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基因工程技術論文

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基因工程技術論文

  目前,基因工程已經(jīng)被廣泛應用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥及環(huán)保等領域。下面是學習啦小編整理了基因工程技術論文,有興趣的親可以來閱讀一下!

  基因工程技術論文篇一

  基因工程技術的應用

  摘要:20世紀70年代,人類建立了DNA重組技術,基因工程從此得到迅速發(fā)展。目前,基因工程已經(jīng)被廣泛應用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥及環(huán)保等領域。本文簡單介紹基因工程在這些領域的發(fā)展與應用。

  關鍵詞:基因工程 DNA重組應用 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。20世紀70年代發(fā)展起來的DNA重組技術,促進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的重組技術在體外對基因進行改造和重組,最后將重組后的基因?qū)胧荏w細胞內(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用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥及環(huán)保等領域。

  1.基因工程在農(nóng)業(yè)上的應用

  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。但是,傳統(tǒng)育種方法只能近緣雜交,不能遠緣雜交,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)。基因工程克服了傳統(tǒng)方法不能遠緣雜交的問題,在育種方面貢獻巨大。人類可以通過植物基因工程技術,培育出符合人們需要的、具有更高價值的作物[1-2]。

  基因工程在農(nóng)業(yè)上的應用可謂碩果累累,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,并將其導入作物中并表達,使其具有抗逆性。荷蘭和以色列兩國的科學家從草莓細胞線粒體中提取一種酶基因,將其導入擬南芥菜中,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,從而達到殺蟲的目的。西紅柿很容易腐爛,運輸和儲藏很不方便,因此都是在西紅柿未完全成熟時就摘取下來,在運輸過程中再催熟,降低了西紅柿的口感。而利用基因工程技術培育出來的西紅柿不易腐爛,便于貯藏和運輸,允許西紅柿完全成熟后再摘取,銷售時仍能擁有良好的口感。

  2.基因工程在畜牧業(yè)上的應用

  隨著基因工程技術的發(fā)展,人們不斷培育出生長速度更快、體型更大、產(chǎn)量更高、更具觀賞性以及抗疾病能力更強的家畜家禽品種[3]。1982年科學家利用基因工程技術將大白鼠的生長激素基因?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,科學家又將牛的生長激素基因?qū)胄“资蟮氖芫褍?nèi),得到了體型超大的“超級小白鼠”。此后,人類不斷培養(yǎng)出轉(zhuǎn)基因豬、魚、牛、羊、兔等等?;蚬こ虨樾竽翗I(yè)的發(fā)展做出重要的貢獻。(1)通過基因工程,人類可以對家畜家禽的性別進行預選。這對于產(chǎn)奶和產(chǎn)蛋的家畜家禽來說非常重要,因為這些只由雌性動物來完成。(2)通過基因工程,人類可以改良動物的品質(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,用高產(chǎn)奶的優(yōu)質(zhì)奶牛的細胞,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)濟效益。(3)通過基因工程,人類可以培養(yǎng)出抗病能力強的動物品種。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)濟損失。(4)通過轉(zhuǎn)基因工程,可以培育出更具觀賞性的動物。例如像老鼠一樣大的兔子,像貓一樣大的迷你型小馬。同時,有些昆蟲在夜里能發(fā)出迷人的熒光,通過基因工程技術,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.基因工程技術在醫(yī)藥領域的應用

  基因工程在制藥領域擁有獨一無二的優(yōu)勢。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,因此其價格極高。通過基因工程細菌發(fā)酵法生產(chǎn)胰島素[4],具有經(jīng)濟、簡單和易操作等優(yōu)點。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。通過基因工程細菌發(fā)酵法可大批量生產(chǎn)胰島素,大幅度降低其價格。干擾素在治療病毒感染方面可謂是“萬能靈藥”,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。我國利用基因工程技術生產(chǎn)出干擾素α-2b,其具有抗病毒、抑制腫瘤細胞增生提高人體免疫功能的作用,被公認為腫瘤生物治療的首選藥物。

  此外,基因工程還可應用于疫苗的研發(fā)和生產(chǎn)。其原理是利用基因工程技術分離出病原中的保護性抗原基因,將其導入原核或真核系統(tǒng)中并表達,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)保上的應用:

  隨著工業(yè)的發(fā)展,地球的自清潔能力已經(jīng)遠遠跟不上人類排放污染物的速度。近年來,人類對自身生存環(huán)境越來越重視,環(huán)境保護不斷被提起。但是,迫于人口以及經(jīng)濟發(fā)展的壓力,人類還是有意或無意地污染地球環(huán)境。墨西哥石油泄露事件以及我國的渤海石油泄露事件對環(huán)境造成嚴重的影響。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,因為普通的細菌只能降解石油中的某種烴類。而基因工程培育的“超級細菌”則可以分解石油中的大部分烴類。通過將這些“超級細菌”種植在沙灘上,就能達到有效降解石油的目的。同時,基因工程培育的部分“超級細菌”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。但是,人們要清醒地認識到,基因工程是一把“雙刃劍”,用得好可以造福人類,用不好則會傷害人類,甚至造成災難性后果。同時,基因工程技術的安全性還沒有完全得到證實,基因工程技術的推廣面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。

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