基因工程與農(nóng)業(yè)

基因工程與農(nóng)業(yè)高二〈8〉班調(diào)查小組重組DNA技術(shù)是指將一種生物體〔供體〕的基因與載體在體外進(jìn)展拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物體內(nèi)〔受體〕，使之按照人們的志愿穩(wěn)定遺傳并表達(dá)出新產(chǎn)物或新性狀的DNA體外操作程序，也成為分子克隆技術(shù)。

基因工程即指重組DNA技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)與運(yùn)用，包括上游技術(shù)和下游技術(shù)兩部分。上游技術(shù)是指基因重組、克隆和表達(dá)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建〔即重組DNA技術(shù)〕。下游技術(shù)那么涉及到基因工程菌或細(xì)胞的大規(guī)模培育以及基因產(chǎn)物的分別純化過程。

意義：

1、突破物種界限

轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以抑制常規(guī)育種中出現(xiàn)的生殖隔離、不親和性等妨礙，實(shí)現(xiàn)超無(wú)緣育種。

2、突破產(chǎn)業(yè)界限

目前曾經(jīng)勝利地將干擾素、胰島素、多肽抗體、人血清蛋白等基因轉(zhuǎn)移到植物中進(jìn)展消費(fèi)；正在研制經(jīng)過轉(zhuǎn)基因植物消費(fèi)麻疹、瘧疾、乙肝疫苗。

3、突破資源界限

由于人口劇增和天然資源極度耗費(fèi)，人類的生存開展遭到嚴(yán)重要挾，常規(guī)技術(shù)結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以緩解21世紀(jì)資源上的供需矛盾。

一、問題的提出在這個(gè)人口基數(shù)大、人口日益增長(zhǎng)的社會(huì)，食物成為人類面臨的嚴(yán)峻問題之一。農(nóng)業(yè)基因工程是處理問題的有效方法之一。它是近二十年開展起來(lái)的一門新學(xué)科。我們做該課題只是想進(jìn)一步的了解這門學(xué)科，讓這些科普知識(shí)進(jìn)入尋常百姓家。二、研討過程該課題的研討過程是按照研討性學(xué)習(xí)的專門過程來(lái)進(jìn)展的：(1)確定課題(2)組員分工(3)搜集資料分析(4)結(jié)題每一個(gè)過程我們都仔細(xì)完成，只是時(shí)間有些不得當(dāng)三、相關(guān)資料分析“基因工程是經(jīng)過特定的目的基因的定向轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)的。其遺傳變異頻率比自發(fā)突變高出102-104倍，選擇效率高。植物基因工程技術(shù)曾經(jīng)廣泛的運(yùn)用于作物質(zhì)量改良，抗病性、抗蟲性、抗病毒性、抗除草性、雜種優(yōu)勢(shì)的利用等方面。〞以上內(nèi)容摘自李志翔<植物轉(zhuǎn)基因育種概述>這次課題我們找到的資料并不是很多，大部分是專家的論文。雖然資料不多，但涉及很多方面：“美國(guó)轉(zhuǎn)基因工程對(duì)我國(guó)的啟示〞、“基因根本內(nèi)容的概述〞、“我國(guó)基因工程技術(shù)開展和前景〞等。在這些資料中都可以得到對(duì)該技術(shù)的相關(guān)啟示。四、研討后的相關(guān)啟示1、經(jīng)過這次研討活動(dòng)，我們知道中國(guó)除了經(jīng)濟(jì)迅猛開展之外，相關(guān)科學(xué)技術(shù)也在不斷開展2、相關(guān)的基因工程的科普知識(shí)不僅知識(shí)分子明曉，普通人士也應(yīng)該多多少少的知道，讓這些只是平凡化，讓更多的人為它作出奉獻(xiàn)。3、轉(zhuǎn)基因工程有非常大的益處，但假設(shè)不合理的運(yùn)用，也會(huì)帶來(lái)意想不到的害處。所以人們應(yīng)該合理的運(yùn)用。4、這次的研討活動(dòng)不僅讓我們了解到了許多關(guān)于轉(zhuǎn)基因的知識(shí)，也讓我們學(xué)到了團(tuán)結(jié)互助、堅(jiān)持不懈的精神，無(wú)論是在學(xué)習(xí)上還是在生活上。希望這次研討有好的結(jié)果。基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新種類，還可以培育出具有特殊用途的動(dòng)、植物。1.轉(zhuǎn)基因魚生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚〔中國(guó)〕。2.轉(zhuǎn)基因牛乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛〔阿根廷〕。3.轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒4.轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄5.轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯6.不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆7.超級(jí)動(dòng)物導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠8.特殊動(dòng)物導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠基因工程的運(yùn)用基因工程自1973年誕生后，由于基因工程技術(shù)具有可以直接控制基因，將基因從一個(gè)物種轉(zhuǎn)移至另一個(gè)物種，發(fā)明出新的物種或新的種類的顯著特點(diǎn)。也就是說(shuō)，可按照人們的客觀愿望，發(fā)明出自然界中原先并不存在的新的生物類型，使人類從單純地認(rèn)識(shí)生物和利用生物的傳統(tǒng)方式騰躍到隨心所欲改造生物和發(fā)明生物的新時(shí)代。經(jīng)過近30年的開展歷程，獲得了驚人的成果，特別是近10年來(lái)，基因工程的開展更是突飛猛進(jìn)?；蜣D(zhuǎn)移、基因擴(kuò)增多技術(shù)的運(yùn)用，不僅使生命科學(xué)的研討發(fā)生了前所未有的變化，而且在實(shí)踐運(yùn)用領(lǐng)域中，為農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境維護(hù)等方面開辟了寬廣的開展前景。下面對(duì)這些方面作一下簡(jiǎn)要的引見：用于消費(fèi)基因工程藥品例如：干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。由于干擾素幾乎能抵抗一切病毒引起的感染，因此，它是一種抗病毒的特效藥。此外，干擾素對(duì)治療乳腺癌、淋巴癌、骨髓癌等各種癌癥、艾滋病、某些白血病也有一定的療效。早期，芬蘭科學(xué)家卡里·坎特兒博士對(duì)干擾素的提取方法是：從血液中提取白細(xì)胞，用病毒去“侵襲〞白細(xì)胞，白細(xì)胞就可產(chǎn)生干擾素，但產(chǎn)生的量非常少。后來(lái)人們采用從血液中直接提取干擾素，但1L人的血液只可獲得0.5ug干擾素。1980～1982年，美國(guó)科學(xué)家博耶等人用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的消費(fèi)量的12萬(wàn)倍。

1987年開場(chǎng)，用基因工程方法消費(fèi)的干擾素進(jìn)入了工業(yè)化消費(fèi)，并且大量投放市場(chǎng)。

假設(shè)干擾素的純度達(dá)100％，那么每克干擾素的售價(jià)超越1億美圓。這種高額的利潤(rùn)和干擾素有抗病毒的特征，劇烈地吸引著各國(guó)科學(xué)家和企業(yè)界的參與競(jìng)爭(zhēng)。如今消費(fèi)干擾素的量還是有限的，科學(xué)家為了獲得更多的干擾素，另辟蹊徑，大量的目光投向綠色植物，大量的實(shí)驗(yàn)證明，植物也能消費(fèi)干擾素。他們把消費(fèi)干擾素的基因切下來(lái)，植入到煙草細(xì)胞中去，經(jīng)過培育，長(zhǎng)成一株煙草。這株煙草具有與眾不同的特點(diǎn)，竟能合成人體干擾素。其活性與人體內(nèi)的干擾素完全一樣。人們等待著植物消費(fèi)出大量的干擾素，為病人帶來(lái)幸福。②用于基因診斷和基因治療

〔1〕基因診斷基因診斷是遺傳病最準(zhǔn)確的診斷手段，也是一種威力強(qiáng)大的高新技術(shù)?；蛟\斷也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA程度分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)展診斷。用放射性同位素〔如P〕、熒光分子等標(biāo)志的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，到達(dá)檢測(cè)疾病的目的。

〔2〕基因治療基因治療，顧名思義，是指在基因程度上對(duì)人類疾病進(jìn)展治療。詳細(xì)地說(shuō)，它是利用基因轉(zhuǎn)移或基因調(diào)控的手段，將正?；蜣D(zhuǎn)人疾病患者機(jī)體細(xì)胞內(nèi)，取代致病的突變基因，表達(dá)所缺乏的基因產(chǎn)物?；蛘呤墙?jīng)過基因調(diào)控的手段，有目的地抑制異?；虮磉_(dá)或重新開啟已封鎖的基因，到達(dá)治療遺傳病、腫瘤、艾滋病、心血管等疾病的目的。③基因工程運(yùn)用于農(nóng)業(yè)

基因工程在農(nóng)業(yè)方面的運(yùn)用主要表如今兩個(gè)方面：

〔1〕經(jīng)過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良質(zhì)量的農(nóng)作物。

〔2〕用基因工程的方法可培育出具有各種抗逆性的作物新種類。如今已培育出一批分別具有抗病、抗蟲、抗除草劑、抗鹽堿、抗病毒、抗干旱等性狀的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。

④基因工程運(yùn)用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)

基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的運(yùn)用也具有寬廣的前景，科學(xué)家將某種特定基因與病毒DNA構(gòu)成重組DNA，然后，經(jīng)過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中，并由這種受精卵發(fā)育成新個(gè)體，這就是我們?cè)谇懊嫣岬降霓D(zhuǎn)基因動(dòng)物。經(jīng)過轉(zhuǎn)基因動(dòng)物人們可以獲得所需求的各種優(yōu)良質(zhì)量。

1982年，美國(guó)科學(xué)家將人的生長(zhǎng)基因和牛的生長(zhǎng)素基因分別注射到小白鼠的受精卵中，借腹懷股后，產(chǎn)下的小白鼠比普通的大一倍，出現(xiàn)了前所未有的“超級(jí)鼠〞，這是世界上第一只轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。人們還用同樣的方法，陸續(xù)獲得自然界中從來(lái)就不曾有過的“超級(jí)綿羊〞和“超級(jí)魚〞等動(dòng)物。例如：轉(zhuǎn)基因綿羊，比普通綿羊生長(zhǎng)快30％，體型大0.5倍；又如，澳大利亞科學(xué)家培育的轉(zhuǎn)豬生長(zhǎng)激素基因的轉(zhuǎn)基因豬，4個(gè)月后可達(dá)90kg，生長(zhǎng)速度比普通家豬提高100％。

⑤基因工程運(yùn)用于環(huán)保

基因工程運(yùn)用于環(huán)保，一方面基因工程方法可用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。據(jù)報(bào)道，用DNA探針可以檢測(cè)飲用水病毒的含量。詳細(xì)方法：用一個(gè)特定的DNA片段制成探針，與被測(cè)的病毒DNA雜交，從而把病毒檢測(cè)出來(lái)。與傳統(tǒng)方法相比具有快速、靈敏的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)一次，需幾天或幾個(gè)星期的時(shí)間，準(zhǔn)確度不高，而用DNA探針只需一天。據(jù)報(bào)道，能從1t水中檢測(cè)出10個(gè)病毒來(lái)，準(zhǔn)確度大大提高。

基因工程還可用于凈化環(huán)境。隨著石油工業(yè)的迅速開展，石油這種含有多種烴類的物質(zhì)對(duì)環(huán)境呵斥很大的污染。自然界中，假單相桿菌的細(xì)菌可以分解石油，但是，每一種假單抱桿菌只能分解石油中的某一種成分。1975年，科學(xué)家用基因工程的方法，把能分解三種焊類的基因都轉(zhuǎn)到能分解另一種烴類的假單抱桿菌內(nèi)，發(fā)明出了能同時(shí)分解四種烴類的“超級(jí)細(xì)菌〞。基因工程大事記

1860至1870年奧地利學(xué)者孟德爾根據(jù)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出遺傳因子概念，并總結(jié)出孟德爾遺傳定律。

1909年丹麥植物學(xué)家和遺傳學(xué)家約翰遜初次提出“基因〞這一名詞，用以表達(dá)孟德爾的遺傳因子概念。

1944年3位美國(guó)科學(xué)家分別出細(xì)菌的DNA〔脫氧核糖核酸〕，并發(fā)現(xiàn)DNA是攜帶生命遺傳物質(zhì)的分子。

1953年美國(guó)人沃森和英國(guó)人克里克經(jīng)過實(shí)驗(yàn)提出了DNA分子的雙螺旋模型。

1969年科學(xué)家勝利分別出第一個(gè)基因。

1990年10月被譽(yù)為生命科學(xué)“阿波羅登月方案〞的國(guó)際人類基因組方案啟動(dòng)。

1998年一批科學(xué)家在美國(guó)羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司，與國(guó)際人類基因組方案展開競(jìng)爭(zhēng)。

1998年12月一種小線蟲完好基因組序列的測(cè)定任務(wù)宣告完成，這是科學(xué)家第一次繪出多細(xì)胞動(dòng)物的基因組圖譜。

1999年9月中國(guó)獲準(zhǔn)參與人類基因組方案，擔(dān)任測(cè)定人類基因組全部序列的1%。中國(guó)是繼美、英、日、德、法之后第6個(gè)國(guó)際人類基因組方案參與國(guó)，也是參與這一方案的獨(dú)一開展中國(guó)家。

1999年12月1日國(guó)際人類基因組方案結(jié)合研討小組宣布，完好破譯出人體第22對(duì)染色體的遺傳密碼，這是人類初次勝利地完成人體染色體完好基因序列的測(cè)定。

2000年4月6日美國(guó)塞萊拉公司宣布破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完好遺傳密碼，但遭到不少科學(xué)家的質(zhì)疑。

2000年4月底中國(guó)科學(xué)家按照國(guó)際人類基因組方案的部署，完成了1%人類基因組的任務(wù)框架圖。

2000年5月8日德、日等國(guó)科學(xué)家宣布，已根本完成了人體第21對(duì)染色體的測(cè)序任務(wù)。

2000年6月26日科學(xué)家公布人類基因組任務(wù)草圖，標(biāo)志著人類在解讀本身“生命之書〞