转基因技术
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转基因技术的主要操作流程
内容:
转基因技术的主要操作流程通常包括以下几个步骤:
1. 选择目的基因。
根据转基因的目的,从供体中选择想要的目的基因,这通常是编码某种有用蛋白质的基因。
2. 构建载体。
将选定的目的基因插入到载体分子中,例如质粒或病毒载体。
载体可以帮助目的基因进入目标生物的细胞。
3. 将重组载体导入宿主细胞。
使用微注射、电穿孔、基因枪等方法,将含有目的基因的重组载体导入目标生物的细胞中。
4. 筛选转基因细胞。
通过抗性筛选、荧光筛选等方法,从导入重组载体的细胞中筛选出真正导入了目的基因的转基因细胞。
5. 转基因细胞培养。
对转基因细胞进行培养、繁殖,获得足够数量的转基因细胞。
6. 转基因植株再生。
通过组织培养等手段,从转基因细胞中再生出完整的转基因植株。
7. 鉴定转基因植株。
通过、杂交等手段对转基因植株进行鉴定。
8. 转基因植株评价。
对转基因植株的表型进行评价,确定是否达到了转基因的预期目的。
这就是转基因技术的主要操作流程。
不同的转基因目的和对象,具体操作可能会有所调整。
转基因技术的利与弊辩论:正方:转基因技术的利大于弊:1、转基因技术的优点:1)解决粮食短缺问题2)减少农药使用,避免环境污染3)节省生产成本,降低食物售价4)增加食物种类,提升食品品质5)促进生产效率,带动相关产业发展2、转基因技术的优势:1)转基因技术有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。
2)转基因技术可用来生产外源基因的表达产物,如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。
3)转基因技术可以改变动物的某些遗传特征,可能育成生长周期短,产仔、生蛋多和泌乳量高,生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具有抗病性的动物。
如:以转基因小鼠生产凝血因子IX、组织型血纤维溶酶原激活因子(t-PA)、白细胞介素2、α1-抗胰蛋白酶,以转基因绵羊生产人的α1-抗胰蛋白酶,以转基因山羊、奶牛生产LAt-PA,以转基因猪生产人血红蛋白等。
这些基因产品具有高效、优质、廉价与相应的人体蛋白具有同样的生物活性,且多随乳汁分泌,便于分离纯化。
4)提高了抗逆性,减少了农药的使用量,提高了单位面积的产量,增加了农民的收入。
如:培育抗病虫、抗除草剂、抗旱、耐盐碱、养分高效利用等的转基因新品种,将显著减少农药、化肥和水的使用,缓解养殖污染,改善生态环境。
由于转基因新品种在增产、优质优价、低耗等方面的优势,已使全球转基因作物种植农户累计获得纯经济效益340亿美元,农民增收25%左右。
5)丰富了食品的种类,提高相关产业的发展。
如:目前,功能性和治疗性转基因食品、转基因生物能源和环保产品相继研制成功,部分转基因药物上市销售,使转基因品种正在由简单性状改良向复杂性状改良,由农业领域向医药、加工、能源、环保领域拓展等方向发展。
6)运用转基因技术培育高产、优质、多抗、高效的新品种,能够降低农药、肥料投入,对缓解资源约束、保护生态环境、改善产品品质、拓展农业功能等具有重要作用。
转基因技术在食品生产中的应用近年来,随着物质生产和生活水平的提高,食品行业的发展日益重要。
在这一过程中,转基因技术在食品生产上越来越广泛地应用,也引起了人们的广泛关注和争议。
本文将从转基因技术的定义、应用领域、利弊以及监管等方面对转基因技术在食品生产中的应用进行探讨。
一、转基因技术的定义转基因技术是指将一个生物体的基因序列移植到另一个生物体中,并使其表达出来的技术。
通俗地说,就是人工修改生物体的基因。
在转基因技术中,常见的方式是采用基因枪、冷冻融合、原生质体融合等技术手段来实现。
二、转基因技术在食品生产中的应用领域目前,转基因技术在食品生产中主要应用于四个领域:作物种植、畜牧业、水产养殖以及食品加工。
在作物种植方面,转基因技术可以提高农作物的抗病性、抗旱性、耐盐碱性,使得作物的产量、品质得到了大大提升。
在畜牧业领域,转基因技术被用来改良动物的体型、肉质、繁殖率等方面,提高畜产品的品质和数量。
在水产养殖方面,转基因技术被用来改良水产动物的生长速度、抗病性等方面,提高水产产品的品质和数量。
在食品加工方面,转基因技术主要被应用于食品添加剂、酶和调料等方面,能够提高食品的口感和品质。
三、转基因技术的利弊转基因技术的应用在很大程度上可以提高食品的产量和质量,比如转基因作物能够提高抗病性和抗虫性,减少农民的使用农药和化肥的量,也能够减轻自然生态的负担。
在提高食品的品质方面,转基因技术能够针对人们对食品口感、色泽、营养成分等方面的需求来设计。
但是,转基因技术也有其负面影响。
首先,转基因食品的安全性一直是人们关注的焦点。
虽然许多国家和地区已经明确规定了转基因食品的安全标准和规范,但是由于转基因技术的高度复杂性,其对人体健康的潜在危害仍然需要进行深入的研究。
其次,转基因技术可能会导致生态环境的破坏、基因污染等问题,对自然生态造成不利影响。
四、转基因技术在食品生产中的监管为了解决转基因食品的安全问题,各国和地区都制定了相应的监管规范和标准。
转基因技术研究进展1.转基因技术概述转基因技术是指利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到其它物种中,改造生物的遗传物质,使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。
其主要过程为:从生物有机体复杂的基因组中,分离出带有目的基因的DNA片段,或者人工合成目的基因;在体外,将带有目的基因的DNA片段连接到能够自我复制并具有选择标记的载体分子上,形成重组DNA分子;将重组DNA分子引入到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞);带有重组体的细胞扩增,获得大量的细胞繁殖体,从大量的细胞繁殖群体中,筛选出具有重组DNA分子的细胞克隆;将选出的细胞克隆的目的基因进一步研究分析,并设法使之实现功能蛋白的表达。
转基因技术根据人们的意愿操作, 对基因进行修饰、改造, 从而定向地改变生物遗传特征, 培育生物新品种的技术。
简而言之转基因技术就是把大自然不同物种的优秀基因组合到另一个新的物种里面,新的基因信息可以按照要求转入另一种机体, 借以提供一种手段来改造农作物的性状和改良家畜品种, 或生产安全高效的药物, 或制作预防严重疾病的疫苗, 或进行基因治疗, 或制作一系列的食品或蛋白质等,它是现代生物技术的核心技术, 对于发展工业生产和医药学,解决人类的粮食、健康、能源、环境等问题具有重大的作用和意义。
转基因按照对象可分为植物转基因和动物转基因。
1.1植物转基因植物转基因是基因组中含有外源基因的植物。
它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。
而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物。
外源基因导入植物的遗传转化方法主要有农杆菌介导法、病毒介导转化法、基因枪转化法、电激转化法、花粉管通道法、真空渗透转化法以及聚乙二醇介导法等。
1.1.1农杆菌介导法农杆菌介导的大豆遗传转化最早始于1985 年。
什么是转基因技术转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。
那么你对转基因技术了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是转基因技术的内容,希望大家喜欢!转基因技术的目的(1)提取目的基因从生物有机体复杂的基因组中,分离出带有目的基因的DNA片段,或者人工合成目的基因,或从基因文库中提取相应的基因片段和PCR技术进行目的基因的增殖。
(2) 将目的基因与运载体结合在细胞外, 将带有目的基因的DNA 片段通过剪切、粘合连接到能够自我复制并具有多个选择性标记的运输载体分子(通常有质粒、T4噬菌体、动植物病毒等)上,形成重组DNA分子。
(3) 将目的基因导入受体细胞将重组DNA分子注入到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞) ,将带有重组体的细胞扩增,获得大量的细胞繁殖体。
(4) 目的基因的筛选从大量的细胞繁殖群体中,通过相应的试剂筛选出具有重组DNA分子的重组细胞。
(5) 目的基因的表达将得到的重组细胞,进行大量的增殖,得到相应表达的功能蛋白,表现出预想的特性,达到人们的要求。
转基因技术的主要分类转基因过程按照途径可分为人工转基因和自然转基因,按照对象可分为植物转基因技术、动物转基因技术和微生物基因重组技术。
人工转基因将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。
人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。
如今,改变动植物性状的人工技术往往被称为转基因技术(狭义),而对微生物的操作则一般被称为遗传工程技术(狭义)。
经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”(Genetically modified organism,简称GMO)。
自然转基因不是人为导向的,自然界里动物、植物或微生物自主形成的转基因现象,例如慢病毒载体里的乙型肝炎病毒DNA整合到人精子细胞染色体上、噬菌体将自己DNA的插入到溶源细胞DNA上,农杆菌和花椰菜花叶病毒(CMV)等。
转基因技术的原理应用一、转基因技术的概念转基因技术(transgenic technology)是将外源基因导入一个生物体,使其在表现型和遗传性状上发生改变的一种技术。
在转基因过程中,通过人工手段将一个或多个外源基因导入目标生物体的染色体,从而改变目标生物体的基因组成。
二、转基因技术的原理转基因技术主要包括以下几个步骤:1.基因选择:选择合适的外源基因,这些基因往往来源于其他物种,可以是具有特定功能的基因,如抗病基因、耐草药基因等。
2.基因克隆:将选择的外源基因进行扩增和纯化,利用分子生物学技术制备大量目标基因的复制体。
3.载体构建:将目标基因插入到某种载体中,常用的载体有质粒、病毒等,通过转化等方式将目标基因导入载体中。
4.转染:将得到的载体导入目标生物体的细胞中,使目标基因被细胞摄取和表达。
5.筛选与鉴定:通过标记、筛选等手段,识别并筛选出带有目标基因的细胞,进一步验证目标基因是否成功表达。
6.培育与繁殖:将成功表达目标基因的细胞进行培养和繁殖,从而获得具有目标基因的转基因生物体。
三、转基因技术的应用转基因技术在农业、医学和工业等领域有着广泛的应用,以下是一些常见的应用案例:1. 农业领域•抗病虫害作物:通过导入抗病虫害基因,使作物获得抗性,减少农药的使用,提高作物的产量和品质。
•耐逆环境作物:通过导入耐旱、耐盐碱等相关基因,使作物在恶劣环境下生长,提高作物的适应性和产量。
•改善营养成分:通过导入相关基因,提高作物的营养成分含量,如富含维生素、蛋白质等的作物。
2. 医学领域•基因治疗:通过导入缺失或异常基因,纠正患者的遗传病变,实现基因治疗,如用于治疗遗传性疾病、某些癌症等。
•生物药物生产:利用转基因技术大量制备生物药物,如重组蛋白、抗体等,提高产量和效果。
3. 工业领域•生物降解:利用转基因菌株生产具有降解能力的酶,用于污染物的降解,实现环境友好型生产。
•生物能源:利用转基因技术改良微生物,在生物质降解和发酵过程中提高产氢、产乙醇等有机能源的效率。
转基因技术是一种将特定基因导入生物体的技术,其主要步骤如下:
1. 目标基因的选择:选择需要导入的目标基因,通常是从其他生物中提取或合成得到的。
2. 载体构建:将目标基因与载体(如质粒、病毒等)结合,构建成重组载体。
3. 细胞转化:将重组载体导入受体细胞中,可以通过物理、化学或生物学方法进行转化。
4. 筛选和鉴定:对转化后的细胞进行筛选和鉴定,通常使用标记基因或筛选试剂来筛选出含有目标基因的细胞。
5. 转基因植株的培育:将筛选出的含有目标基因的细胞进行组织培养和植株再生,培育出转基因植株。
6. 转基因植株的检测和鉴定:对转基因植株进行检测和鉴定,通常使用分子生物学方法检测目标基因的存在和表达情况。
7. 安全性评估:对转基因植株进行安全性评估,包括环境安全性和食品安全性评估等。
8. 申请批准:如果转基因植株通过安全性评估,需要向相关部门申请批准,才能进行商业化种植或应用。
需要注意的是,转基因技术是一项复杂的技术,需要严格的操作和管理,以确保其安全性和有效性。
同时,转基因技术也面临着一些争议和挑战,需要进行深入的研究和讨论。
转基因技术一、发展过程转基因植物技术始于20世纪70年代初,最早进行转基因食品研究的是美国,世界上第一例进入商品化生产的转基因食品是1994年投放美国市场的可延缓成熟的转基因番茄。
进入21世纪以后,全世界转基因作物种植发展异常迅速,1998年全球转基因植物种植面积仅2780hm2(公顷)。
美国最多,占74%;中国不到1%。
转基因植物按种植面积多少排序为大豆、玉米、棉花、油菜、马铃薯。
转基因性状主要是抗除草剂和抗虫,分别占77%和22%。
1999年全球转基因植物种植总面积达4000hm2,其中美国、加拿大、阿根廷三国占99%,此外中国、印度等国也有一定量的种植。
2002年,全世界转基因作物种植总面积为5870hm2,主要生产国为美国、阿根廷、加拿大、中国。
主要农作物有:抵抗昆虫的玉米,抵抗杀虫剂的大豆,抵抗病虫害的棉花,富含胡萝卜素的水稻,耐寒抗旱的小麦,抵抗病毒的瓜类和控制成熟速度及硬度的西红柿等等。
二、优缺点优点:转基因食品有较多的优点:可增加作物产量;可以降低生产成本;可增强作物抗虫害、抗病毒等的能力;提高农产品耐贮性。
例如:转基因食品土豆;缩短作物开发的时间;摆脱四季供应;打破物种界限,不断培植新物种,生产出有利于人类健康的食品。
缺点:转基因食品也有缺点:所谓的增产是不受环境影响的情况下得出的,如果遇到雨雪的自然灾害,也有可能减产更厉害。
同时在栽培过程中,转基因作物可能演变为农田杂草;可能通过基因漂流影响其他物种;转基因食品可能会引起过敏等。
三、根据转基因食品来源的不同可分为如下三种不同类型:(1)植物性转基因食品。
所谓植物性转基因食品,是指以含有转基因的植物为原料的转基因食品。
培育出高产、抗虫、抗病、抗逆、生长快、高蛋白的基因改良植物。
木瓜:据悉,市场上卖的95%以上的木瓜都是,这或许出乎很多人的想象。
大豆及豆制品:(包含大豆油)非转基因大豆:椭圆形,稍扁。
肚脐为浅褐色。
豆大小不一。
打出来的豆浆为乳白色。
转基因大豆:滚圆形。
肚脐为黄色或黄褐色。
豆大小相近。
打出来的豆浆淡黄,用此豆制作的豆制品都有点黄色。
部分水稻及大米:在国内取得转基因大米合法种植权的地区是湖北,细长的很亮的米有可能为转基因大米。
容易与东北“长粒香”混淆。
玉米及玉米油:2011年国内转基因棉花种植比例高达71.5%,国内批准的国产转基因棉花品种太多,至少数百。
转基因玉米:甜脆、饱满、体形优美、头尾颗粒差不多,俗称甜玉米(但是并非所有的甜玉米都是转基因的),全部进口玉米基本都为转基因玉米。
转基因玉米油:在超市购买玉米油时,可以查看标签分辨是否为转基因玉米油。
菜籽及菜籽油:转基因菜籽出油率高,目前国家已经确认的是黄籽油菜渝黄1号和2号。
非转转基因菜籽是指我国原先有的一些菜籽品种,这种菜籽产量低,出油率也低。
白菜及辣椒等:福山大包头,这是国家目前已经确认含有转基因的白菜品种。
(2)动物性转基因食品。
所谓动物性转基因食品,是指以含有转基因的动物为原料的转基因食品。
动物的转基因食品,主要是利用胚胎移植技术培养生长速率快、抗病能力强、肉质好的动物或动物制品。
截至2013年,生长速率快、抗病力强、肉质好的转基因兔、猪、鸡已经问世,生长激素基因,导入黑龙江野鲤,选育出了“超级鲤”。
另外,有人将疫苗的基因转移入羊的乳腺,使这些产物随乳汁而分泌,比用工程茵生产成本更低、产量更大。
999年2月19日下午2时15分诞生的中国首例转基因试管牛“陶陶”,产奶量可望高达10000kg,比山羊高20多倍。
(3)微生物转基因食品。
所谓微生物转基因食品,是指以含有转基因的微生物为原料的转基因食品。
转基因微生物食品,主要是利用微生物的相互作用,培养一系列对人类有利的新物种。
20世纪80年代中期,猪、牛等胰岛素、干扰素、生长素基因克隆人微生物,“工程菌”推入市场,开创了微生物生产高等动物基因产物的新途径。
四、国内现状2006年3月20日开始实施的《农业转基因生物标识管理办法》,只要求被列入目录的转基因生物产品必须进行标识。
在一些超市中发现,很少有食品标注“转基因产品”或“以转基因原料制成”等标识。
有些产品倒是在精美的标签上印了“不含胆固醇”等字样。
巧克力、蕃茄酱等可能含有转基因成分的食品,也只是在标签中印上了“不含防腐剂”、“不含黄曲霉素”。
转基因食品对许多消费者来说是一个新生事物,很多人对此还没有一个科学的认识,对转基因食品的安全性能有一种恐惧感。
商家如果贴出转基因标识,可能对自身销量有影响。
五、安全问题弗兰肯斯坦是英国作家玛丽·谢利1918年所著小说中的生理学研究者,他最后被自己创造的怪物所毁灭。
现在欧洲人把基因改良作物提供的食物称作“弗兰肯斯坦食物”,意谓转基因植物将造成生态灾难,威胁人类的生存。
这种譬喻固然夸张了一点,但他们的担忧不是全然没有道理。
1.主要影响方面毒性:许多食品生物本身就能产生大量的毒性物质和营养因子,如蛋白质抑制剂、溶血栓、神经毒素等以抵抗病原菌和害虫的入侵。
现有食品中毒素含量并不一定会引起毒效应,当然如果处理不当,某些食品(如木薯)能引起严重的生理问题甚至死亡。
在转基因食品加工过程中由于基因的导入使得毒素蛋白发生过量表达,产生各种毒性,从理论上讲任何基因转入的方法都可能导致遗传工程体(GMO)产生不可预知的变化,包括多向效应。
食品过敏性:食品过敏是一个世界性的公共卫生问题。
据估计有近2%的成年人和4.6%的儿童患有食物过敏。
转基因作物通常插入特定的基因片断以表达特定的蛋白,而所表达的蛋白如果是已知过敏源,则有可能引起人类的不良反应,即使表达蛋白为非已知过敏源,但只要是在转基因作物的食用部分表达,则也需对其进行评估。
抗生素抗性:转基因食品对人类健康的另一个安全问题是抗生素标记基因。
抗生素标记基因是与插入的目的基因一起转入目标作物中,用于帮助在植物遗传转化筛选和鉴定转化的细胞、组织和再生植株。
标记基因本身并无安全性问题,有争议的一个问题是会有基因水平转移的可能性。
如抗生素标记基因是否会水平转移到肠道被肠道微生物所利用,产生抗生素抗性,从而降低抗生素在临床治疗中的有效性。
营养价值:下降或造成体内营养素紊乱,人为改变了蛋白质组成的食物是否被能人体有效地吸收利用。
有人认为,导致转基因食品安全性问题的关键因素是外源基因的导入位点和外源蛋白质的表达。
由于外源基因的来源、导入位点的不同,以及具有随机性,极有可能产生基因缺失、错码等突变,使所表达的蛋白质产物的性状、数量及部位与期望值不符。
2.对人体的伤害第一,转基因违反自然,因而是有害的。
支持派则反驳说,现今的各种庄稼早已不是原始品种,否则人们吃的蔬菜就该跟动物吃的草一样。
第二,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,支持派强调,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,但他们对长远的影响还只能作推论,一时难以取得全面的证据以服人。
第三,过于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.对环境的污染转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。
4.对其他植物品种的危害有特殊功能的基因“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。
支持派则指出,农业生产本身是一种有损环境的活动,转基因作物对环境的损害不会比传统农业更大。
植物自身具备了抗虫能力,农民可以减少喷洒杀虫剂,对环境和生物保护是有利的。
这类争论在短时间内不易得出结论关于转基因作物的争议应该说是一种正常现象。
首先是新开发的品种本身还不完善,其于人体和环境的中长期影响尚待观察,人们表示担忧是有正当理由。
其次,总会有一些意识保守的人对新科技产物不习惯,拒绝接受。
再有就是受贸易利益冲突的影响,一些国家的政府和利益集团利用转基因食品的不够完善而大打贸易战,使事情变得更复杂了。
六、安全性评价由于转基因食品中有些成分是传统食品中从来没有的。
现代生物技术将其他生物基因转入植物,将病毒、细菌和非食物品种的外源基因,以及标记基因中的抗生素抗性基因等引入食用作物,都是传统育种技术无法实现的。
再者,现代遗传工程学还比较年青,谁也说不清这些遗传改变将来会产生什么后果。
因此,各国对这类食品的安全检验要求比用传统方法培育生产的更加严格。
截至2013年,国际上普遍采用的是以实质等同性原则为依据的安全性评价方法。
【实质等同性原则】}1993年,经济合作与发展组织(OECD)首次提出了实质等同性原则。
OECD 认为,以实质等同性为基础的安全性评价,是说明现代生物技术生产的食品和食品成分安全性最实际的方法。
1996年FAO和WHO 的专家咨询会议建议“以实质等同性原则为依据的安全性评价,可以用于评价GM生物衍生的食品和食品成分的安全性。
”实质等同性可以证明转基因食品并不比传统食品不安全,但并不证明它是绝对安全的,因为证明绝对安全是不切实际的。