【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.基因工程前景广阔，各国科学家都在加紧研究.我们国家的基因工程研究，与国外相比，虽起步较晚，但也获得了较大的发展，取得了一定的科研成果。例如,已经研制成功和正在研制的基因工程产品就有几十种,有些已经投产并开始使用，如基因工程α—干扰素，基因工程乙型肝炎疫苗等等。总之，基因工程及应用给传统生物技术带来了彻底的革新，而且其应用范围仍然在不断加深、扩大，前景是十分诱人的。它等待着我们这一代青少年，去探索，去实践，从而取得更大的成功。 【关键词】基因工程技术；前景；现状
一、学科概况中国越南冲突
二、学科起源
缓冲垫三、基因工程大事记
四、基因工程的应用现状及前景分析
1.基因工程在农业中的应用现状及发展前景
2.基因工程在医药领域的应用现状及发展前景
3.基因技术应用于环境方面的现状及前景
4.基因工程的负面影响
五、我国基因工程存在的主要问题
六、我国基因技术前景发展
∙参考文献
一 、 学科概况
基因工程
热处理手册
大脑彩虹图
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。
二、学科起源
《基因样本》
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。 这个定义表明，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分子体。科学家将改变人类生殖细胞ＤＮＡ的技术称为“基因系"（germlinetherapy）,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。
随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由 RNA转录表达的以后,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。 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”。基本操作步骤 这个过程即为体外重组DNA的过程.首先选择目的基因所适合的运载工具,如质粒、病毒等,然后用同一种限制酶分别切割运载体和目的基因，使其产生相同的黏性末端,再加入适量的DNA连接酶，在生物体外将目的基因的DNA与运载体的DNA结合起来，形成重组DNA(或重组质粒） 将重组的DNA杂合分子，借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径,转移到选定的生物体细胞中，使重组的DNA在受体细胞中复制、转录、翻译得以表达。把目的基因装在运载体上并通过运载体将目的基因运到受体细胞的这一过程，在一般情况下,转化成功率仅为百分之一。为此遗传工程师们创造了低温条件下
用氯化钙处理受体细胞和增加重组DNA浓度的办法来提高转化率。采用氯化钙化处理后，能增大受体细胞的细胞壁透性，从而使DNA分子更容易进入。另外也可用基因法、激光微束穿孔法、显微注射法等方法直接将目的基因转入受体细胞(如受精卵细胞）。
三、基因工程大事记
1860至1870年 奥地利学者孟德尔根据豌豆杂交实验提出遗传因子概念，并总结出孟德尔遗传定律背屈。
1909年 丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次提出“基因”这一名词，用以表达孟德尔的遗传因子概念。
1944年 3位美国科学家分离出细菌的DNA（脱氧核糖核酸），并发现DNA是携带生命遗传物质的分子。 长江学者新规定
1953年 美国人沃森和英国人克里克通过实验提出了DNA分子的双螺旋模型。
1969年 科学家成功分离出第一个基因。
转基因链
1980年 科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。
1983年 科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草.
1988年 K。Mullis发明了PCR技术。
1990年10月 被誉为生命科学“登月计划"的国际人类基因组计划启动。
1994年中科院曾邦哲丛连彪提出转基因禽类金蛋计划和“输卵管生物反应器（oviduct bioreactor）”以及“系统遗传学（system genetics）"等概念、原理、名词和方法等。
1998年 一批科学家在美国罗克威尔组建塞莱拉遗传公司，与国际人类基因组计划展开竞争。
1998年12月 一种小线虫完整基因组序列的测定工作宣告完成,这是科学家第一次绘出多细胞动物的基因组图谱。
1999年9月 中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列的1％。中国是继美、英、日、德、法之后第6个国际人类基因组计划参与国,也是参与这一计划的惟一发展中国家.
1999年12月1日 国际人类基因组计划联合研究小组宣布，完整破译出人体第22对染体的遗传密码,这是人类首次成功地完成人体染体完整基因序列的测定。
2000年4月6日 美国塞莱拉公司宣布破译出一名实验者的完整遗传密码，但遭到不少科学家的质疑。
2000年4月底 中国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完成了1％人类基因组的工作框架图.
2000年5月8日 德、日等国科学家宣布,已基本完成了人体第21对染体的测序工作。
2000年6月26日 科学家公布人类基因组工作草图,标志着人类在解读自身“生命之书”的路上迈出了重要一步。
2000年12月14日 美英等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱,这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。
2001年2月12日 中、美、日、德、法、英6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果.
科学家首次公布人类基因组草图“基因信息”.
四、、基因工程的应用现状及前景分析
（一)基因工程在农业中的应用现状及前景分析
1、基因工程在国外农业中的应用概况
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。
目前，在国外推动基因工程在农业中应用的主导力量并不是政府,而是公司.由于基因技术的巨大潜力和诱人的盈利前景，使一些有远见的大公司纷纷投入巨资从事这一领域的研究与开发，并在一定程度上形成了由少数大公司对这一领域的技术成果垄断的局面。著名的大公司有：美国的孟山都、制药业巨头诺华公司和英国与瑞典合资的阿斯特拉-捷利康公司。
2、基因工程在我国农业中的应用现状
我国的“六五”、“七五”、“八五”攻关项目和国家科委863计划都将基因工程在农业中的应用作为重点支持项目，我国有100多个实验室在从事这项研究工作。其中最有影响的是“北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室”和“中国农业科学院生物技术中心”
总体来说，我国农业基因工程研究的进展是非常迅速的，1997年共有55项转基因申请，经批准环境释放31项,中间试验10项，商品化生产4项；1998年,申请数达到68项，批准环境释放10项，中间试验39项，商品化生产2项。但基因工程在我国农业中的应用还局限在经济作物，如番茄、烟草等方面，大田作物只有水稻和棉花取得了突破,其中抗虫棉花已经进入商品化生产.1999年种植面积达到100万亩左右。
从商业价值来看，最有前景的是大田作物的转基因技术，特别是水稻、小麦等粮食作物的转基因技术。因为吃饭问题始终是人类必须面临的问题，我们必须增加粮食作物的单位面积产量,才能在地球有限的耕地上生产出更多的粮食，以便满足人口的不断增长的需要。根据世界粮农组织统计，1998年世界粮食的总产量为19.62亿吨，比1985年有较大幅度的增长，但人均粮食占有量却从1985年的415公斤降到360公斤.世界粮食库存量同消费量的比
例降到14％，已低于世界粮农组织确定的保证世界粮食安全最低水平的17%-18%。对于我国这样一个人多地少的国家来说,粮食安全更加重要.全世界每年粮食贸易总量只有2亿吨左右，假如我国粮食欠收1/3左右话，我们必须全部买下这些粮食。这将是多么恐惧的事情！因此,我国政府历来十分重视粮食生产。在所有的粮食作物中，水稻的产量占40%左右，是最重要的粮食品种。
（二）、基因工程技术在医药领域的应用现状及前景分析
1、基因技术对医药领域的贡献
基因工程技术对医药卫生领域的贡献主要有三个方面：一是解决了过去用常规方法不能生产或者生产成本特别昂贵的药品的生产技术问题，开发出了一大批新的特效药物,如胰岛素、干扰素（IFN)、白细胞介素-2（IL-2）等等,这些药品可以分别用以防治诸如肿瘤、心脑肺血管、遗传性、免疫性、内分泌等严重威胁人类健康的疑难病症,而且在避免毒副作用方面明显优于传统药品；二是研制出了一些灵敏度高、性能专一、实用性强的临床诊断新设备，如体外诊断试剂、免疫诊断试剂盒等,并到了某些疑难病症的发病原理和医治的崭新方法；三是基因工程疫苗、菌苗的研制成功直至大规模生产为人类抵制传染病的侵袭，
确保整个体的优生优育展示了美好的前景。
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