对农业的根本性影响
基因工程技术在农业上已经产生或即将产生根本性的影响。
基因技术可以在以下方面发挥作用：
1．改善农作物对抗恶劣环境的能力·抗恶劣环境——如抗霜害、耐旱、耐热、耐碱的新品种。·抗病害——如抗菌、抗虫、抗杀草剂的基因工程新品种。
2．提升农作物的品质与产量·耐储运及后熟控制——如若茄、香蕉等浆果类产品之品质提升及成熟度控制。·含“补药”的农产品——米饭也可当“药”吃，萝卜可以当“人参”卖等，未来这些都不再只是梦想。据《日经产业新闻》报道，日本农业生物资源研究所成功地将玉米的光合酶的基因植入水稻细胞中，从而为培育生长快、产量高的“超级精”提供了可能。玉米中有三种与光合作用有关的酶，即“PEPC”。“PPDK”和“NADpoME”，光合作用要比水稻强，能够在瘠薄的土地上生长。该研究所用转基因技术把玉米的这三种酶的基因分别植入水稻细胞中去，培育出了三种转基因水稻新品种。室内栽培的结果表明，这些新稻种的光合作用大大高于一般水稻。从理论上说，玉米的光合酶能够提高玉米对二氧化碳的利用率，增加它的淀粉含量，而且还能够使其有效地利用土壤中的水分和氮肥，提高产量。该所计划把玉米的上述三种光合酶的基因同时植入水稻中，以培育光合作用更强、生长快和产量高的“超级稻”。美国科学家最近还分离出一种能够加速植物生长的基因，这一成果对于提高作物产量和作物育种具有重要意义。据美国《科学》杂志报道，这种名为FT的新基因是由美国加利福尼亚州萨克尔研究所的生物学教授德勒夫·威格尔等人识别并分离出来的。威格尔研究小组利用遗传工程方法对一种名叫拟南芬的植物进行改造，插入了这种新的基因，结果培育出了含有ry基因的拟南芥种子。科学家发现，FT基因含有的一种蛋白与另一种拟南芥蛋白TFLI极其相似，而TFLI基因对于植物开花过程起阻碍作用。如果加强ry基因的表达就能使植物提早开花，反过来如果加强TFLI基因的功能就会推迟植物的开花时间。威格尔说，他们已经把ry基因插入烟草植物里，提早了烟草的开花期。威格尔研究小组还发现，与早先发现的导致植物提早开花的LEAF基因相比，基因FT 不仅仅可以提早植物的开花期，还可以加速植物枝叶的生长和发育。该小组计划利用这种基因来培育转基因水稻。除了提高农作物的性能，加快生产速度，利用基因技术还可以消灭害虫。英国科学家用转基因技术培育出一种果蝇，其雌性后代因具有基因缺陷将无法生存。这种方法可望用于消灭果蝇和其它侵害农作物或传染疾病的害虫。美国《科学》杂志发表报告称，英国牛津大学和曼彻斯特大学的科学家在果蝇体内设置了一个“基因开关”。它对雄性果蝇没有影响，但会在雌性果蝇体内起作用。具有这种基因的雌性果蝇，必须从食物中摄取足量的四环素，否则就会无法消化吸收食物营养，最终导致免疫机能失调而死亡。科学家说，如果将这种转基因雄性果蝇大量投放到自然界中，它们与野生雌性果蝇交配后，产生的雌性后代将遗传这种致命基因，难以存活。经过一定时间，野生果蝇的数量就会显著减少。科学家正在研究用这种方法消灭地中海果蝇和传染黄热病的伊政。由于一般只有雌性害虫会对农作物和人畜产生较大危害，向自然环境中投放大量雄性转基因害虫，并不会加重虫害。1996年，美国佛罗里达州释放出第一只遗传工程昆虫——捕食螨。佛罗里达大学的研究人员希望这种螨能捕食损害费和其他作物的螨类。加利福尼亚大学的科学家们，则把一个致死基因导入红棉铃虫，一种引起棉田每年损失上百万美元的鳞翅目毛虫。这种致死基因在棉铃虫的子代开始激活，在其损害棉花、交配和繁殖之前的早幼棉铃虫阶段就被杀死。这个项目的研究人员托马斯·米勒（ThomasMiller）和琅洛坎（JohnP。lmpin）希望把这种遗传Xi程棉铃臾幼虫大量培育为成虫，然后把它们
释放到环境中与野生型棉铃虫蛾交配，其后代都将因为携带致死基因而大批死亡。这是一种新的虫害控制方法。
基因技术在农业方面潜力巨大。
据介绍，在农业方面，生物工程产品趋于部分取代由石油化工方法制造的农用化学物。科学家们正忙于设计研制新粮食品种。这些新品种可以直接从空气中吸取氮，而不是像现在的庄稼这样需要施用化肥。还有一些正在进行的实验，探索把某一种系的理想遗传性状转入另一种系，以提高植物的营养价值、产量和质量。科学家们正在用有除草剂抗性、帮助抵御病毒和虫害，以及适合干旱或盐碱环境的基因进行试验，所有这些都是为了提高和加速农产品进入市场的流程。1996年，第一批进行基因剪接的、以商业为目的的粮食作物开始种植。在美国亚拉巴马州棉花池中，有3／4以上是遗传工程的抗虫害品种。1997年，美国的遗传大豆的种植面积超过300万公顷，遗传工程玉米的种植面积也超过了140万公顷。化学和农业公司希望在今后5年时间里，在绝大多数农田里种上经过基因剪接的农作物。有几家生物技术公司正在组织培养这一新的研究领域里探索，目标是到21世纪时能把更多的农业生产转移到室内。20世纪既年代后期，位于美国加利福尼亚州的一家生物技术公司L 吸困划办cs（现已倒闭）宣布，他们在实验室里用植物细胞培养方法，成功生产出了香子兰。香子兰是美国最受欢迎的一种香料，在美国销售的冰淇淋中有1石是香草冰淇淋。但是，香子兰生产成本昂贵，它必须人工授粉，并要求在采集和加工的过程中格外小心。现在，科研人员应用基因剪接技术，通过分离基因和解译产生香草昧的代谢途径，使香子兰可以在细菌培养精内生长，在实验室里大量生产香于兰，而不再需要豆荚、苗木和土壤，也不需要农民来栽培和收获。研究人员用组织培养方法在实验室里成功生产出了相橘和柠檬的囊泡。一些工业分析家相信，在不久的将来，橘汁将可以直接在大培养缸里“生长”，不需要再去种植橘树。美国农业部的科学家，已经把松散的棉花细胞浸在含营养液的培养缸里让其生长。因为这种是无菌条件下生长的，没有微生物污染，故可以直接用来制作无菌棉纱。已故的罗戈夫（MdrtinH·R明献和罗林斯（StaphenL·Rawins）是前美国农业部的生物学家和科研管理者，他们预见将来会以农田和工厂相结合的方式来进行农业生产。农田里种植终年不断的生物量（b——）农作物，收获后用酶把它们转化成为糖溶液，然后把这些糖溶液用管道输送到城市的生产工厂。它们将被用作营养来源，以便通过组织培养大量生产浆（pulp）。这类浆可以根据需要重组或制作成为不同的结构和形状，以模拟传统“土地生长”形式的农作物。按照罗林斯的说法，这是一种新型的农作物生产工厂，将进行高度自动化生产，只需要很少的工人。英国一家证券公司的罗伯特·弗莱明认为，基因工程将会使种子成为今后有利可图、有发展前途的生意。由于看到了这一转移的来临，大型的化学公司，如英格兰的皇家化学实业公司，英荷壳牌集团，美国的蒙桑托公司，瑞士的桑多兹公司，法国的罗纳一普朗公司，已经在过去的十年中花费了100亿美国购买种子公司。
利用基因转移可以提高小麦产量。据赵学漱先生介绍，我国著名育种家李振声用禾本科草和小麦杂交，使有益基因转移。经筛选后，培育出新的小麦品种，具有高产且抗病的特点。此小麦品种已在我国西北地区推广，效果很好，每年产量得到很大提高。
我国还首创将人工合成的抗菌肽体基因，以农杆菌为载体导入水稻细胞里，得到六种抗白叶枯病细菌病害的株系。导入抗菌肽基因的水稻，其抗细胞能力可以代代相传。
英国《自然》杂志，英国广播公司，英国《每日电讯报》等于1997年2月报道了我国旅英国工作的罗达博士在世界上首次发现了一种控制花形状的基因。高等植物花的形状大致分为规则型和不规则型两种。常见的喇叭花属于典型的规则型，兰花则属于不规则型。科学家们认为不规则型花是由规则型的花经过千百万年的进化形成的。高等植物花型的研究对揭开植物进化之谜具有重要意义。罗达博士在过去10年中对金鱼草进行了研究，发现金鱼革中一对称为CYC和DICH的基因对花形状的形成起着关键的作用。当它们发挥作用时，金鱼等的花就发育成不规则型；当它们发生变异而无法发挥作用时，金鱼草的花就发育成规则型。罗达博士在实验中利用一种称为“转座子”的跳跃基因”这种基因在活动时可以插入到金鱼草的基因中，使插入部分的金鱼草基因失去活力。罗达博士和他的同事们用这种方法培育了8万株金鱼草，从中筛选出了花形状变异为规则型的植株。通过分析跳跃基因插入金鱼草基因的位置，他们终于发现了这一对控制花形状形成的基因。花形状基因的研究对生物技术和生物基础理论均具有重要意义，它可以揭示基因如何控制生物发育，以及植物主体形成基本结构的分子机理。同时，这一研究还具有非常重要的商业应用价值，利用它可望培育出许多形状独特的珍奇花卉。畜牧业的革命性变革伴随着农业正在出现的许多变化，畜牧业也发生着革命性变革。研究人员正在开发具备提高食品产量特点的遗传工程“超级动物”。他们还在创造一种转基因动物，这种动物可以用来作为生产医药产品的“化学工厂”，也可以为人类器官移植提供原料。澳大利亚阿德莱德大学的科学家们，已经开发出一个遗传工程新品种猪。与普通猪相比，饲养这个新品种的效率要高30％，并且可以提前7周上市销售。澳大利亚联邦科学与工业组织已开始生产遗传工程绵羊。这种绵羊也比普通绵羊的生长速度快30％。目前，他们给这种绵羊导人另一种基因，以提高羊毛的生长速度。在美国威斯康星大学，科学家们通过改变孵化雌火鸡的基因提高火鸡的产蛋量。与非孵化雌火鸡相比，孵化雌火鸡产蛋量要少是人一1／3，在一般鸡群中其比例接近20％。由于“孵化影响产量并使成本增加”，研究人员急于制止雌火鸡的“孵化天性”。生物学家通过控制生成催乳激素基因，限制了雌火鸡的正常“孵化天性”。这种新型遗传工程火鸡不再表现出孵化这一母性本能，从而使产蛋量增加。畜牧业方面的许多前沿研究出现在“制药”这一新领域。研究人员把禽和畜类转变成“生物工厂”、生产药物。医用产品和营养补充剂。1996年4月，＆斑叽mTharlsgen －ics公司宣布，一只携带BR－96抗体生成基因的转基因山羊出生，取名格雷斯（GraCe）。BR－96抗体是由施贵宝公司研制开发的一种单克隆抗体，可以运送共轭的抗癌药物。预期到格雷斯1岁时，它可以生产4千克多实验用抗癌药物。而GenZyrn 公司也正在准备试验一种可以生产抗凝血药物——凝血酶的转基因山羊。还有一些类似于Genz的公司，也希望将来能用转基因制药动物作为药物生产工厂，其费用只有化学生产工厂的一半。规外见公司总裁指出，该公司新建的造价1000美元的生产治疗高歇氏病药物的工厂，不久可能会被12只山羊所取代。顺便说一句，格雷斯目前的身价高达100万美元，是有史以来最贵的山羊。1997年2月，位于美国弗吉尼亚洲的PPL制药公司宣布，一头名叫罗西（RO8ie）的转基因牛犊诞生。这头奶牛的如中含有为人体提供必要氨基酸的人a一乳蛋白，从而可以绝不能吮奶的早产婴儿提供丰富的营养。美国科罗拉多州博尔德的＆m的增即公司，也制造出了能生产血红蛋白的转基因猪。1997年2月22日，这种新的制药技术又朝商业用途迈进了一大步。52岁的苏格兰胚胎学家威尔马特门anWimu）等宣布，他们成功地克隆了历史上第一只哺乳动物——只名叫“多利”（Dell）的绵羊。威尔马特把成年羊体细胞的DNA“装入”正常绵羊卵细胞以取代卵细胞的DNA，把这种卵置于体外培养，然后移入另一只母羊的子宫。…步利” 的诞生是新兴生物技术时代的一个里程碑。它使人们有可能大规模生产精确拷贝的哺乳动物，这些拷贝的动物与其原版毫无二致。在宣布“多利”的诞生不久，威尔马特与美国PPL制药公司坎贝尔（KeithCampbell）博士领导的科研小组合作，又成功地克隆出第二只名叫波利（Poly）的绵羊。这只绵羊的生物密码中
含有一个改造过的人类基因。研究人员在胎羊细胞中加入了一个人类基因，让细胞在实验平皿中生长，然后再用增强的细胞克隆出绵羊。这项实验甚至让有些通常出言谨慎的科学家大为吃惊。正如美国普林斯顿大学的分子遗传学家西尔弗（I－eeSilver）博士说：“…多利?之后，尽管每个人都期待着这将会发生，但都认为它会是5一10年以后的事情。” 以往，人们只是可以根据精确的数量定义标准，有目标和高效地把无生命的物质和能量转化成物品。当遗传操作与克隆技术结合之后，科学家可以定量地衡量标准、可预测性和效率，根据需求制造并大批量生产各种动物。农业、制药和化学公司计划大量订制和克隆动物，用作生产各种药物和医用产品的化学工厂。肉食加工业也对克隆技术发生兴趣。如果能够按照精确的肥一瘦比例标准大批量生产，将有助于实施严格的质量控制，而这在过去都是不可能的事情。
从克隆动物那里还可以大量获取人类器官移植所需的器官。大批量生产精确的动物复制品，使生物工业所特有的质量控制得以实现，这是外源性器官移植成为生物技术世纪的一项主要商业的必要前提。生物技术公司如Nextran和Alexam等，正在把人类基因导人动物胚胎的种系内，以使动物的器官更好地与人类基因组匹配，减少发生异体排斥的可能性。Nextran 公司已经在进行用转基因猪的肝脏帮助治疗急性肝衰竭的临床1斯实验，病人同时也在等待会适的人的器官供体。这种体外治疗方法是把猪的肝脏放入容器并置于床边，医生通过病人的腿部静脉将血液系入猪的肝脏，然后经颈静脉把血液再泵回到病人体内。据Nextran公司总裁马文·米勒（MarvnMiler）估计，这种转基因猪肝脏的商业价值每个高达1．8万美元。在美国每年就有10万以上的病人因不能及时获得人类器官而死亡，所以外源性器官的商业市场非常大。华尔街的投资公司SalOInohaere 估计，到2010年，全世界将有45万人受益于外源性器官移植。新兴的器官工业的市场价值可能会超过激亿美元。（参见里夫金：《生物技术世纪》）
我对现代生命科学发展基因工程的了解和认识 基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中，甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞，就会改变这个细胞的某种功能。基因工程对于人类的利弊一直是个争议的问题，主要是这项技术创造出原本自然界不存在的重组基因。但它为医药界带来新希望，在农业上提高产量改良作物，也可对环境污染、能源危机提供解决之道，甚至可用在犯罪案件的侦查。但它亦引起很大的忧虑与关切。当此科技由严谨的实验室转移至大规模医药应用或商业生产时，我们如何评估它的安全性？此项技术是否可能因为人为失控，反而危害人类健康并破坏大自然生态平衡？ 一．基因工程可用来筛检及治疗遗传疾病。 遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误；基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传疾病，这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎，早至只有两天大，尚在八个细胞阶段的试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出，抽取DNA，侦测其基因是否正常，再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎儿性别同时也可测知。但是广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。如果有人接受基因筛检，发现在某个年龄将因某种病死亡，势必将会极度改变他的人生观。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人，但可能妨碍他的未来生活就业。譬如人寿保险公司将会要求客户提供家族健康数据，如心脏病、糖尿病、乳癌等，而针对高危险群家族成员设定较高的保费。保险公司可由基因筛检资料预知客户的预估寿命。这些人可能因而得不到保险的照顾，也可能使这些人被公司老板提早解聘。 二．基因工程配合生殖科技——全人类的震撼 基因筛检并不改变人的遗传组成，但基因治疗则会。科学家正努力改变遗传病人的错误基因，把好的基因送入其中以纠正错误。因为这是在操作生命的基本问题，必须格外小心。首先须划分医疗及非医疗的行为。医疗行为目的在治病，非医疗者如想提高孩子的身高、智慧等。选择胎儿性别也是非医疗行为，不能被接受，但是遇到某些性连遗传的疾病，选择胎儿的性别就是可被接受的医疗行为。另一项须区分的，就是体细胞或生殖细胞的基因操作。体细胞的基因操作只影响身体的体细胞，不影响后代。但卵子、精子等生殖细胞之基因操作，会直接影响后代，目前基因工程禁止直接用在生殖细胞上。 三．基因治疗法——遗传病人的福音 目前医学界正在临床试验多种遗传病的基因治疗法。最早采用基因治疗的是一种先天免疫缺乏症，又称气泡男孩症，患病婴幼童因为腺脱胺基因有缺陷，骨髓不能制造正常白血球发挥免疫功能，必须生活在与外界完全隔离的空气罩内。最新的治疗法是由病人骨髓分离出白血球的干细胞，把正常的酵素基因接在经过改造不具毒性的反录病毒，藉此病毒送入白血球干细胞，再将干细胞送回病人体内，则病人可产生健康的白血球获得免疫功能。这项临床试验，在美国的女病童证明很成功。 四．农林渔牧的应用——生态环保的顾虑
v1.0 可编辑可修改 基因工程的定义：按照预先设计好的蓝图，利用现代分子生物学技术，特别是酶学技术，对遗传物质DNA直接进行体外重组操作与改造， 将一种生物（供体）的基因转移到另外一种生物（受体）中去，从而实现受体生物的定向改造与改良。 基因工程的基本过程：切、接、转、增、检 基因工程理论依据：a) 生物的遗传物质是DNA。b) DNA的双螺旋结构和半保留复制机理。 c) 遗传信息的传递方式（中心法则）和三联体密码子系统的建立 遗传工程：指以改变生物有机体性状为目标，采用类似工程技术手段而进行的对遗传物质的操作，以改良品质或创造新品种。包括细胞工程和基因工程等不同的技术层次。 克隆。指由同个祖先经过无性繁殖方式得到的一群由遗传上同一的DNA分子、细胞或个体组成的特殊生命群体。 限制性核酸内切酶。是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。 限制性内切酶由三个基因位点所控制：hsd R---限制性内切酶， hsd M---限制性甲基化酶， hsd S---控制两个系统的表达。Hsd S －识别特定DNA序列，Hsd M－甲基化，Hsd R －限制性内切酶功能。 命名法：例如Haemophilus influenzue）d 株中分离的第三个酶：Hin d III 同裂酶:不同来源的限制酶具有相同的识别位点和切割位点。同尾酶：来源不同、识别序列不同，但产生相同粘性末端的酶 粘性末端：DNA末端一条链突出的几个核苷酸能与另一个具有突出单链的DNA末端通过互补配对粘合，这样的DNA末端，称之。 酶活性单位。在合适的温度和缓冲液中，在50μl反应体系中，1小时内完全切割1微克DNA所需的酶量为1个酶活性单位U。 星活性：指限制性内切酶在非标准条件下，对与识别序列相似的其它序列也进行切割反应，导致出现非特异性的DNA片段的现象。引起星活性原因：若使用buffer不当, 会有star activity，而star activity是指限制酶对所作用的DNA及序列失去专一性, 当酶辨认切割位置的能力降低，导致相似的序列或是错误的辨认序列长度也会作用，而产生错误的结果。 连杆：化学合成的8～12个核苷酸组成的寡核苷酸片段。以中线为轴两边对称，其上有一种或几种限制性核酸内切酶的识别序列，酶切后
基因工程及其应用文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
第2节基因工程及其应用（第1课时）知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA 重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究
传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的 水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是 指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？ 七、基因重组与基因工程比较
第2课时基因工程的原理和技术 知识内容要求考情解读 基因工程的原 理和技术 b 1.简述基因工程的原理。 2.概述基因工程基本操作的几个步 骤。 一、基因工程的原理 1．基本原理 让人们感兴趣的基因(即目的基因)在宿主细胞中稳定和高效地表达。 2．变异类型 基因工程属于可遗传变异中的基因重组。 归纳总结(1)在基因工程中，不同DNA链的断裂和连接产生DNA片段的交换和重新组合，形成了新的DNA分子，在这个操作中交换了DNA片段，故属于基因重组。 (2)基因工程中的基因重组不同于减数分裂过程中的基因重组。前者属于无性生殖中的重组，并发生在不同种生物间，打破了物种间的界线，可以定向地改造生物的遗传特性，此操作均在细胞外进行。 例1科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以通过细胞的内吞作用进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体上，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程属于( ) A．基因突变B．基因重组 C．基因互换D．染色体畸变 答案 B 解析基因突变是基因内部结构的改变；染色体畸变是以染色体作为研究对象，探讨染色体结构和数目的变化；基因工程是将外源基因导入受体细胞，得到人们所需要的产物，属于基因重组。 例2下列叙述符合基因工程基本原理的是( ) A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因 B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株 C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株 D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 答案 B 解析基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基
基因工程技术的现状和前景发展 摘要 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。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。 基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。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。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。?在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。?随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。? 基因工程应用于医药方面 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。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。?目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。 基因工程应用于环保方面
1．3 基因工程的应用 1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2.了解基因工程的进展。3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。(难点)
一、植物基因工程的成果(阅读教材P17～P20) 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.抗虫和抗病转基因植物 2. (1)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 3．利用转基因改良植物的品质
植物基因工程成果表现 “三抗一优良”，三抗是指“抗虫”“抗病”和“抗逆”，一优良是指转入的优良基因表达的性状表现优良。 二、动物基因工程的前景(阅读教材P20～P21)
三、基因工程药物(阅读教材P21～P23) 1.药物来源：转基因的“工程菌”。 2.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗(阅读教材P23～P24) 1.概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 3．方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 (2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。 连一连 判一判
(1)转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。(×) (2)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(×) 分析：转基因植物是指细胞中被转入了外源基因的植物，并非出现新基因。 (3)(2018·宿迁高二检测)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。(×) (4)利用工程菌可生产人的胰岛素等某些激素。(√) (5)(2018·绵阳高二期末)直接在患者组织细胞中，进行改造致病基因的方法为体内基因治疗。(×) (6)基因治疗又叫基因诊断。(×) 三种转基因生物的生产过程
基因工程的利与弊 王丽君 3213003964 基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中，甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞，就会改变这个细胞的某种功能。基因工程对于人类的利弊一直是个争议的问题，主要是这项技术创造出原本自然界不存在的重组基因。但它为医药界带来新希望，在农业上提高产量改良作物，也可对环境污染、能源危机提供解决之道，甚至可用在犯罪案件的侦查。但它亦引起很大的忧虑与关切。当此科技由严谨的实验室转移至大规模医药应用或商业生产时，我们如何评估它的安全性？此项技术是否可能因为人为失控，反而危害人类健康并破坏大自然生态平衡？ 观点：辨证的看待基因工程的利与弊 一．基因工程可用来筛检 遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误；基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传疾病，这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎，早至只有两天大，尚在八个细胞阶段的试管胚胎。 二．基因治疗法 目前医学界正在临床试验多种遗传病的基因治疗法。最早采用基因治疗的是一种先天免疫缺乏症，又称气泡男孩症，患病婴幼童因为腺脱胺基因有缺陷，骨髓不能制造正常白血球发挥免疫功能，必须生活在与外界完全隔离的空气罩内。最新的治疗法是由病人骨髓分离出白血球的干细胞，把正常的酵素基因接在经过改造不具毒性的反录病毒，藉此病毒送入白血球干细胞，再将干细胞送回病人体内，则病人可产生健康的白血球获得免疫功能。这项临床试验，在美国的女病童证明很成功。 三.对农业界的贡献 基因转殖的细菌用处也很大，如改造细菌可以消化垃圾废纸，而这些细菌又可成为一种蛋白质的营养来源。基因转殖的细菌可带有人类基因，以生产医疗用的胰岛素及生长激素等。其实基因工程在农业上的应用，在某些方面而言并不稀奇。自古以来，人们即努力而有计划地进行育种，譬如一个新种小麦，乃是经过上千代重复杂交育成的。目前的小麦含有许多源
浅谈基因工程与人类健康 王招弟 经济管理学院 14会计4班 70 摘要：基因工程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。基因工程在世界围发展迅速，渗透科学各个领域。其中包括基因制药、转基因技术的发展及应用等，回顾生物技术的每一步发展都为人类的健康做出了巨大的贡献。 关键词：基因工程、基因制药、转基因技术、人类健康 20世纪80年代以来，运用基因工程技术已成功生产出白细胞介素-2、尿激酶、乙型肝炎苗等，临床上发挥了重要作用。目前人类已知至少五千多种疾病的发生都直接或间接与基因有关，如肿瘤、高血压、糖尿病、肥胖、艾滋病，如何根治这些疾病还需人类基因组的进一步研究。2003年4月中国、美国、英国、日本、法国、德国六国政府首脑联合发表了《六国政府首脑关于完成人类基因组序列图的联合声明》宣布：国际人类基因组测序协作组已经解读了人类生命密码书中所有章节的秘密，完成了人类基因组的“完成图”，并且全世界都可以不受限制地免费获取这些信息。日前美国奎格?文特研究所和多伦多儿童医院以及加州大学的研究者第一次向世界公布了个人的二倍体基因组序列。 有关基因工程与人类健康的密切联系，我将从以下几个方面展开叙述。一、基因制药 科学家预言,下个世纪的药物主要是基因药物。在庞大的“人类基因组”这台大戏中,基因药物扮演了一个重要角色。尤其是针对一些遗传疾病与疑难顽症,基因药物把传统疗法上升到了基因疗法。 随着基因工程的发展,将相应的人体遗传物质(基因)转移到不同的微生物中,制造出如胰岛素、干扰素、生长激素等药物,已成现实。科学家在牛羊中植入人类基因,使这些动物的乳汁含有人类血液的主要成分，如特有的蛋白质、使血液凝结的成分和抗体等等。科学家还把基因切开、粘上,从一种植物转移到另一种植物,从一种动物转移到另一种动物,把切下的基因植入任何生命细胞中,从而获
基因工程的利与弊 刘建20101103805 内蒙古师范大学生命科学与技术学院生物科学（汉班） 呼和浩特010022 摘要 基因工程对于人类的利弊一直是个争议的问题，主要是这项技术创造出原本自然界不存在的重组基因。但它为医药界带来新希望，在农业上提高产量改良作物，也可对环境污染、能源危机提供解决之道，甚至可用在犯罪案件的侦查。但它亦引起很大的忧虑与关切。当此科技由严谨的实验室转移至大规模医药应用或商业生产时，我们如何评估它的安全性？此项技术是否可能因为人为失控，反而危害人类健康并破坏大自然生态平衡？ 关键词：基因工程转基因道德伦理 正文 生物学家早在一百多年前就知道，生物的表征遗传自其亲代。生物细胞的细胞核，含有染色体，其组成分为DNA。DNA含有四种碱基--腺嘌呤（adenine，），胸腺嘧啶（thymine，），胞嘧啶（cytosine，）和鸟嘌呤（guanine，（它们分别简称A、T、C、G）。这些碱基在DNA 中看似杂乱无章，但它们的排列顺序，正代表遗传讯息。每三个碱基代表一种胺基酸的密码。基因就是这些遗传密码的组合，亦即代表蛋白质的胺基酸序列。每个基因含有启动控制区，以调控基因的表达。
基因工程技术（基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把 某一生物的基因转殖送入另一种细胞中，甚至可把细菌、动植物的基 因互换。当某一基因进入另一种细胞，就会改变这个细胞的某种功 能。）在医药及农业上应用广泛。这项尖端科技加上最近突破性的生 殖科技，却引发人们极大的隐忧及争论。 观点：辨证地看待基因工程的利与弊 基因工程对当今社会的发展功不可没。 一、基因工程是在对促进生物学的发展具有重要意义 基因工程是在分子生物学、分子遗传学、微生物学、细胞工程等学科发展和研究成果的基础上诞生的，反过来也可促进现代生物学的发展。生物界是通过长期的进化发展而来的，因而通过基因工程手段，不仅可以阐明生命发生的现象和规律，揭示重要基因功能以及重要性状形成的分子机制，还能模拟自然界生物进化历程，更进一步丰富和完善生物进化的理论，促进生物学研究的全面发展。 二、基因工程在社会各个方面广泛应用 医药业，可生产重要药品，很大限度地降低生产成本；治疗过去人们认为难以治愈的遗传疾病和各类部分疾病，解除人类病痛烦恼，提高人体健康水平和人均寿命。 基因工程同时有望解决粮食危机和温室效应之类的环境污染问题。 （1）基因工程用来筛检及治疗遗传疾病。 遗传疾病乃是由于父或母带有致病基因。基因筛检法可以快速诊
基因与人类健康 系别：生物科学系专业：生物技术姓名：王晓思学号：20111341031028 【摘要】：介绍了基因与疾病的关系（主要是肿瘤与其基因的关系）、基因治疗与基因免疫的原理及其应用等。阐述基因在疾病产生中的作用，反衬出正常基因的表达其对健康的重要性。 【关键字】：基因疾病 基因是生命体遗传信息的载体，能够表达产生蛋白质，且蛋白质是构成生命体的物质基础。生物之所以能幸存、维持机体各部分结构功能的正常，首先在于它的DNA能被忠实的复制(复制后的DNA携带遗传信息进入新的细胞或机体)，并且尽可能的保护机体免受各种因素的损伤，维护DNA编码蛋白质的准确性。但这些过程一旦出现问题就会导致一系列的或轻或重的疾病的发生，从而影响人类的健康。因此基因对医学各生命科学的发展极具现实意义[1]。 1、基因与疾病的关系 在人类的疾病中，由遗传因素或主要由遗传因素决定的疾病，称谓遗传病。其中的一部分是由基因组某个基因座（Locus）上存在致病基因而引起的，此类遗传病称为单基因遗传病；如：地中海贫血、血友病、白化病等。另一些疾病则是由多个基因座位存在有缺陷基因，这些缺陷基因相互协同作用所致。在许多情况下，这些缺陷基因还需要一定的环境因素参与，才能致个体发病，这一类疾病称谓多基因遗传病，如：高血压、糖尿病、冠心病、肿瘤等等。 基因疾病的发生往往由于基因缺失、突变、错位或外来基因（或DNA片段）插入所引起，导致疾病症状发生的直接原因往往是基因控制的产物发生改变所致[2]。基因产物（蛋白质、酶）的一级结构，二级结物、三级结构或四级结构的改变都可引起疾病[3]。 1.1 基因与肿瘤 癌（Cancer）是一群不受生长调控而增殖的细胞，也称恶性肿瘤。目前已经发现了上百个原癌基因和许多抑癌基因，证明细胞癌变的分子基础是基因突变，DNA的变化和不正常活动导致了细胞癌变。癌基因可分为两大类：一类是病毒癌基因（主要有DNA病毒和RNA病毒），其使靶细胞发生恶性转化。另一类是细胞转化基因（原癌基因），其广泛存在与生物界，具有高保守性，属于管家基因，正常表达时对细胞的生长和分化有调控作用。 ①RNA病毒至少含有gag(组成病毒中心和结构的蛋白质的基因)、pol（逆转录酶的基因）、env（病毒外壳的基因）三种基因，其反转录出的线性双链DNA与宿主的DNA整合，其线性双链表达的产物会激活宿主特定的基因表达，破坏宿主细胞本身固有的平衡，导致细胞发生癌变。 ②原癌基因的突变使其转录活性改变造成细胞癌变。 ③基因互作与癌基因表达主要有染色体构象影响原癌基因表达与抑癌基因产物对原癌基因的调控。 2、基因治疗 基因治疗是通过分子生物学遗传工程手段，将正常基因包括它表达所需要的顺序导入有缺陷基因的患者细胞内，使导入基因发挥作用，从而纠正基因缺陷所致的各种疾病临床症状。纠正致病基因，才能根本上消除病患。目前肝癌基因治疗的方法有： ①反义基因治疗[4]根据肝癌发病原因，导入反义寡核苷酸封闭肝癌基因的表达或用正常
转基因技术的利弊及其所引发的思考基因工程，是指将生物体内控制特定性状的基因作为外源基因，按照人类的意愿在体外进行加工操作后，再引入受体生物，使其在受体生物体内稳定存在并表达，从而生产出人们所期望得到的产物或者达到某种目的的过程。 基因工程中应用最广泛的技术就是转基因技术，它可以克服物种之间的遗传屏障，按照人的意愿创造出自然界里原来没有的生命形态或者稀有物种，以满足人类的需求。转基因技术作为一种新兴的生物技术，为人类解决诸多方面面临的困难带来了福音，同时也带来了很多令人类措手不及的问题。本文列举了作者在读书过程中总结的转基因技术利与弊的一些方面，同时提出作者对其所进行的一些思考。 转基因技术给人类带来的福祉 一．转基因技术给农业带来的革命 由于在提高生产力以及提高产品品质上的突出成绩，转基因技术已经成为正在进行的农业技术改造的最重要的组成部分之一。 1.抗病虫害的农作物 目前已经发现了多种杀虫基因，其中应用最广的是Bt毒蛋白基因和蛋白酶抑制剂基因。Bt毒蛋白基因来源于苏云金芽孢杆菌，将该基因转移到植物体后，植物体内能合成Bt毒蛋白，被害虫吞食后可导致害虫死亡；蛋白酶抑制剂基因最早从菜豆中分离，
害虫食入它的表达产物后会无法消化某些必需蛋白质从而导致死亡。另外，动物的毒素基因以及植物凝集素基因也被应用于杀虫并且成绩斐然。 在抗病害方面，人们将病毒的外壳蛋白基因、病毒的卫星RNA 基因、异种植物编码的抗病基因导入植物体内，利用它们的表达产物对付病毒的侵害；将植物抗毒素基因、几丁质酶基因等导入植物体内使植物获得抗真菌的能力等等。 2.利用植物生产疫苗 在人生的旅途中，人类时时刻刻在与疾病做着顽强的斗争，而疫苗是人类在斗争中的重要武器之一。传统的生化方法生产疫苗成本高、危险性大，为了解决这个问题，科学家利用转基因技术，使得某些植物具备了产生人类需要的疫苗的能力。 细胞生物学家米奇海因正在培育可以防止霍兰产生的苜蓿苗。他将霍乱的抗原基因切下来，把这些基因导入到能够引起植物冠瘿病的土壤杆菌细胞中，让苜蓿感染这种带有外来基因的冠瘿病毒。通过这种方法将霍乱抗原基因带入苜蓿苗中，当人们食用这些苜蓿苗后，就可以获得对霍乱的免疫力。 种植这种植物来生产疫苗成本低、产量大、危险系数小，而且食用植物疫苗不需要注射器，可以避免注射器传染疾病的威胁。 二．转基因技术给畜牧业带来的变化 1.利用转基因技术实现优质高产 动物品种的遗传改良，即提高其抗性、品质和产量，为增加
基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？
精品文档 《基因工程原理与技术》标准答案及评分标准 一、名词解释（本大题共5小题，每题2分，总计10分） 限制性内切酶的Star活性：限制性内切酶的识别和酶切活性一般在一定的温度、离子强度、pH 等条件下才表现最佳切割能力和位点的专一性。如果改变反应条件就会影响酶的专一性和切割效率，称为星号（*）活性。 受体细胞：又称为宿主细胞或寄主细胞等，从试验技术上讲是能摄取外源DNA并使其稳定维持的细胞；从试验目的讲是有应用价值和理论研究价值的细胞 T-DNA是农杆菌侵染植物细胞时，从Ti质粒上切割下来转移到植物细胞的一段DNA 该DNA片段上的基因与肿瘤的形成有关。 克隆基因的表达：指储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过 程。典型的基因表达是基因经过转录、翻译，产生有生物活性的蛋白质的过程。 a -互补：3 -半乳糖苷酶（B -gal）是大肠杆菌lacZ基因的产物，当培养基中的一种色素元（X-gal ）被3 -gal切割后，即产生兰色。大肠杆菌的3一半乳糖苷酶由1021个氨基酸构成，只有在四聚体状态下才有活性。大肠杆菌lacZ基因由于a区域缺失，只能编码一种在氨基端截短的多肽，形成无活性的不完全酶，称为a受体；如果载体的lacZ 基因在相反方向缺失，产生在羧基端截短的多肽，这种部分3 -半乳乳糖苷酶也无活性。 但是这种蛋白质可作为a供体。受体一旦接受了供体（在体内或体外），即可恢复3 -半乳糖苷酶的活性，这种现象称为a互补. 由载体产生的a供体能够与寄主细胞产生 的无活性的a受体互作形成一种八聚体，从而恢复3 -半乳糖苷酶的活性。如果培养基 中含有X-gal的诱导物IPTG时，凡是包含有3 -半乳糖苷酶活性的细胞将转变为蓝色，反之不含有这种酶活性的细胞将保持白色。 、填空题（本大题共7小题，每空1分，总计20 分） 1、质粒按自我转移的能力可分为—接合型—质粒和—非接合型—质粒；按复制类型可分为松 弛性质粒和严紧型质粒。 2、为了防止DNA的自身环化，可用碱性磷酸酶除去双链DNA 5'—端的磷酸基团 。 3、人工感受态的大肠杆菌细胞在温度为_0匸—时吸附DNA在温度为_42乜__ 时摄人 DNA 4、仅克隆基因（DNA片段）用途而言，最简单的质粒载体也必需包括三个组成部分： 复制区：含有复制起点__、选择标记：主要是抗性基因 ________ 、__克隆位点：便于外源_ DNA的插入_。另外，一个理想的质粒载体必须具有低分子量。 5、Southern blotting 杂交能够检测外源基因是否整合进受体细胞基因组；外源基 因的转录表达需要通过—northern_杂交或_ RT-PCR_来揭示；而外源基因_____ 翻 译—水平的表达则需通过免疫学检测或Western杂交才能揭示，其使用的探针是 —蛋白质____ 。 6、外源蛋白在大肠杆菌中的表达部位有—细胞质_、_ —周质_、一细胞外 _。 7、Vir区基因的激活信号有三类，它们是—酚类化合物_、_中性糖和酸性糖_、— _ pH 值_。 简答题（本大题共7 小题，总计50 分） 1欢迎下载
试述基因及基因工程技术与人类生存与发展之间的关系 学院：物理科学与工程技术学院姓名：学号： 摘要： 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，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。这对我们人类社会一切生物的生存与发展将会带来巨大的影响。 关键字：基因工程，转基因，安全性，人类健康。 1 基因工程 1.1 定义 基因工程（genetic engineering;gene engineering）又名重组脱氧核糖核酸技术(recombinant DNA technique) ，狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因；广义的基因工程则指按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。如用重组DNA技术，将外源基因转入大肠杆菌中表达，使大肠杆菌能够生产人所需要的产品；将外源基因转入动物，构建具有新遗传特性的转基因动物；用基因敲除手段，获得有遗传缺陷的动物等。 1.2 发展 1866年，奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律；1868年，瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA；1882年，德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体，也就是后来的染色体；1944年，美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料，而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果，奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年，第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第22组基因排序列图；未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。 2 基因工程应用 2.1 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。 2.1.1转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。 2.1.2.转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）。 2.1.3转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 2.1.4转鱼抗寒基因的番茄 2.1.5转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
高二生物导学案班级 班级姓名使用时间 一、学习目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、学习重点 1.DNA重组技术的基本工具（三方面） 2.基因工程的基本操作程序（四方面） 三、学习难点 1.DNA重组技术的基本工具（三方面） 2.基因工程的基本操作程序（四方面） 一、植物基因工程硕果累累 提高农作物的（如）能力、改良农作物的，和利用植物生产等。
一、动物基因工程前景广阔 二、基因工程药物异军突起 1、方式：利用基因工程培育来生产药品。 2、成果：利用工程菌可生产、、、等。 3、什么是工程菌？ 四、基因治疗 1、概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2、成果：将导入患者的淋巴细胞。 3、途径：分为和。 4、注意：基因治疗治疗疾病的最有效手段。 5、基因治疗用于临床治疗了么？ 作业：1．下列关于基因工程的应用，说法正确的是() A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的 B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因 C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因 D．提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关 2．运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有()
A．抗虫基因B．抗虫基因产物 C．新的细胞核D．相应性状 3．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是() ①该技术将导致定向变异 ②DNA连接酶能把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来 ③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料④受精卵是理想的受体 A．①②③④B．①③④ C．②③④D．①②④ 4．下列不．属于基因工程药物的是() A．从大肠杆菌体内获取的白细胞介素B．从酵母菌体内获取的干扰素 C．从青霉菌体内获取的青霉素D．从大肠杆菌体内获取的胰岛素 5．在转基因植物(如抗虫棉)的培育中，成功与否最终要看() A．用什么方法获得目的基因B．选择运载体是否得当 C．重组DNA分子的结构和大小D．是否赋予了植物抗性 6．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环境保护上的最重要意义是() A．减少氮肥使用量，降低生产成本B．减少氮肥生产量，节约能源 C．避免使用氮肥过多引起的环境污染D．改良土壤的群落结构 7．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速度比一般的绵羊提高30%，体型大50%，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用() A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精巢 8．采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是() A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵 C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA 9．“工程菌”是指() A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B．用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系 C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 D．从自然界中选取能迅速增殖的菌类 10．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是() A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒 B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性 C．抗病毒转基因植物可以抗害虫 D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异 11．要彻底治疗白化病必须采用() A．基因治疗B．医学手术C．射线照射D．一般药物 12．下列与基因诊断有关的一组物质是() A．蛋白质、核酸B．放射性同位素、蛋白质 C．荧光分子、核酸D．放射性同位素、糖类 13．下列关于基因工程成果的概述错误的是（） A在医药卫生方面主要用于诊断治疗疾病
浅析转基因食品与人类健康 班级：市营121 姓名：方学号：2012011235 摘要：转基因食品在人体内是否会发生突变而有害人体健康，是人们对转基因食品的安全性产生怀疑的主要方面。转基因食品中的营养成分、毒性、食物过敏物质以及抗生素标记基因等经人体胃肠道的吸收而将基因转移至肠道微生物中，将会对人体健康造成影响。 关键词：转基因食品安全人类健康 1.转基因食品的安全性分析应包括有无毒性、有无过敏性、抗生素抗性标记基因是否导致人体对抗生素产生抗性以及营养成分是否改变等。 1.1 转基因食品的营养成分 新转入的目的基因由于其自身稳定性及插入受体生物基因组位置的不确定，可能导致转基因食品的营养成分发生变化，产生新的有毒物质。转基因食品中这些变化了的蛋白质，是否降低了某些营养成分的水平?是否被人体有效地吸收利用，并保证人体的营养平衡?虽然目前还未见转基因食品对营养品质改变的负面报道，但这个安全隐患是存在的。 1.2 转基因食品的毒性 转基因食品在加工过程中由于基因的导人使得毒素蛋白发生过量表达，可能引起毒性反应而对人体健康产生危害。从理论上讲任何基因转入的方法都可能导致遗传工程体产生不可预知的变化，包括多向效应。因此，转基因食品的毒性是对其安全性评估不可忽略的一点。评价的原则应该是：转基因食品不应含有比其他同种可食用的食品更高的毒素含量。 1.3 食品过敏性 转基因食品中被引入一种或几种蛋白质，这些蛋白有些不是人类食物的成分，有可能导致机体过敏。从科学的角度看，转基因食品一般不会比传统食品含有更多的过敏物质。但是，不能排除转入新的物质在目标生物体中产生新的过敏物质，从而引起某些消费者的过敏反应的可能性。 1.4 对抗生素的抗性 转基因食品对人类健康的另一个安全问题是抗生素标记基因。抗生素标记基因是与插入的目的基因一起转入目标生物中，抗生素标记基因可能会水平转移到肠道被肠道微生物所利用，产生抗生素抗性。从而降低抗生素在临床治疗中的有效性，但目前研究表明该可能性很小。如果人体的体质很弱或抵抗力下降时，标记基因在肠道中水平转移的可能性会增大。因此，在评估任何潜在的人类健康问题时，都应该考虑人体或动物抗生素的使用以及胃肠道微生物对抗生素产生的抗性。
Chapter I Introduction 1)什么是基因基因有哪些主要特点 基因是一段可以编码具有某种生物学功能物质的核苷酸序列。 ①不同基因具有相同的物质基础.②基因是可以切割的。③基因是可以转移的。④多肽与基因之间存 在对应关系。⑤遗传密码是通用的。⑥基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。 2)翻译并解释下列名词 genetic engineering遗传工程 gene engineering基因工程：通过基因操作，将目的基因或DNA片段与合适的载体连接转入目标生物获得新的遗传性状的操作。 gene manipulation基因操作：对基因进行分离、分析、改造、检测、表达、重组和转移等操作的总称。 recombinant DNA technique重组DNA技术 gene cloning基因克隆：是指对基因进行分离和扩大繁殖等操作过程，其目的在于获得大量的基因拷贝，在技术上主要包括载体构建、大肠杆菌遗传转化、重组子筛选和扩大繁殖等环节。 molecular cloning分子克隆 3)什么是基因工程简述基因工程的基本过程p2 p4 4)简述基因工程研究的主要内容p5 5)简述基因工程诞生理论基础p2和技术准备有哪些p3 6)基因表达的产物中，氨基酸序列相同时，基因密码子是否一定相同为什么 否，密码子简并性 7)举例说明基因工程技术在医学、农业、工业等领域的应用。 医学:人胰岛素和疫苗 农业:抗虫BT农药 工业:工程酿酒酵母 Chapter Ⅱ The tools of trade 1)什么是限制性核酸内切酶简述其主要类型和特点 是一种核酸水解酶，主要从细菌中分离得到。类型特点p11 2)II型核酸内切酶的基本特点有哪些p12-14简述影响核酸内切酶活性的因素有哪些p14
基因治疗和人类基因组计划 遗传病与人类未来 一、教材分析 这两节是本章的重点内容之一。此节内容是学生通过对第2册前几章有关遗传变异知识的学习，意在理论联系实际，也为以后基因工程的学习打下了基础。 《基因治疗与人类基因组计划》教材第一个内容是以治疗SCID患者为例，介绍了基因治疗的基本过程：通过具体病例的介绍使学生理解基因治疗的一般步骤和方法。这个内容以学生前面学过的转基因技术为基础的，但学生还未学习器具体步骤，所以对具体步骤还要详细说明，为以后基因工程的学习打下了基础。第二个内容是介绍了人类基因组计划的实施过程及意义。安排了一个课外活动：利用互联网了解人类基因组计划的实施过程和应用价值。通过每位学生亲自查找，搜集资料，全班讨论，获得全面的信息，能培养学生收集信息的能力，并深刻认识到科学探索过程中的艰辛。学生活动：讨论谁有权利知道基因检测的结果。设置了多个讨论题，供学生活动，从而使学生更深入地理解人类基因组计划的意义，加深对前面知识的理解。 《遗传病与人类未来》这的第一个内容以苯丙酮尿症和蚕豆病为例，说明了基因是否有害与环境有关，这个内容与前面的所学的基因的表达，以及基因型与表现型之间的关系有关。第二个内容主要是组织学生讨论选择放松对人类未来的影响，要应用到学生前面所学的遗传基本定律和来进行教学。 二、学情分析： 关于基因治疗和人类基因组计划是目前科学界的热门话题，学生已从电视或各种媒体中有所了解，并且通过本章以上几节内容的学习，学生在第一册中已学习了病毒、细菌、淋巴细胞等细胞结构的特点，通过第二册的学习，已掌握了有关组成基因的碱基序列、性状及基因控制性状等知识，为本章内容的学习打下了基础。但是学生对从根本上治疗疾病措施——基因治疗的具体步骤不是很清楚。 关于遗传病与人类未来，学生已经在前面学过有关基因的表达，基因型与表现型之间的关系，生物进化论中的遗传平衡定律讨论起来难度不是很大。 三、教学目标： 1．知识目标：知道基因治疗的概念，理解基因治疗的基本方法和基本程序。了解人类基因组计划的内容、过程、意义及实施的艰巨性，学会利用互联网收集有关人类基因组计划的信息资料。探讨基因检测可能带来的影响，理性思考科学进步的意义与价值。举例说出基因是否有害与环境因素有关，说出隐性遗传病选择放松对未来的影响。 2．能力目标：通过对SCID病基因治疗图的分析，提高学生识图能力。培养学生利用互联网搜集信息资料的能力、表达能力、语言组织能力和团队合作能力。通过探讨基因检测对社会带来的一系列问题和遗传病选择放松对未来的影响，培养学生分析判断能力。通过讨论一进是否有害与环境因素的关系，培养学生的逻辑辨正思维。 3．情感目标：正确认识人类基因组计划的艰巨性，激发学生探求生命科学奥秘的兴趣。培养科学态度及勇于探索、克服困难等科学素养，提高学生创新意识。 四、重点难点： 1．教学重点：基因治疗的方法和基因是否有害与环境有关，可以通过例举开展教学活动。 2．教学难点：一是隐性遗传病选择放松对未来的影响，可以通过实例分析组织教学，