基因技術(shù)論文(2)
基因技術(shù)論文
基因技術(shù)論文篇二
基因工程技術(shù)的應(yīng)用
摘要：20世紀(jì)70年代，人類建立了DNA重組技術(shù)，基因工程從此得到迅速發(fā)展。目前，基因工程已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥及環(huán)保等領(lǐng)域。本文簡(jiǎn)單介紹基因工程在這些領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：基因工程 DNA重組應(yīng)用 發(fā)展現(xiàn)狀
沃森(Waston)和克里克(Crick)在1953年提出DAN的雙螺旋模型，奠定了基因工程的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的DNA重組技術(shù)，促進(jìn)了基因工程的迅速發(fā)展。通過基因工程，人類可以按照自己的意愿，利用DNA的重組技術(shù)在體外對(duì)基因進(jìn)行改造和重組，最后將重組后的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)，從而按照人類的意愿改造生物的遺傳信息。基因工程目前已被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥及環(huán)保等領(lǐng)域。
1.基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
傳統(tǒng)育種主要是通過有性雜交產(chǎn)生變異，可通過選擇固定優(yōu)良變異，在提高作物產(chǎn)量、提高作物的抗逆性等方面做出重要貢獻(xiàn)。但是，傳統(tǒng)育種方法只能近緣雜交，不能遠(yuǎn)緣雜交，因此可利用的資源越來越少，傳統(tǒng)育種面臨著越來越大的挑戰(zhàn)?；蚬こ炭朔藗鹘y(tǒng)方法不能遠(yuǎn)緣雜交的問題，在育種方面貢獻(xiàn)巨大。人類可以通過植物基因工程技術(shù)，培育出符合人們需要的、具有更高價(jià)值的作物[1-2]。
基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用可謂碩果累累，基因工程可提高農(nóng)作物的抗逆能力(如抗病、抗蟲、抗干旱、抗除草劑等)、改良農(nóng)作物的品質(zhì)以及可利用植物生產(chǎn)藥物等。提高抗逆性的原理是：從某些生物中分離出具有抗病、殺蟲活性、抗干旱、抗除草劑的基因，并將其導(dǎo)入作物中并表達(dá)，使其具有抗逆性。荷蘭和以色列兩國(guó)的科學(xué)家從草莓細(xì)胞線粒體中提取一種酶基因，將其導(dǎo)入擬南芥菜中，使轉(zhuǎn)基因擬南芥菜產(chǎn)生兩種能吸引害蟲天敵的化合物，從而達(dá)到殺蟲的目的。西紅柿很容易腐爛，運(yùn)輸和儲(chǔ)藏很不方便，因此都是在西紅柿未完全成熟時(shí)就摘取下來，在運(yùn)輸過程中再催熟，降低了西紅柿的口感。而利用基因工程技術(shù)培育出來的西紅柿不易腐爛，便于貯藏和運(yùn)輸，允許西紅柿完全成熟后再摘取，銷售時(shí)仍能擁有良好的口感。
2.基因工程在畜牧業(yè)上的應(yīng)用
隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，人們不斷培育出生長(zhǎng)速度更快、體型更大、產(chǎn)量更高、更具觀賞性以及抗疾病能力更強(qiáng)的家畜家禽品種[3]。1982年科學(xué)家利用基因工程技術(shù)將大白鼠的生長(zhǎng)激素基因?qū)氲叫“资蟮氖芫褍?nèi)，培育出體型比正常白鼠大的“大白鼠”。同樣地，科學(xué)家又將牛的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄“资蟮氖芫褍?nèi)，得到了體型超大的“超級(jí)小白鼠”。此后，人類不斷培養(yǎng)出轉(zhuǎn)基因豬、魚、牛、羊、兔等等。基因工程為畜牧業(yè)的發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。(1)通過基因工程，人類可以對(duì)家畜家禽的性別進(jìn)行預(yù)選。這對(duì)于產(chǎn)奶和產(chǎn)蛋的家畜家禽來說非常重要，因?yàn)檫@些只由雌性動(dòng)物來完成。(2)通過基因工程，人類可以改良動(dòng)物的品質(zhì)。例如轉(zhuǎn)基因羊的凈毛平均產(chǎn)量要比一般的綿羊高出62%，而通過基因工程技術(shù)，用高產(chǎn)奶的優(yōu)質(zhì)奶牛的細(xì)胞，可以培育出大量高產(chǎn)奶的奶牛，大幅度提高畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。(3)通過基因工程，人類可以培養(yǎng)出抗病能力強(qiáng)的動(dòng)物品種。在家畜家禽的飼養(yǎng)過程，常遇到“瘟疫”，出現(xiàn)家畜家禽大面積死亡，給畜牧業(yè)帶來重大損失。通過向家畜家禽移植抗病毒基因，可顯著提高它們的抗病能力，避免經(jīng)濟(jì)損失。(4)通過轉(zhuǎn)基因工程，可以培育出更具觀賞性的動(dòng)物。例如像老鼠一樣大的兔子，像貓一樣大的迷你型小馬。同時(shí)，有些昆蟲在夜里能發(fā)出迷人的熒光，通過基因工程技術(shù)，可以將這些昆蟲的發(fā)光基因?qū)媵~內(nèi)，從而培育出極具觀賞性的“熒光魚”。
3.基因工程技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
基因工程在制藥領(lǐng)域擁有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。例如，胰島素是治療糖尿病的特效藥，在基因工程胰島素之前，它只能從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，而100 kg的胰腺只能提取4-5克的胰島素，因此其價(jià)格極高。通過基因工程細(xì)菌發(fā)酵法生產(chǎn)胰島素[4]，具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單和易操作等優(yōu)點(diǎn)。將事先重組好的胰島素基因植入大腸桿菌，每2000 L大腸桿菌培養(yǎng)液中就能生產(chǎn)出100 g的胰島素。通過基因工程細(xì)菌發(fā)酵法可大批量生產(chǎn)胰島素，大幅度降低其價(jià)格。干擾素在治療病毒感染方面可謂是“萬(wàn)能靈藥”，以往都是從人的血液中提取，300000 L血液才能提取1克的干擾素，因此極其昂貴。我國(guó)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)出干擾素α-2b，其具有抗病毒、抑制腫瘤細(xì)胞增生提高人體免疫功能的作用，被公認(rèn)為腫瘤生物治療的首選藥物。
此外，基因工程還可應(yīng)用于疫苗的研發(fā)和生產(chǎn)。其原理是利用基因工程技術(shù)分離出病原中的保護(hù)性抗原基因，將其導(dǎo)入原核或真核系統(tǒng)中并表達(dá)，制成疫苗?；蚬こ桃呙绮煌趥鹘y(tǒng)方法制備的疫苗，由于它只含有致病細(xì)菌或病毒的抗原，因此更安全有效。
4.基因工程在環(huán)保上的應(yīng)用：
隨著工業(yè)的發(fā)展，地球的自清潔能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上人類排放污染物的速度。近年來，人類對(duì)自身生存環(huán)境越來越重視，環(huán)境保護(hù)不斷被提起。但是，迫于人口以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓力，人類還是有意或無(wú)意地污染地球環(huán)境。墨西哥石油泄露事件以及我國(guó)的渤海石油泄露事件對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。原來金黃色的沙灘被黑色的石油所覆蓋，許多海鳥因羽毛被石油粘結(jié)在一起墜落在海水中溺亡。此外，這些泄露的石油還會(huì)覆蓋在海水表面，使許多海洋生物找不到食物而餓死。大自然降解石油的速度非常緩慢，因?yàn)槠胀ǖ募?xì)菌只能降解石油中的某種烴類。而基因工程培育的“超級(jí)細(xì)菌”則可以分解石油中的大部分烴類。通過將這些“超級(jí)細(xì)菌”種植在沙灘上，就能達(dá)到有效降解石油的目的。同時(shí)，基因工程培育的部分“超級(jí)細(xì)菌”還可以吞食并轉(zhuǎn)化高毒性的汞和鎘等生金屬。
5.基因工程是一把“雙刃劍”
綜上所述，基因工程為人類做出重要的貢獻(xiàn)。但是，人們要清醒地認(rèn)識(shí)到，基因工程是一把“雙刃劍”，用得好可以造福人類，用不好則會(huì)傷害人類，甚至造成災(zāi)難性后果。同時(shí)，基因工程技術(shù)的安全性還沒有完全得到證實(shí)，基因工程技術(shù)的推廣面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。
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