第一篇：霉菌的基因工程技术

霉菌的基因工程技术

课程：食品生物技术 专业： 班级： 学号： 姓名：

完成时间：202_ 年5月26日

霉菌的基因工程技术

摘要：霉菌在自然界中分布广泛，与人们的日常生活极为密切。自从弗莱明发现青霉素以来，国内外对霉菌的研究引起众多学者的关注，本文对目前霉菌的应用现状作一综述，并介绍了利用基因工程改良霉菌菌种常用的几种方法。

关键词：霉菌 基因工程 菌种改良 应用

0前言

霉菌是能引起物种霉变的丝状真菌的统称，是真菌的一部分。凡是生长在培养基上呈绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的菌落，都称之为霉菌。霉菌在自然界中分布非常广泛，与人们的日常生活极为密切，用途很多，如用于传统的酿酒、制酱和制作副食品及其他的发酵食品，并可从中提取药物、色素等。总之霉菌在农业、纺织、食品、医药、皮革及促进自然界的物质循环等方面都起着极为重要的作用。当然它对人类也有有害的方面，如可使人、畜、农作物患病，使食品、纺织品霉变等。1霉菌的应用 1.1抗生素

抗生素是微生物在代谢过程中产生的能选择性地抑制其它种微生物生长和活动，甚至杀灭它种微生物的生物活性物质。随着青霉素的发现和由此研制而成的多种抗生素使人类得以治愈传染病、有效地控制传染病的流行。除了青霉素，还有许多抗生素来源于霉菌，例如灰黄霉素、头孢霉素等。1.2 生物农药

自然界中有很多生物合成的天然物质具有农药功能，提取其有效成分加工为农药应用,这是制取生物农药的主要途径。目前包括我国在内的许多国家还大量应用化学农药，已普遍导致了对环境的污染，致使农产品安全卫生问题严重，品种下降，并频繁危及人类身体健康。生物农药有以下几个优点:能有效的控制害虫，不杀伤天敌，不破坏生态平衡，不污染环境，因而有广阔的开发前景。目前从霉菌着手寻找生物农药的研究也很深入广泛，例如：木霉菌是一类具有广谱性、拮抗性生物防治菌。1.3天然色素

食品及化妆品生产领域中都离不开色素，但多使用化学合成色素，其毒性问题已逐步引起人们的关注，国内外在其用量及使用范围方面均有限制。从生物中提取的天然食用色素无毒性，食用安全性好，但大多数因原料来源少，价格高限制了其广泛应

用。目前用霉菌生产色素的例子也很多，例如:红曲霉菌，是用于提取色素最多的霉菌，中国利用红曲已有上千年的历史，用于红腐乳、酒类和其他食品中。1.4抗肿瘤

在霉菌发酵产物中还发现有能抑制缺氧信号传递的小分子物质，很多类型的人类肿瘤细胞都处在严重缺氧的状态下，它们为了生存，建立了一系列的级联反应来缓解缺氧。Pladienolides是一类由普拉特链霉菌 Mer2 11107发酵产生的大环内酯类抗生素，可抑制肿瘤细胞生长和缺氧信号传递，它在小鼠异种皮移植入肿瘤的模型中表现出了强大的抗肿瘤效果。可见它有望成为新型的抗肿瘤药物。1.5具有特殊活性的酶

木霉菌能产生纤维素酶，它可直接作用于纤维素使其断裂分解为低分子的化合物及葡萄糖等被动物所利用，另一方面，纤维素酶可使粗纤维素分解从而可使更多的植物细胞内容物分离出来，提高了这些营养物质的消化率。此外，木霉菌还可产生半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酶，这些酶的共同作用可提高对碳水化合物、蛋白质和矿物质的消化吸收率，促进吸收[1]。1.6食品发酵

腐乳是我国独特的传统发酵食品之一，系用豆腐坯经毛霉菌培养酿制而成。毛霉菌种的质量好坏关系到腐乳的形状、色泽滋味及理化质量，目前经过菌种选育，已获得一株生长快速、菌丝旺盛、蛋白酶活性强的毛霉菌株，用它制成的接种剂可用于腐乳和腊八生产，其产品质量优良、稳定[2]。此外，常用于腐乳的霉菌还有黑根霉、米曲霉、红曲霉等[3]。2基因工程

2.1基因工程的涵义

用酶学方法，将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组子DNA导入宿体细胞，使异源基因在宿体细胞中复制表达，从而达到改造生物品种或性状，大量生产出人类所需要的生物品种和产物。[4]2.2基因工程操作的主要步骤：

（1）采用cDNA文库人工合成或PCR扩增，分离制取目的基因片段（2）采用核酸限制性内切酶Ⅱ同时剪切目的基因和克隆载体

（3）在T1DNA连接酶的作用下将目的基因与基因载体连接而成重组DNA（4）把重组DNA分子导入受体细胞，并在一起扩增而成克隆子（5）标记分析和筛选出获得重组DNA分子的克隆受体细胞

（6）进一步了扩增、转化、表达，最终生成新的优良性状的菌种或人类所需要的产品

2.3基因工程的工具酶

酶在基因工程操作中是不可缺少的工具，在基因工程中应用的酶统称为工具酶。要取得所需的目的基因DNA并与载体DNA连接在一起形成DNA重组体，首先要提供限制性内切酶和DNA连接酶。此外，还有其他工具酶，如T1多聚核苷酸激酶、碱性磷酸酯酶、核酸酶S1、反向转录酶和末端脱氧核苷酸转移酶等。到目前为止，常用的工具酶已有3000多种。2.4基因工程的载体

目前，在基因工程中应用的基因载体主要是质粒、病毒和噬菌体。载体的具备以下几个性能：

（1）分子较小，可携带比较大的ＤＮＡ片段。

（2）能独立于染色体而进行自主复制并且是高效的复制。

（3）要有尽可能多种限制酶的切割位点，但每一种限制酶又要最少的切割位点。（4）有适合的标记，易于选择。

（5）有时还要求载体要能启动外源基因进行转录及表达，并且尽可能是高效的表达。

（6）从安全角度考虑，要求载体不能随便转移，仅限于在某些实验室内特殊菌种内才可复制等等。3霉菌的基因工程改良 3.1目的基因的制备

3.1.1限制酶法 用限制性内切酶消化含有目的基因的外源，使其获得目的基因,并使之产生粘性或平头末端 ,以与载体连接。限制酶有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型,常用的为Ⅱ型酶 ,因为它有特异性识别位点 ,切口有规律 ,只要有镁离子即可激活,且效率极高。

3.1.2cDNA法 由于真核生物的基因中含有非编码间隔区 ,在原核生物中无法正常表达 ,必须除去内含子。mRNA是经转 录加工过 的RNA,无内含子 ,在反转录酶下,以mRNA为模板合成出互补DNA再加上接头,即可与载体连接。

3.1.3 PCR扩增技术实际是体外DNA合成放大技术。其基本原理是依据细胞分裂中DNA合成半保留机制，及在体外DNA分子于同温度下双链和单链可以互相转变的性质 ,人为控制体外合成系统的温度,使双链变成单链。单链DNA和人工引物退火。以

及在dNTP存在下 ,耐高温的DNA 聚合酶使引物沿单链模板延升双链DNA高温变性,低温退火,适温延升等三步循环使DNA 扩增。

3.1.4鸟枪法 鸟枪法实质上是采用基因工程手段把染色体DNA用限制性内切酶切割，将所有的片段都连接到某种载体上，转入大肠杆菌中增值。再用适当方法来筛选含该基因的重组体菌落，从重组体细菌提取DNA，经酶切后即可制取该基因。对真核细胞基因，因酶切后形成大小不等的成千上万DNA片段，若采用此法则难于筛选出所需要的基因。因此，可采用凝胶电泳、密度梯度离心法或液相层析等方法。先把DNA片段按大小分成几个组，然后，在采用鸟枪法分离目的基因。

3.2选择适当的载体 载体是用于传递外源DNA序列进人宿主细胞,其本身也为DNA分子。

合适的载体有如下要求：必须能 自我复制。有可克隆位点 ,供外源DNA插人。有可供选择的遗传标记 ,如抗药性基因、酶基因、营养缺陷型等。载体应尽量小 ,抗剪切力。表达型载体应具备与宿住基因相应的启动子、增强子、前导序列。常用的载体有：质粒载体、入噬菌体、粘粒、丝状噬菌体、病毒载体、酵母人工染色体卡粒载体。

3.3目的基因的体外重组

目的基因的体外重组即将带有切口的载体与所获得的目的基因连接起来，得到重新组合后的DNA分子。重组有如下方法：:粘粒末端法 ,且常用双标记法。平头末端连接法 ,用T4DNA连接法。人工接头法,其大小应为8─12bp。用同聚物接尾法 ,常用cDNA法。

3.3.1粘性末端连接法：当载体DNA和目的基因均用同一种限制酶进行切断时，二者即可带有相同的粘性末端。如将载体与目的基因混合在一起，二者即可通过粘性末端进行互补粘合，再加入DNA连接酶，即可封闭其缺口，得到重组体。较少的情况下，对产生的平端也可直接进行连接。

3.3.2人工接尾法：即同聚物加尾连接法。当载体和目的基因无法采用同一种限制酶进行切断，无法得到相同得粘性末端时，采用此方法。首先使用单链核酸酶将粘性末端切平，再在末端核苷酸转移酶的催化下，将脱氧核糖核苷酸添加于载体或目的基因的3'-端，如载体上添加一段polyG，则可在目的基因上添加一段polyC，故二者即可通过碱基互补进行粘合，再由DNA连接酶连接。

3.3.3人工接头连接法：将人工连接器（即一段含有多种限制酶切点的DNA片段）连接到载体和目的基因上，即有可能使用同一种限制酶对载体和目的基因进行切断，得到可以互补的粘性末端。3.4重组DNA导入宿主细胞

重组子构建后 ,必须送人宿主细胞使之发挥作用 ,常用物理方法、化学方法和生物方法。其一般过程为：

（1）将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通透性。（2）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。

（3）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。3.4.1物理方法

3.4.1.1基因枪法 该方法是利用一种物理仪器装置，将钨、金等金属微粒加速冲击细胞，把细胞击孔，使目的基因进入受体。

3.4.1.2电激法 是利用高压电脉冲的作用对原生质体或细胞击出微孔而使基因转移的一种新方法。

3.4.1.3激光微束法，此方法是利用直径很小、能量很高的激光微束引起细胞膜可逆性穿孔的原理，在荧光显微镜下找出合适的细胞，然后用激光光源代替荧光光源，聚焦后发出激光微束脉冲，造成膜穿孔，处于细胞周围的外源DNA分子随之进入细胞。

3.1.4.4超声波法基本原理：是利用低声强脉冲超声波的物理作用，击穿细胞膜造成通道，使外源DNA进入细胞。3.4.2化学方法

3.4.2.1PEG法(聚乙二醇)PEG是细胞融合剂，它可以使细胞膜之间或DNA与膜之间形成分子桥，促使相互之间的接触和粘连；还可以引起膜表面电荷的紊乱，干扰细胞间的识别，从而有利于细胞膜之间的融合和外源DNA进入原生质体。

3.4.2.2脂质体法

脂质体是由人工构建的磷脂双分子层组成的膜结构，可将DNA包在其内，并通过脂质体与原生质体的融合或由于原生质体的吞噬过程，把外源DNA转运到细胞内。3.4.3生物方法

3.4.3.1转化 以质粒作载体构建的重组体导入受体细胞的过程 3.4.3.2转染 以病毒作载体构建的重组体导入受体细胞的过程 3.4.3.3转导 以噬菌体作载体构建的重组体导入受体细胞的过程 3.5重组DNA的筛选与鉴定

基因工程的最终目的是通过载体将外源基因导入合适的宿主细胞中高效表达，产生有重要价值的蛋白质产品。

3.5.1克隆基因表达有三个条件： ⑴ 基因的编码区不能被插入序列中断

⑵ 基因转录要有启动子，而启动子必须能被宿主细胞的RNA聚合酶有效地识别 ⑶ mRNA必须相当稳定，并有效地被翻译，产生的外源蛋白质必须不为宿主细胞的蛋白酶所降解。

3.5.2筛选含重组体的阳性菌落的方法：平板筛选、限制酶切图谱筛选、PCR筛选重组体、原位杂交技术。

3.5.2.1平板筛选

平板筛选是指利用载体的遗传性标记在平板上直接筛选的方法。具有抗药性标记的载体，转化宿主细胞后，能在含抗生素的培养平板上生长；未转化的则不能生长。

(1)插入失活 当外源DNA序列插入质粒中某一抗药基因内，使该基因失活，转化细胞就不能生长在含相应抗生素的培养平板上。

(2)蓝-白筛选 利用蓝色化合物的形成作为指示剂，筛选带重组质粒的细菌。当外源片段插入到pBS质粒的多克隆位点上后会导致读码框架改变,表达蛋白失活,产生的氨基酸片段失去α-互补能力,含重组质粒的转化子在生色诱导培养基上只能形成白色菌落。而没有重组质粒的转化子产生α-互补，在生色底物X-gal(5-溴-4氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)下存在下被IPTG(异丙基硫-β-D-半乳糖苷)诱导形成蓝色菌落。

3.5.2.2原位杂交技术

原位杂交技术的基本原理是利用核酸分子单链之间有互补的碱基序列，将有放射性或非放射性的外源核酸(即探针)与组织、细胞或染色体上待测DNA或RNA互补配对，结合成专一的核酸杂交分子，经一定的检测手段将待测核酸在组织、细胞或染色体上的位置显示出来。

3.5.2.3限制酶切图谱筛选

所谓的限制性酶切图谱法就是对载体上插入的外源DNA片段进行酶切图谱分析，并以此与目的基因的已知图谱对比，因此利用这种方法不仅能区分重组子与非重组子，而且还能鉴定目的重组子。但这种方法在用于数千规模的转化子筛选时，工作量极大，实验成本也高。

4用基因工程获得抗生素高产菌株的实例

青霉素G酞化酶活力的提高[5] 青霉素G酞化酶可把青霉素G转化为 6一APA,它是新合成或半合成青霉素的有用原料 ,在抗生素工业中有着重要作用 ,因大肠杆 菌ATC-CL105菌株可产生青霉素G酞化酶,可将这种酶基因连接于一个多拷贝质粒载体上 ,通过基因测量应提高青霉素G酞化酶活力水平,用装配型质粒克隆系统进行青霉素G酞化酶基因的克隆,ATC-CL105菌株DNA用 ΗindⅢ切开并插人装配型质粒上 ,得到由3000个克隆组成的ATC-CL105的基因文库,克隆带有青霉素G酞化酶基因被生物测试系统选得 ,文库的单菌落涂布于含有青霉素G和一株对6一APA敏感的粘质少母氏菌菌株的软琼脂上,产生青霉G酞化酶的克隆通过对敏感性测试菌抑制 圈来识别 ,筛选文库中的 10000个菌落,获得一个阳性克隆,把亚克隆青霉素G酞化酶基因转移于PBR322质粒上,该质粒在每个细胞中扩增约50个拷贝,但酞化酶只增产6倍,大肠杆菌中PBR322质粒上的克隆青霉素G酞化酶基因在发酵条件下使用相当稳定。

参考文献：

[1]吴裕本,林潘平.某些木霉菌株的产酶高峰及其纤维素酶制剂饲喂兔的试验〔J〕.福建农业大学学报 1994, 23(3)[2]邓芳席,刘素纯.腐乳毛霉菌种选育及产酶条件研究〔J.湖南农学院学报 1995,21(1)[3] 潭周进,喻科,李仲强,等.霉菌腐乳品质的影响因素研究〔J.食品与机械 202_，(2)[4]彭志英主编.食品生物技术导论.北京:中国轻工业出版社，202_，（9）[5]王狱 ,方金瑞 ·抗生素 科学 出版社1988,220-111,

第二篇：基因工程技术应用综述

综述

----基因工程技术应用

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。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。

关键词:基因工程技术；现状；发展；应用；存在问题

基因工程应用于植物方面从20世纪80年代每个科学家获得第一株转基因植物到现在的十

几年时间内，农业生物技术的发展日新月异，大量的转基因植物进入了大田试验，有不少转

基因作物被批准进入商品化生产。农业生物技术的研究主要集中在美国、加拿大和欧洲的一

些发达国家以及南美和亚洲的一些国家。从1987年到1999年1月，美国共批准 4779 项基

因工程作物进入大田试验。从基因工程作物大田试验的种类来看，试验次数最多的是抗除草

剂的基因作物，其次是抗病虫害的农作物；从作物品种来看，已经进入大规模测试的农作物

有玉米、土豆、番茄、大豆、棉花、瓜类，水稻、小麦等已进入中型规模的大田 试验。至 1999

年，转基因玉米、番茄、土豆、棉花、大豆等均已批准进入市场。据统计，全球消费的农

产品中，大豆的 60%、棉花的 40%、玉米的 30%都是经 过基因工程改造过农业领域是目前

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。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，大大提高了营养价值，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基因工程应用于医药方面。以基因工程药物为主导的基因工

程应基因工程应用于医药方面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.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、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。也有人把 Bt 蛋白基因、球形芽孢杆菌表达成功。它能钉死蚊虫与害虫，而对人畜无害，不污染环境。现已开发出的基因工程菌有净化农药的 DDT 的细菌、降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中的 TNT 炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物(铅、汞、镉等)的基因工程菌及植物等。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。

前景展望。由于基因工程运用 DNA 分子重组技术，能够按照人们预设的前景展望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。我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。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。

我国基因技术发展中存在的问题

1、研究开发的产品跟踪和模仿国外的多，自己创新的少。我国的生物技术主要是跟踪国外而发展起来的，基本上是国外研究开发什么，我们也研究开发什么，因此很少有创新产品。这种状况在新药研制中尤为突出。

2、尚未形成社会化发展格局。在讨论生物技术产业发展时，很多人已注意到了所面临的国际化问题，但却很少注意社会化问题。由于缺乏社会化的意识和氛围，以及其他各种各样的原因，我国新兴的一些生物技术企业，不少是从研究开发到生产销售一条道走到底，做得非常辛苦。事实上，由研究到产品销售，这中间有许多环节都是可以社会化的。

3、一哄而起、重复研究、重复建设的现象大量存在，导致研究力量十分分散。现在国内搞农业生物技术研究的单位很多，有农业科学院系统、中科院系统、高校系统，还地方单位等，但大多数是低水平重复。

4、是缺乏产业化的接轨机制。国外的经验表明，高新技术只有通过资本市场的商业运作才能加速它的产业化进程。而国内很少有公司参与基因技术的研究与成果转化，使基因成果的研究与开发受到很大影响。

5、软件建设与硬件不配套，导致资源的效益得不到充分的发挥。企业的软件主要有两个方面，一是各种管理规范，二是人员的素质，二者缺一不可。生物制药作为高技术产业，不仅对硬件设备的要求高，对软件的要求更高。我国目前的现状是先进的仪器设备大多从国外进口，而人员及由人员制订的规章制度却是土生土长的，二者不配套的直接后果就是产品质量稳定性差，硬件资源浪费严重。

参考文献:1楼士林，杨盛昌，龙敏南，等.基因工程[M].北京：科学出 版社，202_.2李庆军，董艳桐，施冰.植物抗虫基因的研究进展[J].林业科技,2002CHU Qi-ren, CAO Hua-xin, FAN Hui-qin, et al..Preliminary report on transienexpression of gus gene in transgene rice protoplast-derived calli via PEG-mediated DNA transformation［J］.shanghai nongye xue bao,1995

4.（日）内宫博文编著；孙崇荣，李育庆译 :1987植物基因工程技术, 1987

5.基因克隆技术在制药中的应用, 202_

6.丁勇等编著基因工程与农业1994.07

第三篇：基因工程技术是把双刃剑

《生命科学奥秘》论文

题

目 基因工程技术是把双刃剑

学

院

计算机与信息科学学院 专

业

自动化（控制方向）

年

级

202_ 级

学

号

*** 姓

名

杨雷

指 导 教 师

刘文明

成 绩

202_年5月24日

基因工程技术是把双刃剑

杨雷

西南大学计算机与信息科学学院，重庆 400715

摘 要：

基因工程技术，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。

生物学家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，组成分为DNA。DNA含有四种碱基（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？

关键词：基因工程；人类基因组计划；环境破坏；生物技术；利弊

【正文】

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（somatic cell）或生殖细胞（germ-line cell）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（bubble-boy disease），患病婴幼童因为腺脱胺（adenosine deaminase）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（retrovirus），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。

另一种较便捷的治疗法亦在实验中，纤维性囊肿（cystic fibrosis）在英国平均每两千人中就有一人罹患此症。病人无法制造形成细胞膜氯离子通道的蛋白。此蛋白分布于分泌性细胞的胞膜上，控制氯离子的运输，使黏液畅通。病人体内因缺乏此蛋白，体内浓黏液堆积阻塞肺部通道，甚至发炎死亡。为了治疗此病，目前正在发展新方法，将正常基因加入雾状喷剂中，病人可借着吸入喷剂，使基因进入肺细胞产生蛋白，达到治疗目的。

四．农林渔牧的应用——生态环保的顾虑

目前全世界正重视发展永续性农业（sustainable agriculture），希望农业除了具有经济效益，还要生生不息，不破坏生态环境。基因工程正可帮忙解决这类问题。基因工程可以改良农粮作物的营养成分或增强抗病抗虫特性。可以增加畜禽类的生长速率、牛羊的泌乳量、改良肉质及脂肪含量等。

英国爱丁堡科学家已经可以使绵羊分泌含有人类抗胰蛋白（α-1-antitryspin）的羊奶。抗胰蛋白可以治疗遗传性肺气肿，价格很昂贵。若以后能由羊奶大量制造，将变得很便宜。但是目前以基因工程开发培育基因转殖绵羊的过程，仍是很费时费钱的。

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自野生黑麦的基因。农人早在基因工程技术发明以前，就知道将基因由一种生物转移至另一生物。传统的育种也可大量提高产量。但是传统的育种过程缓慢，结果常常难以预料。基因工程可选择特定基因送入生物体内，大大提高育种效率，更可把基因送入分类上相差很远的生物，这是传统的育种做不到的。不久，在美国即将有基因工程培育出来的西红柿要上市了。这种西红柿含有反意基因（antisense gene），能使西红柿成熟时不会变软易烂。

基因工程也生产抗病抗虫作物，使作物本身制造出“杀虫剂”。如此农夫就不需费力喷洒农药，使我们有健康的生活环境。也可培育出抗旱耐盐作物以适合生长在恶劣的环境下，如此可克服第三世界的粮食短缺问题。但是，会产生“杀虫剂”的作物，也可能对大环境有害，它们或许会杀死不可预期的益虫，影响昆虫生态的平衡。在高盐的沼泽地种植基因工程育成的作物，可能会干扰了生态系统。假如热带作物改造得可以于温带地区生长，可能会严重伤害开发中国家的经济，因为农作物水果的输出是他们的主要收入。最近更逐渐发现危害作物的害虫，已经慢慢地演化，以抵抗基因转殖作物所产生的「杀虫剂」了。基因工程培育的鱼，也引起一连串的问题。目前已送两个基因到鲤鱼中，一是生长激素，一是抗冻蛋白（antifreeze protein）。若有人不小心或刻意地把这些鱼放入自然环境的河、湖中，将会严重影响自然界的鱼群生态。

五．基因转殖动物——爱护动物人士的关切

基因转殖动物对于生物医学研究，真是一大恩赐。科学家现在可将基因送入实验室的老鼠，以研究基因的表达调控功能。也可以把实验动物的某个基因刻意破坏，培育出患有类似人类遗传疾病的动物，以利治疗方法的探讨。美国一家公司已经培育出一种基因转殖老鼠，它在数个月大时会长出癌瘤，此项发明正在申请专利。但是爱护动物人士已表示严重关切，他们认为应该限制基因工程技术如此折磨虐待实验动物。

（注：基因工程的应用并不只有以上部分，我只对以上部分发表个人观点。）

【结语】

不久的将来，基因工程技术仍只限于转殖少数的基因，如此培育出来的生物仍将是我们熟悉的生物。但是有很多疾病及生物特征是由多数基因决定的，而且基因常常不是独立行使功能，它们会受环境的影响。譬如一组基因会造成某人罹患气喘，但症状受生活的环境影响很大。一个人罹患糖尿病的机率，也与环境因子（饮食条件）息息相关。一个天才钢琴家的音乐天赋包括听力及灵敏的双手巧妙地配合，这跟他的遗传基因、童年音乐的启发、生活环境等都有关连。所以我们在还未了解基因与环境因子的互动关系前，还不能奢望创造出具有超高智商的人，或是利用基因筛检法筛选出具有特殊天赋的孩子。

21世纪是基因工程技术蓬勃发展的时代，基因工程的兴起是生物革命的必然结果，尽管基因工程的隐忧及争论众说纷纭，日太爽了但其给人带来的好处是显而易见的。希望随着生物界的不断发展，使基因工程的安全性得到保证，让人们在生活的各个方面都能感受基因工程给人类带来的利益。

参考文献：

[1]: 吴能表.生命伦理学.重庆:西南师范大学出版社,202_-11 [2]: 张惠展.基因工程概论.上海：华东理工大学出版，1999.12

第四篇：对基因工程技术的观点综述

全日制本科生课程论文

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题目：对基因工程及转基因技术的认识和看法

学院： 生命科学学院

课程名称：基因工程原理与方法 202_级 学生姓名：赵秋毅学号： 20120513133 指导教师：王林玲职称： 副教授

202_年 6月 20 日 对基因工程及转基因技术的认识和看法

生命科学学院生物科学（师范）专业 202_级 赵秋毅

指导教师 王林玲

摘要：基因工程作为一项综合性生物技术已经成为了现代生物技术的核心和基础，并且已经广泛渗透到其他学科领域，深刻影响着整个生命的研究与发展，成为当今科学领域最具影响力的技术之一。但是关于基因工程和转基因技术，仍然具有很多的争议，本文努力从中立的角度来说明基因工程与转基因技术的现状及优缺点，并对基因工程的发展做出展望。

关键词：基因工程现状优缺点前景 基因工程是什么

1.1基因工程的定义

基因克隆（genecloning）与基因工程（geneticengineering）：在分子生物学上，人们把将外源DNA插入具有复制能力的载体DNA中，转入宿主细胞，使之得以永久保存和复制这种过程称为基因克隆。基因工程或重组DNA技术则侧重于验证上述过程所获得遗传物质新组合在宿主细胞内的表达与功能鉴定。[1]然而这个定义并不很完善。在查阅了一些资料以后，加上自己对基因工程原理及方法这门课的自我认识，综合而言，基因工程是指：利用重组技术，在体外通过人工剪切和拼接等方法，对各种生物的基因（核酸）进行改造和重新组合，然后导入微生物或真核细胞内进行无性繁殖，使重组基因在细胞内表达，产生出人类需要的基因产物，或者改造、创新新的生物类型。[2]

1.2基因工程的基本步骤：

基因工程技术自诞生以来已经取得了巨大的成就，特别是一些现代技术和先进仪器的不断涌现，进一步推动了基因工程技术的发展，但一个完整的、用于生产目的基因的基因工程

第五篇：基因工程技术的现状和前景发展论文（范文）

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。

关键词:基因工程技术；前景；现状

一、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。

二、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。

三、基因工程应用于环保方面

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。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。

四、前景展望

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。我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。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。参考文献: [1]楼士林，杨盛昌，龙敏南，等.基因工程[M].北京：科学出版社，202_.[2]李庆军，董艳桐，施冰.植物抗虫基因的研究进展[J].林业科技，202_，27(2)：22 26.西南科技大学

基

因

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论

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专业：生物工程 班级：09级2班

姓名：于李 学号：20093511 电话：***