基因工程原理
基因工程基本工作原理
基因工程基本工作原理
基因工程是一种通过改变生物体的基因来改变其性状和功能的技术。
基本工作原理包括以下几个步骤：
1. 选取目标基因：确定想要改变的性状或功能，并找到与其相关的基因序列。
2. 获得DNA序列：获取包含目标基因的DNA序列，可以通
过从细胞中分离DNA或使用现有的DNA库等方法来获得。
3. 基因克隆：将目标基因的DNA序列插入到一个DNA载体（如质粒）中。
质粒是一种环状DNA分子，可以在细胞中自
我复制。
4. DNA转化：将载有目标基因的质粒导入细胞中。
这可以通
过多种方法实现，例如化学处理、电穿孔或使用病毒载体等。
5. 基因整合：目标基因被细胞摄取后，可以将其整合到细胞的染色体中。
这个过程中，目标基因会与宿主DNA进行互补配对，并与染色体连接成一条连续的DNA链。
6. 表达和转录：一旦目标基因被整合到细胞的染色体中，细胞可以开始利用这个基因来合成特定的蛋白质。
这个过程涉及到基因的转录（将DNA转录成RNA）和翻译（将RNA转化为
蛋白质）。
通过以上步骤，基因工程可以实现对生物体基因的改造和定制，
从而赋予其新的性状和功能。
这项技术在农业、医学、工业等领域有着广泛的应用，例如改良作物、生产药物和生物材料等。
基因工程基本原理
基因工程基本原理
基因工程是通过改变生物体的基因组来实现对其性状的调控的技术。
其基本原理包括以下几个步骤：
1. 基因选择：从目标生物体中选择具有所需性状的基因。
2. 基因克隆：将目标基因从生物体中分离出来，通常通过
PCR等方法进行基因扩增。
3. 基因构建：将目标基因插入到载体DNA中，构建重组DNA。
载体可以是细菌、酵母或其他生物的染色体片段，一
般被称为质粒。
4. 基因转导：将重组DNA导入到宿主生物体中。
这通常使用
基因枪、电穿孔和细菌介导等技术来实现。
5. 检验与筛选：对转导后的宿主生物进行筛选，确认目标基因达到预期效果。
这可能需要对基因表达进行检测，例如通过PCR、基因表达测定等方法。
6. 基因表达：在宿主生物中，目标基因会被表达为蛋白质，进而影响其性状。
这可能需要使用特定的启动子、RBS和终止
子等元件来调控基因表达水平。
基因工程的基本原理就是通过这些步骤来实现对基因组的改造，从而达到人为调控生物性状的目的。
这项技术在农业、医学和
生物工程等领域有广泛应用，例如改良植物品种、生产特定药物和生物材料等。
基因工程的原理是什么
基因工程的原理是什么基因工程是一种利用生物技术手段对生物体进行基因组的改造和调控的技术，它的原理主要包括基因定位、基因克隆、基因转移和基因表达调控等几个方面。
基因工程的原理是通过对生物体的基因进行精准的编辑和调控，从而实现对生物体性状的改良和优化。
首先，基因工程的原理之一是基因定位。
基因定位是指通过一系列实验手段来确定目标基因在染色体上的具体位置，包括物理定位和遗传定位两种方式。
通过基因定位，科学家们可以准确地找到目标基因，并为后续的基因编辑和调控奠定基础。
其次，基因工程的原理还包括基因克隆。
基因克隆是指将目标基因从一个生物体中复制出来，并将其插入到另一个生物体中的过程。
通过基因克隆，科学家们可以获取大量目标基因的复制体，并进行进一步的研究和应用。
另外，基因工程的原理还涉及基因转移。
基因转移是指将目标基因从一个生物体转移到另一个生物体中的过程，可以是同种生物体之间的基因转移，也可以是跨种生物体之间的基因转移。
通过基因转移，科学家们可以实现对生物体基因组的改造和调控，从而获得具有特定性状的生物体。
最后，基因工程的原理还包括基因表达调控。
基因表达调控是指通过一系列的调控机制来控制目标基因的表达水平和表达时机，从而实现对生物体性状的精准调控。
通过基因表达调控，科学家们可以实现对生物体特定性状的增强或抑制，为农业、医药等领域的应用提供了可能。
综上所述，基因工程的原理主要包括基因定位、基因克隆、基因转移和基因表达调控等几个方面。
通过这些原理的应用，基因工程技术可以实现对生物体基因组的精准编辑和调控，为人类社会的发展和进步带来了巨大的潜力和可能性。
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。
基因工程的原理是什么
基因工程的原理是什么
基因工程是一种利用生物技术手段对生物体进行基因改造的技术，它的原理主要包括基因分离、基因修饰和基因重组三个方面。
基因工程的原理是通过对生物体的基因进行改造，实现对生物体性状的调控和改良，从而达到人为控制生物体遗传特征的目的。
首先，基因工程的原理之一是基因分离。
基因是生物体内控制遗传信息传递和表现的基本单位，通过基因分离技术，可以将特定的基因从一个生物体中分离出来。
这一过程需要利用分子生物学技术，如PCR、酶切等，将目标基因从细胞或DNA中分离出来，为后续的基因修饰和重组奠定基础。
其次，基因工程的原理还包括基因修饰。
基因修饰是指对已分离的基因进行改造，使其具有特定的性状或功能。
这包括基因的点突变、插入、删除等操作，通过改变基因的序列，使其表达产生不同的蛋白质或调控特定的生物过程，从而实现对生物体性状的调控和改良。
最后，基因工程的原理还涉及基因重组。
基因重组是指将不同来源的基因进行组合，形成新的基因组合，使生物体表现出新的性
状或功能。
通过基因重组技术，可以将来自不同生物体的基因进行组合，形成转基因生物，从而实现对生物体性状的改造和调控。
总的来说，基因工程的原理是通过基因分离、基因修饰和基因重组等技术手段，对生物体的基因进行改造，实现对生物体性状的调控和改良。
基因工程技术的应用，不仅可以用于农业领域的作物育种和畜禽改良，还可以用于医学领域的基因治疗和药物研发，对人类健康和生物资源的可持续利用具有重要意义。
基因工程的原理
基因工程的原理
基因工程是指通过改变、插入或删除生物体内的基因来改变其特性的技术。
基因工程的原理是利用基因的特性，将特定的基因插入到生物体内，使其产生新的特性或改变原有的特性。
基因工程的原理包括以下几个方面：
DNA分子的结构和功能：DNA是生命活动的基本单位，它负责储存和传递遗传信息。
DNA分子是由若干条碱基链组成，每条碱基链由若干种碱基构成，碱基之间通过碱基对键来连接。
基因的插入和表达：基因工程的基本原理是将特定的基因插入到生物体内，使其产生新的特性或改变原有的特性。
这通常需要使用含有目标基因的质粒，并利用载体将其插入到生物体内。
插入后，基因可能会被表达，即转录成 RNA 并翻译成蛋白质。
遗传工程技术：遗传工程技术是指在基因工程实验中使用的一系列技术，包括 DNA 合成、PCR 技术、DNA 酶切割和修饰技术、基因转换技术等。
这些技术可以
帮助研究人员操纵基因，使其能够被插入到生物体内。
载体技术：载体技术是指利用载体将目标基因插入到生物体内的技术。
载体可以是质粒、噬菌体、病毒等，它们可以在生物体内复制并传播目标基因。
载体技术是基因工程的重要组成部分，可以帮助研究人员将目标基因插入到特定的生物体内，并控制基因的表达。
染色体工程：染色体工程是指对生物体染色体的操作，包括插入、删除或改变染色体的基因。
染色体工程可以帮助研究人员了解染色体的结构和功能，并使用基因工程技术改变染色体的基因组成。
基因工程在医学、农业、生物制药等领域有广泛的应用，可以帮助研究人员改变生物体的特性，为解决各种问题提供新的思路和方法。
基因工程的基本原理
基因工程的基本原理基因工程的基本原理是在分子水平上直接操作遗传物质，通过改变生物体的基因组成，以获得人们所需的新性状或新产品。
这一技术的核心是DNA重组技术，即将所需的目的基因从供体生物的基因组中分离出来，经过必要的加工和处理后，与载体DNA连接，形成重组DNA分子。
然后将重组DNA分子引入受体细胞，通过筛选和鉴定，获得稳定表达目的基因的重组体克隆。
最后，通过对目的基因的表达和产物的纯化，获得所需的新产品或新性状。
基因工程的基本原理可以概括为以下几个步骤：获得目的基因：这是基因工程的第一步，需要从供体生物的基因组中分离出所需的目的基因。
常用的方法包括化学合成法、PCR扩增法、基因文库筛选法等。
构建重组DNA分子：将目的基因与载体DNA连接，形成重组DNA分子。
载体通常是一种能够自主复制的DNA分子，如质粒、病毒等。
连接过程需要用到限制性内切酶和DNA连接酶等工具酶。
引入受体细胞：将重组DNA分子引入受体细胞，常用的方法包括转化、转染、感染等。
受体细胞可以是原核生物、真核生物或细胞系等。
筛选与鉴定重组体克隆：通过选择性培养基或分子生物学方法，筛选出含有重组DNA 分子的细胞克隆，并进行鉴定。
鉴定方法包括PCR、测序、Southern杂交等。
目的基因的表达与产物纯化：在鉴定出正确的重组体克隆后，需要通过诱导表达或组成型表达等方式，使目的基因在受体细胞中表达。
然后通过对表达产物的分离纯化，获得所需的新产品或新性状。
总之，基因工程是一种在分子水平上直接改造遗传物质的技术，通过改变生物体的基因组成，实现对其性状和功能的定向改造和优化。
这一技术在医学、农业、工业等领域都有广泛的应用前景。
基因工程原理
绪论第1节 基因概念与基因工程的诞生一、基因工程⒈概念：一般指利用分子生物学的手段，在体外操纵、改造、重建细胞的基因组，从而使生物体的遗传性状发生按人们的意志的定向变异。
⒉特点：基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性，并通过工程化手段为人类提供有用的产品及服务。
3.理论上的三大发现：DNA遗传物质、DNA双螺旋、遗传密码破译。
4.技术上的三大发明：限制性内切酶、逆转录酶、载体。
T4连接酶。
第二节 基因的现代概念一、移动基因1.概念：在染色体基因组不同位置上移动的基因。
也称跳跃基因。
2.功能：异常基因功能现象的解释。
3.分类:(1)插入序列( insertion sequence，IS)：原核生物中存在，长度2Kb以下。
共同结构特点：①分子末端具有一段反向重复序列；②插入位点两侧为同向重复序列；③转位酶的作用：a.催化转化因子(IS)从IR处切离，b.识别插入染色体的靶点。
(2)转位子（transposons）：由几个基因组成的特定DNA片段，长度大于2Kb，其中含有一个抗菌素抗性基因，广泛存在于原核与真核生物。
二、断裂基因（split gene）--在真核生物核苷酸序列中插入有与氨基酸编码无关的DNA间隔区，使一个基因分隔成不连续的若干区段，此种编码序列不连续的间断基因即断裂基因。
--内含子的一般特点:①不同断裂基因内含子数目差异极大；②不同来源内含子分子大小不同；③内含子长度超过外显子；④并非所有真核生物都有内含子。
--mRNA初级转录本的剪辑：真核细胞mRNA的5'剪辑点GU开始，3'剪辑点AG结尾，为保守序列。
根据生命活动的需要可变剪辑。
三、假基因（pseudogene）--概念：在核苷酸序列上与正常功能基因基本相同，但不具功能活性的失活基因。
--根据假基因序列的特性不同分为：①重复假基因--此类假基因与亲本基因具有较高的同源性，在染色体区段上串联重复而名。
基因工程基本原理
基因工程基本原理基因工程是一种利用基因技术改造生物体的方法，包括对生物体的遗传物质基因进行精确修改和重组，以改变其特性和功能。
基因工程的基本原理涉及到DNA的分离、修饰、转化、检测和表达等技术。
下面我将详细介绍基因工程的基本原理。
分离出的目的基因可以进行进一步的修饰。
修饰包括剪切、连接和修复DNA序列，以生成所需的基因构建。
剪切是通过酶切将DNA分子切割成互补的片段，连接是使用连接酶将两个DNA片段连接在一起，修复是通过DNA修复酶修复DNA序列上的缺失或错位。
修饰完成后，通过转化将基因导入到宿主细胞中。
转化的方法有多种，包括化学法、电穿孔法和冷冻法等。
其中，最常见的方法是利用质粒载体将目的基因导入宿主细胞。
质粒是小圆环DNA，可以在细胞中独立复制，并且可以携带外源基因。
通过质粒载体，基因可以进入宿主细胞并被细胞识别和利用。
转化后，需要对转化的细胞进行筛选和检测，以确认是否成功导入了目的基因。
筛选的方法依赖于已导入的目的基因和质粒载体的选择标记。
例如，如果质粒携带了抗生素抗性基因，筛选过程可以通过将细胞培养在含有抗生素的培养基上进行。
检测包括PCR扩增目的基因片段和测序确认等。
最后，导入的基因需要在宿主细胞中表达出来。
在细胞中进行基因表达需要使用相应的启动子、终止子和调控子等调控元件，以确保基因在合适的时间和条件下进行表达。
调控元件通常是与特定的组织类型和环境适应性相关的DNA序列。
通过启动子，目的基因可以在细胞内转录成RNA，然后通过翻译过程转化为蛋白质，从而达到所需的功能或特性。
总之，基因工程通过基因的分离、修饰、转化、检测和表达等步骤，使得科学家能够精确地对生物体的遗传物质进行修改和重组，以改变其特性和功能。
基因工程的原理和技术提供了一种强大的工具，可以用于生物学研究、药物开发、农业改良和环境保护等领域。
基因工程实验原理
基因工程实验原理
基因工程实验的原理是基于对生物体基因组的修改和重组，旨在增加或改变生物体的特性。
下面将介绍几种常见的基因工程实验原理：
1. 基因克隆：该实验原理是将所需基因从一个生物体中剪切并插入到另一个生物体的染色体上，使目标基因能够在新宿主中表达。
2. 限制性内切酶消化：该实验原理是利用限制性内切酶切割目标DNA，创建具有粘性末端的DNA片段。
然后，可以通过连接这些片段来构建重组DNA。
3. 反转录和cDNA合成：这个实验原理是利用逆转录酶将RNA转录成DNA，即cDNA（互补DNA），然后将其克隆到表达载体中。
4. 基因敲入和敲除：该实验原理是通过CRISPR/Cas9系统或其他方法，有针对性地切割或改写目标基因，从而敲除或敲入特定的DNA片段。
5. 转基因技术：这是将外源基因导入到目标生物体中，使其表达或增强特定的功能。
转基因技术的原理可以是通过基因枪、农杆菌介导的转化等手段。
这些实验原理是基因工程研究中常用的方法，可以用于改良农
作物、生产药物、开发生物燃料等领域。
在实验过程中，研究人员需要仔细设计实验方案，并根据具体需求选择适当的方法。
基因工程的基本原理
基因工程的基本原理基因工程是一种利用生物技术手段对生物体进行基因改造的技术。
它的基本原理是通过人为干预生物体的基因组，来改变生物体的遗传特征，从而达到改良生物体的目的。
基因工程的基本原理主要包括基因的克隆、基因的修饰和基因的表达等方面。
首先，基因的克隆是基因工程的重要基本原理之一。
基因的克隆是指将感兴趣的基因从一个生物体中分离出来，并通过体外复制技术进行扩增，得到大量的同一基因序列。
这样的基因序列可以用于后续的基因修饰和表达实验。
基因的克隆需要利用DNA重组技术，将目标基因插入到适当的载体中，然后将载体导入到宿主细胞中进行复制。
其次，基因的修饰也是基因工程的重要基本原理之一。
基因的修饰是指对目标基因进行特定的改变，以达到特定的目的。
常见的基因修饰包括基因敲除、基因敲入、基因突变等。
基因的修饰可以通过CRISPR/Cas9等基因编辑技术来实现，这些技术可以精确地对基因进行修改，从而改变生物体的遗传特征。
最后，基因的表达也是基因工程的重要基本原理之一。
基因的表达是指将目标基因导入到宿主细胞中，并使其在细胞内表达出目标蛋白。
基因的表达需要利用适当的启动子和终止子来调控基因的转录和翻译过程，从而实现目标基因的高效表达。
基因的表达可以通过转基因技术来实现，将目标基因导入到植物、动物或微生物中，使其表达出目标蛋白。
综上所述，基因工程的基本原理主要包括基因的克隆、基因的修饰和基因的表达等方面。
通过这些基本原理，可以对生物体的基因进行精确的改造，从而实现对生物体遗传特征的调控。
基因工程技术的发展将为农业、医学、生物制药等领域带来巨大的变革，有望为人类社会带来更多的福祉和发展机遇。
基因工程原理
基因工程原理
基因工程是一门综合性的学科，涉及生物学、化学、生物化学、遗传学等多个
学科领域，是一种利用基因技术对生物体进行改良和改造的技术。
基因工程的原理主要包括基因的克隆、基因的表达和基因的编辑等方面。
首先，基因工程的原理之一是基因的克隆。
基因的克隆是指通过分子生物学技术，将感兴趣的基因从一个生物体中复制出来，并将其插入到另一个生物体中，使得这个生物体也具有相同的基因。
基因的克隆主要包括DNA的提取、DNA的切割、DNA的连接和DNA的插入等步骤。
通过这些步骤，可以获得大量相同的基因，并将其应用于生物体的改良和改造中。
其次，基因工程的原理还包括基因的表达。
基因的表达是指利用基因工程技术，使得特定的基因在目标生物体中得到表达，从而产生特定的蛋白质或其他产物。
基因的表达主要包括转录和翻译两个过程，其中转录是指将DNA转录成mRNA，而
翻译是指将mRNA翻译成蛋白质。
通过调控基因的表达，可以实现对生物体特定
性状的调控和改良。
最后，基因工程的原理还包括基因的编辑。
基因的编辑是指利用基因编辑技术，对生物体的基因组进行精准的编辑和改造。
目前常用的基因编辑技术包括
CRISPR/Cas9等，通过这些技术可以实现对特定基因的精准修饰和改造，从而实现对生物体性状的调控和改良。
总的来说，基因工程的原理主要包括基因的克隆、基因的表达和基因的编辑等
方面。
通过这些原理的应用，可以实现对生物体的精准改良和改造，为人类社会的发展和进步提供了重要的技术支持。
基因工程技术的不断发展和应用，将为人类社会带来更多的福祉和发展机遇。
基因工程(基因工程的主要技术与原理分子杂交技术)
Southern杂交主要用来判断某 一生物样品中是否存在某一基因， 以及该基因所在的限制性酶切片 段的大小。（DNA水平）
Southern杂交也可检测目的基 因的拷贝数。
CK 1 2 3 4 5
Southern bloting
这种检测方法与其它免疫学方法的不同是，一方面 可以避免非特异性的免疫反应，而且更关键的是可以 检测出目标蛋白质的分子量，从而直观的在滤膜上显 示出目标蛋白。
五、Dot blot hybridization
1、原理：
在Southern杂交的基础上发展起来的用于 快速检测特异核酸分子的杂交技术。将核酸 样品直接转移到适当的滤膜上，然后进行杂 交检测。
凝胶
3）转移并固定到滤膜上
通过毛细管渗吸或电转移或真空转移的方式，将凝 胶上的DNA转移到硝酸纤维素滤膜或尼龙膜上。最后 通过80℃处理或紫外线照射将DNA固定在滤膜上。
Southern blotting 装置示意图
4）探针的制备及杂交
预杂交：将结合了DNA分子的滤膜先与特定的预 杂液进行预杂交，也就是将滤膜的空白处用鱼精 DNA或牛奶蛋白封闭起来，防止在杂交过程中滤膜 本身对探针的吸附。
当用一个标记的核酸分子与核酸样品杂交, 便可查明该样品中是否存在与该标记核酸分 子具有同源性的核酸分子。这个标记的核酸 分子称为探针(probe)，可以是DNA，也可以 是RNA，或合成的寡核苷酸。
二、基本过程
1、核酸印迹（Nucleic acid blotting): 将核酸样品（DNA、RNA或蛋白质）在凝胶
在1975年，由英国的E. Southern首先设计发明的， 因此又称为Southern杂交（Southern blotting)。
基因工程与基因编辑的原理
基因工程与基因编辑的原理基因工程和基因编辑是生物科学领域中重要的研究领域，它们为我们提供了探索和改良生物体基因组的机会。
本文将介绍基因工程和基因编辑的原理及其应用。
一、基因工程的原理基因工程是指通过改变生物体的基因组来实现特定目的的技术。
它主要通过三个步骤来达到这一目的：基因分离、基因修饰和基因重组。
1. 基因分离：基因分离是指将感兴趣的基因从生物体中分离出来。
这可以通过PCR（聚合酶链反应）或其他方法来实现。
PCR通过扩增感兴趣的基因片段，从而大量产生纯净的DNA，为后续的基因工程实验提供材料。
2. 基因修饰：基因修饰是指对分离出的基因进行修改，以实现特定的功能。
这可以通过基因重组技术和DNA修饰酶来实现。
基因重组技术将一个或多个基因的片段插入到目标基因组中，从而表达新的功能或调节基因表达。
3. 基因重组：基因重组是指将多个基因片段进行组装，形成一个新的DNA序列。
这可以通过限制性内切酶切割和连接来实现。
限制性内切酶可以选择性地切割DNA的特定序列，再通过连接酶将切割好的片段重新组装。
这样，不同来源的基因片段可以被组合在一起形成一个具有新功能的基因组。
二、基因编辑的原理基因编辑是指直接修改目标基因组的特定基因序列，以实现精确的基因改良。
目前最常用的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。
CRISPR-Cas9系统利用了一种特殊的RNA分子（CRISPR RNA）和一个酶（Cas9），它们组合在一起可以引导Cas9酶靶向到特定基因序列上。
一旦Cas9酶被引导到目标基因上，它可以切割该基因，并导致DNA修复机制介入。
当DNA修复机制被介入后，有两种可能的修复途径：非同源末端连接（NHEJ）和同源重组（HR）。
NHEJ是一种不精确的修复方式，它可以引起插入或删除碱基，从而导致基因功能的改变。
HR是一种较为精确的修复方式，它利用一个模板DNA片段作为参考，使修复结果与模板DNA片段相一致。
基因编辑技术的发展为我们提供了精确的基因组改良工具。
基因工程原理
基因工程原理
基因工程是通过改变生物体的遗传信息，以实现特定的生物表型改良或产生特定的有用产物。
其原理主要涉及以下三个方面：
1. 基因克隆：通过利用DNA序列的一组特定酶和载体，将感
兴趣的基因从一个生物体中提取出来，并插入到另一个生物体的染色体上。
这样可以将某个有用基因转移到目标生物体中，并使其具备原生物体所不具备的特性。
2. 基因编辑：利用CRISPR-Cas9等工具，直接在生物体的基
因组中对特定的基因进行精确编辑或修复。
这种方法可以用来纠正基因中的突变、删除不需要的片段或添加新的基因片段，从而改变生物体的性状。
3. 基因调控：通过改变基因的表达调控方式，可以影响基因的表达水平和细胞内的代谢途径。
这可以通过调节转录因子、使用RNA干扰技术、利用人工设计的启动子等方法来实现。
基
因调控的改变可以使生物体在不同环境下表现出不同的性状或产生特定的物质。
通过这些原理，基因工程技术已经被应用于医学、农业、工业等领域，例如生产人类用药、改良农作物抗病性和提高产量、生产环境友好型的工业原料等。
这些应用使得我们能够更好地满足人类的需求，并为经济和社会的可持续发展做出贡献。
基因工程基本原理
基因工程基本原理
基因工程基本原理：一个完整的基因克隆过程应包括：目的基因的获取，克隆基因载体的选择与改造，目的基因与载体的连接，重组DNA分
子导入受体细胞，筛选出含感兴趣基因的重组DNA转化细胞。
实现上述
过程需要一些重要的工具酶，如限制性内切核酸酶连接酶等。
限制性
内切核酸酶是一类识别DNA特意序列的内切核酸酶。
①目的基因的获取：
外源基因又称目的基因，来源于几种途径：化学合成、酶促合成c DNA，制备的基因组DNA及PCR技术。
细菌质粒、噬菌体和一些病毒DNA
均可被改造成基因克隆的载体。
②基因载体的选择与构建：
可作为基因载体的DNA分子有质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA，它
们经适当改造后仍具有自我复制能力，或兼有表达外源基因的能力。
③外源基因与载体的连接：
连接方式有：黏性末端连接、平端连接和人工接头连接等。
④重组DNA导入宿主细胞：
外源DNA与载体在体外连接成重组DNA分子，需将其导入宿主细胞。
随受体细胞生长、增殖，重组DNA分子得以复制、扩增。
⑤重组体的筛选：
鉴定哪一菌落或嗜菌斑所含重组DNA分子确实带有目的基因，即可
得到目的基因的克隆，这一过程即为筛选或选择。
⑥克隆基因的表达：
在原核或真核表达体系中进行表达，获得所需要的蛋白质。
例题（单选）：在分子生物学领域中，分子克隆主要是指：
A.DNA的大量复制
B.DNA的大量剪切
C.RNA的大量复制
D.RNA的大量剪切
E.反转录酶。
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基因工程原理练习题及其答案一、填空题1．基因工程是_________年代发展起来的遗传学的一个分支学科。
2．基因工程的两个基本特点是：(1)____________，(2)___________。
3．基因克隆中三个基本要点是：___________；_________和__________。
4．通过比较用不同组合的限制性内切核酸酶处理某一特定基因区域所得到的不同大小的片段，可以构建显示该区域各限制性内切核酸酶切点相互位置的___________。
5．限制性内切核酸酶是按属名和种名相结合的原则命名的，第一个大写字母取自_______，第二、三两个字母取自_________，第四个字母则用___________表示。
6．部分酶切可采取的措施有：(1)____________(2)___________ (3)___________等。
7．第一个分离的限制性内切核酸酶是___________；而第一个用于构建重组体的限制性内切核酸酶是_____________。
8．限制性内切核酸酶BsuRI和HaeⅢ的来源不同，但识别的序列都是_________，它们属于_____________。
9．DNA聚合酶I的Klenow大片段是用_____________切割DNA聚合酶I得到的分子量为76kDa的大片段，具有两种酶活性：(1)____________；(2)________________的活性。
10．为了防止DNA的自身环化，可用_____________去双链DNA__________________。
11．EGTA是____________离子螯合剂。
12．测序酶是修饰了的T7 DNA聚合酶，它只有_____________酶的活性，而没有_______酶的活性。
13．切口移位(nick translation)法标记DNA的基本原理在于利用_________的_______和______的作用。
14．欲将某一具有突出单链末端的双链DNA分子转变成平末端的双链形式，通常可采用_________或_______________。
15．反转录酶除了催化DNA的合成外，还具有____________的作用，可以将DNA- RNA杂种双链中的___________水解掉。
16．基因工程中有3种主要类型的载体：_______________、_____________、______________。
17．就克隆一个基因(DNA片段)来说，最简单的质粒载体也必需包括三个部分：_______________、_____________、______________。
另外，一个理想的质粒载体必须具有低分子量。
18．一个带有质粒的细菌在有EB的培养液中培养一段时间后，一部分细胞中已测不出质粒，这种现象叫。
19．pBR322是一种改造型的质粒，它的复制子来源于，它的四环素抗性基因来自于，它的氨苄青霉素抗性基因来自于。
20．Y AC的最大容载能力是，BAC载体的最大容载能力是。
21．pSCl01是一种复制的质粒。
22．pUCl8质粒是目前使用较为广泛的载体。
pUC系列的载体是通过和两种质粒改造而来。
它的复制子来自，Amp 抗性基因则是来自。
23．噬菌体之所以被选为基因工程载体，主要有两方面的原因：一是；二是。
24．野生型的M13不适合用作基因工程载体，主要原因是和。
25．黏粒(cosmid)是质粒—噬菌体杂合载体，它的复制子来自、COS位点序列来自，最大的克隆片段达到kb。
26．野生型的 噬菌体DNA不宜作为基因工程载体，原因是：(1)(2) (3) 。
27．噬菌粒是由质粒和噬菌体DNA共同构成的，其中来自质粒的主要结构是，而来自噬菌体的主要结构是。
28． 噬菌体载体由于受到包装的限制，插入外源DNA片段后，总的长度应在噬菌体基因组的的范围内。
29．在分离DNA时要使用金属离子螯合剂，如EDTA和柠檬酸钠等，其目的是。
30．用乙醇沉淀DNA时，通常要在DNA溶液中加人单价的阳离子，如NaCl和NaAc，其目的是。
31．引物在基因工程中至少有4个方面的用途：(1) (2)(3) (4) 。
32．Clark发现用Taq DNA聚合酶得到的PCR反应产物不是平末端，而是有一个突出碱基末端的双链DNA分子。
根据这一发现设计了克隆PCR产物的。
33．在cDNA的合成中要用到S1核酸酶，其作用是切除在。
34．乙醇沉淀DNA的原理是。
35．假定克隆一个编码某种蛋白质的基因，必须考虑其表达的三个基本条件：(1)________________________________ (2)_____________________________(3)_________________________________。
36．受体细胞的感受态是___________________________________。
37．DNA重组连接的方法大致分为四种：(1)_____________(2)_______________(3)___________________________(4)___________________________。
38．将含有外源基因组一个酶切片段的质粒称之为含有一个___________，各种此类质粒的集合体称之为构建了一个_________________。
39．将含有一个mRNA的DNA拷贝的克隆称作一个____________，源于同一批RNA制备物的克隆群则构建了一个_________________。
40．只要知道基因组中某一特定区域的部分核苷酸组成，用___________可以将这段DNA 进行百万倍的扩增。
41．人工感受态的大肠杆菌细胞在温度为___________时吸附DNA, ___________时摄人DNA。
42．目前，在重组体的筛选中，已经发展了许多构思巧妙、具有极高准确性的筛选方法。
大致可以分为：(1)_______________(2)_______________(3)___________________(4)____________________________等。
43．PCR扩增筛选重组体是比较简便的筛选方法，它适合于___________________________。
44．核酸杂交探针可分为两大类：DNA探针和RNA探针。
其中DNA探针又分为__________ 探针和__________________探针。
45．如果用限制性内切核酸酶切割双链DNA产生5’突出的黏性末端，则可以用__________进行3’末端标记。
如果用限制性内切核酸酶切割DNA产生的是3’突出的黏性末端，可以用__________________进行3’末端标记。
46．单链DNA探针的标记可以采用下列方法：(1)____________________________________(2)__________________________(3)_____________________________________。
47．根据Northern杂交的结果可以说明：__________________________________________。
48．差示杂交(differential hybridization)技术需要_________________________________。
49．RNA分子经凝胶电泳后按大小不同分开，然后被转移到一张硝酸纤维素膜(尼龙膜) 上，同一放射DNA探针杂交的技术称_______________________。
50．在________________技术中，DNA限制性片段经凝胶电泳分离后，被转移到硝酸纤维素膜(或尼龙膜)上，然后与放射性的DNA探针杂交。
51．可用T4 DNA聚合酶进行平末端的DNA标记，因为这种酶具有____________和_______的活性。
52．根据外源片段提供的遗传表型筛选重组体，必需考虑三种因素：(1)_______________(2)________________________(3)______________________。
53．Northern印迹和Southern印迹有两点根本的区别：(1)_______________________________________________________________________(2)_______________________________________________________________________。
54．放射免疫筛选的原理基于以下三点：(1)__________________________________(2)___________________________ (3)__________________________________。
答案1．702．(1)分子水平上的操作；(2)细胞水平上的表达3．克隆基因的类型；受体的选择；载体的选择4．限制性酶切图谱5．属名的第一个字母；种名的前两个字母；株名6．(1)减少酶量；(2)缩短反应时间；(3)增大反应体积7．EcoK；EcoRl8．GGCC；异源同工酶9．枯草杆菌蛋白酶；(1)5'-3'合成酶的活性；(2)3'-5'外切核酸酶10．碱性磷酸酶；5’端的磷酸基团11．Ca2+12．5'-3'合成；3'-5'外切13．DNA聚合酶I：5'一3'外切核酸酶；5'一3'合成酶14．S1核酸酶切割；DNA聚合酶补平15．核酸水解酶H；RNA16．质粒DNA；病毒DNA；质粒和病毒DNA杂合体17．复制区：含有复制起点；选择标记：主要是抗性基因；克隆位点：便于外源DNA的插入18．质粒消除(或治愈)19，pMBl；pSCl01；pSF2124(R质粒)20．1000kb；300kb21. 严紧22．pBR322和M13；pMBl；转座子23．它在细菌中能够大量繁殖，这样有利于外源DNA的扩增；对某些噬菌体(如λ噬菌)的遗传结构和功能研究得比较清楚，其大肠杆菌宿主系统的遗传也研究得比较详尽24．没有合适的限制性内切核酸酶识别位点；选择标记25．质粒；λ噬菌体；4526．(1)分子量大，(2)酶的多切点，(3)无选择标记27．复制区；IG区28．75％～105％29．螯合Mg2+离子，抑制核酸酶的活性30．中和DNA分子的负电荷，增加DNA分子间的凝聚力31．(1)合成探针；(2)合成cDNA；(3)用于PCR反应；(4)进行序列分析32．T—载体33．第二链合成时形成的发夹环•34．乙醇使DNA分子脱水35．(1)保持正确的可读框(2)能够使其转录的启动子(3)具有翻译的起始和终止信号36．接受外源DNA的生理状态37．(1)黏性末端连接；(2)平末端连接；(3)同聚物接尾连接；(4)接头连接法38．基因组DNA克隆；基因组DNA文库39．cDNA克隆；cDNA文库40．聚合酶链式反应(PCR)41．0︒C；42︒C42．(1)遗传学方法；(2)物理筛选法；(3)核酸杂交法；(4)表达产物分析法43．插入外源片段的种类较多，大小又极为相似的重组体的筛选44．基因组DNA；cDNA45．Klenow酶填补的方法；T4DNA聚合酶46．(1)用M13噬菌体载体合成单链DNA探针；(2)从mRNA反转录合成单链cDNA探针；(3)用不对称PCR合成单链DNA探针47．外源基因是否进行了转录48．两种不同的细胞群体能够表达不同的基因，即在一个群体中能够表达一些基因，而在另一个细胞群体中不能表达这些基因49．Northern印迹50．Southern印迹51．5’→3’合成酶；3’ →5’外切核酸酶52．(1)克隆的是完整的基因；(2)使用的是表达载体；(3)不含内含子53．(1)印迹的对象不同：Northern是RNA，Southern是DNA；(2)电泳条件不同，前者是变性条件，后者是非变性条件54．(1)抗体能够被吸附到固体支持物上；(2)同一个抗原可以同几种抗体结合；(3)抗体能够被标记二、选择题(单选或多选)1．因研究重组DNA技术而获得诺贝尔奖的科学家是( )(a)A．Kornberg (b)W．Gilbert (c)P．Berg (d)B．McClintock2．第一个作为重组DNA载体的质粒是( )(a)pBR322 (b)ColEl (c)pSCl01 (d)pUCl83．关于宿主控制的限制修饰现象的本质，下列描述中只有( )不太恰当。