跳到正文
IGCSE·Tuition
生物 · 课程

概述基因改造的思路

基因改造听起来很复杂,但考试通常只要求清楚概述这个想法,而不是写实验室方法。

本页内容
  1. 用简单的话说,这个想法是什么?
  2. 有哪些阶段?
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

基因改造是指从一种生物取出某个基因,插入另一种生物,使受体制造有用的蛋白质或获得有用的特征。考试要求你概述各个阶段,并解释每一阶段为什么需要。它不要求实验室方法。

这一课建立在细胞分裂与遗传之上,因为你需要知道基因带有制造一种蛋白质的指令。

用简单的话说,这个想法是什么?

基因是 DNA 的一段,带有制造蛋白质的指令。所有生物读取这些指令的基本方式相同,所以细菌细胞可以按照人类基因来制造人类蛋白质。

基因改造就是利用这一点。找到有用的基因,把它转移过去,让受体的细胞完成其余工作。

有哪些阶段?

经典例子是制造人类胰岛素的细菌。胰岛素是某些类型糖尿病患者需要的蛋白质。阶段如下:

阶段发生什么原因
1. 确定找到人类胰岛素基因需要准确的指令
2. 切割限制酶切下基因,同时切开细菌质粒酶在特定位置切断 DNA
3. 连接另一种酶(连接酶)把基因接进质粒质粒现在带有这个基因
4. 转移把质粒放进细菌细胞细菌是新的宿主
5. 培养大量培养细菌每个细胞分裂并复制基因
6. 收集细菌制造胰岛素,再分离并提纯产品才是有用的

**质粒(plasmid)**是细菌中的一小环 DNA。在这里它充当载体(vector),即把基因送进去的运载工具。

例题

问题: 一位科学家希望细菌制造一种叫蛋白质 X 的人类蛋白质。概述如何做到,并解释为什么细菌适合。

步骤 1,确定目标。 找出蛋白质 X 的人类基因。

步骤 2,切割和连接。 用限制酶把它切下来,再用连接酶接进质粒。

步骤 3,转移和培养。 质粒被细菌细胞吸收,再大量培养这些细胞。

步骤 4,表达。 细菌读取基因并制造蛋白质 X,然后收集。

步骤 5,解释适合的原因。 细菌繁殖很快,所以有大量基因拷贝,蛋白质供应也快。它们体积小,容易在受控容器中培养,而且因为遗传密码是通用的,它们能读懂人类基因。

要留意的错误

错误答案: “细菌被给予胰岛素,所以能制造更多胰岛素。”

这把基因和产物混为一谈了。细菌得到的是胰岛素的基因,然后细菌自己的核糖体依照该基因的指令制造蛋白质。

纠正方法是写出这条链:“基因 → 指令 → 由宿主制造的蛋白质”,并检查 DNA 被转移的地方用的是“基因”,产物被制造的地方用的是“蛋白质”。

自我检测

1. 说明限制酶和连接酶在上述概述中的作用。

显示答案

限制酶在特定位置切断 DNA(取出基因并切开质粒)。连接酶把基因接进质粒。

2. 为什么质粒被称为载体?

显示答案

它把基因带进细菌细胞,所以充当运载工具。

3. 一位学生写“人类胰岛素被注射进细菌”。请改正这句话。

显示答案

应该是人类胰岛素的基因被插入细菌,细菌随后制造胰岛素蛋白质。

接下来学什么

在区分基因插入与选择性育种中,把这种方法与传统育种作比较,也可以用遗传模型板在虚构的等位基因上测试这些想法。本模块较早的发酵一课展示了微生物的大规模培养。

如果概述仍然杂乱,一对一生物线上补习能让老师和你一起读草稿,并标出这条链在哪里断开。

常见问题

什么是基因改造?

基因改造是通过添加基因(通常来自另一物种)来改变生物的遗传物质,使它制造有用的蛋白质或表现出有用的特征。接受基因的生物称为转基因生物。

限制酶和连接酶是什么?

限制酶在特定位置切断 DNA,因此可以取出基因并切开质粒。连接酶把 DNA 片段连起来,使基因固定在质粒中。请查看现行大纲,确认你的路线是否需要这些名称。

需要描述实验室步骤吗?

不需要。概述指的是主要阶段以及每一阶段的原因。用量、温度和技术细节属于实验室课程,不属于这里的解释。

更新于:

下一步

如果你概述过程时还是变成一堆术语,一对一的老师可以帮你排好阶段顺序,让每一步都解释下一步。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

家长:在这里咨询

  • 已通过我们的服务帮助 9,000+ 名学生
  • 9+ 年帮助 IGCSE 学生