基因工程的广泛应用

高等教育自学考试毕业设计（论文）说明书生物技术（本科）市地信阳准考证号150108107152姓名王艳丽河南科技大学高等教育自学考试办公室高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书一、题目：基因工程的广泛应用二、本环节自2008年4月25日起至2009年3月28日三、进行地点：河南科技大学四、内容要求：综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理，实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。指导教师：成泽艳职称讲师批准日期：2009年5月20日摘要：基因工程是一项很精密的尖端生物技术，在医药及农业上应用广泛，这项尖端科破性的生殖科技再未来的世界里将带动生物界各个领域的发展。生物学家在一百多年前就知道，生物的表征遗传自其亲代。生物细胞的细胞核，含有染色体，组成分为DNA。这些碱基在DNA中看似杂乱无章，但它们的排列顺序，正代表遗传讯息。每三个碱基代表一种氨基酸的密码。基因就是这些遗传密码的组合，亦即代表蛋白质的胺基酸序列。每个基因含有启动控制区，以调控基因的表达。关键词：基因工程；研究；生物；医药Abstract：Thegeneticengineeringisaveryprecisestate-of-artbiologicaltechnology,applieswidelyinthemedicineandtheagriculture,thisstate-of-artbranchbrokeninthereproductionscienceandtechnologyfutureworldwillleadbiosphereeachdomainagainthedevelopment.Thebiologistknewmorethan100yearsago,biologicalattributeheredityfromitsparentalgeneration.Thebiologicalcell'scellnucleus,includesthechromosome,thecompositiondividesintoDNA.ThesebasicgroupslookinDNAresemblechaotically,buttheirorderofrank,representativehereditynews.Everythreebasicgroupsrepresentonekindofaminoacidthepassword.Thegeneisthesegeneticcodecombination,i.e.representstheproteintheaminoacidsequence.Eachgeneincludesstartsthecontrolarea,regulatesthegenetheexpression.Keywords:Geneticengineering；ResearchBiological；Medicine目录一．什么是基因工程........................................................................1二．基因工程的基本操作步骤..........................................................2三.基因研究.......................................................................................2四．因工程与农牧业、食品工业......................................................3五．基因工程与环境保护..................................................................4六．基因治疗可待医学革命到来....................................................4七．基因工程将使传统中药进入新时代..........................................5八．基因工程与转基因动物..............................................................6九、小结与讨论..................................................................................6十、参考文献......................................................................................8高等教育自学考试毕业(论文)说明书-1-基因工程的广泛应用著名的《财富》杂志曾这样评价基因芯片的历史意义：“在20世纪的科学史上，有两件大事值得大写特写，一个是计算机的发明，它改变了我们的经济和文化；第二是生物芯片的发明，它将变更整个生命医学，极大地提高人类的健康水平。”一、什么是基因工程？基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（geneticengineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。这个定义表明，基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品拷贝出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞ＤＮＡ的技术称为“基因系治疗”（ｇｅｒｍｌｉｎｅｔｈｅｒａｐｙ），通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的ＤＮＡ都将可能使其后代发生同样的改变。迄今为止，基因工程还没有用于人体，但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验，并取得了成功。事实上，所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌，其ＤＮＡ中被插入人类可产生胰岛素的基因，细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力；在美国，大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由RNA转录表达的以后，生物学家不再仅仅满足于探索、高等教育自学考试毕业(论文)说明书-2-提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为“基因工程”，或者说是“遗传工程”。二、基因工程的基本操作步骤1.获取目的基因是实施基因工程的第一步。2.基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。3.将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。4.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。3基因工程大事记三、基因研究让我们看一下在新世纪到来时，世界各国的基因科学研究状况。英国：早在20世纪80年代中期，英国就有了第一家生物科技企业，是欧洲国家中发展最早的。如今它已拥有560家生物技术公司，欧洲70家上市的生物技术公司中，英国占了一半。德国：德国政府认识到，生物科技将是保持德国未来经济竞争力的关键，于是在1993年通过立法，简化生物技术企业的审批手续，并且拨款1.5亿马克，成立了3个生物技术研究中心。此外，政府还计划在未来5年中斥资12亿马克，用于人类基因组计划的研究。1999年德国研究人员申请的生物技术专利已经占到了欧洲的14%。法国：法国政府在过去10年中用于生物技术的资金已经增加了10倍，其中最典型的项目就是1998年在巴黎附近成立的号称“基因谷”的科技园区，这里聚集着法国最有潜力的新兴生物技术公司。另外20个法国城市也准备仿照“基因谷”建立自己的生物科技园区。西班牙：马尔制药公司是该国生物科技企业的代表，该公司专门从海洋生物高等教育自学考试毕业(论文)说明书-3-中寻找抗癌物质。其中最具开发价值的是ET-743，这是一种从加勒比海和地中海的海底喷出物中提取的红色抗癌药物。ET-743计划于2002年在欧洲注册生产，将用于治疗骨癌、皮肤癌、卵巢癌、乳腺癌等多种常见癌症。印度：印度政府资助全国50多家研究中心来收集人类基因组数据。由于独特的“种姓制度”和一些偏僻部落的内部通婚习俗，印度人口的基因库是全世界保存得最完整的，这对于科学家寻找遗传疾病的病理和治疗方法来说是个非常宝贵的资料库。但印度的私营生物技术企业还处于起步阶段。日本：日本政府已经计划将明年用于生物技术研究的经费增加23%。一家私营企业还成立了“龙基因中心”，它将是亚洲最大的基因组研究机构。新加坡：新加坡宣布了一项耗资6000万美元的基因技术研究项目，研究疾病如何对亚洲人和白种人产生不同影响。该计划重点分析基因差异以及什么样的治疗方法对亚洲人管用，以最终获得用于确定和治疗疾病的新知识；并设立高技术公司来制造这一研究所衍生出的药物和医疗产品。中国：参与了人类基因组计划，测定了1%的序列，这为21世纪的中国生物产业带来了光明。这“1%项目”使中国走进生物产业的国际先进行列，也使中国理所当然地分享人类基因组计划的全部成果、资源与技术。四、基因工程与农牧业、食品工业运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。1.转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。2.转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）。3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒4.转鱼抗寒基因的番茄5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯6.不会引起过敏的转基因大豆7.超级动物导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠8.特殊动物高等教育自学考试毕业(论文)说明书-4-导入人基因具特殊用途的猪和小鼠9.抗虫棉苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉。五、基因工程与环境保护基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。基因工程与环境污染治理基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。（通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。）六、基因治疗可待医学革命到来“基因”释意现在我们通用的“基因”一词，是由“gene”音译而来的。基因就是决定一个生