生物技术论文

山西农业大学本科生课程论文

生物技术

学 号 *********** 姓 名 陈铃伟 班 级 生动1202 院 系 动物科技学院 课程名称 科技论文写作指南

2015年11月

生物技术

陈铃伟

（山西农业大学动物科技学院）

摘 要：生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，

还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。随着科学技术的快速发展，生物技术方面也在不断地创新发展，不仅解决了粮食问题，对于人类来说，也是解决短缺的问题的医学和环境健康问题,可以看到生物技术有着很大的发展空间。

关键词：生物技术；基因工程；核移植技术

Biotechnology

Chen Ling-wei

（College of Animal Science and Technology, Shanxi Agricultural University）

Abstract: Biotechnology is the development of modern biology and related disciplines and cross integration of product, its core is based on recombinant DNA technology, genetic engineering centers, including microbial engineering, biochemical engineering, cell engineering and biological products, and other fields. With the rapid development of science and technology, biotechnology also constantly innovation and development, not only to solve the food problem, for humans, but also solve the problem of shortage of medicine and environmental health issues, we can see that biotechnology has great Expansion capacity.

Key words: biotechnology; genetic engineering; nuclear transfer technology

1 生物技术简介

生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。生物技术的显著应用不仅在健康行业，生物技术在其它产业中的研发投入也十分突出。依靠生物技术，农业上用更少的土地生产更多的健康食品；制造业可以减少环境污染、节省能耗；工业可以利用再生资源生产原料，以保护环境。在21世纪的第一年，科学家们完成了人类基因的测序。这一成就对生物技术产业发展影响将是难以估量的。在探索人类基因的奥秘过程，发现一些新的药物，成为生物技术关注的热点。

2 基因工程

又名DNA重组技术、基因克隆或分子克隆，是应用一系列分子生物学实验方法，在体外获得感兴趣的基因片段，并将其连接到可在细胞内独立复制和表达的载体上，再导入到细胞内，使其得到扩增与表达，以达到无性繁殖特定基因片段或定向改变生物体性状的目的。 2.1 在农业上的应用

2.1.1 抗除草剂的植物基因工程

资料表明,每年杂草造成的经济损失占农作物总产值的10%-20%左右尽管除草剂的使用,对大规模机械化耕作,减少劳力开支和提高量有极为重要的作用,但一般除草剂的选择性较差,即除了杀草以外,还会将作物杀死。现在利用生物技术,将能抵抗除草剂的基因转移到植物中,获得抗除草剂的植物,如美国的孟山都公司将除草剂草甘磷的靶酶(EPSPS)的cDNA克隆转入油菜,目前,已获得的抗除草剂作物有大豆、棉花、玉米、水稻和甜菜等20多种。 2.1.2 抗虫的植物基因工程

生物防治害虫的工作已经开展多年,主要是利用苏云金杆菌中的毒蛋白(结晶蛋白)对害虫有毒害作用,使用这些杆菌来控制害虫。现在,人们可以通过克隆这些毒蛋白的基因(Bt基因)并把这些基因转移到植物细胞中,从而获得能抗虫的转基因植物。目前,Bt基因已被转入烟草、番茄、马铃薯、水稻、玉米及棉花等多种植物中。1996年转Bt基因棉花在美国种植66万hm2经中国农科院棉花所引进在华北试种两年,在多点表现突出,在完全不喷杀虫剂的情况下,单产仍然高于喷撒2-3次杀虫剂的中国推广棉花,显示出了控制棉铃虫的极好前景。 2.2 在医学上的应用 2.2.1 基因工程药物

利用基因工程技术开发新型治疗药物是当前最活跃和发展最快的领域。自1982年世界第一个基因工程药物——重组胰岛素投放市场以来,基因工程药物就成为制药行业的一支奇兵,每年平均有3-4个新药或疫苗问世,开发成功的约50个药品,诸如人胰岛素、忍尿激酶、人生长激素、干扰素、激活剂、乙肝疫苗等广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病和一些遗传病上,在很多领域特别是疑难病症上,起到了传统化学药物难以达到的作用

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。为治愈癌症正在研制的用单克隆抗体制

成的“生物导弹”,就是按照人类的设计,把“生物导弹”发射出去,精确的命中癌细胞,并炸死癌细胞,而不伤害健康的细胞,比如专门用于肿瘤的“肿瘤基因导弹”等。可见,生物工程药物将成为21世纪药业的支柱。而脱氧核糖核酸或者基因疫苗的问世,变革了机体的免疫方式。如今,人们翘首关注困扰人类的艾滋病病毒疫苗的早日问世。 2.2.2 基因治疗

基因治疗是指由于某种基因缺陷引起的遗传病通过转基因技术而得到纠正。临床实践已经表明：基因治病已经变革了整个医学的预防和治疗领域。比如白痴病,用健康的基因更换或者矫正患者的有缺损的基因,就有可能根治这种疾病。现在已知的人类遗传病约有4000种,包括单基因缺陷和多基因的综合症。运用基因工程技术或基因打靶的手段,将病毒的基因杀灭,插入矫正基因,得以治疗、校正和预防遗传疾病的目的。目前,基因治疗已扩大到肿瘤、心血管系统疾病、神经系统疾病等的治疗。人类也已成功实现了肾、心、肝、胰、肺等器官的移植,也有双器官和多器官的联合移植。

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3 核移植技术

3.1 动物细胞核移植技术

虽然动物细胞核移植技术还不是很成熟，很多地方存在着不足，但是对于目前来说，它的技术应用还是比较广泛的。下面就从几个方面来讲述。 3.1.1 保护珍稀濒危动物及创造新物种

珍稀濒危动物一般都是由于受环境或内在因素影响繁殖力，因此个体数减少，但随着克隆技术的发展，将突破这些限制，大量无性繁殖个体将有利于它们种群的壮大和延续。在我国，被有关国际组织列为世界20大濒危灭绝物种之一的大熊猫，以及现存数量也不多的金丝猴、东北虎、扬子鳄等国宝级保护动物，均有希望通过动物克隆技术得到挽救和保护。此外，新西兰的科学家们利用这种技术已经成功克隆了当地一头濒临灭绝的土种牛。 3.1.2 应用于器官移植

据报道，全世界每天每18分钟就会增加一个等待器官移植的新病人。虽然现代医学几乎能对所有人类器官和组织实施移植术，但排斥反应和供体缺乏仍是难题。排斥反应的原因是HLA的多态性导致组织相容性差，而动物克隆技术与基因工程相结合，可以通过改变动物器官组织相容性基因属性，从而降低由动物提供的供体器官与人类免疫系统的排斥反应。 3.2 动物克隆技术的问题

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3.2.1 解决受体细胞质与供体细胞核周期相容性的问题

许多动物克隆未成功的原因就是受体细胞质与供体细胞核之间周期不相容，而克隆羊“多利”之所以成功，关键就在于Willmut等找到了一种使供体细胞核和受体卵细胞更相容的方法，供体细胞核在DNA复制时间上与受体卵母细胞基本同步（Gurdon等，1997）。目前一般认为，受体细胞质是MI期的卵母细胞，除了S期外，其他各时期细胞均可作为核供体。 3.2.2 克隆动物早衰问题

即使克隆动物成功地出生了，并且没有先天性疾病，可是它们仍然面临着一个严重的问题，就

是早衰，即使是正常发育的“多莉”，也被发现有早衰的迹象。世界上第一只体细胞克隆动物—克隆羊多莉因为肺部感染而死亡。它的寿命只有7岁，而普通羊的平均寿命在12岁左右参考文献：

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