浙江大学关工委求是宣讲团 闵航
人物名片：闵航：浙江大学生命科学学院教授。1981年原浙江农业大学研究生毕业，1986--1988年年曾赴美国康奈尔大学微生物学系做访问学者。回国后一直在我校从事微生物学、高级微生物学、环境微生物学等方面的教学与研究，有着较深厚的专业造诣。曾主持国家自然科学基金、863子课题等10余项课题，发表论文160余篇，其中SCI收录50余篇，主编或参编教材和专著10余部。多次获得浙江省科技进步奖，并获国务院政府特殊津贴。1995年—1997年受派赴喀麦隆做援建项目，并获授喀麦隆总统骑士勋章。2009年退休，现为浙江省大学生生命科学竞赛学术委员会主任，浙江大学关心下一代工作委员会宣讲团成员。
内容摘要：本宣讲题主要为受众介绍一些微生物方面的科普知识，并结合我们日常生活中遇到的一些问题，有针对性的进行分析和讲解。主要内容有：
走近微生物，了解微生物----主要介绍一些微生物的基本知识，以及微生物与我们日常生活的关联；
环境、环境污染和环境保护----主要通过介绍有关方面的基本知识，使人们正确地认识我们所处的自然环境，自觉地保护环境和生态，防止和避免环境污染，提高我们的生活品质；
基因、转基因、转基因生物与转基因食物----通过相关方面的基本知识介绍，帮助受众树立科学生活的观念，使我们的生活更科学、更安全。
第一部分：走近微生物，了解微生物，
让我们的生活更美好
首先为大家介绍一点微生物的基本知识，以及微生物与我们日常生活的关系。
1．什么是微生物？微生物，顾名思义，即是微小的生物，人们用肉眼难以看到的需要借助与显微镜才能观察得到的生物。即单细胞的、或简单多细胞甚至无细胞结构的生物的总称。
微生物包括了原核生物和真核生物两大类。原核生物包括细菌、古菌、蓝细菌；真核生物包括酵母菌、霉菌、藻类、原生动物；无细胞结构生物包括病毒与亚病毒。
2．微生物与其他生物的共同点
微生物作为生物，具有与一切生物的共同点，即：①绝大部分微生物的遗传信息都是由DNA链上的基因所携带，除少数特例外，其复制、表达与调控都遵循中心法则。② 微生物的初级代谢途径如蛋白质、核酸、多糖、脂肪酸等大分子物的合成途径基本相同。③ 微生物的能量代谢都以ATP作为能量载体。
3．微生物有着共同的特点
（1）形态多样性。微生物具有很不相同的形态。常见的个体外形有球形、杆形、螺旋形，不规则形有立体四方形、五星形，英文字母形，等等；群体聚集的有双球形、链球形、链杆形、葡萄球形，等等；霉菌和放线菌呈现分支丝状。
（2）种类多样性。微生物的数量与种类远远超过动植物的种类。目前已知的微生物仅仅是自然界中存在的约1%-5%，即绝大多数还是未知的，至今未能培养的。分离发现的新种在不断快速增加。1992年Bull等根据全球不完全的统计得知，已描述的真菌种是69 000个，占全部的5％；已描述的细菌种是4 760个，占全部的12％；已描述的病毒种是5 000个，占全部的4％；然而Amann等（1995）根据在原位、无培养的微生物系统发育学研究，认为自然界中95%～99％的微生物种群未被分离培养和描述，因而推算地球上仅细菌应有10万～50万种。在出版的《伯杰氏系统细菌学手册》第10版中描述了869个细菌属、4 928个细菌种（Garrity，2000），以此推算地球上的细菌种应是10万～50万种。
（3）代谢多样性。食物谱从简单无机物到复杂的有机物；代谢途径多种多样，不同底物可用同一途径代谢，同一底物可有不同途径代谢；代谢产物多种多样，同一底物可有不同产物，不同底物可有同一产物。微生物具有多种多样的代谢方式和生理功能，可适应各种生态环境并以不同的生活方式与其他生物相互作用，构成了丰富多彩的生态体系。
① 营养类型的多样性 微生物代谢按能源来分，有光能营养型和化能营养型两类。按能否利用CO2为唯一碳源分为自养型和异养型。利用光能的藻类和蓝细菌与植物相同，是光能自养型，以H2O为电子供体进行产氧的光合作用。某些紫色细菌和绿色细菌也是光能自养，但是以H2S为电子供体。产S0而不产氧的光合作用，还有些紫色细菌和绿色细菌利用光能需要有机碳源，称为光合异养型。在化能营养型细菌中又分无机化能营养型和有机营养型。利用无机能源而需要有机碳源的是混养型，有机异养菌利用的有机物极为多样，如石油、苯、酚、邻苯二酚、苯甲酸、三硝基甲苯（TNT）、丙烯腈、多种染料和农药。微生物能利用的氮源除与动物相同或类似以外，还有CN-，OCN，SCN，NCN2-，NO3-，NO2-，NH2OH，最为独特的是固定大气中的N2。除此之外，同一种微生物还会因环境的变化而改变代谢类型，如紫硫细菌在白天利用光合作用获得能量，并氧化H2S为元素硫，还原CO2Q为储存物质糖原；而在夜晚或阴天时进行化能营养，氧化糖原产生乙酸。
② “中枢”代谢的多样性 细菌的“中枢”代谢也具有多样性：a. 糖代谢中有3种主要途径：糖酵解（EMP途径）、ED途径和戊糖磷酸途径，不同的途径产生不同的代谢产物；b. 氮代谢：细菌可同化氨态氮，硝态氮，有的也可固定大气氮为细胞氮源，固氮是细菌特有的功能，且种类很多，自生固氮细菌的代表是圆褐固氮菌，共生固氮菌以根瘤菌为主；c. CO2的固定：细菌可利用光能或化学能，在好氧或厌氧环境中将CO2同化为细胞碳或转化为其他产物，如蓝细菌的光合作用、同型产乙酸菌的产乙酸作用、甲烷菌的产甲烷作用及逆向的三羧酸循环。所有自然的由生物合成的物质最终都由微生物降解，包括对于其他生物来说是难于利用的物质如纤维素、半纤维素、木质素和难降解的卤素、苯环化合物等。
(4) 遗传和变异多样性。微生物的多样性最终反应在其遗传物质的多样性上，也就是说，基因水平上的多样性是微生物多样性的本质，是其他多样性（物种多样性、代谢多样性）的基础。与高等生物相比，微生物的多样性在基因水平上更为突出，不同种群间的遗传物质和基因表达具有很大的差异。微生物的遗传物质远较其它生物单一的DNA要丰富得多，RNA、质粒、细胞器（叶绿体、线粒体）内的DNA、甚至朊病毒的蛋白都具有遗传功能。微生物除了遵循遗传中心法则外，有许多例外，如RNA病毒没有DNA，复制是直接用DNA做模板；朊病毒根本没有DND和RND等遗传物质，而是直接用其自身的蛋白质的构型变化。
① 基因组大小和基因数目的多样性 已知不同种群原核生物的基因组大小范围从0.6Mb（分枝杆菌）到9.45Mb（黏细菌），但据估计低等真核生物如酵母菌同“高等”原核生物（链霉菌）的基因组大小无很大的差别。与高等生物相比，原核生物的基因组要小得多，编码的基因数目也少得多。
但微生物对遗传物质的利用效率很高，相关的基因常以操纵子形式出现，这样有利于转录调控和协调表达，这一点相对于人类基因组中90％～95％的非编码区，显然非常高效。
② 遗传物质化学组成和DNA序列的差异 原核生物DNA化学组成差异很大，不同种群的GC含量范围是24％～76％，细菌种内的GC含量差别≤3％，属内的差别≤10％。另外，不同种群的基因组DNA序列差异也很大，两种DNA-DNA的结合（杂交）比例间接地反映了两种细菌DNA序列的相似性程序。通常同一个种的细菌菌株间的序列差异可高达30％。
③ 3. rRNA基因和16S rRNA基因序列的差异 微生物的三种基因位于同一个操纵子rrn上，它们的rrn位点的拷贝数、在染色体上的位置、连锁状况及所含的tRNA基因种类和数目皆因种群而异：a. 细菌中rrn位点的拷贝数从1～10个不等，如分枝杆菌只有1个，而大肠杆菌有7个，芽孢菌则有10个；b. 3种rRNA基因常连锁为16S-23S-5S，但也有的细菌中3种rRNA基因的不连锁，或连锁方式不同；c. 核糖体RNA转录间隔区（ITS）的长度和序列因种而异；d. ITS中有的含tRNA基因，有的不含或种类数目不同。细菌域中各门之间的16S rRNA序列差异可达20％～25%，如位于变形菌门的大肠杆菌和位于革兰氏阳性菌门的枯草芽孢杆菌的差异约为23%；同一个亚纲如变形菌γ亚纲的大肠杆菌和假单胞菌间的差异是15%；同一个种内不同菌株间的差异可达3%。
④ 基因组序列所揭示的遗传背景多样性 人们通过计算机软件比较了古菌詹氏甲烷球菌和细菌流感嗜血杆菌、生殖道支原体和集胞蓝细菌的1个种的基因组序列，分析所推测的蛋白质氨基酸序列同源性，发现73%的詹氏甲烷球菌蛋白具有序列保守性，其中26%是特有的。在詹氏甲烷球菌编码的1 738个蛋白中，676个与细菌的蛋白相似，占全部的39%；544个蛋白与酵母菌的蛋白相似，占全部蛋白的31.4%。3种细菌各自特有的蛋白比例分别是：流感嗜血杆菌约10%、生殖道支原体约20%和和集胞蓝细菌约25%。蛋白质序列相似性分析不仅支持古菌作为一个独立的进化分支，而且也揭示了原核生物遗传背景的差异和多样性。
（5）抗性多样性。微生物还可以形成各种类型的休眠体，以抵抗不良的环境并适合微生物的传播，如细菌的芽孢、黏细菌的孢囊、放线菌和真菌的分生孢子、厚壁孢子和菌核等。抗热，抗冷，抗酸，抗碱，抗干燥，抗压，等等，都有不同的分子机制。
（6）生态分布多样性。除了火焰中心、健康组织内部等没有微生物生存外，地球上的各个部位、动植物的体内外、人类的体表体内、万米高空、地球千米地下，等等都有微生物的分布与生存。
微生物是自然界中分布最广的一群生物，无论在高山、陆地、淡水、海洋、空气以及动植物体内外，都有微生物的存在，这是微生物的重要特性之一。而这一特性又是由微生物的其他特性所决定的。例如，微生物形体微小，易于借风和水传播，气流和水流可以把微生物及其孢子传播到几千km外；由于微生物营养类型多，适应能力强，所以它们能利用各种不同的基质，在各种环境中生长，使得微生物广泛分布于自然界中。
a. 土壤中的微生物 自然界中，土壤是微生物生活最适宜的环境，它具有微生物所需的一切营养物质和微生物进行生长繁殖及生命活动的各种条件。土壤是微生物的大本营。土壤中微生物的数量和种类都很多。通常，1g肥沃土壤含有几亿至几十亿个微生物。贫瘠土壤每g也含有几百万至几千万个微生物。土壤中包含细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等类群。其中以细菌为最多，约占土壤微生物总数的70％～90％，放线菌、真菌次之；藻类和原生动物等较少。
b. 水体中的微生物 水是一种很好的溶剂，水中溶解有氮、磷、硫等无机营养和以污水、枯叶、动物尸体以及类似物的形式进入水中的有机物，特别是江河、湖泊和池塘内的营养较为丰富。水体是微生物广泛分布的第二个天然环境，在各种水体中存在有大量的微生物。
淡水中的微生物种类和数量常随水体类型的不同而有很大的变化。在洁净的湖泊和水库中，由于有机物含量低，故微生物的种类和数量较少。淡水区域的自然环境多靠近陆地，由于流入了大量的人畜排泄物、生活污水和工业污水等。有机物含量的大增，不仅带来了丰富的营养物质，同时也带来了大量的微生物。每ml污水中微生物含量达到107～108CFU。土壤中的微生物，常随同土壤被雨水冲刷进入水体。土壤中所有的细菌、放线菌和真菌的大部分种类，在水体中几乎都能找到。尽管海水中有机物含量低，盐分较高，大部分海水的温度较低，而且海洋深处有很高的静水压，但因海洋中有丰富的动植物资源，从海面到海底，从近陆到远洋都仍有微生物存在。海水中主要的细菌主要有假单胞菌属、枝动菌属、弧菌属、螺菌属、梭菌属、变形菌属、硫细菌、硝化细菌和蓝细菌中的一些种。海洋中的藻类繁多，，主要有硅藻、角叉菜属、囊根藻、翅藻、墨角藻等。
c. 空气中的微生物 空气中并不含微生物生长繁殖所需的营养物质和充足的水分，还有日光中有害的紫外线的照射，因此不是微生物良好的生存场所。然而，空气中还是含有一定数量的微生物。这是由于土壤、人和动植物等物体上的微生物不断以微粒、尘埃等形式飘逸到空气中而造成的，已有人在85km的高空找到了微生物。微生物在空气中的分布很不均匀，所含数量决定于所处环境和飞扬的尘埃量。微生物在空气中停留的时间和分布的范围，与气流的速度、微生物所附着粒子的大小，大气湿度、光照度、是否下雨及下雨的时间长短和微生物本身的特性等因子有关。在静止的空气中，微生物随灰尘下落；极缓慢的气流，可使微生物本身长期悬浮于空气中而不下沉，近日华北地区、东北地区的严重雾霾中就有相当含量的微生物存在；有的微生物随着气流可以传播到很高的空间。另外，空气中的微生物，随风传播的距离几乎是无限的，因此，很多微生物的分布往往是世界性的。实际上在地球的任何一个能够产生能量的生境中都有微生物的存在。
4. 微生物与人类的关系
微生物与人类的关系既是朋友又是敌人，既是人类文明进步的促进者、参与者，又是人类文明进步的危害者和破坏者。
（1）微生物促进人类社会的文明进步和人类可持续发展
微生物与人类社会和文明的发展有着极为密切的关系。微生物与人类关系的重要性和对于人类已有文明所作出的贡献都有着光辉的记录并继续创造着新的功绩。当今的人类社会生活已难以离开微生物所作的直接或间接贡献。各种有微生物参与或直接发酵生产的食品、饮料、调味品，各种抗生素、维生素和其他微生物药品，各种微生物性保健品，环境的微生物污染和污染环境的微生物治理与修复，动植物生产过程中使用微生物促进剂，微生物病原菌引起的各种人类疾病和微生物产生的各种药物对人类疾病的控制与治疗，等等，都与微生物的作用或其代谢产物有关。
我国早期的农业生产中使用豆科植物与其他作物轮作以提高土地肥力的实践，促进农业生产的持续发展。微生物是人类生存环境的清道夫和物质转化的必不可少的重要成员，推动着物质的地球生物化学循环，使得地球上的碳、氮、硫、磷等物质循环得以正常进行。很难想象，如果没有微生物的作用，地球将是什么样，无疑所有的生命都将无法持续生存与繁衍，更不用说当今的现代文明了。
正是Louis Pasteur 研究成功狂犬疫苗、Fleming发明了青霉素、von Behring成功制备抗毒素治疗白喉和破伤风，等等，以及近80年来人类分离获得了众多的能够产生各种抗生素的微生物并利用这些微生物生产各种各样的抗生素，挽救了无数的生命，同时也拯救了人类文明。
人类的生存繁衍和可持续发展依赖于良好的生活环境、安全的食品和水源。然而，由于各种各样的原因，人类生存的环境包括土壤、水域、大气受到污染，甚至是严重污染，进而通过植物、动物各级生物链污染人类食物和饮用水。许多环境污染物是人类体内激素的替代物和干扰物，具有类似人类体内激素的生理特性、能干扰内分泌系统的正常生理活动，称之为环境激素。这些环境激素可以严重损伤和破坏男性的生殖能力，明显引发女性乳腺癌等女性疾病，诱发少年儿童的性早熟，引发人类不正常心理情绪与行为。环境污染已直接而严重地威胁到人类本身的生存繁衍和可持续发展。
人们可以利用微生物促进社会与环境的可持续发展。
a．利用微生物进行生态环境的保护和修复
保护环境、维护生态平衡以提高土壤、水域和大气的环境质量，创造一个适宜人类生存繁衍、并能生产安全食品和洁净水源的良好环境，是人类生存所面临的重大任务。随着工农业生产的发展和人民对生活环境质量要求的提高，对于进入环境的日益增多的有机废水污物和人工合成有毒化合物等所引起的污染问题，越来越受到关注。而微生物是这些有机废水污物和合成有毒化合物的强有力的分解者和转化者，起着环境“清道夫”的作用，其作用和优势是任何其他理化方法所不能比拟的。利用微生物生产可生物降解塑料替代目前正在大规模使用的非生物降解塑料。
b．利用微生物促进农业生产力的维持与提高
农业是人类赖以的最重要的客观基础。微生物学不仅与农业生产密切相关，而且与食品安全和品质改善密切相关。
土壤的形成及其肥力的提高有赖于微生物的作用。土壤中含氮物质的最初来源是微生物的固氮作用。土壤中含氮物质的积累、转化和损失，土壤中有机质尤其是腐殖质的形成和转化、土壤团聚结构的形成、土壤中岩石矿物变为可溶性的植物可吸收态无机化合物等等过程都与微生物的生命活动相关。由于微生物的话动，使得土壤具有生物活性性能，推动着自然界中最重要的物质循环，并改善着土壤的持水、透气、供肥、保肥和冷热的调节能力，有助于农产品数量与品质的提高。
农产品的加工、贮藏，实际上很多是利用有益的微生物作用或是抑制有害微生物的危害的技术。
c．利用微生物生产可持续的清洁能源
化学燃料不仅是一次性能源，而且燃烧过程中对于环境的污染是一个众所周知的严重问题。由于微生物可以转化农业和某些工业有机废弃物为氢气、乙醇和甲烷等，不仅消除了环境的有机污染物又可生产如氢气、乙醇、甲烷等无污染的清洁能源。这些清洁能源在燃烧过程中极少产生污染环境的污染物，而且可以持续的利用微生物进行生产，用之不竭。对于人类的可持续发展具有巨大的推动作用。
d．以微生物为主体的生物产业将是国民经济的重要组成部分
利用微生物基因工程、酶工程、蛋白质工程、发酵工程等生物工程技术提高现有的微生物发酵水平，增加产量，改善品质或风味，提高生产经济效益。另一方面，寻找、研究、开发能够形成对人类或动植物生存与健康具有有益价值的新的活性物质，将是今后的持续热点领域。这两个方面组成的以微生物为主体的生物产业在今后的国民经济发展中占有的比重将会越来越大，成为重要的组成部分，而且为人们生活提供种类繁多、安全可靠、环境友好的用品。
e．丰富的微生物资源及其产物是人类药物的巨大宝库
由于微生物本身的特点和代谢产物的多样性，利用微生物生产人类战胜疾病所需的医药制品、保健用品正受到广泛重视，生物医药正在迅速崛起成为一个具有广阔前景的新兴产业。当今人类正面临着空前的健康安全威胁，不仅许多给人类造成巨大灾难的疾病在卷土重来，如肺结核、霍乱等，而且很多不明原因、尚无有效控制办法的疾病正不断出现，如艾滋病、疯牛病、埃博拉病毒病、非典型肺炎，禽流感等等，加上许多化学合成药物副作用问题的困扰，人们期待从各无穷无尽的微生物资源宝库中寻找和获得理想的药物，或利用微生物对已有的药物进行改造，使其具有新的功能或减少原有的副作用。利用微生物控制病原微生物的传染，利用微生物生产人类保健品，利用微生物增加人体免疫力，利用微生物生产人类和动植物新药，等等，都将成为人们关注的热点。开发和利用微生物必将为人类的生存、健康和可持续发展作出巨大贡献。
（2）微生物破坏人类文明进步
然而，微生物也危害人类健康，危害人类文明进步。
① 微生物曾经引起、现在仍在引起人类疾病，往往造成巨大灾难
上一世纪20-30年代，欧洲瘟疫死亡了几十万人。禽流感、SARS等不仅引起的大量禽畜的死亡与被宰杀，而且引起人类的恐怖性灾难，患病者死亡率很高，即使是治愈，医疗成本极高和后遗症十分严重。AIDS已是蔓延全球的人类疾病。微生物病原菌也曾给人类带来巨大灾难。14世纪中叶，鼠疫耶森氏菌（Yersinia pestis）引起的瘟疫导致了欧洲总人数约1/3人的死亡。上一世纪前半叶的我国也经历了类似的灾难。即使是现在，人类社会仍然遭受着微生物病原菌引起的灾难威胁。艾滋病、肺结核、疟疾、霍乱正在卷土重来和大规模传布，还有正在不断出现的新的疾病如疯牛病、军团病、埃博拉病毒病、大肠杆菌0157、霍乱0139新致病菌株，2003年春的SARS病毒、西尼罗河病毒，2000年以来常常发生的禽流感，尤其是2013年的禽流感病毒H7N9不仅造成鸡鸭鸟类的大量死亡，而且可以传染到人，患者死亡率极高，等等，正在给人类带来新的疾病与灾难。
② 微生物引起环境污染 即由微生物及其代谢产物引起的环境污染。a. 微生物本身引起的污染 致病菌对水源、土壤、大气的污染，引起人类、动植物和微生物的患病死亡。如霍乱弧菌引起的霍乱；沙门氏菌污染炒鸡蛋引起的腹泻、呕吐；腐败细菌引起的各种食物的腐败；微生物尤其是霉菌引起工农业产品和各种原料的霉变损坏；混浊空气中微生物对人呼吸系统的损害，流行性感冒病毒引起的感冒，禽流感病毒引发的禽流感；构成大气雾霾的组成成分，等等。b. 微生物代谢产物引起的污染 微生物产生的CO2、CH4、NOx等引发温室效应；产生的H2S和其他刺激性气体引起人和动物中毒和不适；霉菌产生各种各样毒素，如黄曲霉毒素、棕曲霉毒素等等，引发人和动物的肝脏、神经系统等损伤，甚至死亡；细菌产生各种毒素引起人和动物腹泻、痢疾，如金黄色葡萄球菌产生的毒性休克综合症毒素使人急骤起病、高热、低血压、昏厥、猩红热样皮疹、脱屑；有毒蘑菇产生各种毒素，误食极易引起死亡。微生物可以转化某些物质使其变为有毒物，如转化硝酸盐为亚硝酸盐这一公认的致癌物。
③ 微生物引起粮食等各种农产品的腐败 微生物每年引起大量粮食等农产品腐败变质，经济损失达数百亿元；同时，毁坏衣物、腐蚀水泥、钢铁构筑物如桥梁、管道、建筑物、文物，等；某些微生物也以其本身作为病原或其代谢毒物污染各类食品，危害人类健康。
④ 微生物污染水源 病原菌和其他微生物污染水域或饮用水水源，使水源失去作为饮用水水源的价值，或普通水源失去养殖价值，即不能养殖鱼类、贝类，即是能存活，也含有有害人类健康的毒素；景观水域失去观赏价值，如滇池、太湖、巢湖等等。
通过以上微生物知识的简要介绍，我们对微生物已有了一些初步的认识和了解，但我们不仅要认识它，还要充分利用微生物来为人类服务，使我们的生活更美好。
第二部分：环境保护从自身做起，让美丽中国更美丽
1.什么是环境？环境是指围绕以人为中心的客观存在的物理的、化学的、生物的所有因子的总和，也即人主体以外的所有一切自然因素。未受污染的自然环境是一个由种类繁多、结构复杂、功能齐全、缓冲强大、时空有序、平衡制约的物理体系、化学体系和生物体系纵横交叉构成的宏观结构。在这个宏观体系中，具有构成宏大的生物食物链网络，具有有序的能源流网络、物质流网格和信息流网络，具有强有力的网络缺损修复功能和对外来侵入物的自净功能。
2. 环境污染 环境污染即是环境中进入了超出环境自净能力的某种物质即污染物，使这一环境降低甚至丧失其使用价值的现象。这种环境污染可能是某种污染物质进入环境的量远远超出了环境所能缓冲、接受的容量而积累造成的，也可能是在某一时段内，这种污染物质进入环境的速率远远大于环境对这一污染物分解转化的自净速率而迅速积累所致。例如，某个水域，本来是可以作为饮水水源的，但是由于有毒废水的进入，使江水不能作为饮用水源。
3. 环境污染的分类：
以环境分：土壤污染，水域污染，大气污染。
以污染方式：点源污染，面源污染。
以污染源分：物理性污染，化学性污染，生物性污染。
（1）物理性污染 物理性污染是指由物理性污染物引起的环境污染现象。如光污染，放射性污染，热污染，冷污染、噪声污染、电磁波污染、沙尘污染、烟雾污染、颗粒状悬浮物污染、有毒或不愉快气体污染。
（2）化学性污染 即是由化学性（有机的或无机的）物质引起的环境污染。目前世界上大多数环境污染是由化学性物质所引起的。而且随着全球经济的发展，产生的化学物质的种类、数量也在迅速增加，对于人类及其生存环境的威胁或潜在威胁也在增加。化学性污染物又可分为无机有害污染物，如酸、碱和无机盐类、化肥等；无机有毒污染物，如各种重金属、氰化物、氟化物等；有机有毒污染物，如苯、酚、有机氯、有机磷农药、多环芳烃类、多氯联苯等；有机无毒类污染物，如各种多糖类脂肪、蛋白质、有机酸等各种有机物。
（3）生物性污染 生物性污染是指污染物来源于生物包括微生物、动物、植物和人类本身及生命活动过程产生的污染。生物性污染物包括：①微生物污染如病原性微生物污染物，即各种致病菌、病毒等；②寄生虫污染物，如血吸虫、钩虫、蛔虫等；③动物排泄物，过度生长的动物种群，如成灾难性的老鼠、蝗虫、天牛等；④过度生长的植物种群，如灾难性疯长的“植物杀手”，某些攀缘植物，水域疯长的水葫芦、水浮莲等；⑤人类本身，如某些人群本身产生的某些令人不愉快的体味。人类排出的废弃物引起的污染。⑥各类生物在生命活动过程种产生的对人类和其他生物具有毒害的代谢产物。
4. 环境污染的生物效应
（1）环境污染使生态系统失衡 平衡的自然生态系统有其自身特定的结构、层次、能量流、物质流与信息流。一个平衡的自然生态系统，在其结构上具有多样性，在功能上具有完整性，在能量、物质与信息流动上具有畅通性。在这个自然生态统中，初级生产者、次级生产者、初级消费者、次级消费者、最终（顶级）消费者和分解者在种群上都是按比例相协调生存与发展的。然而平衡总是相对的，不平衡总是绝对的。这种平衡生态环境总是由于环境污染而受到破坏。
环境污染对平衡的生态系统加以破坏，使之结构性失衡；污染环境生态系统中生物多样性往往减小；污染生态系统中生物链成员减少，甚至中断；污染生态系统中信息网络系统遭受缺损和破坏；环境污染对生物及其群落生态产生各种效应；环境污染、环境激素使人类本身发生生存危机，最终威胁到人类的生存。
（2）主要的环境污染生物效应
环境污染直接或间接地对人的健康甚至生命产生影响。①污染的环境生产的各种食物往往是非健康食品。例如。重金属污染的土壤生产的大米的重金属含量远高于非污染土壤生产的大米，江西、广东、湖南的大片水田土壤含镉、铅量严重超标，生产的大米含镉、含铅也严重超标，俗称“镉米”，如果食用这类大米危害健康。污染水源养殖的鱼类、贝类也受污染，积累各种毒素如藻类毒素。②污染水源作为饮用水，或发生异味，或引起各种疾病，由汞污染引起的水�病，饮用水源高量铅等等。③污染的大气易与尘土细粒等形成雾霾，不仅能见度大大减少，有人预期长期生活在这种雾霾环境中6-7年后肺癌和肺的其他疾病可能会爆发。即使其他气味也易使人不适。④环境激素使人类本身的生存与延续受到威胁，男性的生殖能力下降，女性的妇女疾病增加，小孩提前早熟。
环境保护，人人有责 人为地使环境免受污染或环境受污染的速度和严重程度减缓或使已受污染的环境消除污染得以恢复原有的生产力或景观价值的过程，称之为环境保护。
人人都可做，人人都能做，从小事做起，从身边做起，为美丽中国更加美丽出力。
第三部分：懂得一些基因、转基因、转基因生物与转基因食物的知识，确立科学理念，让我们的食物和生态环境更安全
1.基因、转基因、转基因生物
（1）基因与转基因 众所周知。自然界所有的物质可以分为生物与非生物两大类。生物的遗传是由DNA这一遗传物质所控制。基因是DNA上一段编码生物某一性状的密码。转基因即是通过人为的手段将编码某一性状的密码基因或基因组转移到另一种不具有这一性状的生物中去并使得本来不具有这一性状的生物获得了这一性状的过程。
（2）转基因生物 即是通过人为地在某种生物体的遗传物质DNA上进行外源基因的插入或移位或改造等手段，使该生物体具有了编码某些新的人们所期望的生物学特性的基因或基因组，这种具有转入外源基因的生物，称之为转基因生物。还有其他许多同义的称谓，如经遗传修饰的生物体、遗传工程生物体、生物技术改变的活生物体。国内还有用改性活生物体，经修饰的活生物体，经修饰的生物、工程生物，等等。
通过转基因手段即分子生物学技术获取某生物体的新的生物学性状，可以直接改变基因结构而大大缩短获取性生物学性状的时间，而且由于导入的是已知的能编码某种所需生物学性状的目标基因或基因组，因此较少量的工作即可获得所期待的生物学性状。转基因植物的培育过程，一般是首先找到编码某种人们所需生物学性状的目标基因或基因组，切下这目标基因或基因组并将它们装入“载体”，使带有目标基因或基因组的载体在大肠杆菌体内增殖，然后再将其转入根癌农杆菌中，并使这种根癌农杆菌感染植物，使带有目标基因或基因组的农杆菌T-DNA（可转移DNA）导入植物细胞，与植物细胞染色体整合，并使目标基因或基因组得以表达，这种植物即是转基因植物。
（3）转基因生物品种 目前主要有抗虫转基因生物，抗病转基因生物，抗除草剂转基因生物，抗逆转基因生物，提高品质转基因生物，增加功能转基因生物，转基因生物反应器，等等。 目前转基因生物主要集中于植物，据不完全统计，已成功并推广种植的转基因植物有棉花、玉米、蕃茄、木瓜、石斛兰花、越桔、辐射松、云杉、白云杉、黑云杉、大豆、烟草、马铃薯、油菜、杨树、大麦、鸭茅、小麦、燕麦、黑麦草、甘蔗、花生、黄瓜、菠菜、莴苣等等。许多转基因作物不仅已大面积种植，而且取得了极好的经济效益，与为确保产量而大量使用化学农药和除草剂相比，环境受化学污染的机率和程度都大大减少。
2. 对转基因生物和转基因食物的环境生态安全性和人类健康安全性忧虑与争论
在越来越多的转基因生物及其产物进入环境和列入食物产品清单的同时，人们对于转基因生物对环境的生态安全性和该类食品对人类的健康安全性忧虑日增，争论日益激烈。
在这一水平上，人们对于环境安全的忧虑主要是3个方面：1）目标基因和标记基因是否可能失控而使转基因作物成为不可控野草，转基因动物成为不可控动物，转基因微生物成为不可控致病菌；2）外源目标基因在受体生物DNA上的插入是否会激活原沉默的有害基因并引起有效表达，从而使受体生物成为对人类有害的生物；3）目标基因进入非目标生物如人、动物、植物后是否可能成为新的致病、致死因子；等等。
这里首先应该明确，如前所说，转基因生物的培育与传统的遗传杂交育种一样，只是通过有目标地极为有限地改变受体生物遗传物质的某一基因或基因组，这种所插入和改变的遗传特性是有高度特异性的，也不会改变受体生物的其他遗传特性。如果经过选择的受体生物如某种植物并无野性表现，已在环境中长期表现对人和其他生物是安全温顺的，目标基因的导入也不会转为表现出野性十足。目标基因和标记基因进入自然环境后一般会受到其他生物分泌的酶和环境理化因素的作用而被降解，失去生物学活性。另外，这些目标基因或标记基因转入受体生物并表达需要适宜的环境条件。如kanr基因（即aphA2）的表达必须在环境中存在一定浓度的Kan（卡那霉素）时才能表达，尽管环境（土壤）中某些微生物如放线菌可形成卡那霉素，但其浓度是极低的，再加上卡那霉素形成后又可被其他微生物分解和被土壤粘粒和有机物颗料所吸持，难以达到kanr基因表达所需的浓度。如进入人或动物肠道，肠道微生物区系即可将其消化而失活。如kanr(aphA2)基因产物为氨基糖苷－o—磷酸转移酶（aminoglycoside-o-phosphory1- tronsferase），此酶催化底物具有高度特异性，只作用于氨基已糖的3位-OH，对其他氨基糖苷类抗生素都无作用，并且必须有ATP存在。
生物体中存在有各种各样的沉默基因或基因组。如果表达，有部分基因产物是对人类和环境是有害的，由于外源基因的插入而激活了沉默基因或基因组，使它们得以表达，这种风险应该说是存在的。但是一般来说外源基因插入的位置是已知的并具有高度特异性，并不是盲目任意的，因而是可避免的。
但事情总有一些例外，即使是通过常规手段育成的作物在某些地区种植之后也成为了野生植物，如一种油用油菜在英国种植后变成了野生杂草，而且成了哮喘的花粉过敏源，因此转基因植物同样具有这种变为野生杂草的潜在可能与风险。
这是人们对转基因生物第二层次上的安全性忧虑。
转基因生物在自然环境中是否会造成生态失衡？转基因生物的基因是否会发生基因重组，如发生重组，重组产物对环境安全性如何？转基因生物的基因流对环境和其他生物的影响如何？目标基因进入非目标生物如人、动物、植物后是否可能成为新的致病、致死因子？转基因生物本身的稳定性怎样？等等，从各不同的角度，引起人们的热切关注与忧虑。
转基因生物，如植物，与非转基因生物之间的任何基因都可通过自然杂交或人工杂交途径相互转移。在近缘品系中能提高竞争力的一个或多个基因将可能被选择发生转移。在某种特定条件下，这种转移可增强植物的杂草化特性，尤其是那些“野性”尚未完全脱除或脱除时间尚短的植物的这种“野变”可能性更大。如果抗除草剂转基因作物的抗除草剂基因转移至相应杂草中，这种杂草抗除草剂的特性会更强，可形成“超级杂草”。
在逆境中，抗逆转基因生物将明显显示出其抗逆特性而能良好生存，但是这就存在可造成生物单一化、生物多样性减小的生态危险。如在干旱环境中，抗旱转基因生物（如植物）能良好生存、生长和繁殖，但非抗旱转基因植物都可因干旱而死亡，植物的单一化倾向显而易见。在盐碱、酸性、淹水环境，同样会有这一趋势发生。抗虫或抗病转基因植物在严重虫灾或病灾发生时，由于具有较强的抗虫或抗病能力，得以继续生存，但其非抗虫或抗病转基因植物却被虫害或病害严重洗劫而消亡，导致这一地区植物品种锐减，生态脆弱。事实上已有这种生态失衡发生。这种生态失衡如果发生在农田作物系统，无疑是有益的，是人们所需要的。如果发生在非农田作物系统，那无疑可使生态系统明显失衡，生物多样性减少。
含有编码病毒序列基因的转基因作物中的病毒序列是否有可能发生重组的问题，世界银行1997年10月出版的《作物的生物工程，世界银行专家组对转基因作物的报告》中，确认了大田作物转基因病毒序列的存在，有可能与侵染该植物的其他病毒进行重组，从而提高了产生新病毒的可能性。因此，有人担心在所有细胞和所有时间都存在的转基因植物中的病毒基因，在大面积种植时发生重组而形成新的杂种病毒的风险是相当大的，其后果难以预料。例如，乌干达木薯中重组的新病毒已使乌干达木薯遭到毁灭性病害，损失巨大，并蔓延邻国。但重组形成的杂种病毒对于种植作物来说，也可能是无益无害、或有益无害等不同效应。
转基因生物对非目标生物的作用问题，如抗虫转基因（Bt杀虫蛋白基因）植物对人和动物是否有害？原苏云金杆菌的杀虫蛋白已经几十年证实对人和动物是无害的。但转基因操作过程中已将3'-端无毒的一半切除而保留5'-端有毒力的一半，在转基因植物体内的Bt杀虫蛋白是一活化的65kDa～75kDa蛋白。这一活化了的蛋白对于人、动物、鱼类和其他昆虫的作用如何，应该对其作详尽的安全性评估。有人认为，这种毒性蛋白是高度特异化的，某组毒性蛋白仅对鳞翅目的一些种有影响，而对另一些种毫无作用。这些蛋白在阳光下降解得很快，在植物体内的残留物也要被降解，在人的消化系统内Bt蛋白也很快就被消解了。
目标基因进入非目标生物如人、动物、植物后是否可能成为新的致病、致死因子？一般来说目标基因进入非目标生物如人、动物、植物的几率是极小的，选择的目标基因是对人、动物和植物不具有害性的基因，在非目标生物中难以充分满足其表达条件，致病因子、致死因子是基因的表达产物，因此这种成为新的致病、致死因子的可能性应该说存在但极小。很可能不同的基因或基因组在环境中入侵不同的非目标生物对象的可能性很不相同，这需要长期的观察与研究才能真正了解目标基因是否能入侵非目标生物以及入侵非目标生物后的归宿。
转基因生物死亡后和转基因植物根系的腐解物都含有转入基因，这些基因的去向也是人们所关注的视点。这些进入土壤的基因的去向可能：①被土壤颗粒吸附；②被土壤中存在的来自植物根系和微生物的酶所消解；③进入非目标植物，使非目标植物成为转基因植物；④进入某种微生物中，使成为转基因微生物。应该说前两种去向是占绝大多数，而后二种的去向，有可能但机率极微。因为基因进入植物或微生物细胞，是有高度特异性和严格条件的，进入之后又需整合至被进入植物或微生物细胞的染色体上或其他遗传物质上，这也是高度特异性和需严格条件的，即使整合之后能否表达仍需要许多条件满足才有可能。
（3）对转基因生物产物食品的人类健康安全性忧虑
如果说转基因生物的产物仅是用于非食品用途，如用作衣料，用作防风林、护堤林，等等，与人类健康的安全性都是间接影响。但是如果转基因生物的产物用作人类食品，那即与人类健康的安全性息息相关了。有报道在美国已有60%的零售食品含有转基因成分，90%以上的大豆，50%以上的玉米、小麦是转基因的。欧洲各国相对少一点。在我国明确得到农业部生物工程安全委员会准许的商业化转基因作物仅有6个，其中有3个涉及食品即2种蕃茄，1种甜椒，已在市场上广泛销售。另外还有从美国和其他国家进口的转基因食品如由转基因大豆提炼的食油，由转基因小麦生产的面粉；2013年6月国家农业部批准进口用于深加工的转基因大豆，等等。随着转基因生物产物食品在市场上的增多，和消费者环境安全意识的提高，这些食品对人类健康的安全性如何？令人忧虑不足为奇。
一般来说，转基因生物产物食品经加工煮熟后，细胞被破坏了，蛋白质变性了，遗传物质被解链、失活，进入人肠道系统后被酶解消化，即使不被消解，也难以满足条件进入人体细胞整合与表达。在经过严格试验，严格审批后上市的转基因食品应该说对人类健康不会产生威胁，起码可以说至今未见有人为因食用了转基因食品而发生疾病的报道。转基因生物为人们提供了高产量、高品质的营养食品，无疑对于目前全球如此庞大的人口具有积极意义。
然而转基因生物产物食品对于整个人类发展的长远影响如何？转基因过程目标基因的外泄、转基因生物残留物所携带的目标基因进入生态环境对生态环境的长期影响如何？百年、千年、万年、百万年的影响如何？是否会象某些物种因某种基因的改变而灭绝？或成为有害生物给人类带来巨大灾难？起码仅凭目前短短几年、10几年的观察研究结果现在还不足以可靠、可信地评估其长远效应。在生物进化的历史长河中，生态平衡中起于青萍之末的微风有可能在进化的时间长河中放大成足以毁灭物种的风暴，已不乏先例。人们应该高瞻远瞩，防微于未然。
总之，对于人类来说，转基因生物是利弊并存而且都明显的生物。但就目前所知，应该说是利远大于弊。需要时间，需要投入去研究探索。在目前全面肯定或全面否定都不足取。
3. 对转基因生物安全性潜在风险的控制
（1）加强转基因生物的环境安全性研究
转基因生物有着它诱人的特性，也有着可能的潜在的环境安全性风险。但实际上人们对于转基因生物的特性还知道得非常少。20世纪90年代初世界上第一个商品化的转基因烟草，1994年美国第一个批准的延熟转基因蕃茄都因种种原因都停止了生产。1995年才有批准的转基因作物及其产物推广和上市，对其作为环境外来转基因生物品种对于环境的影响，需要时间去观察和研究。转基因技术培育新的物种的历史尚短，许多问题尚未遇到，许多问题遇到了但还没有科学地认识，这是不应也无法回避的客观现实。科学地实事求是地认知转基因生物的环境安全性和风险性显得更为重要。但必须加强这方面的研究工作。
（2）加强对转基因生物研究、生产（种植）及其产物品销售的管理立法
由于转基因生物可能具有的环境安全风险，应该加强这一领域的管理立法。
①加强对转基因研究的基因管理 现在转基因研究在国内遍地开花。有些研究室对使用的目标基因、废弃基因、使用的用具等有严格的管理制度，但也有些研究室没有严格的管理制度。废弃基因、使用过程的废弃用具未作任何处理，任意丢弃，使它们流入环境，尤如医院废弃物未作处理排入环境成为病原微生物污染源一样，成为环境安全风险基因的污染源。因此必须加强管理。
②加强对转基因生物的长期安全性监测 国家有关管理部门应该立法，组织相关学科人员对转基因生物进行环境安全性的长期监测研究和评估。尤其在目前对于转基因生物的环境安全性知之甚少和转基因生物应用尚不多的情况下，尤为必要。
③加强对转基因生物产物产品销售的公开性 作为消费者，有权知道所购物品是否产自转基因生物的产物，尤其是与健康安全直接相关的食品类物品。消费者有选择或拒绝转基因生物产物食品的权利。因此国家有关部门应该立法规定在转基因生物产品上必须标明是否系转基因生物产品，让消费者自由选择。
所幸国家科学技术委员会已于1993年12月制订发布了《基因工程安全管理办法》。此《办法》规定了基因工程中必须设立安全等级和安全性评估，对于基因工程研究和基因工程产品必须分类分级审批；必须建立安全控制措施；并提出了对违反《办法》规定应负的法律责任；在附则中对基因工程中涉及的个学术名词作明约定。从事基因工程研究的工作者应本着对人类负责、对环境安全负责的科学精神，严格遵守本《办法》，真正从思想上提高对基因工程中的安全性和风险防范意识，在行动上切实落实风险防范措施。2001年国务院颁布法令规定，凡是转基因植物、转基因动物等转基因生物及其产品必须经过审批后方可销售，这无疑会对转基因产品加强安全性评估和检查。对于违反有关规定的超范围研究、种植转基因植物、销售未经批准的转基因生物产品应严肃查处，严格追究责任。
愿天下处处充满阳光，人人安全健康。