基因工程(现代生物技术)应用前景与发展

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基因工程技术的应用前景

基因工程技术的应用前景

基因工程技术的应用前景基因工程技术作为一种重要的生物技术工具,已经在各个领域展现出广阔的应用前景。

基因工程技术的出现和发展为人类带来了众多的好处和蓬勃发展的机遇。

通过对生物遗传物质的改造和重组,基因工程技术为人类赋予了解决一系列全球性问题的能力,包括对疾病的治疗、农作物的改良、环境保护等。

首先,基因工程技术在医学领域的应用前景十分广阔。

通过基因工程技术,科学家们可以对人类基因进行精确编辑,将有害基因修复,有效治疗遗传性疾病。

例如,基因治疗已经成功用于治疗一些罕见的遗传疾病,使得患者得到了长期并且有效的康复。

此外,基因工程技术还可以应用于个性化医疗领域,根据个体基因差异制定个体化的治疗方案,提高治疗效果和患者生活质量。

其次,基因工程技术在农业领域的应用前景也十分广泛。

通过基因工程技术,科学家们可以对农作物的基因进行改良,使其具有更好的产量、抗病能力和耐逆性。

这将有助于解决全球食品短缺问题以及农作物受到气候变化和病虫害侵袭的挑战。

例如,转基因玉米已经在很多国家应用于商业种植中,其抗虫能力使其在降低农药使用量的同时,提高了农作物产量。

此外,基因工程技术还可以应用于改良动物品种,提高畜牧业的产量和质量。

此外,基因工程技术在环境保护和生物能源开发方面也具有广阔的应用前景。

通过对微生物基因的改造和重组,科学家们可以开发出高效的生物除污技术,用于处理污水和污染物。

这将有助于改善环境质量以及减少对传统的化学处理方法的依赖。

此外,基因工程技术还可以利用生物发酵制备生物燃料,如生物柴油和生物乙醇,减少对化石燃料的消耗,降低温室气体排放,从而缓解能源危机和气候变化问题。

然而,虽然基因工程技术有许多前景和潜力,但同时也面临一些挑战和争议。

首先,基因工程技术的安全性和风险需要得到充分评估和管理。

因为基因工程技术涉及对生物体内基因的改造,存在着不可预知的风险,如遗传变异和潜在的不可预见的影响。

因此,必须在严格的实验室条件下进行研究和应用,并制定相应的监管政策来确保基因工程技术的安全性。

基因工程在现代分子生物学中的应用

基因工程在现代分子生物学中的应用

基因工程在现代分子生物学中的应用
一、基因工程的定义和概念
基因工程(Genetic Engineering)指通过人工手段对生物体基因序列进
行修饰和调整,以改变其遗传性状的方法和技术。

其目的是通过改变
基因组的编码和表达,从而改变生物的特性和功能。

二、基因工程在现代分子生物学中的应用
1. 基因克隆:基因工程技术可以通过将某些基因从一个生物体中克隆
到另一个生物体中来实现人造基因的转移和重组。

2. 基因突变:通过基因工程技术可以实现有针对性的基因突变,加速
育种和进化过程中的基因筛选。

3. 基因表达调控:通过基因工程技术可以控制基因的转录和翻译,从
而实现基因表达的有序调控。

4. 基因药物研究:基因工程技术可以通过人工合成和改造基因,研发
基因药物来治疗一些遗传性疾病。

5. 基因治疗:基因工程技术可以通过将修复后的基因导入患者体内,
实现人类某些疾病的基因治疗。

三、基因工程应用的前景和风险
基因工程技术的应用范围极广,涉及到医学、农业、环保等多个领域。

例如,基因工程技术可以帮助我们开发抗菌素、抗癌药物等革命性的
医疗技术;在农业上,基因工程可以用于改良作物品种,提高粮食生
产效率等。

同时,基因工程技术也存在风险,例如基因突变可能导致
新的基因组合无法预测的结果,某些基因改变还可能对环境产生一定
的影响。

因此,在使用基因工程技术时,必须实现安全性、道德性和可持续性的平衡,以最大程度地发挥其作用。

基因工程在人类健康中的应用前景展望

基因工程在人类健康中的应用前景展望

基因工程在人类健康中的应用前景展望综述:随着科学技术的不断发展,基因工程作为一项重要的生物技术,在人类健康中具有广阔的应用前景。

基因工程技术对人类疾病的预防、诊断和治疗具有重要意义,可以为人们提供更有效的治疗方法,改善人类健康水平。

本文将就基因工程在人类健康方面的应用前景进行展望。

一、基因工程在疾病预防中的应用前景1. 遗传病筛查和婴儿基因检测基因工程技术可以通过对胎儿基因进行筛查和婴儿基因检测,提前预知可能患有的遗传病风险,从而进行针对性的干预和治疗,避免疾病的发生或减轻其影响。

通过基因工程技术,我们可以更好地保护新生儿的健康。

2. 精准医学与个性化治疗基因工程技术为医学提供了精准治疗的方法。

通过研究个体基因组信息,可以根据个体的特异性确定适合的治疗方案。

在个体化治疗中,基因工程技术可用于设计和开发针对特定基因突变的靶向疗法、免疫疗法和基因修复治疗,提供更精确和有效的治疗手段。

3. 预防性基因治疗预防性基因治疗是指在人体暴露于致病因素前,通过基因工程技术对人体进行基因修改,增强人体免疫系统的防御能力,从而预防疾病的发生。

这种治疗方法可以有效避免疾病的发展和传播,将有望在未来预防性医学领域发挥巨大作用。

二、基因工程在疾病诊断中的应用前景1. 基因检测技术的发展基因工程技术的快速发展使得基因检测技术更加高效、准确。

随着高通量测序技术的推广应用,人们可以更精确地诊断潜在的遗传性疾病、癌症等,并提供个体化的治疗方案。

2. 早期癌症检测基因工程技术可以通过对人体DNA和RNA的序列和表达进行深入研究,为早期癌症的诊断和筛查提供新的方法。

基因工程技术可以帮助人们找到癌症的早期标志物,并针对性地监测和诊断癌症,使得早期癌症的治疗更为及时和有效。

三、基因工程在疾病治疗中的应用前景1. 基因修复和基因治疗基因工程技术可以通过基因修复、基因替换和基因编辑等手段,纠正患者体内的基因缺陷和异常。

例如,基因工程技术已被成功应用于治疗遗传性疾病、癌症、心血管疾病和免疫性疾病等,取得了显著的治疗效果。

基因工程的研究现状和应用前景

基因工程的研究现状和应用前景

基因工程的研究现状和应用前景当我们提到基因工程,常常会想到科幻电影中的高科技设备,或是实验室里令人生疑的无数管道和装置。

实际上,基因工程早已不再是虚构的话题,而是在现实生活中得到了广泛的研究与应用。

本文将梳理基因工程的研究现状和应用前景,为读者提供更为深入的了解。

一、基因工程概述基因工程,顾名思义,是指对基因的工程化处理。

具体而言,是在基因层面上对DNA分子进行操作,以改变其中的基因序列和表达。

这种工程化的操作主要包括基因克隆、基因组编辑、基因修饰等。

基因工程的技术突破与发展,深刻影响着人类的多个领域。

在医学上,基因工程被广泛应用于疾病治疗和预防、基因检测等方面。

在农业领域,基因工程技术则被应用于粮食作物、果蔬等的改良,以提高其抗病性、生长速度、产量等。

再比如,基因工程技术也在环境保护、生命科学基础研究等领域中体现了其重要性。

二、基因工程研究现状1、基因克隆基因克隆是指将一个生物体中的特定基因在体外扩增、纯化和转移至另一个生物体中的过程。

该技术的开发为基因工程的其他技术打下了坚实的基础。

目前,经过几十年的发展,人类已经能够在基因中精确定位、截取和剪切目标DNA序列,并已经建立了基因克隆体系。

2020年,新冠疫情的发生使得基因克隆技术得到了空前的发展,人们利用CRISPR/Cas等相关生物技术实现了新冠病毒抗体探测试剂盒的快速制备,以及对于疫苗开发的提升。

2、基因组编辑基因组编辑是指采用CRISPR-Cas等技术,通过人为介入修剪基因组中的特定片段,来精确修改和改善目标物种的性状和特征。

2018年,中国研究人员宣布成功利用基因组编辑技术,制造了世界上第一批有基因改良的婴儿。

这一里程碑式事件震动了全球,唤起了人们对于基因工程技术的深刻思考。

3、基因修饰基因修饰是指通过转化和修改基因表达和功能,调节生物体的生长发育、代谢流程、免疫功能等生理和生化过程。

当前,人们通过基因修饰技术,已经实现了对癌症、脑神经等疾病的精确诊断和治疗,使得医学技术更加精准、快速和安全。

生物基因工程技术的发展及应用前景

生物基因工程技术的发展及应用前景

生物基因工程技术的发展及应用前景随着科技的迅猛发展,生物基因工程技术也越来越受到人们的关注。

生物基因工程技术是指利用生物学、化学、物理学等知识,对生物体的基因进行操作和改变,从而达到改变其遗传性状的目的。

这种技术已经不仅仅停留在实验室中,而是开始应用于工业、医学、环保等领域,取得了一定的成就。

一、生物基因工程技术的发展1. 历史概述生物基因工程技术起源于 1972 年,当时美国的一位科学家 Stanley Cohen 和Herbert Boyer 合作成功构建了第一份重组 DNA。

从此之后,基因工程的技术不断得到提升和发展,形成了现在的生物基因工程技术。

2. 技术体系生物基因工程技术主要包含以下方面的技术:(1)基因克隆技术这是建立生物基因工程技术的基础,其核心是将目标 DNA 片段克隆到载体DNA 上,构建出重组 DNA 分子。

(2)基因转导技术基因转导技术用于将构建好的重组 DNA 分子导入到宿主细胞中,使其成为可表达特定基因的转基因生物。

(3)基因编辑技术现代基因编辑技术比前人所用的限制性酶、连锁酶和聚合酶等方法更为精准,更快速地进行 DNA 片段定位和切割。

经常被应用于基因疾病的治疗和转基因作物的产生。

二、生物基因工程技术的应用前景1. 农业领域生物基因工程技术可以使植物在短时间内快速成长,同时防治病虫害、提高植物抗逆能力、增加作物产量和改进品质等,从而满足人类粮食需求。

目前世界上已经有不少转基因作物上市,例如转基因大豆、转基因玉米等。

2. 医学领域生物基因工程技术可以用于生产基因药物,该类药物通过人体自我机制产生神经上的调整,对药物的疗效更加稳定。

例如,单抗药物治疗晚期乳腺癌等疾病,已取得了良好的效果。

3. 环保领域生物基因工程技术可以利用微生物生产丰富的有机化合物来代替合成环境药物、处理污染物、生成生物燃料等。

例如,利用基因工程合成菌株可将淀粉制品转化为生物燃料,具有未来潜力大的发展前景。

基因工程的发展现状和应用前景

基因工程的发展现状和应用前景

基因工程的发展现状和应用前景基因工程是生物技术领域中的重要分支,通过对生物体基因的修改和调控,可以产生具有特定功能和性状的生物体。

随着科技的不断发展,基因工程正逐渐成为改变人类生活的重要力量。

下面将从基因工程的发展现状和应用前景两个方面进行介绍。

基因工程的发展现状。

随着基因测序技术的快速发展,人类对基因的认识越来越深入。

现在已经能够准确地读取和解析生物体的基因序列,从而揭示出基因在生物体发育、生长和功能表达中的重要作用。

同时,基因编辑技术的突破也为基因工程的发展提供了强大的工具。

CRISPR-Cas9技术的出现,使得基因编辑变得更加简单、快捷和精确。

这些技术的进步不仅推动了基因工程的发展,也为科学家们探索基因的奥秘提供了强大的支持。

基因工程的应用前景。

基因工程在医学领域具有巨大潜力。

通过基因编辑技术,科学家们可以修复人类遗传疾病的基因突变,为患者提供更有效的治疗方法。

例如,基因工程可以用于治疗血液病、遗传性疾病等,为患者带来新的希望。

此外,基因工程还可以应用于生物农业领域。

通过基因编辑技术,科学家们可以改良作物的抗病性、耐旱性和产量,提高农作物的质量和产量,从而解决全球粮食安全问题。

此外,基因工程还可以用于环境保护和资源利用方面,例如通过基因编辑改良微生物来处理污水和废弃物,提高能源利用效率等。

基因工程作为生物技术领域的重要分支,具有广阔的发展前景。

随着科技的不断进步,基因工程将在医学、农业和环境保护等领域发挥越来越重要的作用。

然而,基因工程的发展也面临着伦理和安全等问题,需要科学家们和社会各界共同努力,制定相应的规范和政策,确保基因工程的应用能够真正造福人类,并避免潜在的风险和问题。

相信在未来,基因工程将为人类带来更多的福祉。

基因工程的科学原理和应用前景

基因工程的科学原理和应用前景

基因工程的科学原理和应用前景基因工程作为一种前沿的生物技术,可对遗传物质进行操作和改变,从而创造新型生物或治疗基因相关疾病。

本文主要介绍基因工程的科学原理和应用前景。

一、基因工程的科学原理基因是生命体遗传信息的载体,它控制着生命体的生长、发育和代谢等过程。

基因工程通过改变基因的结构和功能,进而影响生物体的性状和特性。

目前,基因工程主要分为以下几个方面:1. 基因克隆基因克隆是指通过DNA重组技术,将人工合成的或者自然存在的序列DNA片段,插入到载体DNA上,获得大量的同一DNA 片段。

这种方法主要用于分离纯化基因、检测基因、制备蛋白质等方面。

2. 基因转移基因转移是指将一种生物中的有用基因转移到另一种生物体内,使这种生物也能够具有这种有用特性。

通过基因转移,可以使人和动物克服疾病、改善品质等。

3. 基因修饰基因修饰是指将有用的基因加入目标生物体内,并对其进行适当的修饰,以增强目标特性,比如抗病、改良品质等。

二、基因工程的应用前景1. 治疗遗传性疾病基因工程可以对一些遗传性疾病进行根本性的治疗,比如修复破坏的基因、替代缺失的基因、修复蛋白质功能等。

例如,通过基因编辑技术,可以治疗先天性免疫缺陷病、囊性纤维化、血友病等。

2. 生物制药基因工程可以大规模表达和生产一些生物性药品,如人胰岛素、生长激素、干扰素等。

这些生物制品比化学合成的药物更符合人体生理,更安全有效。

3. 新型农业基因工程可以开发具有抗病、耐旱、抗虫、产量高等优良特性的植物和动物品种,从而提高农作物和畜牧业的产量、降低损失、改善品质。

4. 环境保护基因工程可以开发出一些治理环境问题的新型生物技术,比如污水处理、土地修复、有害生物控制等方面。

总的来说,基因工程的发展前景非常广阔。

但同时也应该注意到,基因工程所涉及的伦理、法律等问题需要严格的规范和监管。

只有在科研人员、政府和公众的共同努力下,才能充分发挥基因工程的优势,促进人类社会的健康和可持续发展。

基因工程与生物技术的发展和应用

基因工程与生物技术的发展和应用

基因工程与生物技术的发展和应用随着现代生物技术的发展,基因工程技术成为了一种崭新的方法,改变了生物学的面貌。

基因工程就是人为地将基因进行改造与组合,以达到人们所需要的目的。

通过对基因的改造,可以使生物具有抵抗病毒、累积肥料、抗旱等功效。

利用基因工程技术,研制出了许多农业、医学、生命科学领域的新产品,也有些产品已经得到了广泛的应用。

一、生物技术在医学领域的应用医学领域是基因工程技术成功应用的领域之一,目前已经被广泛应用。

生物技术在医学上的应用范围非常广泛,它涉及到疾病的预防、诊断、治疗和病因研究等方面。

例如,人生长激素(HGH)是一种在儿童发育期经常用来促进生长的蛋白质,而使用基因工程技术大量生产人生长激素后,药物变得易于获得,疗效显著。

另外,基因工程技术在纳米技术领域中也有广泛的应用,许多纳米粒子的发现将遗传治疗的效率提高至50倍,开启了一个新的蛋白质生产的时代,为研究人类遗传性疾病奠定了基础。

二、生物技术在农业领域的应用生物技术在农业领域的应用逐渐得到普及。

农业上的生物技术应用主要是基因改造和转化(Transgenic Technology),通过这个方法培育出了大量的转基因农作物,如转基因玉米、转基因大豆和转基因棉花,这些转基因作物具有更强的抗病、耐旱、抗虫、保鲜等性质。

除此之外,生物技术也可以用来提高牲畜的营养,农业生产的效率大幅提高。

例如,科学家又通过基因改造技术,让牛在产奶时含有更多的脂肪和蛋白质,这种奶可以提高儿童的营养摄入,因此被称为超级奶。

三、生物技术的优点和不足尽管生物技术是一个炙手可热的领域,但它的应用也面临着许多挑战。

生物技术的优点在于,它可以促进人类医学、农业和环保等领域的发展,大幅提高人类生活品质;而缺点则在于,有时基因冲突可能会引起一些不良情况,如危险的食品、自然资源的耗竭、基因污染等。

此外,生物技术还可能引发某些伦理问题,例如基因改造了人的性格,引起人类社会的赞成和反对,因此,在应用中需要适当控制技术的发展和应用。

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基因工程的发展现状及前景摘要:从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术,经过30多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心容。

许多科学家预言,生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一近年来随着生物工程技术的发展,许多基因工程抗体陆续问世。

基因工程研究和应用围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。

关键字:基因工程;基因工程抗体;前景;现状;发展一、基因工程介绍1、基本定义生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构,从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体,这是人类在生物研究方面的一次重大突破。

60年代以后,科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码,简单地说,就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。

在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上,进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。

美国从1991年起,准备用15年时间完成人体基因组测序计划。

[5]基因工程(Genetic engineering)原称遗传工程。

从狭义上讲,基因工程是指将一种或多种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体),使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。

因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素,其中相对于受体而言,来自供体的基因属于外源基因。

除了少数RNA病毒外,几乎所有生物的基因都存在于DNA结构中,而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子,因此基因工程亦称为重组DNA技术(DNA recombination)。

另外,DNA重组分子大都需在受体细胞中复制扩增,故还可将基因工程表征为分子克隆或基因的无性繁殖(Molecular cloning)。

广义的基因工程定义为DNA重组技术的产业化设计与应用,包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术指的是外源基因重组、克隆和表达的设计与构建(即狭义的基因工程);而下游技术则涉及到含有重组外源基因的生物细胞(基因工程菌或细胞)的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化过程。

因此,广义的基因工程概念更倾向于工程学的畴。

值得注意的是,广义的基因工程是一个高度统一的整体。

上游DNA重组的设计必须以简化下游操作工艺和装备为指导思想,而下游过程则是上游基因重组蓝图的体现与保证,这是基因工程产业化的基本原则。

[1]二、基因工程发展1、基因工程在农业生产基因工程在农牧业生产上的应用主要是培育高产、优质或具有特殊用途的动植物新品种。

近几年来,利用基因工程方法培养的转基因动植物在农业和畜牧业生产上取得了一系列的突破,尤其是在农业生产上推出了一批创新品种,显示出了巨大的发展潜力。

基因工程在农业方面的应用主要表现在两个方面。

首先,是通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。

例如,用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。

1981年,科学家将菜豆储存蛋白的基因转移到向日葵中,培育出了“向日葵豆”植株。

如果以此作为技术基础,把大豆蛋白的基因转移到水稻、小麦等粮食作物中,就可以提高这些作物的蛋白质含量,改善它们的品质。

其次,是用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作物新品种。

自然界中细菌的种类是非常多的,在细菌身上几乎可以找到植物所需要的各种抗性,如抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等。

如果将这些抗性基因转移到作物体,将从根本上改变作物的特性。

1982年科学家把细菌中的抗卡那霉素基因转移到烟草、向日葵和胡萝卜等作物中,一举获得成功。

此后短短的几年中,科学家又培育出了数十种具有抗病毒、抗虫、抗除草剂的作物新品种。

如抗虫的烟草、番茄、马铃薯、玉米、大豆、油菜、棉等作物,抗黄瓜花叶病毒、苜蓿花叶病毒的作物,以及抗除草剂的植物等。

1993年,中国农业科学院的科学家成功地将云金芽孢杆菌中的抗虫基因转入棉植株,培育成了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。

[6]基因工程在畜牧养殖业上的应用也具有广阔的前景,科学家将某些特定基因与病毒DNA构成重组DNA,然后通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。

由这种受精卵发育成的动物可以获得人们所需要的各种优良品质,如具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等。

1982年,美国科学家将人的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”。

人们还用同样的方法,陆续获得自然界中从来就不曾有过的“超级绵羊”和“超级鱼”等动物。

科学家进行上述试验的目的,不仅在于培育出体型巨大品质优良的动物,更重要的是利用某些特定的外源基因在哺乳动物体的表达,从这些动物的乳腺细胞中获得人类所需要的各类物质,如激素、抗体及酶类等。

基因工程还可以为人类开辟新的食物来源。

据报道,科学家用鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。

这表明,有朝一日,人们将能够用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。

不久的将来,人们还可以用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。

(1)转基因技术转基因技术就是按照人们预先设计的生物蓝图,把所需要的基因从一种生物的细胞提取出来,在体外进行“外科手术”,然后把所需要的基因导入另一种生物的细胞中,从而有目的地改造生物的遗传特性,创造出符合人类需要的新品种。

转基因技术能培养出多种快速生长的转基因鱼、转基因羊、产奶量高的转基因牛等,还能培育出抗旱、抗涝、抗盐碱、抗枯萎病和抗除草剂的转基因作物,还培育出抗虫作物,科学家将杀虫基因转入植物体后,植物体就能合成霉素蛋白,产生这种霉素蛋白基因的作物有烟草、马铃薯、番茄、棉花和水稻等,其中效益最大的是抗虫棉。

[7](2)基因克隆技术“多莉的诞生”意味着人类可以利用动物的一个组织细胞,像翻录磁带或复印文件一样,大量生产出相同的生命体。

利用它可以拯救濒临灭迹的物种,或是复制一些优良品种等等。

然而在进一步细想克隆,却也着实让人深虑。

首先,若是无节制地“复制”某种物种,就会打破自然界的生态平衡,破坏优胜劣汰的自然法则,给自然界带来了混乱。

其次,从理论上说“克隆”哺乳动物的成功,即为“克隆”人类准备了前提条件,再经过技术的不断改善,毫无疑问,不久以后就能“克隆”出人。

对此大学生命科学院院长、省生物工程学会副理事长黄纯农教授认为,不必过分担心。

他说,当前“克隆”技术还有完善的过程,暂时达不到大量“复制”人的地步。

再者各地已相继制定了法令,为“克隆”人进行限制。

当然,“克隆”技术的产生,归根到底是利大于弊,它将被广泛应用于人类,前景灿烂,方兴未艾。

科学的进步和人的观念的变化,是无法阻止的。

(3)应用基因技术的优点从前面可以看出,基因技术的突破,是科学家得以用传统育种专家难以想象的方式改良动植物品种,其优点是显而易见的。

第一,可降低生产成本。

一个品种的基因加入另一种基因,会使该品种特性发生变化,具备原品种所不具备的因子,从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力。

由此可减少植物农药和除草剂的用量,降低种植成本。

并且动物死亡率明显降低,从而提高养殖业的经济效益。

第二,可提高动植物产量。

一种动植物的基因改良后,更容易适应环境,能更有效抵御各种灾害的袭击,并使产量更高。

第三,转基因技术可以使开发动植物的时间大为缩短。

利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育出一个新的品种,而基因工程技术培育出一种全新的动植物品种,时间可缩短一半。

因此,有专家认为,不出多少年,转基因技术将改变世界。

第四,转基因技术还可根据人们的需要,赋予农作物新的特性。

例如可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物在旱地或盐碱地上生长,或者生产出营养更为丰富的食品。

2、基因工程在医学上的发展(1)基因工程制药生产基因工程药品在药品生产中,有些药品是直接从生物体的组织、细胞或血液中提取的。

由于受原料来源的限制,价格十分昂贵。

用基因工程方法制造的“工程菌,可以高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。

如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等。

基因工程药品是制药工业上的重大突破。

胰岛素是治疗糖尿病的特效药。

一般临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取,每100 kg胰腺只能提取4~5 g胰岛素。

用这种方法生产的胰岛素产量低,价格昂贵,远远不能满足社会的需要。

1979年,科学家将动物体能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组,并且在大肠杆菌表达获得成功。

这样,用2 000 L大肠杆菌培养液就可以提取100 g胰岛素,相当于从2 t猪胰腺中提取的量。

1982年,美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素开始投入市场,其售价比用传统方法生产的胰岛素的售价降低了30%~50%。

干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。

由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染,因此,它是一种抗病毒的特效药。

此外,干扰素对治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病也有一定疗效。

传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞提取的,每300 L 血液只能提取出1 mg干扰素。

1980~1982年,科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞获得了干扰素,从每1 kg细菌培养物中可以得到20~40 mg干扰素。

从1987年开始,用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产,并且大量投放市场。

目前,用基因工程方法生产的药物已经有六十余种,除胰岛素、干扰素外,还有白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品,以及预防乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、虐疾等疾病的各类疫苗。

其中一部分药品已经商品化,还有一部分处于临床试验阶段。

我国的第一个生物工业园区──生物技术工业园区已经正式兴建。

1997年,我国自己生产的白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗、人生长激素等几种基因工程药物也已经投产。

[10]用于基因诊断与基因治疗基因工程技术还可以直接用于基因的诊断和治疗。

基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,达到检测疾病的目的。

例如,肝炎病毒引起的传染病易于传播,给诊断和治疗都带来了很多困难,利用DNA 探针可以迅速地检出肝炎患者的病毒,为肝炎的诊断提供了一种快速简便的方法。

目前用基因诊断方法已经能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等许多种病毒。

基因诊断技术在诊断遗传性疾病方面发展得尤为迅速。

目前人们已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。

例如,用β-珠蛋白的DNA探针可以检测出镰刀状细胞贫血症,用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出苯丙酮尿症。

此外,基因诊断技术在肿瘤诊断中的应用也取得了重要成果,例如,用白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针,可以用来检测白血病。

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