基因工程的应用前景?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-05
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”。

植物基因工程:主要是育种,培育抗性、高产的新品种。
动物基因工程:提升畜禽的生长速度、改良品质;利用转基因动物生产特种蛋白因子;动物基因工程器官可以用于拯救生命;转基因动物模型可以用于基础研究、疾病机理研究、筛选药物等。
细菌基因工程:合成化学方法难以合成的药物;用环境微生物治理环境;改良食品、饲料及其他工业生产菌的性能;基因工程菌还辅助农业,使少病虫害等。
病毒基因工程:研制基因工程病毒疫苗;用作杀虫剂;用作载体用于基因治疗。
医药基因工程:疫苗、抗体、核酸类药物、基因治疗。

基因工程师指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的生物类型和生物产品。
现状:基因工程自20世纪70年代兴起后,在短短的40年间得到飞速的发展,目前已成为生物开心的核心技术。基因工程在实际应用领域——农牧业,工业,环境,能源和医药卫生等。
前景:植物:抗虫转基因,抗病转基因等植物
动物:用于提高动物生长速度,改善产品的品质,药物(单克隆抗体等)

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]

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”。

1. 植物基因工程的应用范围
(1)基因工程育种
① 植物抗性育种:包括抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等;
② 植物品质改良育种:如营养含量的改变,色泽和形状的改变,生化成分的改变,干物质含量的改变等等;
③ 植物生理性状改良育种:如高产性,矿物元素吸收,光温敏感性,固氮性等;
④ 植物育性改良育种:
(2)利用基因工程进行基础研究
① 植物基因组的研究;
② 基因表达与调控研究;
③ 基因转移系统研究
④ 抗病虫害机理研究;
⑤ 植物生理、发育机理研究;
⑥ 其它
(3)在其它方面的应用
利用转基因植物生产药物如多肽类药物、血液制品、疫苗、生物酶制剂等。
利用转基因植物生产化工产品和工业原料:通过转基因方式改变植物次生代谢途径生产医药、化工产品和工业原料;食品工业上应用。

补充两点:基因工程在人类遗传病的治疗有很好的应用前景;
另外可用于生产基因工程疫苗。

  • 基因工程技术在生物制药领域的应用有哪些
    答:利用基因工程技术开发新型治疗药物是当前最活跃和发展最快的领域。基因工程药物自1982年问世以来,成为制药行业的一支奇兵,每年平均有3-4个新药或疫苗问世,开发成功约五十个药品已广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病、囊纤维变性和一些遗传病上,在很多领域特别是疑难病症上,起到了传统化学药物...
  • 基因工程技术的应用
    答:1、植物基因工程 从1996年到2001年,5年间转基因农作物的种植面积增长30倍。转基因大豆、棉花、油菜、玉米这四种作物种植面积最大,已经进入商业化模式。植物基因工程技术主要应用在农作物抗逆能力、改良农作物品种、利用植物生产药物这几个方面。具体目前应用得比较成熟的有:抗逆转基因、抗虫转基因、抗病...
  • 基因工程主要应用在哪些方面
    答:植物基因工程:主要是育种,培育抗性、高产的新品种。动物基因工程:提升畜禽的生长速度、改良品质;利用转基因动物生产特种蛋白因子;动物基因工程器官可以用于拯救生命;转基因动物模型可以用于基础研究、疾病机理研究、筛选药物等。细菌基因工程:合成化学方法难以合成的药物;用环境微生物治理环境;改良食品、...
  • 转基因动物的研究现状和应用前景(希望有独到的见解)
    答:转基因技术已有20多年的研究历史,作为一项生物高新技术,涉及到农牧业、生物医学、药物产业和环境保护等诸多领域,显示了广阔的应用前景与重大的应用价值。转基因动物(Transgenic animal)研究是人类按照自己的意愿有目的、有计划、有根据、有预见地改变动物的遗传组成,是基于现代分子生物学、动物胚胎学和配子...
  • 基因的应用领域
    答:如果实验疗效得到进一步确证的话,就有可能将胎儿基因疗法扩大到其它遗传病,以防止出生患遗传病症的新生儿,从而从根本上提高后代的健康水平。 基因工程药物,是重组DNA的表达产物。广义的说,凡是在药物生产过程中涉及用基因工程的,都可以成为基因工程药物。在这方面的研究具有十分诱人的前景。基因工程药物...
  • 基因工程在食品中的应用
    答:基因工程在食品中的应用有对食品进行改良、提高食品产量和质量、改善风味。定义:基因工程(Genetic engineering)技术是指将外源的核酸分子(目的基因)导入到原来没有这类基因的宿主生物体内,并能持续稳定地繁殖,从而使宿主生物产生新的性状。发展:1973年美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer2位科学家...
  • 基因工程的主要应用在哪些方面?
    答:植物:总的来说,有两方面,提高抗逆性(比如抗病、虫、抗自然灾害等),提高植物品质(比如让作物高产、让水果更甜、让水果变成不同的颜色等等)微生物:发酵或者利用基因工程改良菌种,生产药物。动物基因工程:主要用于提高动物生长速度、改善畜产品的品质、生产药物和用转基因动物作器官移植的供体。还有...
  • 论述植物基因工程的应用
    答:2)抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内,将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。(从杂草控制、抗虫、抗病毒、品质改良、生物固氮和抗寒等方面论述了植物基因工程在农业中的具体应用。通过基因工程获得的植物已开始在农业生产上大面积推广应用...
  • 控制生物性状的基本单位是什么
    答:基因工程技术的应用和前景:应用:基因工程问世以来短短的二十年,显示出了巨大的活力,今后基因工程将重点开展基因组学、基因工程药物、动植物生物反应器和环保等方面的研究,展望未来,基因工程的前景将是更加灿烂辉煌。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。前景:随着基因工程...
  • 基因工程的意义,以及在各个方面的例子
    答:基因工程前景广阔,各国科学家都在加紧研究。我们国家的基因工程研究,与国外相比,虽起步较晚,但也获得了较大的发展,取得了一定的科研成果。例如,已经研制成功和正在研制的基因工程产品就有几十种,有些已经投产并开始使用,如基因工程α—干扰素,基因工程乙型肝炎疫苗等等。总之,基因工程及应用给传统...