基因工程及應(yīng)用

基因工程及運用隨著社會的開展，人們的需求越來越趨于多樣化，人們希望按照本人的意圖改動物種的基因，以期獲得新的性狀、得到新的生物產(chǎn)品。經(jīng)典遺傳學(xué)主要經(jīng)過自然選育來挑選已發(fā)生自發(fā)突變的新變種；經(jīng)過用物化因子〔如輻射、藥物處置等〕來進展人工誘變，得到所需的性狀；經(jīng)過細(xì)胞雜交使得某種突變性狀得以顯現(xiàn)，從而尋覓新類型。但一切這些，都具有相當(dāng)大的偶爾性，效率不高，難以真正看到基因。由于經(jīng)典遺傳學(xué)所研討的基因不能分開染色體而獨立進展復(fù)制，所以基因拷貝數(shù)的添加是有限的；由于染色體減數(shù)分裂受同源性的支配，遠(yuǎn)緣雜交難以實現(xiàn)。人們劇烈希望新的育種方式出現(xiàn)。在疾病防治方面，有許多嚴(yán)重要挾人類安康的病癥，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。處理這些問題，必需依賴于生命科技甚至整個科學(xué)技術(shù)的革命.在上世紀(jì)中下葉，科學(xué)提高的機遇終于到來，這就是分子生物學(xué)實際的創(chuàng)建和突破性進展，特別是基因工程〔遺傳工程〕-----DNA體外重組技術(shù)的出現(xiàn)。一、基因工程的根本內(nèi)容基因工程，確切地講就是重組DNA技術(shù)，指在體外將不同來源的DNA進展剪切和重組，構(gòu)成雜合DNA或稱嵌合DNA分子，然后將其導(dǎo)入特定的宿主細(xì)胞，得到大量擴增和表達(dá)，使宿主細(xì)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(jì)70年代。人類實現(xiàn)對基因進展自若地操作、轉(zhuǎn)移和改造的理想，是在核酸限制性內(nèi)切酶、載體質(zhì)粒、銜接酶和其它修飾酶被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)以后。在此根底上，核酸和蛋白質(zhì)序列測定、基因體外快速突變、DNA的人工合成等，那么使得基因工程逐漸成熟和開展。二、基因工程的根本程序質(zhì)粒：環(huán)狀DNA分子，它的分子量較小，可以自在地進入細(xì)菌細(xì)胞，還能獨立自主地復(fù)制，具有一套與細(xì)胞核染色體相對獨立的遺傳信息?；蚬こ痰母境绦蚴牵骸?〕獲得目的基因〔外源DNA片段〕〔2〕將目的基因銜接到載體上，得雜化載體；〔3〕將雜化載體〔環(huán)狀的DNA〕引入宿主細(xì)胞〔受體細(xì)胞〕，使目的基因及載體上其它基因得以轉(zhuǎn)錄和翻譯。載體質(zhì)粒外源DNA片段外源DNA插入剪切引入宿主細(xì)胞選出含有重組DNA的細(xì)胞擴增abbAAb例題解析1、

農(nóng)業(yè)上大量運用化肥存在許多負(fù)面影響，“生物固氮〞已成為一項重要研討課題，實驗證明，生物固氮是某些微生物〔如根瘤菌、藍(lán)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，生物固氮的順利進展是由于根瘤菌、藍(lán)藻體內(nèi)含有特定的，這類物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是?！?〕人們正在著力研討轉(zhuǎn)基因固氮植物〔如固氮水稻、固氮小麥等〕，某科學(xué)家將根瘤菌、細(xì)胞中的固氮基因，經(jīng)過基因工程方法轉(zhuǎn)移到水稻植株細(xì)胞中，經(jīng)檢測，轉(zhuǎn)基因水稻具備了固氮功能。據(jù)上述資料分析：①固氮基因曾經(jīng)整合到水稻細(xì)胞的中。②寫出水稻細(xì)胞中固氮基因得到表達(dá)的反響式。酶蛋白質(zhì)DNA轉(zhuǎn)錄翻譯DNA〔固氮基因〕RNA蛋白質(zhì)2、干擾素是治療癌癥的重要物質(zhì)，人血液中每升只能提取0.05μg干擾素，因此其價錢昂貴，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錢低廉、藥性一樣的干擾素，其詳細(xì)做法是：〔1〕從人的淋巴細(xì)胞中提取能指點干擾素合成的，并使之與一種叫做質(zhì)粒的DNA結(jié)合，然后移植到酵母菌內(nèi)，從而用酵母菌來。〔2〕酵母菌能用方式繁衍，速度很快，所以，能在較短的時間內(nèi)大量消費。利用這種方法不僅產(chǎn)量高，并且本錢也較低?；虍a(chǎn)生干擾素出芽干擾素3、細(xì)菌通常是具有雙鏈環(huán)狀DNA的單細(xì)胞生物。現(xiàn)有甲、乙兩種細(xì)菌，基因型分別是abd和ABD，經(jīng)過基因工程使甲細(xì)菌后代產(chǎn)生出乙細(xì)菌B基因所控制的產(chǎn)物，詳細(xì)過程如下圖，試據(jù)圖回答?！?〕從細(xì)胞的構(gòu)造看，細(xì)菌屬于生物?！?〕圖中剪切DNA的“剪刀〞和粘接DNA的“膠水〞，其實是兩種不同的酶，它們都只能在DNA的一定位置進展剪切和粘接，闡明它們具有的特點?！?〕新細(xì)菌與甲、乙細(xì)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〕假設(shè)B基因是來自人體細(xì)胞，那么甲子代也可產(chǎn)生出相應(yīng)的人體物質(zhì)，這闡明在翻譯過程中，細(xì)菌和人類共套?！?〕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，這闡明基因具有原核專注性基因重組遺傳密碼相對的獨立性4、“人類基因組方案〞的研討任務(wù)曾閱歷時10年，投資近百億美圓。一開場它是一項“國際參與，免費分享〞的國際協(xié)作研討工程，如今由于其潛在的宏大經(jīng)濟價值，使得它還未完成時，爭搶就曾經(jīng)開場，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(yán)重缺乏等宏大困難，但是他們說：“我們的民族曾經(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(lǐng)域付出代價！〞當(dāng)該課題組的楊煥明、汪鍵在沒有研討經(jīng)費的情況下找袁隆平協(xié)助時，袁隆平直爽地道：“拿合同來〞。〔1〕從細(xì)胞學(xué)上講，基因的載體是其陳列特點是?！?〕文中的“基因序列〞指，由于它代表控制生命活動的全套，所以基因序列的測定對于探求生命奧妙意義艱苦：〔3〕“編碼基因〞一詞中的“編碼〞，是指為生命活動的表達(dá)者編碼?！?〕文中袁隆平是我國的專家，他運用的方法主要是