生命科學(xué)前沿課程論文

《生命科學(xué)前沿》課程論文基因工程技術(shù)班級(jí)：，，，，，，，，，，姓名：，，，，，，，，，學(xué)號(hào)：，，，，，，，，，，，，，，基因工程技術(shù)【摘要】基因工程是一項(xiàng)很精密的尖端生物技術(shù)?？梢园涯骋簧锏幕蜣D(zhuǎn)殖送入另一種細(xì)胞中，甚至可把細(xì)菌、動(dòng)植物的基因互換。當(dāng)某一基因進(jìn)入另一種細(xì)胞，就會(huì)改變這個(gè)細(xì)胞的某種功能?；蚬こ虒?duì)于人類的利弊一直是個(gè)爭(zhēng)議的問(wèn)題，主要是這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)造出原本自然界不存在的重組基因。但它為醫(yī)藥界帶來(lái)新希望，在農(nóng)業(yè)上提高產(chǎn)量改良作物，也可對(duì)環(huán)境污染、能源危機(jī)提供解決之道，甚至可用在犯罪案件的偵查。但它亦引起很大的憂慮與關(guān)切。當(dāng)此科技由嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移至大規(guī)模醫(yī)藥應(yīng)用或商業(yè)生產(chǎn)時(shí)，我們?nèi)绾卧u(píng)估它的安全性？此項(xiàng)技術(shù)是否可能因?yàn)槿藶槭Э?，反而危害人類健康并破壞大自然生態(tài)平衡？【關(guān)鍵詞】

基因工程

醫(yī)療

遺傳疾病

生物技術(shù)

【正文】基因工程技術(shù)的研究意義，和在實(shí)際生產(chǎn)生活中的意義。1，基因工程可用來(lái)篩檢及治療遺傳疾病。遺傳疾病乃是由于父或母帶有錯(cuò)誤的基因?；蚝Y檢法可以快速診斷基因密碼的錯(cuò)誤；基因治療法則是用基因工程技術(shù)來(lái)治療這類疾病。產(chǎn)前基因篩檢可以診斷胎兒是否帶有遺傳疾病，這種篩檢法甚至可以診斷試管內(nèi)受精的胚胎，早至只有兩天大，尚在八個(gè)細(xì)胞階段的試管胚胎。做法是將其中之一個(gè)細(xì)胞取出，抽取DNA，偵測(cè)其基因是否正常，再?zèng)Q定是否把此胚胎植入母親的子宮發(fā)育。胎兒性別同時(shí)也可測(cè)知。但是廣泛的基因篩檢將會(huì)引起一連串的社會(huì)問(wèn)題。如果有人接受基因篩檢，發(fā)現(xiàn)在某個(gè)年齡將因某種病死亡，勢(shì)必將會(huì)極度改變他的人生觀。雖然基因篩檢可幫助醫(yī)生更早期更有效地治療病人，但可能妨礙他的未來(lái)生活就業(yè)。譬如人壽保險(xiǎn)公司將會(huì)要求客戶提供家族健康數(shù)據(jù)，如心臟病、糖尿病、乳癌等，而針對(duì)高危險(xiǎn)群家族成員設(shè)定較高的保費(fèi)。保險(xiǎn)公司可由基因篩檢資料預(yù)知客戶的預(yù)估壽命。這些人可能因而得不到保險(xiǎn)的照顧，也可能使這些人被公司老板提早解聘。2．基因工程配合生殖科技——全人類的震撼基因篩檢并不改變?nèi)说倪z傳組成，但基因治療則會(huì)?？茖W(xué)家正努力改變遺傳病人的錯(cuò)誤基因，把好的基因送入其中以糾正錯(cuò)誤。因?yàn)檫@是在操作生命的基本問(wèn)題，必須格外小心。首先須劃分醫(yī)療及非醫(yī)療的行為。醫(yī)療行為目的在治病，非醫(yī)療者如想提高孩子的身高、智慧等。選擇胎兒性別也是非醫(yī)療行為，不能被接受，但是遇到某些性連遺傳的疾病，選擇胎兒的性別就是可被接受的醫(yī)療行為。另一項(xiàng)須區(qū)分的，就是體細(xì)胞（somaticcell）或生殖細(xì)胞（germ-linecell）的基因操作。體細(xì)胞的基因操作只影響身體的體細(xì)胞，不影響后代。但卵子、精子等生殖細(xì)胞之基因操作，會(huì)直接影響后代，目前基因工程禁止直接用在生殖細(xì)胞上。3．基因治療法——遺傳病人的福音目前醫(yī)學(xué)界正在臨床試驗(yàn)多種遺傳病的基因治療法。最早采用基因治療的是一種先天免疫缺乏癥，又稱氣泡男孩癥（bubble-boydisease），患病嬰幼童因?yàn)橄倜摪罚╝denosinedeaminase）基因有缺陷，骨髓不能制造正常白血球發(fā)揮免疫功能，必須生活在與外界完全隔離的空氣罩內(nèi)。最新的治療法是由病人骨髓分離出白血球的干細(xì)胞，把正常的酵素基因接在經(jīng)過(guò)改造不具毒性的反錄病毒（retrovirus），藉此病毒送入白血球干細(xì)胞，再將干細(xì)胞送回病人體內(nèi)，則病人可產(chǎn)生健康的白血球獲得免疫功能。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)，在美國(guó)的女病童證明很成功。另一種較便捷的治療法亦在實(shí)驗(yàn)中，纖維性囊腫（cysticfibrosis）在英國(guó)平均每?jī)汕酥芯陀幸蝗祟净即税Y。病人無(wú)法制造形成細(xì)胞膜氯離子通道的蛋白。此蛋白分布于分泌性細(xì)胞的胞膜上，控制氯離子的運(yùn)輸，使黏液暢通。病人體內(nèi)因缺乏此蛋白，體內(nèi)濃黏液堆積阻塞肺部通道，甚至發(fā)炎死亡。為了治療此病，目前正在發(fā)展新方法，將正?；蚣尤腱F狀噴劑中，病人可借著吸入噴劑，使基因進(jìn)入肺細(xì)胞產(chǎn)生蛋白，達(dá)到治療目的。4．農(nóng)林漁牧的應(yīng)用——生態(tài)環(huán)保的顧慮目前全世界正重視發(fā)展永續(xù)性農(nóng)業(yè)（sustainableagriculture），希望農(nóng)業(yè)除了具有經(jīng)濟(jì)效益，還要生生不息，不破壞生態(tài)環(huán)境。基因工程正可幫忙解決這類問(wèn)題?；蚬こ炭梢愿牧嫁r(nóng)糧作物的營(yíng)養(yǎng)成分或增強(qiáng)抗病抗蟲(chóng)特性?？梢栽黾有笄蓊惖纳L(zhǎng)速率、牛羊的泌乳量、改良肉質(zhì)及脂肪含量等。英國(guó)愛(ài)丁堡科學(xué)家已經(jīng)可以使綿羊分泌含有人類抗胰蛋白（α-1-antitryspin）的羊奶?？挂鹊鞍卓梢灾委熯z傳性肺氣腫，價(jià)格很昂貴。若以后能由羊奶大量制造，將變得很便宜。但是目前以基因工程開(kāi)發(fā)培育基因轉(zhuǎn)殖綿羊的過(guò)程，仍是很費(fèi)時(shí)費(fèi)錢的?；蜣D(zhuǎn)殖的細(xì)菌用處也很大，如改造細(xì)菌可以消化垃圾廢紙，而這些細(xì)菌又可成為一種蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源?；蜣D(zhuǎn)殖的細(xì)菌可帶有人類基因，以生產(chǎn)醫(yī)療用的胰島素及生長(zhǎng)激素等。其實(shí)基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，在某些方面而言并不稀奇。自古以來(lái)，人們即努力而有計(jì)劃地進(jìn)行育種，譬如一個(gè)新種小麥，乃是經(jīng)過(guò)上千代重復(fù)雜交育成的。目前的小麥含有許多源自野生黑麥的基因。農(nóng)人早在基因工程技術(shù)發(fā)明以前，就知道將基因由一種生物轉(zhuǎn)移至另一生物。傳統(tǒng)的育種也可大量提高產(chǎn)量。但是傳統(tǒng)的育種過(guò)程緩慢，結(jié)果常常難以預(yù)料?；蚬こ炭蛇x擇特定基因送入生物體內(nèi)，大大提高育種效率，更可把基因送入分類上相差很遠(yuǎn)的生物，這是傳統(tǒng)的育種做不到的。不久，在美國(guó)即將有基因工程培育出來(lái)的西紅柿要上市了。這種西紅柿含有反意基因（antisensegene），能使西紅柿成熟時(shí)不會(huì)變軟易爛?；蚬こ桃采a(chǎn)抗病抗蟲(chóng)作物，使作物本身制造出“殺蟲(chóng)劑”。如此農(nóng)夫就不需費(fèi)力噴灑農(nóng)藥，使我們有健康的生活環(huán)境。也可培育出抗旱耐鹽作物以適合生長(zhǎng)在惡劣的環(huán)境下，如此可克服第三世界的糧食短缺問(wèn)題。但是，會(huì)產(chǎn)生“殺蟲(chóng)劑”的作物，也可能對(duì)大環(huán)境有害，它們或許會(huì)殺死不可預(yù)期的益蟲(chóng)，影響昆蟲(chóng)生態(tài)的平衡。在高鹽的沼澤地種植基因工程育成的作物，可能會(huì)干擾了生態(tài)系統(tǒng)。假如熱帶作物改造得可以于溫帶地區(qū)生長(zhǎng)，可能會(huì)嚴(yán)重傷害開(kāi)發(fā)中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)，因?yàn)檗r(nóng)作物水果的輸出是他們的主要收入。最近更逐漸發(fā)現(xiàn)危害作物的害蟲(chóng)，已經(jīng)慢慢地演化，以抵抗基因轉(zhuǎn)殖作物所產(chǎn)生的「殺蟲(chóng)劑」了?；蚬こ膛嘤聂~(yú)，也引起一連串的問(wèn)題。目前已送兩個(gè)基因到鯉魚(yú)中，一是生長(zhǎng)激素，一是抗凍蛋白（antifreezeprotein）。若有人不小心或刻意地把這些魚(yú)放入自然環(huán)境的河、湖中，將會(huì)嚴(yán)重影響自然界的魚(yú)群生態(tài)。5．基因轉(zhuǎn)殖動(dòng)物——愛(ài)護(hù)動(dòng)物人士的關(guān)切基因轉(zhuǎn)殖動(dòng)物對(duì)于生物醫(yī)學(xué)研究，真是一大恩賜?？茖W(xué)家現(xiàn)在可將基因送入實(shí)驗(yàn)室的老鼠，以研究基因的表達(dá)調(diào)控功能。也可以把實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的某個(gè)基因刻意破壞，培育出患有類似人類遺傳疾病的動(dòng)物，以利治療方法的探討。美國(guó)一家公司已經(jīng)培育出一種基因轉(zhuǎn)殖老鼠，它在數(shù)個(gè)月大時(shí)會(huì)長(zhǎng)出癌瘤，此項(xiàng)發(fā)明正在申請(qǐng)專利。但是愛(ài)護(hù)動(dòng)物人士已表示嚴(yán)重關(guān)切，他們認(rèn)為應(yīng)該限制基因工程技術(shù)如此折磨虐待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。二，未來(lái)的發(fā)展應(yīng)用重組DNA技術(shù)培育具有改良性狀的糧食作物的工作已初見(jiàn)成效。這方面的工作按其發(fā)展水平可以分為二個(gè)不同的階段：第一階段，主要集中于有重要農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)意義的目的基因的分離與改造：第二階段的主要目標(biāo)是培育出具有改良的重要經(jīng)濟(jì)性狀的工程植株；第三階段的發(fā)展方向是培育出具有生物反應(yīng)器功能的工程植株。現(xiàn)在已經(jīng)培育成功了一批分別具有抗病、抗蟲(chóng)和抗除草劑性狀的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。例如，應(yīng)用反義RNA技術(shù)培育成功的具有耐貯藏的轉(zhuǎn)基因西紅柿已開(kāi)始在美國(guó)投放市場(chǎng)。利用植物合成微生物甚至哺乳動(dòng)物的一些特殊蛋白質(zhì)，例如干擾素、人血清蛋白等也已有—些成功的報(bào)道。從理論上講，在將來(lái)還有可能通過(guò)轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)更多的藥用蛋白質(zhì)。我們有理由相信，重組DNA技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，是具有光輝的前景的。重組DNA技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是，它注往可以使一個(gè)生物獲得與之固有性狀完全無(wú)關(guān)的新功能，從而引起生物技術(shù)學(xué)發(fā)生革命性的變革，使人們可以在大雖擴(kuò)增的細(xì)胞中生產(chǎn)哺乳動(dòng)物的蛋白質(zhì)，其意義無(wú)疑是相當(dāng)重大的。將控制這些藥物合成的目的基因克隆出來(lái)，轉(zhuǎn)移到大腸桿菌或其它生物體內(nèi)進(jìn)行有效的表達(dá)，于是就可以方便地提取到大量的有用藥物。目前在這個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)取得了許多成功的事例，其中最突出的要數(shù)重組胰島素的生產(chǎn)。重組DNA技術(shù)還有力地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的發(fā)展。它的影響所及有疾病的臨床診斷、遺傳病的基因治療、新型疫苗的研制以及癌癥和艾滋病的研究等諸多科學(xué)，并且均已取得了相當(dāng)?shù)某删?。早在基因工程剛剛誕生的時(shí)候，它就被迅速地應(yīng)用于腫瘤發(fā)生和細(xì)胞癌變理論的研究，為腫瘤診斷、藥物治療、腫瘤轉(zhuǎn)移及其預(yù)防等提供了有效的新手段。這方面的重要突破是發(fā)現(xiàn)了致癌基因，弄清了腫瘤的起因?，F(xiàn)在一些靠傳統(tǒng)的接種疫苗無(wú)法預(yù)防的疾病，正在通過(guò)基因克隆技術(shù)發(fā)展有效的新型疫苗。還有一些遺傳疾病如今已能在胎兒身上得到診斷，而且有希望使囊性纖維化、乳腺癌以及其它一些嚴(yán)重危害人類的疾病，在不久的將來(lái)得到有效的治療?！窘Y(jié)語(yǔ)】對(duì)基因工程領(lǐng)域的思考1.對(duì)環(huán)境的影響重新組合一種在自然見(jiàn)尚未發(fā)現(xiàn)的的生物性狀有可能給現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)不良影響。2.新型病毒的出現(xiàn)制造帶有抗生素抗性基因或有產(chǎn)生病毒能力的基因的新型微生物有可能在人類或其它生物體內(nèi)傳播。3.癌癥擴(kuò)散將腫瘤病毒或其它動(dòng)物病毒的DNA引入細(xì)菌有可能擴(kuò)大癌癥的發(fā)生范圍。4.人造生物擴(kuò)散新組成的重組DNA生物體的意外擴(kuò)散可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的潛在危險(xiǎn)。5.公眾的擔(dān)憂1973年美國(guó)的公眾第一次公開(kāi)表示擔(dān)心應(yīng)用重組DNA技術(shù)可能會(huì)培養(yǎng)出具有潛在危險(xiǎn)性的新型微生物，從而給人類帶來(lái)難以預(yù)料的后果。6.專家的態(tài)度1974年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）考慮到重組DNA的潛在危險(xiǎn)，提請(qǐng)PaulBerg博士組成一個(gè)重組DNA咨詢委員會(huì)。7.制定安全規(guī)則1976年6月23日，NIH正式公布了“重組DNA研究的安全準(zhǔn)則”。8.基因工程的安全措施由于同一地區(qū)只種一種作物,造成抗性基因?qū)Ｒ换?使得抗性基因所不能對(duì)付的病蟲(chóng)害暴發(fā),從而造成農(nóng)作物的減產(chǎn)。轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模商業(yè)種植可能會(huì)導(dǎo)致被轉(zhuǎn)移基因在自然生態(tài)系統(tǒng)中的廣泛流動(dòng),還可能波及到非目標(biāo)生物,從而對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重破壞。此外,基因工程技術(shù)生物的推廣將使數(shù)以千計(jì)的品種被淘汰,導(dǎo)致自然界一些食物鏈切斷,生態(tài)平衡破壞。專家認(rèn)為,經(jīng)一二十年后,雜草、蟲(chóng)害和病菌適應(yīng)了環(huán)境,使基因工程作物的抗性喪失,則這些特性有可能轉(zhuǎn)給雜草昆蟲(chóng)病菌或某些動(dòng)物,產(chǎn)生超級(jí)雜草、超級(jí)害蟲(chóng)、超級(jí)細(xì)菌和超級(jí)病毒,從而給人類及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重危害。用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因食品和藥品要進(jìn)入市場(chǎng)，必須進(jìn)行消費(fèi)安全性評(píng)價(jià)。消費(fèi)安全評(píng)價(jià)一般要考慮以下一些主要的方面：9.導(dǎo)人的外源目標(biāo)基因本身編碼的產(chǎn)物是否安全，例如用某些細(xì)菌的殺蟲(chóng)基因所培育的轉(zhuǎn)基因殺蟲(chóng)作物中，殺蟲(chóng)基因所編碼的產(chǎn)物是否會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生毒性作用等；10.外源目標(biāo)基因是否穩(wěn)定，在新的生理?xiàng)l件下和基因環(huán)境里，導(dǎo)人的外源目標(biāo)基因會(huì)不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體健康有害的突變；使用的載體是否安全，載體本身是否會(huì)編碼對(duì)人體有害的產(chǎn)物，例如用于人類的基因工程產(chǎn)品一般是應(yīng)避免使用病毒作為基因載體的；在使用了選擇和報(bào)道基因的情況下，這些基因是否會(huì)產(chǎn)生有害的物質(zhì)，例如用抗生素作為選擇標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因食品，是否會(huì)在食用后使人產(chǎn)生對(duì)抗生素的抗性；外源基因?qū)牒笫欠駮?huì)誘導(dǎo)受體生物產(chǎn)生新的有害遺傳性狀或不利于健康的成分等等問(wèn)題都是我們今后要考慮和擔(dān)憂的?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【1】《工業(yè)微生物》2001年01期德國(guó)醫(yī)藥創(chuàng)新中心有限公司上海代表處【2】《生物工程學(xué)報(bào)》2002年04期中