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基因工程技术对人类的影响

基因工程技术对人类的影响
基因工程技术对人类的影响

基因工程技术对人类的影响

基因工程的兴起,是二十世纪科学技术最具革命性的成就之一,开创了人类认识自然、改造自然的新纪元。1996年诺贝尔奖获得者、莱斯大学的化学家罗伯特?柯尔说:“本世纪是物理学和化学的世纪,但下个世纪显然将是生物学的世纪。”随着“人类基因组计划”的初步完成,及其基因工程操作技术的不断完善,人类在基因领域已经取得了巨大的进步,基因工程技术正在以令人目不暇接的速度和不可思议的方式改变着这个世界,已经或即将对人类社会产生重大影响。

基因工程在其产生的短短30多年时间,已经发展到了相当成熟的地步。其应用范围之广、应用领域之多,已渗入到社会生活的方方面面。

1. 基因工程对医疗领域的影响

随着人类对基因研究的不断深入,分子医学的新时代已经开始显现。这个新时代的特点不是治疗疾病的症状,而是寻找引起疾病的根本原因。医学研究人员还将能够根据新的药物和免疫疗法技术,设计新的治疗机制、避开可能引发疾病的环境条件、通过基因疗法更换出现缺损的基因。

人类基因工程研究取得的技术成果和资源已开始对生物医学研究产生深刻的影响,并将给更广泛的生物学研究和临床医学带来革命。越来越详细的基因组图谱的绘制完成,有助于研究人员寻找诸如脆弱的X综合征、1型和2型神经纤维瘤、遗传性结肠癌,阿耳茨海默氏症和家族乳腺癌等几十种与遗传疾病有关的基因。目前,已发现的遗传病有7746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。

基因诊断是基因工程技术在医学上的一项重要应用。它是指用基因工程的技术方法,将正常的基因转入病患者的细胞中,以取代病变基因,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。

第一例基因治疗是美国在1990年进行的。当时,两个4岁和9岁的小女孩由于体内腺苷脱氨酶缺乏而患了严重的联合免疫缺陷症。科学家对她们进行了基因治疗并取得了成功。这一开创性的工作标志着基因治疗已经从实验研究过渡到临床实验。1991年,我国首例B型血友病的基因治疗临床实验也获得了成功。

同时,基因工程技术在药物研究中的应用,带来了无与伦比的社会价值和经济价值。利用基因工程技术生产临床治疗中非常有价值的活性多肽,不仅解决了来源困难的问题,降低了生产成本,而且可以利用在体外操作基因的优点,制造出更有效、副作用更少的药品。除此之外,基因疫苗也是医学界又一重大突破。传统的免疫方法一般是用去毒或低毒的病源微生物的抗原免疫人体,使人体产生抗体以抵抗疾病。但是,这种传统的免疫方法可能因为其抗原蛋白的毒性而对人体有害。现阶段发展起来的DNA疫苗则突破了这一缺陷,它是将能表达外源抗原蛋白的质粒DNA或其它形式的DNA注入机体后,产生对人体无危害或危害极低的抗原蛋白,令机体产生细胞免疫或体液免疫,抵抗外源微生物的侵害。而且DNA疫苗相对较稳定,成本低,使用方便,作用时间也长,所以,DNA疫苗已广泛在临床上使用。目前正在研制的DNA疫苗有甲肝、乙肝疫苗、以及抗艾滋病病毒的疫苗等。

除基因工程药物和疫苗之外,人们还正设法通过基因工程技术来改造一些动物(如猪)的器官,使其不被人体排斥,以便用于移植。目前,许多需要进行器官移植的病人在排队等待器官时丧失了生命,而且费用昂贵,基因工程器官若能成功的话,将给这些患者带来福音。

现在科学家们的研究已经取得令人欣喜的成绩。

所以,这些技术在医学的应用将在很大程度上改善人类健康状况,对增强人类体质,延长寿命起到重大作用。

2. 基因工程对农业现代化的影响

基因的研究成果为绿色革命奠定了理论基础,基因工程技术由此进入一个崭新的时代。许多科学家认为,基因工程技术能够把发展中国家的农业生产率提高25%,并且帮助防止作物收割后遭受损失。现代生物技术最伟大的成果之一就是转基因食品的迅速发展,其中最重要原因是它为解决全球性的粮食危机问题提供了有效的办法。这是世界各国经济可持续发展战略的要求。

基因工程为打破物种界限、定向改良作物提供了有力的工具。转基因作物的应用、推广,为解决人类面临的粮食问题提供了希望,并可望为人类提供更多、更好、更理想的农产品。据预测,到2020年,世界人口将从现在的60亿增加到80亿,对粮食的需求量至少增加40%。现有耕地的生产力很难满足人口激增的需求。只有通过农业的生物技术革命才是解决全球粮食问题的最佳方法。转基因作物通过增加作物的抗虫能力、耐高寒、抗高温、耐盐碱、抗倒伏、抗除草剂的能力等,来提高单位面积的产量,从而解决日益膨胀的地球人的吃饭问题。同时,转基因作物还可以增加食物的种类,改进食品的营养、味道和外观,延长货架期等等。因此,通过转基因所生产的作物,能极大地满足人们日益增长的物质需要,丰富了生物品种的多样性,从而会创造出巨大的经济效益和社会效益。

自从20世纪80年代第一个转基因植物实验成功以来,在短短20年的时间里,转基因技术在植物品种改良的研究方面取得了重要进展。例如,普通西红柿在收获和运输过程中很容易发生软化而腐烂,研究发现这种软化过程受一种酶控制。科学家按照该酶的基因序列设计出它的反义RNA基因,并转入西红柿,从而抑制了这种酶的软化作用,使西红柿的成熟过程延缓,有利于运输和保存。基因工程西红柿也是第一个批准商业化的基因工程农作物。再如,农业上的一种著名的微生物杀虫剂,叫苏云金杆菌,简称BT,在世界上推广应用了半个多世纪。这种细菌之所以能杀灭害虫,是因为它能产生一种叫“伴孢晶体”的大分子蛋白。当某些昆虫吃了喷洒有BT菌粉的作物叶片,伴孢晶体进入昆虫肠道,在肠道碱性条件和酶的作用下降解成毒蛋白片段。毒蛋白片段干扰虫体的正常代谢,使细胞自溶,并引起败血症,最终死亡。应用这一原理,科学家用毒蛋白片段的编码基因导入烟草、棉花、玉米、马铃薯、西红柿、水稻等作物,所形成的转基因作物都能产生BT毒蛋白,使植株本身能够自动杀灭害虫,而用不着再喷洒农药。

除此之外,科学家还培育出多种具有特殊功能的基因工程作物,如抗除草剂的大豆、玉米、油菜;抗某些病毒的马铃薯、油菜、大豆、木瓜和西葫芦。这些转基因作物在美国都已通过审批成为商品。至今,美国FDA公布的被批准的转基因作物品种有近50种。

转基因动物是世界各国研究的另一热点领域。自1983年美国学者把大鼠生长激素基因导入小鼠产生重大突破之后,各国科学家利用转基因技术培育出的体大瘦肉型、产奶产卵多的家畜、家禽屡见不鲜。但由于人们心理和意识方面的原因,转基因动物的产业化进程滞后于其研究水平,至今还没有商品化的转基因动物养殖品种。转基因肉类食品最有希望取得突破的动物是繁殖力较高、胚胎可以在体外发育的鱼类。目前,生长速率快、抗病力强、肉质好的转基因养殖畜禽相继在实验室获得成功。

利用基因工程,可以为人类提供质量更高、数量更多的食品。但目前,对转基因生产出的食品的安全性问题还存在一些不同的看法,这需要继续对转基因食品的研究,以求早日解

决这类问题。但可以坚信,转基因技术进入21世纪农业领域的趋势是无法逆转的。

3. 基因工程对其它领域的影响

在社会分工越来越细,各项科学技术相互渗透、相互联系越来越紧密的今天,基因技术对其它领域科技的发展具有巨大的影响。正如基因工程的先驱者之一辛斯海默所说,这是一项与原子裂变具有同等意义的成就。这一成就已经开始在其它领域应用。例如,在对基因问题的研究过程中,每进一步,对超级计算能力的依赖也会随之愈加强烈;而这反过来也推动了超级计算自身的性能更进一步。基因计算,成为和平时期超级计算机厮杀的新战场。目前的芯片制造工艺已经达到0.1微米,当线宽到达50个硅原子这一理论极限时,我们就会发现IT业的视野终会受到量子力学的左右,这将同蛋白质(几个基因共同作用所引发的天文数字般的组合功效)计算所要考虑的问题惊人的相似。所以,也有人设想,在我们通过超级计算机把蛋白质分子的相互作用和折叠方式搞清楚以后,说不准会研制出一种真正基于蛋白质的超级计算机。果真如此,也许今天的基因研究将是一个质变的起点。

4. 基因工程对社会科学发展的影响

基因工程与通常的研究计划不同,后者似乎仅在应用时才发现与价值问题有关,而基因工程本身就与许多价值问题纠缠在一起。因此,人类基因组计划包含着一个子计划,称为人类基因组计划的伦理、法律和社会影响(ELSI)。基因工程为社会科学发展提出新课题。

基因工程的发展使得原有的伦理道德规范受到冲击,基因工程的生命伦理、生态伦理、基因工程中人的权利问题成为伦理学研究的新领域。

基因工程可能带来的问题

基因工程技术的广泛应用,让人们看到了无限广阔的发展前景。然而,历史和现实表明,任何科学技术都是一把“双刃剑”,在对社会或人类带来财富和幸福的同时,也会给社会、人类带来或多或少的危害。基因工程也不例外。

1. 对人的权利的挑战

基因研究的这一重大突破对个人的基因隐私权带来挑战。隐私权是人类基本权利之一,一个人的隐私被公诸于世,可能对本人造成不可估量的伤害和损失,甚至会影响当事人的正常生活,对社会的稳定和发展一也会带来诸多问题。由于要获得个人的全套基因组非常容易,只需检测一滴血,甚至一根毛发就可以。也就是说,如果有人想要全盘或部分了解你个人版权的基因组内容,简直易如反掌。人们担忧,一旦个人遗传密码被破解和记录在案,那些有基因缺陷的人很有可能遭到歧视。基于利益的考虑,未来的企业老板或保险公司根据基因检测结果而对员工或客户做出差别性待遇,对于在基因上易患癌症、心脏病和其它基因缺陷的人,极有可能在就业、提升、人寿保险和其他选择上遭到拒绝;在爱情、婚姻和社交方面也必然会遇到无法克服的障碍。而且这种基因歧视将使我们的周围出现新的弱势群体,它将使本来就不公平的社会更加缺乏人道。

遗传密码的被滥用还会导致社会和政治事件的发生。由遗传基因引起的种族仇视、性别歧视和年龄歧视也必然会成为更严重的全球性问题。政治野心家、战争狂人、宗教极端分子、恐怖集团和精神变态者,都有可能把遗传密码作为实现其邪恶目的的手段,这种杀人不见血的勾当完全能够在不露声色中进行,其恐怖景象令人不寒而栗。

目前科技发展正成为人类文明的核心,因此,我们对科技成果影响人类文明的方式必须予以高度关注,对其偏离正确方向的可能性必须时刻保持警惕。

2. 长生不老会贬损生命的价值和意义

生与死的问题是生命伦理探讨的重要问题。基因工程中一个基本应用范围就是分析人的老化机理,并提出解决办法。随着人类基因组学的深入研究和基因工程的发展,延长人的寿命也不是没有可能,但所引发的伦理问题也是不能回避的。

科学家预言,凭借破译全盘基因密码,人类将可活上1200岁。人类社会结构中平均年龄的增加,将对整个社会架构将带来严重冲击。通过基因工程技术延长寿命制造出一批长生不老族,这当然是好事。但是,人类寿命的延长将给本已人满为患的地球带来巨大压力,而且寿命延长也会影响到人类自身的繁衍。在未来社会,如果人的寿命是很长很长,甚至可能到了长生不死的地步,那么人类是否还需要繁衍后代,就成了一个不得不考虑的问题。人已经可以自由的生存了,还需要后代做什么?假若仍然需要繁衍后代,新生代与老一代争夺生存空间的斗争就不会停止,甚至可能达到你死我活的地步。这样,人类或许将在“是让自己活得更长还是繁衍后代”问题上做出抉择。

生命的延长或长生不老,同时会导致生命价值的泯灭。生命有限,人生苦短,争分夺秒,不虚度光阴,这种因为生命的短暂而导致对生命崇高价值的追求,成为人类积极进取的内在源泉。但是,如果利用基因工程技术可将生命无限延长,人类还会不会珍爱生命、惜时如金呢?“今日复明日,明日何其多”,反正有的是时间。人之所以对生命崇高价值予以孜孜不倦的追求,在艰难困苦中仍对未来充满信心,就在于生命的短暂,就在于人只有一次生命,如果连这样的一个内在源泉都不存在了,人生单调,目标丧失和生活缺乏意义的状况就会出现。因此,利用基因工程技术延长寿命,“长命千岁”甚至是长生不老,对人类来说未必是好事。

3. 转基因生物对环境的危害

“基因污染”有可能成为人们在21世纪新的忧患。自然界中生物通过有性繁殖使染色体重组而产生基因交换,同样基因工程作物也通过有性繁殖的过程将基因扩散到其他同类作物上,即遗传学上的“基因漂散”。这种人工组合的基因,通过转基因生物扩散到其他栽培生物或自然界野生物种上,并成为后者基因的一部分,这就是“基因污染”。许多研究资料表明,大量种植经遗传改良的植物会导致编码有利性状的转基因转移到这些植物的野生种和近缘种中。令人担忧的是自然界生物被基因污染后将会产生什么样的后果,迄今人类对此还知之甚少。基因漂散的结果可能使某些野生物种从转基因中获得新的性状,如耐寒、抗病、速长等,具有更强的生命力并打破自然界的生态平衡。同样,基因漂散也可能产生新的耐抗生素细菌或新的超级病毒或病害,对生物甚至非生物目标造成伤害,对自然界的生物多样性形成严重威胁。如基因工程玉米的抗除草剂基因已漂散到附近野生的玉蜀黍植物上,基因工程油菜的抗除草剂基因漂散到附近野生的芜菁植物上,其后果是造成了“超级杂草”的出现。又如基因工程BT杀虫植物持续而不可控制地产生大剂量的BT毒蛋白,能大规模地消灭害虫,但同时也伤害了这些害虫的天敌,因为BT毒蛋白同样能影响益虫的繁殖。而且BT毒蛋白可以从植物根部或随叶子进入土壤,其对土壤和水中的无脊椎动物的毒性至少可保持7个月。此外,某些昆虫已经对BT毒蛋白产生抗性。与其它的环境污染相比,基因污染是唯一一种可以不断增殖和扩散的污染,而且极难消除,因此是一种非常特殊又非常危险的污染。目前,培育无繁殖能力,不会与野生种类或相互之间杂交的品种,是解决基因漂散的有效途径。

基因工程的另一应用成果—转基因动植物,可以有效地缓解全球粮食不足的压力。但在生态伦理方面,对环境保护带来的负面影响也是不可能回避的。自然界是一个包含着诸多对立面的动态平衡系统,有着自身的生物链。“一物降一物”,正是生物链的真实写照。但转基因动植物的出现,由于没有天敌的制约,就会破坏原有物种之间的竞争协作关系,扰乱原本

和谐有序的生态环境,甚至会使生态系统受到毁灭性打击。

4. 转基因食品的安全性问题

人类对自身DNA和基因的了解还十分有限,有97%的人类基因由于不知道它们的功能,目前还被认为是“废品”。因此,转基因技术本身还有待发展。食品直接关系到人类的健康,发展基因食品,不仅要解决好技术问题,还必须能被社会接受。基因食品对人体必须无毒无副作用。基因食品缺乏较长时间的安全性试验,已有资料表明,转基因食品可能诱发癌症并传递给下一代以及导致失调,可能需要30年或更长的时间。由于可能产生的生物突变,会在基因食品中产生新的毒素。基因食品还有可能使人体产生过敏反应,其原因是:至今所有基因食品都含有传统食物所没有的新蛋白,如BT毒蛋白,分解除草剂的酶蛋白,抑制西红柿软化的酶蛋白等。人类从未食用过这些蛋白其对人类的近期和远期效应还有很多未知数。近年来,有部分研究者已经发现有些基因食品对人体或动物有明显的过敏反应。人类有一些人群本来就特别容易对部分食物产生过敏,如欧洲历来有10%的病人对进食大豆会引起不适,在最近几年却增加到15%,有可能是由于转基因大豆添加到各种食品中的缘故。此外,科学家对获准在西班牙和美国商业化种植的转基因玉米和棉花的研究指出,转基因作物可能引起脑膜炎和其他新病种。

转基因食品的安全性已经成为一个社会问题,已从单纯的生物遗传学扩大为涉及生态环境、社会伦理甚至政治和国际贸易的焦点问题。

基因工程引发的伦理道德和社会问题,并不是基因工程技术本身所能够解决的,如何引导基因技术朝着有利于人类的方向发展,而将其负面影响减少到最低限度,是摆在我们面前迫切需要研究的重大课题。

从某种角度看,基因工程是人类对遗传机制的碎化,就像人们当初冲破中世纪对人体本身的认识束缚,知道了人体可解剖一样,现在知道了控制个人性状表达的内核DNA也是可以加工的。正在大家欢欣鼓舞时,许多人并没有意识到自己手里将操持的是一种具有类似核弹威力的东西,不论是基因工程可能引起的对整个食物链的草率改变(或者说就是破坏),还是基因优化带来的新的基因歧视问题,以及克隆人引发的新的伦理问题,还有可能引发的使用杀伤力甚至超过核武器的新型生物武器战争,无不是人类将要谨慎面对的。爱因斯坦说过:“科学是一种强有力的工具。怎样应用它,究竟是给人类带来幸福还是带来灾难,全取决于人自身,而不取决于工具。”科学一开始就是一把双刃剑,如果没有人类自身的文明与反思的紧紧跟随,新科学所带来的可能是一场难以预料的大悲剧。历史的经验告诉我们,人类总是在不断摒弃新技术的有害成分,充分对其和平利用的过程中求得人类自身的发展的,所幸我们已经经历了核武器和农药给我们带来的威胁,相信在面对基因工程上,人类将会更加谨慎明智。

基因工程技术刚刚登上历史舞台,就已经展示了它无限广阔的应用前景,它将给人类创造巨大的物质财富,带来丰富的利润。然而,我们也必须有足够的警惕,谨防它破坏生命,给人类和社会造成极大的灾难。因此,人类的任务不仅在于进行基因研究、开发和成果应用,也在于如何用伦理、法律法规研究其成果的应用,以保证基因工程技术朝着有利于人类和社会进步的方向健康发展,相信基因工程技术必将对人类的发展做出其应有的贡献。

By 佚名

基因工程的现状及发展

基因工程的现状及发展 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

基因工程的现状及发展 研究背景: 迄今为止,基因工程还没有用于人体,但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验,并取得了成功。事实上,所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌,其DNA中被插入人类可产生胰岛素的基因,细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力;在美国,大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前,是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点:支持者认为,转基因的农产品更容易生长,也含有更多的营养(甚至药物),有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病;而反对者则认为,在农产品中引入新的基因会产生副作用,尤其是会破坏环境。 目的意义: 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,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。 内容摘要: 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,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,这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计,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,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。 基因工程在20世纪取得了很大的进展,这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物,一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使得动植物具有了原先没有的全新的性状,这引起了一场农业革命。如今,转基因技术已经开始广泛应用,如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑,但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。 成果展示:

我对现代生命科学发展基因工程的了解和认识

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

基因工程技术与应用知识点

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

科技对人类的影响

科技对人类的影响 侦查国保一区 石海波 200920310039 马克思认为,技术是现实生产力,是改造世界的物质力量。科技的状况决定人们利用自然的能力,科技进步促进人类的文化进步,推动历史的前进。在人类的发展历程中,科学技术占据了不可替代的重要地位。古代科技的发明,将人类由野蛮带入文明;近代自然科学的诞生和产业技术革命的兴起,使人类从农业文明社会迈入工业文明社会。随着现代科技的迅猛发展,科学技术在世界经济社会发展中所占的比重越来越大,所起的主导和决定作用也越来越显著。 科学技术的发展使人类不断获得征服自然的新的力量和财富,享受到科技进步带来的种种好处;但也使人类从来没有像今天这样面临着科技的挑战,承担着与现代科技密切相关的令人不堪忍受的沉重的代价,如科学技术的发展,使人类消耗的物质大量增加,排放物增加,造成看环境污染;科学技术强大了军事和国防力量,潜在的战争隐患有可能给地球予毁灭性的破坏;科学技术的高速发展与法制建设的相对滞后,给犯罪分子带来新的犯罪手段和方法等。 一、科技对人类发展产生的积极影响 1、现代科学技术是生产力的新增长点 当今知识经济时代, 特别是随着现代科技革命的发展,现代科学技术发展的新趋势表现出科学技术化、技术科学化、科学技术一体化以及科技与经济社会发展一体化。科学技术可以渗透到新的劳动工具和劳动对象之中, 也可以提高劳动者的技能和科学文化素养, 还可以使生产过程的管理更加科学。最终, 科学技术通过物、人和科学管理的途径进入生产力系统, 并使科技含量成为生产力中的首要因素。 其最突出的表现就是,每一现代科学理论及其相关技术领域的突破,都会带动一批产业的发展。而且, 现代科学技术不只是在个别的科学理论上、个别的生产技术上获得了发展, 而是几乎各门科学技术领域都发生了深刻的变化, 出现了新的飞跃。从国际发展形势来看, 高新技术产业已经成为体现一个国家竞争力的重要先导产业和国民经济发展的新增长点。 2、提高了人们的物质和精神文化生活水平。

基因工程技术的现状和前景发展

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

科技发展与人类未来关系地辩证思考

科技发展与人类未来关系的辩证思考 【摘要】:科学技术对人类社会的巨大推动作用是显而易见的。特别是到了现代,科学技术更是被看做“第一生产力”,成为促进社会发展的最主要推动力量。可是,在我们一味关注科技给我们带来的方便,促进人类社会发展进步作用的同时,如果不善于利用科学技术,它也可能给我们带来巨大的甚至是毁灭性的危害。本文简要分析了科学技术对人类社会的作用和危害,以及我们应该如何应对的问题。 【关键词】:科学技术人类发展可持续发展 科学技术的进步带来的各种发现和发明使人类逐渐强大起来。各种交通工具是脚的功能的延伸,大大拓展了人类的活动范围;望远镜和显微镜是眼睛的延伸,使人类能探测更广阔和更微小的世界,信息技术的进步和网络的完善是嘴巴和耳朵的延伸,使远在千里之外的人们能相互沟通,地球成了一个地球村。诸如此类的成就不仅代表了科学技术所达到的水平,也大大提高了人们的生活质量。激光、微波、电视、计算机、网络、核反应堆,这些东西不再是可有可无的东西,它们充满了人类生活的各个方面。不管我们是否意识到了它们的存在,它们都影响和控制了我们的生活。 人们在享受科学技术带来的巨大好处的同时,也逐渐意识到科学技术是一枚双刃剑。人类在科学技术领域已经不止一次打开“潘多拉的盒子”,引起全球变暖、臭氧层受损、荒漠化加剧、物种灭绝、核武器威胁等问题。就连计算机使用两位数字表达年份也造成困扰世界的“千年难题”,仅仅为了让计算机避免混淆2001年与1901年,一些专家估计全世界就已经付出几千亿美元的代价。 一、科学技术促进人类进步 自人类诞生之日起,科技就伴随着人类的脚步在不断前行。可以说,人类发展的历史,就是伴随着科学技术的产生、发展一步步走过来的历史。人类社会的发展,在很大程度上依靠的就是科学技术的积累和发展。让我们想一下,如果没有科技,人类社会在现在会是一个什么状况。不要说我们不能轻松的通过互联网获取各种信息,不能方便的收看各种电视节目,不能乘坐各种现代化的交通工具,

基因工程的现状与发展趋势

题目:基因工程的现状与发展趋势专业:13食品科学与工程 学号:132701105 姓名:盛英奇 日期:2015/7/1

【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术,经过40多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心内容。生物学成为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;应用;前景;现状 一、墓因工程的原理及研究内容 基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前,人们就发现,世界上生物尽管种类繁多,千姿百态,但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现,生物有遗传和变异的特征,遗传保证了生物种类的延续不断,变异则赋予生物种的进化,保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的,这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质,一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物,如把DNA比喻成长链条,核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异,即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性,使之有利于人类,如水稻、小麦等作物的育种,家禽家畜优良品系的培育等,它是通过动植物父、母本交配繁殖时,生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的,这种交换的概率是人们不能控制的,所以选种的过程较为缓慢,需几年乃至几十年的时间,而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程,则是按照人类的需要,从某种生物体的基因组中,分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段,运用重组DNA技术,对这些DNA片段进行体外操作,把不同来源的基因按照设计的蓝图,重新构成新的基因组(即重组体),再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上,并使其不仅能“安家落户”,而且能“传种接代”,即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中,这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理,故称基因工程,亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、

基因工程的利与弊

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

科技发展与人类未来

浅谈科技发展与人类未来 ——观《逃离克隆岛》有感 初教院小教114 竺丽雯 就影片中展现的场景来说,由于背景是2019年,我们仿佛穿越时空隧道来到了未来,未来的高科技造就了高尚、舒适却枯燥乏味、千篇一律的生活,在我们感慨、羡慕以后便利惬意的同时,也让人不得不反思人类在未来发展的道路上究竟该何去何从。 ——这类影片的确发人深省。 总所周知,科学发展是人类社会的共同诉求,是人类文明演进的必要要求,然而,我们也应该意识到,在物化的当今社会,科学转变为是实践技术的同时(即科学到科技的这个过程中),由于科学家或是机构正在“异化”。我们对自然怀有一种敌意、不敬,由此产生了一种分裂和对抗的情绪。人类心灵深处从前不曾被激发的趋利性、盲目性,在一些世界范围内的实例中完全地展现出来。 从人性上,我们几乎迷失自我、抛却人伦道德,用一种病态的理念、态度妄想支配超越本身能力的东西——为了什么?欲望、财富?!我甚至可以说:人类彼此之间已经没有了完全的相互信任,因为这是一种为了生存不择手段的生物。而这种对高深莫测的科学都毫不敬畏的态度,比什么都可怕。 曾有科学家这样预言:“人类如毁灭,应归咎于自身。” 那么,“人类会自我灭亡”,真的只是一种大胆夸张吗?我不这样认为。 显然,科学技术现在已经人类进步的动力,然而,深藏再这种表象下的,是深深的隐患——科技给人类造成一种不安全感。表面上,我们的生产生活因其而愈加轻松灵便,以便于我们尽早脱离最基本的物质生活而寻求高端享受。但是,当这个速度过快、欲望过强时,这种基本、善意的保障就转变为某些智者的担忧,“超人文”的社会科学造成了人类的“快餐式”生活、破坏了生态平衡、加速了能源枯竭、增加了人性迷障……如果睁大双眼我们就会发现:潜在的危险正在一次次以危机乃至灾难的形式上演……上类无限度的探索、破坏、发展,最终以自然的形式报应在我们身上。 我们倡导“可持续发展”①,但显然,实现它还任重道远。具体来说,我们能够做的有以下几大点: 1、合理开发和利用资源。 2、对传统高耗产业进行改造,用高新技术改造。 3、实施生态建设工程。 4、尽力保护环境,消除污染。 5、提高人类科技素质,实现人与科技同调的现代化。 另外,在影片中,男主角的个性鲜明,属于思维大胆奔放(很契合他被克隆的对象的性格)、敢想敢为的个性。而事实上,在其他机器人或是生化人(克隆人)的类似灾难片中,主角都是独具新意,勇于冲破悲剧命运的勇士。这让我们不得不从两个方面来思考:(一) 怀疑、批判精神是人类最具颠覆性的力量,能够揭开科学和生命的庞大骗局,当然,这首先需要勇气和实力。外国人相较于中国人最大的不同,大概就是有一颗敢于冲破世俗、不畏艰险困苦的心吧。他们对自由的渴望和思考,衍生出大胆创新的民族性格。这一点上,也

生物技术与人类健康论文

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

生物类论文:基因工程的利与弊

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

当代科学技术发展的特点和趋势以及对未来的影响

当代科学技术发展的特点和趋势以及对未来的影响 摘要:正当今世界,科学技术发展异常迅猛,学科交叉融合加快,重大创新不断涌现,技术更新和成果转化的周期日益缩短。科学技术不仅成为推动全球产业结构升级和调整的根本动力,也成为引领社会发展的先导力量和国际竞争的核心要素。总体来看,当前世界科技发展呈现出以下基本特征和新趋势。 关键词:双刃剑高度分化国际竞争管理体制信息技术产业结构升级 引言 当今时代,科技发展突飞猛进,极大的推动了社会的进步,改变了人类生活的面貌。尤其是第二次世界大战以来,科学技术的发展更是日新月异,不少学者称之为"第三次技术革命",以表明其划时代的意义或用"知识爆炸"来形容现代科技发展的高速度。随着科学技术的不断发展以及与人类社会的紧密结合,人们也开始思考关于科技发展的哲学命题:例如科学技术的本质问题、科技与自然的关系问题、科技与社会的关系问题、科技与人的自身关系问题等等。同时,科学技术本身也呈现出了超越以往时代的特点。 正文 一. 关于科学技术

科学是关于自然、社会和思维的知识体系。科学的任务是揭示事物发展的客观规律,探求客观真理;而技术则泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。在现代,随着科学技术化和技术科学化的趋势日益加强,科学和技术作为两个既有本质区别又有内在联系的概念已成为一个有机的整体。 科技就其本质而言,是人类的一种有目的的活动。科学技术自从产生以来,已经给人类带来了数不清的实际利益。它既是利用自然的资源为人类服务,也是以人为主体进行改造自然的活动;科技作为一种社会历史现象,也与社会有着双向依赖关系;人类发展科学技术的初衷在于使科学技术造福人类,使人获得更大的自由与解放,从而使人获得全面发展,在当代科技更是与人类自身的发展建立了密不可分的关系。 然而,科学技术是一把双刃剑。由于科学技术本身存在某种非人性化的因素,加上人类自身对科技的不合理使用,导致技术的异化。在这种状态下,技术不再是为人服务的工具,对于人自身而言,技术反倒成为统治自己的异己力量,造成了人类社会的灾难,带来科学技术的负面效应,即科学技术的进步带给人类的并不尽是鲜花和满意的微笑,还有困惑和苦恼。 在当代,科学技术与自然,社会和人类自身的联系更加紧密;围绕着这些关系,科学技术的发展呈现出了鲜明的时代特点。 二.科学与技术的关系: 在当代科学技术的发展,主要在于揭示事物本质的规律,总的来说具有以下的特点: 首先,随着工程的系统化,工程项目规模越来越庞大,结构愈来愈精巧;因此科学与工程、技术的关系日益紧密,在工程技术中的比重越来越大;离开

基因工程技术的发展给人类带来的影响

基因工程技术的发展给人类带来的影响 摘要20世纪70年代末至80年代初借助于受精卵原核显微注射和早期胚胎细胞的逆转录病毒感染等手段人们已可将单一的功能基因或基因簇引入高等动物染色体DNA上实现了种系内和种系间细胞的基因转移并由此构建成各种转基因动物。转基因技术在人体中的应用目前仍局限于体细胞的基因治疗方面具有遗传特征修饰的转基因人研究因受到伦理学和法学的束缚而未能跨出第一步但并不意味着在技术上有不可逾越的障碍。事实上多莉绵羊克隆的成功表明人们不仅可以将任何基因转入包括人体在内的任何动物细胞中进行表达而且还能使转基因动物像重组微生物那样无性繁殖。关键词基因工程技术基因治疗实际应用安全隐患人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家吧基因组图谱看成是指路图或化学中的元素周期表也有科学家把基因谱比作字典但不论是从哪一个角度去阐释破译人类自身基因密码以促进人类健康、预防疾病、延长寿命其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后破译人类和动植物的基因密码为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。最新基因工程技术一反义技术根据目前研究的内容反义技术antisense technology是指根据碱基互补原理用人工合成或生物体合

成的特定互补RNA或DNA片段或其化学修饰产物抑制或封闭基因表达的技术。反义技术理论的形成和发展是以原核生物中天然存在的反义RNA及其调控机理的研究为基础的。在真核生物中一直尚未找到天然存在的反义RNA调控系统但检测出了许多具有互补碱基序列的小分子RNA推测其中一部分可能参与基因表达调控起着类似于反义RNA的作用。反义技术的操作和突变不同能在不破坏目的基因的前提下调控基 因的表达因此它既是阐明基因功能的一种新手段又拓宽了 通过基因工程改良动、植物品质和治疗疾病的途径。反义技术的建立扩展了机体抵御外来微生物的经典免疫学概念 这就是用反义RNA通过核酸分子之间的相互作用可以抑制外源病毒等的侵袭。如用反义RNA已成功地抑制了流感病毒、疱疹病毒和人类免疫缺陷综合症病毒等对所培养的组织细 胞的侵袭。针对植物病毒的反义RNA可使植株产生保护和抗害作用。在癌症及遗传病治疗方面反义技术也同样展现了令人鼓舞的前景。如将携带反义RNA的骨髓白血病MYC基因及编码大肠杆菌黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶基因的质粒通 过原生质体融合并引入到前骨髓白血病细胞系获得高水平 表达反义MYC RNA的细胞系其MYC蛋白质比对照组下降70。结果还表明反义RNA不仅能在转录水平而且还能在翻译水平抑制癌基因的表达。反义RNA对细胞内原癌基因的阻抑不仅使细胞增殖力下降还启动了单细胞分化进而使癌变得以缓

基因与人类健康

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

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

基因工程技术的发展历史-现状及前景

学号 1234567 基因工程课程论文 ( 2013 届本科) 题目:基因工程技术发展历史、现状及前景 学院:农业与生物技术学院 班级:生物科学 091 班 作者姓名: X X X 指导教师: XXX 职称:教授 完成日期: 2013 年 3 月 16 日 二○一三年三月

基因工程技术发展历史、现状及前景 摘要:生物学已是现代最重要学科之一,而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术,经过30多年来的发展与进步,已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言,生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。 关键词:基因工程技术、发展历史、现状、前景 引言 基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说,基因工程是指在基因水平上的遗传工程,它是用人为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,以让外源遗传物质在其中"安家落户",进行正常复制和表达,从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征:首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖,能够跨越天然物种屏障,把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中,而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系,这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是,一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA,而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”,通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何,改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。 一、基因工程技术的发展历史 (一)基因工程发展简述 人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间,细菌成为人类的第一大杀手,成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命,但是,好景不长,青霉素使用不到期10年,即在世界上20世纪50年代中期,就发现了严重的细菌抗药性,并且这种抗药性还具有“传染性”,也就是说,一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。

试述基因及基因工程技术与人类生存与发展之间的关系

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

现代科学技术与人类文明之间的关系

现代科学技术与人类文明之间的关系 现代科学技术极大地促进了生产力的发展,对人类社会的进步和发展起到了有力的助推作用,加速了社会的变革演化,并影响到人类生活、学习、生产的方方面面,可以说,现代科技极大地改变了人类社会的面貌,加快了人类文明的发展历程。但是,现代科技给人类带来的负面效应也是不可忽视的,应该引起高度重视,只有趋利避害,加强防范措施,才能使之造福于人类。 一、现代科技发展对人类社会的积极影响 从近代文艺复兴以来,人类共经历了三次科技革命,每一次都使生产力发生巨大的飞跃,对世界经济发展和生产、生活方式的变革产生了极其深刻的影响。从近代以来,特别是现代,科学技术迅速地、大规模地转化为生产力,给人类带来了空前的繁荣。一些学者竭力赞美科学技术,认为科技进步毫无疑义带来了幸福美好的生活,甚至消除了人世间的一切不平和痛苦。2006 年1 月9 日,国家主席胡锦涛在全国科学技术大会上讲话指出:“科学技术是第一生产力,是推动人类文明进步的革命力量。”胡锦涛主席的这一论断集中说明了科学技术在现代经济和社会发展中的重要作用。科学技术是第一生产力,人类社会的每一进步都伴随着科学技术的进步。尤其是现代科学技术的突飞猛进,为社会生产力发展和人类的文明进步开辟了更为广阔的空间,有力地推动了经济和社会的发展。 (一)促进了社会生产力的迅速发展 现代科技是推动社会生产快速发展的火车头,人类由于使用了现代科技,改变了传统的生产方式,使生产工艺趋于现代化,提高了生产的自动化水平,它低污染、低能耗、低消耗,技术含量高。例如,在汽车工业的初期,装配一部汽车需要10几个技术工人花费一天的时间,如今,一汽的自动化生产线一天能装配1000台汽车。不仅节省了大量人力、物力,降低了生产的成本,提高了产品的质量,而且极大地提高了劳动生产率,过去不能生产的产品,现在借助现代科技手段,人们已能生产出来。现代科技为世界资本主义的发展注入了活力,就如同枯树发新枝,使其经济文化的发展摆脱了衰退和危机,继续保持繁荣。 (二)提高了人们的物质和精神文化生活水平 现代科技产品使用的社会化成为现代社会生活的一道风景线,人们的衣食住行无不与现代科技密切相关,现代科技产品已逐渐应用到社会生活的方方面面,成为现代人类日常生活不可或缺的重要组成部分。现代飞机、汽车轮船等交通工具,大大提高了出行的速度,使人们不仅旅途舒适,而且节约了许多宝贵的时间;电视、音响、电冰箱、洗衣机、空调等现代科技家用电器的使用,满足了生活的需要,提高了现代人家庭生活的质量;移动电话的推广应用,缩短了人与人间的空间距离,加强了人员之间的沟通交流,方便人与人之间的联系,提高了办事效率;多媒体教学使课堂教学更具直观性、形象化,有利于提高教学的效果;电脑、因特网的使用,使远程教育成为现实,既方便了人们对知识的学习,使之“秀

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