植物基因工程的新进展自1983年首次获得转基因烟草

1、抗病转基因番茄
• 烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)、苜蓿 花叶病毒(AMV)和番茄黄花卷叶病毒(TYLCV)等是引起 番茄病毒病的主要病原。在番茄转基因抗病毒育种中， 主要利用病毒的外壳蛋白(Coat protein,CP)基因、 复制相关蛋白(Replication-associated protein， REP)基因、卫星RNA基因和病毒片段的反义RNA基因等。 外壳蛋白(CP)在转基因植物中的积累可以干扰病毒脱 衣壳，抑制病毒在植物体中的复制、转运和积累从而 使转基因植株获得了病毒抗性。
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2003年陈溪利用转基因番茄作为生物反应器生产人 胰岛素，通过以口服方式摄入胰岛素来研究在抑制自身免 疫攻击以及预防I型糖尿病中所起到的作用，己经取得了 很大的进展。
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2006年, Chen等人将肠道病毒EV71的外壳蛋白VP1基
因导入番茄,外壳蛋白VP1在转基因番茄中获得了表达.用 转基因番茄喂食小白鼠,小白鼠可以抗肿瘤细胞的感染。
2003年王仁厚利用转基因番茄表达人酸性成纤维细胞生长 因子(aFGF)，通过构建的双元表达载体带有一个经过改构的 人酸性成纤维细胞生长因子基因(afgf),载体上的选择标记基 因为manA,它使得转化过程中可以使用PMI这种不含抗生素及 除草剂的选择系统。利用农杆菌介导的转化方法获得了afgf 转基因番茄植物,并且通过PCR-Southern、RT-PCR证明了afgf 在宿主基因组中的整合及表达。
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葡激酶( Staphylokinase，SAK) 是由金黄色葡萄球菌 分泌的一种纤溶酶原激活剂，首次发现于 1948 年，它可以 激活人体中的血纤维蛋白溶酶原形成血纤维蛋白溶酶，从而 溶解血栓。同其他溶栓药物相比，葡激酶具有溶栓效果好， 纤维蛋白选择性强，无显著促凝血作用等优点。 2011杜景川等人利用农杆菌介导的方法，将葡激酶( Staphylokinase，SAK) 基因导入番茄中。经 PCR、 Southern 杂交和 Northern 杂交检测，葡激酶基因已整合 到再生番茄植株基因组中，共获得 8 个转基因株系。经 ELISA 检测，转基因番茄的果实和叶片均能表达 SAK 蛋白， SAK 蛋白在果实和叶片可溶性蛋白中的比例最高分别为 3.42%和2.47%。转基因番茄中的 SAK 蛋白具有一定的溶栓 活性，溶栓比活力为 3 866 AU·mg－1。

谈转基因技术的发展姓名：陈逵(学号：08113579 , 学院：计算机科学与技术学院 , 班级：信科11-3 )摘要：生物工程是21世纪极具发展潜能的新兴学科，其中的植物转基因技术更是其重要组成部分。

本文粗要介绍了植物转基因技术的概念、方法、应用、最后介绍了国际植物转基因技术的应用现状。

关键字：植物转基因技术正文：自1983年美国在世界上首次获得转基因烟草以来，植物转基因技术得到了迅速发展，在世界范围内得到了广泛的应用。

目前，转基因技术已经成熟，转基因作物已进入产业化阶段，而且种植面积逐年扩大，呈直线上升趋势。

植物转基因技术主要应用于农业，生物和医学等领域。

进行植物品种的改良，新品种的培育以及作为生物反应器生产生物药物和疫苗等。

世界上已通过转基因技术培育出许多产量高、品质好、抗性强的农作物新品种，生物技术产品已应用到医药，保健食品和日化产品等各个方面，生物制药产业已成为最活跃，进展最快的产业之一。

因此，人们将以转基因技术为核心的生物技术上的巨大飞跃誉为第二次“绿色革命”。

这次技术革命将使全球农业生产发生深刻的变革，使人们看到消除饥饿与贫穷的希望。

植物转基因技术巨大的生产潜力将为人类带来很大的经济效益和社会效益，并将辐射性地影响人类社会、经济、技术、生活、思想等方面的发展。

然而，象其它新生事物的发展过程一样，由于人们最初对转基因技术的认识不足或不理解，以至对转基因技术存在不同的态度和看法甚至偏见，使植物转基因技术面临着不少冲击。

在20世纪末，转基因作物的安全性就在全球范围内引起了激烈的争论，反对者认为转基因作物具有很大的潜在危险，可能会对人类健康和生存环境造成威胁。

在欧洲，转基因作物曾被一些媒体称之为“恶魔食品”[1]。

当前，一些电视、广播、报纸等新闻媒体为了某些利益也对公众进行吵作和误导，夸大转基因作物的风险，使人们对转基因技术及其转基因食品由最初的争论演变为恐慌甚至存在一定的抵触情绪。

如某电视广告中所提到的：某某食用油，不含转基因成分，为健康加油；某网站新闻报道：湖北某某市场惊现转基因大米等等，使人们对当前社会上对转基因技术存在的一些偏见，对植物转基因技术的应用和当代社会发展的概况进行系统阐述，对植物转基因技术与当代社会发展的关系进行探讨。

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第二节
细胞工程
一、细胞工程
细胞工程是运用细胞生物学和分子生物学的方 法，通过类似工程学的步骤，在细胞整体水平或细 胞器水平上，按照人们的意愿改变细胞内的遗传物 质以获得新型生物或特种产品的一门综合性科学技 术。(p7)
应用的原理和方法 概念 研究的水平 研究的目的 细胞工程
细胞生物学和 分子生物学
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生物化学工程：生物化学工程是由生物科学与化学工程
相结合的交叉学科，主研究新型生物反应器和新型分离技术以及 设备的开发、生物反应过程的数学模型建立和在线检测及控制手 段完善。
四、生物工程在国民经济中的地位
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1)生物制药 2)绿色食品 3)环境保护 4)培育超级农业品种 5)农业现代化 6)提高人类健康水平 7)全面仿生技术
讨论：生命科学未解的八大奥秘？ 思考题：现代生命科学研究的热点？ 作业： 1. 生物工程的概念及研究内容？ 2.细胞工程的概念，研究范围，在生命科学 中与其它学科的关系。 3. 细胞工程技术的标志性成就有哪些？ 4.细胞工程的作用与应用领域？

参考书目： 1、李志勇，《细胞工程》科学出版社。 2、罗立新《细胞工程》华南理工大学出版社。 3、谢从华，《植物细胞工程》高等教育出版社。 4、朱至清，《植物细胞工程》化学工业出版社。 5、安利国，《细胞工程》科学出版社。 6、《动物组织培养技术及其应用》 陈瑞铭 科学 出版社。 7、鄂征 ，《组织培养技术》人民卫生出版社。 8 、司徒镇强 吴军生《细胞培养》 世界图书出版 公司。
这一领域已达到世界先进水平，以花药单倍体育种途径，培育出的水稻品种 或品系有近百个，小麦有30个左右。其中河南省农科院培育的小麦新品种， 具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。

专题 1 基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

由于基因工程是在_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。

科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。

20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。

●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。

1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。

随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。

●遗传密码的破译1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。

1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。

这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。

技术发明使基因工程的实施成为可能。

●基因转移载体的发现1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。

●工具酶的发现1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。

●DNA 合成和测序技术的发明自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。

转基因技术在棉花育种中的应用杨金惠 812031001 作物领域 2012级摘要：棉花是一种重要的经济作物，在我国广泛种植。

培育转基因棉花被看作是解决产量和生态环境问题最根本和最有效的方式。

本文介绍了转基因棉花主要的研究方法，包括转化方法以及转入的基因等，并对转基因棉花的发展趋势作了相关探索。

此外，本文总结了转基因技术在棉花遗传改良中的应用，包括棉花抗病、抗虫、抗除草剂、抗逆以及品质改良等方面的最新进展，并对棉花转基因研究中存在的主要问题和今后的研究与应用前景进行分析和展望。

关键词：转基因；棉花；育种1973 年美国科学家科恩等人第一次将两种不同的DNA 分子进行体外重组, 并且在大肠杆菌中表达以来, 基因工程技术发展飞速, 该技术正在极大地改变着地球生物固有的进化进程。

据不完全统计, 目前全球已有60 多种转基因园艺植物和大田作物相继问世, 其中转基因工程技术在棉花品种改良中的应用, 成效卓著。

自从1983年人类首次获得转基因烟草、马铃薯以来，植物重组DNA技术在基础研究和应用开发中获得了显著进展，培育成功一批具有抗虫、抗病、耐除草剂和高产优质等外源优异性状的农作物新品种，对农业的生产方式和经济效益产生了深刻影响。

棉花是利用转基因技术进行遗传改良最为成功的作物之一，仅我国自主研制的,CryA+CPTI双价抗虫等基因就已被转育到41个棉花品种中。

美国转基因抗虫棉大田种植已超过其棉田总面积的70%，澳大利亚和中国超过30%，全球转基因棉花种植面积达到680万公顷，占世界棉花种植面积的20%。

1.转基因技术棉花转基因技术是指将外源DNA通过物理、化学或生物学方法导入棉花细胞并得到整合和表达的过程。

在棉花遗传转化体系中，主要有农杆菌介导、花粉管通道和基因枪3种转化方法。

本研究拟对. 种方法的主要技术特点及研究和应用动态进行综述，旨为棉花分子育种提供参考。

1.1．农杆菌介导法1.1.1农杆菌转化技术的理论基础与棉花遗传转化有关的根癌农杆菌是一种土壤习居菌，在自然状态下能感染棉花等大多数双子叶植物营养器官的伤口，导致冠瘿瘤的发生。

世界上第一种移植作物是什么
世界上第一种基因移植作物是烟草。

1983年，美国旧金山的一家生物技术公司Geneva 普林特（Genentech）通过利用细菌质粒载体重组DNA技术，成功地将抗生素类抗体的基因移植到了烟草细胞中，从而产生了带有抗生素类抗体基因的烟草植株。

这是世界上第一次成功进行的基因转移实验。

此后，基因重组技术成为农业生产上的一个重要手段，引发了被称为农业生产上的“第二次绿色革命”。

美国科学家们在此基础上，相继成功培育出耐贮存的西红柿和抗病的甜椒等基因转化作物，后来大力推广，成为现代农业发展中的重要一环。

学号基因工程课程论文（ 2013 届本科）题目：基因工程技术发展历史、现状及前景学院：农业与生物技术学院班级：生物科学 091 班作者姓名： X X X指导教师： XXX 职称：教授完成日期： 2013 年 3 月 16 日二○一三年三月基因工程技术发展历史、现状及前景摘要：生物学已是现代最重要学科之一，而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的发展与进步，已成为生物技术的核心。

基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。

许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。

关键词：基因工程技术、发展历史、现状、前景引言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。

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分子群体。

科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”，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。

植物遗传转化研究进展重庆师范大学生命科学学院生物科学（师范）专业2009级指导教师摘要：植物遗传转化是一项农业生物技术，它通过某种途径或技术将外源基因导入受体细胞的全基因组中，并使之在受体细胞中得以充分表达。

目前一些重要农作物转基因品种已经或即将投入到实际应用，随着研究的不断深入,本文对植物遗传转化的技术作出了新的展望。

关键词：植物遗传转化；植物遗传转化方法；应用；进展Abstract：Plant genetic transformation is a kind of agricultural biotechnology.It delivers to the whole-genome of receptor cells through a certain approach or technique to make the exogenous genes fully expressed in receptor cells. At present, genetically modified varieties of some important crops have been or are about to put into the practical use. with the deepening of the research,this paper makes a new outlook of the plant genetic transformation technology.Key words: Plant genetic transformation; the approaches of plant genetic transformation; application; progress植物遗传转化是指以植物的器官、组织、细胞或原生质体作为受体，通过某种技术或途径转入外源基因，获得使外源基因稳定表达的可育植株。

转基因技术论文3000字篇一：浅论转基因技术精选优秀毕业论文浅论转基因技术引言转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。

自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过作物的遗传改良。

过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。

遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。

因此，可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。

但在基因转移的范围和效率上，转基因技术与传统育种技术有两点重要区别，第一，传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制;第二，传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。

而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。

因此，转基因技术是对传统技术的发展和补充。

将两者紧密结合，可相得益彰，大大地提高动植物品种改良的效率。

摘要转基因技术作为生命科学的前沿技术之一，已经逐渐走入了人们的生活。

转基因技术可以认为是在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、植物朝着对人类有利方向发展的技术。

从20世纪80年代末转基因植物在美国问世至今，十多年来，该项技术正以日新月异的速度迅猛发展，但由于转基因生物及其产品是否存在潜在风险尚无定论，故转基因生物及其产品的安全性成为全球的热点问题，并引起世界各国政府和许多国际组织的高度重视。

科学家发明转基因技术的初衷是想利用该技术造福人类，既可加快农作物和家畜品种的改良速度，提高人类食物的品质，又可以生产珍贵的药用蛋白，为患病者带来福音。

人类对自然界的干预是否会造成潜在的尚不可能预知的危险?大量转基因生物会不会破坏生物多样性?转基因产品会不会对人类健康造成危害?一些科学家们开始担心对生物、植物生命进行的“任意修改”，创造出的新型遗传基因和生物可能会危害到人类。

5、对土壤生态系统的影响
研究表明，转基因植物可能会对土壤中的微生物、昆虫、软体动物 等产生负面效应，降低植物的自然分解率和土壤肥力，以及土壤内和地 面上的物种多样性，进而对土壤环境的生态平衡产生长远的影响。 外源基因的导入和表达可能会改变转基因植物的代谢、生理生化性 质和根系分泌物。这种变化将影响微生物群落生理特性及代谢活性，改 变土壤微生物对外来底物的利用，从而影响土壤结构、持水性、通透性 和土壤肥力。
加拿大“超级杂草”事件 由于基因漂流，在加拿大的油菜地里发现了个别油菜植株可以抗1-3 种除草剂，因而有人称此为“超级杂草” 。
2、靶标生物的抗性
由于生物个体的进化过程是在其环境的选择压力下进行的，而环境不 仅包括非生物因素也包括其他生物。因此一个物种的进化必然会改变作 用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化。 以Bt基因棉为例，由于棉花植株中毒素基因的持续表达，目标害虫形 成了很强的选择压力，有几种鳞翅目昆虫对Bt毒素产生了抗性。 通常情况下，选择压力越大，目标害虫产生抗性越快。目标害虫对 转基因作物的抗性发展，会引发目标害虫对植物的再次爆发危害，削弱 转基因作物本身的优势和效益，可能导致化学农药或杀虫剂的再次大量 使用，从而对环境产生负面影响。
6、对生物多样性的影响
生物多样性是生物与环境形成的生态复合体，包括数以百万计的动物 、植物、微生物和它们拥有的基因，以及它们与其生存环境形成的复杂 生态系统。生物多样性主要表现在基因多样性和物种多样性两个方面。
（1）转基因植物对基因多样性的影响
基因多样性是维护自然生态平衡的基础，一旦遭到破坏，将给人类 带来无法估量的损失。转基因植物可以从三个方面影响遗传多样性： 第一，相较于常规植物，转基因植物具有产量更高、品质更好、抗 性更强的特性，常常被广泛种植，这必然减少常规植物的种植类型和数 量，甚至导致常规植物的灭绝，加剧基因多样性的流失； 第二，转基因植物中携带的抗性基因往往使其具有竞争优势，可加 速野生资源的消亡； 第三，转基因植物的大规模环境释放，将使大量外来基因漂移进入 野生植物基因库并扩散开来，这会影响基因库的遗传结构，造成基因污 染，对基因多样性产生不良影响。

根癌农杆菌转化单子叶植物的研究进展与对策张洁;周岩【摘要】在植物基因工程中,根癌农杆菌介导法是目前研究得较为深入、技术较为完善有效的转基因方法.但由于单子叶植物不是根癌农杆菌的天然宿主,因此阻碍了根癌农杆菌介导法在单子叶植物遗传转化研究方面的应用.随着分子生物学的迅猛发展,人们对农杆菌介导法的转化机理、影响因素不断探索与研究,使根癌农杆菌介导法被逐步应用于单子叶植物中,尤其是禾本科作物,并取得突破性进展.对农杆菌转化机理与特点、影响单子叶植物转化的因素进行介绍,综述农杆菌介导法在小麦、玉米和水稻三大作物遗传改良方面的研究进展,并从超声波处理、表面活性剂、抗氧化剂和乙酰丁香酮的添加四个方面阐述提高农杆菌转化单子叶植物转化效率的对策,以期为农杆菌转化单子叶植物的进一步改进与优化提供参考.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】8页(P7-14)【关键词】农杆菌;单子叶植物;研究进展;对策【作者】张洁;周岩【作者单位】河南科技学院生命科技学院,新乡453003;河南科技学院生命科技学院,新乡453003【正文语种】中文自1983年成功获得第一例农杆菌介导的转基因烟草以来，有关农杆菌介导的基因转移的应用研究逐步发展成为植物基因工程领域的研究热点，通过农杆菌介导法转化植物的研究也日益广泛和深入。

农杆菌介导法具有转化植物受体，操作易行，经济简便，可插入大片段DNA，整合于基因组上的外源基因拷贝数少且重排程度低，技术仪器要求低，转化效率高等颇多优点。

由于单子叶植物不是农杆菌的天然宿主，利用农杆菌介导法对单子叶植物进行遗传转化的研究因此受到限制。

Portrykus［1］曾认为农杆菌转化单子叶植物是不可能的。

禾谷科作物如水稻、小麦、玉米都是单子叶植物，是人类重要的粮食作物，利用基因工程技术对该类植物的研究具有十分重要的价值。

近年来，随着农杆菌介导法转化机制和影响因素的进一步研究以及转化方法的不断完善，农杆菌介导法已逐步发展成为大部分双子叶植物和一部分单子叶植物遗传转化的主流方法，以及植物基因工程中不可或缺的研究工具，具有极大的应用价值。

转基因技术的利与弊以及发展前途转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。

自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过作物的遗传改良。

过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。

遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。

因此，可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。

但在基因转移的范围和效率上，转基因技术与传统育种技术有两点重要区别，第一，传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制；第二，传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。

而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。

因此，转基因技术是对传统技术的发展和补充。

将两者紧密结合，可相得益彰，大大地提高动植物品种改良的效率。

1转基因技术的介绍转基因技术是指用人工分离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中，从而使生物体的遗传性状发生改变的技术，可分为转基因动物与转基因植物两大分支。

人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。

1.1 转基因植物技术转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中，并使其得以表达，从而获得的具有新的遗传性状的植物。

自1983年世界第一例转基因植物——烟草问世以来仅20多年的时间，转基因植物的研究和应用就已经得到了迅猛的发展，已有近1000例转基因植物被批准进入田间试验，涉及的植物物种有50余个，已有48个转基因植物品种被批准进行商业化生产。

常见的转基因植物技术有：（1）农杆菌介导转化法。

农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。

聚核苷酸选择性地在 A， T， C，G 处终止。终止点由反应中相应的双脱氧核苷三磷酸而定。
每一种 dNTP 和 ddNTP 的相对浓度可以调整， 使反应得到一组长几百至几千碱基的链终止产
物。
第二代 DNA测序技术始于 2008 年，是最近几年获得突破的新技术， 导致测序成本急速下降，
现在最大的成本在于用于精确排列的光学检测系统和数据分析所需的复杂硬件系统。
致力于严重联合免疫缺陷病症药物的研发。
2003 年，中国深圳的赛百诺生物技术公司
(Shenzhen SiBiono GeneTech)研发了用于治疗头颈部肿瘤的基因疗法药物， 并且获得了相关药 监局的批准上市， 但是截止至目前为止， 欧洲药物管理局以及美国食品和药物监管局并未批 准其他基因疗法药物的上市申请。
这主要是因为该种病症的特殊性， 因此欧洲药物管理局在批准该药物的上市申请过程中极为 犹豫。
1990 年时，就有研究专家指出用完整正常的基因取代那些存在缺陷的基因，从而治疗相关 基因缺陷病症，而且该想法在治疗重症综合性免疫缺陷病症临床试验中取得了较佳的成效， 因此这一想法得到了广泛的支持。 当前，全球范围内也有数家制药巨头在研发基因疗法药物， 比如， 2010 年，英国葛兰素史克制药公司就同意大利医药行业研究专家签订了合作协议，
或光学手段
基因组筛查的问题主要是两个， 第一，基因组筛查技术还不够成熟，与传统筛查相比，
基因
测序筛查会出现更多假阳性结果， 而所有结果都会对婴儿家庭产生深刻影响 ——即使孩子永
远不会生病。 第二，伦理问题，在一个完全没有能力提供个人同意的婴儿身上进行的试验时，
伦理、法律和社会意愿的重要性就不断增大代中最高读 样品制备较难；仪
长；比第一代的测 序通量大 很高测序通量

高中必修模块中的生命科学史与科学方法（二）摘要：《遗传与进化》模块有助于学生“领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。

本模块所涉及的科学史中，不少科学家取得的成功与选择了适当的实验材料有密切关系，关注科学家们筛选研究对象的做法，对于生物学探究教学应该是有帮助的。

同样，合理利用科学史组织教学，不仅学习了生物科学本身，又学习了生物学家所具有的科学情感、科学思维和科学方法，从而提高了应用科学知识解决问题的能力，也就培养了科学素养。

关键词：生命科学史科学方法假说-演绎法数学方法模型法正文：一、《遗传与进化》模块中的主要科学史内容（一）遗传因子的发现1、孟德尔的豌豆杂交实验1854年夏天，孟德尔开始用34个豌豆株系进行植物杂交育种的遗传研究。

试验开始时的34个豌豆株系类型纯净，具有适合于作为试验体系的性状。

1856年，孟德尔开始了他那些著名的一系列实验。

1865年，总结出著名的遗传规律，并且在布隆自然科学学会宣读了他的论文《植物杂交试验》。

2、孟德尔遗传定律的再发现1900年3～5月的两个月之内，有三位研究植物杂交的学者各自独立地重新发现了孟德尔的论文，从而使孟德尔论文的意义被人所理解并得到正确的评价。

三位生物学家是：阿姆斯特丹的德弗里斯（Hugo de Vries, 1848~1935）、德国都宾根的柯林斯（Carl Correns, 1864~1933）、奥地利维也纳的冯•切尔马克（Erich von Tschermak, 1871~1962）。

他们都宣称，就在完成他们的研究工作的时候，才注意到早在35年前孟德尔便得出了相同的结论。

3、基因的命名1909年，丹麦生物学家约翰逊（Johannsen 1857～1927）创造了基因（gene）一词，代替孟德尔的“遗传因子”，但是他只提出了基因这一名词，并没有提出基因的物质概念。

（二）基因与染色体关系的发现1、基因位于染色体上的推论——萨顿的假说1902年，年仅25岁的萨顿在《生物学通报》上发表的文章中，首次详细地图示了蝗虫具有成对确定的、可识别、又彼此不同的同源染色体。

植物基因工程的应用实例
REPORTING
抗虫抗病基因工程
抗虫基因工程
通过将抗虫基因导入植物，培育出具有抗虫性能的转基因植物，有效抵抗害虫的侵害，减少农药使用 ，保护生态环境。
抗病基因工程
通过导入抗病基因，提高植物对病原菌的抗性，降低植物病害的发生率，保障农作物产量和品质。
抗逆境基因工程
抗旱基因工程
转录因子调控
利用转录因子对目的基因进行表达调控，提高或降低基因的表达水平。
基因编辑技术
基因敲除
通过基因编辑技术，将目的基因从植 物染色体上删除或破坏，以实现功能 丧失或降低表达。
基因定点编辑
通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术， 对目的基因进行定点突变、插入或缺 失，以实现功能获得或改变。
PART 03
的商业化应用开始。
目前，植物基因工程已经广泛应 用于农业、林业、园艺等领域， 为人类提供了大量的转基因作物
。
植物基因工程的应用领域
提高农作物的产量和品质
通过导入外源基因，改良植物的生长 发育和代谢过程，提高农作物的产量 和品质。
增强植物抗逆性
通过改变植物的抗病、抗虫、抗旱、 抗寒等性状，提高植物在逆境条件下 的生存能力。
合成生物学
合成生物学结合了基因工程和系统生 物学，未来可能实现定制化合成植物 基因组，为植物育种和改良提供新的 途径。
基因工程面临的ห้องสมุดไป่ตู้理和环境问题
伦理问题
基因工程技术的广泛应用可能对传统农业和 生态环境造成影响，引发关于人类干预自然 进程的伦理争议。
环境风险
转基因作物的种植可能对非目标生物和生态 环境产生不良影响，如基因漂移、生态失衡
通过基因工程手段增强植物的碳汇能力，为 减缓全球气候变暖做出贡献。

2.遗传特性改善。将目的基因导入目标作物中，改善植物的遗传特性，比如改变植物的育性、不亲和性和抗逆性等。
3.改良营养品质。植物基因工程可以改变种子的营养含量和组成；转基因植物也可作为一种生物反应器，生产有机化合物、药物蛋白、植物次生代谢产物等。
4.基因功能研究。转基因植物可以帮助研究人员研究某些基因的功能及其在生长发育中的作用等。
b.基因沉默
基因沉默是转基因中植物特定基因表达抑制或者表达量很低的现象。基因沉默技术可用来研究基因功能和植物遗传改良。常见的用于植物基因沉默的技术包括RNA干扰（RNAi）和病毒介导的基因沉默（VIGS）。VIGS是利用病毒将目的基因引入受体植物，它在大规模基因功能研究方面有着巨大优势，但是由于不能稳定遗传，在植物改良种的应用有所局限。RNAi具有操作简单费用低等特点，应用广泛。
c.基因过表达
基因过表达属于反向遗传学策略的一种，通过调节一个或多个基因的表达水平，观察表型改变，从而研究基因功能和分子机制。通过将目的基因克隆到带有启动子、复制子以及抗性标记和筛选基因的质粒上，导入受体植物基因组中，实现目的基因的过表达。基因过表达可以作为基因敲除的替代或互补实验来研究植物功能。
2.遗传转化策略
[3]刘彦锋,刘瑛,李娜.植物抗病基因工程的研究进展及前景展望[J].生物技术通报,2005(05):7-10.
[4]田继微,刘建丰,王育花.基因枪法转化水稻的研究进展[J].云南农业大学学报,2004(06):623-626+634.
毫无疑问，CRISPR/Cas9是最受关注的基因编辑技术，也被认为是植物基因工程最佳选择。CRISPR/Cas9基因编辑技术利用的是原核生物的先天防御系统，缺点是存在一定的脱靶现象。主要的应对策略是设计适合的导向RNA，使得在基因组中与其他位点有最小的序列同源性。CRISPR/Cas9技术已经被用于模式植物（如拟南芥和烟草）和作物（高粱、小麦和玉米），表现出广泛的应用前景。

转基因技术及其在植物育种中的应用一、概述从70年代重组DNA技术创建，到1983年第一株转基因烟草获得以来，国际上对转基因作物就存在着截然不同的观点：接受？抵制？随着技术日趋成熟，转基因作物由实验室进人大田中试，不少作物已向商品化发展。

与此同时，转基因作物的生态风险，可能带来的环境问题、转基因产品作为食品对人体健康问题、产品贴标签问题、运输问题、国际贸易问题、知识产权问题等已引起世界性的所谓“生物安全”的论战。

转基因技术实际上已由学术观点分歧，发展到知识产权问题、环境问题、经济问题甚至政治问题二、什么是转基因技术转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。

又名"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"。

三、几种常用的植物转基因方法遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法，花粉管通道法是中国科学家提出的。

1．农杆菌介导转化法农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。

根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。

因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。

人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。

农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，自从技术瓶颈被打破之后，农杆菌介导转化在单子叶植物中也得到了广泛应用，其中水稻已经被当作模式植物进行研究。