遺傳工程

1、基因工程及應用,隨著社會的發(fā)展，人們的需求越來越趨于多樣化，人們希望按照自己的意圖改變物種的基因，以期獲得新的性狀、得到新的生物產(chǎn)品。經(jīng)典遺傳學主要通過自然選育來挑選已發(fā)生自發(fā)突變的新變種；通過用物化因子（如輻射、藥物處理等）來進行人工誘變，得到所需的性狀；通過細胞雜交使得某種突變性狀得以顯現(xiàn)，從而尋找新類型。但所有這些，都具有相當大的偶然性，效率不高，難以真正看到基因。由于經(jīng)典遺傳學所研究的基因不能離開染色體而獨立進行復制，所以基因拷

2、貝數(shù)的增加是有限的；由于染色體減數(shù)分裂受同源性的支配，遠緣雜交難以實現(xiàn)。人們強烈希望新的育種方式出現(xiàn)。在疾病防治方面，有許多嚴重威脅人類健康的病癥，如遺傳性疾病、心血管病、惡性腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病等，病因還不太清楚。解決這些問題，必需依賴于生命科技甚至整個科學技術的革命. 在上世紀中下葉，科學進步的機遇終于到來，這就是分子生物學理論的創(chuàng)立和突破性進展，特別是基因工程（遺傳工程）-----DNA體外重組技術的出現(xiàn)。,一、基

3、因工程的基本內(nèi)容 基因工程，確切地講就是重組DNA技術，指在體外將不同來源的DNA進行剪切和重組，形成雜合DNA或稱嵌合DNA分子，然后將其導入特定的宿主細胞，得到大量擴增和表達，使宿主細胞獲得新的遺傳特性，產(chǎn)生新的基因產(chǎn)物。基因工程，或稱遺傳工程，興起于20世紀70年代。人類實現(xiàn)對基因進行自如地操作、轉移和改造的理想，是在核酸限制性內(nèi)切酶、載體質粒、連接酶和其它修飾酶被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)以后。在此基礎上，核酸和蛋白質序列測定、基因體外快

4、速突變、DNA的人工合成等，則使得基因工程逐漸成熟和發(fā)展。,二、基因工程的基本程序,質粒：環(huán)狀DNA分子，它的分子量較小，可以自由地進入細菌細胞，還能獨立自主地復制，具有一套與細胞核染色體相對獨立的遺傳信息。,基因工程的基本程序是：（1）獲得目的基因（外源DNA片段）（2）將目的基因連接到載體上，得雜化載體；（3）將雜化載體（環(huán)狀的DNA）引入宿主細胞（受體細胞），使目的基因及載體上其它基因得以轉錄和翻譯。,載體質粒,外源DNA片段,外

5、源DNA插入,剪切,,,,引入宿主細胞,選出含有重組DNA的細胞擴增,,,a,b,b,A,A,b,例題解析1、  農(nóng)業(yè)上大量使用化肥存在許多負面影響，“生物固氮”已成為一項重要研究課題，實驗證明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、藍藻等）將空氣中的N2固定為NH3的過程。（1）與人工合成NH3所需的高溫、高壓條件相比，生物固氮的順利進行是因為根瘤菌、藍藻體內(nèi)含有特定的 ，這類物質的化學本質是

6、 。（2）人們正在著力研究轉基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小麥等），某科學家將根瘤菌、細胞中的固氮基因，通過基因工程方法轉移到水稻植株細胞中，經(jīng)檢測，轉基因水稻具備了固氮功能。據(jù)上述材料分析：①固氮基因已經(jīng)整合到水稻細胞的 中。②寫出水稻細胞中固氮基因得到表達的反應式。,酶,蛋白質,DNA,轉錄 翻譯 DNA（固氮基因） RNA 蛋白質,,,2、干擾素是治

7、療癌癥的重要物質，人血液中每升只能提取0.05μg干擾素，因而其價格昂貴，平民百姓用不起。但美國有一家公司用遺傳工程方法合成了價格低廉、藥性一樣的干擾素，其具體做法是：（1）從人的淋巴細胞中提取能指導干擾素合成的 ，并使之與一種叫做質粒的DNA結合，然后移植到酵母菌內(nèi)，從而用酵母菌來 。（2）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以，能在較短的時間內(nèi)大量生產(chǎn)

8、 。利用這種方法不僅產(chǎn)量高，并且成本也較低。,基因,產(chǎn)生干擾素,出芽,干擾素,,,,,,,,,,,3、細菌通常是具有雙鏈環(huán)狀DNA的單細胞生物?，F(xiàn)有甲、乙兩種細菌，基因型分別是abd和ABD，通過基因工程使甲細菌后代產(chǎn)生出乙細菌B基因所控制的產(chǎn)物，具體過程如圖所示，試據(jù)圖回答。,,（1）從細胞的結構看，細菌屬于 生物。（2）圖中剪切DNA的“剪刀”和粘接DNA的“膠水”，其實是兩種不同的

9、酶，它們都只能在DNA的一定位置進行剪切和粘接，說明它們具有 的特點。（3）新細菌與甲、乙細菌的表現(xiàn)都不同，從變異來源看，這是人工條件下的一種 。（4）假如B基因是來自人體細胞，則甲子代也可產(chǎn)生出相應的人體物質，這說明在翻譯過程中，細菌和人類共套 。（5）在DNA分子中“拼接”上某個基因或“切割”掉某個基因，并不影響各基因的功能，這說明基因具有,,

10、原核,專一性,基因重組,遺傳密碼,相對的獨立性,4、“人類基因組計劃”的研究工作已經(jīng)歷時10年，投資近百億美元。一開始它是一項“國際參與，免費分享”的國際合作研究項目，現(xiàn)在由于其潛在的巨大經(jīng)濟價值，使得它還未完成時，爭搶就已經(jīng)開始，而且愈演愈烈的趨勢。起步本已較晚的我國生物科技人員還面臨著經(jīng)費嚴重不足等巨大困難，但是他們說：“我們的民族已經(jīng)在信息產(chǎn)業(yè)的上游-----軟件和硬件上受制于人，我們再也不能讓我們的子孫后代在這個領域付出代價！”

11、當該課題組的楊煥明、汪鍵在沒有研究經(jīng)費的情況下找袁隆平幫忙時，袁隆平爽快地道：“拿合同來”。（1）從細胞學上講，基因的載體是 其排列特點是 。（2）文中的“基因序列”指 ，因為它代表控制生命活動的全套 ，所以基因序列的測定對于探索生命奧秘意義重大：（3）“編碼基因”一詞中的“編碼”，是指為生命活動的體現(xiàn)者 編碼