转基因技术 应凌涛15302010026 、技术原理 转基因技术的原理是将人工分离和修饰过的优质基因,导入到生物体 基因组中,从而达到改造生物的目的。由于导入基因的表达,引起生物体 的性状,可遗传的修饰改变,这一技术称之为人工转基因技术 人工转基因技术就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中 的生物技术。具有不确定性。常用的方法和工具包括显微注射、基因枪、 电破法、脂质体等。转基因最初用于研究基因的功能,即把外源基因导入 受体生物体基因组内(一般为模式生物,如拟南芥或斑马鱼等),观察生物 体表现出的性状,达到揭示基因功能的目的 基因O 质粒 抗虫基因 棉花细胞 愈伤组织 转基因抗 虫棉幼苗 图为通过转基因技术生产抗虫棉幼苗,把抗虫基因整合进质粒中,再把质粒移 植进棉花细胞内 匚生物材料」 限切割↓ 取目的基因} 一定大小范围DNA□ CDNA 基因文犀基文犀 DNA文库][人工合成 运载体 的基因 动子辆入基因 构建基因 表达载体 连接连接 基因表达体 复制原点 目的基因导入 受体细胞 植物 受体细 受体细胞 体细脑 ouhm杂交→检测基因生物染色体的DNA上是否插入了目白基因 DNA-DNA分子杂交) 的基因的 佥测与鉴定 子水平检 四om杂一→检测特基因生物体内的目的基因是否转录出了mA W杂交]→检测转基因生物体内的目的基因是否翻译成蛋白质 个体水平检现]一 定目的基因表达产物的生物字活性是否与天然产品相网 图为转基因技术的详细过程和原理
转基因技术 应凌涛 15302010026 一、技术原理 转基因技术的原理是将人工分离和修饰过的优质基因，导入到生物体 基因组中，从而达到改造生物的目的。由于导入基因的表达，引起生物体 的性状，可遗传的修饰改变，这一技术称之为人工转基因技术。 人工转基因技术就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体 DNA 中 的生物技术。具有不确定性。常用的方法和工具包括显微注射、基因枪、 电破法、脂质体等。转基因最初用于研究基因的功能，即把外源基因导入 受体生物体基因组内（一般为模式生物，如拟南芥或斑马鱼等），观察生物 体表现出的性状，达到揭示基因功能的目的。 图为通过转基因技术生产抗虫棉幼苗，把抗虫基因整合进质粒中，再把质粒移 植进棉花细胞内 图为转基因技术的详细过程和原理
二、技术应用 利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到农作物中去,改造生 物的遗传物质,使其在性状、营养品质、消费品质方面向人类所需要的目 标转变,从而得到转基因农作物。以转基因生物为直接食品,作为原料加 工生产的食品,以及喂养家畜得到的衍生食品,在广义上都可以称为转基 因食品。因其安全性被广泛质疑,国际社会对其尚存有很大争议 它的研究已有几十年的历史,但真正的商业化是近十年的事。90年代 初,市场上第一个转基因食品出现在美国,是一种保鲜番茄,这项研究成 果本是在英国研究成功的,但英国人没敢将其商业化,美国人便成了第一 个吃螃蟹的人,让保守的英国人后悔不迭。此后,转基因食品一发不可 收。据统计,美国食品和药物管理局确定的转基因品种已有43种。 如常见的农作物转入Bt(苏云金芽孢杆菌)基因和Ht基因。Bt基因 编码的是苏云金芽胞杄菌分泌的一种对鳞翅目鞘翅目昆虫(比如小菜蛾) 有毒的蛋白质,携带有Bt基因的农作物在生长时亦能自己产生这种毒性蛋 白,因此不需要使用农药,靠农作物自身杀虫。这种毒蛋白只对虫子有 效,尚未证据显示其对人类或其他哺乳动物有致毒致敏作用;Ht基因又叫 抗除草剂基因,它指导的蛋白质能够在植物体内分解除草剂物质,使植物 获得抵抗高浓度除草剂的能力。因此在田间喷洒除草剂之后,杂草会因为 对除草剂的抵抗力不足而被杀死,而农作物得以正常存活。相对于非转基 因农作物使用机械来除草,种植转Ht基因的农作物更加经济。 三、技术优缺点 优点:1)提高农作物产量,解决粮食短缺问题,减少环境污染。盐 碱、干旱、病虫害是造成农作物绝收、减产的主要原因之一,利用DNA重 组技术、细胞融合技术等基因工程技术将多种抗病毒、抗虫害、抗干旱、 耐盐碱的基因导入农作物体内,获得具有优良性状的转基因新品系,大大 降低了生产成本,提高了产量。许多科学家认为,转基因技术可以把发展 中国家的农业生产率提高25%,困扰人类的缺粮问题有望得到解决。同 时,转基因技术的应用,可以减少或避免使用农药、化肥,极大地减少了 农药、化肥所造成的环境污染、人畜伤亡等事故 2)延长果蔬产品的保鲜期。蔬菜、水果传统的保鲜技术如冷藏、涂 膜、气调保鲜等,在储藏费用、期限、保鲜效果等方面均存在严重不足, 常常导致软化、过熟、腐烂变质,造成巨大损失。通过转基因工程技术 能够直接生产耐贮的果蔬。比如,在普通的蕃茄里加入一种在北极生长的 海鱼抗冻基因,就能使它在冬天保存更长间,大大延长保鲜期。目前,国 内外都已有商品化的转基因耐贮蕃茄生产。其相关研究已扩大到草莓、香 蕉、芒果、桃、西瓜等。 3)改善食品的口味和品质。传统的食品通过添加剂来改变口味,加入 防腐剂延长食品的保质期,然而添加剂和防腐剂中都含有有害成份,转基 因技术可以较好地解决上述不足。通过转变或转移某些能表达某种特性的 基因,从而改变食品的口味、营养成分和防腐功能。如利用外源基因导入 或基因替换技术可以改善牛奶的成份,生产特定人群的食用牛奶。此外, 还可以将一些动物的基因转移到植物中去,使植物性食品带有某些动物性
二、技术应用 利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移到农作物中去，改造生 物的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质方面向人类所需要的目 标转变，从而得到转基因农作物。以转基因生物为直接食品，作为原料加 工生产的食品，以及喂养家畜得到的衍生食品，在广义上都可以称为转基 因食品。因其安全性被广泛质疑，国际社会对其尚存有很大争议。 它的研究已有几十年的历史，但真正的商业化是近十年的事。90 年代 初，市场上第一个转基因食品出现在美国，是一种保鲜番茄，这项研究成 果本是在英国研究成功的，但英国人没敢将其商业化，美国人便成了第一 个吃螃蟹的人，让保守的英国人后悔不迭。此后，转基因食品一发不可 收。据统计，美国食品和药物管理局确定的转基因品种已有 43 种。 如常见的农作物转入 Bt（苏云金芽孢杆菌）基因和 Ht 基因。Bt 基因 编码的是苏云金芽胞杆菌分泌的一种对鳞翅目鞘翅目昆虫（比如小菜蛾） 有毒的蛋白质，携带有 Bt 基因的农作物在生长时亦能自己产生这种毒性蛋 白，因此不需要使用农药，靠农作物自身杀虫。这种毒蛋白只对虫子有 效，尚未证据显示其对人类或其他哺乳动物有致毒致敏作用；Ht 基因又叫 抗除草剂基因，它指导的蛋白质能够在植物体内分解除草剂物质，使植物 获得抵抗高浓度除草剂的能力。因此在田间喷洒除草剂之后，杂草会因为 对除草剂的抵抗力不足而被杀死，而农作物得以正常存活。相对于非转基 因农作物使用机械来除草，种植转 Ht 基因的农作物更加经济。 三、技术优缺点 优点：1)提高农作物产量，解决粮食短缺问题，减少环境污染。盐 碱、干旱、病虫害是造成农作物绝收、减产的主要原因之一，利用 DNA 重 组技术、细胞融合技术等基因工程技术将多种抗病毒、抗虫害、抗干旱、 耐盐碱的基因导入农作物体内，获得具有优良性状的转基因新品系，大大 降低了生产成本，提高了产量。许多科学家认为，转基因技术可以把发展 中国家的农业生产率提高 25%，困扰人类的缺粮问题有望得到解决。同 时，转基因技术的应用，可以减少或避免使用农药、化肥，极大地减少了 农药、化肥所造成的环境污染、人畜伤亡等事故。 2)延长果蔬产品的保鲜期。蔬菜、水果传统的保鲜技术如冷藏、涂 膜、气调保鲜等，在储藏费用、期限、保鲜效果等方面均存在严重不足， 常常导致软化、过熟、腐烂变质，造成巨大损失。通过转基因工程技术， 能够直接生产耐贮的果蔬。比如，在普通的蕃茄里加入一种在北极生长的 海鱼抗冻基因，就能使它在冬天保存更长间，大大延长保鲜期。目前，国 内外都已有商品化的转基因耐贮蕃茄生产。其相关研究已扩大到草莓、香 蕉、芒果、桃、西瓜等。 3)改善食品的口味和品质。传统的食品通过添加剂来改变口味，加入 防腐剂延长食品的保质期，然而添加剂和防腐剂中都含有有害成份，转基 因技术可以较好地解决上述不足。通过转变或转移某些能表达某种特性的 基因，从而改变食品的口味、营养成分和防腐功能。如利用外源基因导入 或基因替换技术可以改善牛奶的成份，生产特定人群的食用牛奶。此外， 还可以将一些动物的基因转移到植物中去，使植物性食品带有某些动物性
的营养成份及口味。转基因技术同样为改良动物性食品品质、培养优良的 新品系提供了有效途径,目前转基因鱼、鸡、猪等的研究取得了很大的进 展 4)利用转基因技术生产有利于健康和抗疾病的食品。日本科学家利用 转基因技术成功培育出可以减少血清胆固醇含量、防止动脉硬化的水稻新 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,有利 于减少缺铁性贫血和维生素A发病率。另外,转基因食品还有减少农药使 用,避免环境污染:节省生产成本,降低食物售价;增加食物营养,提高 附加价值;增加食物种类,提升食物品质;促进生产效率,带动相关产业 等优点。 缺点:1)植物里引入了具有抗除草剂或毒杀害虫功能的基因后,它们 所提供的食物对人体是否安全?对这一点,迄今为止并无够资格的研究机 构发现转基因食品危害人体健康的证据 2)过匆忙地推广转基因植物是否可能影响农业和生态环境?推广抗除 草剂的转基因作物可能助长农民过量使用除草剂,从而使一些非主要作物 受到伤害甚至灭绝。很多发展中国家的农民一直把这类非主要作物当作补 充食物或作为饲料。美国渔类和野生动物管理署已发现有74种植物品种受 除草剂影响而濒临灭绝 3)基因技术有可能造成生物污染。有的生物技术公司为了保护自己的 知识产权,对销售给农民的转基因种子作了“绝育”处理。印地安那大学 生物系副教授玛莎·克劳奇的研究表明,这种绝育基因有可能在无意中使 其他作物也变成不育。此外,有特殊功能的基因“流窜”到相近的野生植 物品系中去,使之具有抗除草剂的能力而难以控制;或者使害虫体内产生 抵御杀虫剂的抗体。另外,有些小生物吃了具杀虫功能的转基因植物可能 灭绝
的营养成份及口味。转基因技术同样为改良动物性食品品质、培养优良的 新品系提供了有效途径，目前转基因鱼、鸡、猪等的研究取得了很大的进 展。 4)利用转基因技术生产有利于健康和抗疾病的食品。日本科学家利用 转基因技术成功培育出可以减少血清胆固醇含量、防止动脉硬化的水稻新 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，有利 于减少缺铁性贫血和维生素 A 发病率。另外，转基因食品还有减少农药使 用，避免环境污染；节省生产成本，降低食物售价；增加食物营养，提高 附加价值；增加食物种类，提升食物品质；促进生产效率，带动相关产业 等优点。 缺点：1) 植物里引入了具有抗除草剂或毒杀害虫功能的基因后，它们 所提供的食物对人体是否安全？对这一点，迄今为止并无够资格的研究机 构发现转基因食品危害人体健康的证据。 2)过匆忙地推广转基因植物是否可能影响农业和生态环境？推广抗除 草剂的转基因作物可能助长农民过量使用除草剂，从而使一些非主要作物 受到伤害甚至灭绝。很多发展中国家的农民一直把这类非主要作物当作补 充食物或作为饲料。美国渔类和野生动物管理署已发现有 74 种植物品种受 除草剂影响而濒临灭绝。 3) 基因技术有可能造成生物污染。有的生物技术公司为了保护自己的 知识产权，对销售给农民的转基因种子作了“绝育”处理。印地安那大学 生物系副教授玛莎·克劳奇的研究表明，这种绝育基因有可能在无意中使 其他作物也变成不育。此外，有特殊功能的基因“流窜”到相近的野生植 物品系中去，使之具有抗除草剂的能力而难以控制；或者使害虫体内产生 抵御杀虫剂的抗体。另外，有些小生物吃了具杀虫功能的转基因植物可能 灭绝