2019_2020学年高中生物第四章遗传的分子基础第四节基因突变和基因重组第2课时基因工程及其应用知能演练轻巧夺冠苏教版必修2
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成融合基因,这样做的目的是为了在后续的表达过程中,可以通过荧光蛋白的表达来检测 ETA 基因是否成功表达,即有利于检测 ETA 基因在大肠杆菌中的表达情况。 基因工程,又称为重组DNA技术,是现代生物技术的核心之一。它涉及对生物体内的遗传物质进行精确的操作,包括切割、拼接和引入外源基因,以改变生物的遗传特性。在这个过程中,基因工程的基本工具起着至关重要的作用。 基因工程的三大基本工具是限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶和运载体。限制酶能够识别特定的DNA序列并切割它们,形成黏性末端或平末端,这使得不同的DNA片段可以进行拼接。DNA连接酶则负责将这些切割后的片段连接起来,形成新的DNA分子。运载体通常是一种环状的DNA分子,如质粒,它可以自主复制并在宿主细胞中稳定存在,同时带有标记基因,便于筛选出成功导入目的基因的细胞。 在基因工程中,质粒作为运载体必须具备几个特点:能够自主复制,确保目的基因在宿主细胞中得以扩增;结构小,易于操作;通常是环状DNA,且含有多个限制酶识别位点,以便插入不同的目的基因;同时,它需要能够“友好”地在宿主细胞中存活,不会对细胞造成毒性影响。 基因工程的过程包括获取目的基因(如通过mRNA的逆转录得到cDNA)、构建基因表达载体(即将目的基因插入到运载体中)、转化宿主细胞(如大肠杆菌)以及筛选和鉴定含有目的基因的细胞。在这个过程中,需要选择合适的限制酶和连接酶,确保目的基因与运载体的精确连接。导入的目的基因在宿主细胞中表达后,可以产生相应的蛋白质,如题中提到的胰岛素。 安全性是基因工程的重要考虑因素,针对转基因生物的安全性问题,各国都有相应的法规和标识制度,以保障消费者的知情权和选择权。对于转基因食品和农产品,目前的争议主要集中在食用安全性(例如,是否可能导致过敏反应或其他健康问题)和环境安全性(如转基因生物可能对生态系统造成的影响)。 基因工程的应用广泛,包括医药、农业、工业生产等多个领域。通过基因工程技术,科学家们可以创造出能够生产药物的微生物或植物,改良农作物的抗虫、抗病性能,甚至探索治疗遗传疾病的途径。然而,与此同时,基因工程的安全性评估和监管也是不可或缺的,以确保科技发展的可持续性和社会的伦理道德。 基因工程是一门综合性的学科,它涉及到分子生物学、遗传学、生物化学等多个领域的知识,通过操纵生物的遗传信息来实现特定的目的。尽管存在争议,但基因工程的潜力和影响力不容忽视,它是科技进步的重要驱动力,并在不断推动着生命科学和医学的发展。
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