園林植物安全與檢疫：園林植物安全與檢疫1

園林植物安全與檢疫第一章

緒論

第一節(jié)幾個重要概念園林植物landscapeplant。適用于園林綠化的植物材料。包括木本和草本的觀花、觀葉或觀果植物，以及適用于園林、綠地和風(fēng)景名勝區(qū)的防護(hù)植物與經(jīng)濟(jì)植物，室內(nèi)花卉裝飾用的植物，還包括蕨類、水生、仙人掌及肉質(zhì)多漿類、食蟲類等植物種類。生物安全biosafety

。是指對由現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用可能產(chǎn)生的負(fù)面影響，所采取的有效預(yù)防和控制措施，目的是保護(hù)生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人體健康。

為預(yù)先防范和控制轉(zhuǎn)基因生物可能產(chǎn)生的各種風(fēng)險，保護(hù)全球的生物多樣性和人類健康，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和《生物多樣性公約》秘書處從1994年開始組織制定“生物安全議定書”，共組織了10輪工作組會議和政府間談判。我國國家環(huán)保總局牽頭編制的《中國國家生物安全框架》，提出了我國生物安全管理體制、法規(guī)建設(shè)和能力建設(shè)方案。2000年8月，我國政府正式簽署《〈生物多樣性公約〉的卡塔赫納生物安全議定書》。生物安全是《生物多樣性公約》最重要的議題之一。議定書的內(nèi)容包括：目標(biāo)和適用范圍、提前知情同意程序、風(fēng)險評估和風(fēng)險管理、信息交換所、能力建設(shè)、公眾意識和參與、賠償責(zé)任和補(bǔ)救、監(jiān)測與報告等。議定書適用范圍包括由現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的、擬作田間和商品生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因活生物體的越境轉(zhuǎn)移。不包括封閉使用、藥品和用于食品、飼料及其他加工材料（無繁殖能力）的轉(zhuǎn)基因活生物體。生物安全并非杞人憂天。2000年8月8日，中國常駐聯(lián)合國代表王英凡在紐約聯(lián)合國總部代表中國政府簽署了《(生物多樣性公約)的卡塔赫納生物安全議定書》，使我國成為簽署該議定書的第70個國家，同時也表明我國政府將切實加強(qiáng)生物安全管理，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人體健康。據(jù)美國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)組織今年7月發(fā)表的調(diào)查報告估計，盡管第一個醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品問世至今還不到20年，但全世界已有約27億人從利用生物技術(shù)制造出來的藥物和疫苗中受益。然而，現(xiàn)代生物技術(shù)在造福人類的同時，也可能對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生潛在的不利影響。尤其是當(dāng)人類不能確保正確合理操作和應(yīng)用這些技術(shù)時，其后果將是災(zāi)難性的，這一問題已引起國際社會的高度重視。目前，世界各國對生物安全的擔(dān)憂主要集中在轉(zhuǎn)基因(又稱基因改造)生物，特別是轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因食品上，導(dǎo)致這種擔(dān)憂愈演愈烈的事件首推1998年8月，英國阿伯丁的羅威特研究所教授普茲泰發(fā)現(xiàn)老鼠食用轉(zhuǎn)基因土豆之后免疫系統(tǒng)受到破壞。普茲泰進(jìn)一步推論，許多消費者也像被用于實驗的老鼠一樣食用沒有經(jīng)過嚴(yán)格鑒定的轉(zhuǎn)基因食品。該消息的發(fā)布，給世界各國如日中天的轉(zhuǎn)基因熱潮蒙上了一層陰影。人們開始疑惑，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是改造自然還是破壞自然?是造福人類還是給人類帶來災(zāi)難性毀滅?今年1～3月間，世界綠色和平組織數(shù)百名成員多次聚集在相關(guān)國際會議會場外游行示威，他們戴著“牛頭”、“馬面”，抗議國際社會以犧牲環(huán)境和人類健康為代價，允許一些國家大量種植和出口轉(zhuǎn)基因作物，片面追求經(jīng)貿(mào)利益。據(jù)悉，轉(zhuǎn)基因食品最近在澳大利亞也引發(fā)了爭論。爭論的焦點正是如何看待這種食品的安全性。民意測驗顯示，65％的澳大利亞人表示不愿轉(zhuǎn)基因食品出現(xiàn)在他們的餐盤里，93％的人支持強(qiáng)制性地為這種食品貼上標(biāo)簽。與澳大利亞人持相似態(tài)度的目前還有英國、法國、菲律賓等數(shù)十個國家的公民。從本世紀(jì)80年代世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物誕生，到目前全世界大約有2780萬公頃轉(zhuǎn)基因作物。品種涵蓋棉花、玉米、大豆、土豆、小麥、西紅柿、甜椒等數(shù)十種。此外，人們還利用轉(zhuǎn)基因動物作“生物反應(yīng)器”大量生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。總之，人類利用最新生物技術(shù)――轉(zhuǎn)基因技術(shù)(即把來源于任何生物甚至人工合成生物的基因插入另一種生物)應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以擺脫自然對傳統(tǒng)作業(yè)的限制。這種改造目前已被證實在增強(qiáng)動植物抗病能力、縮短生長周期、提高營養(yǎng)含量或使用性能、改變動植物的外觀形態(tài)、產(chǎn)生具有高效作用的酶等方面具有積極意義。但是，以目前的科學(xué)水平還不能精確地預(yù)測轉(zhuǎn)基因生物可能出現(xiàn)的

所有表現(xiàn)性狀與遺傳變異效應(yīng)，而且，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)插入宿主的基因可以在不同的物種間轉(zhuǎn)移，這些新的生物效應(yīng)和基因轉(zhuǎn)移對生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響還難以預(yù)測。例如，基因插入技術(shù)。迄今為止，生物工程技術(shù)還不能預(yù)測基因的插入位點并準(zhǔn)確地做到使外源基因定點整合，因此，就不能防止和減少插入基因的可能發(fā)生的多效性與次生效應(yīng)。所謂基因多效性及其次生效應(yīng)即是轉(zhuǎn)基因作物在獲得目標(biāo)表現(xiàn)性狀的同時，也可能獲得無關(guān)的甚至有害的遺傳性狀，結(jié)果導(dǎo)致健康危害。近日，國家環(huán)保總局有關(guān)負(fù)責(zé)人向新聞界通報說，近10多年來，我國的生物技術(shù)有了較快的發(fā)展。轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗病毒、品質(zhì)改良農(nóng)作物和林木已有22種進(jìn)行了大田試驗，其中抗蟲棉、抗病毒西紅柿、甜椒等4個農(nóng)作物品種已開始商品化生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，我國轉(zhuǎn)基因

作物大田試驗和商品化生產(chǎn)的面積僅次于美國、阿根廷、加拿大而居世界第4位。此外，我國也從國外進(jìn)口大豆等品種的轉(zhuǎn)基因活生物體，一些外國公司也以多種形式在我國開展轉(zhuǎn)基因研究和試驗。這位負(fù)責(zé)人說，目前我國對生物安全問題的宣傳和認(rèn)識還不夠，許多公眾對生物安全了解很少。另外，法規(guī)體系不健全，管理機(jī)制不盡合理。目前，世界主要發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家都制定了對轉(zhuǎn)基因生物的管理法規(guī)，例如，在美國分別由農(nóng)業(yè)部、環(huán)保署以及聯(lián)邦食品和藥物管理局負(fù)責(zé)環(huán)境和食品各方面安全性評價和審批。而我國的生物安全管理工作相對滯后，到目前為止，只有兩部基因工程安全管理規(guī)章，即1993年12月原國家科委發(fā)布的《基因工程安全管理辦法》和1996年7月農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《農(nóng)業(yè)基因工程安全管理實施辦法》。而且，中國

目前正在進(jìn)行研究的基因工程受體生物達(dá)92種，而申報的只有22種，從事此類研究的單位80多個，申報安全評價的只有19個。而且最令人擔(dān)憂的是基因工程安全評價沒有一個完全合理的辦法。北京農(nóng)業(yè)大學(xué)的李寧教授說：基因工程生物代謝產(chǎn)物的變化非常微量，以目前的技術(shù)手段難以明確測定，而這些微量變化對環(huán)境可能造成影響?，F(xiàn)在一些基因工程微生物被用于環(huán)境治理，但這些微生物進(jìn)入環(huán)境后如何控制又是問題。有些事情對大眾宣傳是一方面，科學(xué)家自己更要有所準(zhǔn)備。北京大學(xué)的李松剛教授說：從科學(xué)的角度而言，一些重大發(fā)現(xiàn)在一開始的時候，都覺得沒有什么問題，但在使用幾年幾十年后，其長期效果才能顯示出來。從另一方面說，我們不能坐等事情的一些長期效果都比較清楚了再做，這也不現(xiàn)實。據(jù)最新消息，我國目前已編制完成《中國國家生物安全框架》，提出了相關(guān)政策體系、法規(guī)體系和能力建設(shè)的國家方案，并將盡快建立監(jiān)管系統(tǒng)和技術(shù)支持系統(tǒng)?？梢哉f，中國老百姓切實享受到既先進(jìn)又安全的高科技生活的那一天應(yīng)該為時不遠(yuǎn)了。生物安全性biosafety。在特定的時空范圍內(nèi)，由于自然或人類活動引起的外來物種遷入，并由此對當(dāng)?shù)仄渌锓N和生態(tài)環(huán)境造成改變和危害。或指人為造成環(huán)境的劇烈變化而對生物的多樣性產(chǎn)生影響和威脅。或指在科學(xué)研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中對人類健康、生存環(huán)境和社會生活產(chǎn)生危害的程度。生物安全性是指生物體對人是否安全，一般特指生物體經(jīng)過基因工程改造后對人是否還依然安全。所屬學(xué)科：生物化學(xué)與分子生物學(xué)（一級學(xué)科）；總論（二級學(xué)科）。檢疫quarantine。定義1：以立法手段防止有害生物進(jìn)入或傳出一個國家或地區(qū)的措施。所屬學(xué)科：昆蟲學(xué)（一級學(xué)科）；昆蟲生態(tài)學(xué)（二級學(xué)科）。定義2：為了防止外來動植物病蟲害、外來傳染病和寄生蟲病而制定的隔離觀察檢查制度。所屬學(xué)科：生態(tài)學(xué)（一級學(xué)科）；保護(hù)生態(tài)學(xué)（二級學(xué)科）。定義3：對生物體及運輸工具等進(jìn)行的醫(yī)學(xué)檢驗、衛(wèi)生檢查和隔離觀察，是防止某些傳染病和蟲害在國內(nèi)蔓延和國際間傳播所采取的一項措施。所屬學(xué)科：水產(chǎn)學(xué)（一級學(xué)科）；水產(chǎn)生物病害及防治（二級學(xué)科）。植物檢疫（plantquarantine）。以立法手段防止植物及其產(chǎn)品在流通過程中傳播有害生物的措施。植物保護(hù)工作的一個方面，其特點是從宏觀整體上預(yù)防一切（尤其是本區(qū)域范圍內(nèi)沒有的）有害生物的傳入、定植與擴(kuò)展。由于它具有法律強(qiáng)制性，在國際文獻(xiàn)上常把“法規(guī)防治”、“行政措施防治”作為它的同義詞。植物檢疫是通過法律、行政和技術(shù)的手段，防止危險性植物病、蟲、雜草和其他有害生物的人為傳播，保障農(nóng)林業(yè)的安全，促進(jìn)貿(mào)易發(fā)展的措施。它是人類同自然長期斗爭的產(chǎn)物，也是當(dāng)今世界各國普遍實行的一項制度。由此可見，植物檢疫是一項特殊形式的植物保護(hù)措施，涉及法律規(guī)范、國際貿(mào)易、行政管理、技術(shù)保障和信息管理等諸多方面，為一綜合的管理體系。

植物檢疫是一項傳統(tǒng)的植物保護(hù)措施，但又不同于其他的病蟲防治措施。植物保護(hù)工作包括預(yù)防或杜絕、鏟除、免疫、保護(hù)和治療等五個方面。植物檢疫是植物保護(hù)領(lǐng)域中的一個重要部分，其內(nèi)容涉及植物保護(hù)中的預(yù)防、杜絕或鏟除的各個方面，也是最有效、最經(jīng)濟(jì)、最值得提倡的一個方面，有時甚至是某一有害生物綜合防治（IPM）計劃中唯一一項具體措施。但植物檢疫具有的特點卻不同于植物保護(hù)通常采用的化學(xué)防治、物理防治、生物防治和農(nóng)業(yè)防治等措施。植物檢疫學(xué)主要研究有害生物的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行學(xué)、防治學(xué)；研究它們的檢驗和檢測技術(shù)及相關(guān)的殺滅與除害等檢疫處理技術(shù)。是一門為保護(hù)植物的健康，阻止某些對植物（含種子、種苗等繁殖材料及植物產(chǎn)品，下同）有嚴(yán)重危害的有害生物隨植物或其他應(yīng)檢物調(diào)運而傳播，對有害生物進(jìn)行風(fēng)險分析，提出檢疫對策、制定與執(zhí)行檢疫法律、法規(guī)的科學(xué)。植物檢疫學(xué)是一門與法律、法規(guī)和貿(mào)易密切有關(guān)的綜合性科學(xué)，是植物保護(hù)領(lǐng)域中的新興科學(xué)。植物檢疫學(xué)是高等農(nóng)林院校植物保護(hù)學(xué)科中的一門新興課程。中國加入世界貿(mào)易組織(wTO)后，中國與世界各國的貿(mào)易量急劇增加，其中農(nóng)林產(chǎn)品和植物種苗的數(shù)量尤為顯著。許多有害生物都會隨著農(nóng)林植物及植物產(chǎn)品、填充物、包裝材料和土壤等傳到異國他鄉(xiāng)。如果遇到適生的生態(tài)環(huán)境，這些有害生物就可能在異地定殖落戶，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)林生產(chǎn)帶來損害，有的甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的重大損失。在國際貿(mào)易中，世界各國在遵循逐步取消關(guān)稅壁壘的同時，為保護(hù)本國利益，都在設(shè)法不斷提高檢驗檢疫等技術(shù)性要求來限制進(jìn)口商品對本國經(jīng)濟(jì)和農(nóng)林生產(chǎn)的沖擊。動植物檢疫不僅是國際貿(mào)易中的國門衛(wèi)士，而且也是重要的技術(shù)保障，檢驗與檢疫的重要性已明顯地提高，各國政府和科技部門都在加強(qiáng)研究如何確保國際貿(mào)易和植物種苗調(diào)運中的安全與有序，這就是植物檢疫的主要任務(wù)。植物檢疫工作關(guān)系到國家及各地區(qū)農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、人民身體健康等問題。近年來備受重視。各高等院校、生物專業(yè)、食品專業(yè)、生物工程專業(yè)以及農(nóng)林院校植保專業(yè)都將“植物檢疫學(xué)”作為必修課列入教學(xué)計劃，其目的是為了適應(yīng)市場對人才的需求，拓寬專業(yè)面。由于人們對生態(tài)意識的增強(qiáng)，環(huán)境保護(hù)與生活質(zhì)量的提高，植物檢疫工作越來越受到政府及有關(guān)部門的高度重視。隨著社會的快速前進(jìn)，國內(nèi)改革開放形勢的不斷深入，科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā)展，國內(nèi)外交流頻繁深入，市場經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上，國內(nèi)外流通的植物種子、苗木、農(nóng)產(chǎn)物及其制品數(shù)量劇增，需要大量從事檢疫工作的高級技術(shù)人才；在崗的人員也需要不斷知識更新，提高業(yè)務(wù)水平，對各類出入境植物危險性病、蟲、雜草，進(jìn)行嚴(yán)格的檢疫檢驗，以適應(yīng)國內(nèi)外形勢的變化。國家農(nóng)業(yè)部曾出資舉辦過數(shù)十次培訓(xùn)班，對檢疫工作人員進(jìn)行技能強(qiáng)化和提高，浙江大學(xué)是定點培訓(xùn)基地之一，為此曾做出過很大的貢獻(xiàn)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)（北京）及西北農(nóng)林科技大學(xué)商鴻生教授、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)許志剛教授等曾先后主編有專著和教材。農(nóng)業(yè)部植物檢疫研究所也編寫出版了《植物檢疫手冊》等著作，都是很好的專業(yè)工具書籍。第二節(jié)本課程的主要內(nèi)容、研究范圍及與其他學(xué)科的關(guān)系隨著人類經(jīng)濟(jì)、社會的不斷發(fā)展，人類對資源利用加劇，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因生物和外來種入侵等對生物的生存、發(fā)展和利用造成了現(xiàn)實和潛在的威脅，生物安全問題已上升到一個國家、民族的安全問題，成為國家安全的一個重要組成部分。植物是人類、動物和許多其它生物的主要食物來源，在自然環(huán)境條件下，植物經(jīng)常會遭到各種有害生物的襲擊，導(dǎo)致作物的大幅度減產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的降低。加強(qiáng)對植物的保護(hù)，確保農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的安全，是滿足人類日常生活需要的一項重要系統(tǒng)工程。植物檢疫是植物保護(hù)的一個重要組成部分，它是以法律為依據(jù)，行政和技術(shù)手段相結(jié)合，防止危險性有害生物的傳播蔓延，保護(hù)農(nóng)林生產(chǎn)安全的一項重要措施。植物檢疫經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展歷程，其法規(guī)和技術(shù)措施都得到不斷完善。尤其是近十多年來，國際交流日益頻繁，各國為保護(hù)本國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和促進(jìn)對外貿(mào)易發(fā)展，通過加強(qiáng)研究使植物檢疫各項措施與制度更趨完善，在貿(mào)易過程中實施強(qiáng)制性的檢疫制度已為世界各國所接受。我國加入WTO以后，對外貿(mào)易和交流得到快速的發(fā)展，每年進(jìn)出境的農(nóng)副產(chǎn)品及調(diào)運植物種苗數(shù)量和范圍在不斷擴(kuò)大，危險性有害生物傳入的風(fēng)險性也在加大。同時，世界各國對檢疫也提出更加嚴(yán)格的要求，使檢驗檢疫面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

生物安全主要研究生物安全問題的由來，資源過度利用、環(huán)境變化、氣候變化、生物入侵和轉(zhuǎn)基因生物等對生物安全的危害和影響及生物安全在國家和社會可持續(xù)發(fā)展方面的重要性。植物檢疫學(xué)主要研究有害生物的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行學(xué)、防治學(xué)；研究它們的檢驗和檢測技術(shù)及相關(guān)的殺滅與除害等檢疫處理。本學(xué)科與法律學(xué)、政治經(jīng)濟(jì)學(xué)、商品貿(mào)易學(xué)、生物學(xué)、植物學(xué)、植物保護(hù)學(xué)、動物學(xué)、昆蟲學(xué)、生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)、植物病理學(xué)、分子生物學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)、信息學(xué)等許多學(xué)科有關(guān)的一門學(xué)科。第三節(jié)主要參考文獻(xiàn)【1】國家環(huán)境保護(hù)局.

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北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2004【15】植物檢疫手冊編委會.植物檢疫手冊.北京：中國林業(yè)出版社，2006。第二章生物安全概述第一節(jié)生物安全的定義生物安全是指現(xiàn)代生物技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因生物的跨國越境轉(zhuǎn)移可能會對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生潛在的不利影響，特別是各類轉(zhuǎn)基因活生物體釋放到環(huán)境中可能對生物多樣性構(gòu)成潛在風(fēng)險與威脅。研究和監(jiān)測表明，轉(zhuǎn)基因生物可能對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生多方面的負(fù)面影響。生物安全是國家安全的組成部分，它是指與生物有關(guān)的各種因素對國家社會、經(jīng)濟(jì)、人民健康及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在風(fēng)險。在這個定義中，與生物有關(guān)的因素是生物安全問題的主體，社會、經(jīng)濟(jì)、人類健康和生態(tài)環(huán)境是承載生物安全的客體?，F(xiàn)實危害或潛在風(fēng)險是生物安全的外在表現(xiàn)（或稱效應(yīng)）。與生物有關(guān)的因素主要有，自然界天然的生物因子、轉(zhuǎn)基因生物和生物技術(shù)。1、自然界天然的生物因子。主要包括動物、植物、微生物。由微生物特別是致病性微生物所導(dǎo)致的安全問題，如生物武器、生物恐怖、重大傳染病的暴發(fā)流行等，是人類社會所面臨的最重要和最現(xiàn)實的生物安全問題。2、轉(zhuǎn)基因生物。主要包括轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因微生物。隨著生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因生物安全問題正日益受到國際社會的廣泛關(guān)注。3、生物技術(shù)。人們在利用生物技術(shù)造福人類的同時，也可能帶來意想不到的安全問題（如轉(zhuǎn)基因食品、基因治療技術(shù)等），特別是生物技術(shù)的濫用對人類健康、生態(tài)環(huán)境以及社會、經(jīng)濟(jì)有可能造成嚴(yán)重危害，已經(jīng)成為國際社會一個重大的安全問題。目前國際社會關(guān)注的主要問題有以下幾點：轉(zhuǎn)基因生物對非目標(biāo)生物的影響：抗蟲和抗病類轉(zhuǎn)基因植物，除對害蟲和病菌致毒外，對環(huán)境中的許多有益生物也將產(chǎn)生直接或間接的影響和危害。增加目標(biāo)害蟲的抗性：研究表明，第三代、四代害蟲已對轉(zhuǎn)基因抗蟲作物產(chǎn)生抗性。因此，轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的大規(guī)模種植，有可能需要噴灑更多的農(nóng)藥，將會對農(nóng)田和自然生態(tài)環(huán)境造成更大的藥害。此外，目標(biāo)害蟲還可能轉(zhuǎn)移到其他作物上進(jìn)行危害。

雜草化：轉(zhuǎn)基因植物通過傳粉進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，可能將一些抗蟲、抗病、抗除草劑或?qū)Νh(huán)境脅迫具有耐性的基因轉(zhuǎn)移給野生近緣種或雜草。如果雜草獲得轉(zhuǎn)基因生物體的抗逆性狀，將會變成超級雜草，從而嚴(yán)重威脅其他作物的正常生長和生存。對生物多樣性和生態(tài)環(huán)境的影響：由于可以使動物、植物、微生物甚至人的基因進(jìn)行相互轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)基因生物已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的界、門的概念，具有普通物種不具備的優(yōu)勢特征，若釋放到環(huán)境，會改變物種間的競爭關(guān)系，破壞原有自然生態(tài)平衡，導(dǎo)致生物多樣性的喪失。轉(zhuǎn)基因生物通過基因漂移，會破壞野生和野生近緣種的遺傳多樣性。此外，種植耐除草劑轉(zhuǎn)基因作物，必將大幅度提高除草劑的使用量，從而加重環(huán)境污染的程度并使農(nóng)田生物多樣性喪失。

對人體健康的威脅和影響：轉(zhuǎn)基因活生物體及其產(chǎn)品作為食品進(jìn)入市場，可能對人體產(chǎn)生某些毒理作用和過敏反應(yīng)。例如，轉(zhuǎn)入的生長激素類基因就有可能對人體生長發(fā)育產(chǎn)生重大影響；轉(zhuǎn)基因生物體中使用的抗生素標(biāo)記基因，如果進(jìn)入人體，也可能使人體對很多抗生素產(chǎn)生抗性。由于人體內(nèi)生物化學(xué)變化的復(fù)雜性，有些影響，需要經(jīng)過長時間才能表現(xiàn)和監(jiān)測出來。目前，國內(nèi)有代表性的生物安全定義有以下三種：第一，生物安全是指現(xiàn)代生物技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用，以及轉(zhuǎn)基因生物的跨國越境轉(zhuǎn)移，可能會對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人民健康產(chǎn)生潛在的不利影響。特別是各類轉(zhuǎn)基因活生物體釋放到環(huán)境中可能對生物多樣性構(gòu)成潛在風(fēng)險與威脅。第二，生物安全是指生命科學(xué)領(lǐng)域特別是現(xiàn)代生物技術(shù)，在研究、開發(fā)、應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化過程中，在造福人類的同時，對人類健康及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的不利影響。第三，生物安全是特指致病微生物的實驗室安全防護(hù)與管理，其主要目的是防止實驗室工作人員感染，或意外泄漏導(dǎo)致環(huán)境污染和社區(qū)人群感染。很顯然，以上三種定義都是對生物安全某個方面的概述和界定，都不是全面的生物安全定義。在以上三個定義中以定義一使用最多，影響最大，以至于將生物安全等同于生物物種或生物資源的安全。盡管該定義強(qiáng)調(diào)了轉(zhuǎn)基因活生物體環(huán)境釋放對生物多樣性的威脅，但定義中生物安全的主體是生物技術(shù)和轉(zhuǎn)基因生物，客體是生態(tài)環(huán)境及人民健康，而不僅僅是生物多樣性的安全問題。

對生物安全的片面理解可能主要源于對《卡塔赫納生物安全議定書》的不當(dāng)認(rèn)識。實際上，該議定書是生物安全領(lǐng)域有關(guān)轉(zhuǎn)基因活生物體環(huán)境釋放對生物多樣性不利影響的“卡塔赫納議定書”。換言之，它只是生物安全領(lǐng)域有關(guān)某一問題的單項議定書，而不是關(guān)于生物安全所有問題的議定書。把《卡塔赫納生物安全議定書》簡稱為《生物安全議定書》可能是不妥當(dāng)?shù)?。第三?jié)生物安全問題的由來和發(fā)展趨勢1、引言轉(zhuǎn)基因生物安全問題在國內(nèi)外已經(jīng)引起極大的關(guān)注，不同領(lǐng)域的專家都從自己的專業(yè)角度對這個問題進(jìn)行了很多研究，積累了豐富的文獻(xiàn)。這些研究主要集中在生態(tài)學(xué)、科技倫理、環(huán)境科學(xué)等方面，主要通過技術(shù)層面來分析轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題。隨著研究的深入，人們一致認(rèn)為，生物安全是一個綜合性的問題，它對于人類社會的深遠(yuǎn)影響已經(jīng)超過人們的預(yù)期，原來那種希望僅僅依靠科學(xué)技術(shù)的完善來解決人們對生物安全的疑慮和不安的想法已經(jīng)顯得過于簡單。近年來，中國出現(xiàn)了一系列涉及到轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的案件和糾紛，如雀巢轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)識糾紛，美國轉(zhuǎn)基因大豆進(jìn)口許可證風(fēng)波等，還有如今沸沸揚揚的轉(zhuǎn)基因稻米市場化爭議，國內(nèi)越來越多的學(xué)者開始意識到生物安全法律問題研究的重要性，在生物安全立法、管理體制等方面作了很多開創(chuàng)性的研究工作，但是與國外的研究現(xiàn)狀相比，我國對生物安全的法學(xué)理論研究滯后于實踐的狀況比較嚴(yán)重。因此在生物安全法律規(guī)制的框架構(gòu)建上缺乏足夠的法學(xué)理論支撐。就現(xiàn)有的極少量相關(guān)研究成果而言，大都出自生物技術(shù)專家之手，而非出自法律專家。從采取的研究方式來看，長期以來僅僅引進(jìn)和介紹國外相關(guān)研究成果，研究范圍狹窄，層次相對單薄，沒有建立起獨立和成熟的轉(zhuǎn)基因生物安全法律研究框架和法學(xué)理論。作為轉(zhuǎn)基因生物安全法律問題研究的邏輯起點，轉(zhuǎn)基因生物安全的概念界定是一個核心問題和工作基礎(chǔ)。筆者有感于國內(nèi)學(xué)者對轉(zhuǎn)基因生物安全概念理解的不一致，結(jié)合轉(zhuǎn)基因生物安全問題的科技背景和轉(zhuǎn)基因生物安全問題的演變，試圖對轉(zhuǎn)基因生物安全的概念作一梳理和探究。2、“轉(zhuǎn)基因”詞源和“生物安全”的由來“轉(zhuǎn)基因生物”一詞的最初來源是英語“TransgenicOrganisms”，因為在上世紀(jì)70年代，重組脫氧核糖核酸技術(shù)（rDNA）剛開始應(yīng)用于動植物育種的時候，常規(guī)的做法是將外源目的基因轉(zhuǎn)入生物體內(nèi)，使其得到表達(dá)，因而在早期的英語文獻(xiàn)中，這種移植了外源基因的生物被形象地稱為“transgenicOrganisms”，即“轉(zhuǎn)基因生物”。但隨著分子生物技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是上世紀(jì)90年代末以來，科學(xué)家們能夠在不導(dǎo)入外源基因的情況下，通過對生物體本身遺傳物質(zhì)的加工、敲除、屏蔽等方法也能改變生物體的遺傳特性，獲得人們希望得到的性狀。在此類情形下，沒有轉(zhuǎn)入外源基因，嚴(yán)格說就不能再稱為轉(zhuǎn)基因，稱為“基因修飾”更加合適和全面，因此現(xiàn)在開始用“GeneticallyModifiedOrganisms（簡稱GMO）”，即“基因修飾生物”。因此，現(xiàn)在我們所指的“轉(zhuǎn)基因生物”，其概念已經(jīng)為“基因修飾生物”所涵蓋。但因為“轉(zhuǎn)基因”一詞已經(jīng)普遍為人們接受，而且外源基因?qū)肴匀皇悄壳胺肿由锛夹g(shù)在作物育種領(lǐng)域中所采用的主要方法之一，“轉(zhuǎn)基因生物”一詞就沿用至今?；诖?，繼續(xù)

沿用“轉(zhuǎn)基因”一詞，不過是在“基因修飾生物”的意義上加以使用。早在1956年，Crick和Watson對生物遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的揭示極大地促進(jìn)了現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展。到1968年，美國科學(xué)家PaulBerg成功地將兩段沒有遺傳相關(guān)性的DNA片段連接，引起生物學(xué)界的轟動，該科學(xué)家也因此獲得了諾貝爾獎。隨后，他試圖開展將這段重組脫氧核糖核酸（rDNA）導(dǎo)入真核生物細(xì)胞核的實驗，由于實驗采用的DNA來源于一種非常危險的病毒，一旦DNA片段在真核細(xì)胞內(nèi)恢復(fù)了生物活性，后果不堪設(shè)想，有同行意識到該實驗的危險性，向他發(fā)出了警告，PaulBerg在仔細(xì)斟酌后暫時放棄了這項可能再度讓他問鼎諾貝爾獎的實驗。而在1972年，生物學(xué)家Boyer從大腸桿菌中提取了一種限制性內(nèi)切酶，命名為EcoRi酶，這種酶能夠在特定編碼區(qū)域?qū)NA鏈切斷，這使得不同遺傳物質(zhì)之間的重組變得愈加可行。在這種情況下，科學(xué)家們再次考慮到生物實驗的安全性問題，并且于1975年召開了著名的Asilomar會議，專門討論生物安全問題。在Asilomar會議召開后不久，美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）就制定了世界上第一部專門針對生物安全的規(guī)范性文件，即《NIH實驗室操作規(guī)則》。在《NIH實驗室操作規(guī)則》中，第一次提到生物安全（biosafety）的概念。但是要注意的是，此處的生物安全是指“為了使病原微生物在實驗室受到安全控制而采取的一系列措施”（Aseriesofproceduresinthelaboratorytoensurethatpathogenicmicrobesaresafelycontained）?？梢姡蜕锇踩珕栴}的起源來說，有兩個基本要素：其一，生物安全與生物技術(shù)緊密相連，如果沒有現(xiàn)代分子生物技術(shù)的發(fā)展，沒有對遺傳物質(zhì)在物種間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的科技能力，就不會有生物安全問題的出現(xiàn)；其二，生物安全是基于轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品而導(dǎo)致的確定或不確定的潛在風(fēng)險。可以看到，《NIH實驗室操作規(guī)則》對生物安全概念的界定，主要針對的是轉(zhuǎn)基因生物，所調(diào)控的是一種狹義的生物安全，即將病源性微生物控制在實驗室內(nèi)的安全使用。在我國法學(xué)界，什么是生物安全？不同的學(xué)者有各自不同的解釋。如有的學(xué)者認(rèn)為，“生物安全，是指生物的正常生存和發(fā)展以及人類的生命和健康不受人類的生物技術(shù)活動和其他開發(fā)利用活動侵害和損害的狀態(tài)”；有的學(xué)者認(rèn)為，“生物安全是指生物種群的生存發(fā)展處于不受人類不當(dāng)活動干擾、侵害、損害、威脅的正常狀態(tài)……所謂人類不當(dāng)活動是指違背自然生態(tài)規(guī)律的人類活動，包括開發(fā)、利用生物資源的生產(chǎn)活動、交易活動和技術(shù)活動”，等等。這些概念的界定是否準(zhǔn)確？是否具備了法律上的特征？正如很多其它科技發(fā)展帶來的法律問題一樣，對生物安全概念的界定，不能脫離生物安全問題的科技背景，否則就不能準(zhǔn)確找到法律層面的切入點。生物安全的最初概念可以等同于轉(zhuǎn)基因生物安全的概念，但是隨著生物安全被人們重視的程度不斷提高，越來越多的問題被歸入到生物安全的范疇中去。比如外來生物入侵，這是一個傳統(tǒng)的生態(tài)危害問題，而且已經(jīng)為人們認(rèn)識到了，但是在轉(zhuǎn)基因生物的生態(tài)危險性尚未顯現(xiàn)以前，沒有人把生物入侵看成是生物安全問題。即便現(xiàn)在看來，轉(zhuǎn)基因生物安全問題還是生物安全的主要方面，當(dāng)前在調(diào)整生物安全過程中體現(xiàn)的一系列原則，如“審慎預(yù)防原則(precautionaryprinciple)”，“實質(zhì)等同性原則(substantialequivalence)”，“事先知情同意(AdvanceInformedAgreement)”等都是在調(diào)整和規(guī)范轉(zhuǎn)基因生物安全的過程中被強(qiáng)調(diào)和研究的。而值得進(jìn)一步考慮的是，本文所引的國內(nèi)兩種代表性觀點看，似乎“生物安全”一詞中的“生物”是作為被保護(hù)的對象來說的，使其保持在一個不被“干擾、侵害、損害、威脅”的狀態(tài)。但事實并非如此。從生物安全概念的起源來看，我們可以很明確地知道這里的“生物”指的不是“需要保護(hù)的生態(tài)環(huán)境內(nèi)的生物”，而恰恰是“能夠引起不安全狀態(tài)的病原生物”；所謂的“安全”則是指對采取措施使得這類危險的生物被控制在“安全”狀態(tài)而言的。如果不明確這一點，就會對生物安全作擴(kuò)大的解釋。與生物技術(shù)無關(guān)的人類活動，比如濫捕野生動物、過度砍伐樹木等行為，即使是產(chǎn)生了對生物界的危害，也不應(yīng)被納入生物安全的范疇。3、生物安全概念的演變和發(fā)展

《NIH實驗室操作規(guī)則》第一次提出生物安全的概念，但如果生物安全概念只停留在這個層面上，轉(zhuǎn)基因生物停留在實驗室里而沒有產(chǎn)業(yè)化的價值和意義，那么所謂的轉(zhuǎn)基因生物安全法律問題無非是一些實驗室的操作規(guī)范而已，法律所能起到的作用就會微乎其微。實際上，隨著農(nóng)業(yè)綠色革命的風(fēng)起云涌，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)栽培和育種模式的潛力已經(jīng)挖掘怠盡，日益精細(xì)的耕作和大量的農(nóng)藥、化肥投入使得原本已經(jīng)脆弱不堪的生態(tài)環(huán)境遭到進(jìn)一步的惡化，同時世界日益增長的人口又使得溫飽問題的解決雪上加霜。此時，人們認(rèn)識到生物科技對于農(nóng)業(yè)的運用所能帶來的巨大的利益，在很大程度上能夠?qū)σ陨蠁栴}的緩解作出貢獻(xiàn)。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的獨特生產(chǎn)特性使得轉(zhuǎn)基因生物獲得了極大的應(yīng)用前景，尤其在一些氣候惡劣、病蟲頻發(fā)的地域，轉(zhuǎn)基因作物顯現(xiàn)出傳統(tǒng)作物所難以企及的優(yōu)勢，市場化推進(jìn)速度驚人。不能否認(rèn)的事實是，在1996至2004年的九年期間，全球累加的轉(zhuǎn)基因作物價值為240億美元。專家預(yù)測，2005年，全球轉(zhuǎn)基因作物(僅指官方登記認(rèn)可的，不包括非法栽培的轉(zhuǎn)基因作物)的價值預(yù)計將超過50億美元一年。而全球全部轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品（包括農(nóng)作物、藥品等）總產(chǎn)值從1984年來以每年25%的速度增長，至2003年，已經(jīng)達(dá)到450億美元。這也是目前生物安全研究的主要對象恰恰是轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)作物的根源。轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)在很大程度上能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生很大的促動，但是任何事物都有其兩面性，現(xiàn)代生物技術(shù)可以將無關(guān)聯(lián)的生物品種，包括植物、動物和微生物中的遺傳材料相互轉(zhuǎn)移(并且可以指定要轉(zhuǎn)移的基因)，產(chǎn)生出新型的植物、動物和微生物。因此技術(shù)本身還是存在一些不能確證但卻危害巨大的隱患，包括對生態(tài)環(huán)境和公眾健康的威脅。在生態(tài)方面，如果轉(zhuǎn)基因作物的外源基因向親緣野生種轉(zhuǎn)移，就會污染到整個種子資源基因庫。1997年，人們在玉米的原產(chǎn)地—墨西哥山區(qū)的野生玉米內(nèi)檢測到轉(zhuǎn)基因成分，但轉(zhuǎn)基因玉米的栽培地卻是在離山區(qū)幾百里之遙的美國境內(nèi)。人們由此覺得轉(zhuǎn)基因生物的負(fù)面生態(tài)影響必須得到重視。在食品健康方面，人們擔(dān)心轉(zhuǎn)入了其它基因的作物含有對人體不利的成分。尤其是美國王斑蝶(Monarchbutterfly)事件和英國普斯陶教授(ArpadPusztai)的轉(zhuǎn)基因土豆毒性研究報告的發(fā)布，更加使人們對轉(zhuǎn)基因作物及其產(chǎn)品的安全性問題充滿了憂慮。

這種利益和風(fēng)險之間的沖突必然會大大促進(jìn)生物安全概念的發(fā)展。生物安全已經(jīng)不再僅僅是實驗室內(nèi)的一種安全操作規(guī)則，而是演變成為政治、經(jīng)濟(jì)、倫理、法律諸方面相膠合的綜合性問題。可以看到，生物安全又是一個動態(tài)的概念，它所涉及的具體內(nèi)容有一定的時空范圍，又隨自然界的演進(jìn)、社會和經(jīng)濟(jì)活動的變化及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而變化。從國際法的層面上來看，第一次提出生物安全問題的是1990年制定的《生物多樣性公約》。該公約是從保護(hù)生物多樣性的角度來理解生物安全的。在術(shù)語一章中沒有為生物安全作出定義，而是把生物安全和外來生物入侵、惡意生物資源勘探等活動一樣作為危害到生物多樣性的一種原因而加以關(guān)注，它的內(nèi)容還是十分單一，很大程度上是對生態(tài)風(fēng)險的強(qiáng)調(diào)。但在2000年根據(jù)公約制定的《卡塔赫納生物安全議定書》中，生物安全的概念就得到極大的拓展，雖然《議定書》也沒有給出生物安全的確切概念，但在《議定書》的目標(biāo)中提到，“本議定書……協(xié)助確保在安全轉(zhuǎn)移、處理和使用憑借現(xiàn)代生物技術(shù)獲得的、可能對生物多樣性的保護(hù)和可持續(xù)使用產(chǎn)生不利影響的改性活生物體領(lǐng)域內(nèi)采取充分的保護(hù)措施，同時顧及對人類健康所構(gòu)成的風(fēng)險并特別側(cè)重越境轉(zhuǎn)移問題”；在“術(shù)語解釋”中，“現(xiàn)代生物技術(shù)”被定義為包括兩種技術(shù)，“其一，試管核酸技術(shù)，包括重新組合的脫氧核糖核酸(DNA)和把核酸直接注入細(xì)胞或細(xì)胞器；其二是指超出生物分類學(xué)科的細(xì)胞融合，此類技術(shù)可克服自然生理繁殖或重新組合障礙，且并非傳統(tǒng)育種和選種中所使用的技術(shù)”；“改性活生物體”是指“任何具有憑借現(xiàn)代生物技術(shù)獲得的遺傳材料新異組合的活生物體”。可見，目前國際法上對生物安全的概念界定，主要規(guī)范的還是與生物技術(shù)緊密相關(guān)的轉(zhuǎn)基因生物，但議定書對生物安全產(chǎn)生最深影響的，是將生物安全的內(nèi)容和范圍由實驗室擴(kuò)展到更廣的范圍。根據(jù)議定書，生物安全涉及到GMOs越境轉(zhuǎn)移的程序、風(fēng)險評估與風(fēng)險管理、國家間生物安全信息資料交換、GMO損害的責(zé)任與賠償?shù)确矫妗Ｔ谶@里，轉(zhuǎn)基因生物安全是一個系統(tǒng)的概念，即從實驗室研究到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，從技術(shù)研發(fā)到經(jīng)濟(jì)活動，從個人安全到國家安全，都涉及到生物安全性問題。4、結(jié)論

總之，轉(zhuǎn)基因生物安全首先是一個科學(xué)的概念，轉(zhuǎn)基因生物從實驗室到栽培實驗地，到大田到食品加工廠，到超級市場到我們的餐桌上，隨著消費者離轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的距離越來越近，在這各個過程中，生物安全涉及到實驗室安全、項目審批、大田栽培風(fēng)險評估、市場準(zhǔn)入、運輸隔離、食品標(biāo)簽等一系列問題。而在法律的視野中，轉(zhuǎn)基因

生物安全包括著兩個層面的安全：其一是生態(tài)和健康上的風(fēng)險防范。因為“科學(xué)不確定性”的存在，使得法律對轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險規(guī)制努力只能是“防范”而非“根除”隱患；其二，是指一旦轉(zhuǎn)基因生物造成了損害，法律是否加以救濟(jì)，提供怎么樣的法律框架予以救濟(jì)。這也是生物安全的另一個方面，是法律框架內(nèi)的安全。由此我們可以得到這樣的轉(zhuǎn)基因生物安全概念，“轉(zhuǎn)基因生物安全，是指為使轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品在研究、開發(fā)、生產(chǎn)、運輸、銷售、消費等過程中受到安全控制、防范其對生態(tài)和人類健康產(chǎn)生危害、以及救濟(jì)轉(zhuǎn)基因生物所造成的危害、損害而采取的一系列措施的總和”。相應(yīng)地，調(diào)整和規(guī)范其中每一個過程中產(chǎn)生的法律關(guān)系的法律，其總和也就構(gòu)成了轉(zhuǎn)基因生物安全法。第四節(jié)生物安全對人類的重要性隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的快速發(fā)展，人類在通過利用各種生物技術(shù)來改變生物的生物學(xué)特性的同時，存在著對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境以及人體健康產(chǎn)生潛在危險的可能性。自人類創(chuàng)建了基因重組技術(shù)之后，這種人為對自然的干預(yù)會不會潛在著尚不能預(yù)知的某些危險？會不會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的失衡？會不會對人類的健康乃至生命造成傷害？這些既關(guān)系到人類自身的安全，也關(guān)系到人類生存環(huán)境的安全。由此，生物安全已成為各國政府、科技界、社會公眾普遍關(guān)注的焦點。1、生物安全的涵義及特點目前，當(dāng)人們談到生物安全問題時，馬上就會聯(lián)想到轉(zhuǎn)基因植物及食品的安全。事實上，生物安全并不只包含這些內(nèi)容，比較一致的觀點認(rèn)為，所謂生物安全應(yīng)該是指：人們對于由動物、植物、微生物等生物體給人類健康和賴以生存的自然環(huán)境可能造成不安全的防范，目的在于防其弊，用其利。因此，①、外來物種遷入導(dǎo)致對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的不良改變或破壞：②、人為造成的環(huán)境劇烈變化危及生物的多樣性；③、科學(xué)研究開發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用中，經(jīng)遺傳修飾的生物體和危險的病原體等可能對人類健康、生存環(huán)境造成的危害等，均屬生物安全問題。生物安全是一個系統(tǒng)的概念。即從實驗室研究到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，從技術(shù)研發(fā)到經(jīng)濟(jì)活動，從個人安全到國家安全，都涉及到生物安全性問題。生物安全又是一個動態(tài)的概念，它所涉及的具體內(nèi)容有一定的時空范圍，又隨自然界的演進(jìn)、社會和經(jīng)濟(jì)活動的變化及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而變化。2、加強(qiáng)生物安全工作的重大意義1.產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要加強(qiáng)生物安全工作，有利于科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，有利于經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展，對生物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)命脈有重要影響。生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化首先是從醫(yī)藥行業(yè)開始的。自1981年第一種單抗診斷試劑和1982年第一個基因工程藥物———重組人胰島素在美國獲準(zhǔn)生產(chǎn)銷售以來，以基因工程藥物為主的各種生物技術(shù)產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用在全球形成了生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“第一次浪潮”?，F(xiàn)代生物技術(shù)研究最多、發(fā)展最快的是治療藥物。目前，美國大約1300家生物技術(shù)公司的70％以上、歐洲生物技術(shù)公司的50％以上，都在從事醫(yī)學(xué)生物制品的研究開發(fā)，主要是用于治療癌癥、心腦血管疾病、艾滋病、遺傳病等各種重大疾病而用常規(guī)方法又難于獲得的藥物。全球生物技術(shù)藥品市場銷售額年均保持12％的增長速度，已由1996年的150億美元上升到2000年的300億美元。在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)方面，隨著動植物細(xì)胞工程和基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“第二次浪潮”已在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域迅速掀起。2000年前，美國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品銷售額年均增長率達(dá)到50％，其中2000年農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售額約為150億美元，超過農(nóng)產(chǎn)品市場的10％，這些新品種具有抗病、抗蟲、抗除草劑、抗逆境、高蛋白、高營養(yǎng)等特點，其種植面積從1996年的170萬公頃猛增到2001年的5260萬公頃，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和豐富人類生活等發(fā)揮了重要的作用。在病原體研究方面，由于種種原因，實驗室獲得性感染事件時有發(fā)生，截至1976年共發(fā)生實驗室獲得性感染事件3000多例。在病原體研究實驗中，工作人員的發(fā)病率比普通人群高5－7倍。病原體逃逸出設(shè)施造成他人和動物感染的事例也有報道。因此，為確保醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中生物技術(shù)的健康迅速發(fā)展和應(yīng)用，生物安全工作的研究和管理迫在眉睫。這個問題對我國也十分重要。如處理得當(dāng)，將能促進(jìn)我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，跟上世界科技發(fā)展前沿和主流，在新世紀(jì)的國際競爭中占據(jù)主動。如果處理不當(dāng)，將有可能造成不良后果，或是束縛發(fā)展，使我國剛有起色的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)失去轉(zhuǎn)瞬即逝的機(jī)遇。2.國際貿(mào)易、國際交流與對外合作的需要加強(qiáng)生物安全工作的研究，能夠使我國在國際貿(mào)易和對外合作交流中處于主動，利于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貿(mào)易規(guī)則，保證我國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的正常運轉(zhuǎn)。3.國家主權(quán)、執(zhí)法的需要生物安全也涉及到國家的安全，在維護(hù)國家主權(quán)、領(lǐng)土完整、資源保護(hù)中，加強(qiáng)生物安全工作顯得尤為重要，符合國家利益、政治與政權(quán)的需要。4.提高國家地位的需要生物安全已逐漸成為一門專門的分支學(xué)科，需要專門的知識和人才。加強(qiáng)生物安全工作的研究，在國際貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)合作中，展示和提高我國形象。3、亟待解決的主要問題綜上所述，應(yīng)盡快采取有效措施，切實加強(qiáng)我國生物安全的技術(shù)及管理工作，主要針對以下幾個問題：1.制定安全標(biāo)準(zhǔn)，完善法律建設(shè)。由于近年來生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，原有法規(guī)已不能適應(yīng)發(fā)展的要求。在立法的同時，應(yīng)考慮以下幾項原則：國家利益、科學(xué)和公正三者相結(jié)合的原則。以國家利益為基礎(chǔ)，建立權(quán)威性的科學(xué)評價體系，公平、合理地評價已出現(xiàn)的或各種潛在的生物安全問題。主動預(yù)防為主的原則。建立立項審查、專家論證的制度及對立項的研究項目實行全程監(jiān)督的制度，在執(zhí)行過程中嚴(yán)格履行生物安全評價和相應(yīng)的檢測工作，及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，做到防患于未然。國家生物安全法規(guī)與地方生物安全法規(guī)相結(jié)合的原則。以國家生物安全法規(guī)為準(zhǔn)繩，并嚴(yán)格執(zhí)行，同時要允許地方研究單位，根據(jù)自己的研究項目和實際情況，制定相應(yīng)的生物安全執(zhí)行細(xì)則，做到統(tǒng)而不死，放而不亂，積極有效的推進(jìn)生物科學(xué)的研究與開發(fā)。公眾參與和專業(yè)培訓(xùn)的原則。提高公眾的生物安全意識，普及生物安全知識，使公眾對所接觸的生物技術(shù)新產(chǎn)品與自然生物產(chǎn)品之間的特性差異有所了解，合理地保護(hù)自己的消費權(quán)。同時，對從事生物科學(xué)研究的專業(yè)人員要進(jìn)行必要的生物安全知識培訓(xùn)，以消除或減少研究過程中產(chǎn)生的廢物對環(huán)境和社會的危害，也使研究產(chǎn)物符合生物安全的要求，從而促進(jìn)生物科學(xué)研究在我國的健康發(fā)展。系統(tǒng)管理、個案處理和逐步完善相結(jié)合的原則。隨著生物科學(xué)研究的不斷發(fā)展，可以隨意地將某物種的基因在其他物種中轉(zhuǎn)移和表達(dá)，制備出人類所需要的產(chǎn)品。由于基因的多樣性和復(fù)雜性，難以預(yù)測研究結(jié)果可能含有的潛在威脅。另外，隨著國際貿(mào)易和國際旅游的不斷發(fā)展，可能會把國外一些有害的生物體（高等生物、病原微生物等）帶入國內(nèi)，造成難以預(yù)料的后果。生物安全的系統(tǒng)管理和個案處理時解決這些問題有效方式，在這個過程中積累經(jīng)驗，逐步完善已有的生物安全法規(guī)。2.理順管理體系，明確有關(guān)部門職能。生物安全管理環(huán)節(jié)多，部門職能交叉，缺乏明確統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理構(gòu)架。安全管理力度不夠，特別是在病原體的安全管理方面一直沒有實驗室生物安全等級要求的相關(guān)法規(guī)、指南。建議加強(qiáng)部門間的協(xié)調(diào)配合，進(jìn)一步明確有關(guān)部門在綜合交叉問題上的職責(zé)，形成有關(guān)部門各司其職、有機(jī)配合的工作格局。同時，在部門職責(zé)未明確界定之前，建議成立跨部門、跨學(xué)科的專家評審委員會，以保證對交叉問題的準(zhǔn)確評價。3.加大投入，切實加強(qiáng)生物安全工作的能力建設(shè)。由于缺乏全面的、系統(tǒng)的生物安全評價標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控體系，以及研究和技術(shù)支撐條件。建議進(jìn)一步加大對生物安全工作的支持，將生物安全研究列入國家相關(guān)計劃；建立一套既符合我國國情，又與國際接軌的、科學(xué)合理的生物安全評價、監(jiān)控體系；加強(qiáng)政策研究；培養(yǎng)一支相對穩(wěn)定的精干隊伍；全面加強(qiáng)生物安全科研能力建設(shè)，以適應(yīng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生物安全監(jiān)控的需求。加大科技投入，支持科研能力建設(shè)，在科技部設(shè)立辦公室，加強(qiáng)部門間的協(xié)調(diào)、配合，形成有關(guān)部門各司其職，重大問題有機(jī)配合的工作格局。同時，建立健全生物安全管理體系，明確科技部、農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部、國家環(huán)保總局、外經(jīng)貿(mào)部、國家進(jìn)出口檢疫局等部門各自的職能。4.綜合考慮國家利益，適時適度推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。由于沒有專門的生物安全經(jīng)費渠道，資金投入不足，無法滿足生物安全工作對技術(shù)、人才和設(shè)施等方面的要求。綜合生物安全、進(jìn)出口貿(mào)易、市場競爭能力以及促進(jìn)民族產(chǎn)業(yè)發(fā)展等問題，對我國主要農(nóng)作物逐一進(jìn)行認(rèn)真研究，以確定研究開發(fā)的重點和產(chǎn)業(yè)化的時機(jī)。

對我國技術(shù)成熟且國外同類產(chǎn)品已進(jìn)入中國的轉(zhuǎn)基因作物，采取有效措施，大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，國家應(yīng)給予必要的鼓勵和扶持政策。對我國擬產(chǎn)業(yè)化但技術(shù)尚不成熟，暫時無法達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的，則可在若干年內(nèi)以生物技術(shù)“高門檻”延緩國外產(chǎn)品進(jìn)口，同時采取必要措施加快我國產(chǎn)品的研究與開發(fā)，蓄勢待發(fā)，一旦自主開發(fā)的產(chǎn)品成熟，再放開市場，以保證我方在市場競爭中占據(jù)主動。對可能存在較大生態(tài)風(fēng)險，或我國準(zhǔn)備以非轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品占據(jù)國際市場的物種，可以在一定時間內(nèi)以該產(chǎn)品在我國禁止產(chǎn)業(yè)化為由，阻止國外產(chǎn)品進(jìn)口。對在已批準(zhǔn)環(huán)境釋放和商品化生產(chǎn)時，應(yīng)考慮適當(dāng)集中、分區(qū)種植，以利跟蹤監(jiān)測，加強(qiáng)研究，積累數(shù)據(jù)，確保生物安全。5.加強(qiáng)對生物安全宣傳工作的管理。建議指定有關(guān)部門對有關(guān)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的報道進(jìn)行審核把關(guān)。同時加強(qiáng)對現(xiàn)代生物技術(shù)和生物安全知識的科普宣傳，以防止不適宜的新聞炒作，減少負(fù)面影響。第三章生物技術(shù)第一節(jié)概述1、生物技術(shù)的定義生物技術(shù)biotechnology。定義：應(yīng)用生命科學(xué)研究成果，以人們意志設(shè)計，對生物或生物的成分進(jìn)行改造和利用的技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)綜合分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、胚胎學(xué)、免疫學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)、計算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)，可用于研究生命活動的規(guī)律和提供產(chǎn)品為社會服務(wù)等。所屬學(xué)科：生物化學(xué)與分子生物學(xué)（一級學(xué)科）；方法與技術(shù)（二級學(xué)科）。生物技術(shù)（biotechnology）也譯成生物工程，生物學(xué)研究與應(yīng)用的技術(shù)方面，包括，基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和酶工程，現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展到高通量組學(xué)（omics）芯片技術(shù)、基因與基因組人工設(shè)計與合成生物學(xué)等系統(tǒng)生物技術(shù)。生物技術(shù)（biotechnology），有時也稱生物工程，是指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合其他基礎(chǔ)科學(xué)的科學(xué)原理，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，按照預(yù)先的設(shè)計改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的。生物技術(shù)是人們利用微生物、動植物體對物質(zhì)原料進(jìn)行加工，以提供產(chǎn)品來為社會服務(wù)的技術(shù)。它主要包括發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。因此，生物技術(shù)是一門新興的，綜合性的學(xué)科。近些年來，以基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅猛，并日益影響和改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。所謂生物技術(shù)（Biotechnology）是指“用活的生物體（或生物體的物質(zhì)）來改進(jìn)產(chǎn)品、改良植物和動物，或為特殊用途而培養(yǎng)微生物的技術(shù)”。生物工程則是生物技術(shù)的統(tǒng)稱，是指運用生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等原理與生化工程相結(jié)合，來改造或重新創(chuàng)造設(shè)計細(xì)胞的遺傳物質(zhì)、培育出新品種，以工業(yè)規(guī)模利用現(xiàn)有生物體系，以生物化學(xué)過程來制造工業(yè)產(chǎn)品。簡言之，就是將活的生物體、生命體系或生命過程產(chǎn)業(yè)化的過程。生物工程包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、生物電子工程、生物反應(yīng)器、滅菌技術(shù)以及新興的蛋白質(zhì)工程等，其中，基因工程是現(xiàn)代生物工程的核心?；蚬こ蹋ɑ蚍Q遺傳工程、基因重組技術(shù)）就是將不同生物的基因在體外剪切組合，并和載體（質(zhì)粒、噬菌體、病毒）的DNA連接，然后轉(zhuǎn)入微生物或細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行克隆，并使轉(zhuǎn)入的基因在細(xì)胞或微生物內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)。目前，有60%以上的生物技術(shù)成果集中應(yīng)用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)，用以開發(fā)特色新藥或?qū)鹘y(tǒng)醫(yī)藥進(jìn)行改良，由此引起了醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的重大變革，生物制藥也得以迅速發(fā)展。生物制藥就是把生物工程技術(shù)應(yīng)用到藥物制造領(lǐng)域的過程，其中最為主要的是基因工程方法。即利用克隆技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)，對DNA進(jìn)行切割、插入、連接和重組，從而獲得生物醫(yī)藥制品。生物藥品是以微生物、寄生蟲、動物毒素、生物組織為起始材料，采用生物學(xué)工藝或分離純化技術(shù)制備，并以生物學(xué)技術(shù)和分析技術(shù)控制中間產(chǎn)物和成品質(zhì)量而制成的生物活化制劑，包括菌苗、疫苗、毒素、類毒素、血清、血液制品、免疫制劑、細(xì)胞因子、抗原、單克隆抗體及基因工程產(chǎn)品（DNA重組產(chǎn)品、體外診斷試劑）等。目前，人類已研制開發(fā)并進(jìn)入臨床應(yīng)用階段的生物藥品，根據(jù)其用途不同可分為三大類：基因工程藥物、生物疫苗和生物診斷試劑。這些產(chǎn)品在診斷、預(yù)防、控制乃至消滅傳染病，保護(hù)人類健康中，發(fā)揮著越來越重要的作用。2、生物技術(shù)的類別傳統(tǒng)生物技術(shù)：顯微鏡技術(shù)玻片標(biāo)本制作與染色技術(shù)同位素標(biāo)記示蹤技術(shù)無土栽培技術(shù)作物育種技術(shù)顯微鏡技術(shù)光電顯微鏡技術(shù)電子顯微鏡技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和蛋白質(zhì)工程。20世紀(jì)未，隨著計算生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué)與合成生物學(xué)的興起，發(fā)展了系統(tǒng)生物學(xué)的生物技術(shù)-即系統(tǒng)生物技術(shù)（systemsbiotechnology），包括生物信息技術(shù)、

納米生物技術(shù)與合成生物技術(shù)等?；蚬こ袒蚬こ淌侵冈诨蛩缴?，按照人類的需要進(jìn)行設(shè)計，然后按設(shè)計方案創(chuàng)建出具有某種新的性狀的生物新品系，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代?；蚬こ滩捎门c工程設(shè)計十分類似的方法，明顯地既具有理學(xué)的特點，同時也具有工程學(xué)的特點。

生物學(xué)家在了解遺傳密碼是RNA轉(zhuǎn)錄表達(dá)以后，還想從分子的水平去干預(yù)生物的遺傳。1973年，美國斯坦福大學(xué)的科恩教授，把兩種質(zhì)粒上不同的抗藥基因"裁剪"下來，"拼接"在同一個質(zhì)粒中。當(dāng)這種雜合質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌后，這種大腸桿菌就能抵抗兩種藥物，且其后代都具有雙重抗菌性，科恩的重組實驗拉開了基因工程的大幕。

DNA重組技術(shù)是基因工程的核心技術(shù)。重組，顧名思義，就是重新組合，即利用供體生物的遺傳物質(zhì)，或人工合成的基因，經(jīng)過體外切割后與適當(dāng)?shù)妮d體連接起來，形成重組DNA分子，然后將重組DNA分子導(dǎo)入到受體細(xì)胞或受體生物構(gòu)建轉(zhuǎn)基因生物，該種生物就可以按人類事先設(shè)計好的藍(lán)圖表現(xiàn)出另外一種生物的某種性狀。1.DNA重組技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)（1）目的基因基因工程是一種有預(yù)期目的的創(chuàng)造性工作，它的原料就是目的基因。所謂目的基因，是指通過人工方法獲得的符合設(shè)計者要求的DNA片段，在適當(dāng)條件下，目的基因?qū)缘鞍踪|(zhì)的形式表達(dá)，從而實現(xiàn)設(shè)計者改造生物性狀的目標(biāo)。（2）載體目的基因一般都不能直接進(jìn)入另一種生物細(xì)胞，它需要與特定的載體結(jié)合,才能安全地進(jìn)入到受體細(xì)胞中。目前常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體和病毒。質(zhì)粒是在大多數(shù)細(xì)菌和某些真核生物的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的一種環(huán)狀DNA分子，它位于細(xì)胞質(zhì)中。許多質(zhì)粒含有在某種環(huán)境下可能是必不可少的基因。噬菌體是專門感染細(xì)菌的一類病毒，由蛋白質(zhì)外殼和中心的核酸組成。在感染細(xì)菌時，噬菌體把DNA注入到細(xì)菌里，以此DNA為模板，復(fù)制DNA分子，并合成蛋白質(zhì)，最后組裝成新的噬菌體。當(dāng)細(xì)菌死亡破裂后，大量的噬菌體被釋放出來，去感染下一個目標(biāo)。

質(zhì)粒、噬菌體和病毒的相似之處在于，它們都能把自己的DNA分子注入到宿主細(xì)胞中并保持DNA分子的完整，因而，它們成為運載目的基因的合適載體。因此，基因工程中的載體實質(zhì)上是一些特殊的DNA分子。（3）工具酶

基因工程需要有一套工具，以便從生物體中分離目的基因，然后選擇適合的載體，將目的基因與載體連接起來。DNA分子很小，其直徑只有20埃（10-10米），基因工程實際上是一種“超級顯微工程”，對DNA的切割、縫合與轉(zhuǎn)運，必須有特殊的工具。

1968年，科學(xué)家第一次從大腸桿菌中提取出了限制性內(nèi)切酶。限制性內(nèi)切酶最大的特點是專一性強(qiáng)，能夠在DNA上識別特定的核苷酸序列，并在特定切點上切割DNA分子。70年代以來，人們已經(jīng)分離提取了400多種限制性內(nèi)切酶。有了它，人們就可以隨心所欲地進(jìn)行DNA分子長鏈切割了。1976年，5個實驗室的科學(xué)家?guī)缀跬瑫r發(fā)現(xiàn)并提取出一種酶，作DNA連接酶。從此，DNA連接酶就成了“粘合”基因的“分子粘合劑”。2.DNA重組技術(shù)的一般操作步驟一個典型的DNA重組包括五個步驟：（1）目的基因的獲取目前，獲取目的基因的方法主要有三種：反向轉(zhuǎn)錄法、從細(xì)胞基因組直接分離法和人工合成法。反向轉(zhuǎn)錄法是利用mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得目的基因的方法?，F(xiàn)在用這種方法人們已先后合成了家兔、鴨和人的珠蛋白基因、羽毛角蛋白基因等。

從細(xì)胞基因組中直接分離目的基因常用"鳥槍法"，因為這種方法猶如用散彈打鳥,所以又稱"散彈槍法"。用"鳥槍法"分離目的基因，具有簡單、方便和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點。許多病毒和原核生物、一些真核生物的基因，都用這種方法獲得了成功的分離?；瘜W(xué)合成目的基因是20世紀(jì)70年代以來發(fā)展起來的一項新技術(shù)。應(yīng)用化學(xué)合成法，可在短時間內(nèi)合成目的基因?？茖W(xué)家們已相繼合成了人的生長激素釋放抑制素、胰島素、干擾素等蛋白質(zhì)的編碼基因。（2）DNA分子的體外重組體外重組是把載體與目的基因進(jìn)行連接。例如，以質(zhì)粒作為載體時，首先要選擇出合適的限制性內(nèi)切酶，對目的基因和載體進(jìn)行切割，再以DNA連接酶使切口兩端的脫氧核苷酸連接，于是目的基因被鑲嵌進(jìn)質(zhì)粒DNA，重組形成了一個新的環(huán)狀DNA分子（雜種DNA分子）。（3）DNA重組體的導(dǎo)入把目的基因裝在載體上后，就需要把它引入到受體細(xì)胞中。導(dǎo)入的方式有多種，主要包括轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、顯微注射、微粒轟擊和電擊穿孔等方式。轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)主要適用于細(xì)菌一類的原核生物細(xì)胞和酵母這樣的低等真核生物細(xì)胞，其他方式主要應(yīng)用于高等動植物的細(xì)胞。（4）受體細(xì)胞的篩選由于DNA重組體的轉(zhuǎn)化成功率不是太高，因而，需要在眾多的細(xì)胞中把成功轉(zhuǎn)入DNA重組體的細(xì)胞挑選出來。應(yīng)事先找到特定的標(biāo)志，證明導(dǎo)入是否成功。

例如，我們常用抗生素來證明證明導(dǎo)入的成功。（5）基因表達(dá)目的基因在成功導(dǎo)入受體細(xì)胞后，它所攜帶的遺傳信息必須要通過合成新的蛋白質(zhì)才能表現(xiàn)出來，從而改變受體細(xì)胞的遺傳性狀。目的基因在受體細(xì)胞中要表達(dá)，需要滿足一些條件。例如，目的基因是利用受體細(xì)胞的核糖體來合成蛋白質(zhì)，因此目的基因上必須含有能啟動受體細(xì)胞核糖體工作的功能片段。這五個步驟代表了基因工程的一般操作流程。人們掌握基因工程技術(shù)的時間并不長，但已經(jīng)獲得了許多具有實際應(yīng)用價值的成果，基因工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，將在社會生產(chǎn)和實踐中發(fā)揮越來越重要的作用。

細(xì)胞工程關(guān)于細(xì)胞工程的定義和范圍還沒有一個統(tǒng)一的說法，一般認(rèn)為，細(xì)胞工程是根據(jù)細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)原理，采用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，在細(xì)胞水平進(jìn)行的遺傳操作。細(xì)胞工程大體可分染色體工程、細(xì)胞質(zhì)工程和細(xì)胞融合工程。1．細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是細(xì)胞工程的基礎(chǔ)技術(shù)。所謂細(xì)胞培養(yǎng)，就是將生物有機(jī)體的某一部分組織取出一小塊，進(jìn)行培養(yǎng)，使之生長、分裂的技術(shù)。細(xì)胞培養(yǎng)又叫組織培養(yǎng)。近二十年來細(xì)胞生物學(xué)的一些重要理論研究的進(jìn)展，例如細(xì)胞全能性的揭示，細(xì)胞周期及其調(diào)控，癌變機(jī)理與細(xì)胞衰老的研究，基因表達(dá)與調(diào)控等，都是與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)分不開的。

體外細(xì)胞培養(yǎng)中，供給離開整體的動植物細(xì)胞所需營養(yǎng)的是培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中除了含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)外，一般還含有刺激細(xì)胞生長和發(fā)育的一些微量物質(zhì)。培養(yǎng)基一般有固態(tài)和液態(tài)兩種，它必須經(jīng)滅菌處理后才可使用。此外，溫度、光照、振蕩頻率等也都是影響培養(yǎng)的重要條件。植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的基本過程包括如下幾個步驟：第一步，從健康植株的特定部位或組織，如根、莖、葉、花、果實、花粉等，選擇用于培養(yǎng)的起始材料（外植體）。第二步，用一定的化學(xué)藥劑（最常用的有次氯酸鈉、升汞和酒精等）對外植體表面消毒，建立無菌培養(yǎng)體系。

第三步，形成愈傷組織和器官，由愈傷組織再分化出芽并可進(jìn)一步誘導(dǎo)形成小植株。

動物細(xì)胞培養(yǎng)有兩種方式。一種叫非貼壁培養(yǎng)：也就是細(xì)胞在培養(yǎng)過程中不貼壁，條件較為復(fù)雜，難度也大一些，但是容易同時獲得大量的培養(yǎng)細(xì)胞。這種方法一般用于淋巴細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞和一些轉(zhuǎn)化細(xì)胞的培養(yǎng)。另一種培養(yǎng)方式是貼壁培養(yǎng)：也稱為細(xì)胞貼壁，貼壁后的細(xì)胞呈單層生長，所以此法又叫單層細(xì)胞培養(yǎng)。大多數(shù)哺乳動物細(xì)胞的培養(yǎng)必須采用這種方法。動物細(xì)胞不能采用離體培養(yǎng)，以人的皮膚細(xì)胞培養(yǎng)為例，動物細(xì)胞培養(yǎng)的主要步驟如下：第一步，在無菌條件下，從健康動物體內(nèi)取出適量組織，剪切成小薄片。

第二步，加入適宜濃度的酶與輔助物質(zhì)進(jìn)行消化作用使細(xì)胞分散。第三步，將分散的細(xì)胞進(jìn)行洗滌并純化后，以適宜的濃度加在培養(yǎng)基中，37℃下培養(yǎng)，并適時進(jìn)行傳代。在細(xì)胞培養(yǎng)中，我們經(jīng)常使用一個詞——克隆?？寺∫辉~是由英文clone音譯而來，指無性繁殖以及由無性繁殖而得到的細(xì)胞群體或生物群體。細(xì)胞克隆是指細(xì)胞的一個無性繁殖系。自然界早已存在天然的克隆，例如，同卵雙胞胎實際上就是一種克隆?；蚬こ讨?，還有稱為分子克隆(molecularcloning)的，是科恩等在1973年提出的。分子克隆發(fā)生在DNA分子水平上，是指從一種細(xì)胞中把某種基因提取出來作為外源基因，在體外與載體連接，再將其引入另一受體細(xì)胞自主復(fù)制而得到的DNA分子無性系。2．細(xì)胞核移植技術(shù)由于克隆是無性繁殖，所以同一克隆內(nèi)所有成員的遺傳構(gòu)成是完全相同的，這樣有利于忠實地保持原有品種的優(yōu)良特性。人們開始探索用人工的方法來進(jìn)行高等動物克隆。哺乳動物克隆的方法主要有胚胎分割和細(xì)胞核移植兩種。其中，細(xì)胞核移植是發(fā)展較晚但富有潛力的一門新技術(shù)。細(xì)胞核移植技術(shù)屬于細(xì)胞質(zhì)工程。所謂細(xì)胞核移植技術(shù)，是指用機(jī)械的辦法把一個被稱為“供體細(xì)胞”的細(xì)胞核（含遺傳物質(zhì)）移入另一個除去了細(xì)胞核被稱為“受體”的細(xì)胞中，然后這一重組細(xì)胞進(jìn)一步發(fā)育、分化。核移植的原理是基于動物細(xì)胞的細(xì)胞核的全能性。采用細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物的設(shè)想，最初由一位德國胚胎學(xué)家在1938年提出。從1952年起，科學(xué)家們首先采用兩棲類動物開展細(xì)胞核移植克隆實驗，先后獲得了蝌蚪和成體蛙。1963年，我國童第周教授領(lǐng)導(dǎo)的科研組，以金魚等為材料，研究了魚類胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)，獲得成功。到1995年為止，在主要的哺乳動物中，胚胎細(xì)胞核移植都獲得成功，但成體動物已分化細(xì)胞的核移植一直未能取得成功。

1996年，英國愛丁堡羅斯林研究所，伊恩?維爾穆特研究小組成功地利用細(xì)胞核移植的方法培養(yǎng)出一只克隆羊——多利，這是世界上首次利用成年哺乳動物的體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞核移植而培養(yǎng)出的克隆動物。在核移植中，并不是所有的細(xì)胞都可以作為核供體。作為供體的細(xì)胞有兩種：一種是胚胎細(xì)胞，一種是某些體細(xì)胞。

研究表明，卵細(xì)胞、卵母細(xì)胞和受精卵細(xì)胞都是合適的受體細(xì)胞。

2000年6月，我國西北農(nóng)林科技大學(xué)利用成年山羊體細(xì)胞克隆出兩只“克隆羊”，這表明我國科學(xué)家也掌握了哺乳動物體細(xì)胞核移植的尖端技術(shù)。核移植的研究，不僅在探明動物細(xì)胞核的全能性、細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)關(guān)系等重要理論問題方面具有重要的科學(xué)價值，而且在畜牧業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的經(jīng)濟(jì)價值和應(yīng)用前景。3．細(xì)胞融合技術(shù)細(xì)胞融合技術(shù)屬于細(xì)胞融合工程。細(xì)胞融合技術(shù)是一種新的獲得雜交細(xì)胞以改變細(xì)胞性能的技術(shù)，它是指在離體條件下，利用融合誘導(dǎo)劑，把同種或不同物種的體細(xì)胞人為地融合，形成雜合細(xì)胞的過程。細(xì)胞融合術(shù)是細(xì)胞遺傳學(xué)、細(xì)胞免疫學(xué)、病毒學(xué)、腫瘤學(xué)等研究的一種重要手段

動物細(xì)胞融合的主要步驟是：第一步，獲取親本細(xì)胞。將取樣的組織用胰蛋白酶或機(jī)械方法分離細(xì)胞，分別進(jìn)行貼壁培養(yǎng)或懸浮培養(yǎng)。第二步，誘導(dǎo)融合。把兩種親本細(xì)胞置于同一培養(yǎng)液中，進(jìn)行細(xì)胞融合。動物細(xì)胞的融合過程一般是：兩個細(xì)胞緊密接觸→細(xì)胞膜合并→細(xì)胞間出現(xiàn)通道或細(xì)胞橋→細(xì)胞橋數(shù)增加擴(kuò)大通道面積→兩細(xì)胞融合為一體。

植物細(xì)胞融合的主要步驟是：第一步，制備親本原生質(zhì)體。第二步，誘導(dǎo)融合。

微生物細(xì)胞的融合步驟與植物細(xì)胞融合基本相同。從20世紀(jì)70年代開始，已經(jīng)有許多種細(xì)胞融合成功，有植物間、動物間、動植物間甚至人體細(xì)胞與動植物間的成功融合的新的雜交植物，如“西紅柿馬鈴薯”、“擬南芥油菜”和“蘑菇白菜”等。從目前的技術(shù)水平來看，人們還不能把許多遠(yuǎn)緣的細(xì)胞融合后培養(yǎng)成雜種個體，尤其是動物細(xì)胞難度更大。酶工程、發(fā)酵工程與蛋白質(zhì)工程1．酶工程酶工程是指利用酶、細(xì)胞或細(xì)胞器等具有的特異催化功能，借助生物反應(yīng)裝置和通過一定的工藝手段生產(chǎn)出人類所需要的產(chǎn)品。它是酶學(xué)理論與化工技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新技術(shù)。

酶工程，可以分為兩部分。一部分是如何生產(chǎn)酶，一部分是如何應(yīng)用酶。酶的生產(chǎn)大致經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。最初從動物內(nèi)臟中提取酶，隨著酶工程的進(jìn)展，人們利用大量培養(yǎng)微生物來獲取酶，基因基因工程誕生后，通過基因重組來改造產(chǎn)酶的微生物，近些年來，酶工程又出現(xiàn)了一個新的熱門課題，那就是人工合成新酶，也就是人工酶。酶在使用中也存在著一些缺點。如遇到高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿時就會失去活性，成本高，價錢貴。實際應(yīng)用中酶只能使用一次等。利用酶的固定化可以解決這些問題，它被稱為是酶工程的中心。

60年代初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，許多酶經(jīng)過固定化以后，活性絲毫未減，穩(wěn)定性反而有了提高。這一發(fā)現(xiàn)是酶的推廣應(yīng)用的轉(zhuǎn)折點，也是酶工程發(fā)展的轉(zhuǎn)折點。如今，酶的固定化技術(shù)日新月異。它表現(xiàn)在兩方面：一是固定的方法。目前固定的方法有四大類：吸附法、共價鍵合法、交聯(lián)法和包埋法。二是被固定下來的酶，具有多種酶，能催化一系列的反應(yīng)。與自然酶相比，固定化酶和固定化細(xì)胞具有明顯的優(yōu)點：1.可以做成各種形狀，如顆粒狀、管狀、膜狀，裝在反應(yīng)槽中，便于取出，便于連續(xù)、反復(fù)使用。2.穩(wěn)定性提高，不易失去活性，使用壽命延長。3.便于自動化操作，實現(xiàn)用電腦控制的連續(xù)生產(chǎn)。如今已有數(shù)十個國家采用固定化酶和固定化細(xì)胞進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品包括酒精、啤酒、各種氨基酸、各種有機(jī)酸以及藥品等等。2．發(fā)酵工程現(xiàn)代的發(fā)酵工程。又叫微生物工程，指采用現(xiàn)代生物工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定的功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程。發(fā)酵是微生物特有的作用，幾千年前就已被人類認(rèn)識并且用來制造酒、面包等食品。20世紀(jì)20年代主要是以酒精發(fā)酵、甘油發(fā)酵和丙醇發(fā)酵等為主。20世紀(jì)40年代中期美國抗菌素工業(yè)興起，大規(guī)模生產(chǎn)青霉素以及日本谷氨酸鹽(味精)發(fā)酵成功，大大推動了發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展。

20世紀(jì)70年代，基因重組技術(shù)、細(xì)胞融合等生物工程技術(shù)的飛速發(fā)展，發(fā)酵工業(yè)進(jìn)入現(xiàn)代發(fā)酵工程的階段。不但生產(chǎn)酒精類飲料、醋酸和面包，而且生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物，生產(chǎn)天然殺蟲劑、細(xì)菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料，在化學(xué)工業(yè)上生產(chǎn)氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細(xì)胞蛋白等。從廣義上講，發(fā)酵工程由三部分組成：上游工程，發(fā)酵工程和下游工程。其中上游工程包括優(yōu)良種株的選育，最適發(fā)酵條件（pH、溫度、溶解氧和營養(yǎng)組成）的確定，營養(yǎng)物的準(zhǔn)備等。發(fā)酵工程主要指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細(xì)胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的工藝技術(shù)。下游工程指從發(fā)酵液中分離和純化產(chǎn)品的技術(shù)。

發(fā)酵工程的步驟一般包括：第一步，菌種的選育。第二步，培養(yǎng)基的制備和滅菌。第三步，擴(kuò)大培養(yǎng)和接種。第四步，發(fā)酵過程。第五步，分離提純。發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、冶金工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。3．蛋白質(zhì)工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中，蛋白質(zhì)工程是在20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)的。蛋白質(zhì)工程是指在深入了解蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，并在掌握基因操作技術(shù)的基礎(chǔ)上，用人工合成生產(chǎn)自然界原來沒有的、具有新的結(jié)構(gòu)與功能的、對人類生活有用的蛋白質(zhì)分子。

蛋白質(zhì)工程的類型主要有兩種：一是從頭設(shè)計，即完全按照人的意志設(shè)計合成蛋白質(zhì)。從頭設(shè)計是蛋白質(zhì)工程中最有意義也是最困難的操作類型，目前技術(shù)尚不成熟，已經(jīng)合成的蛋白質(zhì)只是一些很小的短肽。二是定位突變與局部修飾，即在已有的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)上，只進(jìn)行局部的修飾。這種通過造成一個或幾個堿基定位突變，以達(dá)到修飾蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)目的的技術(shù)，稱為基因定位突變技術(shù)。蛋白質(zhì)工程的基本程序是：首先要測定蛋白質(zhì)中氨基酸的順序，測定和預(yù)測蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，建立蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)模型，然后提出對蛋白質(zhì)的加工和改造的設(shè)想，通過基