【基因工程】是一种现代生物技术，它按照预先设计的蓝图，通过将一个生物体的特定基因插入到另一个生物体的DNA中，使后者获得新的遗传信息，从而产生人类需要的产物或创造出新的生物类型。这一过程涉及到多个步骤，包括目标基因的获取、切割与连接、导入受体细胞以及筛选与表达。
【基因工程的基本过程】主要包括：
1. **获取目的基因**：目的基因是人们希望转移到其他生物体内的基因，例如，人的生长激素基因。
2. **构建重组DNA分子**：使用限制性核酸内切酶（基因的剪刀）切割目的基因和载体（如质粒），产生具有互补末端的DNA片段。接着，DNA连接酶（基因的针线）根据碱基配对原则将这些片段连接在一起，形成重组DNA分子。
3. **导入受体细胞**：将重组DNA分子导入能接纳它的活细胞（受体细胞），如细菌。
4. **筛选与表达**：筛选含有目的基因的受体细胞，并确保目的基因在细胞内成功表达。
【基因工程的操作工具】：
1. **限制性核酸内切酶**：分布广泛，能识别特定的核苷酸序列并在特定位置切割DNA，形成黏性末端。
2. **DNA连接酶**：将DNA片段的黏性末端连接起来，恢复DNA的完整性。
3. **运载体**：常用的是质粒，存在于某些微生物中，能自主复制且能在细胞内独立于染色体DNA存在。
【转基因技术的应用】涵盖了微生物基因工程、动物基因工程和植物基因工程，比如在微生物中生产药物，动物中提高产量或抗病性，植物中增强抗虫性或提高营养价值。
【安全性讨论】：转基因生物产品的安全性是一个长期的议题，需要经过长时间的观察和研究来确定其潜在风险。
在上述习题中，涉及了基因工程的多个知识点，包括限制性核酸内切酶的专一性、水母发光蛋白基因作为标记的作用、DNA结构与功能的理解、工具酶的功能及限制性核酸内切酶的特性等。习题还测试了学生对基因工程中重组DNA构建、目的基因导入、基因表达以及相关实验技术的理解。例如，问题涉及到限制性内切酶的识别序列、连接酶的作用、运载体的选择、目的基因的检测与筛选等。
在实际操作中，科学家可能会采用反转录法获取目的基因，利用同一种限制酶切割质粒和目的基因以产生互补末端，然后用DNA连接酶连接，形成重组质粒。再将重组质粒导入宿主细胞，如细菌，通过筛选含有目的基因的细胞进行表达。这种技术的遗传学原理是基因重组，使得外源基因在受体细胞中得以表达，产生所需产品。例如，通过将抗虫基因转入棉花，可以培育出具有抗虫性的转基因棉花。
基因工程的理论和实践应用对学生深入理解生物学、遗传学以及现代生物科技的重要性有着重要作用，同时也强调了在科研过程中遵循科学原则和关注生物安全的必要性。
VIP享7折，此内容立减4.47元 
