生命科學若干領(lǐng)域進展-高中生物穎韜工作室

1、生命科學若干領(lǐng)域研究進展,劉廣發(fā)廈大生命科學學院 教授教育部中小學教材審定委員liugfls@xmu.edu.cn,2,主要內(nèi)容：,人類的起源與發(fā)展： 轉(zhuǎn)基因生物及其爭論； 21世紀生物質(zhì)能源； 基因敲除與基因治療； 人類基因組計劃和性染色體； 生命起源和人造細胞；,3,人類起源與發(fā)展,4,4700萬年前人與猿猴類的共同祖先,考古學家在德國挖掘出一個0.47億年前類似狐猴的骨骼化石，可能是現(xiàn)今猿類、猴類和我們?nèi)祟惖墓餐?/p>

2、先。,5,靈長類進化,0.45億年前，靈長類中分化出猿類和猴類。猿類身體趨于直立，手腳分工漸趨明朗，手臂靈活，尾巴隱短；0.16億年前，猿類中出現(xiàn)類人猿和猿人兩大分支，分別為現(xiàn)代類人猿和人類的祖先。,6,猿科與人科動物進化概圖,7,靈長類的進化,哺乳綱的一目，社會性動物。大腦發(fā)達，眼眶朝前；手和腳的趾（指）分開，大拇指靈活，多數(shù)能與其他趾（指）對握。包括原猴亞目和猿猴亞目。猿猴亞目顏面似人，大都具頰囊和臀胼胝；前肢大都長于后肢，有尾

3、或無尾。,8,大猩猩、長臂猿、猩猩和黑猩猩,,9,人和3種猩猩若干特征比較,10,人類起源各說,上帝創(chuàng)世說；恩格斯：勞動創(chuàng)造了人本身；裂谷進化說：氣候變化，森林退化，猿類下地直立行走，逐漸變成人；? ? ? ? ? ?,11,是否存在大突變？,大突變是可能的：染色體重復；染色體易位；染色體加倍；大突變的幾率是很低的；大突變產(chǎn)生的“有希望的怪物”（hopeful moster）是可能留下后代的；,12,人與黑猩猩染色體比較

4、,,2號染色體突變在人類起源中的可能作用,紅色豎線代表經(jīng)突變產(chǎn)生的人2號染色體,近親通婚,近親通婚,人類起源于大突變并經(jīng)長期自然選擇,14,人與黑猩猩,人類和黑猩猩之間DNA的差異僅1.3％，肝臟和血液上都沒有差異。唯獨我們的大腦容量是黑猩猩的5.5倍；人類一定得吃青菜等食物，因為我們在進化過程中丟失了合成維生素C的基因。,15,人和黑猩猩基因功能區(qū)域差異只有0.75%,國家人類基因組南方研究中心黃薇等研究人員完成了人類21號染色體和

5、黑猩猩22號染色體已知的127個基因的基因序列差異的比較研究，發(fā)現(xiàn)人和黑猩猩基因的功能區(qū)域差異只有0.75％；通過人、黑猩猩、大猩猩、長臂猿和獼猴的DNA測序所展示的系統(tǒng)進化樹，再一次證明了黑猩猩具有和人類最近的親緣關(guān)系。人類和黑猩猩的分歧時間是493萬年，而和大猩猩的分歧時間是726萬年。,16,人類是什么？,兩足行走，無毛(古希臘，柏拉圖)；能制造工具(身外之物）：尼安德特人，10萬年前；北京猿人，50萬年前；坦桑尼亞奧都

6、威猿人，175~250萬年前；,17,黑猩猩能夠制造工具,20世紀60年代，英國女中學畢業(yè)生珍妮·古道爾，有志于研究古人類，在路易斯·利基資助、指導下到了非洲坦桑尼亞，住到密林當中，觀察黑猩猩的生活。她發(fā)現(xiàn)，黑猩猩能制造工具：把草桿枝杈去掉，用直草桿插到螞蟻窩里釣螞蟻吃。,18,直立行走是人類進化的重要特征之一,根據(jù)自身特征進行判斷,19,從猿到人身體結(jié)構(gòu)的改變,骨骼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變——直立行走是關(guān)鍵；腦量增加顯著

7、；體毛退化；,20,從猿到人行為特征的改變,前后肢分工及直立行走；工具使用與制造；食性演變：素食變雜食，生食變熟食；生殖的進化；智力進化；語言產(chǎn)生和發(fā)展；,21,Michel brunt et al.2002年在《Nature》宣布，在中非的乍得德乍臘沙漠發(fā)現(xiàn)680萬年前的早期人類(人科動物)頭顱化石Toumai(沙赫人),22,Toumai復原圖,nature, 2005.4.7,The team that found

8、 Toumai considered it to be a hominid on our side of the chimp-humandivide.,23,Ardipithecus ramidus（阿爾迪，始祖種地猿）,在埃塞俄比亞發(fā)現(xiàn)的440萬年前的人科動物（人類遠古祖先）部分骨骼化石,女性，身高約1.2m,體重約50 kg；具有與猿類似的頭部和腳趾，很容易在樹叢間攀爬，不過其手掌、手腕以及骨盆表明，她可以用兩只腳直立行走 ；

9、《Science》,2009,10.2,24,阿爾迪復原圖,阿爾迪的發(fā)現(xiàn)是來自9個國家有著不同專長的47名科學家為期15年的艱苦卓絕且高度協(xié)作的研究成果，該發(fā)現(xiàn)榮登2009年《Science》雜志十大最重要科學突破的榜首。,25,1978年在坦桑尼亞發(fā)現(xiàn)的360萬年前的猿人腳印,26,一對猿人,27,平臉人——我們的祖先？,考古人員2001年3月宣布，在肯尼亞圖爾卡納湖附近發(fā)掘出一塊生活在350萬年前的男性類人猿頭骨，取名為“來自肯尼

10、亞的平臉人”，鼻子和下巴沒露西突出，更像現(xiàn)代人。,28,330萬歲的最“老”小孩,2000年12月在埃塞俄比亞發(fā)現(xiàn)的3歲幼女完整的頭蓋骨、下顎、軀干、脊椎、四肢和左腳，被命名為“塞拉姆”（意為“和平”），2006年9月20日公布。她已直立行走，但肩膀和胳膊更接近猿人，大腦發(fā)育相對較慢，與人類接近。用來支撐咽喉和舌頭肌肉的舌骨也被保存下來，舌骨更接近類人猿，對探索人類語言發(fā)音的起源有重要意義。,29,1974年約翰遜發(fā)現(xiàn)了320萬年前的“

11、露西”化石,30,“露西”發(fā)現(xiàn)地：埃塞俄比亞哈達地區(qū),31,,“露西”骨骼及其還原圖,32,露西與人,33,能人：早期猿人 人屬的第一個早期成員，可能從南方古猿演變而來。生活在300~150萬年前。直立行走。腦容量逐漸增大，平均656 mL。牙齒縮小，穴居，使用石器。,人屬的發(fā)展,34,距今200萬年～175萬年前的能人,35,生活在約180~20萬年前。其腦容量850~1060 mL，齒弓呈拋物線型。能制各式石器，能控制用火，洞

12、穴生活，可能食人，群婚制;,2. 直立人：晚期猿人,36,周口店北京猿人遺址（20世紀20～40年代）,37,北京猿人頭蓋骨,北京周口店的北京直立人復原像,38,發(fā)現(xiàn)第一塊北京猿人頭蓋骨的地點,39,周口店第15號猿人洞,40,山頂洞猿人遺址,41,山頂洞猿人遺址,42,3.早期智人,馬壩人頭骨,尼安德特人,生活在約20~5萬年前，舊石器時代中期，腦容量1175-1400 mL，能制較好石器，能人工取火，狩獵巨獸，母系氏族。,43,4.

13、晚期智人（新人）,生活在約5-1萬年前，舊石器時代晚期。腦容量與現(xiàn)代人無異，可制精細石器及骨器，能營造簡單住所，出現(xiàn)初步的文化，父系氏族。在各地發(fā)現(xiàn)的化石智人身上已有明顯的人種分化。,44,晚期智人,克羅馬儂人—現(xiàn)代白種人的祖先,柳江人頭骨（發(fā)現(xiàn)于廣西柳江縣）,45,在印尼發(fā)現(xiàn)的1.8萬年前的“弗洛勒斯人”,身高僅1m，頭只有小柚子大，大腦僅為現(xiàn)代人的1/4。,46,印尼Flores(弗洛勒斯)島發(fā)現(xiàn)直立人,僅僅在18000年前還生活

14、在印尼Flores島上；在距今不遠的過去，人類的多樣性要比以前想像的大得多；她已完全成年，但卻只有1m高，頭骨只有一顆小柚子那么大。是人類已知的10個物種當中形體最小的一種； Flores島上的遺骨可能代表著在過去幾萬年間的某個時候與其他人群分離后的直立人的一個人群的后代。,47,人屬演化示意圖（改自Nature，2004）,48,5.現(xiàn)代人,1萬年前至今，在體質(zhì)方面與我們已經(jīng)沒區(qū)別。社會、文化、科技、經(jīng)濟、生產(chǎn)力不斷發(fā)展。,4

15、9,現(xiàn)代人起源的兩種學說,有些學者根據(jù)在非洲東部、南部和我國都發(fā)現(xiàn)較多的古人類化石的事實提出，上述兩地是人類起源的兩個中心。多數(shù)人類學家贊成一元論，即非洲起源說，主張人類最早起源于非洲南部和東部，以后逐漸遷移到其它大陸。,50,非洲起源——“走出非洲”說,威爾遜等人從20世紀80年代開始分析了非洲、亞洲、歐洲、中東、新幾內(nèi)亞和澳洲胎盤細胞內(nèi)的線粒體DNA ，發(fā)現(xiàn)有些線粒體DNA序列互相接近，有些則差別較大。根據(jù)這些差異作出人類系統(tǒng)樹，

16、可見樹的根部在非洲。根據(jù)已知線粒體DNA突變速度，計算出大約20萬年前的一位非洲女性是現(xiàn)今全世界人的祖先（夏娃），她的后裔陸續(xù)離開非洲家鄉(xiāng)，分散到世界各地。當?shù)氐耐林用?，或者被取代，或者被冰川嚴寒全部自然消滅。夏娃的后裔來到中國的時間，大約是在5～6萬年前。,51,基因研究證實人類祖先源自非洲,斯坦福大學邁爾斯(Richard  M.  Myers)領(lǐng)導該校研究團隊，采集51個人口族群、93

17、8人的DNA樣本，分析65萬個DNA后發(fā)現(xiàn)，一群外出探險的人類老祖先自現(xiàn)今埃塞俄比亞地區(qū)出發(fā)，一路來到北非、中東、歐洲、南亞及中亞、澳洲、東亞和美洲等地。古代的雅庫特人可能在1.2萬至3萬年前，經(jīng)由白令海(當時為陸地)陸橋到達美洲，經(jīng)由基因演化，衍生出中美洲的馬雅人、巴西的蘇律人和卡里提亞納人。,52,人類祖先走出非洲,53,人類起源：兩次走出非洲？,54,人類祖先可能沿印度洋海岸線“走出非洲”,兩個獨立的研究小組通過對人類線粒體D

18、NA的研究發(fā)現(xiàn)（2005），現(xiàn)代人類的祖先最早可能沿著印度洋海岸線“走出非洲”，進而移居到全世界；人類祖先約在6.6萬年前到達印度，6.3萬年前到達澳大利亞，其遷徙的速度達到每年４km。,55,中國人群起源于非洲,中國科學院昆明動物研究所2010-08-22宣布，該所孔慶鵬研究員與張亞平院士課題組收集分析了采自84個中國人群6000余份樣本的線粒體DNA序列（母系遺傳），結(jié)果顯示迄今甄別出來的線粒體DNA事實上均源自非洲起源的智人建群

19、類型，沒有發(fā)現(xiàn)可能追溯至遠古人類的母系遺傳組份。,56,中國人祖先遷移圖,57,南亞先民進入中國,南亞先民從2個入口進入中國，一個在云南，一個是珠江流域。以后分化為3條主要路線。其中一支沿著云貴高原西側(cè)向北跋涉，在距今1萬年前的時候到達了河套地區(qū)，黃河中上游盆地。他們也就是漢族與藏族人的共同祖先。另一支南亞先民朝東南方向遷徙，繞過老撾的崇山峻嶺，距今1萬多年前，這一支黃種人從越南、廣西方向進入中國，沿著海岸線往東北走，形成了百越民族。

20、,58,澳大利亞土著民源于非洲,澳大利亞土著居民寬鼻子、厚嘴唇、深色的眼睛、棕色的皮膚、波浪形的頭發(fā)。與非洲黑人非常相似；科學家推測，5萬年前的冰河期，澳大利亞和新幾內(nèi)亞之間連接著狹窄的陸橋，早期的智人可能穿越該陸橋到達澳大利亞定居下來。直到8000年前該陸橋才被海洋淹沒；劍橋大學和安格利亞魯斯金大學的研究人員分析了澳大利亞土著居民和新幾內(nèi)亞的美拉尼西亞人的線粒體DNA（母系）和Y染色體DNA（父系），然后比較各種不同的DNA譜系。

21、結(jié)果顯示，澳大利亞土著居民具有四個DNA分支，而這四個DNA分支的祖先都是距今7萬年前至5萬年前的非洲智人。,59,亞洲/大洋洲,60,多地區(qū)進化說——“人種雜交”學說,以美國密執(zhí)安大學沃爾波夫(Milford H. Wolpoff)，中國的吳新智院士為代表。,歐洲的白種人是由當?shù)氐目肆_馬儂人逐漸演變來的，亞洲黃種人則由當?shù)卦缙谥侨耍ㄔ颇显\人）和北京人、爪哇人等演變而來。他們提出了一些化石證據(jù)，指出不同地區(qū)的最早人類種群與現(xiàn)代人之間

22、的骨骼特征的連續(xù)性。,61,中國人的起源—— 一種學說,在中國目前發(fā)現(xiàn)的古人類化石，有200多萬年前的巫山人、湖北建始人、170多萬年前的元謀人、115萬年前的藍田人、50萬年前的北京人、35萬年前的南京人、30萬年前的和縣人、十幾萬年前的長陽智人、2萬多年前山頂洞人等古人類遺跡。時間跨度從200萬年到1萬多年的化石證據(jù)都沒有間斷過，從原始人類到現(xiàn)代人類的演化進展是連續(xù)的，以此證明，中國人是自己演化而來的，與“非洲人”無關(guān)。,62,“元

23、謀人”是中國人類祖先,2005年5月在發(fā)現(xiàn)“元謀人”化石40周年之際在云南元謀縣舉行的“元謀人”文化國際學術(shù)研討會上，中國科學院院士吳新智認為，分子生物學家的許多說法，很多與中國出土的人類化石、舊石器和古環(huán)境的研究成果不相符合；“元謀人”是中國人類祖先的證據(jù)更有說服力。,63,利用頭虱追蹤人類起源,研究人員從公元1000年左右秘魯南部沿海沙漠出土的兩具木乃伊上分別收集到400～500只的頭虱，經(jīng)基因測試、與現(xiàn)代世界各地人類身上發(fā)現(xiàn)的虱

24、子的DNA序列比對顯示，它們的序列幾乎完全相同，意味著人類原來聚居于同一地區(qū)（非洲），頭虱伴隨著人類移居到世界各角落。,64,利用體虱研究人類何時著衣,超過330萬年前，虱子從大猩猩身上傳到人體上。由于人類祖先的體毛越來越少。到了生物學意義上的“現(xiàn)代人”的階段，虱子經(jīng)突變和隔離演化出頭虱和陰虱兩個物種；體虱如何出現(xiàn)？科學家檢測了頭虱和體虱的線粒體DNA和核DNA，認為人類穿衣服已經(jīng)超過19萬年。,65,利用幽門螺旋桿菌揭示人類遷徙史

25、,美國貝勒醫(yī)科大學消化器官內(nèi)科助教山岡吉生和他所在的國際研究小組，通過收集比對各地土著人胃內(nèi)的幽門螺桿菌DNA，證明人類曾在約5.8萬年前從東非向全球擴散；2009年他們通過同樣的方法證明，在冰河期（3.7萬至3.1萬年前）由于眾多島嶼與陸地相連的，部分人類從亞洲遷移至澳大利亞和巴布亞新幾內(nèi)亞，并在當?shù)囟ň?；研究還證實，部分人類在5000年前從臺灣向東跨海遷移到菲律賓等地，甚至還有人到達了約9000公里外的新西蘭；日本人和韓國人的

26、幽門螺旋桿菌種類相同，有望查明日本人的具體起源。,66,蒙古人種 （黃色人種）膚淡黃白發(fā)黑直體毛胡須少眼（虹彩）褐色面部突出大唇中等厚,根據(jù)體質(zhì)特征：身高、膚色、發(fā)色、發(fā)形、頭型、唇厚和鼻高等特征將人類劃分成四大人種。,四大人種,67,東亞支系：包括中國人、朝鮮人、日本人、蒙古人等；南亞支系：包括越人、芒人、儂人、摩伊人、岱人、高棉人緬人等；南島馬來支系：包括馬來人、塞諾人、巴厘人、爪哇人馬都拉人等；北極—西伯利亞支

27、系：包括因紐特人（愛斯基摩人）、阿留申人、吉爾吉斯人、哈薩克人等；美洲支系：包括印第安人、易洛魁人、瑪雅人、印加人、火地人等,黃色人種,68,炎黃子孫的標記,上門牙鏟形門齒臀（背）部青斑眼內(nèi)角眥褶小腳趾趾甲開裂,69,臀部青斑,70,眼內(nèi)角眥褶（蒙古褶）,71,小腳趾趾甲開裂,72,人類會形成4個物種嗎？,地理隔離阻礙世界各地人群基因間交流。由于地理隔離、突變及自然選擇的共同作用，已經(jīng)使人類分化成四大人種。根據(jù)現(xiàn)代綜合進化論，如

28、果這種趨勢繼續(xù)下去，各人種將一步步走向更深刻的分化，乃至出現(xiàn)生殖隔離，各人種可能演化成不同的物種嗎？在政治和經(jīng)濟利益的驅(qū)動下，獨裁者和侵略者完全喪失了人性。因此從社會和文化這些人類特有的屬性來分析，參照人類現(xiàn)已分化成四個人種的歷史事實，人類再進一步形成新物種的可能性是存在的。,73,過分特化的人類潛伏危機,不少生物在它們出現(xiàn)的早期階段往往體型較小，身體構(gòu)造與功能的特化程度較低，能夠適應千變?nèi)f化的環(huán)境，生存了下來。以后體型漸趨增大，某些

29、方面的機能趨于特化。一旦環(huán)境出現(xiàn)急劇的變更，它們特化了的身軀往往跟不上這種變動，可能面臨著被淘汰的危險；體格大型化和機能特異化是生物繁盛的標志，同時也是它們衰退的起點。在生物進化史中，許多不可一世的龐然大物都無一幸免地消聲匿跡了；全人類至今都還在有意或無意地加快自身特化的步伐。雖然人類的社會性可以在一定程度上減輕人類特化性產(chǎn)生的嚴重弊端，但是危機的確潛伏在我們身邊。,74,人類的生物學進化與社會進化,人類在體質(zhì)上還在繼續(xù)進化：大腦

30、皮質(zhì)日益發(fā)達；體高持續(xù)增長；壽命逐漸延長；智齒悄悄退化；腳趾，尤其是小腳趾已經(jīng)明顯萎縮；闌尾可能消失；運動系統(tǒng)（肌肉及骨骼）功能一直走下坡路；對環(huán)境的反應能力（御寒、耐熱及免疫功能等)日趨減退；可見，自然選擇仍然在“審視”一切，包括人類在內(nèi)。人類在不斷地改造環(huán)境，而被改造過的環(huán)境又成了自然界的一個組成部分，反過來對人類的體質(zhì)特征進行選擇。如此往復循環(huán)，促使人類向更高的境界不斷進化。,75,自然選擇與社會選擇,危重病人是否

31、還要搶救？人類有必要追求長壽嗎？弱勢群體有沒有必要給予關(guān)懷？先天殘疾人能不能結(jié)婚？富人/成功人士能否多生育？,76,小結(jié)：,人類的誕生是經(jīng)過系列隨機基因突變、染色體重組、遺傳漂變、地理隔離、生理生態(tài)隔離、生殖隔離以及長期自然選擇、適者生存的結(jié)果；4大人種的產(chǎn)生是經(jīng)過系列隨機基因突變、遺傳漂變、地理隔離以及長期自然選擇，適者生存的結(jié)果；,77,轉(zhuǎn)基因生物及爭論,78,你吃過轉(zhuǎn)基因食物嗎？,79,培育轉(zhuǎn)基因生物過程,80,植物轉(zhuǎn)基

32、因方法,農(nóng)桿菌法；基因槍法；花粉管通道法：1983年由中國科學家周光宇發(fā)現(xiàn)。,81,基因槍,通過高壓驅(qū)動外包有DNA (基因)的金或鎢微粒，使其穿透細胞膜(壁)進入細胞中。,82,手提式基因槍,,物,83,轉(zhuǎn)基因植物大事記,首例轉(zhuǎn)基因作物（煙草）問世,延長番茄保鮮期基因序列獲得專利權(quán),,首例轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米問世,84,普茲泰事件,1998年8月10日，英國生物學家阿曼德·普茲泰（Armand Putztai）在接受電視臺采

33、訪時稱，他用轉(zhuǎn)基因土豆喂大鼠后發(fā)現(xiàn)，大鼠體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)受到了破壞。此言一出引起了國際轟動。綠色和平組織等環(huán)保組織把這種轉(zhuǎn)基因土豆說成是“殺手”。1999年5月英國皇家學會組織專家對該實驗展開同行評審。評審報告指出普斯泰的實驗包含6方面的失誤和缺陷：不能確定轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的化學成分有差異；對食用轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的大鼠，未補充蛋白質(zhì)以防止饑餓；供實驗用的動物數(shù)量少，飼喂幾種不同的食物，且都不是大鼠的標準食物，欠缺統(tǒng)

34、計學意義；實驗設(shè)計差，未作雙盲測定；統(tǒng)計方法不當；實驗結(jié)果無一致性。,85,帝王蝶事件（1）,1999年5月20日美國康乃爾大學教授洛希（Losey）在《Nature》雜志上報道，帝王蝶幼蟲吃了沾有轉(zhuǎn)Bt基因的玉米花粉的牛奶草（馬利筋）葉子，發(fā)現(xiàn)這些幼蟲生長緩慢，死亡率高達44%。這則消息立即引起軒然大波，各種評論洶涌而來。,86,帝王蝶事件（2）,不久之后，美國環(huán)境保護局（EPA）組織昆蟲專家對帝王蝶問題展開專題研究。認為轉(zhuǎn)基因抗

35、蟲玉米花粉在田間對帝王蝶并無威脅：玉米花粉大而重，因此擴散不遠。在田間，距玉米田5米遠的馬利筋雜草上，每平方厘米草葉上只發(fā)現(xiàn)有一粒玉米花粉；帝王蝶幼蟲通常不吃玉米花粉；在所調(diào)查的美國中西部田間，轉(zhuǎn)抗蟲基因玉米地占總玉米地面積的25%，但田間帝王蝶數(shù)量卻很大；美國環(huán)保局在另一項報告中指出，評價轉(zhuǎn)基因作物對非靶標昆蟲的影響，應以野外實驗為準，不能僅僅依靠實驗室數(shù)據(jù)。,87,中國抗蟲棉事件,2003年，南京環(huán)境科學研究所與綠色和平組織

36、在北京發(fā)表 “轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉環(huán)境影響研究綜合報告”，認為： 棉鈴蟲寄生性天敵-寄生蜂的種群數(shù)量大大減少； 棉蚜、紅蜘蛛、盲蝽象、甜菜夜蛾等次要害蟲上升為主要害蟲； Bt棉田中昆蟲群落的穩(wěn)定性低，害蟲爆發(fā)的可能性高； 室內(nèi)觀察和田間監(jiān)測都表明，棉鈴蟲對Bt棉可產(chǎn)生抗性； Bt棉在后期對棉鈴蟲的抗性降低，棉農(nóng)還是要噴2-3次農(nóng)藥；,棉鈴蟲少了，導致寄生蜂數(shù)量減少，屬正?，F(xiàn)象；抗蟲棉不是“無蟲棉”， Bt基因主要是針對鱗翅目的某

37、些害蟲，并不殺死所有害蟲，只要適當噴灑一般農(nóng)藥，即可控制這些害蟲；抗蟲棉棉田中的節(jié)肢動物多樣性比普通棉田中有所增加； 室內(nèi)經(jīng)多代人工選擇，棉鈴蟲對Bt棉的抗性提高，但經(jīng)我國五大棉區(qū)23個點的田間監(jiān)測，尚未發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲已經(jīng)對Bt棉產(chǎn)生抗性； 如果不種Bt棉，噴藥次數(shù)高達15-20次；,88,轉(zhuǎn)基因食品：紅燈還是綠燈？,1999年，法國農(nóng)民若澤·博韋開著拖拉機搗毀了兩片土地上的轉(zhuǎn)基因作物；2000年，綠色和平組織在雅典一家豆

38、類加工廠上懸掛標語，上書“基因危險”；2006年，中國工程院 “中國食品安全問題論壇”上，專家指出，目前沒有證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因食品危害健康；2007年，植保(中國)轉(zhuǎn)基因作物研討會上，專家指出，批準上市的轉(zhuǎn)基因食品是安全的；2007年，綠色和平組織向歐盟委員會遞交萬人請愿書，要求歐盟實施轉(zhuǎn)基因標簽；,89,反對轉(zhuǎn)基因食品（1）,90,反對轉(zhuǎn)基因食品（2）,91,支持轉(zhuǎn)基因食品（1）,92,支持轉(zhuǎn)基因食品（2）,93,必需標識轉(zhuǎn)基因食

39、品,得到經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）、世界衛(wèi)生組織（WHO）以及多個國家認同的轉(zhuǎn)基因食物安全性評估原則是：實質(zhì)等同原則、預防為主原則、個案評估原則、風險效益平衡原則和逐步完善原則。轉(zhuǎn)基因食品到底能吃不能吃？轉(zhuǎn)基因食品對人體到底有沒有危害？目前比較客觀的評價是，轉(zhuǎn)基因食品對人類健康、生態(tài)環(huán)境的潛在危害具有“不確定性”。因此，已有多個歐洲國家、日本、俄羅斯等國家通過了法令，強制要求基因改造食物必須標識，讓消費者

40、有知情權(quán)與選擇權(quán)。,94,“蟲都不吃的，人還能吃嗎？”,蘇云金芽孢桿菌（Bt）的芽孢中含有一種內(nèi)毒素蛋白質(zhì)。昆蟲吃了Bt的芽孢后，該蛋白在昆蟲的腸道中溶解，并經(jīng)腸道中的蛋白酶加工，被激活變成了有毒性的蛋白毒素，后者再與該蟲腸道細胞表面上的受體結(jié)合，使腸道穿孔。昆蟲不再進食，1~3天后餓死；把編碼內(nèi)毒素的基因克隆后轉(zhuǎn)入作物細胞中，轉(zhuǎn)基因作物也能在胞內(nèi)合成內(nèi)毒素,害蟲吃了轉(zhuǎn)基因作物的葉子后，也吃進了內(nèi)毒素，同樣會被毒死；Bt毒蛋白的作用

41、對象高度專一，其他動物，包括人腸道中沒有所需的蛋白酶，腸道細胞表面也缺失毒素蛋白的特異受體。因此動物和人不存在中毒的可能性；內(nèi)毒素蛋白在60℃的水中煮1min就失去活性。,95,嚴格的動物試驗原則,任何轉(zhuǎn)基因食品進入市場前都已經(jīng)通過了嚴格的動物試驗觀察。進行動物試驗時都必須嚴格遵循試驗原則，例如實驗動物必須符合相應標準，必須有足夠大的群體，并嚴格采用生物統(tǒng)計學方法，以科學求證轉(zhuǎn)基因食品的安全性數(shù)據(jù)；從科學家反反復復的嚴謹考證，到政府

42、部門的嚴格監(jiān)管，對于轉(zhuǎn)基因食品的準入十分苛刻；截至目前，沒有發(fā)現(xiàn)一種批準的轉(zhuǎn)基因食品有可能對人體健康具有潛在的危害。世界很多國家的科學家經(jīng)大量研究證實，轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)的食品同樣安全。,96,基因食品的安全性評價,任何轉(zhuǎn)基因食品的安全性論證都是極其嚴格的。這種論證都是在政府部門或指定的權(quán)威檢驗機構(gòu)進行的；轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價最主要的內(nèi)容包括：外源基因表達產(chǎn)物的營養(yǎng)學評價：如由于外源基因插入影響下游基因轉(zhuǎn)錄而導致的食品新成分的出現(xiàn)

43、，或已有成分含量減少乃至消失等；毒理學評價：如免疫毒性、神經(jīng)毒性、致癌性、繁殖毒性以及是否過敏等；外源基因水平轉(zhuǎn)移而引發(fā)的不良后果：如標記基因轉(zhuǎn)移到胃腸道微生物導致它們抗藥性提高，或抗除草劑基因通過花粉漂移到雜草使其獲得抗除草劑特性等。,97,食物安全準則：實質(zhì)等同性原則,世界糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織（2005）公布的一項聯(lián)合研究結(jié)果認為，目前國際上檢測轉(zhuǎn)基因食品安全性的手段基本令人滿意。美國、比利時和加拿大等國也有研究報告指出，至今

44、并未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品對人體健康構(gòu)成任何危脅；現(xiàn)在多數(shù)國家遵循的食物安全準則是實質(zhì)等同性原則：即通過對轉(zhuǎn)基因食品各種主要營養(yǎng)物質(zhì)成分、毒性物質(zhì)以及過敏性成分等物質(zhì)的種類與含量進行分析,如果轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品具有實質(zhì)等同性,則可以認為是安全的；簡言之，一旦我們不能證明它的危害，就可以認為它是安全的。要求食品“零危險”是不現(xiàn)實和不科學的。人類從沒有對食品提出過這樣的要求。,98,吃轉(zhuǎn)基因食品更安全,抗蟲轉(zhuǎn)基因作物不用或少用農(nóng)藥，

45、可減少或消除農(nóng)藥對食品的污染；抗病轉(zhuǎn)基因作物能抵抗病菌的感染，減少了食物中病菌毒素的含量；5歲以下幼兒和某些成年人會對大豆過敏，用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使編碼這些蛋白質(zhì)的基因失去功能，就能培育出不過敏的大豆；傳統(tǒng)的育種技術(shù)（雜交、輻射或藥物誘變）無法控制某個基因在哪里表達和如何表達，難以檢測其產(chǎn)物對環(huán)境的影響，同時改變了許多基因，并可能培育出有害健康的性狀；轉(zhuǎn)基因技術(shù)只轉(zhuǎn)入一個或少數(shù)幾個已知功能的基因，可以準確地控制基因的表達，容易檢測產(chǎn)物

46、對環(huán)境的影響。,99,轉(zhuǎn)Bt毒蛋白基因棉花的抗蟲效果,100,轉(zhuǎn)Bt基因的抗蟲棉與抗蟲馬鈴薯,101,轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻,102,轉(zhuǎn)基因水稻“身手不凡” （2005.4）,中科院地理科學與資源研究所黃季焜主任等在《Science》報道，種植轉(zhuǎn)基因水稻的農(nóng)戶每季使用農(nóng)藥不到1次，每公頃農(nóng)藥使用量是普通稻田的八分之一到十分之一；而種植普通水稻的農(nóng)戶平均每季使用農(nóng)藥3.7次；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻有效地防治了螟蟲的危害，產(chǎn)量比非轉(zhuǎn)基因水稻高出6~9%

47、； 種植轉(zhuǎn)基因水稻的農(nóng)戶沒有一例因打農(nóng)藥而中毒，種植非轉(zhuǎn)基因水稻的農(nóng)戶中，有3~8.3%的農(nóng)戶因打農(nóng)藥而中毒。,103,轉(zhuǎn)Bt基因的抗蟲油菜,,104,轉(zhuǎn)Bt基因的抗蟲玉米,105,轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米單產(chǎn)提高34~37%（2005.4）,由亞洲玉米螟帶來的經(jīng)濟損失高達4.3 ~30%；菲律賓商業(yè)種植1萬公頃轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米，單位面積產(chǎn)量提高了34~37%，每公頃可增加收益10132比索（人民幣1489元），同時減少60%的殺蟲劑支出；種

48、植轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的綜合經(jīng)濟效益比種植一般玉米提高約25%；,106,再選擇一次，還是會選擇轉(zhuǎn)基因棉花,上世紀90年代，三天打兩次農(nóng)藥，棉鈴蟲不死；將它們浸泡在農(nóng)藥溶液里，依然生命力旺盛。棉農(nóng)們的主要工作就是抓棉鈴蟲，據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學院的統(tǒng)計，Bt棉花推廣7年以后，減少農(nóng)藥使用量65萬噸，農(nóng)田環(huán)境污染指數(shù)降低21%。降低了農(nóng)藥、人工成本，減少了農(nóng)藥中毒的幾率。國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會主任吳孔明等在 Science雜志發(fā)表《Bt棉花種植

49、對盲蝽蟓種群區(qū)域性災變影響機制》的論文。研究表明，Bt棉花大面積種植有效遏止了棉鈴蟲，化學農(nóng)藥使用量顯著降低，卻給盲蝽蟓的種群增長提供了溫床，致其暴發(fā)成災，形成了一種新的生態(tài)平衡。綜合治理盲蝽蟓的辦法，包括噴灑農(nóng)藥、生態(tài)防治，建立田間“避難所”(種少量深受盲蝽蟓喜愛的綠豆誘殺)。轉(zhuǎn)基因抗盲蝽蟓棉花依然是科學家們努力的方向。,107,培育轉(zhuǎn)基因作物的三階段,第一階段：培育抗逆、抗病新品種；第二階段：提高作物的品質(zhì)和營養(yǎng)；第三階段：開

50、發(fā)治療性和功能性的食品。我國目前發(fā)展到第一階段，正在研發(fā)第二階段的作物，第三階段是未來的設(shè)想。,108,轉(zhuǎn)基因作物,自從1994年美國第一例轉(zhuǎn)基因番茄被批準商業(yè)化以來，國外批準商業(yè)化應用的各類轉(zhuǎn)基因作物100余種，僅美國和加拿大就超過50種；我國已批準了5例兩種轉(zhuǎn)基因食品作物的商品化生產(chǎn)，分別是耐貯藏番茄和抗病甜椒與番茄。,109,美國轉(zhuǎn)基因作物種植狀況,110,美國轉(zhuǎn)基因作物比例持續(xù)上升,據(jù)美國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的評估報告顯示，美國農(nóng)戶將

51、繼續(xù)提高轉(zhuǎn)基因玉米、大豆和棉花播種面積：2007年美國種植的玉米有73%為轉(zhuǎn)基因品種，遠遠高于2006年的61%以及2005年的52%；2007年播種的大豆中，大約91%為轉(zhuǎn)基因品種，2006年這一比例為89%，2005年為87%；2007年約87%的棉花是轉(zhuǎn)基因品種，高于2006年的83%以及2005年的79%。,111,美批準大規(guī)模種植轉(zhuǎn)基因水稻(2007.3),美國加州的文特里亞生物科學公司目前已得到美國農(nóng)業(yè)部的初步許可，將

52、在堪薩斯州3000英畝（約1215公頃）的土地上種植轉(zhuǎn)基因水稻。這種稻米中含有人類乳汁和唾液中的蛋白質(zhì)，可治療小兒腹瀉。該公司計劃從收獲的稻米中提取蛋白質(zhì)，將這些蛋白質(zhì)加入到飲料、甜品以及酸奶中。這是含人類基因的稻米首次在美國被批準進行商業(yè)性生產(chǎn)。,112,審慎的歐盟,歐盟委員會長期以來對轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物持審慎態(tài)度。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在歐盟國家基本處于實驗室研究、分析階段，一直被禁止大范圍推廣種植； 2010年轉(zhuǎn)基因作物在歐盟的農(nóng)業(yè)中所占比例

53、不到0.12%，大部分種植在西班牙。在世界范圍內(nèi)，歐盟種植轉(zhuǎn)基因作物的土地只占到世界總份額的0.08%； 2010年，歐盟委員會批準歐盟國家種植轉(zhuǎn)基因土豆，并且嚴格規(guī)定了種植條件。這是繼轉(zhuǎn)基因玉米之后，歐盟批準的第二種轉(zhuǎn)基因作物。,113,1996-2005轉(zhuǎn)基因作物迅猛發(fā)展,114,2007年全球轉(zhuǎn)基因作物播種面積增長12%,115,國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用推廣協(xié)會（ISAAA）報告,2007年全球23個國家1200萬農(nóng)戶種植了1.14

54、3億公頃轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，比2006年相比增長了12%；種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的主要國家仍是美國，2007年種植規(guī)模為5770萬公頃，阿根廷1910萬公頃，巴西1500萬公頃，加拿大700萬公頃，印度620萬公頃，中國380萬公頃； 2007年95%的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物集中在4種植物上：大豆，5 860萬公頃，其次是玉米，3520萬公頃，棉花種植面積為1500萬公頃，油菜為550萬公頃；兩種轉(zhuǎn)基因類型占主導地位：抗雜草，抗蟲害；在2007年用于

55、制造生物燃料的轉(zhuǎn)基因作物種植面積激增，美國40%的轉(zhuǎn)基因玉米是用來生產(chǎn)乙醇的。,116,2007年世界種植轉(zhuǎn)基因作物的農(nóng)民達到1200萬。全球55%的人口或多或少正在食用轉(zhuǎn)基因食品； 種植轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展中國家數(shù)(12個)超過發(fā)達國家數(shù)(11)，發(fā)展中國家的增長率達21％，是工業(yè)化國家（6％）的3.5倍；2007年，歐洲轉(zhuǎn)基因作物種植面積首次超過10萬公頃，增長77%。歐盟27國中有8個國家種植了轉(zhuǎn)基因作物，共有23個國家和地區(qū)享受

56、到這些作物帶來的益處。,世界一半以上的人吃過轉(zhuǎn)基因食品,117,2010年全球轉(zhuǎn)基因植物種植面積1.48億公頃,到2010年全球轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化生產(chǎn)15周年。當年全球轉(zhuǎn)基因植物種植面積達到1.48億公頃。15年來，轉(zhuǎn)基因作物的種植面積增長了87倍，累計種植面積已經(jīng)超過10億公頃；共有59個國家批準種植或進口轉(zhuǎn)基因作物用于食物和飼料，其中29個國家批準轉(zhuǎn)基因作物本地化種植。全世界75%的人口居住在這59個國家；15年來，包括世界衛(wèi)生組

57、織、聯(lián)合國糧農(nóng)組織等國際權(quán)威機構(gòu)的結(jié)論是：轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品同樣安全，沒有發(fā)現(xiàn)一例安全事件與轉(zhuǎn)基因技術(shù)有關(guān)。,118,從性狀改良來看，抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展最快。1997年全球抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物播種面積為690萬公頃，2000年達到3270萬公頃；其次是抗蟲轉(zhuǎn)基因作物，由1997年的400萬公頃發(fā)展到2000年的830萬公頃；轉(zhuǎn)基因性狀中單抗轉(zhuǎn)基因作物種植面積較多，雙抗農(nóng)作物(如抗蟲+抗除草劑)面積較少，但發(fā)展?jié)摿艽蟆?抗除

58、草劑轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展最快,119,轉(zhuǎn)基因作物獲得巨大經(jīng)濟效益,全球轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)值連續(xù)大幅度增加：1995年為7 500萬美元；1996年翻了3番，達2.35億美元；1997年又翻了近3番，達6.7億美元；2000年為30億美元；2005年達到80億美元；2010年達到250億美元。,120,中國的轉(zhuǎn)基因作物（1）,2008年，中國轉(zhuǎn)基因作物種植面積380萬公頃，在全球排名第六。前三位分別是美國（6250萬公頃）、阿根廷（21

59、00萬公頃）、巴西（1580萬公頃）。中國種植的轉(zhuǎn)基因作物包括棉花、番茄、楊樹、牽?；?、抗病毒木瓜和甜椒。,121,我國轉(zhuǎn)基因作物研究達國際先進水平,21世紀初，我國每年對轉(zhuǎn)基因作物的投資約1億美元，以后逐年增加，現(xiàn)已超過每年5億美元，使我國成為僅次于美國的轉(zhuǎn)基因作物投資國；從整體水平看，我國在轉(zhuǎn)基因作物研究方面達國際先進水平，在發(fā)展中國家居領(lǐng)先地位；我國有60余種轉(zhuǎn)基因植物已獲準進入田間試驗或釋放階段，有26項轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品獲準安全

60、性審批。有7種轉(zhuǎn)基因作物被批準進行商品化生產(chǎn),包括轉(zhuǎn)基因耐儲藏的番茄、轉(zhuǎn)查爾酮合成酶基因矮牽牛、抗病毒甜椒和辣椒、抗病毒番茄, 抗蟲棉花和抗蟲歐洲黑楊。其中播種面積最大的是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。,中國的轉(zhuǎn)基因作物（2）,122,中國的轉(zhuǎn)基因作物（3）,我國從事轉(zhuǎn)基因研究的各類機構(gòu)達200多家，已經(jīng)克隆出了有自主知識產(chǎn)權(quán)的基因20多個；全國研究轉(zhuǎn)基因生物種類達到200多種，其中植物100多種，動物超過40種，微生物超過60種，涉及基因200余種

61、。,123,中國的轉(zhuǎn)基因作物（4）,在八五期間我國學者分離了Bt抑制劑、大豆胰蛋白酶抑制劑、豌豆外源凝集素、蘑菇蛋白酶抑制劑等類型不同的抗蟲基因，獲得多個優(yōu)良抗蟲棉品系。我國還利用人工合成的抗菌肽基因獲得多個高抗青枯病的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯。,124,中國轉(zhuǎn)基因棉花,國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花種植面積從1998年的380萬畝,增加到2010年的5240萬畝，占棉花總種植面積的七成以上；河北、山東、河南、安徽4省實現(xiàn)了100％的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植。平均

62、每畝增收140元至160元，為棉農(nóng)增加收益100多億元。,中國的轉(zhuǎn)基因作物（5）,,125,國務院批準百億元轉(zhuǎn)基因技術(shù)重大專項（2008.7.10）,國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議，審議并原則通過了轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項； 轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項是《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》確定的未來15年力爭取得突破的16個重大科技專項之一。這一專項計劃動用資金將近200億元；,,中國的轉(zhuǎn)

63、基因作物（6）,126,基因產(chǎn)品研發(fā)資金將達到300億元,生命科學被稱為21世紀的科學，轉(zhuǎn)基因研究在其中占據(jù)重要地位；為了爭奪世界生命科學研究制高點，中國必須進行轉(zhuǎn)基因的科學研究。在十二五規(guī)劃中國家用于支持轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品研發(fā)的資金將達到300億元。,中國的轉(zhuǎn)基因作物（7）,127,中國轉(zhuǎn)基因生物將強勁增長,中國政府高度重視生物技術(shù)發(fā)展與生物安全管理，建立了一整套安全評價、生產(chǎn)許可、加工許可、經(jīng)營許可、產(chǎn)品標識和進口安全審批制度，構(gòu)建了國家

64、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會、檢測機構(gòu)等體系；經(jīng)國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會評審，共批準了轉(zhuǎn)基因生物中間試驗456項、環(huán)境釋放211項、生產(chǎn)性試驗181項，安全證書424項；目前，我國超級稻、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、矮敗小麥、禽流感等基因工程疫苗方面的科技成果處于世界領(lǐng)先水平。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、耐貯藏番茄、改變花色的矮牽?；?、抗病毒甜椒、抗病毒番木瓜及基因工程疫苗等已獲得生產(chǎn)應用安全證書，發(fā)揮了顯著的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益。,中國的轉(zhuǎn)基因作物（8）,1

65、28,轉(zhuǎn)基因工程培育抗除草劑作物,除草劑草甘膦能阻斷芳香族氨基酸的合成，導致植株的死亡。 從細菌中克隆了含有抗草甘膦的基因。把該基因引入植物，可使這種轉(zhuǎn)基因作物獲得抗草甘膦的特性。,129,轉(zhuǎn)基因金色大米（2005.3）,英國科學家開發(fā)出一種金色大米，其中胡蘿卜素含量高達32mg/g以上。這種稻米有助于改善發(fā)展中國家兒童維生素A缺乏和因此導致的失明等情況。,130,抗腫瘤紫色西紅柿,英國、意大利等國科學家2008年

66、10月26日在線發(fā)表于《 Nature  Biotechnology》的論文稱，他們將合成花青素的基因植入西紅柿中，獲得紫色富含花青素（一種類黃酮類抗氧化劑）西紅柿；研究人員向癌癥易感性小鼠的食物中添加這種紫色西紅柿，發(fā)現(xiàn)老鼠生存時間顯著延長，表明這種西紅柿具有顯著的保護效應。,131,我國推行食品標示制度,我國實行了近10年的對轉(zhuǎn)基因食品標識制度，也是基于保障公眾健康和安全，維護消費者的知情權(quán)和選擇權(quán)，讓消費者有

67、選擇吃或不吃的自由。但是至今多種沒有轉(zhuǎn)基因標識的轉(zhuǎn)基因食品在各地市場上公然銷售，無人問責。,132,我國轉(zhuǎn)基因標識制度名存實亡,我國自2002年3月20日就開始正式施行轉(zhuǎn)基因標識制度，國家農(nóng)業(yè)部門一直在受理轉(zhuǎn)基因標識申請和轉(zhuǎn)基因安全管理。但是，到目前為止，這項轉(zhuǎn)基因標識制度幾乎名存實亡，國內(nèi)、國外大量的轉(zhuǎn)基因食品沒有轉(zhuǎn)基因標識，消費者食用了轉(zhuǎn)基因食品卻并不知情；格力高公司于2006年在日本公開承諾不使用轉(zhuǎn)基因原料，麥德龍集團則針對德國

68、市場作過同樣的承諾。全球最大的跨國食品商雀巢、卡夫、聯(lián)合利華等，在歐洲承諾不使用轉(zhuǎn)基因原料，但在中國卻沒有此項承諾。,133,其它類型轉(zhuǎn)基因作物,基因工程培育抗真菌作物 轉(zhuǎn)幾丁質(zhì)酶基因，可破壞真菌細胞壁的幾丁質(zhì)；基因工程培育抗重金屬鎘作物 轉(zhuǎn)金屬硫蛋白基因，提高對鎘的抗性，吸附土壤中的鎘。,134,基因工程培育抗病毒作物,將病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入作物，被轉(zhuǎn)化作物細胞可產(chǎn)生該蛋白，并使作物對該病毒表現(xiàn)出一定的抗