高中生物基因工程简介旧人教必修2质粒：是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体以外的DNA分子。在基因工程中质粒常被用做基因的载体。基因工程的操作步骤：一、获取目的基因二、目的基因与运载体结合：以质粒为载体，形成重组DNA分子三、将目的基因导入受体细胞：如将含有目的基因的质粒导入受体细胞——细菌，由于细菌的大量繁殖，产生大量目的基因四、目的基因的表达：对抗虫棉的产生来说，还须将含有这样的质粒的细菌导入棉花细胞内，质粒中的抗病虫基因如果被整合到棉花基因中去，就可能表现出抗病虫性状。P57～60【例1】医疗用的激素过去主要从动物(如猪、牛)体中得到。自20世纪70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后，人们开始采用高新技术生产，其操作的基本过程如图所示：(1)图中的质粒存在于细菌细胞内，从其分子结构看，可确定它是一种DNA。请根据碱基配对的规律，在连接酶的作用下，把图中甲与乙拼接起来(即重组)，并在方框内相应处画出。(答案见右上图)(2)细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒也由1个变成2个，2个变成4个……质粒的这种增加方式在遗传学上称为半保留复制。目的基因通过活动(即表达)后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素。这是因为基因具有控制蛋白质合成的功能。(3)遗传工程现已取得长足的发展，并在许多方面得到应用；不过，在遗传工程发展过程中，也可能出现负面影响。试各举一例加以说明。正面：癌症治疗、基因治疗、转基因植物、转基因动物（例如基因治疗：若知某种遗传疾病是由基因引起的，则可通过基因工程的方法，把这种引起疾病的基因去除换上正常基因，从而达到治病的目的。）负面：重组的基因可能使细菌、病毒发生突变而成为超级细菌超级病毒；重组基因还可能会产生一些难以预测的危害。【例2】1978年，美国科学家利用基因工程技术，将人胰岛素基因拼接到大肠肝菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出了人胰岛素。请根据上述叙述回答下列问题：(1)上述胰岛素的合成是在大肠杆菌的核糖体中进行的，其直接决定氨基酸排列顺序的模板是由人胰岛素基因转录形成的。(2)合成的该胰岛素含51个氨基酸，由2条多肽链组成，那么决定它合成的基因中至少应含有碱基306个，若核苷酸的平均分子量为300,则与胰岛素分子对应的密码子链的分子量应为45900；若氨基酸的平均分子量为90，该胰岛素的分子量约为3708。(3)不同生物之间的基因“移植”成功，说明了生物共用的是一套遗传密码（密码子）。(4)在DNA分子“切割”并“拼接”上某基因后，并不影响其它基因的功能，这说明不同的基因各自具有一定的独立性。【例3】昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答：(1)人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高基因突变频率，通过人工选择获得人们所需要的突变性状。(2)酯酶的化学本质是蛋白质，基因控制酯酶合成要经过转录和翻译两个过程。(3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于控制酯酶合成的基因随细菌DNA分子复制而复制，并在后代中表达。(4)请你具体说出一项上述科研成果的实际应用。用于降解污水中的有机磷农药，以保护环境。【例4】中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素(一种蛋白质)基因植入烟草的细胞中“嫁接”到其DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试回答；(1)人的基因之所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是因为人与植物的DNA结构相似。(2)烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了抗病毒干扰素。这个事实说明，人和植物有一套共同的遗传密码，蛋白质的合成方式相同。(3)这个事实也可证明，现代地球上的生物是由共同的原始祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，它们之间有着或远或近的亲缘关系。
