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)計與運用，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、克隆和表達的設(shè)計與構(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，實現(xiàn)超無緣育種。

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)移到植物中進展消費；正在研制經(jīng)過轉(zhuǎn)基因植物消費麻疹、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，人類的生存開展遭到嚴重要挾，常規(guī)技術(shù)結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以緩解21世紀資源上的供需矛盾。

一、問題的提出在這個人口基數(shù)大、人口日益增長的社會，食物成為人類面臨的嚴峻問題之一。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的一門新學科。我們做該課題只是想進一步的了解這門學科，讓這些科普知識進入尋常百姓家。二、研討過程該課題的研討過程是按照研討性學習的專門過程來進展的：(1)確定課題(2)組員分工(3)搜集資料分析(4)結(jié)題每一個過程我們都仔細完成，只是時間有些不得當三、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：“美國轉(zhuǎn)基因工程對我國的啟示〞、“基因根本內(nèi)容的概述〞、“我國基因工程技術(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，我們知道中國除了經(jīng)濟迅猛開展之外，相關(guān)科學技術(shù)也在不斷開展2、相關(guān)的基因工程的科普知識不僅知識分子明曉，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。3、轉(zhuǎn)基因工程有非常大的益處，但假設(shè)不合理的運用，也會帶來意想不到的害處。所以人們應(yīng)該合理的運用。4、這次的研討活動不僅讓我們了解到了許多關(guān)于轉(zhuǎn)基因的知識，也讓我們學到了團結(jié)互助、堅持不懈的精神，無論是在學習上還是在生活上。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、植物。1.轉(zhuǎn)基因魚生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚〔中國〕。2.轉(zhuǎn)基因牛乳汁中含有人生長激素的轉(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.不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆7.超級動物導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠8.特殊動物導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠基因工程的運用基因工程自1973年誕生后，由于基因工程技術(shù)具有可以直接控制基因，將基因從一個物種轉(zhuǎn)移至另一個物種，發(fā)明出新的物種或新的種類的顯著特點。也就是說，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，使人類從單純地認識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，基因工程的開展更是突飛猛進?；蜣D(zhuǎn)移、基因擴增多技術(shù)的運用，不僅使生命科學的研討發(fā)生了前所未有的變化，而且在實踐運用領(lǐng)域中，為農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境維護等方面開辟了寬廣的開展前景。下面對這些方面作一下簡要的引見：用于消費基因工程藥品例如：干擾素是病毒侵入細胞后產(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，芬蘭科學家卡里·坎特兒博士對干擾素的提取方法是：從血液中提取白細胞，用病毒去“侵襲〞白細胞，白細胞就可產(chǎn)生干擾素，但產(chǎn)生的量非常少。后來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，美國科學家博耶等人用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的消費量的12萬倍。

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

假設(shè)干擾素的純度達100％，那么每克干擾素的售價超越1億美圓。這種高額的利潤和干擾素有抗病毒的特征，劇烈地吸引著各國科學家和企業(yè)界的參與競爭。如今消費干擾素的量還是有限的，科學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，大量的實驗證明，植物也能消費干擾素。他們把消費干擾素的基因切下來，植入到煙草細胞中去，經(jīng)過培育，長成一株煙草。這株煙草具有與眾不同的特點，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出大量的干擾素，為病人帶來幸福。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確的診斷手段，也是一種威力強大的高新技術(shù)?；蛟\斷也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA程度分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進展診斷。用放射性同位素〔如P〕、熒光分子等標志的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，到達檢測疾病的目的。

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

基因工程在農(nóng)業(yè)方面的運用主要表如今兩個方面：

〔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基因工程運用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)

基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的運用也具有寬廣的前景，科學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)移到動物受精卵中，并由這種受精卵發(fā)育成新個體，這就是我們在前面提到的轉(zhuǎn)基因動物。經(jīng)過轉(zhuǎn)基因動物人們可以獲得所需求的各種優(yōu)良質(zhì)量。

1982年，美國科學家將人的生長基因和牛的生長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“超級鼠〞，這是世界上第一只轉(zhuǎn)基因動物。人們還用同樣的方法，陸續(xù)獲得自然界中從來就不曾有過的“超級綿羊〞和“超級魚〞等動物。例如：轉(zhuǎn)基因綿羊，比普通綿羊生長快30％，體型大0.5倍；又如，澳大利亞科學家培育的轉(zhuǎn)豬生長激素基因的轉(zhuǎn)基因豬，4個月后可達90kg，生長速度比普通家豬提高100％。

⑤基因工程運用于環(huán)保

基因工程運用于環(huán)保，一方面基因工程方法可用于環(huán)境監(jiān)測。據(jù)報道，用DNA探針可以檢測飲用水病毒的含量。詳細方法：用一個特定的DNA片段制成探針，與被測的病毒DNA雜交，從而把病毒檢測出來。與傳統(tǒng)方法相比具有快速、靈敏的特點。傳統(tǒng)的檢測一次，需幾天或幾個星期的時間，準確度不高，而用DNA探針只需一天。據(jù)報道，能從1t水中檢測出10個病毒來，準確度大大提高。

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)對環(huán)境呵斥很大的污染。自然界中，假單相桿菌的細菌可以分解石油，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)明出了能同時分解四種烴類的“超級細菌〞?；蚬こ檀笫掠?/p>

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

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

1944年3位美國科學家分別出細菌的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年美國人沃森和英國人克里克經(jīng)過實驗提出了DNA分子的雙螺旋模型。

1969年科學家勝利分別出第一個基因。

1990年10月被譽為生命科學“阿波羅登月方案〞的國際人類基因組方案啟動。

1998年一批科學家在美國羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司，與國際人類基因組方案展開競爭。

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

1999年9月中國獲準參與人類基因組方案，擔任測定人類基因組全部序列的1%。中國是繼美、英、日、德、法之后第6個國際人類基因組方案參與國，也是參與這一方案的獨一開展中國家。

1999年12月1日國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定。

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

2000年4月底中國科學家按照國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、日等國科學家宣布，已根本完成了人體第21對染色體的測序任務(wù)。

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