基因工程技术在环境保护中的应用

《基因工程技术在环境保护中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基因工程技术在环境保护中的应用班级：建筑081姓名：彭越学号：200800501171随着科技的发展，人类在为自己生产出越来越多的生活资料的同时，也向大自然排放了越来越多的有害和难降解物质。如农药、塑料和各种芳香烃类化合物，这些物质正严重破坏环境和危害着人类的身体健康。因此，有意识地利用生物界中存在的净化能力进行生物治理，已渐渐成为环境治理的主要手段。自然界中的生物,往往在有毒物质的选择压力下经过基因突变、基因重组、物种间基因的交流，进化出代谢这些有毒物质的能力。利用基因工程技术提高微生物净化环境的能力是现代生物技术用于环境治理的一项关键技术。20世纪

2、50年代初，由于分子生物学和生物化学的发展,对生物细胞核中存在的脱氧核糖核酸(DNA)的结构和功能有了比较清晰的阐述。20世纪70年代初实现了DNA重组技术，逐步形成了以基因工程为核心内容，包括细胞工程、酶工程、发酵工程的生物技术。这一技术发展到今天，正形成产业化品、医药、化工、农业、环保、能源和国防等许多部门，并日益显示出其巨大的潜力,将为世界面临的环境保护等问题的解决提供广阔的应用前景。1．基因工程技术原理与步骤基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术,它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法,按照人类的需要,用DNA重组技术对生物基因组的结构或组

3、成进行人为修饰或改造,从而改变生物的结构和功能,使之有效表达出人类所需要的蛋白质或对人类有益的生物性状。首先该技术高效、经济,这是传统产业工程无法比拟的。它能按人类需要来设计和改造生物的结构和功能,生产出优良的动物、植物和微生物品种。在低投入的情况下,能够高效生产出所需商品。而且外源基因只要进入受体细胞的基因组中就可以遗传给后代,育出的优良品种,可持久利用。其次,该技术具有清洁、低耗和可持续发展的特点。现代基因工程所利用的原料是可再生及可循环使用的,不需消耗大量的不可再生资源,所以极少产生对生态环境有害的废物。再次,该技术应用于疾病的诊断与治疗方面也具

4、有优势。基因诊断更具预见性和准确性,而且基因治疗可从基因水平上纠正疾病,从而使疾病得以根治。（一）基因工程技术的原理基因工程技术是一种按照人们的构思和设计，在体外将一种生物的个别基因插入质粒或其他载体分子，构成遗传物质的重组，然后导入到原先没有这类分子的受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产品的操作技术。或者说,基因工程技术是在生物体外，通过对一种生物的DNA分子进行人工/剪切0和/拼接0,对生物的基因进行改造和重新组合，再把它导入另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状，产生出具有新的遗传特性的生物。（二）基

5、因工程技术的步骤和内容一个完整的基因工程技术流程一般包括目的基因的获得、载体的制备、基因的转移、基因的表达、基因工程产品的分离提纯等过程。概括起来，基因工程技术应包括如下几个主要的步骤和内容：从复杂的生物有机体基因组中,经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片段；在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子；将重组DNA分子转移到适当的受体细胞(亦称寄主细胞)，并与之一起增殖；从大量的细胞增殖群体中，筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞克隆；从这些筛选出来的受体细胞克隆，提取

6、出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究使用；将目的基因克隆到表达载体上，导入受体细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。2.基因工程技术在环境保护中的应用环境污染主要是指有害物质对大气、水体、土壤和动植物的污染。20世纪50年代以来，随着工业的迅速发展，环境污染的问题日趋严重，尤其是在一些工业发达的资本主义国家，相继出现了一系列公害事件。因此，研究污染物质在环境中的运动规律以及防治污染的原理和方法，已成为世界各国重点探索的课题之一。环境污染的防治是一项极其复杂的任务，它涉及许多学科。生物技术于环境污染的防治有密切关系。在污水

7、处理、大气净化和环境监测方面都使用了各种生物技术，特别是包括基因工程在内的生物工程等新技术的应用，为环境污染的生物治理开辟了更加广阔的途径。（一）微生物与环境净化由于工业废水和生活污水未经处理就排入到江河湖海，造成了水体的严重污染，这不仅妨碍了工农业和渔业生产，影响水生生态系统，而且还直接或者间接地危害人体健康。20世纪70年代初，美国媒体排放废水4亿吨，全国主要河流机会全遭污染，五大湖成为毒源，鱼类相继死亡。1953~1973年间，日本小镇水俣由于饮水和食物中含汞太高，有65人中毒死亡，这就是有名的“水俣事件”。废水的而处理方法可分为物理法、化学法和

8、生物法三大类。其中生物法应用最为普遍。生物法在污水处理中所占的比例，日本为94％，美国为68％