第一篇:基因工程与人类健康
基因工程与人类健康(Genetic engineering and human health)
随着社会的发展,时代的进步,医学已经进入了一个飞速发展的阶段。随着人们生活水平的日益提高,随之而来的便是各种疾病。新的药物层出不穷,在医学历史上掀起一阵又一阵的波澜。近年来,尤以基因工程,蛋白质工程,胚胎细胞工程,动、植物细胞工程备受科学家青睐。其中最为基本的就是基因工程。
基因工程(genetic engineering)
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因(DNA分子),按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
基因工程简介
基因工程是生物工程的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程(genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术
迄今为止,基因工程还没有用于人体,但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验,并取得了成功。事实上,所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌,其DNA中被插入人类可产生胰岛素的基因,细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力;在美国,大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前,是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点:支持者认为,转基因的农产品更容易生长,也含有更多的营养(甚至药物),有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病;而反对者则认为,在农产品中引入新的基因会产生副作用,尤其是会破坏环境。
诚然,仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知,但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然界中的大几倍、使宠物不再会引起过敏,许多人便希望也可以对人类基因做类似的修改。毕竟,胚胎遗传病筛查、基因修复和基因工程等技术不仅可用于治疗疾病,也为改变诸如眼睛的颜色、智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我们的后代,但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体特性的例子。比如,运用此技术,可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子,然后再通过骨髓移植来治愈患儿。
随着DNA的内部结构和遗传机制的了解,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。如果将一种生物 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型,这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计,按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。
基因工程的基本操作步骤 1.获取目的基因是实施基因工程的第一步。
2.基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。3.将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。
4.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。
一、基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。1.转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)。2.转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)。3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 4.转鱼抗寒基因的番茄
5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 6.不会引起过敏的转基因大豆 7.超级动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 8.特殊动物
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 9.抗虫棉
苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫,把这部分基因导入棉花的离体细胞中,再组织培养就可获得抗虫棉。
二、基因工程与人类健康
基因作为机体内的遗传单位,不仅可以决定我们的相貌、高矮,而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。某些缺陷基因可能会遗传给后代,有些则不能。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病,目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。
用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达,并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术,治病治根,所以有人又把它形容为“分子外科”。
我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型。性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作,使其后代从此再不会得这种遗传疾病。体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流。但其不足之处也很明显,它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景,以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病。
无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段,均没有稳定的疗效和完全的安全性,这是当前基因治疗的研究现状。
可以说,在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。增强基因治疗的安全性,提高临床试验的严密性及合理性尤为重要。尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服,但总的趋势是令人鼓舞的。据统计,截止1998年底,世界范围内已有373个临床法案被实施,累计3134人接受了基因转移试验,充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景。正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样,基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化。 基因工程将使传统中药进入新时代
转基因药用植物或器官研究、有效次生代谢途径关键酶基因的克隆研究、中药DNA分子标记以及中药基因芯片的研究等,已成为当今中药研究的热点,并将使传统中药进入一个崭新的时代。
在转基因药用植物的研究方面,中国医学科学院药用植物研究所分别通过发根农杆菌和根癌农杆菌诱导丹参形成毛状根和冠瘿瘤进而再分化形成植株,他们将其与栽培的丹参作了形态和化学成分比较研究,结果发现毛状根再生的植株叶片皱缩、节间缩短、植株矮化、须根发达等;而冠瘿组织再生的植株株形高大、根系发达、产量高,丹参酮的含量高于对照,这对丹参的良种繁育,提高药材质量具有重要意义。
面对许多野生植物濒于灭绝,一些特殊环境下的植物引种困难等问题,中国科学工作者开始探索通过高等植物细胞、器官等的大量培养生产有用的次生代谢物。研究内容包括通过高产组织或细胞系的筛选与培养条件的优化和通过对次生代谢产物生物合成途径的调控等,达到降低成本及提高次生代谢产物产量的目的。
三、基因工程在医药方面的应用
1.基因工程药品的生产: ⑴基因工程胰岛素
胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。
将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!⑵基因工程干扰素
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过去从人血中提取,300L血才提取1mg!其“珍贵”程度自不用多说。
基因工程人干扰素α-2b(安达芬)是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b,具有抗病毒,抑制肿瘤细胞增生,调节人体免疫功能的作用,广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗,是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。⑶其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产,均为解除人类的病苦,提高人类的健康水平发挥了重大的作用。2.基因诊断与基因治疗:
运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。◆SCID的基因工程治疗
重症联合免疫缺陷(SCID)患者缺乏正常的人体免疫功能,只要稍被细菌或者病毒感染,就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶(简称ADA)的基因(ada)发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。
3、转基因动物生产药物
通过转基因动物家畜来生产基因药物而言,最理想的表达场所是乳腺。因为乳腺是一个外泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响到转基因动物本身的生理代谢反应。从转基因动物的乳汁中获取的基因产物,不但产量高、易提纯,而且表达的蛋白经过充分的修饰加工,具有稳定的生物活性,因此又称为“动物乳腺生物反应器”。所以用转基因牛、羊等家畜的乳腺表达人类所需蛋白基因,就相当于建一座大型制药厂,这种药物工厂显然具有投资少、效益高、无公害等优点。制备转基因羊,就是将人的α抗胰蛋白酶基因通过显微操作注进母羊受精卵的雄性细胞核,并使之与羊本身的基因整合起来,形成一体,这种新的基因组可以稳定地遗传到出生的小羊身上。小山羊也成了人工创造的与它们母亲不同的新品系,它们的后代也将带有这种α抗胰蛋白酶基因。这个过程有些类植物的嫁接术。
目前,在转基因动物研制中,外源基因与动物本身的基因组整合率低,其表达往往不理想,外源基因应有的性质得不到充分表现或不表现。实验运动如牛、羊和猪的整合率一般为1%左右。、基因工程抗体的临床应用1.在肿瘤性疾病诊疗方面的应用 2.墓因工程抗体的抗感染作用 3.细胞内抗体
4.用于未来诊断的生物传感器和微矩阵技术
四、基因工程在工业及环境保护方面的应用 环境监测 环境治理(微生物技术与基因工程结合)应用基因工程技术,使植物成为能替代微生物发酵设备的生物反应器,更经济地生产出人类所需要的各种原料已经成为非常具有吸引力的领域。现在已经培育了多种可作为生物反应器的转基因植物,能产生出可分解的塑料原料、石油、工业用脂肪、糖类和酶类等。经典工业所产生废水、废气和废料,以及人民生活所产生的垃圾等各种污染物,已经构成对人类生活和生产活动的严重威胁。环境保护是人类目前面临的与人类前途生死攸关的重大问题。基因重组技术为解决这些问题提供了可能性,通过基因重组,人们可以根据需要将某种微生物的基因转移到另一种微生物中,创造一些对有害物质分解能力更强、更能适应环境要求的新菌种。利用微生物分解各种废弃物的同时能产生出重要的工业原料是转基因微生物应用的一个重点,植物的纤维素和木质素是木材工业中常见的废弃物,人们可利用转基因微生物来分解纤维素,生产工业用的原料,如乙醇等石油化工产品。许多低耗能、少污染的基因工程逐渐取代高耗能、高污染的化工产业已成为一种趋势。1975年,科学家用基因工程的方法,把能分解三种焊类的基因都转到能分解另一种烃类的假单抱杆菌内,创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质,例如石油中的多种烃类化合物,汞、镉等重金属,DDT等毒害物质。
参考文献
冯斌.谢先芝 基因工程技术 [期刊论文]西南农业学报 2005(2)许冬倩.李正国.王君 基因工程技术在食品工业改造过程中的应用 [期刊论文]西南农业学报2007 20(5)
杨吉成 缪竞诚 医用基因工程 化学工业出版社2003 杨昆 基因工程与医药革命 中药报 2000 基因工程技术在制药领域的应用前景及产业化趋势 来源:中国发酵工业网 程露阳,郭亚春,黄晓形 基因工程抗体的研究进展及临床应用
[1]李立家,肖庚富.基因工程.2004.
第二篇:基因工程与人类的未来
基因工程与人类的未来
班级:13级生科02班
学号:13300226
姓名:李想
摘要:本论文主要阐述基因工程的历史、发展及对人类未来的影响,让人们更加了解人类在基因方面的发展过程和明白基因工程的利弊,使人们更加惊醒,希望未来的基因工程对人类的发展起到重要的推动作用。基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术。人们可以通过DNA重组技术来创造出一个新的物种,也可改变地球上已有物种的某些基因,从而改变其性状。这种技术对人类甚至对地球的影响是无法被忽略的,不过无论什么技术都有其利弊,其主要还是看人类对其的用法,用之好则好,用之坏则坏。关键词:基因工程、人类、未来、利弊
Abstract: in this paper to expound the history of genetic engineering, development and future for mankind, let people know more about the development of the human in the aspect of gene and understand the pros and cons of genetic engineering, make people woke up more, hope that the future of genetic engineering plays an important role on the development of human beings.Genetic engineering(based engineering)say again gene splicing technology and DNA recombination technology.People can through recombinant DNA technology to create a new species, also can change some genes of the existing species upon earth, to change its character.The effect of the technology of human beings on the earth even cannot be neglected, but no matter what technology has its advantages and disadvantages, the main or the human to its usage, with the good is good, bad is bad.Keywords: genetic engineering, human, in the future, the advantages and disadvantages
前言
基因工程如今在世界各地都有着极大的发展,并且将其运用到了各个领域,为各领域的发展提供了新的思路和技术。如在生产领域,如今所说的转基因食品就是基因工程的产物;还有在环保、医疗、食品、植物的新品种研究和动植物的物种延续等。
现在的基因工程已经着手解决人类更加难以突破的领域,如治疗恶性肿瘤的药物,科学家们希望利用基因工程使得药物基因重组从而达到想要的结果;还有在治疗蔓延在全世界的艾滋病方面科学家也希望能在基因工程方面有所突破。
本论文主要阐述基因工程的历史、发展及对人类未来的影响,让人们更加了解人类在基因方面的发展过程和明白基因工程的利弊,使人们更加惊醒,希望未来的基因工程对人类的发展起到重要的推动作用。
正文
基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术。基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或者其他截体分子,构成遗传物质的新组合并使之掺入到原先没有这类分子的寄主细胞内,而能持续稳定地繁殖的技术[1]。首先该技术高效、经济,这是传统产业工程无法比拟的。它能按人类需要来设计和改造生物的机构和功能、生产出优良的动物、植物和微生物品种。在低投入的情况下,能够高效生产出所需商品。而且外源基因只要进入受体细胞的基因组中就可以遗传给后代,育出的优良品种,可持久利用。其次,该技术具有清洁、低耗和可持续发展的特点。现代基因工程所利用的原料是可再生及可循环使用的,不需要消耗大量的不可再生资源,所以极少产生对生态环境有害的废物。再次,该技术应用于疾病的诊断与治疗方面也有优势。基因诊断更有预见性和准确性,而且基因治疗可从基因水平上纠正疾病,从而是疾病得以根治[2]。
1、基因工程发展历史
1866年,奥地利遗传学家孟德尔神父根据豌豆杂交实验发现生物的遗传基因规律,提出遗传因子概念,并总结出孟德尔遗传定律。1868年,瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA;1882年,德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体,也就是后来的染色体。1909年丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次提出“基因”这一名词,用以表达孟德尔的遗传因子概念。1944年 3位美国科学家分离出细菌的DNA(脱氧核糖核酸),并发现DNA是携带生命遗传物质的分子。1953年,美国生化学家沃森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结构,奠下了基因工程的基础;1969年 科学家成功分离出第一个基因。1980年 科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。1983年 科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。1988年 K.Mullis发明了PCR技术。至此,基因工程在全世界迅速发展,并逐渐渗透各个领域。
2、基因工程所应用的领域 2.1环境保护
环境污染已远远超出了自然节微生物的净化能力,已成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力[2]。如:日本将嗜油酸单孢杆菌的耐汞基因转入腐臭孢杆菌,改菌株能把汞化无吸收到细胞内,用它处理污水就能解决被汞污染的环境问题,又使得汞得以回收。美国加利福尼亚大学的微生物工作者培育出了一种以PCBs(聚氯联苯)为食物的细菌[3]。
基因技术的发展,也为防止农林害虫提供了有效的新技术手段,微生物农药因此在世界范围受到广泛重视[4]。农作物在生长过程中容易受到致病菌级害虫的影响,因此在作物种植过程中往往需要大量的农药控制病虫害,这是造成食物中农药残留及环境污染的主要原因[5]。而如今,宜采用基因工程技术将各种抗病、抗虫基因转移到大豆、玉米和水稻等多种重要农作物种,利用转基因职务自身的能力抵抗外界病、虫的危害,达到减少农药使用的目的[6]。
2.2食品产业
基因工程技术在绿色食品资源改造方面及绿色食品品质改良方面都有极大的应用。在绿色食品资源改造方面如有植物性食品原料、动物性食品原料和微生物食品原料等资源改造。在植物性食品原料资源改造方面主要应用于增产、抗病虫害等;动物性食品原料中主要引用于动物优良品种的发展,且转基因技术的应用对于动物优良品种的选育具有独特优势;在微生物性食品原料的资源改造方面主要利用遗传改造的微生物来转化纤维素和半纤维素来生产真菌蛋白食品。
对于绿色食品品质改良方面的应用主要有提高食物的营养价值、降低天然食物中的有害成分和减少生产过剩中的农药、化肥的使用量等。如改善植物油脂品质,一些在植物油脂代谢中比较重要的基因已被克隆,为利用基因工程技术改善油脂中的组分提供了便利[7]。
2.3医疗、药物
基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病,目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。而如今不仅应用于改变基因缺陷的遗传病,而且还可用于治疗肿瘤等癌症病症[8]。例如:肝癌是人类常见的恶性肿瘤之一,死亡率居于恶性肿瘤第三位[9];而在肝癌介入治疗的方法中所需要用到的一个非常重要的技术便是基因工程技术[10]。不仅在肝癌治疗方面,在其他癌症治疗和其他疾病方面也得到了应用;如:血友病、卵巢癌、脑血管痉挛、乳腺癌以及乙型肝炎等疾病。
而针对某些疾病治疗也利用基因工程技术来大量生产了一些药物来进行辅助治疗。如治疗白血病时,将细胞因子转入肿瘤细胞制成的基因工程疫苗治疗白血病已取得较好的疗效[11]。而对于基因工程药物的生产,微生物有着极大的作用。微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本[12]。
3基因工程的利弊
基因工程的发展不仅影响到了环保领域、食品原料和生产领域、农业领域和医疗领域,还影响着人类的工业领域,甚至,由于基因工程技术的推动,计算机行业也在进步,并还将带动其他行业的进步[13]。所以基因工程的发展对于人类的发展来说好处是无法估量的。
凡是有利便有弊。虽然基因工程技术为人类的生活、生产带来了很多便利,但如果对其运用不当,将会对人类社会带来不可估量的后果。现今,人们对于某些转基因问题还难以做出确切的答复,如人类的健康会不会收到转基因食品的影响,外援基因会不会破坏体内其他调节基因的平衡,是否会引起细胞病变,这些问题都亟待解决,可能要经过无数人的努力和实验才能得出结论[14]。
4.结语
我们在大力发展转基因技术的同时,必须高度重视对转基因动物、植物和微生物品种的生物控制和控制技术的研究。在转基因食品的安全性没有进行全面的评估和没有可靠的生物控制措施之前,应严格禁止其进行生产和进入开放的自然生态系统,只有其生态安全性达到了传统育种方法培育的新品种时,或无生殖能力的动物和植物才能允许进入自然界进行生产,也只有这样才是有益于人类和社会进步的。在看到基因工程为人类社会的带来巨大变革的同时,人们更应该理性的看待,并不断探索,以期让基因工程技术能创造出更高的价值[15]。
参考文献
[1] 张军梅.基因工程技术的应用现状及其对人类社会的影响[J].北京农业,2011,36:11-12.[2] 杨林,聂克艳,杨晓容,高红卫.基因工程技术在环境保护中的应用[J].西南农业学报,2007,5:30-34 [3] 胡金川.基因工程技术在肽抗生素制备中的应用进展[J].医学研究生报,2003,16(8):611-613 [4] 黄传杰.植物基因工程技术在病虫害防治中的应用与展望[J].安徽农业科学,2001,9(3):320-324 [5] 黄大昉.农业微生物基因工程研究与展望[J].农业生物技术学报,2003,11(2):111-114 [6] 韩剑宏,唐运平,倪文.环境生物技术在微污染源岁中的应用与展望[J].城市环境与城市生态,2003,16(6):96-97 [7] 刘新平.基因工程技术队发展绿色食品产业的影响[J].南昌高专学报,2006,1:99-101 [8] 董自梅.基因工程与医疗[J].濮阳教育学院学报,1995,2,8-8 [9] 刘慧媛,陈志敏,曾健伟,等.415例原发性肝癌患者的临床特点分析.新医学,2013,44(2):123-126 [10] 刘广才.肝癌介入治疗的回顾与展望[J].中外医学研究,2014,12(26):163-164 [11] 王飞,陈慧慧,李建.基因工程药物治疗白血病的研究进展[J].现代肿瘤医学,2013,21(5):1158-1162 [12] 韩倩倩,王春仁.基因治疗产品、细胞治疗产品和组织工程产品在欧盟的监管[J].组织工程与重建外科杂志,2014,05:244-246.[13] 毛传清,祝娟.论基因工程对人类社会的主要影响[J].科技进步与对策,2002,1:36-37 [14] 章洁东.试谈基因工程技术的利弊影响[J].生物技术世界,2014,10:226-226 [15] 张军梅.基因工程技术的应用现状及其对人类社会的影响[J].北京农业,2011,12:11-12
第三篇:环境污染与人类健康
环境污染及其人类健康人侵害
一、教学目标
通过介绍对人类有害污染,使学生能够远离污染,从而养成健康的身体。
使学生懂得污染对人类造成的危害,从而在今后的工作中,从自己做起,从现在做起,为把我们国家建设成为一个到处是绿水青山作出贡献。
二、教学重点
(1)什么是环境污染
(2)环境污染有哪些,它造成的原因是什么。
三、教学内容
(1)环境污染的定义:是指由于自然的人为的因素致使自然环境发生变化,并超出
了其自净能力,从而破坏了生态平衡,影响到人类健康的现象。
(2)*环境污染产生的原因:随着世界人口的迅速增加以及工业化的迅速发展、人类
对自然资源的毁灭性的开发与利用,环境污染问题愈来愈严重,已经开始威胁人类的生存。
(3)*空气污染对内健康的危害:空气污染主要是由工业生产中散发来的尘埃、烟灰
等有害气体对空气的污染。目前,空气中的污染物已达一百多种。
(4)对人体的直接危害:呼吸道的鼻炎、咽炎、气管炎、肺结核、肺癌;心血管系
统的功能下降;内脏器官的肝肿大、肾炎;神经系统的头晕、头痛、失眠、神经衰弱。另外,对内分泌系统、骨骼系统、少年儿童发育都有负面影响。
(5)对人体的间接危害:导致佝偻病、眼部病症的发生。
(6)*水污染对健康的危害:水污染主要是指由工厂排出的未经净化处理的污水、生
活污水、垃圾和各种有害物质流入、渗入水中,使江、河、湖、海遭到污染。
(7)对人体的直接危害:人们直接饮用受污染的水,会导致各种肠胃疾病,严重受
污染的水会直接导致特异性疾病的发生,甚至危及生命。
(8)对人体的间接危害:通过食物链,有害的水浇灌农用物,污水中的水产类、食
用有害物质的动物等最后由人类来食用,会危及人类的健康。
*噪声音污染对健康的危害:噪音污染是指由生产、交通、生活中发出的超常规的振动。
(1)对人体的直接危害:导致人心烦躁、引起头痛和听力障碍。当噪声达到100分
贝时,人就烦躁难受;达到130分贝时耳朵疼痛;达到160分贝时耳膜破裂;达到170分贝时会导致死亡。
(2)对人体的间接危害:长时间生活在噪声达70~90分贝时的环境中,会引起神经、心血管、消化系统紊乱,内分泌功能失调,导致寇心病、脑血管疾病和心理疾病发生。
第四篇:与人类健康有关的节日
与人类健康有关的节日
(1)世界防治麻风病日(1月最后一个星期日)
(2)国际睡眠日(3月21日)
(3)世界防治结核病日(3月24日)
(4)世界卫生日(4月7日)
(5)世界哮喘日(5月7日)
(6)世界红十字日(5月8日)
(7)国际牛奶日(5月16日)
(8)世界无烟日(5月31日)
(9)国际禁毒日(6月26日)
(10)世界人口日(7月11日)
(11)世界母乳喂养周(8月第一个星期)
(12)世界心脏日(9月最后一个星期日)
(13)世界聋人日(9月28日)
(14)国际老人节(10月1日)
(15)世界人居日(10月的第一个星期一)
(16)世界精神卫生日(10月10日)
(17)国际盲人节(10月16日)
(18)世界传统医药日(10月22日)
(19)世界防治糖尿病日(11月14日)
(20)世界慢性阻塞性肺疾病日(11月20日)
(21)世界艾滋病宣传日(12月1日)
(22)世界残疾人日(12月5日)
(23)世界强化免疫日(12月5日
(24)全国爱耳日(3月3日)
(25)全国爱国卫生月(4月)
(26)全国肿瘤防治宣传周(4月15日至4月21日)
(27)全国防治碘缺乏病日(5月5日)
(28)中国学生营养日(5月20日)
(29)全**乳喂养日(5月20日)
(30)全国助残日(5月第三个星期日)
(31)全国爱眼日(6月6日)
(32)全国爱牙日(9月20日)
(33)全国防治高血压日(10月8日)
(34)全国男性健康日(10月28日)
(35)全国食品卫生宣传周(11月第一周)
第五篇:生物技术与人类健康论文
浅谈基因工程与人类健康
王招弟
经济管理学院 14会计4班 2014333500170 摘要:基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程在世界范围内发展迅速,渗透科学各个领域。其中包括基因制药、转基因技术的发展及应用等,回顾生物技术的每一步发展都为人类的健康做出了巨大的贡献。
关键词:基因工程、基因制药、转基因技术、人类健康
20世纪80年代以来,运用基因工程技术已成功生产出白细胞介素-
2、尿激酶、乙型肝炎苗等,临床上发挥了重要作用。目前人类已知至少五千多种疾病的发生都直接或间接与基因有关,如肿瘤、高血压、糖尿病、肥胖、艾滋病,如何根治这些疾病还需人类基因组的进一步研究。2003年4月中国、美国、英国、日本、法国、德国六国政府首脑联合发表了《六国政府首脑关于完成人类基因组序列图的联合声明》宣布:国际人类基因组测序协作组已经解读了人类生命密码书中所有章节的秘密,完成了人类基因组的“完成图”,并且全世界都可以不受限制地免费获取这些信息。日前美国奎格・文特研究所和多伦多儿童医院以及加州大学的研究者第一次向世界公布了个人的二倍体基因组序列。
有关基因工程与人类健康的密切联系,我将从以下几个方面展开叙述。
一、基因制药
科学家预言,下个世纪的药物主要是基因药物。在庞大的“人类基因组”这台大戏中,基因药物扮演了一个重要角色。尤其是针对一些遗传疾病与疑难顽症,基因药物把传统疗法上升到了基因疗法。
随着基因工程的发展,将相应的人体遗传物质(基因)转移到不同的微生物中,制造出如胰岛素、干扰素、生长激素等药物,已成现实。科学家在牛羊中植入人类基因,使这些动物的乳汁内含有人类血液的主要成分,如特有的蛋白质、使血液凝结的成分和抗体等等。科学家还把基因切开、粘上,从一种植物转移到另一种植物,从一种动物转移到另一种动物,把切下的基因植入任何生命细胞中,从而获得重要而廉价的药品。法国的科学家最近发现,在玉米、油菜、烟草等植物中,含有类似人体的血红蛋白基因,如加人铁原子,就可以造成人体所需的血红蛋白。人休血液主要由血浆、血球和血小板3种成分组成,而血红蛋白是血球的重要组成部分。一旦这项试验成功,由植物制造的人体需要的血液,将为人类提供取之不尽、用之不竭的血源。这种血液的优点,不会给人体造成因输血感染而引发的艾滋病、肝炎等疾病,也不会出现人体免疫系统的排异现象。
美国科学家研究发现的一种“减肥”基因,能够促使人体细胞消耗更多的热女,降低形成脂肪堆积导致肥胖,从而达到减肥目的。现在,科学家们正在寻找这种“减肥”基因的“开关”。如果找到“开关”,那么减肥“基因”就可以使肥胖症患者轻松安全地减肥。
当前,世界上利用转基因家畜生产的药物层出不穷。用转基因牛生产人乳铁蛋白,转基因羊生产抗凝血酶W、血清白蛋白纷纷登场。英国科学家培育的一只名为“贝贝”的母兔带有蛙鱼基因,它生产的奶液中含有能控制人体骨质疏松和治疗其它骨质疾病的小蛋白。这是人类首次在转基因动物的奶液中获得的小蛋白。科学家认为,要大量获取林林总总昂贵的基因药品,最好的办法就是将这些动物进行克隆即无性繁殖,达到“规模化生产”。我国目前已有5种基因新药投人大规模工业化生产,有5种基因药物进人临床试验,有近20种基因药物处于临床前研究。
二、转基因技术的应用
转基因技术是将目标基因导入生物体基因组中,借助导入基因的表达,引起生物体性状可遗传变化的一项技术。转基因技术经过几十年的发展,已经被广泛地应用于多个领域,包括基础科学研究、农业、畜牧业及医学等。2.1转基因技术研究基因功能
转基因技术最早应用于基因功能的研究,将目的基因导入受体中,研究基因功能,是研究基因功能的常规方法。基因组编辑利器CRISPR/Cas9通过全基因组范围内筛选基因功能已成为十分强大的工具。事实上,科学研究使用的突变体多数基于转基因技术。
2.2转基因技术培育动物新品种
1)改良家畜生长性状。肌肉生长抑制素基因MSTN的功能是抑制肌肉细胞的增殖与分化,去除MSTN基因理论上会使动物体生长迅速,体重显著增加。目前,通过转基因技术得到的MSTN基因缺失突变的纯合体小鼠,其肌肉发育程度显著增加,体重比野生型小鼠重约30%,骨骼肌纤维的数目比野生小鼠高86%。BEEVER等利用ZFN技术敲除了猪的myostatin基因,导致猪骨骼肌纤维增多,瘦肉率显著提升。2015年,QIAN等敲除了梅山猪中的MSTN基因,获得“双肌臀”猪表型。其中,MSTN双等位基因敲除猪8月龄时瘦肉产量高达67%,相比正常猪瘦肉产量多出12%。
2)改良肉质。Fat-1编码ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶,可催化不同的ω-6PUFAs转化成为相应的ω-3PUFAs。将Fat-1基因导入动物体能够快速有效地提高体内ω-3PUFAs的含量。基于这个原理,利用转基因技术将Fat-1基因定点整合至家畜体内,即可获得能够大量产生脂肪中富含多不饱和脂肪酸的,具有特殊肉质的家畜。
3)提高抗病性。利用转基因技术敲除动物体内的某些致病基因,或高表达具有抵抗疾病功能的生物活性蛋白,达到抗病育种的目的。猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSv)能破坏猪的繁殖能力,阻碍猪的生长,俗称“蓝耳病”。该疾病对养猪业具有巨大威胁,且没有能够完全治愈的药。2015年,密苏里大学通过精准的基因编辑技术———CRISPR/Cas9,破坏PRRSv病毒受体CD163基因,使仔猪出生后体内不再产生该受体蛋白,故病毒无法侵染。将PRRSv抗病猪与该病毒接触时,未感染疾病,并且能继续正常生长。2.3转基因技术被广泛应用于医学研究领域
转基因技术对人类疾病模型研究具有重大意义。其中,猪在解剖学、生理学、遗传学等方面与人类高度相似,转基因猪是研究人类疾病的重要模型之一,利用转基因技术建立人类重大疾病的模型猪,可以为解析人类重大疾病的发生、发展过程以及发病机制提供良好的研究材料。目前已经制备的疾病模型猪包括白化病猪模型、心血管疾病猪模型及糖尿病猪模型等。2015年,哈佛大学和eGenesis公司研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,敲除了猪基因组中可能有害的病毒基因,解决了猪器官用于人体移植的重大难题。
三、基因工程的潜在危害
早在七十年代,基因工程安全性问题就引起了广泛的讨论,人们已注意到基因工程对生态环境、人类健康、伦理道德等可能带来的一些问题。3.1 对生态环境影响
地球的生命已经存在了三十多亿年,简单的生命经过漫长的进化过程,形成了今天地球上由千万种生物所组成的复杂生态系统。采用基因工程的手段改造生物体,就有可能过快打乱自然界经过漫长时间进化所形成的秩序,破坏生态平衡。转基因生物的代谢产物会向外界环境扩散,造成链锁反应,凭目前的生物技术发展水平,还不能准确预测基因工程生物体及其代谢产物的表现形态和潜在危害,也难以提出针对性的防范措施。基因工程对生态系统的危害体现在下面几个方面: 第一、基因漂移。导入到转基因农作物中的基因可能由于植物花粉飞扬转移到杂草和其它作物中,如果抗除草剂基因转移到杂草中,就可能产生“超级杂草”。基因漂移将使正常、非目标植物发生基因改变,这个过程很难人为控制,其后果也很难预测。
第二、对非目标生物产生危害。苏云金杆菌晶体蛋白可不加区分地杀死许多种昆虫的幼虫,不仅对害虫有致死作用,对其它昆虫,包括有益昆虫也会致死。1999年发表在《自然》杂志的一项研究表明转苏云金杆菌晶体蛋白基因的玉米花粉被蝴蝶幼虫采食后,会使幼虫致死,而这种幼虫并不是玉米的害虫。
第三、产生有害生物,危害生物群落。对细菌、病毒进行基因改造,可能使无害或弱致病性的细菌、病毒变成有害或强致病性的细菌、病毒,对其它动、植物的生存造成危害,转基因植物有演变成“超级杂草”的可能。转基因动物可能形成“怪物”或优势生物,基因改造的生物体释放到环境,可能通过竞争消除群落中原有的野生种,并通过食物链间接影响群落结构。3.2对人类健康的影响
很多经基因改造的农作物、动物经过加工成为食品,虽然基因工程技术可大大提高食品的产量和质量,但也可能引起食品成分非预期的改变,对食用者的健康产生潜在的危害。这体现在:是否会含有新的过敏原,抗昆虫农作物是否含有残留的抗昆虫内毒素,抗除草剂农作物是否最终导致除草剂用量增加,引起除草剂在食品中残留。抗病毒农作物中含有的病毒外壳蛋白基因是否会对人体造成危害。如果致病力强的基因改造微生物从试验室逸出并扩散,由于人类对这些新的微生物无免疫力,是否可能会造成疾病流行。3.3 对伦理道德的影响
基因工程的作用对象是生物体,这样,基因工程的掌握者人本身也成了作用对象。人类科技发展和道德进步并不总是协调的。基因工程与其它科技相比,所遇到的伦理、道德、法律方面的问题更加尖锐,如果不加限制的发展,将会带来意想不到的社会问题。1997年2月,克隆“多利”小绵羊的出现在全世界引起强烈反响。科学家能够复制羊,从理论和技术上讲,复制人也将是可能的。这使人们不由的想到其可怕的后果。基因克隆技术如果应用到人身,将完全打破以往的生育模式。无性繁殖在人身上也可实现。夫妻、父子等基本的伦理关系会变得模糊不清,社会的基本单位———家庭将会消失,现有的社会秩序会打乱,使人类现有的意识形态、宗教信仰、法律制度变得无所适从。对其它动、植物的基因进行随意,甚至恶意的改造、重组,也是对自然界不负责任的行为。人类基因组计划完成后,这可以确定和改造人的致病基因。如何保护个人的遗传隐私将成为一个社会问题。人的基因改造如何来控制,由谁决定对一个人的基因进行改造,基因改造对人类自身的进化有什么影响。如何保证不会改造出“怪人”或“超人”来等都是一些亟待回答的问题。美国在实施人类基因组计划(HGP)一开始就注意到其所带来的社会问题,每年都拨款资助伦理、法律和社会问题的研究。转基因食品也存在一些伦理方面的担忧,将某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们食用的动物中,如将猪的基因转入棉羊中,可能会引起如穆斯林这样的宗教团体的反对,将动物基因转入植物中,会引起素食主义者的反对。
四、基因工程的安全性管理
基因工程对未来科技、经济、社会的影响是不容低估的,许多国家都不会错过基因工程所带来的发展机遇,积极开展研究与应用工作。然而,进行基因工程的研究与产品开发在当今世界已成为一个敏感话题,随时都可能召来一些反对的声音。针对基因工程可能带来的对人类健康和生态环境的危害,一些国家和国际组织制定了一系列的安全管理措施。4.1 农业基因工程安全性管理
我国的农业基因工程管理办法主要对基因工程体在试验阶段、中间试验、环境释放和商品化生产几个过程进行安全性评价,基因工程体包括植物、动物、植物用微生物、兽用微生物和水生动植物。操作步骤是:(1)根据受体生物的生物学特殊性、演变历史、异化作用等,评价其对人类和生态环境的潜在危害。(2)确定基因操作对受体生物安全等级的影响类型和影响程度。(3)确定遗传工程及其产品的安全等级。通过这些方法,将基因工程的安全等级划分为四个级别,分级申报审批。国际上对基因工程农作物安全性评价的总原则是:促进而不是限制其发展,同时保障人类健康与生态环境,考虑到转基因植物的种类及环境多样性,一般采取个案分析,逐步完善的原则。4.2 对基因工程食品的安全性管理
FAO和WHO共同于1990年、1996年分别在日内瓦和罗马召开会议,讨论基因工程食品的安全性评价问题。提出了一些基因工程食品安全性评价的原则。首先阐明其分子、生物学和化学特性,了解基因改造所采用的方法。对基因改造后的产物进行化学结构分析,对与传统食品不相同的基因工程食品要进行广泛的毒理学试验,必要时进行营养评价与致敏试验。对基因改造的动物性食品,哺乳动物本身的健康可作为安全性评价的标志。鱼类和无脊椎动物本身可产生毒素,需进一步进行安全评价。对基因改造的微生物食品,如分子、生物、和化学分析与传统食品一致,则主要对其杂质和加工过程进行评价。对已进行安全性评价并已批准的食品,需进行有计划的使用后人群健康监测。2000年3月由经济合作与发展组织(OECD)在英国爱丁堡召开转基因食品安全性会议,会议提出成立国际委员会来评估转基因食品对科学与社会的影响由于国情不同,各国转基因食品管理的政策也不样,日本厚生省宣布,到2001年4月,所有的基因工程食品都必须进行健康测试,目前,这种测试还只是自愿的。印度还没有宣布基因工程食品的管理办法,目前,印度没有种植转基因农作物,也没有基因工程食品出售,但为解决其粮食问题,印度政府积极支持基因工程方面的研究。巴西完全禁止基因工程作物及其产品。欧盟法律规定基因工程食品在销售时,其外包装要标识清楚。非基因工程食品中,基因工程食品混杂的比例不能超过1%。美国的基因工程作物和食品安全性由三个部门管理,食品与药品管理局负责转基因食品的安全性,环境保护局主要评估转基因作物对环境是否安全,农业部的动植物检疫局负责评估转基因作物本身对农业生产是否安全,如是否会成为有害昆虫宿主?作物是否会转变成有害杂草?确定食品中转基因作物的检测方法对转基因食品的安全性评价和标识也很重要。在欧盟,转基因食品的标识问题已成为公众关注的焦点之一,这就要求了解食品加工的原料中有无转基因作物及含量多少,要检测食品中有无转基因作物,首先应了解转基因作物的性状,转基因作物所导入的外源基因的信息。目前,正研究用PCR技术检测转基因作物,分析转基因作物与常规作物的DNA序列的差别,用酶联免疫吸附方法可检测转基因作物中的重组蛋白产物。
五、小结与展望
我国是一个有12亿多人口的发展中国家,发展经济,不断提高人民的生活水平和国家综合实力是当前的现实需要,积极开展基因工程的研究与应用工作,对解决今后的粮食问题、提高农业的科技水平和生产效率,改善生态环境问题,提高人民医疗保健水平都有重要意义,不能错过这一新技术革命带来的发展机遇,应充分利用我国丰富的基因资源,积极稳妥开展基因工程研究与应用,慎重与灵活相结合,加强安全性管理。使我国基因工程研究和应用走上健康发展的道路,在世界高新技术领域占一席之地。
基因工程技术既可造福于人类,也可能引起伦理道德等社会问题,甚至给人类带来灾难性的影响,尤其是对危害性认识不足或被人类滥用时,其潜在危险难以预料。因此人类必须正视这些问题,加强政策导向、完善相关法律制度,对生物技术产业的发展健康加以引导,使其为提高人类健康水平、延长寿命、开发新能源、环境保护方面继续做出贡献。参考文献:
(1)赵长志,韩晓松,谢胜松,李长春,赵书红.浅谈转基因技术与产品安全.养殖与饲料,2016.(2)章荣华.基因工程:人类健康的福音.科学世界,1998.(3)朱彦涛,徐虹,郭蔼光,等.植物转基因技术与当代社会发展[J].中国农学通报,2008.(4)储成才.转基因生物技术育种:机遇还是挑战[J].植物学报,2013.(5)黄志良.基因工程的应用及其安全性管理.生物学杂志,2011.(6)吴乃虎.基因工程原理(第二版).北京:科学出版社,1998.(7)冯斌,谢先芝.基因工程技术[期刊论文].西南农业学报,2002.(8)郭勇.生物制药技术.中国轻工业出版社,2001.