上海交通大学：《生物技术与人类》通识课程教学资源（小论文）基因工程与农业革命.docx_大学文库

摘要：20世纪70年代以来基因工程技术在世界范围内迅速兴起，为揭开生命世界的奥秘打开了一条通道，它被人们寄予着缓解饥饿与贫困的期待，也凝聚这人们改善生活质量，提高生活水平的美好檀憬，这就是基因工程赖以存在与发展的意义所在。 Abstract:70 years since the 20th century,genetic engineering technology in the world is rising rapidly,to uncover the mysteries of life and the world opens up a channel,it is the people sent to the expectations of hunger and poverty relief,but also unite the people improve their quality of life,improve living standards good vision,and this is genetic engineering which the meaning of existence and development. 关键词：基因工程(genetic engineering).,应用，优缺点 1.基因工程基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程，又称DA重组技术，是指在基因水平上，以人工的方法取得目的基因，在体外重组于载体上，形成重组DNA分子，然后将重组DNA分子转入受体细胞进行复制、转录和翻译，从而产生人们所需要的目的基因的产物。基因工程技术打破了天然物种屏障，人们可以按照主观愿望，将来自不同生物体的DNA片段组合到一起，并获得新的表达产物。基因工程技术的不断发展使其在农业、医学、环保等方面取得了广泛的应用，带来了巨大的科学价值和经济效益。基因工程通过基因重组实现产品的改良，例如获得杀虫或抗病活性，产生更多的代谢产物，或产生新型代谢产物等。通过基因工程技术产生的基因工程体一般可以产生经济或社会效益，或具有明显的产生经济或社会效益的潜力。 1-1基因工程用于农业方面农业是目前基因工程技术引用最广泛的领域之一，农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。例如：中国科学院把抗病毒基因转到了水稻的细胞里，由此培育出的植株可以抵抗水稻常见的一些病害，并能稳定遗传抗虫。事实证明，这在烟草、油菜、小麦、水稻和一些果树雨中中取得了成功。另一方面，转基因技术的实现也为农业创造高质量、高产量的新品种。转基因技术能培养出多种快速生长的转基因鱼、转基因羊、产奶量高的转基因牛等。随着生活水平的提高，人们越来越关注农业产品的口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以很好地改善植物的品质，在人们的不断努力下，越来越多的基因工程农业产品进入了市场，利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国Florida Gainesville大学的科学家将外源高分子量面筋蛋白基因导入普

摘要：20 世纪 70 年代以来基因工程技术在世界范围内迅速兴起，为揭开生命世界的奥秘打开了一条通道，它被人们寄予着缓解饥饿与贫困的期待，也凝聚这人们改善生活质量，提高生活水平的美好憧憬，这就是基因工程赖以存在与发展的意义所在。 Abstract：70 years since the 20th century，genetic engineering technology in the world is rising rapidly，to uncover the mysteries of life and the world opens up a channel，it is the people sent to the expectations of hunger and poverty relief，but also unite the people improve their quality of life，improve living standards good vision， and this is genetic engineering which the meaning of existence and development. 关键词: 基因工程 (genetic engineering) ，应用，优缺点 1. 基因工程基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和 DNA 重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种 DNA 分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程，又称 DNA 重组技术，是指在基因水平上，以人工的方法取得目的基因，在体外重组于载体上，形成重组 DNA 分子，然后将重组 DNA 分子转入受体细胞进行复制、转录和翻译，从而产生人们所需要的目的基因的产物。基因工程技术打破了天然物种屏障，人们可以按照主观愿望，将来自不同生物体的 DNA 片段组合到一起，并获得新的表达产物。基因工程技术的不断发展使其在农业、医学、环保等方面取得了广泛的应用，带来了巨大的科学价值和经济效益。基因工程通过基因重组实现产品的改良，例如获得杀虫或抗病活性，产生更多的代谢产物，或产生新型代谢产物等。通过基因工程技术产生的基因工程体一般可以产生经济或社会效益，或具有明显的产生经济或社会效益的潜力。 1-1 基因工程用于农业方面农业是目前基因工程技术引用最广泛的领域之一，农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。例如：中国科学院把抗病毒基因转到了水稻的细胞里，由此培育出的植株可以抵抗水稻常见的一些病害，并能稳定遗传抗虫。事实证明，这在烟草、油菜、小麦、水稻和一些果树雨中中取得了成功。另一方面，转基因技术的实现也为农业创造高质量、高产量的新品种。转基因技术能培养出多种快速生长的转基因鱼、转基因羊、产奶量高的转基因牛等。随着生活水平的提高，人们越来越关注农业产品的口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以很好地改善植物的品质，在人们的不断努力下，越来越多的基因工程农业产品进入了市场，利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国 Florida Gainesville 大学的科学家将外源高分子量面筋蛋白基因导入普

通小麦中，获得了含量更多的高分子量面筋蛋白质的小麦，这样的小麦面筋蛋白具有良好的延伸性和弹性。 1-2基因工程用于医学方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业己成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。基因工程的发展使得基因诊断得到广泛的应用。一些遗传病和癌症的发病与基因的突变有关，在基因水平可以做出正确的诊断。常用的方法有DNA分子杂交，检测基因的缺失、重排、基因拷贝数扩增等。在多聚酶链式反应技术发明后，使基因诊断方法趋于简便。可以不必做DNA分子杂交，而直接从扩增的DNA分子做酶切分析。 1-3基因工程用于环保方面工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，己成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因链接，转移到某一菌体中构建出可同时降解4种有机物的超级细菌，用之清除石油污染，在数小时内可将水上浮油中的23烃类降解完，而天然菌株需1年之久。90年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PC技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外加工重组，最后导入合适的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而大大地提高降解效率。生物柴油作为一种新型可再生能源，其生产原料主要为含油植物，如大豆、油菜、棕榈和蓖麻等。此外，将含油微藻作为生物柴油原料，也在逐渐成为一个新的研究领域。用微藻生产生物柴油具有更多优势，科学家利用小球藻生产的生物柴油，不仅具有传统化石柴油相当的密度、粘度和热值，而且具有更低的冷滤点和良好的发动机低温启动性能。 2基因工程的发展前景由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。所以，各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。中国基因工程技术尚落后于发达国家，更应当加速发展，切不可坐失良机

通小麦中，获得了含量更多的高分子量面筋蛋白质的小麦，这样的小麦面筋蛋白具有良好的延伸性和弹性。 1-2 基因工程用于医学方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。基因工程的发展使得基因诊断得到广泛的应用。一些遗传病和癌症的发病与基因的突变有关，在基因水平可以做出正确的诊断。常用的方法有 DNA 分子杂交，检测基因的缺失、重排、基因拷贝数扩增等。在多聚酶链式反应技术发明后，使基因诊断方法趋于简便。可以不必做 DNA 分子杂交，而直接从扩增的 DNA 分子做酶切分析。 1-3 基因工程用于环保方面工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，已成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用 DNA 重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的 4 种菌体基因链接，转移到某一菌体中构建出可同时降解 4 种有机物的超级细菌，用之清除石油污染，在数小时内可将水上浮油中的 2 /3 烃类降解完，而天然菌株需 1 年之久。90 年代后期问世的 DNA 改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过 PCR 技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外加工重组，最后导入合适的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而大大地提高降解效率。生物柴油作为一种新型可再生能源，其生产原料主要为含油植物，如大豆、油菜、棕榈和蓖麻等。此外，将含油微藻作为生物柴油原料，也在逐渐成为一个新的研究领域。用微藻生产生物柴油具有更多优势，科学家利用小球藻生产的生物柴油，不仅具有传统化石柴油相当的密度、粘度和热值，而且具有更低的冷滤点和良好的发动机低温启动性能。 2 基因工程的发展前景由于基因工程运用 DNA 分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。所以，各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。中国基因工程技术尚落后于发达国家，更应当加速发展，切不可坐失良机

但是，任何科学技术都是一把双刃剑，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造：还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。基因工程这一生物技术最大的特征就在于它与人类的生命健康和生活质量息息相关，而且这种相关性要强于其他任何科学技术。在解决这些伦理问题之前，我们必须要先确立解决这些伦理问题的基本思路。只有把基本思路规划好，才能有针对性的解决问题，避免走弯路。解决基因工程伦理问题的基本思路可以概括为四个基本原则，即不伤害原则、有利原则、尊重原则以及公正原则[8]。还有，尽管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竞这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增加新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交，适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能完全精确地预测。所以，我们要在抓住机遇，大力发展基因工程技术的同时，需要严格管理，充分重视转基因生物的安全性。基因工程技术还在发展阶段，它的许多用途和功能仍有待我们去发掘，趋利避害是我们发展基因工程技术的基本原则，让基因工程技术成为社会发展与人们生活水平提高的福音。 3应用基因技术优点及其总结从前面可以看出，基因技术突破，是科学家得以用传统育种专家难以想象方式改良动植物品种，其优点是显而易见第一，可降低生产成本品种基因加入另基因，会使该品种特性发生变化，具备原品种所不具备因子，从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力由此可减少植物农药和除草剂用量，降低种植成本并且死亡率明显降低，从而提高经济效益第二植物基因改良后，更容易适应环境，能更有效抵御各种灾害袭击，并使产量更高第三，转基因技术可以使开发动植物大为缩短利用传统育种方法，需要七、八年才能培育出新品种，而基因工程技术培育出全新动植物品种，可缩短一半因此，有专家认为，不出多少年，转基因技术将改变世界第四，转基因技术还可根据人们需要，赋予农作物新特性例如可以使农作物释放出杀虫剂，可以使农作物在旱地或盐碱地上生长，或者生产出营养更为丰富食品科学家还利用转基因技术，开发能够生产防病疫苗和食品农作物总结基因工程在农业生产中的运用，给我们带来不仅是可观的经济增长，也在一定程度上解放了我们的生产力，对人生生活水平的提高和国名经济的增长起着重要的作用，虽然目前国际上对转基因食品的安全性还有争论，但目前尚没有明确的科学证据表明转基因食品对人体有害，所以，在安全的基础上合理的运用基因工程，给我们的农业生产上带来的将是一场革命性的变革，对于我们每一个人，我们都将是受益者

但是，任何科学技术都是一把双刃剑，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。基因工程这一生物技术最大的特征就在于它与人类的生命健康和生活质量息息相关，而且这种相关性要强于其他任何科学技术。在解决这些伦理问题之前，我们必须要先确立解决这些伦理问题的基本思路。只有把基本思路规划好，才能有针对性的解决问题，避免走弯路。解决基因工程伦理问题的基本思路可以概括为四个基本原则，即不伤害原则、有利原则、尊重原则以及公正原则[8]。还有，尽管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竟这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增加新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交，适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能完全精确地预测。所以，我们要在抓住机遇，大力发展基因工程技术的同时，需要严格管理，充分重视转基因生物的安全性。基因工程技术还在发展阶段，它的许多用途和功能仍有待我们去发掘，趋利避害是我们发展基因工程技术的基本原则，让基因工程技术成为社会发展与人们生活水平提高的福音。 3 应用基因技术优点及其总结从前面可以看出,基因技术突破,是科学家得以用传统育种专家难以想象方式改良动植物品种,其优点是显而易见第一,可降低生产成本品种基因加入另基因,会使该品种特性发生变化,具备原品种所不具备因子,从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力由此可减少植物农药和除草剂用量,降低种植成本并且死亡率明显降低,从而提高经济效益第二植物基因改良后,更容易适应环境,能更有效抵御各种灾害袭击,并使产量更高第三,转基因技术可以使开发动植物大为缩短利用传统育种方法,需要七、八年才能培育出新品种,而基因工程技术培育出全新动植物品种,可缩短一半因此,有专家认为,不出多少年,转基因技术将改变世界第四,转基因技术还可根据人们需要,赋予农作物新特性例如可以使农作物释放出杀虫剂,可以使农作物在旱地或盐碱地上生长,或者生产出营养更为丰富食品科学家还利用转基因技术,开发能够生产防病疫苗和食品农作物总结基因工程在农业生产中的运用，给我们带来不仅是可观的经济增长，也在一定程度上解放了我们的生产力，对人生生活水平的提高和国名经济的增长起着重要的作用，虽然目前国际上对转基因食品的安全性还有争论，但目前尚没有明确的科学证据表明转基因食品对人体有害，所以，在安全的基础上合理的运用基因工程，给我们的农业生产上带来的将是一场革命性的变革，对于我们每一个人，我们都将是受益者