第十章-食品生物技術(shù)

第十章食品生物技術(shù)§10.1概述

一、食品生物技術(shù)發(fā)展中的重大事件1、公元前6000年，古埃及和古巴比倫人就開始發(fā)酵生產(chǎn)酒精、釀造啤酒，我國也在石器時代開始谷物釀酒；2、公元前4000年，古埃及人開始應(yīng)用酵母菌發(fā)酵制作面包；3、公元前221年，我國周朝后期就開始制作豆腐、醬油和醋；4、近期，1865年孟德爾利用豌豆育種實(shí)驗(yàn)，建立了遺傳規(guī)律學(xué)說；5、1885年巴斯德首次證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的，建立純種培養(yǎng)技術(shù)，為發(fā)酵技術(shù)發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，并進(jìn)入科學(xué)軌道；7、20世紀(jì)20年代，亞歷山大.弗來明發(fā)現(xiàn)了青霉素，擁有疾病治療。到了40年代開始，大規(guī)模液體深層發(fā)酵生產(chǎn)，帶動發(fā)酵工業(yè)；8、50年代，日本人首次實(shí)現(xiàn)了L－谷氨酸的代謝調(diào)控大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)；9、60年代酶制劑工業(yè)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)糖化酶、纖維素酶、脂肪酶等；10、60年代末，單細(xì)胞蛋白發(fā)酵生產(chǎn)興起，從而緩解世界蛋白質(zhì)資源不足問題。6、1909年摩爾根利用果蠅作遺產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，建立了基因?qū)W說；傳統(tǒng)生物技術(shù)的缺陷與不足1.傳統(tǒng)的生物技術(shù)對生物體自身或生物體轉(zhuǎn)換產(chǎn)物的產(chǎn)量提高幅度十分有限。2.為了獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的生物物種，傳統(tǒng)的誘變和篩選方法十分瑣碎，而且效果不是很顯著。3.傳統(tǒng)誘變育種只改善生物體原有的生物物質(zhì)，而不能賦予其新的遺傳特性?，F(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展1、1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)的研究基礎(chǔ)。2、60年代，Berg第一次完成重組DNA，從而實(shí)現(xiàn)從最基礎(chǔ)的DNA水平上改造生物體。3、1972年，美國加州大學(xué)的Boyer實(shí)驗(yàn)室從大腸桿菌中分離出一種限制性內(nèi)切酶。4、1977年，Sanger設(shè)計出一種測定DNA序列的雙脫氧法。5、1984年，出現(xiàn)了單克隆抗體技術(shù)。6、1990年，人類基因組計劃（HGP）開始實(shí)施。7、1997年，英國克隆出第一頭哺乳動物綿羊“多莉”。1998年產(chǎn)下一只小羊，2003年2月14日因肺部感染而實(shí)施了安樂死。據(jù)英國媒體11月30日報道，英國羅斯林研究所科學(xué)家基思·坎貝爾不久前透露，他們已于3年前重新克隆了4只多莉。二、食品生物技術(shù)的概念與范疇生物技術(shù)一詞最初是在1917年提出的，隨著生物技術(shù)的發(fā)展和其涉及的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，出現(xiàn)了許多關(guān)于生物技術(shù)的解釋和定義。

生物技術(shù)涉及三個主要方面：1.總的概念是一門多學(xué)科融合、綜合的學(xué)科，是研究、控制、利用和服務(wù)生命活動過程的本質(zhì)和現(xiàn)象的一門應(yīng)用科學(xué)技術(shù)。2.生物過程生物技術(shù)涉及的過程無論是生物自身的生長繁殖，還是底物轉(zhuǎn)化的生化反應(yīng)，或者是改造生物體自身的遺傳性狀，都需要有生物催化劑酶或細(xì)胞的參與。3.最終目標(biāo)是利用微生物、動物、植物或細(xì)胞生產(chǎn)出糧食、藥物、化工原料、能源等有用的產(chǎn)品，或達(dá)到預(yù)防、診斷和治療疾病以及檢測和治理環(huán)境污染等的目的，為人類可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。生物學(xué)工程學(xué)化學(xué)生物化學(xué)生物工程化學(xué)工程生物技術(shù)生物技術(shù)的學(xué)科交叉范疇生物技術(shù)涉及的學(xué)科生物學(xué)－－生物化學(xué)、微生物學(xué)、微生物生理學(xué)、免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、動植物生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物物理化學(xué)、生物育種等；化學(xué)－－有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、電化學(xué)等；工程學(xué)－－化學(xué)工程、機(jī)械工程、電子工程、計算機(jī)工程、信息工程、工程數(shù)學(xué)等。還包括很多醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)學(xué)等方面的內(nèi)容。生物技術(shù)研究的內(nèi)容1.基因工程；2.細(xì)胞工程；3.酶工程；4.發(fā)酵工程；5.蛋白質(zhì)工程；6.下游分離技術(shù)；7.現(xiàn)代分子檢測技術(shù)用一棵大樹表示：基因工程是樹干；細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白工程及下游分離技術(shù)、現(xiàn)代分子檢測技術(shù)是樹枝；各個相關(guān)學(xué)科是基礎(chǔ)樹根。三、我國食品生物技術(shù)的現(xiàn)狀①生物技術(shù)產(chǎn)品的種類有限，創(chuàng)新能力不夠；②實(shí)驗(yàn)室技術(shù)水平較先進(jìn)，而產(chǎn)業(yè)化水平落后；③產(chǎn)業(yè)化有一定的規(guī)模，但是企業(yè)規(guī)模均偏小，重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重；④有一定規(guī)模的技術(shù)人才隊(duì)伍，但缺乏技術(shù)轉(zhuǎn)化和經(jīng)營人才；⑤資金投入嚴(yán)重不足。四、我國食品生物技術(shù)的發(fā)展①傳統(tǒng)發(fā)酵食品的技術(shù)改造；②各種酶制劑的研究與應(yīng)用；③食品添加劑的開發(fā)、生產(chǎn)；④單細(xì)胞蛋白的開發(fā)；⑤轉(zhuǎn)基因動植物的研究、開發(fā)與應(yīng)用。五、食品生物技術(shù)的展望①食品安全與檢測（包括食品成分、生理活性物質(zhì)的檢測，食品轉(zhuǎn)基因成分檢測，食品中微生物的檢測、毒素的檢測、殘留農(nóng)藥的檢測等）②有機(jī)食品和綠色食品；有機(jī)食品又稱生態(tài)食品、自然食品，是指來自于有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，滿足國際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求和標(biāo)準(zhǔn)，并通過有機(jī)食品認(rèn)證的農(nóng)副產(chǎn)品，包括糧食、蔬菜、水果、奶制品、畜禽等?！皣H有機(jī)農(nóng)業(yè)運(yùn)動聯(lián)合會”制定的標(biāo)準(zhǔn)是：①有機(jī)食品的原料必須來自于不使用人工合成的肥料、農(nóng)藥、生長劑和飼料添加劑的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品；②有機(jī)食品的生產(chǎn)和加工過程應(yīng)符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，不使用化學(xué)合成的品；③有機(jī)食品必須是經(jīng)過授權(quán)的有機(jī)食品頒證組織進(jìn)行質(zhì)量檢查，符合其生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)并頒發(fā)證書的食品；④有機(jī)食品的包裝也應(yīng)符合環(huán)保和安全的要求。綠色食品是指遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。按照特定的方式生產(chǎn)和加工，經(jīng)專門機(jī)構(gòu)認(rèn)定，許可使用綠色食品標(biāo)志商標(biāo)的無污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)類食品。我國綠色食品的特點(diǎn)：①強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品出自最佳生態(tài)環(huán)境，通過原料產(chǎn)地及其周圍的生態(tài)環(huán)境因子進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，判定其是否具備生產(chǎn)綠色食品的基礎(chǔ)條件；②對產(chǎn)品實(shí)行全程質(zhì)量控制，對生產(chǎn)實(shí)行“從土地到餐桌”全程質(zhì)量控制，以保證產(chǎn)品整體質(zhì)量水平；③對產(chǎn)品依法實(shí)行標(biāo)志管理，采用質(zhì)量認(rèn)證與商標(biāo)管理相結(jié)合的方式約束和規(guī)范生產(chǎn)者的行為，并保護(hù)消費(fèi)者的權(quán)益。綠色食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景未來我國農(nóng)業(yè)與食品產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)的四個目標(biāo)：①減輕常規(guī)農(nóng)業(yè)對資源、環(huán)境生產(chǎn)的負(fù)面影響；②保持農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的提高；③滿足人民對食品質(zhì)量更高檔次的需求；④提高農(nóng)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。為此,未來的研究重點(diǎn)工作表現(xiàn)在：①圍繞生物肥料、生物農(nóng)藥、天然食品添加劑及飼料添加劑、動植物生長調(diào)節(jié)劑等生產(chǎn)資料的研制開展技術(shù)攻關(guān)；②通過建設(shè)不同類型的生產(chǎn)開發(fā)示范基地以及開展不同層次、不同類型的知識和技術(shù)培訓(xùn)，推廣先進(jìn)實(shí)用的生態(tài)農(nóng)業(yè)及綠色食品生產(chǎn)技術(shù)；③按照科學(xué)性、權(quán)威性和可操作性的要求，繼續(xù)完善綠色食品的標(biāo)準(zhǔn)體系，為產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量管理進(jìn)一步創(chuàng)造條件；④加快綠色食品國內(nèi)外市場建設(shè)步伐，為綠色食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展拓寬市場空間?！?0.2基因工程及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用

基因工程研究的主要內(nèi)容是指基因工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用，即以重組DNA為主要手段，通過實(shí)現(xiàn)同種或異種生物（包括動物、植物和微生物）之間優(yōu)良基因的轉(zhuǎn)移或重組，從而達(dá)到如下目的：①提高動、植物甚至微生物生產(chǎn)食品原料的產(chǎn)量或降低生產(chǎn)成本；②改良和提高食品原料的營養(yǎng)價值和加工性能；③拓寬食品加工原料的來源；④改良食品加工和食品酶制劑生產(chǎn)過程中所用微生物菌種的性能；⑤利用轉(zhuǎn)基因動物、植物和其細(xì)胞以及微生物生產(chǎn)保健食品的有效成分。一、基因工程概況1.基因工程的定義和內(nèi)容基因（Gene）：是指DNA分子中的某一功能性片段，是編碼蛋白質(zhì)或RNA分子遺傳信息的基本遺傳單位，還應(yīng)包括與轉(zhuǎn)錄和翻譯相關(guān)的所有遺傳結(jié)構(gòu)信息?；蚪M（Genome）：是指一個生物體的全部基因序列。對于多數(shù)只有一條染色體的原核生物來說，基因組就是這條染色體，對于含有多條染色體的高等生物，基因組是指細(xì)胞中所含染色體的的總和。人類有23對，46條染色體，3.0×109個堿基對?；蚬こ蹋℅eneticengineering）：是指按照人們的意愿和設(shè)計方案，以分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)和微生物學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過將一種生物細(xì)胞的基因分離出來或人工合成的新基因，在體外進(jìn)行酶切和連接并插入載體分子構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，導(dǎo)入道自身細(xì)胞或另一種生物細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)等實(shí)驗(yàn)手段，有目的地實(shí)現(xiàn)動物、植物和微生物等物種之間地DNA重組和轉(zhuǎn)移，使現(xiàn)有的物種在短時間內(nèi)趨于完善或創(chuàng)造出新的生物特性?；蚬こ痰膬?nèi)容：

基因工程的核心是重組DNA技術(shù)，又稱DNA克隆、分子克隆、基因克隆，其主要內(nèi)容或步驟：4步①在供體細(xì)胞中用限制性內(nèi)切酶切割基因，以分離出含有特定的基因片斷或人工合成的目的基因并制備運(yùn)載體（病毒、噬菌體、質(zhì)粒）；②把獲得的目的基因和制備好的運(yùn)載體用DNA連接酶連接成重組體；③把重組體引入宿主細(xì)胞或受體細(xì)胞，包括大腸桿菌、枯草芽孢桿菌等；④篩選、鑒定含有外源目的基因的菌體或個體。簡稱：“切”、“接”、“貼”和“檢查修復(fù)”，各個過程都有特定的酶作為工具。2.基因工程的應(yīng)用性研究①基因工程藥物研究；（人胰島素、干擾素、生長激素等）②基因治療研究；（基因缺陷、遺傳性疾病、腫瘤等）基因治療存在的問題：基因治療要獲得成功，必須有切實(shí)有效的基因；外源基因在人體內(nèi)的有效表達(dá)和表達(dá)調(diào)控；目前基因資料方案多采用體外方法，但受體細(xì)胞經(jīng)體外長期培養(yǎng)和增殖后，細(xì)胞學(xué)特性是否發(fā)生改變；要充分估計導(dǎo)入外源基因?qū)C(jī)體的不利影響。③轉(zhuǎn)基因動物；④轉(zhuǎn)基因植物；⑤轉(zhuǎn)基因微生物。

3.人類基因組計劃（HGP）

1986年美國生物學(xué)家Dulbecco最早提出人類基因組研究計劃設(shè)想，在當(dāng)年出版的《Science》雜志上發(fā)表了題為《腫瘤研究的一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)－－人類基因組的全序列分析》的文章，提出包括癌癥在內(nèi)的人類疾病的發(fā)生都和基因的改變有著直接或間接的關(guān)系，呼吁科學(xué)家們聯(lián)合起來，從整體上研究和分析人類的基因組序列。

1987美國國立衛(wèi)生研究院和能源部聯(lián)合提出了這項(xiàng)計劃，1990美國國會批準(zhǔn)，投資30億美元，花費(fèi)15年時間測定人類基因組的3.0×109個堿基對序列，我國從1994年也開始參與此項(xiàng)計劃，于2001年提前有美國、英國、法國、德國、日本和中國等6國科學(xué)家完成。獲得了四張人類基因序列圖譜：遺傳圖、物理圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄圖，前三張圖是精度不同的序列圖，后一張圖是表示DNA分子上那些核苷酸序列或基因是可以編碼蛋白質(zhì)的。此后進(jìn)入人類后基因組計劃（HumanpostgenomeprojectHPGP）－－－闡明人體中全部基因的相對位置、結(jié)構(gòu)、功能、表達(dá)調(diào)控方式以及致病基因突變等。最終揭示人類的“生、老、病、死”。二、基因工程相關(guān)技術(shù)DNA重組DNA序列分析寡核苷酸序列合成PCR擴(kuò)增技術(shù)基因表達(dá)基因突變等包括核心DNA重組基因表達(dá)生物酶尤其是限制性內(nèi)切酶和基因載體是DNA重組的重要工具。三、植物性食品資源的改良自1983年采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法培育出第一例轉(zhuǎn)基因植物－－轉(zhuǎn)基因煙草以來，植物轉(zhuǎn)基因工程得到飛速發(fā)展，已有百余種植物相繼被轉(zhuǎn)基因，轉(zhuǎn)基因植物食品資源已成為食品工業(yè)中一支不可忽視的新生力量。在轉(zhuǎn)基因作物種植的面積居世界首位（占72％）的美國，消費(fèi)的50％的大豆和30％以上的玉米來自轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)的4000多種食品含有轉(zhuǎn)基因成分。我國轉(zhuǎn)基因耐儲存番茄—“華番一號”和轉(zhuǎn)基因抗蟲棉于1997年進(jìn)入商品化生產(chǎn)。1.轉(zhuǎn)基因植物的生產(chǎn)和品質(zhì)性狀①提高作物產(chǎn)量

（生物固氮、抗病蟲害等）②改良作物品質(zhì)

（谷物蛋白質(zhì)、植物油、淀粉等）③延熟保鮮

2.轉(zhuǎn)基因植物的抗逆性狀①抗病蟲害、病毒②抗除草劑③抗逆境脅迫

（包括抗旱、抗鹽堿、抗?jié)?、抗寒等?.植物轉(zhuǎn)基因的方法①農(nóng)桿菌介導(dǎo)法②原生質(zhì)體融合法③基因槍法④電擊法⑤花粉管通道法①農(nóng)桿菌介導(dǎo)法

在植物轉(zhuǎn)基因工程方法中，以根瘤農(nóng)桿菌介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移方法應(yīng)用最為廣泛。多數(shù)農(nóng)桿菌含有Ti質(zhì)粒，該質(zhì)粒上有一段DNA片斷，能較容易地轉(zhuǎn)移并整合到植物的基因組中，是理想的植物克隆載體。其操作過程大致如下：（1）將含有目的基因的外源DAN插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA中，構(gòu)成重組質(zhì)粒分子；（2）將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化給大腸桿菌細(xì)胞；（3）通過細(xì)菌結(jié)合作用，將含有外源基因的重組質(zhì)粒從大腸桿菌轉(zhuǎn)移到農(nóng)桿菌，并與其固有的Ti質(zhì)粒發(fā)生同源重組，即外源基因被轉(zhuǎn)移到固有的Ti質(zhì)粒上；（4）將農(nóng)桿菌直接接種在植物的傷口部位或通過植物原生質(zhì)體共培養(yǎng)的方法轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞；（5）培育轉(zhuǎn)化細(xì)胞或組織，再生出轉(zhuǎn)基因植株。改進(jìn)后的工程農(nóng)桿菌廣泛應(yīng)用于雙子葉植物的轉(zhuǎn)化，但對于單子葉植物卻很困難。該方法具有轉(zhuǎn)化簡單有效，轉(zhuǎn)化的外源DNA完整，整合位點(diǎn)穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化基因拷貝數(shù)少，轉(zhuǎn)化率高，轉(zhuǎn)換后變異小等優(yōu)點(diǎn)。②原生質(zhì)體融合法

原理利用某些多聚物（如聚乙二醇、多聚賴氨酸、多聚鳥苷酸等）與一些二價離子（Ca2＋、Mg2＋）及DNA分子在原生質(zhì)體表面形成沉淀顆粒，這些顆粒通過原生質(zhì)體的內(nèi)吞作用被吸入受體中，從而達(dá)到轉(zhuǎn)基因的目的。玉米、水稻等都可以用這種方法進(jìn)行轉(zhuǎn)基因。③基因槍法

將裸露DNA分子直接導(dǎo)入植物細(xì)胞的方法。該方法先用CaCl2、亞精胺或聚乙烯醇沉淀DNA，然后將沉淀的DNA包裹成直徑1～4μm的金彈或鎢彈，再利用基因槍把金彈或鎢彈以300～600m/s的高速度，透過植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，一旦進(jìn)入細(xì)胞，外源基因就以一種目前還不了解的方式整合道植物的基因組的DNA中。通過此方法轉(zhuǎn)基因的有大豆、棉花、玉米、水稻、小麥等。但基因槍法也存在一個缺陷，即整合入植物細(xì)胞基因組中的外源基因通常是多拷貝的，這有可能導(dǎo)致植物本身的某些基因不能正常表達(dá)。⑤花粉管通道法是利用植物受粉后，將外源基因DNA涂于受粉的柱頭，使之沿天然的花粉管通道通過珠心進(jìn)入胚囊，轉(zhuǎn)化尚不具備正常細(xì)胞壁的卵、合子及早期的胚胎細(xì)胞。該方法特點(diǎn)是操作簡便易行，而且能夠避免體細(xì)胞變異，有一定的價值和應(yīng)用前景。四、動物性食品資源的改良第一例轉(zhuǎn)基因動物是1982年美國學(xué)者將大鼠的生長素基因?qū)胄∈蟮氖芫牙?，再把受精卵轉(zhuǎn)移到借腹懷胎的雌鼠體內(nèi)，生下的小鼠生長速度比普通小鼠快50％，并且還可以遺傳給下一代。目前科學(xué)家們已經(jīng)成功培育了各種轉(zhuǎn)基因動物如轉(zhuǎn)基因牛、轉(zhuǎn)基因羊、轉(zhuǎn)基因豬、轉(zhuǎn)基因雞、轉(zhuǎn)基因魚等，設(shè)計的性狀有：

高生長速度、高產(chǎn)奶率、高產(chǎn)蛋率、瘦肉型化、抗凍、抗病以及生產(chǎn)藥用蛋白等。多莉多莉1.動物轉(zhuǎn)基因的方法①逆轉(zhuǎn)錄病毒法②DNA顯微注射法③胚胎干細(xì)胞法DNA顯微注射法利用顯微注射手段將裸露DNA分子注射到受精卵核中的一種轉(zhuǎn)基因方法，該方法的操作步驟：①注射激素促進(jìn)供體小鼠超量排卵；②待供體小鼠交配后殺死，取出受精卵；③將外源基因注射到受精卵的精前核；④將受精卵移入待孕母鼠子宮中，大約生長3周，生產(chǎn)小鼠；⑤轉(zhuǎn)基因小鼠的鑒定以及轉(zhuǎn)基因小鼠品系的鑒定。顯微注射法缺點(diǎn)：①所注射的基因在宿主基因組中是隨即整合的，因此有可能轉(zhuǎn)入基因碰巧整合到具有重要功能的基因之中，從而干擾該基因的正常表達(dá)；②有的外源基因的表達(dá)具有時間性，得到轉(zhuǎn)基因動物可能只在一定的時間內(nèi)表達(dá)外源基因；③有些基因因插入位點(diǎn)不合適，而無法表達(dá)；④有些受體外源基因拷貝過多，導(dǎo)致表達(dá)過量，干擾受體自身正常的生理功能；⑤該方法步驟繁瑣，技術(shù)性強(qiáng)，代價昂貴。胚胎干細(xì)胞法2.顯微注射DNA轉(zhuǎn)基因牛的主要步驟①從殺死的奶牛體內(nèi)收集卵母細(xì)胞，并使之在體外成熟與受精；②將目的基因顯微注射到精前核中；③對胚胎進(jìn)行體外培養(yǎng)至胚泡期后，再將其植入代孕的母牛子宮內(nèi)；④產(chǎn)下小牛進(jìn)行DNA檢測，確定是否存在目的基因；研究人員采用此方法注射了1000個受精卵，有129個發(fā)育成胚胎并植入母牛體內(nèi)，生育出來19只牛仔，其中2只含有注射的外源目的基因，此種方法的成功率是較低的。3.轉(zhuǎn)基因動物①轉(zhuǎn)基因牛②轉(zhuǎn)基因羊③轉(zhuǎn)基因豬④轉(zhuǎn)基因雞、魚等其他轉(zhuǎn)基因動物：轉(zhuǎn)基因熒光豬：向動物體內(nèi)轉(zhuǎn)移外源基因并使之在動物體內(nèi)表達(dá)，能有效地克服物種之間固有地生殖隔離，實(shí)現(xiàn)動物物種之間、動物與植物及微生物之間遺傳物質(zhì)的交換。轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)的為了前景體系在以下幾點(diǎn)：①用于優(yōu)良品種及性狀的保持，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆動物品種，增進(jìn)繁殖能力，在農(nóng)牧業(yè)中發(fā)揮巨大作用；②獲得具有巨大經(jīng)濟(jì)價值的轉(zhuǎn)基因動物，開發(fā)動物體作為活的生物反應(yīng)器，生產(chǎn)稀有蛋白和其他人類需要的各種藥用蛋白質(zhì)等；③為深入研究基因結(jié)構(gòu)、功能及表達(dá)調(diào)控，哺乳動物細(xì)胞發(fā)育、分化、抗衰老等機(jī)理提供有利條件；④構(gòu)建人類各種遺傳疾病的生理模型，為測試各種可能的治療方案建立一個統(tǒng)一有效的方法；⑤消除異種移植抗原，復(fù)制哺乳動物器官，為人類器官移植創(chuàng)造有利條件；⑥挽救瀕危動物。五、微生物工程菌

后面具體講。六、轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)與銷售包括：1.轉(zhuǎn)基因植物性食品；2.轉(zhuǎn)基因動物性食品；3.轉(zhuǎn)基因微生物制品。

2001年據(jù)AGBIOS統(tǒng)計，經(jīng)過批準(zhǔn)已進(jìn)入市場的植物性轉(zhuǎn)基因食品品系達(dá)74種，涉及各類作物17種，有28種外源基因被穩(wěn)定整合入作物基因組內(nèi)，導(dǎo)入或修飾的遺傳性狀包括：抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆、延遲成熟、雄性不育、花色改變、提高有效成分含量等。

1.轉(zhuǎn)基因植物性食品1999年全球種植面積達(dá)3990萬公頃；

2000年4220萬公頃；2001年5260萬公頃；2005年約8000萬公頃；

作物按面積從大到小：大豆、玉米、油菜、西葫蘆等。國家：美國、阿根廷、加拿大、中國、西班牙、法國、澳大利亞等其中美國2000年美國占全球68％、阿根廷23％、加拿大7％、中國1％。2002年美國農(nóng)民種植將近3/4的轉(zhuǎn)基因大豆和1/3的轉(zhuǎn)基因玉米。在國內(nèi)，上世紀(jì)80年代開始啟動農(nóng)業(yè)基因工程研究，現(xiàn)已取得一批研究性和產(chǎn)業(yè)化成果。1998年我國第一家專門從事農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因研究開發(fā)的公司在深圳成立，標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)基因工程研究和開發(fā)在市場經(jīng)濟(jì)的道路上前進(jìn)了一大步。截至1999我國轉(zhuǎn)基因作物的種植面積30萬公頃，2001年近130萬公頃，涉及棉花、大豆、玉米、番茄、甜椒、煙草、馬鈴薯、水稻、楊樹、黃瓜等。自上世紀(jì)90年代初上市第一種轉(zhuǎn)基因食品以來，轉(zhuǎn)基因食品的種類和產(chǎn)量飛速上升，銷售額也節(jié)節(jié)攀升。

1995年銷售額：7500萬美元

1998年：6.4億美元

1999年：23億美元

2000年：30億美元

2005年：90億美元預(yù)計2010年近300億美元2.轉(zhuǎn)基因動物性食品①涉及生長速度快、抗病力強(qiáng)、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因豬、雞魚、兔等；

②肉的嫩化方面；③生產(chǎn)特殊藥用蛋白、激素等方面。3.轉(zhuǎn)基因微生物制品①面包酵母；

②啤酒酵母；③凝乳蛋白酶生產(chǎn)菌；④一些基因工程菌生產(chǎn)香精、色素、氨基酸、維生素等。六、轉(zhuǎn)基因食品的安全性轉(zhuǎn)基因食品可以說是從實(shí)驗(yàn)室中人工制造出來的，它改變了自然生物的某些遺傳物質(zhì)核表達(dá)產(chǎn)物。在講究自然、生態(tài)、健康消費(fèi)的今天，轉(zhuǎn)基因食品被視為“異類”，其安全性備受質(zhì)疑。目前還沒有足夠的科學(xué)證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境無害以及轉(zhuǎn)基因食品對人類健康無害。人們目前對轉(zhuǎn)基因食品的擔(dān)憂基本上可以歸為三類：

①轉(zhuǎn)基因食品中增加或改變的新基因有可能對消費(fèi)者造成健康威脅；②轉(zhuǎn)基因作物中的新基因給食物鏈其他環(huán)節(jié)造成不良的后果；③人為強(qiáng)化轉(zhuǎn)基因作物的生存競爭性，對自然界多樣性的影響。1.國內(nèi)外關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因食品成分安全性評價包括以下幾個方面：

①轉(zhuǎn)基因食品中基因修飾導(dǎo)致的基因產(chǎn)物的營養(yǎng)學(xué)評價，毒理學(xué)評價以及過敏效應(yīng)；②新基因的編碼過程可能造成現(xiàn)有基因產(chǎn)物水平的改變；③新基因或已有基因改變后，對作物新陳代謝效應(yīng)的間接影響；④基因改變可能導(dǎo)致基因突變；⑤轉(zhuǎn)基因食品和食品成分?jǐn)z入后，其基因轉(zhuǎn)移到腸道微生物可能引起的后果；⑥遺傳工程體的生活史、插入基因的穩(wěn)定性，以及轉(zhuǎn)基因和食品成分釋放入環(huán)境的安全性問題。2.轉(zhuǎn)基因食品安全性評價最為實(shí)際的途徑是“實(shí)質(zhì)等同性”原則

“實(shí)質(zhì)等同性”原則是1993年由世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（經(jīng)合組織、OECD）提出的，其概念是：如果某種新食品或食品新成分與已經(jīng)存在的某成分在實(shí)質(zhì)上相同，那么在安全性方面，應(yīng)該等同處理，新食品與傳統(tǒng)食品同樣安全?！皩?shí)質(zhì)