基因工程的应用(浙科版)

第一章基因工程一、工具酶的发觉和基因工程的诞生1、基因工程的概念：（1）广义的遗传工程：泛指把一种生物的遗传物质（细胞核、染色体脱氧核糖核酸等）移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。

（2）基因工程：就是把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生我们须要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状。

基因工程的核心是构建重组DNA分子。

由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA 重组技术。

（3）基因工程诞生的理论基础：DNA是遗传物质的发觉过程、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定。

2、基因工程的基本工具（1）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）①来源：主要是从原核生物中分别纯化出来的。

②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能切割（使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开），因此具有专一性。

例如：某种限制性核酸内切酶能识别的序列是GAATTC,能在G和A之间切割DNA，如下图所示。

黏性末端黏性末端③结果：能将DNA分子切割成很多不同的片段。

备注：不同DNA分子用同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端都相同；同一个DNA分子用不同限制性核酸内切酶切割，产生的黏性末端一般不相同。

（2）“分子缝合针”——DNA连接酶①作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起（缝合磷酸二酯键）形成的DNA分子称为重组DNA 分子。

因此，DNA连接酶具有缝合DNA片段的作用，可以将外源基因和载体DNA连接在一起。

（3）“分子运输车”——载体——质粒①载体具备的条件：1）能在受体细胞中复制并稳定保存。

2）具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

②最常用的载体——质粒：质粒在细菌中以独立于拟核之外的方式存在，是一种特殊的遗传物质，并具有自我复制实力的双链环状DNA分子。

基因工程技术在生物学中的应用基因工程技术是一项重要的生物学技术，通过对生物体内的基因进行修改和操控，可以实现对生物体结构和功能的调控。

基因工程技术在生物学领域中有着广泛的应用，不仅为生物学研究提供了强大的工具，还为医学、农业和环境保护等领域带来了巨大的进展。

一、基因工程技术在医学中的应用基因工程技术在医学领域中具有重要的应用价值。

通过基因工程技术，科学家们可以研发新型的药物和治疗方法，对遗传性疾病进行基因治疗。

例如，针对某些遗传性疾病，科学家们通过基因工程技术将正常的基因导入患者体内，以修复或替代异常基因，从而实现治疗目的。

此外，基因工程技术还可以用于制备重组蛋白，如用重组人胰岛素治疗糖尿病。

二、基因工程技术在农业中的应用基因工程技术在农业领域中的应用有着广泛的意义。

通过基因工程技术，科学家们可以对农作物进行基因改良，使其具备抗病虫害、耐旱抗逆等性状，提高农作物的产量和质量。

例如，转基因作物的推广应用，使得农作物对于除草剂的耐受性增强，从而减少了农药的使用量，环境友好和农民受益。

此外，通过基因工程技术，科学家们还可研发新型的农药和肥料，提高农作物的生长速度和抗逆能力。

三、基因工程技术在环境保护中的应用基因工程技术在环境保护领域中扮演着重要的角色。

通过基因工程技术，科学家们可以利用微生物修复土壤和水体中的污染物，对于环境污染的治理起到了积极的作用。

例如，利用基因工程技术改造的微生物可以降解有机物和重金属，减少污染物的积累和毒性。

此外，基因工程技术还可以用于生物多样性保护，通过保护濒危物种的基因库，实现物种的保育和繁衍。

四、基因工程技术在生物学研究中的应用基因工程技术为生物学研究提供了强大的工具和方法。

通过基因工程技术，科学家们可以构建基因库，使得对目标基因的研究更加深入和精确。

例如，克隆技术可以用于扩增目标基因，进一步研究基因的表达调控和功能。

此外，基因敲除和基因编辑技术可以帮助科学家们研究基因在生命活动中的作用和机制，揭示生物体的发育和生理过程。

基因工程的应用基因工程是一项涉及生物学、遗传学和分子生物学等多个学科的跨学科领域，其研究内容主要是改变或操作生物体的遗传结构和功能。

随着科技的不断发展，基因工程已经在许多领域的应用中发挥了重要作用。

本文将探讨基因工程在药物研发、农业生产和环境治理等方面的应用。

一、基因工程在药物研发中的应用1. 重组蛋白药物的生产基因工程技术被广泛应用于生产重组蛋白药物，如胰岛素、生长激素和抗体等。

通过将需要表达的外源基因导入至目标细胞中，可以使细胞表达并产生大量的蛋白质药物。

这种方法不仅提高了药物的生产效率，还使得药物更加纯净和安全。

2. 基因治疗基因治疗是一种通过修复或替换异常基因来治疗遗传性疾病的方法。

通过基因工程技术，可以将正常的基因导入至患者的细胞中，使其恢复正常功能。

这种方法在一些遗传性疾病的治疗中已经取得了一定的成功，为患者带来了福音。

二、基因工程在农业生产中的应用1. 转基因作物的培育转基因作物是指通过基因工程技术对植物进行基因改造，使其获得新的性状或提高特定性状的表达。

这些性状可以包括抗病虫害能力的增强、耐逆性的提高以及产品质量的改良等。

转基因作物的出现有效解决了传统农业生产中所遇到的一系列问题，为粮食生产和生物资源的可持续利用提供了新途径。

2. 动物转基因技术基因工程技术也可以应用于动物的遗传改良。

一些转基因动物被用于生产药物，如转基因小鼠用于人类疾病的研究和药物的筛选。

此外，转基因动物在畜禽养殖中也可提高产品质量和产量，满足不同层次的市场需求。

三、基因工程在环境治理中的应用1. 污水处理通过基因工程技术，可以设计出一些具有特定代谢能力的微生物，用于处理工业和农业废水中的有机物。

这些微生物可以高效地降解废水中的有害物质，从而减少对环境的污染和危害。

2. 生物修复基因工程也可以应用于生物修复领域。

通过导入具有降解能力的基因到环境中存在污染物的微生物中，促使其对污染物进行生物降解。

这种方法可以有效地修复受到重金属、有机污染物等污染的土壤和水域，减少对生态环境的破坏。

第3节 基因工程的应用
学习目标
1.举例说明基因工程在农牧业、医药卫生及食品工业 的应用。 2.举例说出日常生活中的转基因产品,理性看待基因工 程给我们的生产和生活带来的影响。
一、基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 (1)方法:从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因,将其导入作物 中。 (2)成果:转基因抗虫棉花、玉米、水稻等。 (3)意义:减少化学杀虫剂的使用,降低生产成本,减少环境污染。 2.转基因抗病植物 (1)方法:将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中。 (2)成果:转基因抗病毒甜椒、番木瓜等。 (3)意义:能获得用常规育种方法很难培育出的抗病的新品种。
答案D 解析萤火虫与烟草的遗传物质都是双链DNA,这是完成基因重组的 基础,①正确;自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码,②正确; 萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该转基因植株通体光亮,可 见荧光素基因在该植株中成功表达,即烟草体内合成了荧光素,③ 正确;萤火虫与烟草细胞合成蛋白质的方式基本相同,都是以mRNA 为模板,在核糖体上,经氨基酸脱水缩合形成蛋白质,④正确。
探究点一
探究点二
答案C 解析重组质粒形成后需要通过农杆菌转化法等方法导入棉花的叶 肉细胞;如果抗虫基因导入棉花叶肉细胞的细胞质中,转基因棉花 的花粉中不含该基因,如果导入细胞核基因中,该转基因植株相当 于杂合子,后代会发生性状分离;抗虫棉的选择作用使具有抗性突 变的棉铃虫生存下来,经过长时间积累,棉铃虫的抗性会增强。
2.科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平 的表达。长成的烟草植株通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究 成果表明( ) ①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A.①③ B.②③ C.①④ D.①②③④