基因是生物遗传物质的最小功能单位,就像物质的化学性质是由分子结构决定的一样,生物的遗传特征由基因决定。除了少数病毒的基因由核糖核酸(RNA)组成以外,多数生物的基因由脱氧核糖核酸(DNA)构成。人类共有10万条基因,基因中DNA的排列次序就是蛋白质合成的遗传密码,即生物的基因指令,它不仅决定了我们头发与眼睛的颜色、身高、相貌,也决定了我们有多聪明。也就是说,通过人为修改与智力相关的基因来提高人的智力水平是可能的。今年9月1日,美国普林斯顿大学华裔科学家钱卓领导的一个研究小组宣布,已成功地通过基因移植培养出聪明的老鼠。这让我们看到了通过基因工程手段提高人类整体素质的曙光。钱卓博士长期以来一直在进行通过基因手术使老鼠更聪明的实验。他发现老鼠有一种与聪明程度有关的基因--NR2B,它负责生产蛋白质NMDA。这种蛋白质存在于大脑神经元表面,可作为某些特殊化学信号的受体而发挥作用。受体是激素产生生理效应的关键环节,如同汽车上的变速箱一样,把发动机的运动实现为汽车前进的动作。NMDA受体工作原理类 似"双保险锁",它需要两次动作,也就是说要两个信号刺激才能"开启"。由于记忆的产生往往涉及两个相关事件,该受体的特性使其成为在大脑中产生记忆的极好工具。例如,如果该受体同时接受到特定记忆。因此,如果增加老鼠大脑中的NMDA蛋白质,从理论上来说应该可以提高老鼠的联想力和辨别能力,这就如同改进汽车的传动系统,可以把发动机的驱动能力发挥得更淋漓尽致一样。钱卓领导的小组把这种基因再复制一份植入老鼠的胚胎中,然后检验能否对老鼠的聪明程度有所提高。他们设计了一系列测试办法,以检验转基因鼠和普通鼠在记忆和学习能力上的区别,测试包括物体识别记忆、与恐惧反应等相关的情感型记忆、学习东西的快慢以及对空间感的掌握等。研究结果显示,转基因鼠在这些测试中项项胜出,比普通鼠学得快、记得牢,显得更聪明。在实验中,科学家还通过基因工程操作使这种基因活性随着鼠的年龄增长而不断增强。早先的研究显示,年幼动物即使大脑接收到的两个信号并非是同时抵达的,它也很容易在不同事件间建立联系而进行记忆和学习。但进入青春期后,NMDA受体对信号的反应会逐渐迟缓,动物的记忆和学习也随之日益困难。而经过基因手术的鼠即使在成年后,其脑中还保留了不少青少年鼠的物体特征,特别是其神经元之间的连接持续时间仍然较长,学习能力也更强。科学家说,他们的新成果不仅证明各种学习过程很可能遵循相同的生物化学机制,而且也展示了用基因技术改进哺乳动物记忆和智力的可能性。新成果被认为对验证有关学习和记忆的一些理论也有重要参考价值。钱卓不是第一个发现与智力有关基因的人。两年前,英国伦敦精神病学研究所的行为遗传学家罗伯特·普洛明教授声称分离出与人类智力相关的特定基因。他把两组智力水平中等的儿童的DNA与美国一个夏令营中的高智力水平儿童的DNA相比较,发现聪明儿童拥有更多的IGF2R基因。普洛明的研究为理解大脑是如何工作的提供了新的思路,因此这项研究在神经系统科学研究方面具有重要意义。但普洛明这项历时六年的研究也引起了争议。有专家担心这项研究会在没有充分科学根据的情况下,导致对胚胎和胎儿进行遗传筛选以获得"智力基因"。另外一些学者则对这项研究表示欢迎。认为它"能够帮助我们了解到,人们在性格倾向和潜力方面是具有差别的。如果这项工作能使我们找出应付这些差别的更好方式,并由此找出更好的后天培养环境,则这项研究具有积极意义"。不管怎么说,钱卓博士的研究成果和普洛明教授的发现相互印证,实际上也为下世纪基因技术可能给人类带来的影响提供了一个形象的例子。从长远来看,它将有助于更好地从社会及伦理角度讨论是否应该以及如何运用基因技术来改进或增强人类的智力和认知水平。 此前澳大利亚科学家曾经在英国著名医学杂志《柳叶刀》上发表论文指出,人类基因中与智力有关的基因主要集中在X染色体上,如果该染色体上的有关基因发生变异就会对后代的智力产生影响。女性的染色体是由两条分别来自父母亲的X染色体组成,男性染色体则是由一条来自母亲的X染色体和一条来自父亲的Y染色体组成。如果母亲X染色体上的智力基 因与众不同,其女儿尚可有一条来自父亲的X染色体抵消这种变异,而其儿子继承父亲的Y染色体则没有这种抵消作用。因此,如果母亲X染色体上的智力基因趋于使后代变聪明或痴呆,其儿子就会明显的聪明或痴呆;而其女儿则因来自父亲X染色体的抵消作用,不会像其儿子一样明显的聪明或痴呆。研究人员由此得出结论,母亲体内的遗传因素对子女尤其是儿子智力情况的影响远高于父亲。而且,德国《世界报》刊登文章指出,漂亮母亲的子女更多地继承了父亲的外貌特征,当父亲长相一般时尤其如此。由此看来,如果当年萧伯纳接受了那位漂亮女士的求婚,他的预言很可能就会不幸言中了。
基因工程技术的现状和前景发展 【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。【关键词】基因工程技术;前景;现状一、基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量,改善品质,增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展,植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中,在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状,通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力,已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面,也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战,耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长,从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来,导入植物体可获得转基因植物,目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高,人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明,利用基因工程可以有效地改善植物的品质,而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域,近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展,如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因,成功地导入到马铃薯中,培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白质含量接近大豆,大大提高了营养价值,得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。二、基因工程应用于医药方面目前,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。三、基因工程应用于环保方面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。四、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。【参考文献】[1]楼士林,杨盛昌,龙敏南,等.基因工程[M].北京:科学出版社,2002.[2]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. 这还有一篇
可以的统计数字显示,20世纪各国民众的智商都有较大程度的上升。其中,英国人自1942年以来智商值增加了27点,美国人自1918年以来上升了24点,阿根廷人自1964年以来就上升了22点,此外,加拿大、日本、中国、以色列、澳大利亚以及新西兰等国民众的智商也均有所提高。这意味着,今天的普通儿童如果生活在几十年前将都是智商出众的“神童”。对于这一现象,研究人员给予了较多关注。美国康纳尔大学的心理学家乌里奇-纳塞尔表示,上述数据改变了人们对于智商值一般不会发生较大变化的这一认识,他说:“这些数据强有力地说明,人类的智商的确是可以变化的。” 研究人员表示,还没有人能够确切地解释智商值显著增加的原因,无论是从遗传学还是从环境变化这一角度均没有明确的解释。此前有研究显示,决定不同人们之间智商差别的因素75%来自遗传基因,这意味着后天因素的影响非常小。但是,人类智商值的增加并不能归因于人类的基因“越来越聪明”,因为基因通常情况下发生变化的比例极小。在这种情况下,后天因素似乎成了解释人类智商上升的唯一原因。为了证实后天因素对人类智商的影响,美国布鲁金斯研究院的威廉姆-迪肯斯与另一位同事进行了相关研究。两位研究人员得出结论说,基因与后天环境的影响对于智商同样重要,但如果一个人的遗传基因自身非常优秀,那么这种基因就可以影响到他的思维及学习情况,从而间接改变他的外部生存环境。迪肯斯说,良好的遗传基因是促进外部环境向好的方面发生改变并导致智商值上升的主要原因。正是在遗传基因的推动下,人才会不断地发现并解决问题,从而进一步提高智商。迪肯斯还表示,幼年是提高智商的最佳阶段,因为从儿时起基因就开始对外部环境产生影响,一个智商一般的儿童通过不断地向家长提问就可以变得更加聪明。另一方面,如果某个儿童一出生智商就较为低下,那么这种基因就会对他的外部成长环境产生进一步的负面影响,从而导致他的智商不仅无法提高反而有减退趋势。 研究人员指出,中等智商程度以上的人都可以通过后天的不断学习积累来提高自己的智商。对于家长而言,如果能够从小就致力于培养孩子爱学习的性格,那么这将令他们终生受益,因为通过不断的学习,他们就会不断地改变自己的外部环境从而进一步提高智商。
首先理解综述是什么:
综述指的是相关领域前瞻性研究观点的总结提炼,通俗地说就是这篇综述里某某作者的观点必须是从你提供的参考文献原文里提炼出来的,而不能是把别人写过的综述内容直接拿过来用,为了证明这篇综述的所有观点都是自己提炼的,最起码的这些文章原文自己看过的,那自己就把原文提供过来。
其次综述的基本要求:
1.引用参考文献25-30篇(为近五年原始论文,其中近三年的>70%, 国外的>70%,引用原创文献,不能引用综述)。2.提供所有参考文献原文(PDF格式),编号引用文章。3.字数3000-5000。4.检索重复比<30%。5.需要将综述文章、参考文献25-30篇引文部分一并装订成册。
再是综述的内容要求:
1.选题要新(选题与内容基本一致,同一种期刊是不可能刊用的)
2.层次要清(先写什么,后写什么,写到什么程度,前后如何呼应)
3.语言要美(在实际写作中,应不断地加强汉语修辞、表达方面的训练)
4.文献要新(在引用文献中,70%的应为3年内的文献)
5.校者把关(写成之后,要请有关专家审阅,从专业和文字方面进一步修改提高)
写作过程的重要性:
1.习文献资料
2.研的前奏
3.合起来陈述
4.列论据
5.意事项包括文献参考是近期的,第二就是要有自己的评论和观点
最后的写作步骤:
1.选定题目
选题通常有几种:一种是与作者所从事的专业密切相关的选题,对此作者有实际工作经验,有比较充分的发言权;一种是选题与作者专业关系不大,而作者掌握了一定的素材,又乐于探索的课题;还有一种是医学科学情报工作者的研究成果。
2.查阅文献
题目确定后,需要查阅和积累有关文献资料,一般可首先搜集有权威性的参考书,如专著、教科书、学术论文集等,教科书叙述比较全面,提出的观点为多数人所公认;专著集中讨论某一专题的发展现状、有关问题及展望;学术论文集能反映一定时期的进展和成就,帮助作者把握住当代该领域的研究动向。
3.加工处理
把写下的文摘卡片或笔记进行整理,分类编排,使之系列化、条理化,力争做到论点鲜明而又有确切依据,阐述层次清晰而合乎逻辑。按分类整理好的资料轮廓,再进行科学的分析。最后结合自己的实践经验,写出自己的观点与体会,这样客观资料中就融进了主观资料。
4.撰写成文
写前应先拟提纲,决定先写什么,后写什么,哪些应重点阐明,哪些地方融进自己的观点,哪些地方可以省略或几笔带过。
基因决定性状
发展历程:十年来大数据产业高速增长,我国信息智能化程度得到显著提升
我国大数据产业布局相对较早,2011年,工信部就把信息处理技术作为四项关键技术创新工程之一,为大数据产业发展奠定了一定的政策基础。自2014年起,“大数据”首次被写进我国政府工作报告,大数据产业上升至国家战略层面,此后,国家大数据综合试验区逐渐建立起来,相关政策与标准体系不断被完善,到2020年,我国大数据解决方案已经发展成熟,信息社会智能化程度得到显著提升。
市场规模:2020年市场规模超6000亿 维持高速增长
中国大数据产业联盟发布的《2021中国大数据产业发展地图暨中国大数据产业发展白皮书》指出,2018年以来,大数据技术的快速发展,以及大数据与人工智能、VR、5G、区块链、边缘智能等新技术的交汇融合,持续加速技术创新。与此同时,伴随新型智慧城市和数字城市建设热潮,各地与大数据相关的园区加速落地,大数据产业持续增长。
赛迪顾问的数据显示,2020年中国大数据产业规模达6388亿元,同比增长,预计未来三年保持15%以上的年均增速,到2023年产业规模超过10000亿元。
市场格局
——细分市场格局:软硬件占据行业主要市场
目前,我国的大数据产业尚处于初级建设阶段,从市场结构来分,大数据产业可划分为大数据硬件、软件以及服务三类市场。
根据《IDC全球大数据支出指南》,2020年中国大数据市场最大的构成部分仍然来自于传统硬件部分——服务器和存储,占比超过40%,其次为IT服务和商业服务,两者共占的比例,剩余由的大数据软件所构成。从软件角度来看,2020年中国最大的三个细分子市场依次为终端用户查询汇报分析工具(End-User Query, Reporting, and Analysis Tools)、人工智能软件平台(AI Software Platforms)以及关系型数据仓库(Relational Data Warehouses),并且IDC预计,三者总和占中国整体大数据软件市场的比例接近50%。
——应用市场格局:互联网、政府、金融为大数据主要应用领域
从具体行业应用来看,互联网、政府、金融和电信引领大数据融合产业发展,合计规模占比为。互联网、金融和电信三个行业由于信息化水平高,研发力量雄厚,在业务数字化转型方面处于领先地位;政府大数据成为近年来政府信息化建设的关键环节,与政府数据整合与开放共享、民生服务、社会治理、市场监管相关的应用需求持续火热。此外,工业大数据和健康医疗大数据作为新兴领域,数据量大、产业链延展性高,未来市场增长潜力大。
发展趋势与前景
——发展趋势:数据治理成为大数据发展的重要方向
——发展前景预测
据赛迪顾问预测,2023年中国大数据产业市场规模将超过10000亿元,2021-2023年增速将达到15%以上。在此基础上,前瞻测算,到2027年我国大数据产业市场规模将接近18000亿元。
—— 更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国大数据产业发展前景与投资战略规划分析报告》
2015年左右,大数据相关政策规划密集出台,同期为大数据企业新增数量顶峰时期。近年来,我国大数据产业迎来新的发展机遇期,产业规模日趋成熟。大数据产业主体从“硬”设施向“软”服务转变的态势将更加明显,面向金融、政务、电信、医疗等领域的大数据服务将实现倍增创新。
大数据企业数量持续增长,增速与政策出台密切相关
根据IT桔子统计,大数据企业的快速增长阶段出现在2013-2015年,增长速度在2015年达到最高峰。2015年后,市场日趋成熟,企业新增开始趋于放缓,大数据产业逐渐走向成熟。
大数据新增企业数量的变化与新政策的出台密不可分。2015年8月国务院颁布《促进大数据发展行动纲要》,大数据由此正式上升为国家发展战略。2016年工信部印发了《大数据产业发展规划(2016-2020年)》,推动大数据产业进一步发展。另一方面,新一代信息技术、智慧城市、数字中国等发展战略逐步推动社会经济数字化转型,大数据的产业支撑得到强化,应用范围加速拓展,产业规模实现相应快速增长。
大数据企业地域分布以北上广为主
根据中国信息通信研究院监测统计,当前我国活跃的大数据企业超过3000家。我国大数据企业主要分布在北京、广东、上海、浙江等经济发达省份。受政策环境,人才创新,资金资源等因素影响,北京大数据产业实力雄厚,大数据企业数量约占全国总数的35%。依托京津冀大数据综合试验区,天津、石家庄、廊坊、张家口、秦皇岛等地大数据产业蓬勃发展,依靠良好的政策基础、科研实力、地理位置和交通优势,分别形成了大数据平台服务和应用开发、数字智能制造、旅游大数据等创新企业集聚中心,在信息产业领域形成了竞争优势。
行业应用领域丰富,企业服务、医疗健康、金融等细分领域前景可期
根据中国信通院对1404家涉及行业大数据应用的企业进行的统计整理,从中可以看出,金融、医疗健康、政务是大数据行业应用的最主要类型。除此之外依次是互联网、教育、交通运输、电子商务、供应链与物流、农业、工业与制造业、体育文化、环境气象、能源行业。
从融资细分领域分布来看,大数据行业融资企业分布在近20个领域,大数据行业迎来历史新机遇,在企业服务、医疗健康、金融等垂直细分领域的大数据应用展现出巨大潜力。大数据产业增量蓝海市场正在逐步打开,截止到2019年,企业服务领域的企业获投占比最高为62%,金融行业次之为13%,健康医疗为8%。随着互联网与移动互联网的进一步普及渗透,以及IT基础设施的逐步完善,企业服务市场仍将继续扩大。
—— 以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国大数据产业发展前景与投资战略规划分析报告》。
华为大数据知识普及(四):我国大数据的发展现状与挑战
摘 要:大数据的产生给未来信息技术带来新的机遇与挑战。大数据对数据处理的有效性、实时性提出了更高要求,需要根据大数据的特点对当前数据处理技术实施变革,从而形成更有益于大数据采集、存储、处理、管理、分析、共享的新兴技术。本文从大数据的产生与发展、特征、主要应用以及大数据所带来的挑战等方面进行阐述与分析。
关键词 :大数据 物联网 信息处理 海量计算
一、大数据的产生与发展现状
随着物联网、云计算等信息技术的飞速发展,大数据技术(Big Data)也越发进入人们的视线。大数据是用传统方法或工具很难处理或分析的数据信息。目前,人们对大数据的理解还不够全面和深入,关于大数据的含义也没有一个统一的定义。亚马逊大数据科学家John Rauser认为:大数据是超过任何一台计算机处理能力的庞大数据量。Informatica 的中国区首席顾问但彬指出:大数据是海量数据与复杂类型的数据的结合。而维基百科则把大数据定义成诸多大而复杂的、难以用当前数据库处理的数据集合。
大数据研究受到国内外学术界和工业界的广泛关注,已成为当今信息时代全世界讨论的热点。2008年,Nature杂志就推出大数据专刊,计算社区联盟也在同一年发表了报告《Big data computing; Creating revolutionary breakthroughs in commerce, science and society》,报告阐述了解决大数据问题所需的关键技术以及所面临的挑战。美国奥x政府于2012年3月在白宫网站发布了《大数据研究和发展倡议》,提出了通过收集、处理海量、复杂的数据信息,从而提升能力,加快科学和工程领域的创新步伐,转变学习教育模式,强化美国本土的安全”。2011年1月,微软公司同惠普公司合作开发了一系列能够提升生产力,同时提高决策速度的设备。此外,欧盟委员会也提出驾驳大数据浪潮的战略思路,日本发布的《面向 2020 的 ICT综合战略》也提出需要构造大量丰富的数据基础。
近年来,我国也积极开展对大数据的研究。2011年10月,工信部确认京沪深杭等 5 城市为“云计算中心”试点城市。2012年6月,中国计算机学会青年计算机科技论坛也举办了“大数据时代,智谋未来”学术报告研讨会。大数据及其科学研究方法涉及应用领域很广,并将与国计民生密切相关的科学决策、金融工程以及知识经济领域紧紧接合。
二、大数据的特点
目前,企业界和学术界都一致认为,大数据具有4个“V”特征,即:容量(Volume)、种类(Variety)、速度(Velocity)和至关重要的`价值(Value)。
(1) 容量(Volume)巨大。海量的数据集从TB 级别提升到PB 级别。
(2) 种类(Variety)繁多。大数据数据源有多种,数据格式和种类不同于以前所规定的结构化数据范畴。
(3)价值(Value)密度低。如视频的例子,在不间断连续监控的过程中,可能有意义的数据仅有一两秒。
(4)速度(Velocity)快。包含大量实时、在线数据处理分析的需求1秒钟定律。
三、大数据应用的领域
大数据产业的发展将推动全球经济由粗放型向集约型转变,这将对提升企业整体竞争力和政府监管能力具有意义深远的影响。
商业作为大数据的重要应用领域。沃尔玛公司通过对消费者购物行为等一系列非结构化数据的分析,了解不同顾客的购物习惯,公司从所销售的数据进行分析,从而选出适合在一起搭配出售的商品;淘宝也针对买家开设了大数据平台,为客户量身打造了一整套完善的网购体验产品。
大数据在金融业也起到了至关重要的作用。美国Equifax公司利用大数据技术,通过对其的数据库中与财务有关的记录海量信息进行索引处理和交叉分享,从而得到客户的个人信用等级,以推断出客户的支付需求与能力。
随着大数据在医疗与生命科学研究过程中的广泛应用和不断扩展。2010年,中国公布的《十二五规划》指出:要重点建设国家级、省级和地市级三级医疗卫生信息平台,建设电子病历和电子档案两个最为基础的数据库。各级医院也将在医疗信息仓库、数据中心等领域加大投入,医疗数据信息的存储将愈加被关注,医疗信息中心的关注焦点也将由传统的计算领域转为存储领域。
除此之外,大数据在制造业领域也有着广阔的应用。制造业企业积累了广泛的数据信息,在开展对业务数据进行技术管理的同时,企业需要通过大数据处理技术来帮助决策者从数据库储存的海量信息中找到有价值的信息,并且对其进行分析处理,从而增强决策的正确性、规避风险。
四、大数据所面临的挑战
大数据技术使人们能够更好地利用之前不能使用的各个数据类型,找出被忽略的信息,促进企业组织更加高效、智能。但随着对大数据研究的不断深入,人们也更加意识到当大数据技术向人们敞开“方便之门”的同时,也带来了众多的挑战:
(1)大数据需要更为专业化的管理技术人才。
(2) 大数据的合理利用需要解决容量大、类别多和时效性高的数据处理问题。
(3)大数据的利用对信息安全提出了更高要求。
(4)大数据的集成与管理问题。
这些挑战已成为关系到未来大数据发展的重要因素,同时也成为未来引领大数据发展的推动力。
五、结束语
大数据已经逐步渗透到人们工作生活的诸多领域中,对于大数据的研究也在不断的深化。本文针对大数据的产生与发展、特征、主要应用以及大数据所带来的挑战等方面进行阐述与分析。大数据的发展还处于初级阶段,还有更为广阔的空间需要人们不断开拓,如何合理地利用大数据、更加高效地处理大数据来为人们服务仍需要广大研究者不断地研究和探索。
参考文献:
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[2]严霄凤,张德馨.大数据研究[J].计算机技术与发展,2013,23(4):168-172.
[3]刘俊.基于大数据流的Multi-Agent系统模型研究[J].计算机技术与发展, 2007,17(5):166-169.
既然身已有了安顿处,为何心却不能安顿下来呢?重视细胞的记忆 根据日本科学家的一项研究,在单细胞生物中即可发现记忆能力和神经活动性。同样的,我们的身体器官细胞也具备记忆的功能,就如同一台生物计算机记录着我们生活中所有的体验,也储存情绪交换时的讯号,尤其是那些让我们难过、痛苦、不想回忆的经验或创伤,这些负面的经验特别会被我们压抑到潜意识里,也因此,日常中恐惧与爱的感受正持续影响你的细胞记忆内容。除了我们本身经验的信息外,细胞也携带着祖辈尚未解决或积压下来的“问题”信息。根据表观遗传学的研究,我们的祖辈对恶劣环境的应对机制,会遗传到我们身上,而我们的创伤应激机制也可能传递给我们的孩子和我们的孩子的孩子。所以,有人可能拥有着幸福快乐的童年时光,却不知为何依然容易患有严重的忧郁和健康问题,甚至是成瘾的行为。这些“影响”有可能是来自几世代前祖先在遭遇重大创伤事件时,由于强大的肾上腺素分泌,所留下的高强度记忆。因此,真正影响着他的那些“记忆”,根本不是他自身体验所留下的。这也意味着问题的关键“病原”(疾病的原因),是他所承继的祖先累世遗留的“问题”信息。但细胞所记忆的并非是事件本身,而是应激时的情绪反应。细胞记忆的释放美国知名神经学家和药理学家Candace Pert指出情绪并非是无形的,情绪分子是以一种信息形式在神经和经络间传导,受体分布在人体全身。当某种情绪过大时,传导神经就会受到破坏,堵在身体里,形成一个记忆。而这些承载情绪分子的细胞,更是储存了几代人的经验信息。生活中的焦虑、愤怒、恐惧、悲哀等情绪,因为没有人教我们如何面对它、释放它,所以聪明的身体自己会将这些负面感觉经由压抑、并没有解决的直接隔离起来。可是这却带给我们身、心、灵更多不必要的负担,长久下来这些负面情绪能量的滞留,给身体带来极为不良的影响。在美国各大医学院都曾经发表类似的研究结果,指出细胞记忆极可能是健康与疗愈领域拼图中所缺少的那一片。 如今,芳香疗法因其天然的芳香物质对生理和心理所具有的双重作用,已经越来越被大众熟悉并喜爱。多项的实验已证明,芳香植物的香气具有穿透面纱直抵灵魂深处的能量,有助于人类大脑边缘系统对情绪记忆与潜意识的掌控,对免疫、内分泌系统产生直接的影响效果。人的大脑中,嗅觉是人类所有感知系统中最原始、根深蒂固的一种,而嗅觉记忆是最古老、最精细,又最恒久的。气味,顺着鼻腔,进入体内,绕过意识的城墙,直达掌管情绪记忆的大脑边缘系统(Limbic System),勾起曾经受到过的创伤和压抑在潜意识中的情绪,被拒绝、受压抑、麻木不仁、缺乏温暖、紧张、受虐、被比较、有压力、被苛责、被批判等等。在香气的引导下,我们进入我们的身体去感觉过去某个经验或创伤带给我们的感觉,唤醒在“理智”压抑下的情绪伤口,当这股情绪的能量被察觉后,会自然地发出自己的声音,让身体自动让这股能量释放。心理咨询与芳香基因学(Aroma GeneraTM) 在一般心理咨询过程中,来访者就自身所存在的心理不适或身心障碍问题,通过语言,向心理咨询师进行述说、询问与商讨,在心理咨询师的支持和帮助下,找出引起心理失衡的原因,并分析问题的症结,进而寻求摆脱困境、解决问题的条件和对策,以便恢复心理平衡、提高对环境的适应能力、并增进身心健康。在整个过程中,语言是咨询师的主要支持工具。而芳香基因心理咨询作为一种温和但更直击心灵深处的方式,以精油为载体,用闻香帮助来访者让长期隐藏的不安、焦虑、恐慌、痛苦与创伤的情绪记忆自动浮现并如实观照,找到根植于潜意识深部的问题,让这些世代祖先所遗留的病原信息,以及你本身在这一世中收集的自由基情绪,都能“业毒”根除,更有精油和母亲精华 (Mother EssenceTM) 的支持和陪伴,调整自我至积极阳光的正向状态,重新创造令人欣喜的身心健康,提供了一种新的心理咨询和心灵成长方式的选择。
在古代,中国、埃及、美索不达米亚和希腊、罗马人早已知道利用芳香植物,但当时都限于利用植物本身。用蒸馏法从植物中提取芳香油的尝试始于13世纪。16世纪,欧洲人从芳香植物中提取精油,如松节油、迷迭香油、穗薰衣草油等获得成功。19世纪以来,芳香植物的发掘和利用随着科学技术的发展而迅速扩大。迄今,全世界已发现芳香植物近100个科200个属1500多种,大多分布在热带和亚热带地区。中国对芳香植物的利用,早在《诗经》、《楚辞》、《尔雅》和先秦诸子著作中就已有所反映。战国时代已用芳香植物蒸肉、掺饭食和浸酒,以增进菜肴、主食、酒浆的香味。明代李时珍《本草纲目》列有芳香类56种,此外还有很多芳香植物分别收录于该书的蔬部、果部和木部中。至20世纪80年代初,中国已发现芳香植物350多种,正式用于生产香料的约 100种。分布地区几遍全国,其中有些省区已成为重要芳香植物的栽培基地。如江苏、安徽的薄荷、留兰香,广东的茉莉、岩兰草、香茅,广西的桂花、八角、肉桂,福建的白兰花、金合欢,新疆的薰衣草,陕西的香紫苏,云南的依兰香,四川的柠檬,浙江的代代花、墨红月季,山东的玫瑰,贵州的香柏、桂花,湖南的山苍子等。
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 20 世纪 70 年代诞生的一门崭新的生物技术科学。下面是由我整理的基因工程学术论文,谢谢你的阅读。 基因工程学术论文篇一 摘 要: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 20 世纪 70 年代诞生的一门崭新的生物技术科学。基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中,甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞,就会改变这个细胞的某种功能。这项工程创造出原本自然界不存在的重组基因。它不仅为医药界带来新希望,在农业上提高产量改良作物,并且对环境污染、能源危机提供解决之道,甚至可用在犯罪案件的侦查。基因工程的发展现状和前景是怎么样呢,而又有哪些利弊? 关键词:基因工程;发展现状;发展前景;基因工程利弊 一、基因工程 (一)基因工程的概念及发展 1.概念 基因工程又称基因拼接技术和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,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 2.发展 生物学家于20 世纪50 年代发现了DNA 的双螺旋结构,从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体,这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60 年代以后,科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码,简单地说,就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上,进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。 (二)基因工程的发展现状及前景 1.发展现状 (1)基因工程应用于农业方面。运用基因工程方法,把负责特定的基因转入农作物中去,构建转基因植物,有抗病虫害,抗逆,保鲜,高产,高质的优点。 下面列举几个代表性方法。 ①增加农作物产品营养价值如:增加种子、块茎蛋白质含量,改变植物蛋白必需氨基酸比例等。 ②提高农作物抗逆性能如:抗病虫害、抗旱、抗涝、抗除草剂等性能。 ③生物固氮的基因工程。若能把禾谷等非豆科植物转变为能同根瘤菌共生,或具固氮能力,将代替无数个氮肥厂。④增加植物次生代谢产物产率。植物次生代谢产物构成全世界药物原料的 25% ,如治疗疟疾的奎宁、治疗白血病的长春新碱、治疗高血压的东莨菪碱、作为麻醉剂的吗啡等。 ⑤运用转基因动物技术,可培育畜牧业新品种。 二、基因工程应用于医药方面 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产业之一,前景广阔。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。对预防人类肿瘤、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。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。 并且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。 三、基因工程应用于环保方面 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,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。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。 (一)发展前景 基因工程应用重组DNA 技术培育具有改良性状的粮食作物的工作已初见成效。重组DNA 技术的一个显著特点是,它注往可以使一个生物获得与之固有性状完全无关的新功能,从而引起生物技术学发生革命性的变革,使人们可以在大量扩增的细胞中生产哺乳动物的蛋白质,其意义无疑是相当重大的。将控制这些药物合成的目的基因克隆出来,转移到大肠杆菌或其它生物体内进行有效的表达,于是就可以方便地提取到大量的有用药物。目前在这个领域中已经取得了许多成功的事例,其中最突出的要数重组胰岛素的生产。 重组DNA 技术还有力地促进了医学科学研究的发展。它的影响所及有疾病的临床诊断、遗传病的基因治疗、新型疫苗的研制以及癌症和艾滋病的研究等诸多科学,并且均已取得了相当的成就。 (二)基因工程的利与弊 1.基因工程的利 遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误;基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传疾病,这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎,早至只有两天大,尚在八个细胞阶段的试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出,抽取DNA,侦测其基因是否正常,再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎儿性别同时也可测知。 基因筛检并不改变人的遗传组成,但基因治疗则会。目前全世界正重视发展永续性农业,希望农业除了具有经济效益,还要生生不息,不破坏生态环境。基因工程正可帮忙解决这类问题。基因工程可以改良农粮作物的营养成分或增强抗病抗虫特性。可以增加畜禽类的生长速率、牛羊的泌乳量、改良肉质及脂肪含量等。 2.基因工程的弊 广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人,但可能妨碍他的未来生活就业。基因工程会产生“杀虫剂”的作物,也可能对大环境有害,它们或许会杀死不可预期的益虫,影响昆虫生态的平衡。转基因食品不同于相同生物来源之传统食品,遗传性状的改变,将可能影响细胞内之蛋白质组成,进而造成成份浓度变化或新的代谢物生成,其结果可能导致有毒物质产生或引起人的过敏症状,甚至有人怀疑基因会在人体内发生转移,造成难以想象的后果。转基因食品潜在危害包括:食物内所产生的新毒素和过敏原;不自然食物所引起其它损害健康的影响;应用在农作物上的化学药品增加水和食物的污染;抗除草剂的杂草会产生;疾病的散播跨越物种障碍;农作物的生物多样化的损失;生态平衡的干扰。 四、结束语 随着社会科技的进步,基因工程的发展将成为必然。尽管它会给我们带来一些危害但是仍然为我们带来了很多好处。不仅为我们提供了新的能源而且促进了各国的经济的发展,所以在我们发展基因工程的同时应该尽力避免一些危害,而让有利的方面尽可能应用。 参考文献: [1]陈宏.2004.基因工程原理与应用.北京:中国农业 出版社 [2]胡银岗.2006.植物基因工程.杨凌.西北农林科技大学出版社 [3]刘祥林.聂刘旺.2005.基因工程.北京:科学出版社 [4]陆德如.陈永青.2002.基因工程.北京:化学工业出版社 [5]王关林.方宏筠.2002.植物基因工程.北京:科学出版社 基因工程学术论文篇二 基因工程蛋白药物发展概况 【摘要】近些年,随着生物技术的发展,基因工程制药产业突飞猛进,本文就一些相关的重要蛋白药物的市场概况和研究进展作一概述。 【关键词】基因工程 蛋白药物 发展概况 中图分类号:R97 文献标识码:B 文章编号:1005-0515(2011)6-255-03 基因工程制药是随着生物技术革命而发展起来的。1980 年,美国通过Bayh-Dole 法案,授予科学家 Herbert Boyer 和 Stanley Cohen 基因克隆专利,这是现代生物制药产业发展的里程碑。1982 年,第一个生物医药产品在美国上市销售,标志着生物制药业从此走入市场[1]。 生物制药业有不同于传统制药业的特点:首先,生物制药具有“靶向治疗”作用;其次,生物制药有利于突破传统医药的专利保护到期等困境;再次,生物制药具有高技术、高投入、高风险、高收益特性;此外,生物制药具有较长的产业链[1]。生物制药业这一系列的特点决定了其在21世纪国民经济中的重要地位,历版中国药典收录的生物药物品种也是逐渐增多[2](图一)。 当前生物制药业的发展趋势在于不断地改进、完善和创新生物技术,在基因工程药物研发投入逐年增加的基础上,我国生物制药的产值及利润增长迅猛, 2006-2008年三年就实现了利润翻番[2](表一)。随着研究的深入,当前生物药的热点逐渐聚焦到通过新技术大量生产一些对医疗有重要意义且成分确定的蛋白上。研究表明,在我国的基因工程药物中,蛋白质类药物超过50%[3]。而这些源自基因工程菌表达的蛋白,如疫苗、激素、诊断工具、细胞因子等在生物医学领域的应用主要包括4个方面:即疾病或感染的预防;临床疾病的治疗;抗体存在的诊断和新疗法的发现。利用基因工程技术(重组DNA技术)生产蛋白主要有三方面的理由:1.需求性,天然蛋白的供应受限制,随需求的不断增加,数量上难以满足,使它得不到广泛应用;2.安全性,一些天然蛋白质的原料可能受到致病性病毒的污染,且难以消除或钝化;3.特异性,来自天然原料的蛋白往往残留污染,会引起诊断试验所不应有的背景[4]。 以下将介绍一些基因工程产物的市场概况和研究发展。 1 促红细胞生成素 是细胞因子的一种,在骨髓造血微环境下促进红细胞的生成。1985年科学家应用基因重组技术,在实验室获得重组人EPO(rhEPO),1989年安进(Amgen)公司的第一个基因重组药物Epogen获得FDA的批准,适应症为慢性肾功能衰竭导致的贫血、恶性肿瘤或化疗导致的贫血、失血后贫血等[5,6]。 2001年,EPO的全球销售额达亿美元,2002年达亿美元,2003年全世界EPO的年销售额超过50亿美元。创下生物工程药品单个品种之最,是当今最成功的基因工程药物。用过EPO的大多数病人感觉良好,在治疗期间无明显毒副作用或功能失调。重组体CHO细胞可以放大到生产规模以满足对EPO的需求。 2 胰岛素 自1921 年胰岛素被Banting 等人成功提取并应用于临床以来,已经挽救了无数糖尿病患者的生命。仅2000年,胰岛素在全球范围内就大约延长了5100万名I型糖尿病病人的寿命。20世纪80年代初,人胰岛素又成为了商业现实;80 年代末利用基因重组技术成功生物合成人胰岛素,大肠杆菌和酵母都被用作胰岛素表达的寄主细胞[7]。 国内外可工业化生产人胰岛素的企业只有美国的礼来公司、丹麦的诺和诺德公司、法国的安万特公司和中国北京甘李生物技术有限公司等,胰岛素类似物也仅在上述4个国家生产,且每个公司只能生产艮效或速效类似物巾的个品种,主要原因是要达到生物合成人胰岛素产业化的技术难度特别大,若无高精尖的高密度发酵技术、纯化技术和工业化生产经验是无法实现的[8]。 3 疫苗 在人类历史上,曾经出现过多种造成巨大生命和财产所示的疫症,而在预防和消除这些疫症的过程中疫苗发挥了十分关键的作用。所以疫苗被评为人类历史上最重大的发现之一。 疫苗可分为传统疫苗(t raditional vaccine) 和新型疫苗(new generation vaccine)或高技术疫苗( high2tech vaccine)两类,传统疫苗主要包括减毒活疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗,新型疫苗主要是基因工程疫苗。疫苗的作用也从单纯的预防传染病发展到预防或治疗疾病(包括传染病) 以及防、治兼具[2]。 随着科技的发展,对付艾滋病、癌症、肝炎等多种严重威胁人类生命安全的疫苗开发取得巨大进展,这其中也孕育着巨大的商业机会[9], 2007年全球疫苗销售额就已达到163亿美元,据美林证券公布的一份研究报告显示,全球疫苗市场正以超过13%的符合增长率增长。而我国是疫苗的新兴市场,国内疫苗市场发展潜力巨大,年增长率超过15%。 在以细胞培养为基础的疫苗、抗体药物生产中,Vero细胞、BHK21细胞、CHO细胞和Marc145细胞是最常用的细胞,这些细胞的反应器大规模培养技术支撑着行业的技术水平[4]。建立细胞培养和蛋白表达技术平台,进一步完善生物反应器背景下的疫苗生产支撑技术是当前国际疫苗产业研究的重点。 4 抗体 从功能上划分,抗体可分为治疗性抗体和诊断性抗体;从结构特点上划分,抗体可分为单克隆抗体和多克隆抗体。抗体可有效地治疗各种疾病,比如自身免疫性疾病、心血管病、传染病、癌症和炎症等[10,11]。抗体药物的一大特点在于其较低甚至几乎可以忽略的毒性。另外一个优势是,抗体本身也许既可被当作一种治疗武器,也可被用作传递药物的一种工具。除了全人源化抗体以外,与小分子药物、毒素或放射性有效载荷有关的结合性抗体也已经在理论上显示出了强大的潜力,尤其是在癌症治疗方面[12]。 治疗性抗体是世界销售额最高的一类生物技术药物,2008 年治疗性抗体销售额超过了300 亿美元,占了整个生物制药市场40%。在美国批准的99 种生物技术药物中,抗体类药物就占了30 种;在633 种处于临床研究的生物技术药物中, 有192 种为抗体药物,而在抗癌及自身免疫性疾病的治疗研究中,治疗性抗体占了一半[2]。截止2007年,美国FDA批准上市的抗体药物见表二[13]。 参考文献 [1] 章江益, 孙瑜, 王康力. 美国生物制药产业发展及启示[J]. 江苏科技信息. 2011, 1(5): 11-14. 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[13] 于建荣, 陈大明, 江洪波. 抗体药物研发现状与发展态势[J]. 生物产业技术. 2009, 1(3): 49.看了"基因工程学术论文"的人还看: 1. 高中生物选修三基因工程知识点总结 2. 高二生物基因工程知识点梳理 3. 浅谈基因工程在农业生产中的应用 4. 植物叶绿体基因工程发展探析 5. 关于蔬菜种植的学术论文
基因工程技术的现状和前景发展 【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。【关键词】基因工程技术;前景;现状一、基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量,改善品质,增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展,植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中,在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状,通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力,已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面,也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战,耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长,从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来,导入植物体可获得转基因植物,目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高,人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明,利用基因工程可以有效地改善植物的品质,而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域,近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展,如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因,成功地导入到马铃薯中,培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白质含量接近大豆,大大提高了营养价值,得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。二、基因工程应用于医药方面目前,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。三、基因工程应用于环保方面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。四、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。【参考文献】[1]楼士林,杨盛昌,龙敏南,等.基因工程[M].北京:科学出版社,2002.[2]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. 这还有一篇
到农户的重视而加大了种植面积;另一方面是由于国家加大了研究力度,转基因植物的新技术和新产品不断产生。 1、抗虫转基因植物 2001年,转基因抗虫棉在已经取得重大成绩的基础上又有新的突破。中国农业科学院生物技术研究所的抗虫棉基因专利“编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用”获得国家知识产权局和世界知识产权组织授予的中国专利金奖。同时,双价转基因抗虫棉SGK321也顺利通过河北省品种审定委员会审定,标志着我国在双基因抗虫棉研究领域处于国际领先地位。目前,SGK321已经通过了农业转基因生物安全性评价,并获准在晋、冀、鲁、豫、皖进行商品化生产,在湖北进行环境释放。综合2000年和2001年两年区试结果,SGK321早熟性明显优于其他品种,霜前皮棉亩产公斤,相当于对照抗虫杂交种的。该品种纤维品质好,长度为毫米,比强度厘米/特克斯,马克隆值,抗虫性突出。 到目前为止,我国已审定抗虫棉品种14个,其中单价棉11个,分别为:GK1(国抗1号)、GK12(国抗12号)、GK19(国抗19号)、GK22(国抗22号)、GK30(鲁棉研16号)、GK95-1(晋棉26号)和GK46(晋棉31号)、GKz10(鲁棉研15号)、GKz13(鲁RH-1)、GKz6(中棉所38)和GKz8(南抗3号);双价棉3个,分别为:sGK321、sGK9708(中棉所41)、sGK5(新研96-48)。这些抗虫棉品种均高抗棉铃虫,具有较好的品质性状及丰产性。同时,还培育出一批具有较强竞争力的抗虫棉品种,其中杂交棉品种2个(鲁H9513和中抗杂5号),常规品种2个(ZGK9708和鲁S6145)。此外还有正在参加国家区试的有潜力的品种6个,杂交棉4个。2001年国产抗虫棉已经在河北、河南、山西、山东、湖南、湖北、江苏、安徽、新疆、辽宁等17个省市推广60万公顷,占据了国内抗虫棉%的市场份额。加上孟山都公司的抗虫棉,2001年转基因抗虫棉的种植面积达到了全国棉花种植面积的31%,种植农户超过350万户。 在抗虫转基因水稻方面,中科院遗传与发育生物学研究所研制的转SCK基因(修饰豇豆蛋白酶抑制剂基因)抗虫水稻在福建已连续进行了5年大田试验。经鉴定,其对二化螟田间防治效果达90-100%,稻纵卷叶螟抗性达81-100%,对大螟-%,稻苞虫。鉴于目前政策原因暂时还不能大面积推广种植,但已采取多地区多点进行大田试验。该转基因水稻的食品安全性检测已基本完成,结果表明与常规稻无明显差异。目前正进一步发展无选择标记、高效表达、多价抗虫基因等转基因水稻新品种。 中国农业大学从Bt菌株克隆得到一种沉默的新杀虫基因cry1Ie1,该基因表达的毒蛋白对亚洲玉米螟显示了高杀虫活性,目前国际上已经确定了其在分类上的模式基因地位。该基因及该基因与cry1A基因的组合已申请国家发明专利。在此基础上进一步完成了cry1Ie1和cry1Ac基因的密码子改造和原核、真核表达载体的构建,改造基因的杀虫活性鉴定正在进行之中。