上海交通大学：《生物技术与人类》通识课程教学资源（阅读理解）郁静雯.doc_大学文库

生物技术与人类一一阅读理解杀虫剂的使用量，导致转基因抗虫棉并没有起到它预期的效果，反而增加了棉农们的负担。 1.2.2美国第一批转基因西红柿美国康涅狄格大学的一个研究小组将拟南芥的AVP1基因插入番茄内，培育出能高度抗旱的转基因番茄植株。研究人员发现，插入AVP1基因的番茄根部比普通番茄根部更强壮，在干旱期吸水能力更好。研究人员还在实验中模拟了13天的干旱环境，并对比两种番茄的生长情况，结果转基因番茄不仅在干旱期的生长状况远好于普通植株，在干旱期结束后的恢复中，生长速度也比普通番茄快两倍：此外，转基因植株结出的果实在成分上与普通番茄没有明显区别。对于转基因西红柿的诞生，大多数的美国消费者是可以接受的，然而，欧洲消费者却对转基因食品持强烈的抗议和抵制态度。 1.2.3转基因马铃薯饲养大鼠 l998年8月l0日，苏格兰Rowett研究所的资深营养学家Arpad Pusztai博士在英国ITV电视台的一个节目中公布了一份未在专业期刊上正式发表的研究结果，宣称转雪花莲凝集素(GNA)基因的马铃薯能够对大鼠的免疫系统造成损害；英国皇家学会随即进行了调查，调查结果显示其研究存在六个重要缺陷，主要表现为实验设计不合理，以及数据处理不恰当。不久，Rowett研究所宣布Pusztai被劝退，并不再对其言论负责。虽然这项研究的实验最终被判定存在科学性的缺陷，但是这却引发了人们对于转基因食品的担忧和怀疑。 2文章亮点文章中，作者对当前转基因食品的争议、安全性问题和发展前景进行了全面的总结，要点明确有条理，直戳问题关键点。 2.1转基因作物的生物安全性问题 (1)转基因的非靶标效应：科学家将外源基因送入细胞后，并不能完全确定基因的具体去向，外源基因是否正确地插入到了预期的位置是通过最终植物表现出来的表型来判断的。因此，这其中就存在着很大的非靶标效应，外源基因很可能插入到其他任意的位点而对基因原有的顺序产生影响，导致原基因的阅读框改变

生物技术与人类——阅读理解杀虫剂的使用量，导致转基因抗虫棉并没有起到它预期的效果，反而增加了棉农们的负担。 1.2.2 美国第一批转基因西红柿美国康涅狄格大学的一个研究小组将拟南芥的 AVP1 基因插入番茄内，培育出能高度抗旱的转基因番茄植株。研究人员发现，插入 AVP1 基因的番茄根部比普通番茄根部更强壮，在干旱期吸水能力更好。研究人员还在实验中模拟了 13 天的干旱环境，并对比两种番茄的生长情况，结果转基因番茄不仅在干旱期的生长状况远好于普通植株，在干旱期结束后的恢复中，生长速度也比普通番茄快两倍；此外，转基因植株结出的果实在成分上与普通番茄没有明显区别。对于转基因西红柿的诞生，大多数的美国消费者是可以接受的，然而，欧洲消费者却对转基因食品持强烈的抗议和抵制态度。 1.2.3 转基因马铃薯饲养大鼠 1998 年 8 月 10 日，苏格兰 Rowett 研究所的资深营养学家 Arpad Pusztai 博士在英国 ITV 电视台的一个节目中公布了一份未在专业期刊上正式发表的研究结果，宣称转雪花莲凝集素(GNA)基因的马铃薯能够对大鼠的免疫系统造成损害；英国皇家学会随即进行了调查，调查结果显示其研究存在六个重要缺陷，主要表现为实验设计不合理，以及数据处理不恰当。不久，Rowett 研究所宣布 Pusztai 被劝退，并不再对其言论负责。虽然这项研究的实验最终被判定存在科学性的缺陷，但是这却引发了人们对于转基因食品的担忧和怀疑。 2 文章亮点文章中，作者对当前转基因食品的争议、安全性问题和发展前景进行了全面的总结，要点明确有条理，直戳问题关键点。 2.1 转基因作物的生物安全性问题（1）转基因的非靶标效应：科学家将外源基因送入细胞后，并不能完全确定基因的具体去向，外源基因是否正确地插入到了预期的位置是通过最终植物表现出来的表型来判断的。因此，这其中就存在着很大的非靶标效应，外源基因很可能插入到其他任意的位点而对基因原有的顺序产生影响，导致原基因的阅读框改变

生物技术与人类一一阅读理解使生物产生其他的变异。 (2)转基因向非转基因作物和野生近缘种逃逸及其可以带来的生态后果：植物的种植很难做到完全封闭，转基因作物产生的花粉很有可能与周围的非转基因植物进行杂交，这样就间接的将外源基因导入到了其他种群之中，如果基因持续扩散，代代相传，那么对于整个生态系统来说将会是巨大的灾难。如果扩散到一定的规模，一旦导入的外源基因出现问题，所有含有此基因的生物都会受到牵连，对于生态系统来说可能是毁灭性的影响。 (3)转基因作物对生物多样性和农业生态系统的影响：如果转入的基因不断扩散到其他种群甚至物种中，必然会对生物的性状产生一定的影响，这种性状的改变一代代积累，最终可能会使物种间的隔离渐渐消失，最终导致物种多样性的减少，对生态系统造成无法挽回的破坏。同样，如果转基因基因大量普及，那么有些物种很可能演变为农田杂草，给农田生态系统带来巨大的难题。 (4)抗生物胁迫基因的长期使用及其带来的靶标生物对转基因抗性类型的产生：生态系统遵循“优胜劣汰，适者生存”的法则，转入的外源基因也是一种选择。以抗虫棉为例，转入了Bt抗虫基因的棉花虽然可以抵抗棉铃虫的迫害，但在长期的自然选择中，能抵抗这种毒蛋白的害虫就会得以壮大，随着基因变异的产生，新的抗性类型的物种也会产生，那么导入的外源基因就失去了意义。 (5)转基因作物长期种植和使用对土壤微生物群落的影响：转基因作物会使农田的生物结构产生一定的变化，也会对农田的土壤成分产生影响，这样，生活在该生态系统中的微生物群落就会受到一定的影响，其组成类型、生存结构、群落数量等都会受到影响，这是在种植转基因作物时不易被察觉却应该都到重视的改变。 2.2转基因技术的发展展望 (1)有效防止基因漂移：严格控制转基因植物的花粉传播，封闭种植或在其周围种植远缘植物，以防止重组基因的传播。 (2)提高转基因效率：开发更加先进的转基因手段，提高基因转入的成功率，减少非靶标效应的概率。 (3)采用更安全的标识基因：寻找更加安全的标识基因，使其在目标生物中可以发挥作用但对与其他生物没有影响，也不会给目标生物造成其他方面的改变。 (4)发展各种组织特异性启动子：给外源插入的基因加上组织特异性启动子，是外源基因能只在特定的器官或组织中表达，且受到发育调节的控制

生物技术与人类——阅读理解使生物产生其他的变异。（2）转基因向非转基因作物和野生近缘种逃逸及其可以带来的生态后果：植物的种植很难做到完全封闭，转基因作物产生的花粉很有可能与周围的非转基因植物进行杂交，这样就间接的将外源基因导入到了其他种群之中，如果基因持续扩散，代代相传，那么对于整个生态系统来说将会是巨大的灾难。如果扩散到一定的规模，一旦导入的外源基因出现问题，所有含有此基因的生物都会受到牵连，对于生态系统来说可能是毁灭性的影响。（3）转基因作物对生物多样性和农业生态系统的影响：如果转入的基因不断扩散到其他种群甚至物种中，必然会对生物的性状产生一定的影响，这种性状的改变一代代积累，最终可能会使物种间的隔离渐渐消失，最终导致物种多样性的减少，对生态系统造成无法挽回的破坏。同样，如果转基因基因大量普及，那么有些物种很可能演变为农田杂草，给农田生态系统带来巨大的难题。（4）抗生物胁迫基因的长期使用及其带来的靶标生物对转基因抗性类型的产生：生态系统遵循“优胜劣汰，适者生存”的法则，转入的外源基因也是一种选择。以抗虫棉为例，转入了 Bt 抗虫基因的棉花虽然可以抵抗棉铃虫的迫害，但在长期的自然选择中，能抵抗这种毒蛋白的害虫就会得以壮大，随着基因变异的产生，新的抗性类型的物种也会产生，那么导入的外源基因就失去了意义。（5）转基因作物长期种植和使用对土壤微生物群落的影响：转基因作物会使农田的生物结构产生一定的变化，也会对农田的土壤成分产生影响，这样，生活在该生态系统中的微生物群落就会受到一定的影响，其组成类型、生存结构、群落数量等都会受到影响，这是在种植转基因作物时不易被察觉却应该都到重视的改变。 2.2 转基因技术的发展展望（1）有效防止基因漂移：严格控制转基因植物的花粉传播，封闭种植或在其周围种植远缘植物，以防止重组基因的传播。（2）提高转基因效率：开发更加先进的转基因手段，提高基因转入的成功率，减少非靶标效应的概率。（3）采用更安全的标识基因：寻找更加安全的标识基因，使其在目标生物中可以发挥作用但对与其他生物没有影响，也不会给目标生物造成其他方面的改变。（4）发展各种组织特异性启动子：给外源插入的基因加上组织特异性启动子，是外源基因能只在特定的器官或组织中表达，且受到发育调节的控制

生物技术与人类一一阅读理解 (5)克隆和鉴定更多有价值的功能基因：在不同的物种中寻找有转基因价值且安全的基因，通过克隆技术得到该基因的拷贝并对得到的基因进行鉴定，确保导入基因的安全性和生物功能。 (6)建立多基因导入系统：不断改进技术，使一次可以转入多个有生物功能的基因，避免多次转入对细胞的影响。 2.3转基因生物的集中领域 (1)从多个方面提高农业生产效率，抗非生物胁迫如抗盐碱、耐干旱、抗低温等，可以大幅度扩大荒地和贫瘠土壤的利用。给作物中转入安全的抗性基因，使作物可以在较恶劣的环境中生长，增大土地的利用率，同时生产农作物。 (2)增加作物和肉类的营养性，改善营养质量。给作物和肉类导入具有生物增性功能的基因，使作物的营养价值提升，使人们可以在食用的同时补充相应的营养成分。 (3)建立新型生物反应器系统用于生物制药以及开发生物能源，特别是利用动物乳腺生物反应器生产药用蛋白。将生物细胞作为细胞工厂，导入外源功能性基因，使生物可以合成有药用价值的成分。 3读后感这篇文章中，作者对于转基因生物的利弊是持客观态度的，作者仅总结了转基因生物目前存在的争议、生物安全性问题和评估方式、展望了转基因生物的前景和发展领域。作为一个生物专业的学生，虽然不是从事基因方向的研究，但在学习过程中也涉及到了相关的内容。最初，从理论上看，我认同实质等同原则，不管是外源基因还是生物原有的基因，进入我们的消化系统之后，都会被酶分解为核酸和氨基酸等物质，从本质上看，转基因食品基本是没有危害的。然而，仔细了解相关的争论之后，我对于转基因食品的看法也有了一些变化。转基因，顾名思义，是将外源基因插入到生物原有的基因中，使外源基因能在新的生物细胞中表达。但是在正常的DNA中插入一段序列，对于其他基因真的没有影响吗？从分子生物学的角度看，我觉得无法保证这一点。基因有启动子、调节基因和结构基因，还有远程操控的基因等，如果在体系中插入了一段序列，谁都无法保证这一段序列对于一个操纵子是否有影响。插入了外源基因，是否会增加

生物技术与人类——阅读理解（5）克隆和鉴定更多有价值的功能基因：在不同的物种中寻找有转基因价值且安全的基因，通过克隆技术得到该基因的拷贝并对得到的基因进行鉴定，确保导入基因的安全性和生物功能。（6）建立多基因导入系统：不断改进技术，使一次可以转入多个有生物功能的基因，避免多次转入对细胞的影响。 2.3 转基因生物的集中领域（1）从多个方面提高农业生产效率，抗非生物胁迫如抗盐碱、耐干旱、抗低温等，可以大幅度扩大荒地和贫瘠土壤的利用。给作物中转入安全的抗性基因，使作物可以在较恶劣的环境中生长，增大土地的利用率，同时生产农作物。（2）增加作物和肉类的营养性，改善营养质量。给作物和肉类导入具有生物增性功能的基因，使作物的营养价值提升，使人们可以在食用的同时补充相应的营养成分。（3）建立新型生物反应器系统用于生物制药以及开发生物能源，特别是利用动物乳腺生物反应器生产药用蛋白。将生物细胞作为细胞工厂，导入外源功能性基因，使生物可以合成有药用价值的成分。 3 读后感这篇文章中，作者对于转基因生物的利弊是持客观态度的，作者仅总结了转基因生物目前存在的争议、生物安全性问题和评估方式、展望了转基因生物的前景和发展领域。作为一个生物专业的学生，虽然不是从事基因方向的研究，但在学习过程中也涉及到了相关的内容。最初，从理论上看，我认同实质等同原则，不管是外源基因还是生物原有的基因，进入我们的消化系统之后，都会被酶分解为核酸和氨基酸等物质，从本质上看，转基因食品基本是没有危害的。然而，仔细了解相关的争论之后，我对于转基因食品的看法也有了一些变化。转基因，顾名思义，是将外源基因插入到生物原有的基因中，使外源基因能在新的生物细胞中表达。但是在正常的 DNA 中插入一段序列，对于其他基因真的没有影响吗？从分子生物学的角度看，我觉得无法保证这一点。基因有启动子、调节基因和结构基因，还有远程操控的基因等，如果在体系中插入了一段序列，谁都无法保证这一段序列对于一个操纵子是否有影响。插入了外源基因，是否会增加

生物技术与人类一一阅读理解这个细胞基因突变的概率或者降低细胞的活性，也没有明确的研究证明。这让我联想到了我们在实验中使用的Hela-Luci细胞，普通的Hela细胞是一种可以无限增殖的宫颈癌细胞，但我们在细胞中人为插入了一个荧光素酶基因 (Luci)后，细胞可以表达出大量的荧光素酶，但是细胞的活性却大不如Hela细胞。Hela细胞经过几代的传代，仍然可以保持较高的细胞活性，但是Hela-Luci 细胞在传递了几代之后就会发现细胞活性明显降低。这是不是插入的外源基因导致的呢？正常的生物导入的外源基因会不会也会有这样的现象呢？还并没有相关的研究可以解答。英国科学家用转基因马铃薯喂养小鼠后发现小鼠的胃表皮细胞大量增殖，超出正常水平，并出现免疫反应，说明机体将转基因食品当作外来入侵的物质。虽然一系列的调查判定这个实验的设计存在一定的缺陷，但这确实是有待考察的隐患。自然的物种都是经过的长时间的演变和适应的结果，人为地对它们进行改变势必会造成生态平衡的失调。但是转基因技术可以给人类的生存和发展带来巨大的帮助，所以对于转基因的发展，我有自己的一些看法：(1)在没有确定转基因食品的安全性之前，对转基因食品应有一定的限制：可以大力发展外用材料的转基因生物，如棉花等；(2)重视转基因生物的研究，不仅要重视转基因生物的生产，更要着重研究转基因生物的利弊：(3)在种植或培育转基因生物时，一定要严格防止转基因和周围物种的杂交，不要让重组基因漂流到自然界中，造成基因污染。 4参考文献 [1]Guan ZJ,Guo B,Huo YL,Guan ZP,Dai JK,Wei YH.Recent advances and safety issues of transgenic plant-derived vaccines[J].Appl Microbiol Biotechnol,2013, 97(7):2817-2840. [2]Liu Y,Stewart CN Jr,Li J3,Huang H,Zhang X.The presence of Bt-transgenic oilseed rape in wild mustard populations affects plant growth[J].Transgenic Res, 2015,24(6):1043-1053 [3]Jain A1,Saini V,Kohli DV.Edible transgenic plant vaccines for different diseases.[J].Curr Pharm Biotechnol.,2013,14(6):594-614

生物技术与人类——阅读理解这个细胞基因突变的概率或者降低细胞的活性，也没有明确的研究证明。这让我联想到了我们在实验中使用的 Hela-Luci 细胞，普通的 Hela 细胞是一种可以无限增殖的宫颈癌细胞，但我们在细胞中人为插入了一个荧光素酶基因（Luci）后，细胞可以表达出大量的荧光素酶，但是细胞的活性却大不如 Hela 细胞。Hela 细胞经过几代的传代，仍然可以保持较高的细胞活性，但是 Hela-Luci 细胞在传递了几代之后就会发现细胞活性明显降低。这是不是插入的外源基因导致的呢？正常的生物导入的外源基因会不会也会有这样的现象呢？还并没有相关的研究可以解答。英国科学家用转基因马铃薯喂养小鼠后发现小鼠的胃表皮细胞大量增殖，超出正常水平，并出现免疫反应，说明机体将转基因食品当作外来入侵的物质。虽然一系列的调查判定这个实验的设计存在一定的缺陷，但这确实是有待考察的隐患。自然的物种都是经过的长时间的演变和适应的结果，人为地对它们进行改变势必会造成生态平衡的失调。但是转基因技术可以给人类的生存和发展带来巨大的帮助，所以对于转基因的发展，我有自己的一些看法：（1）在没有确定转基因食品的安全性之前，对转基因食品应有一定的限制；可以大力发展外用材料的转基因生物，如棉花等；（2）重视转基因生物的研究，不仅要重视转基因生物的生产，更要着重研究转基因生物的利弊；（3）在种植或培育转基因生物时，一定要严格防止转基因和周围物种的杂交，不要让重组基因漂流到自然界中，造成基因污染。 4 参考文献 [1] Guan ZJ, Guo B, Huo YL, Guan ZP, Dai JK, Wei YH. Recent advances and safety issues of transgenic plant-derived vaccines[J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2013, 97(7): 2817-2840. [2] Liu Y, Stewart CN Jr, Li J3, Huang H, Zhang X. The presence of Bt-transgenic oilseed rape in wild mustard populations affects plant growth[J]. Transgenic Res, 2015, 24(6): 1043-1053. [3] Jain A1, Saini V, Kohli DV. Edible transgenic plant vaccines for different diseases.[J]. Curr Pharm Biotechnol. , 2013, 14(6): 594-614