Question

基因工程如何用于环境监测?

基因工程用于环境监测是用DNA探针检测饮用水中病毒的含量。具体的方法是使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。
怎么检测呀？病毒DNA是单链吗，不然怎么杂交呀？
1吨水有10个病毒也可检测？好奇怪呀！

Answer 1

我觉得，基因探针上有放射性同位素，或荧光物质，如果它与能够互补配对的链结合，就能够识别出有这种病毒的存在。病毒的遗传物质大部分是RNA，极大多数是单链，少量以DNA为遗传物质的病毒也大部分是单链，至于双链的，可先破坏病毒外壳在水解双链，也应该可用探针检测，只是我的见解罢了，不必较真

Answer 2

　　基因工程在环境污染监测中的应用
　　目前，聚合酶反应（简称PCR）技术和核酸探针技术是常用于水环境中微生物的检测技术。PCR技术是一种在体外模拟自然DNA复制过程的核酸扩增技术，常用于监测海洋环境中存在的微生物。标记的核酸探针可以用于待测核酸样本中特定基因序列，如监测饮用水中病毒的含量。PCR技术和核酸探针技术可能取代常规的水质分析，发展成为一种快速可靠水体微生物的检测技术，并将在细菌、病毒及其他毒物检测中得以迅速的应用发展。
　　基因工程（genetic engineering）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。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

Answer 3

基因工程的应用

基因工程自1973年诞生后，由于基因工程技术具有可以直接控制基因，将基因从一个物种转移至另一个物种，创造出新的物种或新的品种的显著特点。也就是说，可按照人们的主观愿望，创造出自然界中原先并不存在的新的生物类型，使人类从单纯地认识生物和利用生物的传统模式跳跃到随心所欲改造生物和创造生物的新时代。经过近30年的发展历程，取得了惊人的成绩，特别是近10年来，基因工程的发展更是突飞猛进。基因转移、基因扩增多技术的应用，不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域中，为农牧业、食品工业、医药卫生、环境保护等方面开拓了广阔的发展前景。下面对这些方面作一下简要的介绍：

① 用于生产基因工程药品

例如： 干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，因此，它是一种抗病毒的特效药。此外，干扰素对治疗乳腺癌、淋巴癌、骨髓癌等各种癌症、艾滋病、某些白血病也有一定的疗效。

早期，芬兰科学家卡里·坎特儿博士对干扰素的提取方法是：从血液中提取白细胞，用病毒去“侵袭”白细胞，白细胞就可产生干扰素，但产生的量非常少。后来人们采用从血液中直接提取干扰素，但1L人的血液只可获得0.5ug干扰素。1980～1982年，美国科学家博耶等人用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年开始，用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产，并且大量投放市场。

若干扰素的纯度达100％，则每克干扰素的售价超过1亿美元。这种高额的利润和干扰素有抗病毒的特征，强烈地吸引着各国科学家和企业界的参与竞争。现在生产干扰素的量还是有限的，科学家为了获得更多的干扰素，另辟蹊径，大量的目光投向绿色植物，大量的实验证明，植物也能生产干扰素。他们把生产干扰素的基因切下来，植入到烟草细胞中去，通过培养，长成一株烟草。这株烟草具有与众不同的特点，竟能合成人体干扰素。其活性与人体内的干扰素完全相同。人们期待着植物生产出大量的干扰素，为病人带来幸福。

② 用于基因诊断和基因治疗

（1）基因诊断 基因诊断是遗传病最准确的诊断手段，也是一种威力强大的高新技术。基因诊断也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。用放射性同位素（如P）、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。

（2）基因治疗 基因治疗，顾名思义，是指在基因水平上对人类疾病进行治疗。具体地说，它是利用基因转移或基因调控的手段，将正常基因转人疾病患者机体细胞内，取代致病的突变基因，表达所缺乏的基因产物。或者是通过基因调控的手段，有目的地抑制异常基因表达或重新开启已关闭的基因，达到治疗遗传病、肿瘤、艾滋病、心血管等疾病的目的。

③ 基因工程应用于农业

基因工程在农业方面的应用主要表现在两个方面：

（1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。

（2）用基因工程的方法可培育出具有各种抗逆性的作物新品种。现在已培育出一批分别具有抗病、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗病毒、抗干旱等性状的转基因农作物。

④ 基因工程应用于畜牧养殖业

基因工程在畜牧养殖业上的应用也具有广阔的前景，科学家将某种特定基因与病毒DNA构成重组DNA，然后，通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中，并由这种受精卵发育成新个体，这就是我们在前面提到的转基因动物。通过转基因动物人们可以获得所需要的各种优良品质。

1982年，美国科学家将人的生长基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中，借腹怀股后，产下的小白鼠比一般的大一倍，出现了前所未有的“超级鼠”，这是世界上第一只转基因动物。人们还用同样的方法，陆续获得自然界中从来就不曾有过的“超级绵羊”和“超级鱼”等动物。例如：转基因绵羊，比一般绵羊生长快30％，体型大0.5倍；又如，澳大利亚科学家培育的转猪生长激素基因的转基因猪，4个月后可达 90 kg，生长速度比普通家猪提高100％。

⑤ 基因工程应用于环保

基因工程应用于环保，一方面基因工程方法可用于环境监测。据报道，用DNA探针可以检测饮用水病毒的含量。具体方法：用一个特定的DNA片段制成探针，与被测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。与传统方法相比具有快速、灵敏的特点。传统的检测一次，需几天或几个星期的时间，精确度不高，而用DNA探针只需一天。据报道，能从1t水中检测出 10个病毒来，精确度大大提高。

基因工程还可用于净化环境。随着石油工业的迅速发展，石油这种含有多种烃类的物质对环境造成很大的污染。自然界中，假单相杆菌的细菌能够分解石油，但是，每一种假单抱杆菌只能分解石油中的某一种成分。1975年，科学家用基因工程的方法，把能分解三种焊类的基因都转到能分解另一种烃类的假单抱杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。