浅谈基因工程在食品领域内的应用

第一篇：浅谈基因工程在食品领域内的应用

07食品科学与工程二班

史养栋

20070940079 浅谈基因工程在食品领域内的应用

摘要：21世纪是生物技术的世纪。转基因技术作为生物技术的核心，在解决当今世界所面临的一系列重大的问题上发挥愈加显著的作用。这是一个新兴独立的技术领域，必将成为21世纪最具发展前景的高科技领域和国民经济的支柱产业之一。而基因工程在食品各个领域内的应用与研究更是被各国提上议程！

The 21st century is the century of biotechnology.Transgenic technology as the core of biotechnology in addressing today's world faces a series of major issues increasingly play a significant role.This is a new stand-alone technology, will become the 21st century and the most promising high-tech sector and the national economy of the pillar industries.And genetic engineering in food applications within various fields and research has also been put on the agenda of the world.关键词：转基因食品、基因工程、食品类型、食品的功能改良与贮存保鲜 前言

随着科学技术的日新月异，人民的物质文化需求越来越高。始终围绕着“提高人口素质”的主题来发展，这是当前社会和时代的必然趋势。而“民以食为天”这一条亘古不变的道理就像一根无形的指挥棒指导者科技工作者朝着这方面努力探求新知。在食品领域内涌现出了一个又一个的奇葩，其中基因工程功不可没!下面详细介绍一下基因工程在各个食品领域内的突破与应用。

1.基因工程在三大类食品领域内的应用 1.1基因工程在蛋白质类食品中的相关应用

蛋白质是人类赖以生存的营养素之一，植物是人类的主要蛋白供应源，蛋白原料中有65%来自植物。与动物蛋白相比，植物蛋白的生产成本低，而且便于运输和贮藏，然而其营养也较低。谷类蛋白质中赖氨酸(Lys)和色氨酸(Trp),豆类蛋白质中蛋氨酸(Met)和半光氨酸(Cys)等一些人类所必需的氨基酸含量较低。通过采用基因导入技术，即通过把人工合成基因、同源基因或异源基因导入植物细胞的途径，可获得高产蛋白质的作物或高产氨基酸的作物。

Yang等合成了一个292个by的能编码高含量必需氨基酸DNA(high essential amina acid ecoding DNA)，再把HEAAC-DNA导入马铃薯细胞中去，该基因在马铃薯细胞中能表达，表达水平为HEAA蛋白占总蛋白的0.35%。1990年Clercq等用Met密码子序列取代了拟南芥菜2s白蛋白的可复区域，所获得的转基因拟南芥菜可生产富含Met的2s白蛋白。这些工作说明通过导入人工合成基因来修饰编码蛋白质的基因序列，来提高蛋白质中必需氨基酸含量是可行的。

植物体中有一些含量较低，但氨基酸组成却十分合理的蛋白质，如果能把编码这些蛋白质的基因分离出来，并重复导入同种植物中去使其过量表达，理论上就可以大大提高蛋白质中必需氨基酸含量及其营养价值。小麦中有一富含赖氨酸((Lys)的蛋白质，在其270位到370位区间有富含赖氨酸((Lys)的片断，Singh在1993年成功地克隆了编码该蛋白质的。DNA，并把该基因确定为小麦蛋白质工程的内源目的基因。目前同源基因的研究工作尚停留在目的基因的分离和监定阶段。

异源基因是指从分类学关系较远的植物中分离获得的目的基因。巴西豆BN2s白蛋白富含Met(18%)和Cys(8%), Altenabch在1991年把巴西豆编码BN2s白蛋白的基因转移到烟草和油菜中去，发现BN2 s基因在转基因烟草中和油莱中能很好地表达，表达水平达8%。进一步研究还发现，构建嵌合基因的起动子的种类会影响到BN2 s基因的表达水平。

1.2基因工程在油脂类食品方面的应用

人类日常生活及饮食所需的油脂高达70%来自植物。高等植物体内脂肪酸的合成由脂肪合成酶(FAS)的多酶体系控制，因而改变FAS的组成就可以改变脂肪酸的链长和饱和度，以获得高品质、安全及营养均衡的植物油。目前，控制脂肪酸链长的几个酶的基因和控制饱和度的一些酶的基因已被克隆成功，并用于研究改善脂肪的品质。如通过导入硬脂酸-ACP脱氢酶的反义基因，可使转基因油菜种子中硬脂酸的含量从2%增加到40%。而将硬脂酞CoA脱饱和酶基因导入作物后，可使转基因作物中的饱和脂肪酸(软脂酸、硬脂酸)的含量有所下降，而不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸)的含量则明显增加，其中油酸的含量可增加7倍。除了改变油脂分子的不饱和度外，基因工程技术在改良脂肪酸的链长上也取得了实效。事实上，高油酸含量的转基因大豆及高月桂酸含量的转基因油料作物芥花菜(Canola)在美国已经成为商品化生产的基因工程油料作物品种。

1.3基因工程在碳水化合物类食品方面的应用

利用基因工程来调节淀粉合成过程中特定酶的含量或几种酶之间的比例，从而达到增加淀粉含量或获得独特性质、品质优良的新型淀粉。高等植物体内涉及淀粉生物合成的关键性酶类主要有:ADP葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGlcpyrophosphorylase, AGPP),淀粉合成酶(Starchsynthase,SS)和淀粉分支酶(Starchbranchingenzyme, SBE)，其中淀粉合成酶又包括颗粒凝结型淀粉合成酶(Granule-boundstarch synthase, GBSS)和可溶性淀粉合成酶(Solublestarch synthase, SSS)。

淀粉含量的增加或减少，对作物而言，都有其利用价值。增加淀粉含量，就可能增加干物质，使其具有更高的商业价值。减少淀粉含量，减少淀粉合成的碳流，可生成其它贮存物质，如贮存蛋白的积累增加。目前，在增加或减少淀粉含量的研究方面都有成功的报道。Stark等人利用突变的大肠杆菌菌株618来源的AGPP基因和CMV35启动子构建了一个嵌合基因，并把此基因导入烟草、番茄和马铃薯中去，结果得到极少的转达基因植物，表明AGPP基因的组成性表达对植物的生长、发育是有害的，它很可能改变了植物不同组织之间源库与沉积的关系。后来改用块茎特异表达的Patatin基因的启动子来构建嵌合基因，就得到了相当多的马铃薯，转基因马铃薯块茎中淀粉的含量比传统的马铃薯提高了35%。在减少淀粉含量方面，Mulle:等人利用含有不同启动子和反向连接的AGPP大或小亚基cDNA的融合基因构建表达载体，转化马铃薯。在35S加上反向连接的AGPP大亚基。DNA的融合基因转化植株中，叶片的AGPP活性仅为野生型的5%--30%，块茎中A GPP活性降得更低，活性仅为野生型的2%。分析转化植株淀粉含量，结果表明转化植株块茎淀粉含量仅为野生型的5%一3.5%。伴随这淀粉含量的下降，转化植株细胞内可溶性糖显著升高，蔗糖和葡萄糖分别占块茎干重的30%和8%。在已有的改变淀粉含量的研究之中，多数是针对AGPP的，反映出AGPP在控制淀粉合成速率方面的重要性。

对动物类食品原料的基因改造研究远不如植物类那样普及，但也取得了很大的进展。其研究内容主要集中在改良家畜、家禽的经济性状和通过转基因动物进行药物或蛋白的生产等几个方面。继1980年Cordon等人用显微注射法育成带有人胸腺游酶基因片断的转基因小鼠,1982年Palmiter等人将人的生长素基因导入小鼠受精卵育成超级转基因“硕鼠”，新型“硕鼠”比普通小鼠生长速度快2.4倍，体型大1倍。现已获得转基因兔、转基因羊，转基因猪、转基因牛和转基因鸡等多种转基因动物。如美国伊利诺斯大学研究出一种带有牛基因的猪，这种转基因猪生长快，个体大，瘦肉率高，饲料利用率高，可望给养猪业带来丰厚的经济效益;梁利群等克隆子大马哈鱼的生长激素因子，在体外经过和鲤鱼的MT启动子基因重组，导入黑龙江野鲤，选育出了“超级鲤”。另外，在提高奶牛产奶量和食用动物的脂肪与瘦肉的构成都取得了一定的成绩。

2.基因工程在食品功能改良与储存保鲜领域内的应用

2.1基因工程在改良果蔬采收后品质增加其贮藏保鲜性能方面的应用

随着对番茄、香蕉、苹果、菠菜等果蔬成熟及软化机理的深入研究和基因工程技术的迅速发展，使通过基因工程的方法直接生产耐储藏果蔬成为可能。事实上，现在无论在国外还是国内都已经有了商品化的转基因番茄。促进果实和器官衰老是乙烯最主要的生理功能。在果实中乙烯生物合成的关键酶主要是乙烯的直接前体—l-氨基环丙烷一1-梭酸合成酶(ACC合成酶)和ACC氧化酶。在果实成熟中这两种酶的活力明显增加，导致乙烯产生急剧上升，促进果实成熟。在对这两种酶基因克隆成功的基础上，可以利用反义基因技术抑制这两种基因的表达，从而达到延缓果实成熟，延长保质期的目的。利用反义RNA技术抑制酶活力已有许多成功的例子，其中最为成功的就是延缓成熟和软化的反义RNA转基因番茄。Hamilton等于1990年首次构建了ACC氧化酶反义 RNA转基因番茄，在纯合的转基因番茄果实中，乙烯的合成被抑制了97%，从而使果实的成熟延迟，储藏期延长。导入ACC合成酶反义基因的番茄也得到了类似的结果。转基因番茄的乙烯合成也被抑制了99.5%,果实中不出现呼吸跃变，叶绿素降解和番茄红素合成也都被抑制。果实不能自然成熟，不变红，不变软，只有用外源乙烯处理6d后才能使转基因番茄恢复正常成熟。因此，利用反义基因技术可以成功的培育耐储藏果蔬。目前，有关的研究正在继续进行，并已扩大到了草莓、梨、香蕉、芒果、甜瓜、桃、西瓜、河套蜜瓜等，所用的目的基因还包括与细胞壁代谢有关的多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶和果胶甲脂酶基因。反义PG转基因番茄还具有更强的抗机械损伤和真菌侵染能力，且有更高的果酱产率。

2.2基因工程在改善酶及发酵制品的品质并降低成本方面的应用

酱油风味的优劣与酱油在酿造过程中所生成氨基酸的量密切相关，而参与此反应的梭肤酶和碱性蛋白酶的基因已克隆并转化成功，在新构建的基因工程菌株中碱性质白酶的活力可提高5倍，梭肤酶的活力可大幅提高13倍。酱油制造中和压榨性有关的多聚半乳糖醛酸酶、葡聚糖酶和纤维素酶、果胶酶等的基因均已被克隆，当用高纤维素酶活力的转基因米曲霉生产酱油时，可使酱油的产率明显提高。另外，在酱油酿造过程中，木糖可与酱油中的氨基酸反应产生褐色物质，从而影响酱油的风味。而木糖的生成与制造酱油用曲霉中木聚糖酶的含量与活力密切相关。现在，米曲霉中的木聚糖酶基因已被成功克隆。用反义RNA技术抑制该酶的表达所构建的工程菌株酿造酱油，可大大地降低这种不良反应的进行，从而酿造出颜色浅、口味淡的酱油，以适应特殊食品制造的需要。

在正常的啤酒发酵过程中，由啤酒酵母细胞产生的二-乙酞乳酸经非酶促的氧化脱梭反应会产生双乙酞。当啤酒中双乙酞的含量超过阈值((0.02-0.10 mg/L)时，就会产生一种令人不愉快的馊酸味，严重破坏啤酒的风味与品质。去除啤酒中双乙酞的有效措施之一就是利用α-乙酞乳酸脱梭酶。但由于酵母细胞本身没有该酶活性，因此，利用转基因技术将外源α-乙酞乳酸脱梭酶基因导入啤酒酵母细胞，并使其表达，是降低啤酒中双乙酞含量的有效途径。Sone等用乙醇脱氢酶的启动子和穿梭质粒载体Yep13将产气肠杆菌+-乙酸孚L酸脱梭酶基因导入啤酒酵母，并使其表达。当用此转基因菌株进行啤酒酿造时，可使啤酒中的双乙酞含量明显降低，且不影响其他的发酵性能和啤酒中的正常风味物质。但由于用此法所构建的基因工程菌株中α-乙酞乳酸脱梭酶基因是存在于酵母的质粒而不是染色体上，因而使该基因易于随着细胞分裂代数的增加而发生丢失，造成性能的不稳定。因此，Yaman。等将外源的oa-乙酞乳酸脱梭酶整合入啤酒酵母的染色体中，从而构建了能稳定遗传的转基因啤酒酵母。使用这种转基因酵母酿制啤酒，也能明显地降低啤酒中的双乙酚含量，而且不会对啤酒酿造过程中的其他发酵性能造成不良影响。

另外，利用基因工程技术可生产出高效能高质量的酶产品，目前能利用遗传技术生产大多数常用的酶产品，并投放市场。世界上第一个应用在食品上的基因工程酶为凝乳酶。将牛胃蛋白酶的基因克隆入微生物体内，由细菌生产这种动物来源的酶类，解决了奶酪工业受制于牛胃蛋白酶来源不足的问题，并降低了生产成本。

2.3基因工程在开发新型功能性食品方面的应用

利用基因工程技术可以研制特种保健食品的有效成份。例如将一种有助于心脏病患者血液凝结溶血作用的酶基因克隆至羊或牛中，便可以在羊乳或牛乳中产生这种酶。1997年9月上海医学遗传所与复旦大学合作的转基因羊的乳汁中含有人的凝血因子，为通过动物大量廉价生产人类的新型功能性食品和药品迈出了重大的一步

以上即为基因工程在食品领域内的各个应用与突破，将基因工程应用于食品领域内是一个划时代的突破，它不仅有利于提高食品的产量，而且更是大大提高了食品的质量。然而基因工程却是一把双刃剑，如果不慎的话将会酿成大错。对我们的生态平衡和生态环境产生不可估量的破坏！进一步的探索和追求将一直绵延下去，直至我们的子孙后代。

参考文献

[1]彭志英 食品生物技术 北京：中国轻工业出版社，1999 [2]程树培 环境生物工程 南京：南京大学出版社，1994 [3]顾夏声等 水处理技术 北京：清华大学出版社，1985 [4]周光宏等 畜产食品加工学 北京：中国农业大学出版社，2002

第二篇：基因工程及其应用说课稿

《基因工程及其应用》说课稿

一、说教材

1．教材的地位和作用

《基因工程及其应用》是人教版生物必修2第六章第二节内容。本节的教学内容是在学生对基因有一定的理解的基础上，引入基因工程，让学生了解基因工程在生活中的运用，激发学生的求知欲。在教学内容的组织上体现了学科内在逻辑性与学生认识规律的统一。这一节主要讲述了基因工程的原理、基因工程 的应用以及转基因生物和转基因食品的安全性三个 方面的内容。基因工程的原理既是学生进入高中以来第一次接 触到的生物工程方面的内容。为了避免与《现代生物科 技专题》模块中基因工程的内容重复，教材没有过 多地展开介绍。其地位更是由《课程标准》上的了解层次上升为 《考试说明》上的理解层次，其重要性显而易见。

2.教学目标

根据本教材结构和内容分析，结合着学生的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标：

(1)、知识目标：掌握基因工程的概念、原理及安全性问题；基因操作的工具及其操作过程。

(2)、能力目标：培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

(3)、情感目标：培养学生实事求是的科学态度，从微观到宏观，从现象到本质的科学的研究方法；培养学生严谨的学习态度和思维习惯。

3.说教学的重、难点

本着高二新课程标准和考试大纲，在吃透教材基础上，我确定了以下教学重点和难点(1)、教学重点

基因工程的基本原理及安全性问题、基因操作的工具，基本步骤及其应用。(2)、教学难点

基因工程的基本原理，基因工程的应用及其安全性。

4.课程资源的开发及有机整合：本节课安排2课时，应当充分利用学生已有的知识经验和网络条件学习本课知识。

二、说学法：本节课的授课对象是高二的学生，此年龄段的学生求知欲望强，因为本节知识难度不是很大，学生将通过多种途径，如：观察、阅读、思考、分析、讨论、实践等等，来开展学生之间的协作学习和自主学习，形成以学生为主体的教学模式。

三、说教法

围绕本节课的教学目标、教学重点和学生情况的分析，采用了观察法、演示法、讨论法、实践法等多种教学方法，积极创设一个可以让学生在轻松愉快的氛围中，去主动探求知识的过程。在教学过程中，开展师生互动、生生互动，体现出以学生为主体，教师为主导的主动探究式教学理念。

四、说教学过程

在这节课的教学过程中，我注重突出重点，条理清晰，紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流，最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。

1、导入新课： 提问：各种生物间的性状千差万别这是为什么呢?

引导：生物体的不同性状是通过基因特异性表达而形成的。

列举：几种生物的不同性状：蚕吐出丝；豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气；青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。

提问：人类能不能改造性状？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？ 引导：让禾本科植物能够固定空气中的氮气；能否让细菌“吐出”蚕丝；让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物。（这种设想能实现吗？）定向改造生物的新技术——基因工程。

2、讲授新课：（1）基因工程的原理

指导学生阅读教材P102页第二段，通过提问的方式指导学生找出概念中的关键词语，并让学生理解基因工程概念，引导学生独立完成。最后归纳列表，便于学生的记忆。概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。（2）基因操作的工具

利用多媒体课件演示抗虫棉培育过程示意图，同时提出讨论问题，进行分组讨论，最后交流讨论结果，教师进行归纳总结。

思考：在以上的基因工程培育的过程中，关键步骤或难点是什么？

引导：关键步骤的完成过程中都要用到基因操作工具，并使学生形象地记忆“工具”的作用。A基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。

要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性未端 B基因的针线——DNA连接酶

用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸二酯键？

限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ C基困的运输工具——运载体

大家一起思考下这些工具到底怎样操作才能完成基因工程的过程呢？ 思考题： 简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。

启发学生思考：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。

(3)基因工程的应用。

学生阅读教科书P.104的内容。教师总结，并从具体事例引入关于转基因生物和转基因食品安全性的争议，启发学生对其安全性问题进行讨论。

3、课堂小结，强化认识。

复习基因工程操作的基本步骤和重要工具，完成课后习题

4、板书设计 基因工程操作的基本步骤： 剪切→拼接→导入→表达

结束语：

本节课设置了一系列问题情境，层层设问，在学生答问、质疑、讨论过程中让学生建构新概念和新的知识体系，并通过教师及时掌握反馈信息，适时点拨、调节，让学生在推理判断中培养良好的思维习惯和对知识的迁移能力，而且通过留出一定的时间让学生提问，体现了以学生为主体的思想。我的说课完毕，谢谢大家。

第三篇：浅谈现代基因工程及其应用

浅谈现代基因工程及其应用

目录

摘要..................................................................................................................................................1

一、基因工程的含义.......................................................................................................................2

二、现代基因工程的应用及对现代生活所产生的影响...............................................................2

1、在工业中的应用.................................................................................................................3

2、在农业中的应用.................................................................................................................3

3、在医药卫生中的应用.........................................................................................................3

4、在环境保护中的应用.........................................................................................................4

三、基因工程引发的争议及解决对策...........................................................................................4

四、结语...........................................................................................................................................5 参考文献...........................................................................................................................................5

摘要

随着科学技术的快速发展，基因工程应用在各个领域，显示着不可估量的发展前景。任何科学技术都是一把“双刃剑”，基因工程也不例外，如何趋利避害，成为了社会各界争议和讨论的热点。

关键词：基因工程； 应用； 转基因产品； 法律制度；

Abstract With the rapid development of science and technology, gene engineering application in various fields, show the immeasurable development prospects.Any science and technology is a “double-edged sword”, genetic engineering is not exceptional also, how to avoid disadvantages, became the focus of controversy and discussion from all walks of life.key words：genetic engineering;Application;Genetically modified products;The legal system;

一、基因工程的含义：“种瓜得瓜，种豆得豆；龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。”众所周知，基因是造成这些遗传规律的幕后功臣。基因是DNA分子上具有遗传功能的片段，它控制生物的代谢和发育，并把遗传信息传递给下一代。基因工程又称基因操作、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，特别是运用DNA 重组技术，将生物基因组的结构或组成在体内或者体外进行人为修饰、改造或重新组合，然后通过载体把新的DNA分子转入另一种生物的细胞中，以改变生物原有的遗传特性，从而获得目的基因产物或新的生物种类。基因工程打破常规，把不同种类生物的基因组合到一起，形成新的生物类型，实现了人类长期以来渴望定向改变生物性状，培育新物种的愿望。

二、现代基因工程的应用及对现代生活所产生的影响：基因工程自20世纪70年代初诞生以来，发展突飞猛进。它可以按照人们的主观愿望直接控制基因，打破了不同物种间在亿万年中形成的天然屏障。人们可以将一些不同种类生物的基因组合到一起，创造出自然界中并不存在的新生物类型。基因工程各项技术的应用，使生命科学的研究发生了前所未有的变化，在工业、农牧业、医药卫生、环境保护等各方面都有着不可限量的发展前景。

[1]

1、在工业中的应用：基因工程在工业上的应用，主要体现在医药工业和食品工业上。基因工程制药 开创了制药工业的新纪元，解决了许多疾病问题，基因工程可以生产出大量廉价优质的新药物、抗病毒疫苗和诊断试剂，基因工程生产出的药物为治疗各种疾病提供了有效的手段。在食品工业上，提高了人们对食品中微量元素的吸收和农作物抗病虫害的性能；生产食品酶试剂；改良了食品工业用菌数及其性能和食品加工性能；用来生产保健品和特殊食品。基因工程是工业发展进程中不可或缺的一部分，起着巨大的作用。

2、在农业中的应用：培育优良品种是农作物稳定增产的重要因素，利用基因工程可以将带有作物优良性状的基因“裁剪下来，拼接起来”，植入受体的细胞中，使受体作物具有优良性状，成为优质作物新品种。[2]基因工程培育出了能防虫害和防腐烂的作物，提高了农作物的产量。

[3]一些小麦和大豆通过转基因，具有了抗化学除草剂的特性；给水稻添加基因，生产人体需要的β-胡萝卜素；从耐盐植物中成功克隆出耐盐的基因，为盐碱地利用和海水灌溉提供了依据。基因工程育种有着目的性强、速度快、产量高、质量优和遗传性稳定等特点，它定向改造生物性状，将引发一次新的农业革命。

3、在医药卫生中的应用：利用基因工程技术，我们可以生产自然界中难以得到的蛋白质。1982年，首例基因工程产品-人胰岛素投放市场，为人类的健康带来了福音。之后，出现了更多的基因工程产品和蛋白质药物，如人生长激素、干扰素、白细胞介素-

2、乙肝疫苗等，令患者看到了生的希望。1999年，中国第一头携带人血清蛋白基因的转基因牛被培育出来。利用基因工程技术，科学家还从转基因羊奶中提取出了一种治疗心脏病的药物tPA。基因工程技术为人类的健康长寿做出了巨大贡献。

4、在环境保护中的应用：基因工程还被应用到环境保护中，基因工程成为变废为宝，除害兴利的重要技术手段。利用转基因微生物，可以吸收环境中的重金属，降解有毒有害化合物，处理工业废水；

[4]科学家把不同的降解基因转移到同一菌株中，创造出具有多种降解能力的“超级微生物”-“超级细菌”，可以降解各种工业污染物；通过基因工程培育对贵重金属具有亲和力的菌株，可用来回收贵重金属；培养具有浸矿能力的细菌来开采铜矿和铀矿等不久也将成为现实。

三、基因工程引发的争议及解决对策：自20世纪后半期，伴随着基因工程出现的生物技术，为解决人类面临的疾病、灾害和饥饿等提供了有力的帮助。但生物技术的发展并非总是乐观的，自身的潜在危险和不可预料的结局，引起了颇多的争议。转基因技术同其他科学技术一样,闪烁着科技“双刃剑”的光芒，在给人类社会带来福利的同时,也引发了社会对其涉及的经济、政治、法律、环境、健康和伦理道德等问题的广泛关注和争议。人们目前已经认识到转基因产品的失控和滥用,可能会给人类赖以生存和发展的自然生态环境造成灾难性的后果。中国作为转基因产品的生产大国之一,更应趋利避害，广泛借鉴国外先进的管理经验,既不能像有些国家那样对转基因产品拒不接受,又要使之在科学规范的轨道上得到有效的控制,有序的发展。因此，建立和完善中国转基因产品法律制度,具有深远的历史意义和现[5]实意义,对我国转基因产业的顺利发展起着重要的保障作用。解决基因工程所引发的问题，需要从以下几个方面做到：完善转基因产品生物安全监督的管理体制；完善转基因产品的“标识制度”；完善转基因产品生物安全评价体系；完善进口转基因产品的安全审批制度；

[6][7]完善我国转基因的法律制度：1)完善我国转基因产品法律法规体系；2)建立转基因产品风险评估技术体系的立法；3)立法改良安全性检测的措施。

四、结语：从古至今，人们对于事物的争议都是不可避免的。只要我们努力趋利避害，科学技术总会朝着人们期望的的方向继续发展，我相信，在不久的将来，基因工程技术将帮助解决更多阻碍人类发展的食物、安全、健康、医药、能源、环境保护等问题，最终推动全世界人类的发展。

参考文献

[1]刘金寿.现代科学技术概论.北京：高等教育出版社，2016

[2]陈晋莹,姜友军,刘洋.浅谈农业生物技术及转基因农作物[J].粮油仓储科技通讯.2016(04)[3]滕春红,陶波.农作物抗除草剂基因工程[A].中国化学除草50年回顾与展望[C].2004 [4]杨婷.微生物细胞表面的化学/基因改性调控用于重金属分离及（形态）分析[D].东北大学 2013 [5]尹航.论基因工程对现代生活的影响[A].第三届世纪之星创新教育论坛论文集[C].2016 [6]郭高峰.多元主义视角下转基因产品国际法律规制研究[D].西南政法大学 2014 [7]钱贺利.转基因农产品安全的立法规制研究[D].郑州大学 2016

第四篇：基因工程及其应用说课稿

《基因工程及其应用》说课稿

樟村中学生物组 童长春 2012/12/26

一、说教材

《基因工程及其应用》是人教版生物必修2第六章第二节内容。学生们在几章中已经学习了基因的本质，基因的表达，对基因有一定的感性认识。为学生学习本节内容做到铺垫的作用。

本节的教学内容是在学生对基因有一定的理解的基础上，引入基因工程，让学生了解基因工程在生活中的运用，激发学生的求知欲。在教学内容的组织上体现了学科内在逻辑性与学生认识规律的统一。

二、说教学目标

根据本教材的结构和内容分析，结合着学生他们的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标：

1、知识目标：掌握基因工程的概念、原理；基因操作的工具及其操作过程。

2、能力目标：培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

3、情感目标：培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观，从现象到本质的科学的研究方法；培养学生严谨的学习态度和思维习惯。

三、说教学的重、难点

本着高二新课程标准，在吃透教材基础上，我确定了以下的教学重点和难点

1、教学重点

基因工程的基本原理，基因操作的工具，基本步骤及其应用。

2、教学难点

基因工程的基本原理，基因工程的应用及其安全性。

四、说教法

围绕本节课的教学目标和教学重点，采用了观察法、演示法、讨论法、实践法等多种教学方法，积极创设一个可以让学生在轻松愉快的氛围中，去主动探求知识的过程。在教学过程中，开展师生互动、生生互动，体现出以学生为主体，教师为主导的主动探究式教学理念。

五、说学法

在本节课中，学生将通过多种途径，如：观察、阅读、思考、分析、讨论、实践等等，来开展学生之间的协作学习和自主学习，形成以学生为主体的教学模式。

六、说教学过程

在这节课的教学过程中，我注重突出重点，条理清晰，紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流，最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。

1、导入新课：

提问：各种生物间的性状千差万别这是为什么呢?

引导：生物体的不同性状是通过基因特异性表达而形成的。

列举：几种生物的不同性状：够吐出丝；豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气；青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。

提问：人类能不能改造性状？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？ 引导：让禾本科植物能够固定空气中的氮气；能否让细菌“吐出”蚕丝；让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物。（这种设想能实现吗？）定向改造生物的新技术——基因工程。

2、讲授新课：（1）基因工程的原理

指导学生阅读教材P102页第二段，通过提问的方式指导学生找出概念中的关键词语，并让学生理解基因工程概念，引导学生独立完成。最后归纳列表，便于学生的记忆。概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。（2）基因操作的工具

利用多媒体课件演示抗虫棉培育过程示意图，同时提出讨论问题，进行分组讨论，最后交流讨论结果，教师进行归纳总结。

思考：在以上的基因工程培育的过程中，关键步骤或难点是什么？

引导：关键步骤的完成过程中都要用到基因操作工具，并使学生形象地记忆“工具”的作用。

A基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性未端 B基因的针线——DNA连接酶

用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸二酯键？

限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ C基困的运输工具——运载体

大家一起思考下这些工具到底怎样操作才能完成基因工程的过程呢？ 思考题： 简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。启发学生思考：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。(3)基因工程的应用。

学生阅读教科书P.104的内容。教师总结，并从具体事例引入关于转基因生物和转基因食品安全性的争议，启发学生对其安全性问题进行讨论。

3、课堂小结，强化认识。

复习基因工程操作的基本步骤和重要工具，完成课后习题

4、板书设计

基因工程的基本原理: 基因操作的工具: A基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。

B基因的针线——DNA连接酶 C基困的运输工具——运载体

基因工程操作的基本步骤： 剪切→拼接→导入→表达 基因工程的应用 结束：

本节课设置了一系列问题情境，层层设问，在学生答问、质疑、讨论过程中让学生建构新概念和新的知识体系，并通过教师及时掌握反馈信息，适时点拨、调节，让学生在推理判断中培养良好的思维习惯和对知识的迁移能力，而且通过留出一定的时间让学生提问，体现了以学生为主体的思想。我的说课完毕，谢谢大家。

第五篇：基因工程的应用

基因工程技术的应用和前景

【摘要】基因工程问世以来短短的二十年，显示出了巨大的活力，今后基因工程将重点开展基因组学、基因工程药物、动植物生物反应器和环保等方面的研究，展望未来，基因工程的前景将是更加灿烂辉煌。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

随着基因工程技术的迅速发展，通过克隆或筛选出来的富基因，转到作物中进行表达，已取得很大的进展。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。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

1、植物基因工程成果丰硕

自1983年首次获得转基因烟草、马铃薯以来，短短十余年间，植物基因工程的研究和开发进展十分迅速。国际上获得转基因植株的植物已达100种以上，包括水稻、玉米、马铃薯等作物;棉花、大豆、油菜、亚麻、向日葵等经济作物;番茄、黄瓜、芥菜、甘蓝、花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜等蔬菜作物;首楷、白三叶草等牧草;苹果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草荀等瓜果;短牵牛、菊花、香石竹、伽蓝菜等花卉以及杨树造林树种。转基因植物研究取得了令人鼓舞的突破性发展。十几年来，转基因植物这一技术日趋完善，在提高植物抗性、改良作物品质以及作为生物反应器生产有用的化合物等方面发展迅速。用于植物转基因的技术大体可分为三类:一是农杆菌介导的基因转移;二是以原生质体或细胞作为受体的直接基因转移，如用聚乙二醇(PEG)、电激仪、基因枪、离子束等方法将基因导人细胞或原生质体，进一步培养成转基因植物;三是种质系统的基因转移，如利用子房注射，花粉管通导等方法导人外源基因。建立各种植物转基因技术的同时，将一些具有实用价值的外源基因分别导人多种作物，获得了一批转基因植物。在抗病毒方面，将抗病毒基因导人烟草、黄瓜、首蓓和花生等作物后，植株都表现出不同程度的抗病能力。在抗细菌和真菌方面，已转育成功了抗白粉病、赤霉病和黄矮病的小麦，及抗青枯病的马铃薯;在抗虫方面，转Bt基因的作物已有烟草、番茄、马铃薯、水稻和棉花等，均有较好的抗虫效果，此外，在抗除草剂方面，抗早、抗寒、抗热、抗盐及在改善植物品质方面，都获得了相应的转基因植物。当然转基因技术如何达到高效、快速、简便、适应性广仍然是植物基因工程的一个重要限制因子。

2、基因工程在制药方面的应用

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。

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。

诚然，仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知，但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然界中的大几倍、使宠物不再会引起过敏，许多人便希望也可以对人类基因做类似的修改。毕竟，胚胎遗传病筛查、基因修复和基因工程等技术不仅可用于治疗疾病，也为改变诸如眼睛的颜色、智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我们的后代，但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体特性的例子。比如，运用此技术，可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子，然后再通过骨髓移植来治愈患儿。

3、基因工程在环保方面应用

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、萜烃、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、且表达成功。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。

4、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。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。基因工程问世以来短短的二十年，显示出了巨大的活力，今后基因工程将重点开展基因组学、基因工程药物、动植物生物反应器和环保等方面的研究，展望未来，基因工程的前景将是更加灿烂辉煌。【参考文献】

[1]李庆军，董艳桐，施冰.植物抗虫基因的研究进展[J].林业科技，2002，27(2)：22 26.[2]吴福彪．基因工程与植物的遗传改良［J］生物学通报，2010，45(5);7－10．