基因工程的应用范文
16页1、基因工程的应用范文第一章基因工程1.3基因工程的应用教学设计基因工程在现代社会中的应用与前景基因工程是新世纪的最具发展前景的工程,随着生物科学技术的发展,基因工程的某些成果已经成功应用于我们的生活中,然而我们对基因的了解并没有想象中的那么_,基因工程的发展仍需要几代人的探索。基因工程的概念是,在基因水平上,采用与工程设计十分类似的方法,按照人类的需要进行设计,然后按设计创建出具有某种新的性状的生物新品系,并能使之稳定地遗传给后代。基因工程一般包括四个步骤:一是取得符合人们要求的DNAt段,即“目的基因”。被称为“分子剪刀”的“限制性转切酶”可以在DN粉子上找到特定的“切点”,然后将认准的双因与质粒或病毒DNAil接成重组DNA在用同一种“分子剪刀”剪切的两种DNA卒片中加上“分子针线”一一“DNAil接酶”,就可以把两种DNAt段重新连接起来。三是把重组DNA引入某种细胞。把“拼接”好的DN阴子运送到受体细胞中去,必须寻找一种分子小、能自由进出细胞,而且在装载了外来的DNAt段后仍能照样复制的运载体。理想的运载体是质粒,因为质粒能自由进出细菌细胞。四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来
2、。目的基因的导入过程是肉眼看不到的。因此,要知道导入是否成功,事先应找到特定的标志。例如我们用一种经过改造的抗四环素质粒PSC100乍载体,将一种基因移入自身无抗性的大肠杆菌时,如果基因移入后大肠杆菌不能被四环素杀死,就说明转入获得成功了。科学家曾预言,21世纪是基因工程的世纪。基因工程对人类来说,作用是不可估量的,意义是深远的。基因治疗随着人类对基因研究的不断深入,发现许多疾病是由于基因结构与功能发生改变所引起的。科学家将不仅能发现有缺陷的基因,而且还能掌握如何进行对基因诊断、修复、治疗和预防,这是生物技术发展的前沿。这项成果将给人类的健康和生活带来不可估量的利益。所谓基因治疗是指用基因工程的技术方法,将正常的基因转如病患者的细胞中,以代病变基因,从而表达所缺乏的产物,或者通过关闭或降低异常表达的基因等途径,达到治疗某些遗传病的目的。目前,已发现的遗传病有6500多种,其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此,遗传病是基因治疗的主要对象。基因治疗的最新进展是即将用基因枪技术于基因治疗。其方法是将特定的DN所改进的基因枪技术导入小鼠的肌肉、肝脏、脾、肠道和皮肤获得成功的表达。这一
3、成功预示着人们未来可能利用基因枪传送药物到人体内的特定部位,以取代传统的接种疫苗,并用基因枪技术来治疗遗传病。目前,科学家们正在研究的是胎儿基因疗法。如果现在的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。加快农作物新品种的培育科学家们在利用基因工程技术改良农作物方面已取得重大进展,一场新的绿色革命近在眼前。这场新的绿色革命的一个显著特点就是生物技术、农业、食品和医药行业将融合基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物。例如,基因技术可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物种植在旱地或盐碱地上,或者生产出营养更丰富的食品。科学家们还在开发可以生产出能够防病的疫苗和食品的农作物。基因技术也使开发农作物新品种的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育出一个新的植物品种,基因工程技术使研究人员可以将任何一种基因注入到一种植物中,从而培育出一种全新的农作物品种,时间则缩短一半。基因工程自20世纪70年代兴起之后,经过二十多年的发展历程,取得了惊人的成绩,特别是近十年来
4、,基因工程的发展更是突飞猛进。基因转移、基因扩增等技术的应用不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化,而且在实际应用领域医药卫生、农牧业、食品工业、环境保护等方面也展示出美好的应用前景。基因工程与医药卫生目前,基因工程在医药卫生领域的应用非常广泛,主要包括以下方面:1.基因工程药品的生产:许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料限制产量有限,其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。基因工程胰岛素胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!基因工程干扰素干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过去从人血中提取,300L血才提取1mg!其“珍贵”程度自不用多说。基因工程人干扰素-2b(安达芬)是我
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