【正文】 心是食用了由轉(zhuǎn)基因生物制成的食品會危害到自身的健 康。事實上，任何人類 活動都有風險，任何科 學(xué)技術(shù)發(fā)明都是一把雙刃劍，既有有利的一面，也有不利的一面，最重要的是如何使用。在這里，我們首先要區(qū)分兩個不同的概念， 一是風險，二是有害、危險。即使在將來發(fā)現(xiàn)有 抗多種除草劑的雜草，人們還可以研制出新的除草劑來對付它們，科學(xué)進步的歷史就是這樣。轉(zhuǎn) Bt 棉不僅能夠減少對環(huán)境的污染，而且能夠減少由殺蟲劑引起的對人類和動物 的傷害，它在中國的發(fā)展卓有成效，迄今尚未發(fā)現(xiàn)有負面作用，而且廣受農(nóng)民的歡迎?！蹲匀弧冯s志承認現(xiàn)有的證據(jù)“不足以表明發(fā)表原始論文是合適的”， 而該雜志在辦刊 133 年的歷史中，極少作這種表態(tài)。 在美國斑蝶事件后，法國國家農(nóng)藝學(xué)研究所與美國明尼蘇達大學(xué)經(jīng)過兩年多的合作研 究，掌握了足夠數(shù)據(jù)說明轉(zhuǎn) Bt 基因玉米對環(huán)境的影響極其微小。而大多數(shù)國家目前也都遵循同樣的 政策，即在不詳細了解轉(zhuǎn)基因作物對人類健康和自然環(huán)境造成影響的情況下，反對盲目進行 商業(yè)開發(fā)，也不許將轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品投放市場。據(jù)估計，轉(zhuǎn) Bt 殺蟲 棉的產(chǎn)量大約占中國棉花總產(chǎn)量的 35％，面積約有 150 萬公頃，而其中 2／ 3 的轉(zhuǎn) Bt 殺 棉種子是由美國孟山度公司提供的。他們由此推論，轉(zhuǎn) Bt 基因玉米中含有毒素，如果在大田中種植的轉(zhuǎn)基因玉米 花粉隨風飄到附近的菜田里污染菜葉，會使那些以菜葉為生的非目標昆蟲大量死亡。 2020 年 1 月，墨西哥 的環(huán)境部門出示了一份研究報告，該研究是由環(huán)境與自然資源部、國家生態(tài)研究所及國家生 物多樣性委員會共同做出的，研究結(jié)果表明，在墨西哥被調(diào)查的兩個偏僻山村里，高達 35 ％的原始玉米品種受到了轉(zhuǎn)基因玉米的污染。作為美洲最重要的糧食作物，玉米是美洲土著人的衣食父母， 被印地安人親切地稱為“玉米媽媽”。原因只是一些轉(zhuǎn)基因油菜籽在收獲時掉落，留在了泥土中，來 年它們又重新萌發(fā)。 加拿大“超級雜草”事件。 2020 年，在全球轉(zhuǎn)基因大豆播種面積達 58％。 近二十年來的基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了最廣泛的應(yīng)用，主要作物如玉米、大豆、 棉花等的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品產(chǎn)量已占到了相當大的份額?，F(xiàn)在，一些依靠基因工程手段培育出來的轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)大量投入生產(chǎn)，進入市場， 而轉(zhuǎn)基因動物也即將進人市場。 (3)人類基因組與基因診斷技術(shù) 一個人的遺傳信息 (基因組序列 )是不是一種隱私基 因診斷過程會不會侵犯個人隱私 。 人們除了對生物技術(shù)的安全性表示關(guān)注外，近年來人們對生物技術(shù)可能帶來的對人類社會的倫理、道德、法律的沖擊越來越關(guān)注。 (3)分子克隆技術(shù)在人類身上的應(yīng)用可能造成 巨大的社會問題，并對人類自身的進化產(chǎn)生影響；而應(yīng)用在其他生物上同樣具有危險性，因 為所創(chuàng)造出的新物種有可能具有極強的破壞力而引發(fā)一場浩劫。人們在享受生物技術(shù)所帶來的種種好處的同時，生物技術(shù)也可 能給人類社會帶來意想不到的沖擊，可能產(chǎn)生人們始料不及的嚴重后果。 生產(chǎn)貴重金屬 在冶金工業(yè)方面，高品位富礦不斷耗盡。概括起來，主 要有以下幾個大類：①氨基酸類，目前能夠工業(yè)化生產(chǎn)的氨基酸有 20 多種，大部分為發(fā)酵 技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，主要的有谷氨酸 (即味精 )、賴氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、纈氨 酸等；②酸味劑，主要有檸檬酸、乳酸、蘋果酸、維生素 C 等；③甜味劑，主要有高果糖漿、天冬精 (甜味是砂糖的 24 加倍 )、氯化砂糖 (甜味是砂糖的 600 倍 )。目前已發(fā)現(xiàn)有致癌活性 的污染物達 1100 多種，嚴重威脅著人類的健康。這是一個典型的耗能過程并帶來環(huán)境的嚴重惡化。 二次采油需加壓、注水，也只能獲得儲量的 20％。同時改進生產(chǎn)工藝以提高乙醇得率，降低生產(chǎn)成本。生物能源將是最有希望的新能源之一，而其中 又以乙醇最有希望成為新的替代能源。同年 4 月 15 日，我國總理溫家寶與美國、英國、日本、法國、德國的政府首腦聯(lián)合發(fā)表聲明，祝賀人類基因組序列圖繪制成功。 人類基因組計劃 (human genome project， HGP)與阿波羅登月計劃、曼哈頓原子彈計劃并 稱為人類科學(xué)史上的三大計劃。我 國則有包括血友病、地中海貧血、惡性腫瘤等多個基因治療方案正在實施中。 但由于其技術(shù)難度很大，困難重重。 基因芯片是生物芯片的一種，是近年來發(fā)展起來的一種高通量、高特異性的 DNA診 斷新技術(shù)。如用于腫瘤治療的“生物導(dǎo)彈”， 就是將治療腫瘤的藥物與抗腫瘤細胞的抗體聯(lián)結(jié)在一起，利用抗體與抗原的親和性，使藥物 集中于腫瘤部位以殺死腫瘤細胞，減少藥物對正常細胞的毒副作用。 1998 年初，美國食品和藥物管理局 (FDA)批準了 首個艾滋病疫苗進入人體試 (后又有多個新型疫苗進入人體試驗。近年來，由于生活方式、環(huán)境變化及人口老齡化等因素，全球腫瘤、心 血管病和遺傳性疾病患者大幅增加，中國也不例外，以上疾病已經(jīng)成為中國患者人數(shù)最多的病種，患者人數(shù)年增長速度超過 10％，由于生物藥品在治療以上疾病方面比傳統(tǒng)藥品效果更顯著，因此對生物藥品的需求日益增大，專家預(yù)測， 2020 年中國生物藥品市場規(guī)模將達到 300 億元。另外還有約 400 多種生物制劑正在進行臨床試驗， 2020 多種處于前期 實驗室研究階段。 由于細菌與人體在遺傳體制上的差異較大，許多人類所需的蛋白質(zhì)類藥物用細菌生產(chǎn)往 往是沒有生物活性的，人們不得不放棄用細菌發(fā)酵這種最簡單的方法而另找其他方法來生 產(chǎn)。每年的市場銷售額約 100 億美 。這是因為生物技術(shù)為探索妨礙人類健康的因素和提高 生命質(zhì)量提供了最有效的手段。 我國在轉(zhuǎn)基因動物研究方面，同樣做了大量的工作，有的已達到了國際領(lǐng)先水平。 (2)培育動物的優(yōu)良品系 利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將與動物優(yōu)良品質(zhì)有關(guān)的基因轉(zhuǎn)移到動 物體內(nèi)，使動物獲得新的品質(zhì)。 (1)動物的大量快速無性繁殖 植物細胞有全能性，所以可采用微培養(yǎng)技術(shù)大量快速 無性繁殖，達到工廠化生產(chǎn)的目的。當前，國際上生物農(nóng)藥占全部農(nóng)藥的市場份額 僅 2． 5％左右，其中僅蘇云金桿菌 (Bt)殺蟲劑就占了 90％。施用這種細菌可節(jié)約化肥五分之一，平均增產(chǎn) 5％～ 12． 5 ％?；实氖褂貌豢杀苊?地帶來了土地的板結(jié)，肥力的下降；化肥的生產(chǎn)將導(dǎo)致環(huán) 境的污染。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的西紅柿可延緩其成 熟變軟，從而避免運輸中的破損。 植物的微繁殖技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于花卉、果樹、蔬菜、藥用植物和農(nóng)作物快速繁殖，實 現(xiàn)商品化生產(chǎn)。一個 10m2 的恒溫室內(nèi)，可繁殖 1 萬～ 50 萬株小苗。利用植物的這種特性 ，可以從植物的根、莖、葉、果、穗、胚珠、 胚乳、花藥或花粉等植物器官或組織取得一定量的細胞，在試管中培養(yǎng)這些細胞，使之生長 成為所謂的愈傷組織。自 1996年 11 月我國正式公布實施《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法》以來，我國已批準 6種轉(zhuǎn)基因植物商品化，其中 5 種是我國自主開發(fā)的，包括抗蟲棉、耐貯番茄、抗病毒甜椒、抗病毒番茄等。 我國是人口大國，人多地少，糧食問題更是我國經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定的關(guān)鍵。至 1996 年，全世界推廣轉(zhuǎn)基因作物的種植面積為 250 萬公頃，到了 2020 年已達 4420 萬公頃。目前，世界人口已達 60 億，而耕地面積不但不會增加，反而有減少的趨勢。以基因工程為核心，帶動了現(xiàn)代發(fā)酵工程、現(xiàn)代酶工程、現(xiàn)代細胞工程以及蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，形成了具有劃時代意義和戰(zhàn)略價值的現(xiàn)代生物技術(shù)。 1961 年 Khorana 和 Nirenberg 破譯了遺傳密碼，揭開了 DNA編碼的遺傳信息是如何傳遞給蛋白質(zhì)這一秘密。 現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展 現(xiàn)代生物技術(shù)是以 20 世紀 70 年代 DNA 重組技術(shù)的建立為標志的。發(fā)酵技術(shù)和酶技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工、制革和農(nóng)產(chǎn)品加工等部門。 1676 年荷蘭人 Leeuwen Hoek(1632— 1723)制成了能放大 170～ 300 倍的顯微鏡并首先觀 察到了微生物。公元 10 世紀，我國就有了預(yù)防天花的 活疫苗；到了明代，就已經(jīng)廣泛地種植痘苗以預(yù)防天花?，F(xiàn)代生物技術(shù)是從傳統(tǒng)生物技術(shù)發(fā)展 而來的。生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，它包括醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、食品、化工、林業(yè)、環(huán)境保護、采礦冶金、材料、能源等領(lǐng)域 (圖 1— 2)。我國是發(fā)展中國家，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟、知識經(jīng)濟二元并存，面臨著新 的機遇和挑戰(zhàn)。這就是現(xiàn)代微電子學(xué)和計算機技術(shù)與生物技術(shù)的結(jié)合和滲透。其中又以生命科學(xué) 領(lǐng)域的重大理論和技術(shù)的突破為基礎(chǔ)。 上述五項技術(shù)并不是各自獨立的，它們彼此之間是互相聯(lián)系、互相滲透的。 酶工程 酶工程 (enzymeengineenng)是利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能， 對酶進行修飾改造，并借助生物反應(yīng)器和工藝過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的一項技術(shù)。然后將重組了的 DNA 導(dǎo)人某種宿主細胞或個體，從而改變它們的遺 傳品性；有時還使新的遺傳信息 (基因 )在新的宿主細胞或個體中大量表達，以獲得基因產(chǎn)物 (多肽或蛋白質(zhì) )。這將導(dǎo)致綜合性學(xué)科的出現(xiàn)，并最終形成了具有獨特概念和方法的新領(lǐng)域。 生物技術(shù)是由多學(xué)科綜合而成的一門新學(xué)科。改造生物體是指獲得優(yōu)良品 質(zhì)的動物、植物或微生物品系。當前所稱的生物技術(shù)基本上都是指現(xiàn)代生物技術(shù)。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將 是 21 世紀的支柱產(chǎn)業(yè)，許多國家都將生物技術(shù)確定為增長國力和經(jīng)濟實力的關(guān)鍵性技術(shù)之 一。生物技術(shù)對于提高綜合國力，迎接人類所面臨的諸如食品 短缺、健康問題、環(huán)境問題及經(jīng)濟問題的挑戰(zhàn)是至關(guān)重要的； 生物技術(shù)是現(xiàn)實生產(chǎn)力，也是 具有巨大經(jīng)濟效益的潛在生產(chǎn)力，它將是 21 世紀高技術(shù)革命的核心內(nèi)容。 傳統(tǒng)的生物技術(shù)是指舊有的制造醬、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的傳統(tǒng)工藝；現(xiàn)代生物技術(shù)則是指 20 世紀 70 年代末 80 年代初發(fā)展起來的，以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果 為基礎(chǔ)，以基因工程為核心的新興學(xué)科。先進的工程技術(shù)手段是指基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和蛋白質(zhì)工程等新技術(shù)。達到某種目的則包括疾病的預(yù)防、診斷與治療和食品的檢驗以及環(huán)境污染的檢測和治理等。 生物技術(shù)的種類及其相互關(guān)系 近幾十年來，科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的一個顯著特點就是人們越來越多地采用多學(xué)科的方法 來解決各種問題。 基因工程 基因工程 (geneengineering)是 20 世紀 70 年代以后興起的一門新技術(shù)，其主 要原理是應(yīng)用人工方法把生物的遺傳物質(zhì)，通常是脫氧核糖核酸 (DNA)分離出來，在體外進 行切割、拼接和重組。所以細胞工程應(yīng) 包括動、植物細胞的體外培養(yǎng)技術(shù)、細胞融合技術(shù) (也稱細胞雜交技術(shù) )、細胞器移植技術(shù)、 克隆技術(shù)、干細胞技術(shù)等。 蛋白質(zhì)工程 蛋白質(zhì)工程 (protem engmeenng)是指在基因工程的基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì) 結(jié)晶學(xué)、計算機輔助設(shè)計和蛋白質(zhì)化學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)知識，通過對基因的人工定向改造等 手段，從而達到對蛋白質(zhì)進行修飾、改造、拼接以產(chǎn)生能滿足人類需要的新型蛋白質(zhì)的技術(shù)。它以包括分子生物學(xué)、 細胞生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫生物學(xué)、人體生理學(xué)、動物生理學(xué)、植物生理學(xué)、微生物生理 學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)、遺傳學(xué)等幾乎所有生物科學(xué)的次級學(xué)科為支撐，又結(jié)合了諸如 化學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、數(shù)學(xué)、微電子技術(shù)、計算機科學(xué)、信息學(xué)等生物學(xué)領(lǐng)域之外的尖端基礎(chǔ) 學(xué)科，從而形成一門多學(xué)科互相滲透的綜合性學(xué)科。這些儀器全部都是由微機控制的、全自動化的。作為高技術(shù)領(lǐng)域重要組成部分的生物技術(shù)，必然在知識經(jīng)濟的發(fā)展過程中大顯身手并 做出特殊 的貢獻。 生物技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，高額的利潤也促使生物技術(shù)的快速發(fā)展。 二、生物技術(shù)發(fā)展簡史 生物技術(shù)可分為傳統(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。在公兀前 221 年，周代后期， 我國人民就能制作豆腐、醬和醋，并一直沿用至今。 埃及人則在公元前 4000 年就開始制作面包。 20 世紀 50 年代，在青霉素大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)的帶動下，發(fā)酵工業(yè)和酶制劑工業(yè)大量涌現(xiàn)。在今天看來，上述諸方面的發(fā)展，還只能被視為傳統(tǒng)的生物技術(shù)，因為它們還不具備高技術(shù)的諸要素。由于一切生命活動都是由包括酶和非酶蛋白質(zhì)行使其功能的結(jié)果，所以遺傳信息與蛋白質(zhì)的關(guān)系就成了研究生命活動的關(guān)鍵問題。 顯然，這是一項技術(shù)上的革命。 改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、解決食品短缺 “民以食為天”，糧食問題是一個國家經(jīng)濟健康發(fā)展的基礎(chǔ)。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得的生物體稱為轉(zhuǎn)基因生物，例如 轉(zhuǎn)基因植物，就是對植物進行基因轉(zhuǎn)移，其目的是培育出具有抗寒、抗旱、抗鹽、抗病蟲害 等抗逆特性及品質(zhì)優(yōu)良的作物新品系。轉(zhuǎn)基因性能包括抗除草劑、抗病毒、抗鹽堿、抗旱、抗蟲、抗病以及作物品質(zhì)改良等。研究成功了兩系雜交水稻， 平均畝產(chǎn)達 800kg 以上，累計推廣面積已達 1000