 “转基因转基因”是指将一种是指将一种生物来源的基因导入到另一生物来源的基因导入到另一种生物的基因组中去的过程。种生物的基因组中去的过程。使其在形状、营养品质、消使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要费品质等方面向人们所需要的目标转变。的目标转变。不同品系的作物不同品系的作物间的基因转移间的基因转移。现在学习的是第3页,共53页DNADNA重组是制作转基因生物的主要手段重组是制作转基因生物的主要手段广义地说,是指广义地说,是指将将DNA片段人为片段人为地链接在一起,
2、得地链接在一起,得到自然界没有的新到自然界没有的新的的DNA分子的技分子的技术,也称为基因工术,也称为基因工程,遗传工程等。程,遗传工程等。现在学习的是第4页,共53页转基因技术产生的必要性和必然性新的世纪已经来到,但人口增长与粮食匮乏的矛盾日益尖锐。目前全球人口已超过60亿,据预测,2025年全球人口将达80亿,其中新增加的20亿人口有大部分集中在发展中国家。诺贝尔奖获得者诺曼布劳格认为:“要想满足全球粮食的供给,将粮食单产比1990年提高80%,不可能寄希望于耕地面积的扩大和灌溉能力的提高,只有靠改良和选育出高等作物品种才能实现这一目标。而能实现这一目标的又唯有作物基因工程技术。现在学习的
3、是第5页,共53页基因研究历史基因研究历史18591859年,达尔文(英国)的年,达尔文(英国)的“物种起源物种起源”;18651865年,米歇尔(瑞士)发现核酸;年,米歇尔(瑞士)发现核酸;18661866年,孟德尔(奥地利)发表豌豆遗传实验结果;年,孟德尔(奥地利)发表豌豆遗传实验结果;18791879年,弗莱明(德国)发现细胞核内的染色体;年,弗莱明(德国)发现细胞核内的染色体;19031903年,萨顿(美国)提出染色体遗传学说;年,萨顿(美国)提出染色体遗传学说;19151915年,摩尔根(美国)创立现代遗传学的基因学说;年,摩尔根(美国)创立现代遗传学的基因学说;19441944年,
4、艾弗里(美国)证明年,艾弗里(美国)证明DNADNA是遗传信息的载体;是遗传信息的载体;19531953年,年,沃森(美国)和克里克(英国)提出沃森(美国)和克里克(英国)提出DNADNA的双螺旋的双螺旋结构;结构;19661966年,密码子破译完成;年,密码子破译完成;197219721972197273737373年,年,年,年,DNADNADNADNA重组技术建立;重组技术建立;重组技术建立;重组技术建立;19801980年,得到转基因小鼠;年,得到转基因小鼠;19831983年,得到转基因植物(烟草)年,得到转基因植物(烟草)现在学习的是第6页,共53页转基因技术转基因技术带来的革命带
5、来的革命现在学习的是第7页,共53页可爱的番茄现在学习的是第8页,共53页多彩的辣椒现在学习的是第9页,共53页转基因鲤鱼与同龄非转基因鲤鱼现在学习的是第10页,共53页世界上最早的转基因作物(烟草)于1983年诞生 现在学习的是第11页,共53页2、转基因食品的发展史转基因食品的发展历史实际上就是基因工程、转基因技术等生物技术的发展史。1982年,将大鼠生长激素重组基因导入小鼠受精原核内,获得了人类历史上第一个转基因动物转基因“超级鼠”,比一般的小白鼠大一倍。1983年,世界上第一例转基因植物(一种含有抗生素药类抗体的烟草)在美国成功培植。1994年,孟山都(Monsanto)公司下属Cal
6、gene公司研制的延熟保鲜转基因番茄在美国批准上市,这是发达国家批准商业化的第一个转基因作物。现在学习的是第12页,共53页二、转基因植物1、转基因作物的种类及种植面积目前全球已拥有120多种转基因植物,其中转基因大豆、棉花、玉米、油菜、西红柿等51种转基因作物已开始商品化生产。在所有转基因作物中,转基因的大豆、玉米、棉花和油菜的种植面积占99%以上。全球种得最多的转基因作物是大豆,占全球大豆总种植面积的62%,接下来是玉米(21%)和棉花(12%)。种植转基因作物所带来的总价值估计为42.5亿美元,而在前一年则为38亿美元。现在学习的是第13页,共53页1997年全球转基因作物种植面积110
7、0万公顷,1998年就达到3000万公顷,2002年,达到5870万公顷,“在7年的时间里,全球被转基因作物覆盖的面积增加了34倍”,现在学习的是第14页,共53页转基因在各领域取得的成果现在学习的是第15页,共53页1生产药用蛋白生产药用蛋白基因工程用于生产蛋白质类药物 治疗糖尿病的胰岛素,是一种 51 个氨基酸残基组成的蛋白质,1982 年美国 EliLilly 公司推出基因工程制造的人胰岛素,商品名为(Humulin)。传统的生产方法是从牛的胰脏中提取。每 1000 磅牛胰脏,才能得到 10 克胰岛素。通过基因工程方法,把编码胰岛素的基因送到大肠杆菌细胞中去,造出能生产胰岛素的工程菌;从
8、200升发酵液就可得到10克胰岛素。现在学习的是第16页,共53页生产用于人体器官移植的动物器官生产用于人体器官移植的动物器官 生产可用于人体器官移植的动物器官(异源器生产可用于人体器官移植的动物器官(异源器官移植)可能是解决世界范围内普遍存在的器官短官移植)可能是解决世界范围内普遍存在的器官短缺的有效途径,目前对器官供体动物研究较多的是缺的有效途径,目前对器官供体动物研究较多的是猪。猪作为人类器官移植的供体动物有以下一些优猪。猪作为人类器官移植的供体动物有以下一些优势:妊娠期短,产仔数多,后代生长快,而且不存势:妊娠期短,产仔数多,后代生长快,而且不存在伦理方面的问题。更重要的是猪的不同发育
9、时期在伦理方面的问题。更重要的是猪的不同发育时期的器官,诸如心脏、肾等与不同年龄的人体器官大的器官,诸如心脏、肾等与不同年龄的人体器官大小上比较接近,极有可能代替病人的某些器官。小上比较接近,极有可能代替病人的某些器官。2现在学习的是第17页,共53页生生产疫苗产疫苗 19921992年,科学家提出了用转基因植物生年,科学家提出了用转基因植物生产医用疫苗的思路,促成了转基因植物疫苗研产医用疫苗的思路,促成了转基因植物疫苗研究的兴起。近究的兴起。近1010年来,科学家相继在烟草、马年来,科学家相继在烟草、马铃薯、苜蓿等植物中成功表达了乙肝病毒表面铃薯、苜蓿等植物中成功表达了乙肝病毒表面抗原、大肠
10、杆菌毒素抗原、大肠杆菌毒素B B亚基、霍乱毒素亚基、霍乱毒素B B亚基、亚基、诺瓦克病毒衣壳蛋白等,并证实植物表达的抗诺瓦克病毒衣壳蛋白等,并证实植物表达的抗原可以引发人和动物的免疫反应。原可以引发人和动物的免疫反应。4现在学习的是第18页,共53页转基因动物在医药方面的应用转基因动物在医药方面的应用*美元细胞培养鸡蛋山羊奶原材料(公斤)170,00025021,000每个动物的制作成本100 百万1,00010,000 50,000每个动物饲养成本100,000102,500单位价格1000.10 0.252 to 201985年出世的年出世的Tracy,标价标价4600万美元,可以提供全球
11、治疗万美元,可以提供全球治疗囊肿性纤维化(一种遗传疾病)所需全部胰蛋白酶抑制剂囊肿性纤维化(一种遗传疾病)所需全部胰蛋白酶抑制剂现在学习的是第19页,共53页动物多肽药物用途绵羊a1抗胰蛋白酶蛋白治疗气肿绵羊CFTR治疗 囊肿性纤维化绵羊组织型纤溶酶原活化因子治疗血栓绵羊凝血VIII因子、IX因子治疗血友病绵羊纤维蛋白原伤口愈合猪组织型纤溶酶原活化因子治疗血栓猪凝血VIII因子、IX因子治疗血友病山羊人蛋白质 C治疗血栓山羊抗血栓因子 3治疗血栓山羊谷氨酸脱羧酶治疗I型糖尿病山羊Pro542治疗爱滋 病牛a-乳清白蛋白抗炎症牛凝血VIII因子治疗血友病牛纤维蛋白原伤口愈合牛胶原蛋白 I,II组
12、织修复,治疗风湿性关节炎牛乳铁蛋白治疗肠道感染,感染性关节炎牛人血清白蛋白维护血液体积鸡,牛,山羊单克隆抗体用于疫苗生产现在学习的是第20页,共53页转基因动物技术是在本世纪80年代初发展起来的。从这项技术诞生的那天起,它就在改良畜禽生产性状、提高畜禽抗病力以及利用转基因畜禽生产非常规畜牧产品(如人类药用蛋白)等方面显示了广阔的应用前景。尽管转基因动物技术的实际应用还有许多关键性的技术问题需要解决,但科学家们还是对其寄予了厚望。随着基因工程技术的不断发展,转基因动物技术将会不断得到完善,从而在未来的畜牧业生产中大显身手。目前,转基因动物技术在畜牧业中的应用主要有以下几方面:现在学习的是第21页
13、,共53页在畜牧业中的应用在畜牧业中的应用改良畜禽生产性状1982年第一只转基因“超级小鼠”的诞生,为运用转基因动物技术改良畜禽经济性状带来了曙光。人们由此受到启发,能否通过外源基因的导入,使畜禽生长速度加快、产量(肉、蛋、奶)提高、耗料减少和品质改进呢?后来的大量研究证实,通过转基因技术,可使受体动物自身合成某些必需的氨基酸,或改变畜禽生长调节系统进而促进其生长性能、改善胴体成分、提高饲料的利用效率和缩短生长周期等。1985年,科学家第一次将人的生长激素基因导入猪的受精卵获得成功,转基因猪与同窝非转基因猪比较,生长速度和饲料利用效率显著提高,胴体脂肪率也明显降低。此后,羊、牛和鸡等畜禽的转基
14、因研究也相继获得成功。现在学习的是第22页,共53页在畜牧业中的应用在畜牧业中的应用提高畜禽抗病力对一些种属特异性的疾病,如果可以从抗该病的动物体中克隆出有关的基因,并将其转移给易感动物品种,则有希望培育出抗该病的品系。此外,在对畜禽类病原体基因组结构进行深入研究的基础上,可将病原体致病基因的反义基因导入畜禽细胞,使侵入畜禽机体的病原体所产生的mRNA不能表达,从而起到抗病作用。1988年,有人将小鼠抗流感基因转入了猪体内,使转基因猪增强了对流感病毒的抵抗能力。现在学习的是第23页,共53页在畜牧业中的应用在畜牧业中的应用生产非常规畜牧产品1985年,有人提出利用转基因动物乳腺生产重组蛋白质。
15、数年间,这一近乎天方夜谭的神话已逐渐变成了现实。利用转基因动物生产人类药用蛋白等非常规畜牧产品,是目前世界上转基因研究的热点之一。其中,通过动物乳腺生物反应器生产人类药用蛋白的研究已取得了初步成功。我国科学家也成功培育了乳汁中含有活性人凝血因子IX的转基因绵羊。利用转基因动物生产人类药用蛋白的生物反应器研究还相继在猪、山羊等其它家畜上取得了成功,表明利用转基因动物生产人类药用蛋白等生物活性物质是可能和可行的。现在学习的是第24页,共53页在农作物中的应用最常见的转基因作物是大豆、玉米、油菜、棉花、西红柿和马铃薯。至今,全世界已有50多种转基因植物被批准投入商品化生产。大豆、玉米、棉花、油菜这四
16、种主要转基因作物的特性除了抗除草剂外,就是抗病虫害。在玉米和棉花上则已有抗除草剂和抗病虫害两个特征同时具备的品种。现在学习的是第25页,共53页转基因在农业的应用前景尽管目前动物生物反应器的生产投入和风险都很大,但其诱人的商业前景和潜在的巨额利润还是吸引了不少投资者和科学家。有学者预言,利用动物乳腺生物反应器生产生物活性蛋白将发展为一个新兴的产业。现在学习的是第26页,共53页现在学习的是第27页,共53页恩格斯说过:恩格斯说过:“我们不要过分陶醉于我们对自我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然都然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然都报复了我们。每一次胜利在起初都确
17、实取得了报复了我们。每一次胜利在起初都确实取得了我们预期的结果,但是后来都有了完全不同的、我们预期的结果,但是后来都有了完全不同的、出人意料的影响,常常把起初带来的好处都取出人意料的影响,常常把起初带来的好处都取消了。消了。”现在学习的是第28页,共53页转基因食品动物实验危害事件(1)英国政府资助的研究显示,食用了转基因土豆的老鼠出现了肝脏癌症早期症状、睾丸发育不全、免疫系统和神经系统部分萎缩等异常现象。(2)德国黑森州北部农民从1997年开始试种Bt-176玉米,并用作奶牛的补充饲料,2000年当农民开始提高该玉米在饲料中的比例后,所有的牛都死亡了。2004年瑞士联邦技术研究院地球植物学研
18、究所海尔比克教授发现,Bt-176中的用来毒杀欧洲玉米螟的Bt毒素,无法分解,最终毒死了奶牛。(3)2006年,俄罗斯科学院高级神经生理研究所科学家伊琳娜艾尔马科娃博士研究发现,食用转基因大豆食物的老鼠,其幼鼠一半以上在出生后头三个星期死亡,是没有食用转基因大豆老鼠死亡率的6倍。(4)绝育是吃转基因食物的动物出现的普遍问题,“印度在哈里亚纳邦的调查表明,大多数吃了转基因棉籽的水牛有并发症,如早产,流产,不育,并子宫脱垂。许多小牛死亡。在美国,大约24个农民报告说成千上万只猪吃了转基因玉米品种后不能生殖或出现假怀孕现象”。现在学习的是第29页,共53页转基因食品对人体健康的危害(1)转基因化食品
19、改变了我们所食用食品的自然属性,它所使用的生物物质不是人类食品安全提供的部份,并未进行较长时间的人体安全性试验,这会对人体构成极大的健康危害。(2)转基因化食品会产生不可预见的生物突变,会在食品中产生较高水平和新的毒素。(3)过敏或变态反应:基因技术会在食品中产生不能预见的和未知的变态反应原。科学家把巴西胡桃的特性移植到黄豆上去,结果却使一些对胡桃过敏的人在摄取黄豆后有产生过敏性反应的可能。现在学习的是第30页,共53页(4)转基因食品中减少食品的营养价值或降解食品中重要的成份:美国的研究资料)转基因食品中减少食品的营养价值或降解食品中重要的成份:美国的研究资料表明,在具有抗除草剂基因的大豆中
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