基因工程的发展论文

基因工程的发展论文（通用8篇）

篇1：基因工程的发展论文

基因技术的发展历程

2011级初等教育理科 代林宏

[摘要]

基因技术作为２１世纪生物科技的核心技术之一，通过操纵、改变DNA上基因的容易来改变生物属性和特点，包括胰岛素生物工程、干细胞技术、克隆技术等。基因科技术的每一次突破和发展对人类的生产生活都有着重要的影响。[关键词] 基因技术；成就；发展历程；

基因技术是指通过操纵、改变（增加或减少)DNA上基因的容易来改变生物属性和特点，以达到有利于人类目的的生物科学技术。如把胰岛素基因置入大肠杆菌产生人类稀缺的胰岛素生物工程；干细胞技术，克隆技术等。这一系列的技术由基因到伟大的人类基因组计划以及后来的一系列生物高科技的发展有一个漫长的历程。

19世纪60-80年代间确定了细胞中的两种核算，脱氧核糖核算及核糖核酸；染色质，染色体等物质，对细胞结构有了基本的认识。

1909年，丹麦的约翰逊把遗传因子命名为“基因”。随后美国人摩尔根和他的学生发表了《遗传的物质基础》和《基因论》。证明了基因是染色体上的遗传单位。

1944年美国的艾弗里证明了遗传基因就在DNA上。剑桥大学的卡文迪许实验室里，沃森和克里克研究发现了DNA分子双螺旋结构，并在科学期刊《自然》上面发表了论文，这位之后的基因技术发展奠定了基础。

1956年，美国的肯恩伯格从大肠杆菌里分离出了一种催化核苷酸形成DNA的酶－DNA聚合酶，作为DNA体外复制技术的起始。随后提出了中心法则、操纵子学说，并成功的破译了遗传密码，使生物学的发展进入了另一个阶段。

所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌，其DNA中被插入了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，大约有一半的豆和四分之一的玉米都是转基因的。

运用胚胎遗传病筛查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。

基因工程在20世纪取得了很大的进展，这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物，二是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因，使得动植物具有了原先没有的全新性状，如抗虫西红柿，生长迅速的鲫鱼，转基因烟草等。1997

[1]

年世界十大科技突破之首就是克隆羊的诞生。通过无性繁殖产生了第一只哺乳动物绵羊“多利”，它完全秉承了给与它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。

1990年10月，阿波罗登月计划-人类基因组计划正式启动。1999年12月1日，国际人类基因组计划联合小组宣布，完整破译出人体第22对染色体的遗传密码，这是人类成功的完成人类染色体完整基因序列的测定。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”的路上迈出了重要的一步。

综上所述，基因技术的不断发展创新突破给人类的生产生活带来了很大的便利，特别是人类基因组计划的实现使人类重新认识了自己，使科学技术得发展变得无可限量。

参考文献 : [1] 黄国琼； 秦宇彤； 罗长坤．生命科学的发展对医学的影响[J]．人文社会医学版，2011-02-08，32（2）

[2] 殷实． 培养创新素质,迎接未来挑战[J]．自然科学版，2009-11-10，23（1）

[2]

篇2：基因工程的发展论文

基因工程概述

第一节

基因工程的诞生和发展

一、基因

1．Mendel的遗传因子阶段

Mendel G.J.(1822-1884).1856-1864豌豆杂交实验。1866年发表论文，提出分离规律和独立分配规律 1900年Mendel遗传规律被重新发现遗传学的元年

Mendel提出：生物的某种性状是由遗传因子负责传递的。是颗粒性的，体细胞内成双存在，生殖细胞内成单存在。遗传因子是决定性状的抽象符号。

2．Morgan的基因阶段

1909年丹麦遗传学家Yohannsen(1859-1927)发表了“纯系学说”首先提出了“基因”的概念，代替了Mendel “遗传因子” 的 概念。但没有提出基因的物质概念。

1910年以后，Morgan T.H.等提出了基因的连锁遗传规律。说明了基因是在染色体上占有一定空间的实体。基因不再是抽象符号，被赋予物质内涵。

3．顺反子阶段

1957年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistron）概念：顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决定1条多肽链。

4.现代基因阶段

（1）操纵子

启动基因＋操纵基因＋结构基因（2）跳跃基因

指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方，它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。（3）断裂基因

1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序列不连续的间断基因被称为断裂基因。

（4）假基因

不能合成出功能蛋白质的失活基因。（5）重叠基因

不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠的。

现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。

二、基因工程的诞生

一般认为1973年是基因工程诞生的元年

（S.Cohen等获得了卡那霉素和四环素双抗性的转化子菌落)理论上的三大发现和技术上的三大发明 对于基因工程的诞生起到了决定性的作用。

（一）DNA是遗传物质被证实 1944年，Avery O.T.利用肺炎双球菌转化实验

1944年，美国洛克菲勒研究所的Oswald Avery等公开发表了改进的肺炎双球菌实验结果。

（1）S型菌细胞提取物及其纯化的DNA都可使R型菌转变成S型菌；

（2）经DNase 处理的S型菌细胞提取物失去了转化作用。

（3）经胰蛋白酶处理的S型菌细胞提取物仍有转化作用。

不仅证实了DNA是遗传物质，而且证明了DNA可以将一个细菌的性状转给另一个细菌，他的工作被称为是现代生物科学的革命性开端。

（二）DNA双螺旋模型的提出

DNA是遗传物质已被证实，但是DNA是怎样携带并传递遗传信息的？在细胞增殖过程中，DNA是怎样复制的？因此，对于DNA结构的研究成为了当时生物学家研究的热点。

1953年，Francis Crick和James Watson搜集了力所能及的资料，提出了DNA的双螺旋模型。随后，DNA的半保留复制和半不连续复制机理也被阐明，为基因工程的诞生奠定了坚实的理论基础。

（三）“中心法则”和“操纵子学说”的提出

既然，DNA是遗传信息的载体，那么它是如何传递遗传信息的呢？遗传信息又是如何控制生物的表型性状的呢？

以Nireberg等为代表的一批科学家经过艰苦的努力，确定了遗传信息以密码方式传递，每三个核苷酸组成一个密码子，代表一个氨基酸，到1966年，全部破译了64个密码子，并提出了遗传信息传递的“中心法则”。

1961年，Jacques Monod和 Fancois Jacob提出了原核基因调控的 操纵子模型（operon model）。

（四）工具酶的发现和应用

1970年Smith等分离并纯化了限制性核酸内切酶Hind II，1972年，H.W.Boyer等相继发现了ＥcoR I 一类重要的限制性内切酶。

1967年，世界上有五个实验室几乎同时发现DNA连接酶，特别是1970年H.G.Khorana等发现的T4 DNA连接酶具有更高的连接活性。

1970年，Baltimore等和Temin等在RNA肿瘤病毒中各自发现了反转录酶，完善了中心法则，用于构建cDNA 文库。

（五）载体的发现及其应用

载体主要是小分子量的复制子如：病毒、噬菌体、质粒。

1972年，美国Stanford大学的P.Berg 等首次成功地实现了DNA的体外重组；

6、重组子导入受体细胞技术

1944年，肺炎链球菌被成功转化。

1970年，大肠杆菌才被成功转化，得益于CaCl2的应用

基因工程诞生

1973年，Stanford大学的Cohen等成功地利用体外重组实现了细菌间性状的转移。1973年被定为基因工程诞生的元年。

第二节 基因工程的研究内容

一、基因工程的概念

在分子水平上，提取或合成不同生物的遗传物质，在体外进行切割、再和某一载体进行拼接重组，然后再将重组的DNA导入宿主细胞内，最后实现目的基因稳定复制和表达的过程。

二、基因工程研究的基本步骤

1、从生物体中分离得到目的基因（或DNA片段）

2、在体外，将目的基因插入能自我复制的载体中得到

重组DNA分子。

3、将重组DNA分子导入受体细胞中，并进行繁殖。

4、选择得到含有重组DNA分子的细胞克隆，并进行大量

繁殖，从而使得目的基因得到扩增。

5、进一步对获得的目的基因进行研究和利用。比如，序列分析、表达载体构建、原核表达以及转基因研究

和利用等。

第三节

基因工程的成就和前景展望

一、成就

1.医药领域

1977年，激素抑制素的发酵生产成功。Itakara等，化学合成的激素抑制素基因和大肠杆菌-半乳糖（苷）激酶基因插入到PBR322中得到重组质粒，并通过大肠杆菌生产出含有激素抑制素的嵌合型蛋白，经溴化氰处理后释放出了有生物活性的激素抑制素。首次实现了真核基因的原核表达。用价值几美元的9升培养液生产出50毫克的生物活性物质，这相当于50万头羊脑的提取量。

1978年，Goeddel等，人胰岛素的发酵生产成功。

1979年，Goeddel等，又在大肠杆菌中成功表达了人生长激素基因。1980年，Nagata等，遗传工程菌生产干扰素获得成功。

1981年，用遗传工程菌生产的生物制剂包括动物口蹄疫疫苗、乙型肝炎病毒表面抗原及核心抗原、牛生长激素等。

1982年，重组DNA技术生产的药物-人胰岛素进入商品化生产。1983年，基因工程生产狂犬病疫苗取得突破型进展。

2.植物基因工程的发展迅速

植物转基因育种的发展优势（1）扩大了作物育种的基因库

转基因育种打破了常规育种的物种界限，来源于动植物和微生物的有用基因都

可以导入作物，培育成具有某些特殊性状的新型作物品种。（2）提高了作物育种的效率

作物转基因育种不仅大大缩短育种年限，而且可成功地改良某些单一性状却不

影响改良品种的原有优良特性。（3）减轻了农业生产对环境的污染

转基因抗虫棉花的大面积种植和推广，不仅可以减少化学杀虫剂对棉农及天敌的伤害，而且可以大幅度降低用于购买农药和虫害防治的费用。另外，随着高

效固氮转基因作物及高效吸收土壤中磷元素等营养元素的转基因作物不断问世

和推广，农用化肥的利用率将极大地提高，这对减少农田污染具有重要意义。（4）拓宽了作物生产的范畴

各种有价值的蛋白产品都可以利用植物反应器进行高效生产，番茄、马铃薯、莴苣和香蕉等作物已被成功用于生产口服疫苗。另外，各种工业原料，比如纤 维素、海藻糖和可降解塑料等也可以用植物来生产。有人甚至预言，除了钢筋

混凝土之外，未来的转基因作物将可能生产出人类所需要的一切产品。植物基因组计划

水稻、玉米、棉花、大豆、高粱和番茄 植物分子育种

高产、优质、高效和多抗性 植物作为反应器

香蕉、马铃薯、番茄等 酒精、石油、工业酶等

3.工业领域

 环保工业

能降解工业废品、农药残留等基因工程菌的构建

 酶制剂工业

耐热、耐压、耐盐、耐溶剂的酶基因转化构建的工程菌

 食品工业

改善食品品质的转基因作物

 化学与能源工业

生产乙醇、甘油、丙酮等的转基因生物

二、我国基因工程部分研究进展

1.转基因抗病虫植物

我国科学家将抗虫基因导入棉花，获得了抗虫植株，对棉蛉虫的抗虫效果十分显著。抗黄矮病、赤霉病、白粉病转基因小麦和抗青枯病马铃薯也已研究成功，开始田间加代繁殖。

2.基因工程疫苗

乙型肝炎是危害我国人民健康的严重疾病，我国乙肝病毒携带者1亿 1千万人，其中40％左右的慢性肝炎可能发展成为肝硬化和原发肝癌。以往乙肝疫苗是从人血清中提取，基因工程乙肝疫苗的研制成功，不仅有巨大的经济效益，而且有巨大的社会效益。基因工程乙肝疫苗是我国正式批准投放市场的第一种高技术疫苗，在20多项指标上达到国际先进水平，获国家科技进步一等奖。继乙肝疫苗之后，我国又研制成功了痢疾、霍乱等数种基因工程疫苗，并经国家批准进入临床试验。

3.基因工程药物

干扰素是一种广谱的抗病毒和抗肿瘤高技术药物，对防治病毒性肝炎和恶性肿瘤有重要的作用。现已有了3个品种的基因工程干扰素获得国家新药证书，开始大批量生产。除此之外，我 国还研制成功了肝癌导向药物（生物炸弹）、系列恶性肿瘤辅助治疗药物等十余种基因工程药物，有些已获试生产文号或进入中试开发阶段。

4.动物克隆和转基因研究

在“神舟”五号成功着陆的同一天，包括两头转基因体细胞克隆牛在内的10头体细胞克隆牛现身山东梁山县。我国转基因体细胞克隆技术及体细胞克隆技术的研究与应用达到国际前沿水平。

篇3：基因工程的发展论文

基因工程诞生于上世纪70年代, 是以获取、整理、破译、编辑和表达生物体遗传信息的一种操作平台与技术[1]。随着现代生物技术的发展, 基因工程在生物技术和生物科学专业所占的比重越来越高, 并逐步成为生物技术和生物科学的专业主干课程, 是一门集现代遗传学、现代分子生物学、微生物学、生物化学和生物信息学等生命科学前沿学科于一体的理论性和实践性很强的课程[2]。本课程反映了现代分子生物学、现代分子遗传学、生物信息学、现代分析仪器等发展的最新理论和技术成果, 是进行现代生命科学研究和生物技术育种工作的基础。本课程教学质量的好坏将直接关系到学生的专业素质和应用能力[3]。

为了提高这门课的质量和应用性, 作为地方本科院校一线教师有必要做出尝试, 思考和总结教学上的问题和经验, 为提高教学质量服务, 为学生成长服务, 为实现人才培养目标服务。本文结合新时期转型发展背景下地方院校商洛学院《基因工程》教学实际, 总结课程教学存在问题并提出相应解决对策, 以期为同类院校相关课程教学改革提供借鉴。

1 问题与现状

1.1 传统教学模式单一, 知识结构系统性差

作为生物类专业的主修课程, 基因工程作为生物技术传统四大工程 (细胞工程、基因工程、蛋白质与酶工程、发酵工程) 之一, 代表学科前沿处于学科核心地位, 并引领当今生命科学发展潮流和趋势[8]。《基因工程》课程建设及教学改革重点主要集中在教学内容和教学方法的实践探讨上, 尤其是地方应用型本科院校, 由于存在课程学时压缩的压力, 在以往的教学实践中, 学生往往表现为似懂非懂, 很难掌握其实质和内涵。分析原因, 主要是由于教师授课模式单一、知识内容缺乏系统性, 从而导致学生在有限课时内学习热情不高, 学习效果差。比如传统的《基因工程》课程大纲中, 内容安排分子克隆工具酶和分子克隆载体章节时, 始终按照教材编排成独立的两章进行讲解, 而工具酶和载体在具体基因操作时是必不可少的两个关键元件, 联系起来讲解, 知识点才能串联起来活学活用, 传统的按章讲解只会导致学生的死记硬背、顾此失彼[9]。如何破解《基因工程》课程教学困局, 提高课程教学质量, 培养适应时代发展的高素质应用型人才, 成为多数学校《基因工程》教学改革急需解决的重要问题。

1.2 课程知识“抽象难懂”, 考核方式有待完善

《基因工程》知识内容具有明显前沿性和微观性, 很多知识点理解起来特别“抽象”, 学生学习“吃力”, 传统授课方法教师讲解也“费力”。究其原因, 主要是由于授课教师组织教学方法陈旧、教学目标不明确、重点突出不明显、难点突破不力等。传统课程考核只注重期末的卷面考核, 淡化平时的过程考核, 弱化了课程实践考核, 严重影响学生学习积极性和创新能力的培养。所以, 近年来很多高校, 尤其是应用型本科院校积极开展围绕本课程教学方法方面研究实践逐步增多, 但由于地域性、学校校情不一, 各学校在《基因工程》教学改革和成果应用上没有固定模式可循, 基于以上原因, 很有必要开展各校《基因工程》课程教学改革实践探索, 不断提升课程建设质量和人才培养效果。

1.3 培养目标有待明确, 课程设计急需调整

商洛学院2006年开设生物技术专业, 2007年开始设置生物科学专业。自开设这两个专业以来, 《基因工程》课程在几次人才培养方案修订过程中均定位为专业主干课程, 这既是学科发展背景的需求, 也是实现人才培养目标的需要。该校2012修订版人才培养方案中明确了生物类专业的培养目标, 培养德、智、体、美全面发展, 具有坚实的现代生物科学基本理论、生物技术的基础知识和基本技能, 能够胜任与生物技术相关的生产管理、技术开发、应用研究、市场营销等工作或在中小学和各类培训机构从事教育教学以及企事业单位从事技术服务和管理工作的高素质应用型人才。从学生毕业就业反馈情况来看, 学生感觉本专业就业难, 培养方案看似本专业培养人才“什么都能干”, 结果“什么都不能干”。原因主要是人才培养目标不明确, 与其它院校同质化办学严重所致[10]。基于以上人才培养目标定位和以往课程教学中存在的问题出发, 《基因工程》课程教学必将面临新的挑战, 在充分调研人才市场需求基础上, 需要重新进行系统的课程设计。

1.4 重视理论淡化实践, 能力培养措施不力

基因工程具有复杂、抽象、新颖的课程特点, 接受传统教法的知识传授之后, 学生往往表现为似懂非懂, 难以真正把握基因工程的实质和内涵[4]。课程教学大多按照教材内容从前到后地讲解, 教学过程中以教师为中心, 注重基本理论知识传授。我们注意到这种传统的教学模式使学生养成了依赖教师灌输式的知识传授方式。对知识的记忆采取死记硬背, 对知识的应用更是照抄照搬而不思变通, 思考问题也多是单一、固化思维模式。这种境况很自然地对传统教法形成“倒逼机制”。传统教学中, 基因工程实验课程与其它实验课程一样, 始终依附于理论课程, 长期形成了教学组织和考核各环节的从属和次要地位, 不利于学生实践能力培养和综合素质的提高[11]。为取得基因工程教学工作的实效和成绩, 在大大压缩理论教学课时和学校面临转型发展关键期的背景下, 教师不得不更新教学理念, 改革教学方法, 多、快、好、省地进行理论知识传授和专业实践能力的培养。

2 采取对策

2.1 教学目标的制定要以岗位需求为导向, 以能力培养为核心

转型背景下应用型本科院校《基因工程》课程教学目标的定位必须以学生的就业岗位需求导向为依据[5], 如针对中学生物教学、读研升造、生物医药公司、生物技术商贸等不同就业岗位, 应该开设有针对性的课程内容及分支学科, 要充分体现学习内容的实用性和就业方向的引领作用[12]。把课程开设专业纳入工程教育专业认证, 要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开[6], 并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和专业教育活力。根据岗位需求和市场反馈信息, 结合生物技术专业课程群的建设, 重新构架核心课程《基因工程》授课内容, 制定科学合理、符合自身实际的教学目标, 不断提升课程和专业建设内涵。只有专业建设和人才培养质量提高了, 学科和专业的转型发展才能落到实处。比如学校可以联合与基因工程有关的企事业单位共同制定和修订《基因工程》课程教学大纲, 以某种基因工程药物的研制开发为目标, 组织项目实施过程中的各个教学环节, 通过校企联合培养方式, 既传授了基因工程理论, 还能将理论运用于实践, 同时获得产品, 进一步通过后期的产品销售、临床应用和管理锻炼学生的综合能力和素质[13]。

2.2 教学内容的确定要以适用为原则, 以应用为手段

正如该校确立“尚教为学、践用至要”的办学观念, 在课程标准基本框架内, 各学校可以发挥各自优势, 在教学内容的取舍整合上可以体现特色, 这也是应用型需求的体现。加强所选内容的针对性、可操作性和系统性, 避免与先修课程出现重复的内容, 充分发挥本课程在生物技术专业课程体系中的地位和作用, 做到课程内容设置为专业培养目标服务, 符合专业人才培养规格。比如在基因工程理论授课时, 涉及有关基因表达调控、DNA复制等内容在分子生物学和生物化学课程已经讲授, 就可以少讲或不讲;在基因工程实验教学内容的选择上, 完全可以根据该院育成小麦新品种商麦8928、商麦5226和商麦1619等优良基因的发掘、克隆和遗传转化项目展开实验教学, 还能真正打开教学服务于科研, 科研反哺教学的双赢局面, 同时符合学校应用型转型发展的目标要求[14]。

2.3 科学突出教学重点, 合理突破教学难点

从课程知识体系出发, 确定教学重点, 根据以往学生掌握知识难易程度、理解力、应用能力和考核结果, 明确教学难点。突出教学重点的方法包括: (1) 时间安排充分。将最佳时间用于重点内容的教学。比如基因工程操作原理篇中的分子克隆工具酶、载体、核酸凝胶电泳、分子杂交、PCR技术等。备课和教学时要合理安排重点和非重点内容的教学时间, 做到主次分明。 (2) 透彻讲解重点内容。设计教学过程时, 应围绕重点来进行, 设置问题、分析讲解、启发探究, 都应着眼于让学生理解和掌握重点, 比如讲到核酸电泳技术, 应该重点讲透琼脂糖凝胶电泳技术, 其它两种电泳技术适当讲解即可。 (3) 加强口头强调。用准确的语言和加重的语气向学生明确指出教学的重点。比如在课堂的复习环节, 再次口头强调上节课的重点;在新课导入环节, 指出本节课的教学内容和目标的同时, 强调新课的重点。 (4) 注重板书提示。即使使用多媒体教学方式授课, 但在基因工程授课过程中仍应采用板书图文这种直观的方法去突出重点, 可以对重点内容板书必要的插图, 可以详细板书重点内容, 用彩色粉笔板书教学重点内容的讲授提纲和要点, 或者在其下画下划线[15]。 (5) 强化实践应用。针对教学重点进行归纳、小结、课堂训练, 安排复习思考题、练习题, 上习题课和实验课, 及时了解和实现学生对重点内容的掌握和运用。这样不但能引起学生对教学重点的高度重视, 而且能检验突出重点是否成功和有效。

对于教学难点的突破, 要针对教学难点产生的原因, 采取不同的方法加以突破。 (1) 学生基础薄弱, 可以温故知新化难。对于由于旧知识和技能掌握不牢固, 使学生难以接受新知识和技能而产生的教学难点, 可以采用温故知新的方法来加以突破。 (2) 教学内容生疏难懂, 可以分解难点化难。将一块大型难点分解为若干个难点 (其中也可能分解出非难点) , 减小突破大型难点的难度;然后采用适当的方法逐个突破这些小难点, 一般都能获得良好的效果。 (3) 教学内容抽象, 可以直观教学化难。由于知识抽象和实验操作复杂而产生的教学难点, 可以采用加强直观教学、补充感性知识和经验来加以突破。直观教学手段, 除生动形象的语言外, 主要是具体的实物、教具、模型、图片、图标、音像教材、模拟等。

2.4 摸索新的教学方法

传统的教学方法比较单一死板, 不利于学生对知识点的掌握和运用, 为了增强教学效果, 激发学生学习兴趣, 必须采取灵活多样的教学手段和方法, 变学生的被动学习为主动学习。比如案例教学法, 由于案例教学是针对实际的案例问题展开的学习与讨论, 因此, 案例教学的着眼点在于学生的创造力以及实际解决问题能力的发展, 而不仅仅是获得一些固定的原理和规则。通过案例教学, 可以使学生在经验和活动中获得知识, 增进才干, 并通过对案例的讨论与分析, 提高表达能力。案例教学还大大缩短了教学情境与实际生活情境的差距, 学生能设身处地地从实际的场景出发, 设想可能遇到的困难, 从而增强设计多种解决问题的方案的能力。因此, 教师不是课堂的操纵者、控制者, 而是学生学习的促进者、推进者和辅导者。教师由知识的输出者逐渐转变为学生自主学习的指导者, 教师由独立的劳动者逐渐转变为合作者。

2.5 完善课程考核方法

客观公正的考核方法既能真实有效地检验学生掌握知识和技能的程度, 也能激发学生的学习兴趣, 培养学习的人文氛围, 也是教学质量监控体系的重要组成部分, 有利于课程教学管理长效机制的形成, 教学质量得到保障。

传统考核内容, 偏重于知识记忆, 课程考核内容局限于教材、课堂笔记、老师划定的范围和指定的重点, 对学生综合素质和创新能力的考核普遍不足。比如该院基因工程课程综合成绩评定, 一般期末考核成绩占50%, 平时成绩和实验考核成绩共占50%。课程平时成绩包括课程教学过程中的到课率、作业、文献阅读报告、笔记、课堂讨论等成绩。课程平时成绩低于10分者, 不得参加课程成绩综合评定, 课程成绩以零分记。实验考核成绩由到课率占20%、实践操作占40%和实验报告占40%三部分构成, 其中实践操作部分含操作水平、合作意识、团队精神、责任心等评价和量化指标。

3 展望

总之, 在新时期高等教育大发展背景下, 地方本科院校既面临转型发展的良好机遇, 也面临同类院校激烈竞争所带来的挑战[7], 为了积极应对这种变化, 取得突破发展, 各学校除了在做好顶层设计的基础上把握好发展方向和进一步明确办学目标, 更应该以课程建设和课程教学为抓手, 组织和完善课程体系, 这样才能有效促进学校学科和专业的发展, 不断提高人才培养质量和服务地方的能力及水平, 使学校各项事业的发展稳步推进, 才能始终处于同类院校发展前列。基因工程代表了现代生物技术的核心, 也是学科前沿课程, 发展迅速。作为地方高校授课老师, 应不断学习本学科研究的前沿和动态, 避免课程的形式化和空洞化。精心安排教学内容, 引入合理的教学方法和手段, 提高教学效果, 培养高素质的应用型人才。

摘要：立足新时期高等教育转型发展试点院校《基因工程》课程教学实际, 分析了该课程的教学现状, 及时总结课程教学中存在的问题, 并从教学目标制定、教学内容确定、教学重难点突破、教学方法和课程考核方法等方面提出解决问题的对策, 以期为同类院校相关课程教学改革提供借鉴。

篇4：基因工程的发展论文

一、人文价值导引基因工程技术发展的必要性与可能性

1.人文价值导引基因工程技术发展的必要性

基因工程技术是自然属性和社会属性的统一体。基因工程技术为人类摆脱生物本性的局限从而实现更大的目标创造着条件,给人类带来无限的梦想和希望。同时,基因工程技术又对人类的文明和智力,甚至对人类的肉体生存和心理健康都带来了新的、更大的挑战。

2.人文价值导引基因工程技术发展的可能性

人文价值作为人类社会存在和发展的基本理想,完全可以规定基因工程技术的发展方向。在实践中,通过不断发展的人文价值可以实现对基因工程技术的导向作用,它对基因工程技术的发展有着理性的制约作用。

二、人文价值导引基因工程技术发展的主要原则

为了能够在发展基因工程技术促进社会福利的同时又能前瞻性地关注并预警其多方面的负面影响,必须在两者之间形成“必要的张力”,并努力探求出正确的导引基因工程技术健康发展的人文价值原则。

1.人本原则

要求人们在研制、发展基因工程技术的过程中,要有意识地实现人、社会、自然的整体和谐,关注人类本身的持续生存和健康发展。

2.技术与伦理观念协同原则

3.非功利性原则

现代科学、技术、产业整体化的发展趋势,要求我们重视生命科学研究与基因工程技术的协调发展,把基因工程技术建立在牢固的生命科学基础之上。

三、人文价值导引基因工程技术发展的途径探析

1.确立开放的技术伦理评估框架

我们要以生物伦理学理论多元的宽广襟怀,融合多样性的、具有共同基础的基因工程技术发展的指导原则,谋求实际应用过程中的共识。关涉人类前途的基因工程技术在其发展过程中一定要倾听来自各方面的声音,允许各种话语的自由表达,宽容地对待各种不同的学术观点和立场,这样才可能真正实现自身的健康发展。

2.推广人文主义的科学,强化生命科学家的社会责任

早在1974年,联合国教科文组织就在《关于科学研究工作者地位的建议》中讲到科学家的道德责任。基因工程技术的健康发展有赖于基因工程师在实践中自觉处理好基因工程技术积极社会功能的正常发挥与其价值负荷、政治法律约束的关系,逐步形成一个既有利于基因工程技术发展又充分考虑其社会效应的、可操作的行为范式。

3.重视技术评论,营造公众参与的良好社会舆论氛围

在当今社会,没有公众科技素养的提高,在生命科学和基因工程技术研究中实现公众参与和顾及社会伦理道德将只是空谈。因此,较为理想的技术评论应以正确理解科学技术为基础,以科学精神为灵魂,坚持社会效益优先原则和进步的方向性原则,使社会公众及时了解到基因工程技术的发展状况,切实维护公众的知情权和选择权。

4.通过立法和制定科技政策

近几年,我国制定出台的《基因工程安全管理办法》《农业转基因生物安全管理条例》《人类遗传资源管理暂行办法》等,都是对基因工程技术发展进行规范所作出的积极努力。

基因工程技术的发展关系到国家、民族乃至全人类的前途,只有在一个宽松、民主、自由的社会环境中,科技工作者的积极性、主动性和创造性才能够得到充分发挥,才会真正有利于生命科学和基因工程技术的健康发展。我们希望在人文价值的积极导引下,寻求一条有利于基因工程技术健康发展的道路,让本性为善的技术发展得更为完善。

篇5：基因工程的发展论文

2。1 基因工程技术对人类医疗方面的影响

基因工程早医学领域的当中的应用， 其是通过基因工程技术来对有生物活性的蛋白质与肤类进行制备， 并且将其发展成为基因治疗与基因诊断的重要手段。利用基因工程技术， 可以对人体中的激素进行抽取， 然后在工业生产中进行大规模的应用， 然后提取一些人类所需要的各种激素。在基因工程的不断发展过程当中， 通过科学技术的应用， 可以对人体当中具有的生理功能、药用功能的生物物质进行一定的制备， 由于在人体当中其含量比较少， 所以通过科学的方法可以将传统方式当中费时、耗资等问题进行有效地解决。在当前的应用过程中， 胰岛素疫苗、乙肝疫苗等在市场中得到了广泛的应用， 通过基因工程技术所生产出来的.生物制品相比于天然物料而言具有经济方面的优势， 并且也能够取得较好的社会效益。

篇6：基因工程的发展论文

3 基因工程药物在开发及应用过程中引发的问题

3。1 基因工程药物引发的安全风险问题

第一， 在对DNA进行重组试验的过程当中， 会有隐患问题存在。在实验室重组操作当中， 其操作的对象主要是细菌、病毒以及动植物等等。在这些试验材料当中， 其存在的抗药性、致病性以及转移能力等都不一样， 如果在操作过程中出现意外情况的话， 所导致的后果是不堪设想的。

第二， 基因工程药物产业化当中存在的潜在危险。大规模的基因工程药物工业化生产所设计的安全性问题相比于DNA重组试验来说更为复杂， 例如产品对人或者是其他生物的致毒性。

3。2 基因工程药物引起的社会伦理问题

首先， 是对于资源、资金以及人力造成的巨大消耗甚至是浪费。当前， 在全球范围内采用生物技术进行制药表现出过热的一种趋势。相关研究当中表明， 虽然人们对于基因工程药物的需求很迫切， 但是在用量方面却比较少。所以， 社会伦理学家认为， 将巨大的投资用在疾病的防治方面， 其所产生的社会效益会更大一些;虽然基因工程药物的价格已经大大下降， 但是对于普通人而言长期承受的话是有非常大的困难的， 这种由于资金与资源不公平分配的情况， 会使得社会的不平等现象进一步加重， 并对其稳定性造成影响;再次， 大多数人们对于基因工程药物了解的还比较少， 在使用的时候基本上是处于被动的， 所以这与医学伦理上的“知情同意”原则是相互违背的;最后， 如果选择接受基因工程的话， 对于药物者来说首先需要将自己的遗传隐私向医生公布， 人们担心的是如果信息泄露就会对自身产生一些不利的影响。

4 基因工程药物引发问题的措施

4。1 普及公众的安全性及生命伦理学意识

如果广大人民群众缺乏伦理学与安全性方面的意识， 那么基因工程药物的伦理学问题与安全性将会因为社会压力的减小而出现膨胀的情况。所以， 应当更加深入的、广泛的使得公众对有关基因工程药物的安全性以及伦理方面的问题进行了解， 从而将自我保护意识以及鉴别能力进行提升。与此同时， 还需要让工作能够意识到， 基因工程中药物所存在的生命伦理学以及安全性问题已经成为全球性的客观事实， 然而对其的开发与利用依然不断阻断。所以， 对于人类而言， 就需要在这种矛盾当中来寻求一种有效地措施从而使得公众的利益实现动态的平衡。

4。2 加强有关生物安全的法规建设

如果要使得基因工程药物的安全性得到有效地保证， 单纯的从理论道德上对其进行约束是远远不够的。一些问题虽然从表面上来看是属于社会道德方面的问题， 但是在实质上是一些当事人为了个人的利益而不顾社会行为的准则与法规。所以， 就需要建立相关的法律法规， 来对其研究与发展提供规范标准。而对于只顾商业利益不顾公众安全行为的人员需要加以制裁。

参考文献

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篇7：工程制图的发展轨迹

【摘要】工程制图的发展是历史的延续，工程制图的现状还不能适应科学技术、生产制造迅速发展的需要，工程制图需要实验，以实验推动课程，形成实验发展理论，理论推动实验的良性循环，是工程制图可持续发展的有效途径。正近年来,计算机制图在理论及技术上的重大突破与普及,对传统的工程图学理论及实践体系发出了强有力的挑战,同时也给工程图学提供了千载难逢的机遇。此时,回顾一下历史,追忆历史长河中工程图学的发展轨迹,将有助于我们认明方向、把握机遇。

【关键词】 工程制图 历史 发展 计算机

一、工程图学的含义

图——用绘画方法表现出来的各种实物的形象。人类从远古走到现代,几乎每个脚印都含有“图”的踪迹。从猿过渡到被人类学家、考古学家定义为“人”的那一时期起,人类就与“图”结下了不解之缘。在文字还没有形成之前,“图”是人类表达某种意图、传递信息的重要手段。虽然这些“图”仅仅是在地面上或树皮、岩石上的简单刻划,毕竟在那个时期“图”是实实在在地存在并被人类所应用了。

广义的理解，工程图是用各种线型组成的象形“文字”，只是这种“文字”的笔画不是横、竖、撇、捺，而是直线、曲线。对工程图而言，它所表现的对象是属于工程行业的事物，所以称为工程图。

图是一门专业基础学科，以画法几何的投影理论为基础，以直尺、圆规、图板为工具，以黑板、木模、挂图为媒介，已有200多年的历史。《机械工程制图》是体现工科特点的入门课程，也是工科学生必须学习的专业基础课程之一。在培养学生作为创造性思维基础的空间想象力及构思能力和促进工业化进程等诸多方面发挥了重要的作用。工程图是生产中必不可少的技术文件，是在世界范围通用的“工程技术的语言”。正确规范的绘制和阅读工程图是一名工程技术人员必备的基本素质。

根据投影原理、国家标准及有关规定，表示工程对象，并有技术说明的“图”，称为“图样”。图样是工程界通用的“技术语言”。设计者通过图样来表达设计意图，使用者通过图样了解工程设备的结构和性能。那么图样的产生过程就称为工程制图。

工程制图可根据行业标准、专业特点以及图形使用范围，分别称为“机械制图”、“建筑制图”、“园林制图”、“电气制图”、“家具制图”等。而计算机绘图不在此列，计算机绘图是一种绘图软件在工程制图中的应用，可以理解为比圆规、三角板更高档次的绘图工具，学习它就是学习如何使用工具。

二、工程制图的历史

有史以来，人类就试图用图形来表达和交流思想，从出土文物中考证，我国在新石器时代（约一万年前），就能绘制一些几何图形、花纹，具有简单的图示能力。

自秦汉起，我国已出现图样的史料记载，并能根据图样建筑宫室。在春秋时代的一部技术著作《周礼﹒考工记》中，有画图工具“规、矩、绳、墨、悬、水”的记载。

在战国时期我国人民就已运用设计图(有确定的绘图比例、酷似用正投影法画出的建筑规划平面图)来指导工程建设，距今已有2400多年的历史。“图”在人类社会的文明进步中和推动现代科学技术的发展中起了重要作用。宋代李诫（仲明）所著《营造法式》一书，总结了我国历史上的建筑技术成就。全书36卷，其中有6卷是图样（包括平面图、轴测图、透视图）这是一部闻名世界的建筑图样的巨著，图上运用投影法表达了复杂的建筑结构。这在当时是极为先进的。

宋代天文学家、药学家苏颂所著的《新仪象法要》，元代农学家王桢撰写的《农书》，明代科学家宋应星所著的《天工开物》等书中都有大量为制造仪器和工农业生产所需要的器具和设备的插图。清代和民国时期，我国在工程制图方面有了一定的发展。十八世纪欧洲的工业革命，促进了一些国家科学技术的迅速发展。法国科学家蒙日在总结前人经验的基础上，根据平面图形表示空间形体的规律，应用投影方法创建了画法几何学，从而奠定了图学理论的基础，使工程图的表达与绘制实现了规范化。

新中国成立后，随着社会主义建设蓬勃发展和对外交流的日益增长，工程制图学科得到飞快发展，学术活动频繁，画法几何、射影几何、透视投影等理论的研究得到进一步深入，并广泛与生产、科研相结合。与此同时，由于生产建设的迫切需要，由国家相关职能部门批准颁布了一系列制图标准，如技术制图标准、机械制图标准、建筑制图标准、道路工程制图标准、水利水电工程制图标准等。

二十世纪五十年代，我国著名学者赵学田教授就简明而通俗地总结了三视图的投影规律——长对正、高平齐、宽相等。1956年原机械工业部颁布了第一个部颁标准《机械制图》，1959年国家科学技术委员会颁布了第一个国家标准《机械制图》，随后又颁布了国家标准《建筑制图》，使全国工程图样标准得到了统一，标志着我国工程图学进入了一个崭新的阶段。

在世界上第一台计算机问世后，计算机技术以惊人的速度发展。计算机绘图、计算机辅助设计(CAD)技术已深入应用于相关领域，传统的尺规作业模式也基本退出历史舞台。

到20世纪70年代，计算机图形学、计算机辅助设计（CAD）、计算机绘图在我国得到迅猛发展，除了国外一批先进的图形、图象软件如AutoCAD、CADkey、Pro/E等得到广泛使用外，我国自主开发的一批国产绘图软件，如天正建筑CAD、高华CAD、开目CAD、凯图CAD等也在设计、教学、科研生产单位得到广泛使用。随着我国现代化建设的迫切需要，计算机技术将进一步与工程制图结合，计算机绘图和智能CAD将进一步得到深入发展。随着科学技术的发展和工业水平的提高，技术规定不断修改和完善，先后于1970年、1974年、1984年、1993年修订了国家标准《机械制图》。并颁布了一系列《技术制图》与《机械制图》新标准。截止到2003年底，1985年实施的四类17项《机械制图》国家标准中已有14项被修改替代。此外，在改进制图工具和图样复制方法、研究图学理论和编写出版图学教材等方面都取得了可喜的成绩。

三、工程制图的现状改革

（一）基础内容改革

在工程制图基础内容改革方面，比较有代表性的是戴立玲、卢章平等的工作。他们编著的《图学基础教程》是一本体系完整、内容丰富、清晰易懂、特色鲜明的教材。主要体现在：第一，教材在体系上跳出了传统的框架[4]。全书由图与图学基础；计算机中的图形与图象；思维过程的图形化；意象性图形设计、表达与理解；空间有形物体的平面表达；空间形体的图形转换及阅读；数据与函数信息的图形化表达与应用等七章组成。每一章都可以自成体系，独立成篇。作者能通过长期研究和教学实践，以图为主线，把图学的主要基础都包含在一本书里，体现了体系的完整性。第二，教材内容丰富，但不繁杂，也不是简单罗列，而是紧紧抓住图在人类思想交流与科技发展中的作用这一核心，介绍了图的广义内涵，并从“意象类图源”、“空间有形物体”及“数据与函数”等方面作了基础性介绍，同时将计算机图形技术融入其中，使传统的图形表达方法与现代图形技术相结合，符合教学改革方向，适应现代教学需要。第三，教材内容宽泛且有高度。内容宽泛是指涉及到了各种各类图及表达方法。有高度是指分析了图在人思维中所起的作用，能引导读者打开思路，认清图的本质，从而达到对图的深刻理解和认识，以便更好的应用的目的。作者从日常所见所闻出发，将客观事件归纳整理，上升到理性，形成规范的表达形式，以引人入胜，而这些客观事件可能已经包含了读者的经验和技能，因此容易引起读者的共鸣和理解。比如将Word、Excel、Powerpoint等软件中的图形处理功能归结为思维过程图形化，使读者在自己熟悉的软件的基础上来理解思维过程图形化，把原本比较复杂的概念变得容易理解。

（二）多门课程整合改革

在内容整合改革方面，比较有代表性的是马香峰编写的《机械设计制图》。该教材为了突出工科类各专业机械工程基础知识、素质和能力的培养，以优化知识结构、加强应用性为指导从相关课程整体优化出发，将原工程制图、机械零件等课程整合为一门机械设计制图基础课,构筑了一个公共平台与综合提高相结合的新课程体系，整合课程由一个教师从头至尾全面贯彻。从单门课程优化的初级阶段走向多门课程整合的综合阶段。根据新建的课程体系框架，在教学实践中构建了图形表达、图形思维、力学计算平台，从而形成机械设计基础的第一层次。这一层次的内容着重手工草图、仪器绘图、计算机绘图、力学计算能力的综合培养，注重形象思维方式的融合，兼顾工程意识启蒙。课程第二层次以基础知识在设计中的应用和突出工程意识为原则，以设计为线索安排课程内容。从知识的内在联系、衔接出发由设计这条主线按零件设计内容构造综合性知识单元，体现各种基础知识在该单元中的地位、作用及相互之间的联系以培养提出问题、分析问题、解决问题的能力。

（三）精品课程建设

自2003年以来，全国已经有二十多门工程制图类课程进入了国家级精品课程建设行列，它们在课程介绍、教学大纲、授课教案、教材建设、解题指导、学习方法、参考资料、授课录象、教学研究、课程网站等方面都在按照“五个一流”的目标进行建设，起到了很好的引领作用。

四、工程制图未来发展

在社会生产中，图样已成为人们传递技术信息和思想的媒介与工具，因此，凡从事工程技术工作的人员，都必须有绘制和阅读工程图样的能力。在军事工程领域，如军工生产部门和作战部队，特别是技术兵种中，图样技术得到了广泛应用，在管理、使用、维修机械设备和武器装备时，常常需要通过阅读机械图样来了解它们的性能、结构、操作方法、拆装维修等，专业训练中，也时常阅读机械图样。因此，当代军事技术人员都应具备阅读和绘制工程图样的能力。

而且近年来计算机多媒体技术的发展，使多媒体、网络及动画等教学手段逐渐代替了传统的教学手段。电子挂图、电子讲稿、CAI课件的应用，多媒体教室中教师与学生的互动，在本课程的教学手段中占据了重要的地位。虽然工程制图经过基础内容改革、多门课程整合改革、精品课程建设等阶段有了很大的发展，但总体来看，发展速度缓慢，缺乏系统的、可持续发展的动力，其根本原因是课程发缺乏实验。纵观理、工类课程，凡是有实验的课程，发展快且可持续。因为，实验是认识客观的有效方法，它是通能够过观察、验证、试验、推理、推论、比较、选择等方法来认识客观事物。实验既需要理论指导，又能促使理论的发展。实验需要有实验条件、实验方法、实验结果，它与工程的联系更密切。计算机绘图能力及三维建模能力成为毕业生基本能力的重要组成部分；以三维建模为基础的创新设计能力受到重视。下面列出的实验，有的是研究生毕业论文课题，有的是研究生课程论文研究内容，有的是本科生毕业设计课题，研究生有获得上海市优秀毕业论文，本科生每年都有优秀毕业论文产生。经过多年实践形成了实验体系，推动工程制图课程向深入发展，开出了新的课程《实验工程制图》，编写出版立体化教材《实验工程制图》、《实验工程制图习题集》、《实验工程制图解题指导》、《实验工程制图程序包》由化学工业出版社出版。在学时不增加的条件下，大大拓展了工程制图内容的深广度。实验体系由（1）计算机辅助读图实验；（2）轴测投影图反求建模实验；（3）应用拍照反求零件实验；（4）工程曲线设计实验；（5）工程曲面设计实验；（6）空间角度计算实验；（7）钣金展开实验；（8）零件图参数化实验；（9）装配图设计实验；（10）空间轨迹图形实验；（11）物理属性可视化实验；（12）零件加工动态仿真实验；（13）图形力学实验；（14）图形运动学实验；（15）零件加工动态仿真实验等15个模块组成。综上所述，其结论是实验是工程图学教育阶段的实践基础，实验是工程图学研究教育的必要载体，实验是工程图学应用于工程实际的有效方法，实验是有待于工程图学教师研究开发的领域，实验是工程图学可持续发展的重要途径。

五、结论与展望

工程制图需要实验，以实验推动课程，形成实验发展理论，理论推动实验的良性循环是工程制图课持续发展的有效途径。

回顾在工程制图领域中古代的光辉业绩，以及新中国建立以来的成就，面对现状，瞻望未来，一定能激励我们努力学习，掌握绘图、阅读工程图样的基本原理和方法，并逐步实现制图技术自动化。

六、参考文献

篇8：基因疫苗的发展及其展望

关键词：基因疫苗,内源性表达,免疫

基因疫苗, 也称DNA疫苗、核酸疫苗, 其作用机理是将含有可表达的病原微生物的抗原基因整合到某种适宜的质粒DNA中, 然后将这种质粒DNA直接注射到动物体内, 使抗原基因利用动物细胞进行内源性表达, 从而诱发机体产生特异性免疫反应, 形成针对病原微生物的免疫保护作用。

1 基因疫苗的优缺点

目前生产上普遍使用的疫苗仍然是传统的灭活疫苗。这是因为灭活疫苗安全, 易随时制备, 但其病毒抗原不能在体内增殖, 故接种剂量大, 免疫时间短, 且诱发细胞的免疫作用不强。而弱毒疫苗则具有相当的优势, 能在动物体内进行有限的增殖, 用量小, 成本低, 适宜作大量的动物免疫接种, 且能诱导细胞免疫, 使机体产生强而持久的免疫保护力, 但存在毒力不稳定的问题, 实践证明有时弱毒疫苗能够构成传染源, 引起疫病流行。由于已有的疫苗存在不少缺点, 因此人们一直希望能找到一种更为理想的疫苗。基因疫苗既具有灭活疫苗的安全性, 又具有弱毒疫苗的高效性, 故很快便在各种疫苗中脱颖而出, 倍受广大研究者的青睐。

2 基因疫苗存在的问题

2.1 接种方式目前已知的接种方法有两类

一是利用基因枪将质粒DNA直接注入皮下、腹膜内及骨骼肌等组织;

二是利用高压放电作用, 将质粒DNA涂布于金颗粒上, 再通过基因枪将其射入相应的组织与器官。而对规模化、集约化的养殖场而言, 这两种方法显然都不太适宜, 最好能够研制出相应的口服疫苗或气雾性疫苗, 这样在接种时就方便简单、省时、省力。

2.2接种剂量

基因疫苗同其他疫苗一样, 接种量少, 抗原基因表达和提呈的抗原蛋白就少;接种量大, 抗原基因表达和提呈的抗原蛋白就多。又因为其能够持久表达, 因此很可能会产生各种免疫副作用, 如免疫耐受、自身免疫、免疫变态反应等。

2.3

接种途径Fynan用50～300微克的含甲型流感病毒的HA基因的纯化DNA接种2次后, 用致死量的同一病毒毒株进行致毒, 结果表明经肌注、静脉注射以及粘膜免疫的鸡, 其保护率分别为25%～36%、24%、30%。由此可见, 不同的组织细胞摄取质粒的能力不同, 不同细胞的传染效率和表达外源性基因的能力也存在着差异。

2.4

4基因疫苗载体的选择---质粒DNA应不具有传染性, 在体细胞内不能复制, 不可整合到细胞的染色质上, 但必须能在相应的细菌中高效率地扩增和使其携带的外源基因能高效率地表达抗原蛋白, 以诱导产生强而持久的免疫保护力。

3 基因疫苗的免疫机制

随着基因疫苗的诞生, 国内外学者对其免疫机制也进行了许多研究, 但由于研究时间短, 故对其具体机制尚不清楚。目前主要有以下两种观点:

3.1 利用基因枪经皮肤或粘膜接种后, 认为在表皮细胞内有专职抗原提呈细胞APC (酸性磷酸酶) 如朗罕氏细胞等参与活化机体免疫的过程。

3.2 经肌肉接种后, DOE.B等首次证实骨骼来源的APC可将表达的抗原提呈给T细胞, 诱导出相应的CTL (抗肿瘤细胞毒T淋巴细胞) 反应。

4 基因疫苗的安全性评估

基因疫苗受到了广大研究者的关注, 同时对于其使用安全性也进行了一系列的研究, 目前主要关心的问题有:

4.1 引起免疫功能紊乱的可能性基因疫苗能在动物机体内持久地表达抗原蛋白, 从理论上来说, 很可能导致免疫耐受、自身免疫、超免疫性等免疫病理现象的发生。但至今在性成熟动物中尚未有相关的报道, 而在初生动物, Mor.G等将含疟疾环状子孢子蛋白基因接种2-5天的小鼠, 产生了特异的免疫耐受状态;Wang.Y等将狂犬病毒糖蛋白基因接种出生24小时的小鼠却诱导出了较强的免疫应答。由此可见, 动物机体免疫系统的功能状态, 质粒及抗原的选择与接种后产生的免疫效果有一定的关系。因此为了尽量避免产生免疫病理现象, 应考虑选择合适的抗原和载体质粒DNA以及动物的接种龄期。

4.2 外源基因随机整合的可能性质粒DNA及其携带的外源基因进入宿主细胞后, 很可能与细胞内的遗传物质随机整合, 从而致癌。但已有的研究表明, 整合的可能性极小。首先基因疫苗注射时, 接种量相当小, 故整合的几率微乎其微;其次Nichols.W等直接利用PCR (聚合酶链反应) 方法检测肌肉接种后细胞中的质粒DNA, 未发现整合。Istwan.D等经实验证实质粒DNA进入细胞后并不复制。另外, 畜禽生产周期短, 因整合而带来的危害性更小, 甚至可以不予考虑。

4.3 抗DNA抗体产生的可能性曾有报道, 在人的自身免疫病 (如全身红斑狼疮) 曾发现了抗体DNA, 故许多人担心使用基因疫苗后, 可能会产生抗DNA的抗体。Psetsky.Y认为利用细菌DNA免疫接种, 可以产生抗哺乳动物ssDNA (变性DNA) 抗体, 但不产生抗哺乳动物dsDNA (成双碱基对的DNA) 抗体。Xiang.Q等则在实验中根本没有检测到抗DNA的抗体。一般来说, 能够作为免疫原的DNA必须具备复杂的结构和较大的分子量, 故在制备质粒DNA疫苗时, 应考虑所用质粒DNA的结构、分子量的大小及核苷酸的序列等因素。当然为了确诊基因免疫后能否真正产生抗DNA的抗体, 还有待更进一步的研究。

5 基因疫苗的接种方案和途径

5.1 接种方案。DNA疫苗接种的普通方案是连续注射多次, 间隔2-3周, 但这种接种方案是可改进的。实验证明, 将DNA疫苗与蛋白质疫苗交替注射有可能获得更好的免疫效果。例如给猴子接种HIV-I DNA疫苗以后, 再用重组HIV-1 (人免疫缺陷病毒I型) 的Env (株外膜) 蛋白作两次加强注射, 结果诱导很好的B细胞和T细胞免疫反应。又例如在结核杆菌DNA疫苗的研究中, 如果预先给动物接卡介苗, 再注射DNA疫苗作为加强剂, 对预防原发性结核杆菌复燃会更有效。

5.2 接种途径。范泓然在1999年发现, DNA疫苗可以通过毛孔进入皮下组织, 使小鼠体内产生抗乙肝病毒表面抗原的特异性抗体, 其效果可以和通常所用的肌肉注射相媲美。

6 基因疫苗和基因免疫的意义和应用

6.1 在理论方面, 基因疫苗和基因免疫开创了免疫学的新领域, 提出了一个全新的概念, 成为当前研究的热点, 是最具挑战性的研究方面。随着基因免疫研究的深入, 人们将能够了解病原体与疾病免疫的确切关系, 知道一种病原体各种成份诱发了何种免疫成份的产生。同时有助于更好地理解效应免疫的机制。在实际应用方面, 基因疫苗也有重要的意义。 (1) 基因疫苗的第三次革命。这种第三代疫苗将为预防传染性疾病和肿瘤的基因治疗等开辟了新的道路。它使疫苗的制备更加科学合理, 通过研究可以知道哪些基因应当包括进DNA疫苗, 筛选出能够诱导出保护性免疫的抗原成份。 (2) 利用基因免疫研究单个蛋白质诱导特异免疫反应。分离或合成某个蛋白质的基因, 制备出基因疫苗, 研究其初次免疫应答的机制。 (3) 基因免疫是生产单克隆抗体的有用技术。先分离相应的基因, 构建真核表达载体、免疫后得到抗体。

6.2 基因疫苗研究的主要应用: (1) 复杂微生物、寄生虫免疫的制备。如结核杆菌疟原虫的抗原成份复杂, 难以纯化。通过扩增有效抗原成分相对应原基因片段, 就要简单得多。 (2) 易于变异的微生物, 特别是病毒疫苗的制备, 如HBV (乙型肝炎病毒) 、HCV (丙型肝炎病毒) , 流感病毒。 (3) 制备难以培养或危险的微生物疫苗, 如HIV (人类免疫缺陷病毒) , HDV (丁型肝炎病毒) 。 (4) 持续病毒感染的预防:LCMV (淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒) 、HSV (单纯疱疹病毒) 。 (5) 新生儿、儿童免疫接种。 (6) 胞内寄生清除, 肿瘤免疫的有效途径。由于基因疫苗能够有效刺激CTL (细胞毒性T淋巴细胞) 产生, 所以在细胞免疫方面有重要意义。

7 基因疫苗的国内外研究概况及展望

自基因疫苗问世以来, 国内外学者便对其免疫机制、免疫效果、接种方式、使用剂量、安全性及目的基因表达调控等进行了广泛而卓有成效的研究。在人医方面, 爱滋病、人免疫缺陷性病毒及T淋巴瘤的基因疫苗已进入了临床应用阶段, 流感病毒、结核病、乙型肝炎、丙型肝炎、乳腺癌、肺癌、狂犬病等的基因疫苗也正处于研究之中。在兽医方面, 国外已有关于禽流感和新城疫的基因疫苗的报道。在我国, 李建伟等报道了基因免疫诱导鸡对MDV (马立克氏病毒) 的保护性反应。哈尔滨兽医研究所的陈化兰等报道了基因免疫可诱导SPF (无物定病原) 鸡抵抗禽流感病毒感染, 这些工作为我国畜禽基因疫苗的研究作出了有益的探索。

基因疫苗与其它新技术疫苗相比具有很多优越性, 尤其对于养禽业来说更具有实际意义。众所周知, 很多传染病的病原具有多个血清型或变异株, 例如, 一旦爆发IBD (鸡传染性法氏囊) 或AI (禽流感) , 我们就可以迅速分离病原, 克隆其免疫基因, 制备针对该病原型的基因疫苗, 因而对防治该病更具有针对性。由于常规的基因克隆技术已经可以在一般实验室开展, 从某种疾病的爆发到疫苗的制备仅需1-2天即可完成, 从这个角度看对基因疫苗的研究应该投入更多的精力。然而, 目前对于基因疫苗的研究还相当有限, 尤其是在兽医方面, 可以说才刚刚起步。有关基因疫苗的质粒选择, 与目的基因调控有关的启动子、增强子、内含子和免疫佐剂等的选择, 多个目的基因克隆进同一载体后是否产生干扰现象, 以及经不同途径接种后引起的免疫效果和免疫机制机理等许多问题还有待解决, 而一旦这些问题得到了成功的解决, 那么就可以设计研制出大量理想的基因疫苗, 为养禽业的稳定发展作出不可估量的贡献。

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