高中生物：基因工程
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。
- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。
- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。
- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。
- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。
2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。
- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。
- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。
- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。
3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。
- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。
- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。
- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。
4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。
- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。
- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。
5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。
- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。
生物基因工程知识点总结
生物基因工程知识点总结生物基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质来改变其性状的技术。
它涉及到许多关键的知识点，如下：1. 基因：基因是生物体内控制特定性状的遗传信息单位。
它是DNA分子中的一个特定序列，负责编码产生蛋白质。
2. DNA：脱氧核糖核酸（DNA）是生物体内存储遗传信息的分子。
它由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成的两条螺旋状链结构。
3. 基因表达：基因表达是指基因通过转录和翻译的过程将DNA的遗传信息转化为蛋白质的过程。
4. 转基因：转基因是指将外源基因导入到另一种生物体的基因组中，使其表达新的性状。
转基因技术是生物基因工程的核心。
5. 基因编辑：基因编辑是一种通过直接修改组织或细胞中的基因序列来改变生物体遗传信息的技术。
常用的基因编辑工具包括CRISPR/Cas9、TALENs和ZFNs。
6. 载体：载体是一种用于将外源基因导入到生物体中的工具。
常用的载体包括质粒、病毒和细胞。
7. 克隆：克隆是指通过人工手段复制一个生物个体的基因组。
克隆技术可以用于繁殖优良的动植物品种和疾病模型的制备。
8. 基因检测：基因检测是一种用于检测个体的遗传信息的技术。
它可以用于遗传病的筛查、个体的亲缘关系鉴定和种群遗传学的研究。
9. 合成生物学：合成生物学是一种基于工程原理设计和构建新的生物系统的学科。
它通过组合基因和其他生物部件来设计具有特定功能的新生物体。
10. 生物安全：生物安全是指在进行生物基因工程研究和应用时保护人类和环境的安全。
它包括对实验室条件的控制、对转基因生物体的监管和对风险评估的实施。
以上是生物基因工程的一些主要知识点，它们一起构成了生物基因工程这个学科的基础和核心。
高中生物基因工程知识点归纳
高中生物基因工程知识点归纳一、基因工程的概念和基本原理1. 基因工程是一种通过改变生物体遗传物质的方法，来创造新的生物体或改良现有生物体的技术。
2. 基因工程的基本原理是通过对DNA的操作，实现对生物体的遗传信息的改变。
3. 基因工程的主要操作包括DNA分离、DNA剪切、DNA连接和DNA转化等。
二、基因工程的应用领域1. 农业领域：基因工程可以用于改良作物，使其具有抗虫、耐病、耐旱等特性，提高农作物的产量和品质。
2. 医学领域：基因工程可以用于研究和治疗遗传性疾病，如基因诊断、基因治疗等。
3. 工业领域：基因工程可以用于生产重要的生物制品，如重组蛋白、生物燃料等。
三、基因工程常用的技术和方法1. DNA重组技术：通过将不同来源的DNA片段进行剪切和连接，构建出新的DNA分子。
2. 转基因技术：将外源基因导入到目标生物体中，使其具有新的特性。
3. 基因克隆技术：通过将目标基因插入到质粒中，然后将质粒导入到宿主细胞中，实现目标基因的复制和表达。
4. PCR技术：通过体外扩增目标DNA片段，从而获得足够的DNA 量进行进一步的研究和应用。
5. 基因测序技术：通过测定DNA序列，了解基因组结构和功能。
四、基因工程的伦理和安全问题1. 基因工程的应用可能引发一些伦理和道德问题，如基因歧视、基因改良人类等。
2. 基因工程的安全问题也备受关注，如基因流失、基因污染等。
五、基因工程的社会影响1. 基因工程的发展将对农业、医学和工业等领域产生深远影响，推动科技和经济的发展。
2. 基因工程的发展还将带来一系列的社会问题和挑战，需要政府、科研机构和公众共同关注和解决。
六、基因工程的前景和挑战1. 基因工程的快速发展为人类创造了更多的机会和可能性，但也带来了一系列的挑战和问题。
2. 未来，基因工程将继续在农业、医学和工业等领域发挥重要作用，为人类社会带来更多的福祉。
高中生物基因工程知识点主要包括基因工程的概念和基本原理、应用领域、常用技术和方法、伦理和安全问题、社会影响以及未来的前景和挑战等方面。
高中生物基因工程课件
毒性和提高免疫原性。
基因工程疫苗的应用
03
预防传染病，如乙型肝炎疫苗、人乳头瘤病毒疫苗等，降低人
群发病率。
基因工程抗体
基因工程抗体的种类
包括单克隆抗体、双特异性抗体、人源化抗体等。
基因工程抗体的制备
通过基因工程技术克隆和表达抗体的重链和轻链可变区基因，与适 当的恒定区基因融合，在哺乳动物细胞中表达。
公众参与与透明度
加强公众参与和透明度，促进利益相关方的对话 和协商，共同制定符合各方利益的决策。
3
国际合作与协调
加强国际合作与协调，共同制定国际性的伦理准 则和法律法规，促进全球范围内的公平和平等。
谢谢
THANKS
生物固氮
通过基因工程技术将固氮基因转入植物，提高植 物的固氮能力，减少化肥使用。
生物农药
通过基因工程技术生产具有杀虫、杀菌作用的生 物农药，减少化学农药的使用。
基因编辑技术
利用基因编辑技术如CRISPR-Cas9等对作物进行 精确的基因改造，提高作物的抗逆性和产量。
05 基因工程与环境保护
CHAPTER
生物的遗传性状。
基因工程原理
基因工程基于分子生物学和遗传学 原理，通过改变生物体的基因组， 实现对生物性状的遗传改良。
基因工程操作步骤
基因工程的操作步骤包括基因克隆 、载体构建、受体细胞转化、基因 表达和产物分离纯化等。
基因工程的历史与发展
基因工程的起源
基因工程的未来发展
基因工程起源于20世纪70年代，当时 科学家发现了限制性内切酶和DNA连 接酶，为基因操作提供了工具。
基因工程在土壤修复中的应用
土壤修复是指通过各种手段改善土壤质量，降低土壤污染 对环境和人体健康的影响。基因工程技术可以帮助我们培 育出具有特定功能的植物，用于土壤修复。
人教版生物选修一知识点
人教版生物选修一知识点人教版生物选修一知识点：基因工程基因工程是一种现代生物技术，通过改变生物体遗传物质的组成和性状，用于改良农作物、培育优良品种、治疗遗传疾病等。
基因工程技术的发展和应用，对人类社会和生态环境都产生了巨大的影响。
基因工程的主要目的是通过改变生物的遗传物质，来获得我们所需要的性状。
其实现的具体步骤包括基因的定位、分离、克隆和转移等。
通过基因工程，我们可以在植物和动物细胞中引入外源基因，从而改善其性状。
基因工程的最大特点就是可以突破物种界限，实现外源基因的转移和表达。
通过基因工程，我们可以在植物中引入抗虫基因或抗病基因，使得植物具有抗虫或抗病的能力。
此外，还可以通过基因工程在植物中引入抗性基因，从而提高植物对病毒、真菌等外界环境压力的抵抗能力，实现对传统育种方法的补充和完善。
基因工程技术还可以在动物领域得到应用，通过基因工程，我们可以在动物体内引入外源基因，使得动物具有某种特定的性状。
比如，我们可以通过基因工程使家畜具有更高的生长速度，更好的肉质品质等。
此外，基因工程还被应用于医学领域。
利用基因工程技术，我们可以制备一些重组蛋白药物，用于治疗各种遗传性疾病、瘤细胞、病毒感染等。
另外，基因工程技术也可以应用于干细胞疗法、基因治疗等领域。
尽管基因工程技术有着广阔的应用前景，但是在实际操作中也存在一些潜在的风险和争议。
比如，基因工程技术的应用可能会导致生物多样性的减少，影响生态平衡。
此外，在食品安全等领域的应用也存在一定的风险和争议，需要进行严格的监管和管理。
总之，基因工程技术是一种具有广泛应用前景的生物技术，其应用领域涵盖了农业、医学、动物领域等多个领域。
通过基因工程技术的应用，可以有效地改良生物的性状，提高生物的适生性和生产力，从而为人类社会的发展和进步做出重要的贡献。
然而，基因工程技术的应用也需要充分考虑其风险和争议，采取相应的管理措施，以确保其安全有效地应用。
基因工程高三知识点
基因工程高三知识点基因工程是现代生物学中的一项重要技术，通过改变生物体的遗传物质（DNA）来创造新的基因组合或改变生物体的性状。
在高中生物学课程中，学生需要掌握基因工程的基本原理、应用以及相关的伦理和社会问题。
以下是基因工程的一些高三知识点。
一、基因工程的基本原理基因工程是利用DNA技术改变生物体的遗传信息，主要包括以下几个步骤：1. DNA提取：从感兴趣的生物体中提取DNA，通常使用PCR 技术扩增目标DNA片段。
2. DNA剪切：利用限制酶切割目标DNA，产生特定的切口。
3. DNA连接：将DNA片段连接到载体DNA上，形成重组DNA。
4. DNA转化：将重组DNA导入目标细胞中，使其具有新的遗传特性。
5. PCR扩增：使用聚合酶链反应扩增目标DNA的数量。
二、基因工程的应用领域1. 农业领域：基因工程可以用于改良作物，包括提高抗病虫害能力、增加产量、提高品质等。
2. 医学领域：基因工程可以用于制备重组蛋白药物，如胰岛素、生长激素等。
3. 环境领域：基因工程可以用于环境修复，包括通过基因修复技术降解污染物。
4. 科研领域：基因工程可以用于基因功能研究、疾病模型建立等。
三、基因工程的风险与伦理问题1. 生物安全风险：基因工程可能导致基因剥离和转基因生物的释放，风险包括基因污染、基因流动等。
2. 伦理问题：基因工程涉及到修改生物的基因组，可能引发对自然与人类的伦理关切，如人类基因改造、人类克隆等。
四、国际和国内基因工程的监管措施1. 国际监管：1992年生物安全议定书规定，转基因生物的跨国转运需要进行风险评估和合格证明。
2. 国内监管：我国设立了生物安全管理委员会，建立了转基因食品的安全管理体系。
五、基因工程的前景与挑战基因工程作为一种重要的生物技术，将会继续在农业、医学、环境等领域发挥重要作用。
但同时也面临着风险与挑战，需要加强监管、推动科学研究和公众教育。
总结：基因工程作为现代生物学的重要分支，已经在农业、医学、环境等领域取得了巨大的进展和应用。
高中生物教案：基因工程
高中生物教案：基因工程一、基因工程的概念与历史发展基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质（DNA或RNA）的结构和功能，从而实现特定基因表达的技术。
基因工程的发展可追溯到20世纪70年代初，由美国科学家赫伯特·波耶尔首次提出。
随着分子生物学和遗传学研究的进展，基因工程技术得到了广泛应用，并对医学、农业和工业产生了革命性影响。
二、基因工程技术的关键步骤基因工程涉及多个关键步骤，包括基因克隆、基因编辑、基因传递等过程。
首先，研究人员通过PCR或限制性内切酶等方法从源生物体中扩增目标基因；然后利用载体（如质粒或病毒）将克隆得到的基因导入宿主细胞中；最后，宿主细胞将转基因表达，并遗传给后代。
三、基因工程在医学领域的应用基因工程技术为医学研究和治疗提供了新的途径。
一方面，基因工程可以用于疾病早期诊断。
通过检测特定基因突变，可以对患者进行预测性基因检测，早期发现潜在疾病风险。
另一方面，基因工程还广泛应用于基因治疗。
例如，利用基因工程技术可以制备可溶性受体、药物载体等，用于治疗癌症、遗传性疾病等。
四、基因工程在农业领域的应用基因工程技术在农业领域的应用主要集中在改良农作物和畜禽。
通过转基因技术，研究人员可将有益的基因导入农作物，并使其表达特定的性状。
这一技术可使农作物具备抗虫性、耐盐碱性、抗病性等特点，提高产量和品质。
另外，基因工程技术还可以用于畜禽育种，如通过转基因技术提高肉质、抗病力等。
五、基因工程的伦理与安全问题尽管基因工程技术带来了诸多福利，但也引发了伦理和安全方面的关注。
一方面，基因工程是否涉及人类幸福和尊严的问题备受争议。
例如，基因编辑技术是否可以用于改造人类基因，如选择智力、外貌等特征。
另一方面，基因工程可能带来环境和健康风险。
例如，转基因作物可能对生态环境造成未知的影响，而基因治疗可能引发不可预测的副作用。
六、基因工程的发展趋势与展望随着生物技术的不断发展，基因工程技术也将不断创新和完善。
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专题一基因工程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，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
（一）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离纯化出来的。
（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，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质3.“分子运输车”——载体（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。
基因工程技术与应用知识点
基因工程技术与应用知识点
1.基因工程技术的原理
基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种中剪切并插入到另一个物种
的DNA中。
首先，需要获得目标基因的DNA序列，然后通过PCR扩增得到
足够多的目标基因的DNA片段。
接下来，将目标基因的DNA片段与质粒进
行连接，形成重组质粒。
最后，将重组质粒导入宿主细胞中，使其进行复
制和表达。
这样，目标基因就被克隆到宿主细胞的基因组中。
转基因是指利用基因工程技术将外源基因导入目标细胞中，使其产生
新的功能或性状。
转基因主要通过两种方法实现：直接注射外源基因或利
用载体导入外源基因。
直接注射外源基因常用于转基因动物的制作，而利
用载体导入外源基因则常用于转基因植物的制作。
通过转基因技术，可以
实现农作物的抗虫、抗病、抗逆性增强，以及工业酶的大规模生产等。
2.基因工程技术的应用
农业领域：基因工程技术可以用于农作物的抗虫、抗病和抗逆性提高
等方面。
通过转基因技术，可以使植物表达抗虫蛋白，减少对农药的依赖；也可以导入外源基因，增强植物的抗逆性，使其在恶劣环境下仍能正常生长。
工业领域：基因工程技术可以用于工业酶的生产，如乳酸菌发酵生产
乳酸。
此外，基因工程还可以用于生物燃料的生产，如利用转基因酵母生
产乙醇。
高中生物基因工程知识点总结
高中生物基因工程知识点总结一、基因工程1、基因工程：通过诱导、控制、修饰和组装酶分子改造生物的技术手段，即基因工程。
2、基因是什么：基因是DNA（deoxyribonucleic acid）在调控生物表达的功能单位，它是细胞在传递遗传信息的实体，也是遗传的核心物质。
它决定着生物体的各种性状特征。
3、基因的分类：基因可以按照性质和功能分为结构基因、调控基因和其他基因。
4、基因工程改造方法：基因工程技术有多种，包括基因重组技术、克隆技术、突变技术、转基因技术和增幅技术等。
二、基因工程在实验室中应用1、基因工程在实验室中的应用：基因工程技术在实验室中的应用大大提高了有关生命科学研究的准确性和灵敏度，广泛应用于药物研发、蛋白质检测、临床诊断等领域。
2、基因芯片：基因芯片是一种微小的电子设备，它可以通过在芯片上安装的特定探针来检测特定基因的表达情况或者其他特征。
这种技术可以用来快速检测病毒、细菌等多种病原体，也可以用来研究和监测人体疾病的进展情况。
3、基因测序：DNA测序技术是利用数字技术对准确确定和分析DNA序列的一种技术。
它可以用来检测基因组DNA的结构、查找靶基因和生物多样性、研究基因变异和肿瘤等。
4、基因合成：基因合成技术是以整合DNA的方式制造新的蛋白质的技术，它是把细菌、哺乳动物等常用基因以指定的比例混合在一起。
三、基因工程的发展1、基因工程的发展趋势：基因工程的发展将继续走向优化、分析和精细化。
将进一步提升对生命系统的认识，并能更好地利用基因信息提高生物系统的性能。
2、基因工程的应用场景：基因工程可用于转基因作物的研发、制药新药研发、生物燃料的生物柴油等方面的开发应用，还可以进行生命科学的深入研究，探索新的生物机理。
3、基因工程的未来发展：基因工程技术将在药物研发、医疗诊断、育种良种、食品检测、农药残留和农作物耐药性等方面获得更大的应用，发挥更大的作用，更好地促进人类健康。
高中生物高考1 第十单元 第33讲 基因工程
第33讲基因工程考点一基因工程的操作工具1．基因工程的概念2．限制性核酸内切酶(限制酶)3．DNA连接酶4．载体1．(选修3 P6“寻根问底”改编)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？试简要说明。
答案：不相同。
DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。
2．(选修3 P6“旁栏思考题”)想一想，具备什么条件才能充当“分子运输车”？答案：能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等。
1．限制酶的选择技巧(1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和Eco RⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点，如图乙)。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的黏性末端。
②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不是一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能进行自主复制。
2．载体上标记基因的标记原理载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。
目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。
当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以筛选出转入载体的受体细胞，原理如下图所示：1．(2016·高考全国卷Ⅲ)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了Eco R Ⅰ、Bam H Ⅰ和Sau3A Ⅰ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的Eco R Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切点是唯一的)。
高中生物基因工程知识点总结
高中生物基因工程知识点总结基因工程是一门研究基因的组成、结构、功能以及其在生物体内的表达和调控的学科。
它是通过对DNA（脱氧核糖核酸）的操作和改变来实现人为干预基因，从而改变生物个体的性状、性质或者生物体的功能组成。
下面是对高中生物基因工程相关知识点的总结：一、基因工程的基本原理基因工程的基本原理包括以下内容：1. DNA的重组技术DNA的重组技术是基因工程的核心。
通过DNA的复制、切割、连接等操作，可以将来自不同生物体的DNA片段组合成一个新的DNA 片段，从而改变生物体的遗传特性。
2. 载体的选择和构建在基因工程中，常使用载体来携带外源基因。
载体可以是质粒、噬菌体或者人工合成的DNA片段。
选择合适的载体可以提高基因转移效率和表达水平。
3. DNA的放大和扩增DNA的放大和扩增是基因工程研究的重要手段。
常用的方法有聚合酶链式反应（PCR）和基于细菌的DNA复制。
二、基因工程的应用领域基因工程在许多领域都有广泛的应用，包括以下几个方面：1. 农业领域基因工程可以用于农作物的遗传改良，包括抗病虫害、耐逆性增强、提高产量等。
通过插入外源基因，农作物可以获得新的性状，提供更好的经济效益和环境适应性。
2. 医学领域基因工程在医学领域有广泛的应用，包括基因诊断、基因治疗和药物研发等。
通过基因工程技术，可以识别疾病相关基因，研发新的治疗方法，并生产高效的药物。
3. 环境保护领域基因工程可以用于环境保护和生态修复。
通过改变微生物的代谢能力，可以使其降解有害物质，减少污染物的残留。
4. 工业领域基因工程可以用于工业酶的生产和代谢工程。
利用转基因微生物制备工业酶，可以提高生产效率和质量。
三、基因工程的伦理和风险基因工程的发展也带来了一些伦理和风险问题：1. 生物安全基因工程研究中，外源基因的插入和转移可能会导致新的生物安全问题。
需要加强对转基因生物体的风险评估和管理。
2. 遗传信息的隐私基因工程研究需要大量的个体基因信息，如何保护个体基因信息隐私成为一个重要议题。
高中基因工程总结的知识点
高中基因工程总结的知识点
一、基因工程
1、什么是基因工程
基因工程是指将一种生物体的基因插入另一种生物体，从而改变另一种生物体的性状，利用它们来改造和改变生物物种的一种技术。
2、基因工程的意义
基因工程可以帮助人们改善现有的农作物品种，以便获得更高的产量；同时也能够生产药物，如胰岛素，以治疗糖尿病等疾病。
3、基因工程的基本步骤
（1）获取基因序列：科学家首先获取目标基因的结构特征，以
及基因的排列顺序；
（2）构建基因组：科学家将基因拆分为多个碱基对，构建基因组；
（3）转化：将基因注入受体生物体，使之获得新的基因；
（4）表达：把插入的基因转录成mRNA，再转录成蛋白质，从而在受体生物体内表达出新的基因。
二、遗传工程
1、什么是遗传工程
遗传工程是通过改变某一物种的基因组结构而获得意想不到的
新突变，并利用这些突变来改良物种的一种技术。
2、遗传工程的意义
遗传工程可以帮助人们改良农作物品种，提高农作物的生长效率；
同时也可以用于育种，改良家禽种类，以提高食品的品质。
3、遗传工程的基本步骤
（1）获取基因：科学家首先获取和研究目标物种中的基因；
（2）基因分离：将基因拆分为多个碱基对，构建基因组；
（3）基因转移：将基因转移到另一物种中，进行基因转换；
（4）效果评估：使用遗传分析和实验测试，评估遗传工程所产生的效果。
高中生物基因工程知识点总结
高中生物基因工程知识点总结基因工程是现代生物技术的核心内容之一，在高中生物学习中占据着重要的地位。
下面我们就来详细总结一下高中生物基因工程的相关知识点。
一、基因工程的概念基因工程，又称为基因拼接技术或 DNA 重组技术，是指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
二、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）限制酶能够识别双链 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。
2、“分子缝合针”——DNA 连接酶根据来源不同，DNA 连接酶分为两类：E·coli DNA 连接酶和T4DNA 连接酶。
E·coli DNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而 T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较低。
3、“分子运输车”——载体常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
作为载体，需要具备以下条件：（1）能够在受体细胞中稳定保存并自我复制。
（2）具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
（3）具有标记基因，便于进行筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取（1）从基因文库中获取基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如 cDNA 文库）。
（2）利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。
（3）通过化学方法人工合成如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。
2、基因表达载体的构建（基因工程的核心）目的基因、启动子、终止子、标记基因等组成基因表达载体。
启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA；终止子终止转录；标记基因用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
高中生物基因工程知识点总结
高中生物基因工程知识点总结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，通过，赋予生物以________，创造出_______________。
基因工程是在______上进行设计和施工的，又叫做___________。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——__________________________（1）来源：主要是从_____________中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种__ _的核苷酸序列，并且使每一条链中_ _部位的两个核苷酸之间的_______断开，因此具有_____ 性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：_____ _和_______ _2.“分子缝合针”——_________(1)两种DNA连接酶（和）的比较：①相同点：都缝合_______ __键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于_______ __，只能将双链DNA片段互补的_______ 之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合_______ ，但连接平末端的之间的效率较_ 。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将______ ___加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接____ _____的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——______ ___（1）载体具备的条件：①___________________________②___________________________③___________________________（2）最常用的载体是___ __,它是一种裸露的、结构简单的、独立于，并具有_________ 能力的_____ _ _DNA分子。
（3）其它载体：_______________________ ____(二)基因工程的基本操作程序第一步：_________________ _1、获取目的基因的方法（1）基因文库是cDNA文库是（2）.PCR技术扩增目的基因①原理：_______②原料：③过程：第一：加热至90～95℃使______ __；第二：冷却到55～60℃，____________ _____；第三：加热至70～75℃，进行互补链的合成。
高中生物基因工程
（一）、获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知 目的基因的核苷酸序列已知
从基因文 库中直接 获取
聚合酶链式反应 （PCR）扩增化学合成法1、从基因中直接获取目的基因基因
将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导 入到受体菌的群体中，各个受体化 • 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、 酵母菌和动植物细胞等。
• 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
1、将目的基因导入植物细胞
①农杆菌转化法：Ti质粒的t DNA ②基因枪法 ③花粉管通道法
2、将目的基因导入动物细胞
显微注射技术：将基因表达载体提纯，用显微仪 注射到受精卵中
种类 项目
作用 底物
作用 部位
限制酶
D分子 片段
磷酸二 酯键
DNA 聚合酶
脱氧核苷酸
磷酸二 酯键
解旋酶
DNA 分子 碱基对间 的氢键
作用 特点
切割目的基因及载体， 能专一性识别双链DNA 分子的某种特定的核 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
将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋 巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。
4、基因治疗的类型 体外基因治疗：先从病人体内获得某种细 胞，进行培养，然后在体外完成基因转移， 再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重 新输入患者体内。
体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转 移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的 正常基因转入患者肺组织）
“分子手术刀” ——限制酶
1、来源： 主要是从原核生物中分离纯化出来的一
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启动 子 操纵基 因
结构基 因 lacZ lacY lacA 转录
Ｒ
转录 信使 RNA 翻译
Ｐ
Ｏ
RNA聚合酶
阻抑 物
乳糖
半乳糖苷酶
酶
酶
阻抑物与乳糖结合后构象发生了改变，因而不能与 操纵基因结合，使得结构基因进行转录。
核心
第二步： 基因表达载体的构建
目的基因与载体结合成为重组基因
需要 哪两种 工具
总结：表达载体需由哪几部分组成
基因的剪刀（分子手术刀） ——限制性核酸内切酶（限制酶）
到哪里去寻找这种酶
基因的针线（分子缝合针） ——DNA连接酶 基因的运输工具（分子运输车） ——运载体
（1）限制酶
与我们学过的 DNA酶相同吗？
①分布：主要在原核生物中。
作用是什么
②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序 列，切割特定切点。
切断的是什么键 识别序列的特点
酶工程简介
酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借 助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊 断和环境保护等方面的一门科学技术。由酶制 剂的生产和应用两方面组成的。
酶工程通常是用工程菌生产酶制剂，重点在于对已存酶 的合理充分利用。 蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。 随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中， 使酶工程成为蛋白质工程的一部分。
（2） 确定目的基因的碱基序列后，怎样才 能合成或改造目的基因（DNA）？
（1） 怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序 列？请把相应的碱基序列写出来。有多少种？ 16种
mRNA序列为： GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C） 脱氧核苷酸序列： CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（DNA 3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录） 4.采用DNA合成仪人工合成长度不是很大的 DNA片段。 5.用机械的方法，如超声波把打成片段。
乳糖代谢基因表达调控图解：(有乳糖时)
原 核 生 物 基 因 表 达 的 调控
调节基 因
1、3 基因工程的应用
转基因生物 抗虫植物 （如：抗虫 棉） 抗病植物 （如：转基 因烟草） 目的基因 Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因 植物凝集素基因 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 几丁质酶基因 目的基因来源 苏云金芽胞杆菌 植物
请继续把表格完成
抗逆转基因植物 抗冻蛋白基因 抗除草剂基因 转基因玉米 富含赖氨酸的蛋白质编码基因
一、蛋白质的改造
干扰素在体外保存困难 将分子中的一个半胱氨酸转变成丝氨酸 玉米中赖氨酸含量比较低
赖氨酸 天冬氨酸激酶 二氢吡啶二羧酸合成酶 第352位的苏氨酸变成异亮氨酸 第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸
解除赖氨酸对酶活性的限制
二、蛋白质工程的基本原理
天然蛋白质的合成过程时怎样的？
遵循中心法则，并需DNA 3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录）
由mRNA反转录形成cDNA
mRNA DNA单链
逆转录
?
DNA单链 RNA – DNA杂交分子
使RNA降解
核酸酶H
形成氢键
RNA – DNA杂交分子 单链DNA
复制
?
单链DNA
双链DNA
第一步：获取目的基因
为什么要进行检测
第一步：获取式图
通过对 受体菌的 培养而 储存基因
第一步：获取DNA
PCR:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的
某些特性为原理设计的. 前提条件是必须对目的基因有一定的了解， 需要设计引物。
PCR 原 理 图
PCR的过程
（1）以DNA 片段作模板，在 90℃ 高温下，分开成 高温的作用是？ 为 单链DNA。
引物是怎样获得的？
（2）以DNA 小段寡聚核苷酸做引物，在 50℃ 的温度 下，找到可以配对的正链和负链，形成互补结合 （3）在 70℃ 高温下，合成一条与模板 DNA 单链（正 链或负链）互补结合的DNA新链。 原料
③结果：产生黏性未端和平末端
两者的区别
④举例：EcoR1限制酶、Sma1限制酶
这两种酶切的特点
限制酶的识别特点
以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列
如：GAA TTC CTT AAG
CCC GGG GGG CCC
（2）DNA连接酶
与DNA聚合酶 相同吗
①连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键： 磷酸二酯键（梯子的扶手） ②结果：两个相同的未端的连接。 ③举例：E·coli DNA连接酶 二者在性质 T4 DNA连接酶 上的区别
蛋白质工程的进展和前景
1、蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件 的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机 技术的发展而诞生的，与基因组学、蛋白质组 学、生物信息学的发展等因素有关 2、现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质 发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科 学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。
（2） 确定目的基因的碱基序列后，怎样才能 合成或改造目的基因（DNA）？
确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改 造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。
蛋白质工程操作程序的基本思路与 基因工程的不同
基因工程是遵循中心法则， 从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能， 生产出自然界已有的蛋白质。 蛋白质工程是：确定蛋白质的功能→蛋白质应 有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应 有的氨基酸序列→应有的碱基排列， 创造自然界不存在的蛋白质。
1.1 DNA重组技术的基本工具
为什么 分析概念： 要加工
工 具
是在生物体外，通过对DNA分子进行人工 “剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行改造 和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性 繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生 出人类所需要的新的生物类型和生物产品
用什么 导入 什么是 表达
基因操作的工具
鱼
转基因延熟番茄 控制番茄果实成熟的基因 转基因矮牵牛 转基因鲤鱼 转基因牛 植物花青素代谢有关的基因 外源生长激素基因 肠乳糖酶基因 人 人
转基因牛（羊） 抗凝血酶基因、血清白蛋白基 因、生长激素基因、a-抗胰蛋 白酶 转基因烟草 发光基因 萤火虫
工程菌
基因治疗
细胞因子、抗体、疫苗、 激素、白细胞介素-2、干 扰素、乙肝疫苗 腺苷酸脱氨酶基因 功能正常的基因 反义基因 自杀基因
（3）运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件： 能在宿主细胞内复制 并稳定地保存。 为什么 具有多个限制酶切点。 要具备 这些条件 具有某些标记基因 对受体细胞无害 ③举例：质粒、噬菌体 和动植物病毒。
1.2基因工程的 基本操作程序
为什么要获得目的基因 为什么要把目的基因 与载体结合 受体细胞是指什么
高温 DNA 聚合酶 （Taq 酶）， 酶 四种脱氧核苷三磷酸（4 X dNTP)
（4）以上三个步骤周而复始，即反应体系的温度从 90oC- 50oC- 75oC，目的基因的量不断增加 反应体系中经历：变性——淬火——合成——重复 。 结果：目的基因的量成指数形式扩增（2n)
第一步：获取目的基因
方法：
蛋白质工程的途径
预期蛋白质功能
根据什么预期
设计蛋白质结构
包括哪些方面的结构
推测氨基酸序列
依据是什么
依赖于什么工程
投入生产
相应的脱氧核苷酸序列（基因）
讨论：某多肽链的一段氨基酸序列是： …—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸— 苯 丙氨酸—… （1） 怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸 序列？请把相应的碱基序列写出来。有多少 种？
复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因 它们的作用是？
第三步：将目的基因导入受体细胞
什么叫转化
常用的转化方法有哪些？ 将目的基因导入植物细胞 将目的基因导入动物细胞 将目的基因导入微生物细胞
具体过程？
第四步：目的基因的检测与鉴定
检测与鉴定哪些环节
首先： 其次： 最后： 还要： 具体 方法？
DNA分子杂交技术
基因探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸 片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待 测核酸样品中特定基因顺序的探测。 满足：（1）必须是单链，（2）带有容易 被检测出来的标记物。
编码区上游
原核细胞
编码区下游
调控
RNA聚合 酶结合位点
编码 蛋白质
调控
RNA聚合 酶结合位点
真 真核细胞 核
专题1
基因工程
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后 导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细 胞内表达，产生出人类所需要的新的生物类型和生物 产品
基础理论 和技术的发展 催生了基因工程
阅读课本第2页
器官移植的供体 动物
被导入某种调节因子的器 官供体基因组
1、4蛋白质工程的崛起
蛋白质工程的概念
是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人 为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去 改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。 或者从蛋白质结构与功能的关系出发，定向地改造天然 蛋白质的结构，特别是对功能基因的修饰，也可以制造 新型的蛋白质。