基因工程
什么是基因工程
什么是基因工程
一、什么是基因工程
基因工程（Gene Engineering）是一种技术，它可以改变物质基础的构造，使其形成新的基因组合，从而获得有意义的生物。
基因工程可以
让完全不同的物种合成出新物种，或者将不同物种的基因强行混合，
成功地让一些被认为在自然过程中不可能出现的新物种出现。
二、基因工程的基本原理
基因工程的基本原理是人工合成、改造、替换或者删除染色体的基因，在生物体的内部，精心操控它们来改变特质。
比如，可以用基因工程
在生物体内引入新基因，从而改变它们的某些性状，从而形成新物种、新性状或新能力。
同样，也能改变基因中某种成分，形成新物种。
三、基因工程在实践中的应用
（1）改性个体：基因工程可以调整体内基因水平，以便让体内特定的
特质性状得到发挥。
（2）编辑特质：基因工程可以根据所需改变，精确定位到特定的基因
的特定位点，再改变基因位置，最终让细胞发生变化。
（3）基因治疗：基因治疗是改变患有基因性疾病的患者的基因的技术，以改善疾病情况。
（4）转基因：转基因技术指的是将一种物种中的基因流入到另一种物
种中，从而改变或添加某种性质，如抗病性等。
四、基因工程的好处与弊端
（1）好处：基因工程可以帮助改变鉴定动物和植物的性能，用来生产
食物、药物、精馏植物等产品，帮助解决营养、病症，使物种在极端
环境发展。
（2）弊端：大量的基因重组可能引发不可预料的问题，产生致命的疾病，甚至影响人类基因。
有时，新基因对导入到一个物种中的其他生
命细胞产生负面影响。
什么是基因工程
什么是基因工程基因工程：改变生命的未来引言：人类一直在不断探索、改造和利用自然的力量，以满足我们的需求和向前迈进。
基因工程作为生物技术的一个重要分支，具有巨大的潜力，可以为人类带来许多福祉和进步。
本文将深入探讨什么是基因工程，它的原理和应用，以及相关的伦理和道德问题。
一、基因工程的定义和原理：基因工程，又称遗传工程，是一种利用重组DNA技术改变生物基因组的过程。
它主要包括三个步骤：选取目标基因、将目标基因导入目标生物体的基因组中、使导入基因能够在生物体中正常表达。
基因工程的原理主要包括DNA分子的切割、连接和重组。
科学家通过具有特定功能的限制酶将DNA切割成片段，然后将这些片段重新组合，以获得具有所需特性的DNA序列。
最后，将重组的DNA导入目标生物体中，通过细胞的自然复制过程使其在细胞和整个生物体中被表达。
二、基因工程的应用：1. 农业领域：基因工程在农业领域的应用非常广泛。
通过转基因技术，科学家们可以改良农作物，使其具有抗虫、抗病、耐旱等特性，提高产量和抗逆性，有力地支持全球粮食安全。
例如，转基因玉米可以抵抗玉米螟的侵袭，转基因水稻可以抗盐碱、耐旱。
2. 医学领域：基因工程在医学领域的应用正逐渐发展。
通过基因工程技术，科学家可以将外源基因导入体内，用于治疗一些遗传病、免疫系统疾病和癌症等疾病。
例如，基因工程药物可以治疗某些带有缺陷基因的遗传性疾病，如血友病和囊性纤维化等。
3. 环境保护：基因工程还可以用于环境保护。
通过改良某些细菌或植物的基因，可以使其具有降解有害化学物质的能力，从而清理油污和其他污染物。
基因工程在生物修复、环境治理中的潜力巨大，为解决环境问题提供了新的思路和方法。
三、伦理道德问题：虽然基因工程有着广阔的应用前景，但也涉及一些伦理和道德问题需要慎重考虑。
1. 遗传多样性：转基因作物的广泛种植可能导致农作物遗传多样性的丧失，降低农作物的抵抗能力。
我们应该保留自然界的遗传资源，同时加强监管和管理，确保基因工程的可持续发展。
基因工程的主要内容
基因工程的主要内容一、基因工程的概述基因工程是一种通过改变生物体遗传物质的结构和组成，以实现对其性状和功能进行调控的技术。
它涉及到生物学、化学、计算机科学等多个领域，是当今生命科学领域中最为重要的技术之一。
二、基因工程的主要内容1. 基因克隆基因克隆是指将特定基因从一个生物体中分离出来，并将其插入到另一个生物体中。
这样可以使得目标生物体具有某种特定性状或功能。
常用的基因克隆技术包括PCR扩增、限制酶切割、电泳分离等。
2. 基因编辑基因编辑是指通过CRISPR/Cas9等技术直接对目标基因进行修改，以实现对其性状和功能进行调控。
这种方法可以精确地修改目标DNA序列，从而达到精准治疗的效果。
3. 基因表达调控基因表达调控是指通过改变目标基因的转录和翻译过程，以实现对其表达水平和时间的调节。
常用的方法包括转录因子介导的启动子激活、RNA干扰、CRISPRi等。
4. 基因药物开发基因药物是指通过对特定基因进行调控，以实现治疗某些疾病的药物。
常见的基因药物包括基因表达调控剂、基因编辑剂等。
这些药物可以精准地靶向特定的疾病基因，从而达到更好的治疗效果。
5. 基因检测基因检测是指通过对个体DNA序列进行分析，以了解其患某种遗传性疾病的风险。
常用的基因检测方法包括PCR扩增、DNA测序等。
三、应用前景随着生命科学技术的不断发展和进步，基因工程技术在医学、农业、环境保护等领域中得到了广泛应用。
在医学领域中，基因工程技术可以用于治疗癌症、遗传性疾病等；在农业领域中，可以用于改良作物品种、提高产量和抗逆性能；在环境保护领域中，则可以用于生态修复和污染治理等方面。
四、风险和挑战尽管基因工程技术具有广泛的应用前景，但也存在着一些风险和挑战。
首先，基因工程技术可能会引起生态系统的破坏和生物多样性的丧失；其次，基因工程技术可能会导致人类健康和安全方面的问题；最后，基因工程技术还涉及到伦理和道德问题，需要加强监管和规范。
五、结论总之，基因工程技术是一种非常重要的生命科学技术，具有广泛的应用前景。
什么是基因工程
什么是基因工程
基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质（DNA）来实现对其性状的改变的技术和方法。
这包括插入、删除或修改基因，以产生具有特定性状或功能的生物体。
基因工程可以应用于微生物、植物、动物和人类等各个领域。
主要的基因工程技术和方法包括：
1. 基因克隆：将感兴趣的基因从一个生物体中复制并插入到另一个生物体中。
这包括DNA的复制、切割和连接等操作，常用于制造重组蛋白、疫苗等。
2. 重组DNA技术：制造重组DNA，即将来自不同来源的DNA 片段组合在一起。
这包括PCR（聚合酶链式反应）、限制酶切割、DNA 连接酶等技术。
3. 基因编辑：利用特定的酶（如CRISPR-Cas9系统）精确地修改生物体的基因。
这使得科学家能够精准地添加、删除或替换基因序列，以改变目标生物体的性状。
4. 转基因：将外源基因导入到一个生物体中，使其表达这个基因。
转基因技术在植物、动物等领域广泛应用，以改善农作物产量、提高抗病性、研究基础科学等。
5. 合成生物学：利用化学合成的方法设计和构建新的生物体，以实现特定的功能。
这包括人工合成基因、合成生物通路等。
应用基因工程的领域包括医学、农业、环境保护、工业等，其应用范围涉及疾病治疗、农作物改良、生物能源生产等方面。
然而，基因工程也引发了一些伦理、安全和法规方面的讨论和关注。
基因工程
作用： 将外源基因送入受体细胞。 利用载体在受体细胞内，对外源基因 进行大量复制。
条件： 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基 因等。 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
质
DNA诊断
DNA点杂交 寡聚核苷酸探针杂交分析法
PCR/单链构象多态性分析（SSCP）
(single strand conformation polymorphism, SSCP) 限制性内切酶谱分析法 DNA限制性长度多态性 (restriction fragment length polymorphism, RLFP) 分析
2.基因诊断
基因诊断：采用分子生物学的技术方法来分 析受检者的某一特定基因的结构(DNA水平) 或功能(RNA水平)是否异常，以此来对相应 的疾病进行诊断。是病因的诊断。
基因诊断的原理
DNA诊断----检测相关基因的结构及其 表达功能是否正常。 RNA诊断----对表达产物mRNA的质 和量进行分析。
基因工程为人类开辟新的食物来源。 1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得 成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌 或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。 2）用基因工程的方法从微生物中获得人们所需 要的糖类、脂肪和维生素等产品。
（三）基因工程与环境保护
基因工程在环保方面有什么应用？
1）用于环境监测。 2）用于被污染环境的净化。
基因治疗就是把基因直接导入人体或先导入人的 细胞然后再输入人体，让这种基因达到治疗目的。 首先是治疗基因的选择。
基因工程的名词解释
基因工程的名词解释
基因工程是一种利用生物技术手段改变生物体内遗传信息的技术,包括利用DNA分子作为工具来切割、重组、连接和修饰DNA分子,从而改变生物的性状和功能。
在基因工程中,通常会使用一些特定的工具和技术来操作DNA分子。
这些工具和技术包括:基因编辑技术,如CRISPR/Cas9、Taq酶、文库筛选等;DNA片段的制备,如扩增、剪切、合成等;DNA连接技术,如基因连接酶、基因转化技术等;以及基因转化材料,如植物、细菌、酵母等。
基因工程的应用范围非常广泛,包括生物医学研究、农业改良、食品加工、药物开发等。
在生物医学研究中,基因工程可以用于治疗疾病、开发新药物和改变生物体的性状。
在农业改良中,基因工程可以用于提高作物产量、改善作物品质、降低生产成本等。
在食品加工中,基因工程可以用于改变食品的口感、味道和营养价值等。
除了传统的生物学方法外,基因工程还采用了一些现代技术手段,如基因芯片、基因组学、蛋白质结构预测等。
这些技术的发展使得基因工程的研究和应用更加高效和精准。
基因工程也有一些伦理和法律问题需要解决,如基因隐私、基因歧视、遗传信息保护等。
因此,在基因工程的研究和应用中,需要遵循伦理和法律规定,确保其安全性和合法性。
基因工程的概念
基因工程的概念基因工程是一种利用基因技术改变生物体遗传特征的技术手段。
基因工程包括对基因的分离、克隆、修饰和转移等步骤，通过改变生物体的基因组来获得特定的性状或功能。
基因工程可以在不同的生物体中引入外来基因，实现基因的重组、修改和转移，从而改变其遗传特征并赋予其新的性状。
基因工程的应用范围非常广泛，包括农业、医学、生物工业等领域。
在农业领域，基因工程可以用于改良作物，提高作物的产量和抗性，使其更适应恶劣的环境条件。
通过异种基因转移，可以使作物具有抗虫、抗病、抗逆境等性状，提高作物的品质和经济效益。
在医学领域，基因工程可以用于治疗遗传性疾病。
通过基因修饰和转移，可以校正异常基因或增加缺失的基因，从而纠正遗传疾病的发生机制。
例如，通过基因工程技术可以生产蛋白质药物、基因疫苗和基因诊断试剂，用于预防和治疗多种疾病。
此外，基因工程还可以用于生物工业，如生产酶、药物和生物农药等。
通过基因工程技术可以改变微生物的代谢途径和菌株特性，使其具有高效、高产的产物合成能力。
这对于提高生物工业产品的产量和质量具有重要意义。
基因工程的发展离不开基因技术的进步。
现代基因工程技术主要包括DNA重组技术、基因克隆技术、基因表达技术和基因转导技术等。
这些技术的不断改进和创新，使得基因工程在各个领域的应用更加广泛和深入。
然而，基因工程也面临着一些争议和挑战。
一方面，基因工程技术可能带来一些潜在的风险，如基因突变、基因污染等。
另一方面，基因工程技术的应用也引发了伦理和道德方面的争议，如人类基因编辑是否合乎伦理规范等。
综上所述，基因工程作为一种利用基因技术来改变生物体遗传特征的技术手段，在农业、医学、生物工业等领域都具有重要的应用价值。
随着基因技术的不断发展和完善，基因工程有望为人类社会带来更多的福祉，但也需要在应用中严格控制和规范，以确保其安全和可持续发展。
对基因工程的认识
对基因工程的认识什么是基因工程基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质，以达到人类特定需求的技术。
通过对DNA的操作和改变，基因工程可以创造新的基因组合，改变生物体的遗传特性。
基因工程的应用领域基因工程在许多领域都有重要的应用，如农业、生物医学和工业等。
下面是一些基因工程在不同领域的应用案例：1. 农业•强化作物抗虫能力：通过基因工程，可以向作物中引入抗虫基因，使其获得自身抗虫的能力，降低农药使用量。
•提高作物的耐旱性：基因工程可以帮助作物表达耐旱基因，提高其对水分胁迫的适应能力。
•增加作物的营养价值：通过基因工程，可以使作物表达更多的营养物质，如维生素、矿物质等。
2. 生物医学•生物药物的生产：基因工程技术可以用于生产重要的生物药物，如胰岛素、人血清白蛋白等。
•基因治疗：通过基因工程，可以将健康基因导入患者的细胞中，修复或替代有缺陷的基因，治疗遗传疾病。
•个性化医疗：基因工程可以为患者提供个性化的医疗服务，根据患者的基因信息进行针对性的治疗。
3. 工业•生物质能源生产：基因工程可以改造微生物，使其能够高效利用植物纤维素，生产生物质能源，如生物乙醇、生物柴油等。
•工业酶的生产：通过基因工程，可以大量生产各种工业酶，如纤维素酶、蛋白酶等，用于各种工业生产过程。
基因工程的优点基因工程在许多方面都有着重要的优点，下面是一些常见的优点：1. 进步医疗水平基因工程可以开发出新的治疗方法和药物，帮助治疗许多难以治愈的疾病，为人类的健康提供更好的保障。
2. 提高农业生产效率基因工程可以增强农作物的抗病虫能力、提高产量和质量，帮助解决人口快速增长导致的粮食短缺问题。
3. 降低工业生产成本基因工程可以通过改良微生物，提高酶的生产效率，降低工业生产成本，推动工业发展。
4. 保护环境基因工程可以减少对环境的污染，如利用微生物降解有机废料，减少人类活动对生态环境的破坏。
基因工程的挑战及风险尽管基因工程带来了许多好处，但也存在一些挑战和风险，需要引起足够的重视和保障：1. 遗传多样性的缺失大规模应用基因工程可能导致遗传多样性的缺失，使得物种适应性降低，增加生态系统的脆弱性。
关于基因工程的名词解释
关于基因工程的名词解释引言：基因工程，作为现代生命科学的一个重要分支，旨在通过改变生物体的遗传信息，实现对生物特性的调控和改良。
下面将解释一些与基因工程相关的常见名词，以便更好地理解这个领域的重要概念。
一、基因工程基因工程，又称遗传工程，是一种通过人工方法对生物体的基因进行操作和改造的技术。
它包括对DNA序列的修改、插入和删除，以达到改变生物的表型特征或增强其产物能力的目的。
二、DNADNA（脱氧核糖核酸）是生物体内存储遗传信息的主要分子，它由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳟嘧啶）组成，通过特定的序列排列形成基因。
基因工程的核心工作就是对DNA进行修饰和操作。
三、基因基因是DNA中编码一个特定蛋白质或遗传特征的单位。
每个生物体都由大量基因组成，这些基因决定了生物体的特性和遗传信息的传递方式。
基因工程中的目标之一就是对特定基因进行改造，以期望在生物体中产生特定的效果。
四、基因组基因组是一个生物体中包含的所有基因的集合。
它可以分为染色体基因组和质粒基因组。
染色体基因组是生物体核内DNA组成的基因集合，而质粒基因组则存在于质粒中，通常被用于外源基因的插入和传递。
五、重组DNA技术重组DNA技术是基因工程中一项重要的技术手段，它通过将源自不同生物体的DNA片段在体外进行精确拼接，创造出新的重组DNA。
这种技术可以用于插入外源基因、制备重组蛋白质等。
六、基因表达调控基因表达调控是指细胞对特定基因的调控机制，包括转录因子的结合、启动子区域的调控和DNA甲基化等。
通过基因表达调控，科学家可以改变基因的表达水平，进而改变生物的性状和功能。
七、转基因转基因是指将外源基因导入目标生物体中的过程。
通过转基因技术，科学家可以将具有特定功能的基因导入到其他生物体中，从而改变目标生物体的遗传特性。
八、克隆技术克隆技术是基因工程中的一项重要技术，它可以复制生物体的DNA或细胞。
克隆技术主要包括体细胞核移植和DNA克隆。
基因工程概念
基因工程概念一、前言基因工程是近年来科学技术发展的重要成果之一，它在生物学、医学、农业等领域都有着广泛的应用。
本文将从基因工程的定义、历史、技术原理、应用领域等方面进行详细介绍。
二、基因工程的定义基因工程是指利用现代生物技术手段对生物体中的基因进行人为改造和调控，以达到预期目的的一种技术。
它可以通过改变DNA序列，实现对生物体内部结构和功能的调整和修复。
三、基因工程的历史20世纪70年代初期，科学家们开始尝试通过重组DNA技术来改变生物体内部结构和功能。
1972年，保罗·伯格首次成功地将两个不同来源的DNA片段合并成一个新的DNA分子。
这标志着人类进入了基因工程时代。
此后，随着科技水平不断提高，基因工程技术也得到了快速发展。
四、基因工程的技术原理1. DNA分离：从生物体中提取出需要进行改造或调控的DNA片段。
2. DNA剪切：利用限制性内切酶将需要操作的DNA片段剪切成特定的长度和形状。
3. DNA连接：将不同来源的DNA片段通过连接酶进行拼接，并形成新的DNA分子。
4. DNA转染：将新合成的DNA分子送入目标细胞中，使其被细胞吸收并嵌入到细胞核内。
5. DNA复制：通过PCR等技术手段对嵌入到目标细胞中的DNA分子进行复制，以实现基因工程目的。
五、基因工程的应用领域1. 医学领域：基因工程技术可以用于治疗遗传性疾病、癌症等疾病。
例如，利用CRISPR-Cas9技术可以精准地修复人类基因组中存在的错误或缺陷。
2. 农业领域：基因工程技术可以用于改良作物品种、提高农作物产量和抗逆性能。
例如，利用转基因技术可以增强植物对虫害和草害的抵抗力。
3. 工业领域：基因工程技术可以用于生产高效能、低成本、环保型生物制品。
例如，利用酵母菌等微生物进行大规模发酵生产乙醇、乳酸、维生素等化学品和生物制品。
4. 环保领域：基因工程技术可以用于修复环境污染和生态破坏。
例如，利用基因工程技术可以改变植物对重金属的吸收能力，从而达到净化土壤的目的。
基因工程知识点全
第一章基因工程概述1.什么是基因工程，基因工程的基本流程基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。
从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。
因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大要素。
1.分离目的基因2.限制酶切目的基因与载体3.目的基因和载体DNA在体外连接4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养5.选择、筛选含目的基因的克隆6.培养、观察目的基因的表达第二章基因工程的载体和工具酶1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件具有对受体细胞的可转移性或亲和性。
具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。
具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点。
具有合适的筛选标记。
分子量小，拷贝数多。
具有安全性。
2. 质粒载体有什么特征，有哪些主要类型1、自主复制性2、可扩增性3、可转移性4、不相容性主要类型有1.克隆质粒2.测序质粒3.整合质粒4.穿梭质粒5.探针质粒6.表达质粒3. 质粒的构建（1）删除不必要的 DNA 区域，尽量缩小质粒的分子量，以提高外源 DNA 片段的装载量。
一般来说，大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞，而且极不稳定。
（2）灭活某些质粒的编码基因，如促进质粒在细菌种间转移的 mob 基因，杜绝重组质粒扩散污染环境，保证 DNA 重组实验的安全，同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因，提高质粒的拷贝数（3）加入易于识别的选择标记基因，最好是双重或多重标记，便于检测含有重组质粒的受体细胞。
（4）在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的 DNA序列，即多克隆接头（Polylinker），便于多种外源基因的重组，同时删除重复的酶切位点，使其单一化，以便环状质粒分子经酶处理后，只在一处断裂，保证外源基因的准确插入。
（5）根据外源基因克隆的不同要求，分别加装特殊的基因表达调控元件。
基因工程精选全文完整版
– 可直接表达不含任何原核序列的外源 蛋白（原核表达载体）
– 以融合蛋白的形式进行表达（原核基 因融合表达载体）
表达载体
真核表达载体含有：
– 原核基因序列 – 真核转录单位
真核表达载体：有两类
– 不带病毒复制子 – 带病毒复制子
质粒（plasmid）
存在于细菌等细胞质中 双链环状DNA分子 大约 1-200 Kb 具有自主复制和转录能力 不能独立存活 在子细胞中保持恒定的拷贝数 并表达其遗传信息
质粒（plasmid）
在细胞内的复制分两种类型
严密控制型
松弛控制型
(stringent control) (relaxed control)
基因工程操作流程
基因重组示意图
基因工程上游技术基本过程
选择载体 获得目的基因 目的基因与载体的重组 重组载体的转化 重组子的筛选与鉴定
载体（vector）
质粒（plasmid） 噬菌体（phage） 病毒（virus）
载体的条件
分子小（ 10 Kb） 有限制酶酶切位点 可自主复制 有足够的copy数 带筛选的标志
法将允许克隆人体器官
法国总理若斯潘（2000年9月28日） 表示：
– 法国政府将允许对人体器官克隆技术 进行用于医疗目的的研究
基因工程技术
上游技术（upstream）
– 重组子的构建 – 工程菌的构建及高效表达
下游技术（downstream）
– 工程菌大规模发酵最佳参数的确定 – 新型生物反应器的研制 – 高效分离介质及装置的开发 – 分离纯化的优化控制 – 生物反应器等一系列仪器、仪表的设计制造 – 超滤、反渗透技术的应用
基因工程的概述
基因工程的概述定义：狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因；广义的基因工程则指按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。
如用重组DNA技术，将外源基因转入大肠杆菌中表达，使大肠杆菌能够生产人所需要的产品；将外源基因转入动物，构建具有新遗传特性的转基因动物；用基因敲除手段，获得有遗传缺陷的动物等。
基因工程又被称为基因拼接技术或者DNA重组技术，可分为微生物基因工程、动物基因工程和植物基因工程三种生物转基因技术。
其主要特点是通过人工转移的方式，将一种生物的基因转移到另外一个受体细胞中，并使该转移基因在受体细胞中表达，从而获得全新的具有生物活性的产物。
基因工程技术为遗传物质研究和医药研究提供了重要的技术支撑。
动物基因工程技术利用先进的生物技术手段对动物基因进行编辑和改造，以达到揭示基因功能和利用基因治疗疾病等目的。
常见的动物基因工程技术包括基因敲除、基因敲入、基因编辑和转基因技术等。
通过使用基因编辑工具精确地切割和删除目标基因的特定区域，使该基因在动物个体中的表达缺失，可以揭示该基因在特定生理过程中的功能和调控机制。
基因治疗能够通过修复或替换患有遗传性疾病的动物个体的缺陷基因来达到治疗和预防遗传疾病的目的。
如利用基因编辑技术可以修复猫头鹰视网膜变性等遗传性视网膜疾病，从而改善视力。
微生物具有结构简单、迅速繁殖的特性，在其繁殖发展中应用生物基因工程技术能取得显著的效果。
将外源基因转入微生物中表达，使微生物能够生产人所需要的产品，如抗体和药用蛋白质等。
利用基因工程技术开发的重组亚单位疫苗、重组活载体疫苗及基因疫苗，有利于打破传统疫苗的局限性。
植物细胞具有全能性，在特定环境下，植物组织或者细胞能够生长出完整的植株。
所以，可以将药物基因组合到植物细胞内，通过分别培养，得到具有药物基因的植株。
植物独特的稳定遗传特性为医药领域的发展提供了充足而良好的条件。
目前，借助植物基因工程制造的药物有纯化的血清蛋白、干扰素与脑啡肽等。
基因工程知识点超全
基因工程一、基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的额，因此又叫做DNA重组技术。
二、基因工程的基本工具1、限制性核酸内切酶“分子手术刀”2、DNA连接酶-----"分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”1．“分子手术刀”计计限制性核酸内切酶（限制酶）（1）存在：主要存在于原核生物中。
（2）特性：特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
（3）切割部位：磷酸二酯键（4）作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且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。
（5）识别序列的特点：瓠腿沛外林蔚黔睫混日龄睫GC G C用处题挪班岫如」「肿第 CCCG 切割后末端的种类醐帆DNA 分子经限珊片段末端通常有两 种形式产产在它识别序列的条链分别切开时，和平末端。
当限制酶中轴线两侧将DNA的两产生的是黏性末端，当限制酶在它识别序列的 中轴线处切开时，产生的则是平末端。
£coRIGAA ｛在G与ACTT 之间切割）TTC AAG中轴线CCC ：GGG CTTAA黏性末端CCC AATTCGGG Sma I（在G 与C 之间切割）GGG|CCCGGGGCC3.分子运输车载体 ⑴载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA 片③具有标记基因，供重组DNA 的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是质粒，它是能力的双链环状DNA 分子。
⑶其他载体：九噬菌体的衍生物、动植物病毒。
(4)载体的作用：①作为运载工具，将目的基因送入受体细胞。
②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
【解题技巧】(1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。
什么是基因工程
什么是基因工程基因工程（Genetic Engineering），也称为基因改造、基因操作或遗传改良，是指人工干预生物体的遗传物质，以改变其基因组和基因表达方式的技术。
通过基因工程，科学家可以对生物体的基因进行删减、组合和重新排列，以实现特定的目标，包括改良农作物、生产药物、治疗疾病等。
基因工程的基本原理是利用DNA分子的特性进行操作。
DNA是生物体内携带遗传信息的分子，由一系列碱基序列组成。
基因工程的过程主要涉及到以下几个步骤：1. 基因分离：科学家首先需要从生物体中选择目标基因，对其进行分离和纯化。
一般通过PCR技术、限制酶切剪和电泳等方法，将目标基因从整个基因组中提取出来。
2. 基因复制：接下来，将分离得到的目标基因进行复制，使其得到足够数量的拷贝。
这一步骤可以通过PCR技术或者克隆等方法进行。
3. 基因修饰：为了使目标基因在新的宿主生物体中能够正常表达，科学家可能需要对其进行一些修饰。
这包括在基因中插入特定的启动子和终止子，以及进行DNA序列的修饰和优化。
4. 基因导入：经过修饰后的目标基因需要被导入到宿主生物体中。
这可以通过多种方法实现，例如基因枪、化学转化、电穿孔和冷冻法等。
5. 基因表达：一旦目标基因成功导入宿主生物体，科学家会利用生物体的代谢和复制系统，使其在宿主中得以表达。
不同的宿主生物体有不同的表达方式，例如细菌可通过表达蛋白来生产药物，植物可以通过表达特定基因来改良农作物。
基因工程技术的应用非常广泛。
在农业领域，基因工程可以用于改良作物的抗病性、耐旱性和营养价值，提高农作物产量和品质。
在医学领域，基因工程技术已经应用于制造重组蛋白药物，例如重组人胰岛素和重组人生长激素。
此外，基因工程还被用于研究基因功能、揭示疾病的发生机制，以及开发新的治疗方法。
尽管基因工程技术在农业、医学和科学研究中具有广阔的前景，但其也存在一些伦理和安全问题。
例如，基因工程可能导致基因污染和生物多样性的减少；基因改良农作物可能引发环境问题；基因编辑技术可能涉及到人类胚胎的修改，引发伦理问题。
生物技术之基因工程
生物技术之基因工程基因工程是一种利用基因技术改变、操纵生命体系的技术，通过客观事实和科学方法，把从不同生物体中分离和合成的基因序列组合成符合人类需要的代谢途径和生命功能，造福人类。
本文将对基因工程的意义、实现、影响等方面进行介绍。
一、基因工程的意义基因工程的目的是为了利用基因技术改变、操纵生命体系，以实现人类追求健康、节约、生产和保护地球环境的目标。
基因工程的重要意义主要表现在以下三个方面：1、医学领域的应用基因工程在医学领域有着巨大的应用前景，不仅可以创造出治疗疾病和改善人类健康的新药物，还可以创造出实现人体组织和器官的再生和再造的新方法。
通过基因工程，可以创造出具有良好生物学效能的生物药，可大大提高药物的疗效，降低药品的不良反应，改善人类健康水平。
2、农业领域的应用基因工程对农业生产的推动也是巨大的，可以创造出具有适应各种恶劣环境，具有更强的抗病性和耐旱能力的新品种；通过基因工程，可以创造出增强动物生长、提高果树的抗逆性和品质、改善农作物的产量和质量的新品种，以满足人类对食品需要的日益增长的需求。
3、环保领域的应用基因工程也可以在环保方面起到很大的作用，可以创造出绿色环保的新材料，如可以转化降解塑料的生物材料、可以转化对污染物有生物修复作用的生物材料等。
这些新材料能够保护环境和人类健康，从而加强生态文明建设和可持续发展。
二、基因工程的实现基因工程的实现方法主要有以下几种：1、基因克隆技术基因克隆技术是指将一个基因从一个生物体中割取出来，并在另一个生物体中表达出来，使得一个新的生物体拥有新的性状或能力，实现基因的遗传。
2、各种基因检测技术包括PCR反应、电泳、DNA杂交和靶向细胞转染等。
3、转基因技术通过向植物或动物细胞中导入外源基因，使得这个生物体可以具备新的特征，能够让人类乃至整个世界受益，已经成为目前基因工程发展的重头戏。
三、重要的基因工程实践1、转基因食品和作物转基因食品和作物在农业生产上起到重要作用。
什么是基因工程
1.什么是基因工程的定义和概念？基因工程是一门利用分子生物学和遗传学技术对生物体的基因进行操作和改变的科学领域。
它涉及将外源基因导入到目标生物体中，或者对目标生物体的内源基因进行修改，以实现特定的目标。
基因工程的目的是通过改变生物体的基因组来增强其特定性状，或者为人类社会的需要创造新的生物体。
这种改变可以包括插入、删除或修改基因序列，以改变生物体的特征、功能或表达。
基因工程的概念基于对基因的理解和技术的发展。
基因是生物体遗传信息的基本单位，它决定了生物体的遗传特征和功能。
通过基因工程，科学家可以精确操作基因，使得生物体具有特定的性状或功能。
基因工程在农业、医学、工业等领域具有广泛的应用。
在农业上，基因工程可以改良作物，使其具有抗病虫害、耐逆性和提高产量等性状。
在医学上，基因工程可以用于治疗遗传性疾病，生产重组蛋白药物以及开发基因诊断和基因治疗等领域。
在工业上，基因工程可以用于生产生物燃料、酶和其他生物化学品。
然而，基因工程也引发了一些伦理和安全问题，例如对环境和健康的潜在影响，以及基因编辑的道德和法律考量。
因此，基因工程的发展需要平衡科学发展、社会需求和伦理原则之间的关系。
总之，基因工程是一门重要的科学领域，它通过改变生物体的基因组来实现特定目标，具有广泛的应用前景和深远的影响。
2.基因工程的历史和发展背景是什么？基因工程是现代生物技术领域中的重要分支，它的发展可以追溯到20世纪中叶。
以下是基因工程的历史和发展背景的概述：发现DNA结构和基因的本质：在20世纪的早期，科学家们开始对生物遗传的本质进行研究。
1953年，詹姆斯∙沃森和弗朗西西斯∙克里克发现了DNA的双螺旋结构，揭示了基因的分子组成和遗传信息的传递方式。
这一发现奠定了基因工程的理论基础。
重组DNA技术的出现：1972年，保罗∙伯戈和斯坦利∙科恩等科学家首次成功地使用限制性内切酶切割DNA，并将来自不同来源的DNA片段重新组合，形成了重组DNA技术的基础。
基因工程的基本概念
基因工程的基本概念一、基因工程的定义基因工程，又称为遗传工程，是一门通过人工操作来改变生物遗传物质的科学。
它利用现代分子生物学技术，通过对DNA的精确剪切、拼接和重组，实现对生物遗传特性的改造和优化。
基因工程在生物医学、农业、工业和环保等领域有着广泛的应用。
二、基因工程的历史背景基因工程的起源可以追溯到20世纪70年代初期，当时科学家们开始探索DNA的分子结构和功能。
随着限制性内切核酸酶的发现和DNA体外重组技术的建立，基因工程开始得以实现。
1973年，美国斯坦福大学的伯格（Paul Berg）等人成功实现了第一次DNA体外重组实验，标志着基因工程的诞生。
三、基因工程的基本操作流程1.目的基因的获取：基因工程的第一步是获取所需的目的基因。
目的基因可以通过多种方法获得，如从生物体内直接分离、利用聚合酶链式反应（PCR）扩增或者通过化学合成等方法。
2.载体的构建：获取目的基因后，需要构建一个载体，以便将目的基因导入受体细胞。
载体通常是一种质粒或病毒，经过改造后能够携带外源基因并稳定表达。
3.基因的转移：将目的基因导入受体细胞是基因工程的另一个关键步骤。
常用的转移方法包括转化、转导、显微注射和基因枪等。
4.重组与筛选：在目的基因成功导入受体细胞后，需要通过重组技术将外源基因整合到受体细胞的染色体上。
随后，通过特定的筛选方法，如抗性筛选、Southern印迹杂交等，从众多的受体细胞中选育出含有目的基因的克隆。
5.表达与鉴定：最后，通过分子生物学技术和生物化学分析方法，检测目的基因的表达水平，并对重组蛋白进行鉴定和表征。
这一步对于验证基因工程的成功实施以及评估目的基因的功能至关重要。
四、基因工程的应用领域1.生物医学：在生物医学领域，基因工程被广泛应用于疾病诊断、治疗和预防。
例如，利用基因工程技术生产重组蛋白药物、抗体药物和细胞治疗等；同时，基因工程也为遗传病和传染病的研究和治疗提供了有力工具。
2.农业领域：基因工程在农业上的应用主要涉及作物改良、病虫害防治和产量提高等方面。
一、基因工程定义基因工程(gene engineering)或遗传工程...
Bioengineering of plants.
三、基因工程的应用
在生产多肽类药物、疫苗中的应用 改造传统工业发酵菌种 动、植物特性的基因工程改良 基因工程在环境保护中的应用
请提宝贵意见 谢 谢
第四节 基因工程
一、基因工程定义
基因工程（gene engineering）或遗传工程（genetic engineering ）指人们利用分子生物学的理论和技术，自 觉设计、操纵、改造和重建细胞的遗传核心——基因组，
从而使生物体的遗传性状发生定向变异，以最大限度满
足人类活动的需要。
二、基因工程的基本操作
目的基因 的取得
优良载体 的选择
目的基因于载体 DNA的体外重组 重组受体细胞的 筛选和鉴定
重组基因导 入受体细胞
“工程菌”或“工程细 胞”的大规模培养
基因工程三大系统
载体系统 供体系统 受体系统 Nhomakorabea基因工程四大步骤
切 连 转 选
Steps in recombinant DNA, gene cloning, and product retrieval.
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（4）利用重组DNA技术可以在体
外大量扩增、纯化人们感兴趣的基
因，研究其结构、功能及调控机制，
从而拓宽了分子生物学的研究领域。
（5）医学上应用更为广泛，涉及各领域
正常人类生命活动的分子机制； 人类各种疾病发生的分子机理； 人类各种疾病如遗传性疾病、肿瘤、 肥胖、心血管疾病、传染病等病因 的 查明、诊断、治疗和预防。 药物的研发和生产； 疾病模型的建立； 人类的营养、健康、长寿和保健（亚健 康）
基因重组：不同的DNA分子间发生共
价连接形成重组DNA 分子。
SV40DNA
DNA片段
（用DNA末端转移酶，而非限 制性内切酶）
T4DNA连接酶
重组DNA
2、1973 年Cohen 成功地进行 另一个体外DNA重组实验 分别把编码卡那霉素和四环素抗性基 因的两种质粒酶切、连接，再将这种重组 的DNA分子转化大肠杆菌，某些转化菌落 具有既抗卡那霉素又抗四环素的双重抗体 特性。 他的工作是世界上第一次成功的基因 克隆实验，并有基因表达及新的表型。
4、大肠杆菌DNA转化体系建立
1970年发现氯化钙处理过的细胞易 于吸收接纳外源DNA； 1972年Cohen C报道，质粒DNA也能 被大肠杆菌吸收。 而后发现经过改造的质粒、噬菌体 和病毒都可以携带目的DNA片段和基因， 经过转化大肠杆菌，建立该基因的无 性繁殖系。
5． DNA分析、鉴定技术
3．生物遗传的“中心法则”解决了
遗传信息的流向和遗传性状的相互关 系，揭示了生命遗传信息传递基本规 律。
DNA RNA
protein
自我复制，遗传信息由父代传给子代； 通过转录，遗传信息传给RNA； 通过翻译，信息传给蛋白质和酶； 基因型决定生物的表型。
4．“操纵子”学说揭示了基因表 达和调控的概念。 基因组结构 基因分布 基因表达 基因调控的 酶诱导的本质
解决了信息语言的对应关系。
6、生物进化，基因突变、 获得的性状可以一传到 后代。
分子遗传学理论上的六大进展解决了
生命现象的遗传物质基础（均是核酸） 结构模型（同类构件、双螺旋） 复制方式（相似的机制） 遗传信息流动方向（共同的中心法则） 遗传密码（共用一套相同的密码） 表达和调控的机理（类同的方法） 基因突变机理、意义（变异与进化） 为基因工程技术的诞生典定了理论基础。
2．DNA片段载体系统的构建
目的基因、 DNA片段不能复制，也易破 坏。必须连到具有复制能力的DNA分子上。 载体（vector) 是能携带外源DNA、能自 我复制的小DNA分子。 最早发现的是：质粒、噬菌体和病毒。
3、大肠杆菌受体细胞系统建立
体外获得的含目的基因或DNA片段 的重组体，虽具有自我复制的本能，但 没有原料、酶系统和生命活力。必须将 其安全转移到宿主细胞才能进行增殖， 赋予其“生命”。
（3）重组DNA技术使人能对生物 进行定向改造。
重组DNA技术革命标志着人类控制和改造生 物的历史已进入一个新纪元。以重组DNA技术 培育出抗真菌蔬菜为例，几丁质是真菌细胞的 组分之一，几丁质酶能水解几丁质，美国科学 家将几丁质酶基因导入西红柿、土豆、莴苣和 甜菜中，正准备大田试验，这一技术将对蔬菜 抗真菌感染具有重要意义。
理论上的可行性。
二、分子遗传学新方法是基因工程的 技术基础（六大技术）
首当其冲的是要解决： ① 如何自如地得到目的基因； ② 如何在体外改造基因，得到重 组体； ③ 在体外转移重组基因； 直到20世纪70年代中期，相继出现了 几项关键性技术，梦想成真。
1．工具酶的发现：
DNA分子的切割和连接技术。
材料、实验条件、时空条件、 经济条件和政策。
基础方面的基本条件（可能性+可行性+ 可操作性）具备，尚需人的科学创新思维+ 艰苦的实践。才能得到创新的发明、发现 和成果。
1970年， MIT 的科学家率先提出在 体外能把不同来源的遗传物质进行重组的 设想，但遭到反对，不予支持。没能进行 试验。 1972年， Boyer在发现限制性核酸 内切酶EcoR I 的基础上，开始了实验。
5．破译了全部生物遗传密码， 确定了它在生物界的通用 性，人类更加具体地了解 遗传信息表达规律。
* 人工合成mRNA时破译出第一个遗传密码
子；
三联密码的语义性： 三个核苷酸组成一个密码（codon）决定一 个氨基酸。64个密码子，起始密码子、终止 密码子 三联密码的通用性 ； 三联密码的兼并性； 三联密码的偏嗜性（偏爱性） 三联密码的遗传和变异（突变）性，能导致 多肽链上氨基酸改变，功能改变。
Welcome to Genetic Engineering
第二章 基因工程
（Gene engineering）
概 论
学习内容
概论 运输工具：质粒和噬菌体 DNA纯化技术 DNA操作技术 细菌转化技术 表达载体 克隆基因的表达
要
求
1、掌握基因工程的概念
2、掌握基因工程的基本过程 3、熟悉工具酶和载体类型及应用 4、熟悉原核、真核细胞转染、表 达的基本方法和类型。 5、了解基因工程产生的基础和过程
基因工程的概念 基因工程的发展史 理论上的六大发现 技术上的六大进展 发展过程中的重大事件 基因工程的意义 基本步骤
一、基因工程的概念
人们按照预定设计，在体外对不同来源 DNA分子进行人工切割、连接、插入载体DNA
分子，使遗传物质重新组合、改造，经转移、
导入到原先没不含有重组体的受体细胞，使 之持续稳定繁殖、目的基因扩增、表达，获 得人类所需的产品的工程。
生物技术的核心内容 基因工程（Gene engineering） 黄金工程 (Gold engineering)
DNA重组（recombinant DNA technology） 基因操作（gene manipulation） 基因克隆（gene cloning） 分子克隆（molecular cloning） DNA克隆（DNA cloning） 基因修饰（gene modification）
Cohen等获得了抗四环素和新霉素的重组 菌落TcrNer，标志着基因工程的诞生。
Kanamycin
R6-5 Tetracycline pSC101 Kanr and Tetr EcoR I DNA Ligase
pSC101
pR6-5
抗四环素
EcoRI
DNA连接酶
抗卡那霉素 抗卡那霉 素基因
重组DNA分子
基因工程的目的
（1）获得目的基因，DNA因子、多肽药物疫苗 等，诊断和防治疾病。 （3）研究基因结构、功能等
有关术语解释：
克隆（ clone) ：无性繁殖系 克隆化（cloning）：构建无性繁殖系的操 作过程。 DNA嵌合体（DNA chimera） ：不同来源 DNA插入载体分子所形成的杂合分子（嵌合 DNA），又称重组体。 重组（ recombination）：构建DNA嵌合体 分子的过程
大肠杆菌
培养平皿
四环素\卡那霉素基因
四环素平板
卡那霉素基因
Boyer-Cohen 实验
后来又把非洲爪蟾核糖体基因片段同pSC101质粒重组，转化大肠 杆菌，并在菌体内成功转录出相应的mRNA。 这是第一次成功的基因克隆实验。
1974年，首次实现异源间基因重组。 把小鼠的生长激素基因在大肠杆菌中表达。 大争论、大讨论，有反对意见。 科学家的责任和坚持真理。
(科研思维与方法）。
6. 设计一个基因克隆的程序。
参考书
楚雍烈， 现代生物技术（西安交通大学讲义） Gene cloning, T.A. Brown.3rd edition. 基因工程原理，吴乃虎编著，科学出版社 基因工程概论，张惠展编著，华东理工大学出版 社。 分子克隆实验指南，J. Sambtook, EF Frish, T Maniatis, 金冬雁，黎孟枫等译，科学出版社。
*
* 1976年，世界上第一个基因公司在
美国成立，“Genetech”注册登记，意味着 基因工程的实际应用已跨入商业运作的门槛。 生物工程从此进入产业化，
* 1978年，人类的第一个基因被克隆。人 生长激素抑素基因被重组到大肠杆菌的质粒 DNA 。 * 1978-1979胰岛素基因在大肠杆菌中表达 * 1979年，开始研究病毒的基因克隆与表 达，并获成功。试图先绕开人类的基因操作。 * 1980年，人类又克隆了人的降钙素基因, 实验室表达。 *1985年 Horsch 发明了植物基因工程的 基本方法：叶圆盘法，并获得转基因植株
一、基因工程诞生的理论基础
20世纪中期分子遗传学理论的重大进展, 六大发现： 1．确定了生物遗传的物质基础是DNA 肺炎链球菌光滑型和粗糙型的转化试验 噬菌体DNA转化实验
● 1944年，美 国微生物学家 Avery证明基 因就是DNA分 子，提出 DNA 是遗传信息的 载体。
2．DNA分子双螺 旋结构模型和 半保留复制 DNA碱基配 对规律和X衍 射研究 DNA双螺旋 结构模型。
Smith发现了第一个Ⅱ型限制性核酸内切酶 (restrictien endonuclease，RE) HinfⅠ对DNA分 子有特异地切割作用。 （手术刀剪） Khorana又发现了T4DNA连接酶（Ligase），
能将DNA片段连接在一起。（缝纫机、浆糊） DNA、RNA聚合酶和反转录酶等合成酶。（复印机） 构成了一个研究DNA、 RNA分子的工具酶箱。
基因工程的大胆尝试
Berg等人使用此酶在体外对猴病毒 SV40的DNA和λ噬菌体的DNA分别酶消化， 再用T4DNA连接酶将两种片段连接起来， 得到SV40和λ DNA的重组杂种DNA分子， 率先完成了世界上第一次成功的DNA体外 不同物种之间的DNA重组实验（片段重 组）。