帮忙找介绍基因工程与环境的文章??
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- 提问者网友:战魂
- 2021-05-17 17:40
可以找单种转基因品种植物介绍,或者相关信息,只需要参考,有效字数4000+
最佳答案
- 五星知识达人网友:过活
- 2021-05-17 18:00
转基因食品就是利用现代分子生物技术,将某些生物的基因转移到其他物种中去,改造生物的遗传物质,使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。转基因生物直接食用,或者作为加工原料生产的食品,统称为“转基因食品”。
也就是说,通过基因工程手段将一种或几种外源性基因转移至某种生物体(动、植物和微生物等),并使其具有效表达出相应的产物(多肽或蛋白质),这样的生物体作为食品或以其为原料加工生产的食品。
其实,转基因的基本原理也不难了解,它与常规杂交育种有相似之处。杂交是将整条的基因链(染色体)转移,而基因转移是选取最有用的一小段基因转移。因此,转基因比杂交具有更高的选择性。
转基因食品的种类
为了提高农产品营养价值,更快、更高效地生产食品,科学家们应用转基因的方法,改变生物的遗传信息,拼组新基因,使今后的农作物具有高营养、耐贮藏、抗病虫和抗除草剂的能力,不断生产新的转基因食品。
第一类,植物性转基因食品
植物性转基因食品很多。例如,面包生产需要高蛋白质含量的小麦,而目前的小麦品种含蛋白质较低,将高效表达的蛋白基因转入小麦,将会使做成的面包具有更好的焙烤性能。
番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬,但它不耐贮藏。为了解决番茄这类果实的贮藏问题,研究者发现,控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因,是导致植物衰老的重要基因,如果能够利用基因工程的方法抑制这个基因的表达,那么衰老激素乙烯的生物合成就会得到控制,番茄也就不会容易变软和腐烂了。美国、中国等国家的多位科学家经过努力,已培育出了这样的番茄新品种。这种番茄抗衰老,抗软化,耐贮藏,能长途运输,可减少加工生产及运输中的浪费。
第二类,动物性转基因食品
动物性转基因食品也有很多种类。比如,牛体内转入了人的基因,牛长大后产生的牛乳中含有基因药物,提取后可用于人类病症的治疗。在猪的基因组中转入人的生长素基因,猪的生长速度增加了一倍,猪肉质量大大提高,现在这样的猪肉已在澳大利亚被请上了餐桌。
第三类,转基因微生物食品
微生物是转基因最常用的转化材料,所以,转基因微生物比较容易培育,应用也最广泛。例如,生产奶酪的凝乳酶,以往只能从杀死的小牛的胃中才能取出,现在利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产生,避免了小牛的无辜死亡,也降低了生产成本。
第四类,转基因特殊食品
科学家利用生物遗传工程,将普通的蔬菜、水果、粮食等农作物,变成能预防疾病的神奇的“疫苗食品”。科学家培育出了一种能预防霍乱的苜蓿植物。用这种苜蓿来喂小白鼠,能使小白鼠的抗病能力大大增强。而且这种霍乱抗原,能经受胃酸的腐蚀而不被破坏,并能激发人体对霍乱的免疫能力。于是,越来越多的抗病基因正在被转入植物,使人们在品尝鲜果美味的同时,达到防病的目的。
食用转基因食品的安全性
转基因食品是利用新技术创造的产品,也是一种新生事物,人们自然对食用转基因食品的安全性有疑问。
其实,最早提出这个问题的人是英国的阿伯丁罗特研究所的普庇泰教授。1998年,他在研究中发现,幼鼠食用转基因土豆后,会使内脏和免疫系统受损。这引起了科学界的极大关注。随即,英国皇家学会对这份报告进行了审查,于1999年5月宣布此项研究“充满漏洞”。1999年英国的权威科学杂志《自然》刊登了美国康乃尔大学教授约翰·罗西的一篇论文,指出蝴蝶幼虫等田间益虫吃了撒有某种转基因玉米花粉的菜叶后会发育不良,死亡率特别高。目前尚有一些证据指出转基因食品潜在的危险。
但更多的科学家的试验表明转基因食品是安全的。赞同这个观点的科学家主要有以下几个理由。首先,任何一种转基因食品在上市之前都进行了大量的科学试验,国家和政府有相关的法律法规进行约束,而科学家们也都抱有很严谨的治学态度。另外,传统的作物在种植的时候农民会使用农药来保证质量,而有些抗病虫的转基因食品无需喷洒农药。还有,一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉,转化的基因是经过筛选的、作用明确的,所以转基因成分不会在人体内积累,也就不会有害。
比如说,我们培育的一种抗虫玉米,向玉米中转入的是一种来自于苏云金杆菌的基因,它仅能导致鳞翅目昆虫死亡,因为只有鳞翅目昆虫有这种基因编码的蛋白质的特异受体,而人类及其它的动物、昆虫均没有这样的受体,所以无毒害作用。
1993年,经合组织(OECD)首次提出了转基因食品的评价原则——“实质等同”的原则,即:如果对转基因食品各种主要营养成分、主要抗营养物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类与含量进行分析测定,与同类传统食品无差异,则认为两者具有实质等同性,不存在安全性问题;如果无实质等同性,需逐条进行安全性评价。
在我国,国家科委于1993年颁布了“基因工程安全管理办法”,用于指导全国的基因工程研究和开发工作。2000年由国家环保总局牵头,8个相关部门参与,共同制订了《中国国家生物安全框架》。
转基因食品发展现状
近十余年来,现代生物技术的发展在农业上显示出强大的潜力,并逐步发展成为能够产生巨大社会效益和经济利益的产业。1999年,全世界有12个国家种植了转基因植物,面积已达3990万公顷。其中美国是种植大户,占全球种植面积的72%。世界很多国家纷纷将现代生物技术列为国家优先发展的重点领域,投入大量的人力、物力和财力扶持生物技术的发展。但是,转基因食品在世界各个国家和地区之间的发展是不均衡的。
比如说,美国人对生物技术有着更深层次的体验。转基因食品在美国没有受到更多的排斥,而是走上了寻常百姓的餐桌。近年来,美国的转基因作物品种越来越多,种植面积逐年增加。美国转基因玉米的播种面积从1996年的16万公顷增加到1997年的120万公顷,2000年栽种的面积达到1030万公顷,大约占美国玉米种植面积的一半。转基因大豆也已用于制作数百种食品,其中包括食物油、糖果和人造黄油。
中国有13亿人口,占世界总人口的22%,这意味着中国将以占世界可耕地面积的7%养活世界22%的人口。城市化发展使农业耕地不断减少,而人口又持续增加,对工农业生产有更高的需求,对环境将产生更大的压力。为此,从20世纪80年代初,中国已将现代生物技术纳入其科技发展计划,过去20多年的研究已经结出了丰硕的果实。目前,抗虫棉等五项转基因作物早已被批准进行商品化生产,转Bt杀虫蛋白基因的抗虫棉1998年的种植面积为1.2万公顷。资料显示,到2000年上半年为止,我国进入中间试验和环境释放试验的转基因作物分别为48项和49项。
近年来,我国现代生物技术的研究开发已经取得了很多成果。但是,与欧美等发达国家相比,我国现代生物技术发展的总体水平还较低。只要我们正确对待、合理开发、有效管理,很有可能走在世界的前列。
转基因食品是新的科技产物,尽管现在还存在这样或那样的问题,但随着科技的发展,它会愈来愈完善。我们相信,只要按照一定的规定去做,我国生物技术的发展会是健康、有序的,我们的生活也会因生物技术带来的转基因食品而变得更加丰富精彩。
带着美好的愿望预测未来,我们再也不会担心农药的危害,我们吃的食品都是新鲜的,我们的食品不会短缺……也许糖尿病人只需每天喝一杯特殊的牛奶就可以补充胰岛素,也许我们会见到多种水果摆在药店里出售,补钙的、补铁的、治感冒的、抗病毒的……很有可能,转基因食品会让我们的明天灿烂无比。
附录
转基因作物种类
1、抗除草剂转基因作物:
2000 年全球种植抗除草剂转基因作物的面积达到3,270万公顷,占总转基因植种植面积的72%,其中主要为抗除草剂大豆。
作用机理:抗除草剂转基因植物通过导入外源基因,在作物体内表达出特异的酶,以抵抗除草剂的破坏作用,使作物在吸入除草剂后仍能继续生长。
作用:降低劳动强度,降低劳动成本。
举例:Roundup Ready soybean (RR大豆)。耐美国孟山都公司Roundup除草剂
2、抗虫转基因作物:
2000年全球种植抗虫转基因作物的面积达到830万公顷,占总转基因植物种植面积的19%,其中以抗虫玉米为主。
作用机理:产生杀虫蛋白毒素,防治虫害。
举例:BT玉米,产生三种毒素:Cry1Ab、 Cry1Ac.、Cry9c
3、其他转基因作物:
改善产品的品质; 增强抵抗病毒病; 真菌病及细菌病的能力。
转基因作物的生产现状
● 转基因作物在世界广泛种植,美国、阿根廷、加拿大为全世界种植转基因作物最大的国家。
● 我国转基因作为种植量居世界第四,主要为转基因棉花。主要的转基因作物有:大豆、棉花、玉米、油菜籽、甜菜、水果等
转基因食品的安全性问题
● 转基因作物可能本身成为杂草
● 转基因作物的亲缘野生种成为杂草或超级杂草
● 转基因作物可能产生新的病毒疾病
● 转基因作物对非目标生物的危害
● 破坏生物多样性
● 转基因作物对生态系统及生态过程的影响
● 其他一些不可预计的风险
● 转基因生物所引入的外源基因往往可以表达出蛋白质,可能会引起生物的代谢发生变化,造成该生物营养成分的改变。
● 转基因生物成分的改变,特别是有毒物质、抗营养因子、过敏原等的含量发生变化,将影响该生物作为食品的安全性
转基因食品对人体可能会造成的危害
● 转基因作物中的毒素可引起人类急、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变作用
● 作物中的免役或致敏物质可使人类机体产生变态或过敏反应。
● 转基因食品中的主要营养成分、微量营养素及抗营养因子的变化,会降低食品的营养价值,使其营养结构失衡
世界食品生产商的态度
一旦需要标识,大部分食品商在可能的情况下都会采用非转基因原料;一些食品商为了增加消费者的信心,或本身对转基因食品的安全有怀疑,索性承诺不使用转基因原料。
也就是说,通过基因工程手段将一种或几种外源性基因转移至某种生物体(动、植物和微生物等),并使其具有效表达出相应的产物(多肽或蛋白质),这样的生物体作为食品或以其为原料加工生产的食品。
其实,转基因的基本原理也不难了解,它与常规杂交育种有相似之处。杂交是将整条的基因链(染色体)转移,而基因转移是选取最有用的一小段基因转移。因此,转基因比杂交具有更高的选择性。
转基因食品的种类
为了提高农产品营养价值,更快、更高效地生产食品,科学家们应用转基因的方法,改变生物的遗传信息,拼组新基因,使今后的农作物具有高营养、耐贮藏、抗病虫和抗除草剂的能力,不断生产新的转基因食品。
第一类,植物性转基因食品
植物性转基因食品很多。例如,面包生产需要高蛋白质含量的小麦,而目前的小麦品种含蛋白质较低,将高效表达的蛋白基因转入小麦,将会使做成的面包具有更好的焙烤性能。
番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬,但它不耐贮藏。为了解决番茄这类果实的贮藏问题,研究者发现,控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因,是导致植物衰老的重要基因,如果能够利用基因工程的方法抑制这个基因的表达,那么衰老激素乙烯的生物合成就会得到控制,番茄也就不会容易变软和腐烂了。美国、中国等国家的多位科学家经过努力,已培育出了这样的番茄新品种。这种番茄抗衰老,抗软化,耐贮藏,能长途运输,可减少加工生产及运输中的浪费。
第二类,动物性转基因食品
动物性转基因食品也有很多种类。比如,牛体内转入了人的基因,牛长大后产生的牛乳中含有基因药物,提取后可用于人类病症的治疗。在猪的基因组中转入人的生长素基因,猪的生长速度增加了一倍,猪肉质量大大提高,现在这样的猪肉已在澳大利亚被请上了餐桌。
第三类,转基因微生物食品
微生物是转基因最常用的转化材料,所以,转基因微生物比较容易培育,应用也最广泛。例如,生产奶酪的凝乳酶,以往只能从杀死的小牛的胃中才能取出,现在利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产生,避免了小牛的无辜死亡,也降低了生产成本。
第四类,转基因特殊食品
科学家利用生物遗传工程,将普通的蔬菜、水果、粮食等农作物,变成能预防疾病的神奇的“疫苗食品”。科学家培育出了一种能预防霍乱的苜蓿植物。用这种苜蓿来喂小白鼠,能使小白鼠的抗病能力大大增强。而且这种霍乱抗原,能经受胃酸的腐蚀而不被破坏,并能激发人体对霍乱的免疫能力。于是,越来越多的抗病基因正在被转入植物,使人们在品尝鲜果美味的同时,达到防病的目的。
食用转基因食品的安全性
转基因食品是利用新技术创造的产品,也是一种新生事物,人们自然对食用转基因食品的安全性有疑问。
其实,最早提出这个问题的人是英国的阿伯丁罗特研究所的普庇泰教授。1998年,他在研究中发现,幼鼠食用转基因土豆后,会使内脏和免疫系统受损。这引起了科学界的极大关注。随即,英国皇家学会对这份报告进行了审查,于1999年5月宣布此项研究“充满漏洞”。1999年英国的权威科学杂志《自然》刊登了美国康乃尔大学教授约翰·罗西的一篇论文,指出蝴蝶幼虫等田间益虫吃了撒有某种转基因玉米花粉的菜叶后会发育不良,死亡率特别高。目前尚有一些证据指出转基因食品潜在的危险。
但更多的科学家的试验表明转基因食品是安全的。赞同这个观点的科学家主要有以下几个理由。首先,任何一种转基因食品在上市之前都进行了大量的科学试验,国家和政府有相关的法律法规进行约束,而科学家们也都抱有很严谨的治学态度。另外,传统的作物在种植的时候农民会使用农药来保证质量,而有些抗病虫的转基因食品无需喷洒农药。还有,一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉,转化的基因是经过筛选的、作用明确的,所以转基因成分不会在人体内积累,也就不会有害。
比如说,我们培育的一种抗虫玉米,向玉米中转入的是一种来自于苏云金杆菌的基因,它仅能导致鳞翅目昆虫死亡,因为只有鳞翅目昆虫有这种基因编码的蛋白质的特异受体,而人类及其它的动物、昆虫均没有这样的受体,所以无毒害作用。
1993年,经合组织(OECD)首次提出了转基因食品的评价原则——“实质等同”的原则,即:如果对转基因食品各种主要营养成分、主要抗营养物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类与含量进行分析测定,与同类传统食品无差异,则认为两者具有实质等同性,不存在安全性问题;如果无实质等同性,需逐条进行安全性评价。
在我国,国家科委于1993年颁布了“基因工程安全管理办法”,用于指导全国的基因工程研究和开发工作。2000年由国家环保总局牵头,8个相关部门参与,共同制订了《中国国家生物安全框架》。
转基因食品发展现状
近十余年来,现代生物技术的发展在农业上显示出强大的潜力,并逐步发展成为能够产生巨大社会效益和经济利益的产业。1999年,全世界有12个国家种植了转基因植物,面积已达3990万公顷。其中美国是种植大户,占全球种植面积的72%。世界很多国家纷纷将现代生物技术列为国家优先发展的重点领域,投入大量的人力、物力和财力扶持生物技术的发展。但是,转基因食品在世界各个国家和地区之间的发展是不均衡的。
比如说,美国人对生物技术有着更深层次的体验。转基因食品在美国没有受到更多的排斥,而是走上了寻常百姓的餐桌。近年来,美国的转基因作物品种越来越多,种植面积逐年增加。美国转基因玉米的播种面积从1996年的16万公顷增加到1997年的120万公顷,2000年栽种的面积达到1030万公顷,大约占美国玉米种植面积的一半。转基因大豆也已用于制作数百种食品,其中包括食物油、糖果和人造黄油。
中国有13亿人口,占世界总人口的22%,这意味着中国将以占世界可耕地面积的7%养活世界22%的人口。城市化发展使农业耕地不断减少,而人口又持续增加,对工农业生产有更高的需求,对环境将产生更大的压力。为此,从20世纪80年代初,中国已将现代生物技术纳入其科技发展计划,过去20多年的研究已经结出了丰硕的果实。目前,抗虫棉等五项转基因作物早已被批准进行商品化生产,转Bt杀虫蛋白基因的抗虫棉1998年的种植面积为1.2万公顷。资料显示,到2000年上半年为止,我国进入中间试验和环境释放试验的转基因作物分别为48项和49项。
近年来,我国现代生物技术的研究开发已经取得了很多成果。但是,与欧美等发达国家相比,我国现代生物技术发展的总体水平还较低。只要我们正确对待、合理开发、有效管理,很有可能走在世界的前列。
转基因食品是新的科技产物,尽管现在还存在这样或那样的问题,但随着科技的发展,它会愈来愈完善。我们相信,只要按照一定的规定去做,我国生物技术的发展会是健康、有序的,我们的生活也会因生物技术带来的转基因食品而变得更加丰富精彩。
带着美好的愿望预测未来,我们再也不会担心农药的危害,我们吃的食品都是新鲜的,我们的食品不会短缺……也许糖尿病人只需每天喝一杯特殊的牛奶就可以补充胰岛素,也许我们会见到多种水果摆在药店里出售,补钙的、补铁的、治感冒的、抗病毒的……很有可能,转基因食品会让我们的明天灿烂无比。
附录
转基因作物种类
1、抗除草剂转基因作物:
2000 年全球种植抗除草剂转基因作物的面积达到3,270万公顷,占总转基因植种植面积的72%,其中主要为抗除草剂大豆。
作用机理:抗除草剂转基因植物通过导入外源基因,在作物体内表达出特异的酶,以抵抗除草剂的破坏作用,使作物在吸入除草剂后仍能继续生长。
作用:降低劳动强度,降低劳动成本。
举例:Roundup Ready soybean (RR大豆)。耐美国孟山都公司Roundup除草剂
2、抗虫转基因作物:
2000年全球种植抗虫转基因作物的面积达到830万公顷,占总转基因植物种植面积的19%,其中以抗虫玉米为主。
作用机理:产生杀虫蛋白毒素,防治虫害。
举例:BT玉米,产生三种毒素:Cry1Ab、 Cry1Ac.、Cry9c
3、其他转基因作物:
改善产品的品质; 增强抵抗病毒病; 真菌病及细菌病的能力。
转基因作物的生产现状
● 转基因作物在世界广泛种植,美国、阿根廷、加拿大为全世界种植转基因作物最大的国家。
● 我国转基因作为种植量居世界第四,主要为转基因棉花。主要的转基因作物有:大豆、棉花、玉米、油菜籽、甜菜、水果等
转基因食品的安全性问题
● 转基因作物可能本身成为杂草
● 转基因作物的亲缘野生种成为杂草或超级杂草
● 转基因作物可能产生新的病毒疾病
● 转基因作物对非目标生物的危害
● 破坏生物多样性
● 转基因作物对生态系统及生态过程的影响
● 其他一些不可预计的风险
● 转基因生物所引入的外源基因往往可以表达出蛋白质,可能会引起生物的代谢发生变化,造成该生物营养成分的改变。
● 转基因生物成分的改变,特别是有毒物质、抗营养因子、过敏原等的含量发生变化,将影响该生物作为食品的安全性
转基因食品对人体可能会造成的危害
● 转基因作物中的毒素可引起人类急、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变作用
● 作物中的免役或致敏物质可使人类机体产生变态或过敏反应。
● 转基因食品中的主要营养成分、微量营养素及抗营养因子的变化,会降低食品的营养价值,使其营养结构失衡
世界食品生产商的态度
一旦需要标识,大部分食品商在可能的情况下都会采用非转基因原料;一些食品商为了增加消费者的信心,或本身对转基因食品的安全有怀疑,索性承诺不使用转基因原料。
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- 1楼网友:举杯邀酒敬孤独
- 2021-05-17 19:01
低温是限制植物分布与生长的重要因素,低温伤害是一种严重的自然灾害,全球每年因此造成农作物的损失高达数千亿美元。本文综述了抗寒基因研究中一些已分离和鉴定出的低温诱导表述基因,对抗冻基因的功能特性和作用机制进行了全面的回顾,总结了抗冻基因工程的研究方向,对典型抗冻基因的表达效果进行了比较分析,并提出此领域尚存在的一些问题及发展前景。
关键词:抗冻基因;抗冻机制;基因工程
中图分类号:q789 文献标识码:a 文章编号:1009-5500(2009)03-0073-07
低温冻害是农业生产中严重的自然灾害,不仅会限制农作物的栽种范围,也会造成农作物减产,每年引起的农作物的损失巨大,所以有关植物抗寒性的研究,改造农作物的遗传特性,使之从冻害中解脱出来,一直都是植物学领域研究的热点之一,也是科学工作者的理想与追求。用传统的抗寒育种方法对提高植物抗寒性的作用很小,目前用传统育种方法得到的最耐寒的小麦品种抗寒能力与20世纪早期所研制的品种抗寒能力基本上一样。随着生物技术的发展和广泛应用,对抗寒分子机理的认识不断加深,人们开始采用基因工程培育抗寒新品种。根据这一领域的研究现状对已分离和鉴定出的低温诱导表达基因、抗冻基因的功能特性和作用机制、抗冻基因工程的研究方向、典型抗冻基因对植物遗传转化的表达效果比较分析,以及此领域尚存在的一些问题、发展前景
- 2楼网友:三千妖杀
- 2021-05-17 18:39
基因工程技术,在医药及农业上应用广泛。这项尖端科技加上最近突破性的生殖科技,却引发人们极大的隐忧及争论。
生物学家在一百多年前就知道,生物的表征遗传自其亲代。生物细胞的细胞核,含有染色体,组成分为DNA。DNA含有四种碱基(简称A、T、C、G)。这些碱基在DNA中看似杂乱无章,但它们的排列顺序,正代表遗传讯息。每三个碱基代表一种胺基酸的密码。基因就是这些遗传密码的组合,亦即代表蛋白质的胺基酸序列。每个基因含有启动控制区,以调控基因的表达。
基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中,甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞,就会改变这个细胞的某种功能。基因工程对于人类的利弊一直是个争议的问题,主要是这项技术创造出原本自然界不存在的重组基因。但它为医药界带来新希望,在农业上提高产量改良作物,也可对环境污染、能源危机提供解决之道,甚至可用在犯罪案件的侦查。但它亦引起很大的忧虑与关切。当此科技由严谨的实验室转移至大规模医药应用或商业生产时,我们如何评估它的安全性?此项技术是否可能因为人为失控,反而危害人类健康并破坏大自然生态平衡?
【正文】
观点:辨证的看待基因工程的利与弊
一.基因工程可用来筛检及治疗遗传疾病。
遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误;基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传
疾病,这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎,早至只有两天大,尚在八个细胞阶段的
试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出,抽取DNA,侦测其基因是否正常,再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎儿性别同时也可测知。
但是广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。如果有人接受基因筛检,发现在某个年龄将因某种病死亡,势必将会极度改变他的人生观。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人,但可能妨碍他的未来生活就业。譬如人寿保险公司将会要求客户提供家族健康数据,如心脏病、糖尿病、乳癌等,而针对高危险群家族成员设定较高的保费。保险公司可由基因筛检资料预知客户的预估寿命。这些人可能因而得不到保险的照顾,也可能使这些人被公司老板提早解聘。
二.基因工程配合生殖科技——全人类的震撼
基因筛检并不改变人的遗传组成,但基因治疗则会。科学家正努力改变遗传病人的错误基因,把好的基因送入其中以纠正错误。因为这是在操作生命的基本问题,必须格外小心。首先须划分医疗及非医疗的行为。医疗行为目的在治病,非医疗者如想提高孩子的身高、智慧等。选择胎儿性别也是非医疗行为,不能被接受,但是遇到某些性连遗传的疾病,选择胎儿的性别就是可被接受的医疗行为。另一项须区分的,就是体细胞(somatic cell)或生殖细胞(germ-line cell)的基因操作。体细胞的基因操作只影响身体的体细胞,不影响后代。但卵子、精子等生殖细胞之基因操作,会直接影响后代,目前基因工程禁止直接用在生殖细胞上。
三.基因治疗法——遗传病人的福音
目前医学界正在临床试验多种遗传病的基因治疗法。最早采用基因治疗的是一种先天免疫缺乏症,又称气泡男孩症(bubble-boy disease),患病婴幼童因为腺脱胺(adenosine deaminase)基因有缺陷,骨髓不能制造正常白血球发挥免疫功能,必须生活在与外界完全隔离的空气罩内。最新的治疗法是由病人骨髓分离出白血球的干细胞,把正常的酵素基因接在经过改造不具毒性的反录病毒(retrovirus),藉此病毒送入白血球干细胞,再将干细胞送回病人体内,则病人可产生健康的白血球获得免疫功能。这项临床试验,在美国的女病童证明很成功。
另一种较便捷的治疗法亦在实验中,纤维性囊肿(cystic fibrosis)在英国平均每两千人中就有一人罹患此症。病人无法制造形成细胞膜氯离子通道的蛋白。此蛋白分布于分泌性细胞的胞膜上,控制氯离子的运输,使黏液畅通。病人体内因缺乏此蛋白,体内浓黏液堆积阻塞肺部通道,甚至发炎死亡。为了治疗此病,目前正在发展新方法,将正常基因加入雾状喷剂中,病人可借着吸入喷剂,使基因进入肺细胞产生蛋白,达到治疗目的。
四.农林渔牧的应用——生态环保的顾虑
目前全世界正重视发展永续性农业(sustainable agriculture),希望农业除了具有经济效益,还要生生不息,不破坏生态环境。基因工程正可帮忙解决这类问题。基因工程可以改良农粮作物的营养成分或增强抗病抗虫特性。可以增加畜禽类的生长速率、牛羊的泌乳量、改良肉质及脂肪含量等。
英国爱丁堡科学家已经可以使绵羊分泌含有人类抗胰蛋白(α-1-antitryspin)的羊奶。抗胰蛋白可以治疗遗传性肺气肿,价格很昂贵。若以后能由羊奶大量制造,将变得很便宜。但是目前以基因工程开发培育基因转殖绵羊的过程,仍是很费时费钱的。
基因转殖的细菌用处也很大,如改造细菌可以消化垃圾废纸,而这些细菌又可成为一种
蛋白质的营养来源。基因转殖的细菌可带有人类基因,以生产医疗用的胰岛素及生长激素等。
其实基因工程在农业上的应用,在某些方面而言并不稀奇。自古以来,人们即努力而有计划地进行育种,譬如一个新种小麦,乃是经过上千代重复杂交育成的。目前的小麦含有许
多源自野生黑麦的基因。农人早在基因工程技术发明以前,就知道将基因由一种生物转移至另一生物。传统的育种也可大量提高产量。但是传统的育种过程缓慢,结果常常难以预料。基因工程可选择特定基因送入生物体内,大大提高育种效率,更可把基因送入分类上相差很远的生物,这是传统的育种做不到的。不久,在美国即将有基因工程培育出来的西红柿要上市了。这种西红柿含有反意基因(antisense gene),能使西红柿成熟时不会变软易烂。
基因工程也生产抗病抗虫作物,使作物本身制造出“杀虫剂”。如此农夫就不需费力喷洒农药,使我们有健康的生活环境。也可培育出抗旱耐盐作物以适合生长在恶劣的环境下,如此可克服第三世界的粮食短缺问题。但是,会产生“杀虫剂”的作物,也可能对大环境有害,它们或许会杀死不可预期的益虫,影响昆虫生态的平衡。在高盐的沼泽地种植基因工程育成的作物,可能会干扰了生态系统。假如热带作物改造得可以于温带地区生长,可能会严重伤害开发中国家的经济,因为农作物水果的输出是他们的主要收入。最近更逐渐发现危害作物的害虫,已经慢慢地演化,以抵抗基因转殖作物所产生的「杀虫剂」了。基因工程培育的鱼,也引起一连串的问题。目前已送两个基因到鲤鱼中,一是生长激素,一是抗冻蛋白(antifreeze protein)。若有人不小心或刻意地把这些鱼放入自然环境的河、湖中,将会严重影响自然界的鱼群生态。
五.基因转殖动物——爱护动物人士的关切
基因转殖动物对于生物医学研究,真是一大恩赐。科学家现在可将基因送入实验室的老鼠,以研究基因的表达调控功能。也可以把实验动物的某个基因刻意破坏,培育出患有类似人类遗传疾病的动物,以利治疗方法的探讨。美国一家公司已经培育出一种基因转殖老鼠,它在数个月大时会长出癌瘤,此项发明正在申请专利。但是爱护动物人士已表示严重关切,他们认为应该限制基因工程技术如此折磨虐待实验动物。
(注:基因工程的应用并不只有以上部分,我只对以上部分发表个人观点。)
【结语】
不久的将来,基因工程技术仍只限于转殖少数的基因,如此培育出来的生物仍将是我们熟悉的生物。但是有很多疾病及生物特征是由多数基因决定的,而且基因常常不是独立行使功能,它们会受环境的影响。譬如一组基因会造成某人罹患气喘,但症状受生活的环境影响很大。一个人罹患糖尿病的机率,也与环境因子(饮食条件)息息相关。一个天才钢琴家的音乐天赋包括听力及灵敏的双手巧妙地配合,这跟他的遗传基因、童年音乐的启发、生活环境等都有关连。所以我们在还未了解基因与环境因子的互动关系前,还不能奢望创造出具有超高智商的人,或是利用基因筛检法筛选出具有特殊天赋的孩子。
21世纪是基因工程技术蓬勃发展的时代,基因工程的兴起是生物革命的必然结果,尽管基因工程的隐忧及争论众说纷纭,但其给人带来的好处是显而易见的。希望随着生物界的不断发展,使基因工程的安全性得到保证,让人们在生活的各个方面都能感受基因工程给人类带来的利益。
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