作业帮请问基因工程的科学意义、应用价值及发展前景是什么?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/27 14:24:48
请问基因工程的科学意义、应用价值及发展前景是什么?
基因工程是生物工程的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程. 所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,属于基因重组.是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作.它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术.它克服了远缘杂交的不亲和障碍.
基因工程的应用
农牧业、食品工业
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物. 1.转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）. 2.转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）. 3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 4.转鱼抗寒基因的番茄 5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 6.不会引起过敏的转基因大豆 7.超级动物 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 8.特殊动物 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 9.抗虫棉 苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫,把这部分基因导入棉花的离体细胞中,再组织培养就可获得抗虫棉.
环境保护
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染. 利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况,却不易因环境污染而大量死亡,甚至还可以吸收和转化污染物. 基因工程与环境污染治理 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质. （通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物.有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT等毒害物质.）
医学
基因作为机体内的遗传单位,不仅可以决定我们的相貌、高矮,而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现.某些缺陷基因可能会遗传给后代,有些则不能.基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病,目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素. 用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达,并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗.基因治疗的结果就像给基因做了一次手术,治病治根,所以有人又把它形容为“分子外科”. 我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型.性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作,使其后代从此再不会得这种遗传疾病.体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流.但其不足之处也很明显,它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景,以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病. 无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段,均没有稳定的疗效和完全的安全性,这是当前基因治疗的研究现状. 可以说,在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的.增强基因治疗的安全性,提高临床试验的严密性及合理性尤为重要.尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服,但总的趋势是令人鼓舞的.据统计,截止1998年底,世界范围内已有373个临床法案被实施,累计3134人接受了基因转移试验,充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景.正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样,基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化.
前景
科学界预言,21世纪是一个基因工程世纪.基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预,要认识它, 克隆羊
我们先从生物工程谈起：生物工程又称生物技术,是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术,利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工,提供大量有用产品的综合性工程技术. 生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学.生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品,例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料,还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务. 生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分.其中基因工程就是人们对生物基因进行改造,利用生物生产人们想要的特殊产品.随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性. 美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人,他率先支持人类基因组工程 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,不就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗?这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同,它很像技术科学的工程设计,即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物.这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就被称为“基因工程”,或者称之为“遗传工程”.
基因工程的应用
农牧业、食品工业
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物. 1.转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）. 2.转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）. 3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 4.转鱼抗寒基因的番茄 5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 6.不会引起过敏的转基因大豆 7.超级动物 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 8.特殊动物 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 9.抗虫棉 苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫,把这部分基因导入棉花的离体细胞中,再组织培养就可获得抗虫棉.
环境保护
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染. 利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况,却不易因环境污染而大量死亡,甚至还可以吸收和转化污染物. 基因工程与环境污染治理 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质. （通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物.有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT等毒害物质.）
医学
基因作为机体内的遗传单位,不仅可以决定我们的相貌、高矮,而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现.某些缺陷基因可能会遗传给后代,有些则不能.基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病,目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素. 用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达,并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗.基因治疗的结果就像给基因做了一次手术,治病治根,所以有人又把它形容为“分子外科”. 我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型.性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作,使其后代从此再不会得这种遗传疾病.体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流.但其不足之处也很明显,它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景,以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病. 无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段,均没有稳定的疗效和完全的安全性,这是当前基因治疗的研究现状. 可以说,在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的.增强基因治疗的安全性,提高临床试验的严密性及合理性尤为重要.尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服,但总的趋势是令人鼓舞的.据统计,截止1998年底,世界范围内已有373个临床法案被实施,累计3134人接受了基因转移试验,充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景.正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样,基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化.
前景
科学界预言,21世纪是一个基因工程世纪.基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预,要认识它, 克隆羊
我们先从生物工程谈起：生物工程又称生物技术,是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术,利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工,提供大量有用产品的综合性工程技术. 生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学.生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品,例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料,还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务. 生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分.其中基因工程就是人们对生物基因进行改造,利用生物生产人们想要的特殊产品.随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性. 美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人,他率先支持人类基因组工程 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,不就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗?这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同,它很像技术科学的工程设计,即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物.这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就被称为“基因工程”,或者称之为“遗传工程”.