转基因工程 基因细胞工程 遗传工程程 细胞工程 之间的区别?

基因工程的界定
基因工程是生物工程的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程(genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的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,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。
&&&& 这个基因工程的概念是一个百科的定义,其中的外源基因的导入,基因在受体细胞内复制、转录、翻译表达等语言易于理解,后续的进一步解释更贴合实际,清晰到位。
  重组DNA技术是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体)内,使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序,也称为分子克隆技术。因此,供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。
  基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用,包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建(即重组DNA技术);而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。
&&&& 基因工程是利用重组技术,在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,对各种生物的核酸(基因)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、创造新的生物类型。
&&&& 基因工程包括把来自不同生物的基因同有自主复制能力的载体DNA在体外人工连接,构成新的重组的DNA,然后送到受体生物中去表达,从而产生遗传物质和状态的转移和重新组合。
&&&& 基因工程要素:包括外源DNA,载体分子,工具酶和受体细胞等。
&&&& 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。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
此概念是从基因工程的效果上来定义,强调了它的理论基础,以及它的实际应用和意义。
2、请你补充并完善对“基因工程”概念的界定。
&&&&&& 基因工程,又称为重组DNA技术,是按着人们的科研或生产需要,在分子水平上,用人工方法提取或合成不同生物的遗传物质(DNA片段),在体外切割,拼接形成重组DNA,然后将重组DNA与载体的遗传物质重新组合,再将其引入到没有该DNA的受体细胞中,进行复制和表达,生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状,并使之稳定地遗传给下一代。按目的基因的克隆和表达系统,分为原核生物基因工程,酵母基因工程,植物基因工程和动物基因工程。基因工程具有广泛的应用价值,为工农业生产和医药卫生事业开辟了新的应用途径,也为遗传病的诊断和治疗提供了有效方法。基因工程还可应用于基因的结构,功能与作用机制的研究,有助于生命起源和生物进化等重大问题的探讨。
&&&& 基因工程有两个重要的特征,第一是可把来自任何生物的基因转移到与其毫无关系的任何其他受体细胞中,因此可以实现按照人们的愿望,改造生物的遗传特性,创造出生物的新性状;第二是某一段DNA可在受体细胞内进行复制,为准备大量纯化的DNA片段提供了可能,拓宽了分子生物学的研究领域。
&& A 重组DNA技术的基本定义  
&&&& 重组DNA技术是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体)内,使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序,也称为分子克隆技术。因此,供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。
B 基因工程的基本定义
  基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用,包括和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建(即重组DNA技术);而则涉及到或细胞的大规模培养以及的分离纯化过程。
  基因工程是利用重组技术,在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,对各种的核酸(基因)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、创造新的生物类型。
  从实质上讲,基因工程的定义强调了外源DNA分子的新组合被引入到一种新的寄主生物中进行繁殖。这种DNA分子的新组合是按工程学的方法进行设计和操作的,这就赋予基因工程跨越天然物种屏障的能力,克服了固有的间限制,扩大和带来了定向创造生物的可能性,这是基因工程的最大特点。
  基因工程包括把来自不同生物的基因同有自主复制能力的载体DNA在体外人工连接,构成新的重组的DNA,然后送到受体生物中去表达,从而产生遗传物质和状态的转移和重新组合。
  基因工程要素:包括,载体分子,工具酶和受体细胞等。
  一个完整的、用于生产目的的基因工程技术程序包括的基本内容有:(1)外源目标基因的分离、克隆以及目标基因的结构与功能研究。这一部分的工作是整个基因工程的基础,因此又称为基因工程的上游部分。(2)适合转移、表达载体的构建或目标基因的表达调控结构重组。(3)的导入。(4)外源基因在宿主基因组上的整合、表达及检测与转基因生物的筛选。(5)外源基因表达产物的生理功能的核实。(6)转基因新品系的选育和建立,以及转基因新品系的效益分析。(7)生态与进化安全保障机制的建立。(8)消费安全评价。
狭义的遗传工程:
  仅指基因工程。
  是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体)内,使之按照人们的意愿稳定遗传,表达出新产物或新性状。
  重组DNA分子需在受体细胞中复制扩增,故还可将基因工程表征为(Molecular Cloning)或。
基因工程的特征:
1)跨物种性:
  外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。
2)无性扩增:
  外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达
3、请对“细胞的生命历程”核心概念进行界定。
在普通高中《生物课程标准》的内容标准中,“分子与细胞”模块的第四学习单元是“细胞的增殖”,第五学习单元是“细胞的分化、衰老和凋亡”。同细胞代谢一样,细胞的增殖、分化、衰老和凋亡,也是细胞生命活动的具体表现。笔者根据这两个学习单元的具体内容标准和活动建议,对其内容、目标、教学策略的构思如下:
1)、具体内容标准及其地位和教育意义
1.1具体内容标准及地位
在高中生物新课程的标准中,“细胞的增殖”学习单元的具体内容标准是:简述细胞的生长和增殖的周期性;描述细胞的无丝分裂;观察细胞的有丝分裂并概述其过程。“细胞的分化、衰老和凋亡”学习单元的具体内容标准是:说明细胞的分化;举例说明细胞的全能性;探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系;说出癌细胞的主要特征、讨论恶性肿瘤的防治。
细胞的增殖、分化、衰老和凋亡等生命活动,对生物体的生存和发展具有重要意义。细胞增殖是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础;细胞分化是个体发育的一个重要阶段,胚层细胞的分化导致组织形成、器官发生和系统建成,细胞的异常分化会导致癌变;细胞的衰老和凋亡与人体健康也有着极为密切的关系。因此,学生学习本单元知识,不仅有利于认识生命的本质,而且为继续学习生殖和发育、基因的表达和调控、基因突变和人类遗传病等知识打下必要的基础。
1.2 具体内容标准的教育意义
对照“标准”中的学习目标分类说明表可知,细胞的增殖、分化、衰老和凋亡的具体内容标准涉及8项具体要求,知识性目标有5项,其中的3项是了解层次,2项是理解层次,其他3项属于情感性目标的经历水平。在“分子与细胞”模块的所有学习单元中,只有“细胞的增殖”和“细胞的分化、衰老和凋亡”的具体内容标准中明确地提出了情感性目标要求,这是因为这部分知识与人体健康、疾病以及社会老龄化问题有关。珍爱生命、关注健康、尊重和爱护老人是现代公民的基本素养,因此,这部分知识对培养学生情感和提高社会公德有着深刻的教育意义。
我们知道,细胞代谢是生命实现自我更新的生理基础,细胞的增殖、分化、衰老和凋亡等生命活动与其代谢水平密切联系。细胞的增殖、分化、衰老和凋亡也必然有其遗传的基础。因此,正确地认识细胞的增殖、分化、衰老和凋亡之间的内在联系,以及与其代谢和遗传的关系,有助于学生形成生命是运动、辩证和发展的观点,学会学习问题的方法和提高解决问题的能力。
2)、具体内容及学习目标
2.1 细胞的增殖
分析“细胞的增殖”单元的具体内容标准看出,该单元知识的核心概念应该包括:细胞增殖、细胞周期、无丝分裂和有丝分裂等。单元知识的认知目标主要是:说出细胞增殖的方式和意义;概述细胞周期的定义,识别一个细胞周期经历的两个阶段,简述间期细胞的主要特征;列举细胞分裂的主要方式,描述细胞进行无丝分裂的大致过程和特征;用显微镜观察植物根尖装片和马蛔虫卵细胞分裂的制片,根据染色体形态概述细胞有丝分裂过程及其各个时期的分裂相,说明动植物细胞有丝分裂过程的主要区别;根据细胞有丝分裂过程中染色体和纺锤丝的动态变化,阐明动植物细胞有丝分裂的特征和意义。
本单元的具体内容标准要求观察细胞的有丝分裂过程,并建议组织学生模拟探究细胞表面积与体积的关系。因此,能力目标包括:在明确制作根尖压片的动作要领的基础上,独立完成制作装片的操作过程;用显微镜观察根尖装片和马蛔虫卵细胞的分裂制片,用琼脂块或豆腐模拟探究细胞表面积与体积的关系,培养实验观察和科学探究的能力;用比较的表格整理细胞有丝分裂过程中不同时期的分裂相,用图示呈现细胞有丝分裂过程中DNA和染色体的数量动态,培养处理信息(属于形象思维范畴)的能力;分析说明有丝分裂过程中不同时期细胞之间的结构联系及发展变化,培养辨证思维的能力。此外,制作和观察植物根尖细胞装片的学习活动,不仅为学生提供了接受科学方法训练的机会,而且有利于学生形成实事求是的科学态度。
2.2 细胞的分化、衰老和凋亡
从“细胞的分化、衰老和凋亡”单元的具体内容标准中看出,该单元知识的核心概念应该包括:细胞分化、细胞全能性、细胞衰老和细胞凋亡、细胞癌变等。其认知目标是:列举细胞分化的典型实例,概述细胞分化的定义,说明在个体发育过程中细胞分化的重要意义;以植物组织培养或动物克隆为例说明分化的细胞保持其全能性,表述细胞全能性的定义,分析细胞全能性的原因;描述细胞衰老的特征,说出细胞凋亡的原因,举例说出细胞的衰老和凋亡是一种正常的生命活动;描述癌细胞的主要特征,列举致癌因子的类型、说出细胞发生癌变的原因。
本单元的能力目标是:通过搜集、整理和解读有关干细胞的研究进展和应用、恶性肿瘤的防治等资料,培养处理信息的能力;分析细胞的增殖、分化、衰老和凋亡的现象和原因,以及分化与去分化、分化与转化的复杂关系,提高辨证思维的能力。此外,探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系,关注恶性肿瘤的防治等学习活动,使学生认同生命科学与人类征服癌症和延年益寿的密切联系,增强学习生物学的兴趣和养成珍爱生命的情感。
3)、 教学策略和方法
3.1 细胞增殖的教学
学生学习有关细胞结构和细胞代谢的知识后,初步理解“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这个命题(也是细胞定义),但是,细胞为什么那么小呢?这是学生既困惑又感兴趣的问题,因此,标准建议组织学生“模拟探究细胞表面积与体积的关系”。在这个活动中,让学生亲自计算不同大小立方体的表面积与体积之比,通过分析数据认识到较小细胞的表面积相对较大,易于保证细胞与外界进行物质交换。那么,生物体怎样实现新旧细胞的更新呢?由此导入“细胞的增殖”的教学过程。
细胞增殖的教学应从其概念本身开始,细胞增殖概念的要素包括:定义、规律、意义和方式等。通过对初中生物学知识的学习,学生知道细胞增殖是指亲代细胞以分裂方式产生子代细胞的过程。教学时,先结合下面的图示阐明细胞增殖是通过细胞周期实现的,细胞周期是细胞生长和分裂的周期性变化(定义)。然后,指导学生阅读课文并说出细胞增殖的意义和主要方式。学生尚不能完全理解“细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础”的命题,只要求解释细胞增殖与生物体生长的因果关系。
细胞周期是本单元知识的核心概念之一,教学时,首先让学生依据上面的图示表述细胞周期的定义,进而通过识图和分析,说出一个细胞周期的起止时间和划分的阶段。然后,教师用板书形式概括细胞周期划分的阶段及细胞分裂的方式。
间期是细胞分裂期的准备阶段。教学时,首先提示学生依据细胞周期的图解说出间期的起止时间和持续时间的长短;进而在阅读课文的基础上,用表格整理间期细胞的代谢状况。最后,让学生概述间期细胞的主要特征,以及在细胞周期中的地位。
有丝分裂是真核细胞的主要分裂方式,其知识点应包括:植物细胞有丝分裂、动物细胞有丝分裂、细胞有丝分裂的特征、细胞有丝分裂的意义。标准要求“观察细胞的有丝分裂并概述其过程”,按照这个要求,植物细胞有丝分裂的教学应先组织学生观察植物根尖细胞有丝分裂的制片,对照图片从显微镜视野中识别间期细胞和有丝分裂的各个时期细胞。在学生对植物细胞有丝分裂过程具有初步感性认识的基础上,教师再借助挂图、图片或录像等教学媒体,依次阐述有丝分裂各个时期细胞的分裂相,然后师生共同以表格的形式归纳植物细胞有丝分裂过程中发生的核、质分裂相变化。最后,组织学生独立完成制作和观察根尖临时压片,
在亲自制作的根尖临时压片中寻找和鉴别各个分期细胞的核、质分裂相。为了帮助学生理解有丝分裂中DNA和染色体的动态变化,也可以组织学生用不同颜色的塑料或橡皮泥塑成染色体,模拟染色体行为和数量的动态变化。
在细胞有丝分裂的教学过程中,组织学生制作并观察植物细胞有丝分裂装片是十分必要的,这个实验活动有助于提高学生的制作装片、显微观察和绘制生物图等基本技能。教学时,首先阐述制作洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片的程序,进而演示制作装片的方法。然后指导学生制片和观察,并根据观察画出细胞有丝分裂各个时期的简图。
在组织学生制作并观察植物细胞有丝分裂装片时,安排一定时间让他们观察马蛔虫卵细胞分裂的制片,识别细胞两极的中心体结构和核、质分裂状况,从而为比较动物细胞有丝分裂与植物细胞的异同,归纳细胞有丝分裂的特征打下基础。
细胞有丝分裂是一个连续的过程,为了研究和揭示有丝分裂的具体过程中染色体和DNA分子的变化规律,人为地将其分为不同的时期。因此,教学中不仅要阐明分裂间期为分裂期进行着物质和能量的准备,而且还要揭示细胞分裂过程中染色体与纺锤体的动态变化及两者之间的关系,以此培养学生事物是相互联系,不断运动和发展的观点。细胞有丝分裂过程的特征可概括为:染色体复制一次后,平均地分配到两个子细胞中去,从而将亲代遗传信息传递给子代。为了强调细胞有丝分裂的重要意义,可用下面的曲线图概括细胞有丝分裂过程中DNA数量和染色体动态和数量之间的变化关系及规律。
细胞无丝分裂最主要的特征是没有出现染色体和纺锤丝的变化。教学时,结合洋葱表皮细胞或蛙蟾类红细胞无丝分裂的图解描述无丝分裂过程,首先强调细胞分裂过程也分为核分裂和质分裂,然后启发学生比较无丝分裂的核质分裂相与有丝分裂的异同,从而理解细胞无丝分裂的主要特征。
3.2 细胞分化、衰老和凋亡的教学
前面提到,细胞增殖、分化、衰老和凋亡是细胞的正常生命活动,这些生命活动是细胞的行为表现,而不能误认为是细胞发育的4个阶段。这是因为细胞凋亡不是衰老细胞的死亡,细胞凋亡与细胞增殖都是维持生物体内细胞动态平衡的基本行为。因此,本单元教学的开始,可以蛙的个体发育为实例,概述细胞增殖、分化、衰老和凋亡之间的复杂关系,如下:
本单元知识包含一系列概念,是教会学生学习概念的良好素材。高中生物的概念学习方法主要是:分析典型的正确例证,揭示一类事物的共同本质特征,进而以下定义的形式加以表述并赋予名称,最后确认概念应用的范围。因此,在细胞分化的教学中,首先借助图片、录像等媒体展示未分化的干细胞、分化的肌肉细胞、神经细胞、红细胞和胰岛分泌细胞(也可以植物细胞为例),引导学生认识到分化细胞与未分化细胞在形态、结构和功能上发生的差异,从而理解细胞分化的概念,进而列举受精卵与人体组织的发生、植物茎的形成层与木质部和韧皮部的形成等实例,使学生明确细胞分裂不仅发生在胚胎发育阶段,而且贯穿于生命个体的终生,以补充衰老和死亡的细胞。然后,以红细胞和胰岛细胞为例,阐明红细胞具有其他细胞没有的血红蛋白,胰岛细胞可分泌胰岛素,这表明分化细胞具有某种特殊的功能,这种特殊功能可以通过蛋白质表现出来,而蛋白质是基因表达的产物。由此,引导学生推理得出“细胞分化是基因在特定条件下选择性表达的结果”这一结论。
细胞全能性的原意指受精卵的分化潜能。上课前一周,要布置学生搜集有关干细胞研究进展和应用的资料。教学时,先以植物组织培养或以动物克隆为实例,说明分化的细胞仍然保持其全能性;进而用动物细胞的核移植技术进一步说明细胞核的全能性。这些实例使学生认识到分化细胞的细胞核中含有本物种的全部核基因,因此,分化细胞与受精卵一样,具有分化出各种细胞和组织,形成一个完整个体的潜能。这样,细胞全能性的定义应运而生。在此基础上,可结合图解介绍造血干细胞的培养和分化,组织学生交流有关干细胞研究进展和应用的资料,讨论研究干细胞与人类健康的关系。
细胞衰老又叫细胞老化,是指在正常情况下,随着年龄增长内稳态下降,机体组织细胞发生退行性变化并趋向死亡的不可逆现象。由于细胞衰老与个体衰老具有同步性,所以,教学时先启发学生从宏观上描述呈现衰老体态的老年人的面部特征,如老年斑、皮肤干燥和皱纹等;然后,让学生阅读课文,从微观角度初步认识衰老细胞的结构和功能的特征(如下表):
细胞凋亡是细胞发育过程中由基因引发的自动结束生命的生理过程。教学时,通过列举人体神经系统形成过程中的细胞凋亡的现象,以及健康成人的骨髓和肠黏膜上皮细胞凋亡的现象,使学生明确在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余或完成使命的分化细胞,保证胚胎发育正常;在成体发育阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的组织细胞,保证机体健康。因此,不能将细胞凋亡与细胞衰老而死亡混为一谈。最后,组织学生讨论如何延缓细胞衰老,关注老年人的健康问题。
3.3 细胞癌变的教学
细胞癌变的教学可以放在细胞分化部分,也可以与细胞的衰老和凋亡放在一起。学生对细胞癌变知之甚少,上课前布置他们搜集恶性肿瘤及防治方面的资料。教学可采用讨论式,让学生围绕以下问题展开讨论:什么是癌?癌细胞的主要特征是什么?细胞发生癌变的根源是什么?诱发原癌基因发生突变的因素是什么?怎样防治恶性肿瘤等等。针对上述问题开展的讨论活动,不仅有利于激发学生的兴趣和调动他们的学习主动性,而且还可以考查学生的学习能力、处理信息的能力、分析和解决问题的能力,以及他们的情感态度与价值观。
上述对“细胞的增殖、分化、衰老和凋亡”的教学构思是粗糙和肤浅的,但愿能够起到抛砖引玉的作用,深入学习和领会高中生物课程标准的精神,推动高中生物教学改革和提高生物教学质量。
本文章还没有评论转基因工程 基因工程 遗传工程 细胞工程 之间的区别?
我认为转基因工程和基因工程都是分子水平的,而细胞工程是细胞水平的,像细胞融合那些个都是细胞工程.遗传工程?这个没听过啊,我知道生物选修三里有基因工程,细胞工程,胚胎工程,没听过那个遗传工程.(我是学生,也许有的地方说的不对)
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转基因工程就是基因工程的一部分,从属关系遗传工程...没听过细胞工程是对细胞水平的应用
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>>>下列关于基因工程的叙述,错误的是[]A.基因工程需要通过体外DNA重..
下列关于基因工程的叙述,错误的是
A.基因工程需要通过体外DNA 重组技术和转基因等技术B.通过基因工程能创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品C.基因工程是在细胞水平进行设计和施工的D.基因工程需要进行严格的设计
题型:单选题难度:中档来源:安徽省期中题
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据魔方格专家权威分析,试题“下列关于基因工程的叙述,错误的是[]A.基因工程需要通过体外DNA重..”主要考查你对&&基因工程的原理&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
基因工程的原理
基因工程的原理:1.概念理解
2.基因工程的操作工具 (1)基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶) ①分布:主要存在于原核生物中。 ②特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。 ③切割结果:产生两个带有黏牲末端或平末端的 DNA片段。 ④作用:基因工程中重要的切割工具,通常能将外来的DNA切断,对自己的DNA无损害。 ⑤实例:EcoRl限制酶能专一识别CAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开。&(2)基因的“针线”——DNA连接酶 ①催化对象:两个具有相同末端的DNA片段。 ②催化位置:脱氧核糖与磷酸之间的切口。 ③催化结果:形成重组DNA。 (3)常用的载体——质粒 ①本质:小型环状DNA分子。&3.基因工程操作的基本步骤育种方法的选择:在具体育种工作中,应针对不同的育种目标采取不同的育种方案。
表解几种育种方式的不同:
&易错点拨: 1、限制酶切割DNA分子断裂的化学键是磷酸二酯键,DNA连接酶所修复的也是磷酸二酯键。 2、基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞。 3、用同一种限制酶切割目的基因和运载体,才能产生相同的黏性末端,使得DNA分子的碱基重新实现互补配对。 知识拓展:基因工程的应用 (1)作物育种:利用基因工程的方洼,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物,培育出具有各种抗知识拓展逆性的作物新品种,如抗虫棉、耐贮存的番茄等。 (2)药物研制:培育转基因生物,利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品,如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。 (3)环境保护:如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物,吸收环境中的重金属,分解泄漏的石油,处理工业废水等。 (4)用于基因诊断和基因治疗:基因诊断是利用放射性同位素(如32P)或荧光分子等标记的DNA分子作探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被测标本上的外源基因是否导人有基因缺陷的细胞中,以达到治疗疾病的目的。
发现相似题
与“下列关于基因工程的叙述,错误的是[]A.基因工程需要通过体外DNA重..”考查相似的试题有:
89333695991074671047459694571182目前世界许多国家将生物技术,信息技术和新材料技术作为三大重中之重技术,而生物技术可以分为传统生物技术,工业生物发酵技术和现代生物技术。现在人们常说的生物技术实际上就是现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。其中基因工程技术是现代生物技术的核心技术。
&&& & 既然基因工程技术是如此之重要,那么什么是基因工程呢?基因工程(genetic
engineering)是指在基因水平上,采用与工程设计十分类似的方法,按照人类的需要进行设计,然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系,并能使之稳定地遗传给后代。根据这个定义,基因工程明显地既具有理学的特点,同时也具有工程学的特点。“基因”这个名称已在多处提到,那么基因又是什么呢?根据国内外的教科书和权威辞典上的解释加以综合,“基因”(gene)应定义为: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。
&&&&& 由于基因工程是在分子水平上进行操作,最终是为了创造出人们所需要的新品种,因而它可以突破物种间的遗传障碍,大跨度的超越物种间的不亲和性。比如在基因工程中最常使用的大肠杆菌,它是一种原核生物,但它却能大量表达来自于人类的某些基因。例如各种人的多肽生长因子基因就可用大肠杆菌来生产。如果用常规的育种技术来做同一项工作,那么成功的机会应为零。因此,科学家们可以利用基因工程实现人类的各种物种改良的愿望。
&&& && & 因为现在生活在地球上的各种生物都是经过长期的生物进化演变而来,虽然不能说它们都很能适应现在的生态环境,但至少可以说它们基本上都能适应当前的生态环境。这也就是说,每种生物体内或细胞内都处于精巧的调节控制和平衡之中。当用基因工程方法引入一段外源基因片段后,原有的平衡可能被打破,有可能导致细胞内的生物学功能发生紊乱,最后有可能导致细胞生长缓慢乃至细胞死亡。很显然,开展基因工程研究的目的既要使细胞象往常一样正常生长,又要使细胞产生甚至大量产生人类所需要的外源基因表达产物。
&& && & 基因工程如此之重要,那么基因工程可以应用在哪些领域或行业?
&&&&&& 科技或科学技术实际上是科学和技术两个名称构成的,它们是两个既有联系又有区别的概念。科学主要是指发现自然界的规律,创建各种与自然界规律相适应的理论;而技术则是指在探索自然规律时所使用的一些方法。一些新的科学发现或新理论的建立,会导致一场技术革命,新技术新方法的建立又会推动新的自然规律的发现,因此,两者是相互促进的。
&&& 从70年代起逐步建立起来的基因工程技术,使基因或一些具有特殊功能的DNA片段的分离变得十分容易。这些基因或特殊DNA片段的一级结构(即它们的核苷酸序列)的测定也是十分容易的,由基因的核苷酸序列去推测蛋白质的氨基酸残基的序列也变得轻易而举。利用计算机技术可以很容易的对推测出来的蛋白质进行高级结构的分析,可以对来自不同生物种类的基因序列进行同源性分析。所有这些方法或技术的广泛使用,不仅大大地推动了分子生物学的迅猛发展,而且也大大推动了生命科学各个分支领域的迅速发展。因此,基因工程技术的第一个重要应用领域就是大大的推动了科学理论研究的发展。
&&& 由于基因工程是从遗传物质基础上对原有的生物(常常称之为受体生物)进行改造,经过改造的生物就会按照研究者的意愿获得某种(些)新的基因,从而使该生物获得某些新的遗传性状。这种性状可以用人的肉眼直接观察到,也可能是通过某些反应或仪器间接观察到。这种受体生物可能是微生物,植物或动物,因而它会涉及到许多生产行业。
基因工程技术几乎涉及到人类的生存所必需的各个行业。比如将一个具有杀虫效果的基因转移到棉花、水稻等农作物种中,这些转基因作物就有了抗虫能力,因此基因工程被应用到农业领域;要是把抗虫基因转移到杨树、松树等树木中,基因工程就被应用到林业领域;要是把生物激素基因转移到支物中去,这就与渔业和畜牧业有关了;如果利用微生物或动物细胞来生产多肽药物,那么基因工程就可以应用到医学领域。总之一句话,基因工程应用范围将是十分广泛的。
&&& 基因工程被称为21世纪的生命工程。基因工程不仅是医学基础理论重要的研究课题,也是相关药物研究、生产的有力手段。在攻克癌症这一难题方面,对基因“致”和“治”癌的机制都有进一步的揭示。现将有关研究报告综述如下。
基因治疗:基因治疗是近10年来随着现代医学和分子生物学的发展而诞生的,目前已被广泛用于肿瘤等疾病治疗的临床试验。如美国Carroll报道,一项新的研究发现,可破坏头颈部癌的基因工程腺病毒,可能有效地治疗诸如卵巢癌、胰腺癌、口腔癌及某些肺癌。采用这种暂称为0NYX-015的病毒进行临床试验,结果证实了他们的推测。研究人员认为,该病毒能在癌细胞中繁殖并破坏癌细胞。同时,0NYX-015的E1b基因能使P53基因失效,而P53基因失效后,才能在这种细胞中复制。如果将E1b基因去除,P53基因就发挥作用,则该病毒便不可能在正常细胞中复制,从而保护了正常细胞。来自日本的Onashi报告,他们分折了人胃癌细胞株MKN1、MKN7、MKN28、MKN45和TMK-1在体外对用野生型P53基因编码的重组腺病毒(AdCA
P53)的反应,发现有两种在体外观察到P53特异性的生长抑制,流式细菌仪分析和DNA片段的检测表明,AdCA P53引起胃癌细胞死亡的可能机制是细胞凋亡。体外研究也显示,直接注射AdcAP53可显著抑制P53基因突变型MKN1细胞株皮下种植瘤的生长。
国内有关研究也与此相近,如国内一家医学院研究中心近年开展的“抑癌基因P16及P53治疗非小细胞肺癌研究”发现,将这两种抑癌基因联合应用,可显著提高抑制非小细胞肺癌细胞生长的效果。他们将人的非小细胞肺癌细胞接种于裸小鼠背部皮下,建立起异种肿瘤移植裸鼠肺癌模型,采用瘤体内直接注射抑癌基因P53及P16以及两种基因联用的治疗方法。结果发现,单独转染P53、P16基因或共转染这两种抑癌基因均能显著抑制肿瘤体积增长,其中P16基因较P53抑制作用强,而两种基因联合应用作用最强。他们在另一项研究中发现,P53与顺铂联用,可使肺癌肿块局部出现大片细胞凋亡。这样既可使肿瘤细胞处于完全抑制状态,又可避免病人因大剂量服用顺铂带来的毒副反应,上海东方肝胆外科医院吴孟超教授等人应用白细胞介素12(IL-12)对肝癌的基因治疗研究取得令人瞩目的成果。他们对大鼠进行了对照实验,结果表明,IL-12明显延长大鼠的生存时间,同时应用带有重组IL-12基因的逆转录病毒载体包装细胞株直接注射脾脏,其疗效与肝癌局部注射的疗效相似,且较为安全。已有研究表明,肿瘤发生时,人体内多个癌基因控制的蛋白质大量出现,并形成一种特定的形状,从而引发机体“致”癌。这些致癌蛋白质的特殊形状是靠一种叫Hsp90的分子(也称分子伴侣)的帮助形成的。中国医学科学院肿瘤研究所副研究员黄常志等设计出一种专门针对Hsp90作用的药物棗HA90。它能阻碍Hsp90的使用,使5种以上的癌基因失去致癌作用,对肺癌细胞、官颈癌细胞和乳腺癌细胞有明显的抑制作用,动物实验表明,对实体瘤生长抑制率在50%以上,且具有适用范围广、副作用小,安全、可静脉注射、使用方便等特点,是迄今国内外第一次推出的可抑制多种癌基因的新药,在癌症的基因治疗中,对阳性脂质体介导的基因转染的研究最为广泛,Yoshihisa
等将β-半乳糖普酶-阳性脂质体复合物腹腔注射到荷PC-1的裸鼠体内,于第3天测定转染活性,发现β-半乳苷酶在肿瘤组织中的表达高干正常组织,人类卵巢癌悬液陵腔注入小鼠,可形成腹水癌。腹腔注射脂质体椫柿?NApUC19复合物进行治疗,实验结果表明,接受脂质体桪NA复合物的小鼠不会形成腹水癌,而出现实体型肿瘤,其存活时间较空白组明显延长。基因治疗面临的障碍,有转基因效率低和缺乏有效的治疗基因等。现阶段期望过高、苛求是不切实际的,只有把重点放在载体研究上,侧重基础研究,认定导向、高效和可控是最终目标。
我国肿瘤分子水平的研究已接近国外同类研究水平,抗人膀胱癌基因工程单链抗体的制备,为膀胱癌的生物治疗提供了一种有效的新型抗体。
第四军医大学陈志南教授与一家制药公司杨志博士合作,发现一个肝癌功能性新基因,并证实其具有控制肝癌扩散与转移功能,此基因被命名为“HAb18G”。他们制备出与肝癌细胞有高亲和性、高特异性的抗肝癌抗体(HAb18),并以此作为载体,相继在肝癌的实验诊断研究中发现,该抗体能将直径0.5厘米病灶区的癌细胞杀灭,而正常组织细胞不受损害。
浙江省肿瘤医院吕桂泉主任医师等研究表明,P53 、P16基因突变是食道癌发生、发展过程中的常见分子遗传事件,并与食道癌转移及患者生存期有关。他们采用现代先进的分子生物学技术(免疫组化方法、PCR-SS-CP方法、PCR桼FLP方法及ID-PCR等方法),检测P53与P16基因的蛋白表达、基因突变、P53基因的杂合性缺失和P16基因缺失等项目。结果显示,P53及P16基因变异是食道癌发生、发展过程中的常见遗传事件之一。因为野生型P53是一种抑癌基因,它可诱导肿瘤细胞的程序性死亡,即凋亡,可以特异性地结合到NA序列,通过抑制或激活其它基因的转录从而降低肿瘤细胞对程序性死亡刺激的抵抗力,而失去正常功能的突变。缺变型P53基因则相反,它可抑制肿瘤细胞的程序性死亡。
  上海市第六人民医院翟晓波等医师用MTT法测定了17种抗癌药对86例恶性肿瘤的抑制率,并用聚合酶链反应观察基因的状况。结果表明,统计比较抗癌药在P53基因正常组和P53基因异常组中的抑制率后发现,多数抗癌药抑制率前者显著大于后者,从而得出结论:当P53基因突变或缺变而失去正常功能时,可增加癌细胞对抗癌药诱导程序性死亡的耐受力,从而使抗癌药药效降低,即抗癌药耐药性显著增加。同样,他们用同法测定了17种抗癌药对84例恶性肿瘤的抑制率大小,同时用多重聚合酶链反应法(PCR)检测其中的17种基因缺失情况,并将结果进行统计比较,结果显示与P53基因状况相似,大部分抗癌药的P16基因正常组抗癌药抑制率大于P16基因缺失组,进一步确定了它们之间的关系。

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