一、轉(zhuǎn)基因
我們知道物質(zhì)是由分子組成的,分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。分子的直徑很小,也就10納米的量級,如水分子的直徑為40納米。分子可分為有機分子和無機分子,有機分子即碳?xì)浠衔铮N)及其衍生物,簡稱有機物,生物體的組成成份幾乎全是有機物,如淀粉、蔗糖、油脂、蛋白質(zhì)、核酸以及各種色素,當(dāng)然,生物體內(nèi)的水和礦物資屬于無機物。
由于分子的尺度太小,在生物學(xué)中,通常以細(xì)胞作為人體結(jié)構(gòu)的基本單位,細(xì)胞是由生物有機分子、礦物資和水組成。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,下圖是動物細(xì)胞的組成。
人體共有40-60萬億個細(xì)胞,細(xì)胞的平均直徑在10-20微米之間。最大的是成熟的卵細(xì)胞,直徑在100微米以上;最小的是血小板,直徑只有約2微米。可見,最小的細(xì)胞直徑是分子的一萬倍。
為簡單起見,通常說細(xì)胞可分為膜、質(zhì)、核三部分。而細(xì)胞核中包括核仁、核液、核孔、染色質(zhì),如下圖所示。
染色質(zhì)又叫染色體,呈圓柱狀或桿狀,由于易被堿性染料染成深色而得名,人體細(xì)胞的染色體數(shù)目為46條,按其大小、形態(tài)配成23對,第一對到第二十二對叫做常染色體,為男女共有,第二十三對是性染色體,雄性個體細(xì)胞的性染色體對為XY,雌性則為XX。染色體由直徑僅10納米的DNA和蛋白質(zhì)組成,如下圖所示。
DNA的中文全稱是脫氧核糖核酸,是一種長鏈聚合物分子,如下圖所示。
DNA是鏈狀結(jié)構(gòu),有的區(qū)段具有遺傳效應(yīng),有的區(qū)段不具備遺傳效應(yīng),稱DNA中具有遺傳效應(yīng)的區(qū)段為基因。在一條DNA分子上有很多個基因,它們被不編碼的蛋白質(zhì)分開。基因的中文名叫遺傳因子,是遺傳變異的主要物質(zhì),支配著生命的基本構(gòu)造和性能。基因中儲存著生命孕育、生長、凋亡過程的全部信息,通過復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá),完成生命繁衍、細(xì)胞分裂和蛋白質(zhì)合成等重要生理過程。生物體的生、長、病、老、死等一切生命現(xiàn)象都與基因有關(guān),它也是決定生命健康的內(nèi)在因素。因此,基因具有雙重屬性:物質(zhì)性和信息性。
轉(zhuǎn)基因定義:利用分子生物學(xué)技術(shù),將人工分離和修飾過的基因?qū)肷矬w基因組中,使得DNA得以重組,導(dǎo)致生物體可遺傳性的修飾和改變,使遺傳性得到改造的生物在性狀、營養(yǎng)和消費品質(zhì)等方面向人類需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。
二、轉(zhuǎn)基因食品的好處
1、與同類非轉(zhuǎn)基因食品比較,轉(zhuǎn)基因食品選種目標(biāo)明確、目的性強、可以實現(xiàn)任何生物的基因互轉(zhuǎn)、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高,市場定價便宜;
2、可培抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗?jié)场⒖果}堿、抗除草劑等特性的作物新品種,減少對農(nóng)藥、化肥和水的依靠;
3、可以掙脫季節(jié)、天氣的影響,使得新鮮蔬菜不受季節(jié)影響;
4、可以將生長素基因、多產(chǎn)基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等外源基因?qū)雱游锏木印⒙鸭?xì)胞或受精卵,培育出生長周期短、產(chǎn)仔多、生蛋多、泌乳量高的動物。
三、轉(zhuǎn)基因食品存在的問題
1、毒性問題:對基因的人工提煉和添加,可能增加和積聚了食物中原有的微量毒素;
2、營養(yǎng)問題:外來基因會以一種人們目前還不甚了解的方式破壞食物中的營養(yǎng)成分;
3、對抗生素的抵抗作用:當(dāng)科學(xué)家把一個外來基因加入到植物或細(xì)菌中去,這個基因會與別的基因連接在一起。人們在服用了這種改良食物后,食物會在人體內(nèi)將抗藥性基因傳給致病的細(xì)菌,使人體產(chǎn)生抗藥性;
4、對環(huán)境的威脅:在許多基因改良品種中包含有從桿菌中提取出來的細(xì)菌基因,這種基因會產(chǎn)生一種對昆蟲和害蟲有毒的蛋白質(zhì)。
四、目前存在的轉(zhuǎn)基因作物
轉(zhuǎn)基因中藥:金銀花、忍冬藤(金銀花的根)、連翹、板藍(lán)根(菘藍(lán)的根)、蒲公英、魚腥草、人參、西洋參、太子參、黃芪、白術(shù)、山藥、大棗、韭菜子、枸杞、丹參、綠豆、菊花、廣藿香、巴戟天、枳殼、黃芪、夏枯草、青蒿、熟地黃、地黃、何首烏、龍眼肉、荔枝核、百合、石斛、桑葚、杜仲、靈芝、甘草、黃狗腎、半夏、桔梗、杏仁、天南星、銀杏、海藻、麻黃、防風(fēng)、生姜、菊花、浮萍、桑樹、黃芩、蘆根、竹葉、青蒿、地骨皮、赤芍、牡丹、葛花、金蕎麥、蘆薈、蓖麻子、木瓜、松節(jié)、桑枝、玉米須、西瓜翠衣、炮姜、橘核、橘皮、枳實、枳殼、虎杖、金錢草、柿蒂、羅漢果、玫瑰花、萊菔子、萊菔英、地夢蘿(分別為蘿卜的子、莖葉和根)山楂、神曲、雞內(nèi)金、麥芽(小麥)、谷芽(水稻)、南瓜子、三七、槐花、丹參、虎杖、紅花、桃仁、牛膝、半夏、桔梗、豬膽汁、羅漢果、桑白皮(桑的根皮)、白果、酸棗仁、珍珠母、珍珠、牛黃、僵蠶、麻黃根、浮小麥、糯稻根須、蓮子、燈盞花。
轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物:蕓豆(四季豆)、花生、玉米、小麥(面)、水稻(大米)、大豆、小米(谷子)、大麥、燕麥、高粱、綠豆、蕎麥、芝麻、苦蕎、向日葵、豇豆、豌豆、亞麻、棉花、青稞、黑麥草、架豆(菜豆)、紫蘇、蓮藕
轉(zhuǎn)基因堅果:葵花籽、核桃、黑白芝麻。
轉(zhuǎn)基因蔬菜:冬瓜、絲瓜、節(jié)瓜、西蘭花、菜心、香菜(芫荽)、油菜籽、生菜、甜菜、西葫蘆、娃娃菜、土豆(又稱馬鈴薯)、番茄(西紅柿)、油菜、紅薯(又名番薯、山芋、甘薯、白薯、地瓜等)、番木瓜、茄子、白菜、小白菜、青椒、辣椒、甘藍(lán)、紫甘藍(lán)、花椰菜、甜菜、胡蘿卜、芹菜、西芹、青菜、生姜、蔥、洋蔥、蒜、黃瓜、苦瓜、南瓜、萵苣、菊苣、蘆筍(又名石刁柏)、芥菜、茼蒿、油麥菜、大蔥、菠菜、蘿卜。
轉(zhuǎn)基因水果:李子、大棗、蘋果、葡萄、草莓、梨、杏、桃、櫻桃、金柑、龍眼、荔枝、柑桔、甘蔗、獼猴桃、香蕉、西瓜、木瓜、甜瓜、哈密瓜、河套蜜瓜、菠蘿、沙棘果、刺梨
轉(zhuǎn)基因食用菌:香菇、金針菇、草菇、平菇、雙孢蘑菇、白木耳(又名銀耳)。
其他轉(zhuǎn)基因作物:煙草、楊樹、桉樹、苜蓿(牲畜飼料)、矮牽牛、擬南芥、玫瑰、康乃馨、花草種子、銀杏。
五、克隆、雜交與轉(zhuǎn)基因
克隆:獨立細(xì)胞繁殖系,后代完全由一個細(xì)胞復(fù)制,具有完全相同的遺傳特征。一般情況下,生物若想產(chǎn)生下一代,都須經(jīng)過雌雄兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,而克隆是一種人工誘導(dǎo)的無性繁殖,不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的結(jié)合,只需從動物身上提取一個單細(xì)胞,用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎,再將胚胎植入雌性動物體內(nèi),就可孕育出新的個體。這種以單細(xì)胞培養(yǎng)出來的克隆動物,具有與單細(xì)胞供體完全相同的特征,是單細(xì)胞供體的“復(fù)制品”。
雜交:通過同一物種不同基因型的個體之間的交配,而取得某些雙親基因重新組合的個體。雜交一般是同一物種之間才能繁殖后代,物源太遠(yuǎn)(或太近),要么不能繁殖后代,要么繁殖的后代沒有繁殖能力,如騾子是驢和馬雜交的例子,不具有繁殖能力。
轉(zhuǎn)基因:從其它物種上截取一段或幾段基因,移植到母體物種中,然后培育至成熟。由于植入了新基因,母體基因被換掉,破壞了母體的DNA鏈狀結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)基因是對雜交技術(shù)的擴(kuò)充,因為雜交只能在同一物種之間進(jìn)行,而轉(zhuǎn)基因可以在任何物種之間進(jìn)行,可以將植物的基因移植到動物體內(nèi),也可以將動物的基因移植到植物體內(nèi)。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生下一代,可以通過雌雄交配,也可以通過克隆技術(shù)。
六、人們對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的憂慮
對于雜交,人們沒有什么憂慮,因為雜交不會改變地球上物種的多樣性。簡單的說,雜交是不同溫度的水的混合,本質(zhì)上還是水。例如雜交水稻,不管是怎么雜交出來的,他的父本和母本都是水稻,只是父本產(chǎn)量高,母本抗倒伏,雜交出來的水稻就是抗倒伏且產(chǎn)量高的水稻,畢竟還是水稻。就像人類的混血兒,兩個不同人種的后代可能表現(xiàn)出來的特征跟父母都不一樣,但是這個孩子身上所有的基因在他父母、父母的父母身上都是存在的,只是有些特征在父親身上沒有表現(xiàn)出來,但是不管怎么混血,這個孩子都還是人的范疇。
由于轉(zhuǎn)基因可以在任何物種之間進(jìn)行,它會產(chǎn)生出一些怪異物種,改變地球上物種的多樣性。地球上現(xiàn)存的物種經(jīng)歷了數(shù)萬年,乃至百萬年的進(jìn)化和變遷,是自然的選擇,遵從自然規(guī)律。而轉(zhuǎn)基因是人為控制的,不是自然產(chǎn)生的,誕生一個轉(zhuǎn)基因物種只需耗費很短的時間,轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品將打破自然規(guī)律。盡管人們的初衷是希望選擇優(yōu)良的遺傳基因,但轉(zhuǎn)基因的穩(wěn)定性不高,容易產(chǎn)生突變,而突變往往是朝著有害方向發(fā)展,超出人們的預(yù)料。轉(zhuǎn)基因可能產(chǎn)生出巨人或侏儒,可能制造出獨眼、三只眼、多只眼的怪人,可能讓美人魚的神話真實再現(xiàn)。試想,當(dāng)你在酒店吃飯時,服務(wù)員端上一盤人頭魚身來,你還敢吃嗎?為了抵御害蟲的侵蝕,研究者將病毒基因注入植物中,使得轉(zhuǎn)基因食品本身具有滅殺害蟲的功能。人們但心一擔(dān)害蟲依靠自然淘汰和進(jìn)化方法,產(chǎn)生更高的抵御性,造成農(nóng)藥無法滅殺現(xiàn)有的害蟲。研究者必須采用將更加兇猛的病毒基因注入植物中,如此循環(huán)下去,人類的生存環(huán)境受到嚴(yán)重的威脅。
當(dāng)然,也有其它的說法和猜測。一些反對轉(zhuǎn)基因的科學(xué)家通過一些實驗來驗證轉(zhuǎn)基因食品的危害,說轉(zhuǎn)基因食品會對小白鼠的繁殖和生育能力產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,一般3-4代以后,將出現(xiàn)繁育困難的可能。甚至有人說,轉(zhuǎn)基因食品是美國滅絕中國人種的一個大陰謀。這些說法僅僅是猜測,根據(jù)不夠充分,也經(jīng)不起分析。