第6章第2节基因工程及其应用.pptx

基因工程是一种利用分子生物学技术在细胞水平上对生物体的遗传物质进行操作、改造和重组的科学。通过这种技术可以将生物体的DNA中具有特殊功能的基因进行转移，从而获得人类所需的新品种或新类型生物。 基因工程的基本原理和操作程序包括以下几个步骤： 1. 提取目的基因：从供体生物细胞内提取出人类需要的特定基因。 2. 目的基因与载体结合：将提取出的目的基因与运载载体结合。运载载体通常是细菌的质粒或噬菌体，它们能够在宿主细胞内复制并稳定保存。 3. 导入受体细胞：将含有目的基因的运载载体导入到受体细胞内。 4. 目的基因的检测与鉴定：通过特定方法检测目的基因是否成功导入并表达。 5. 获取新性状：通过基因工程改造，受体细胞获得新性状。 在基因工程中，限制性内切酶和DNA连接酶是关键的工具。限制性内切酶能够识别特定的核苷酸序列，并在该序列上切割DNA，产生有黏性末端的DNA片段。DNA连接酶则是用来将这些带有黏性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA分子。这种重组分子可以是将人胰岛素基因植入大肠杆菌，或是在玉米和棉花中植入抗虫基因，从而培育出具有抗虫害功能的转基因作物。 此外，目的基因的提取通常通过特定的限制性内切酶进行。这些酶可以剪切掉目的基因周围的多余部分，并留下可以直接与运载载体结合的特定核苷酸序列。运载载体的选择非常重要，它必须具备能够在宿主细胞内复制并稳定保存的能力，同时具备多个限制酶切点以便与外源基因相连，并含有标记基因便于进行筛选。 在实际操作中，基因工程可以应用于多种领域，如农业、医药、工业等。例如，科学家可以利用基因工程改造微生物，使其生产人胰岛素；可以在热带斑马鱼中导入水母的发光基因，使其能够发光；或者通过基因工程培育出抗虫害的玉米和抗虫棉，减少农药的使用，提高农作物的产量和质量。 基因工程的发展为人类带来了巨大的利益，但同时也引发了伦理、安全等方面的广泛讨论。如何在推动科技进步的同时，确保生物安全和伦理规范的遵守，是当前社会面临的重要问题。