基因工程(根据汉水丑生老师思路)
基因工程知识点高考
基因工程知识点高考基因工程是一门涉及生物学、遗传学、生物技术等多个学科的交叉学科，它的出现给人类的生活带来了诸多变革和希望。
在高考中，基因工程是一个常见的考点，深入了解基因工程的知识点，对于高考生来说是必备的。
1.基因的结构和功能基因是生命的基本单位，它携带了生物个体遗传信息的核心。
在高考中，对基因的结构和功能的认识至关重要。
基因由DNA组成，通过编码规则决定了生物的遗传特征。
基因的功能包括指导生物体的生长发育、调控基因的表达和控制遗传信息传递等。
2.基因工程的基本原理基因工程是通过改变生物的遗传信息来实现特定目标的技术。
在高考中，理解基因工程的基本原理是必不可少的。
基因工程的基本原理包括四个步骤：1）获取目标基因；2）构建重组DNA；3）转化DNA到目标细胞中；4）表达和利用重组蛋白。
这些步骤的理解可以帮助考生理解基因工程的整个过程。
3.基因工程在农业领域的应用基因工程在农业领域的应用意义重大，它可以提高农作物的产量和品质，减少农业上的损失。
在高考中，对基因工程在农业领域的应用进行深入了解是必要的。
基因工程在农业上的应用主要包括抗虫、抗病、抗逆性等方面。
例如，通过转基因技术，可以将一些具有抗虫特性的基因导入到作物中，提高作物对虫害的抵抗能力，减少使用农药的量。
4.基因工程在医学领域的应用基因工程在医学领域的应用同样具有重大意义，它可以为人类的健康做出贡献。
在高考中，对基因工程在医学领域的应用有一定的了解是必需的。
基因工程在医学领域的应用主要包括基因诊断、基因治疗和基因药物研发等方面。
例如，通过基因诊断技术，可以准确地检测出一些遗传性疾病的基因突变，帮助医生进行有效的治疗。
5.基因工程的伦理问题在研究基因工程的过程中，不能忽视其中的伦理问题。
在高考中，对基因工程的伦理问题进行一定的讨论是必要的。
基因工程的伦理问题主要包括道德原则、社会责任和风险评估等方面。
例如，基因工程研究的过程中是否涉及到对生物的伤害，是否违背了道德原则等都是需要仔细思考的问题。
基因工程专业资料
基因工程专业资料基因工程是一门涉及基因操作和基因改造的学科，通过改变生物体的遗传信息，可以实现对生物体性状的调控和改善。
基因工程技术的应用范围广泛，涵盖农业、医学、环境保护等多个领域。
本文将介绍基因工程的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、基因工程的基本原理基因工程的基本原理是通过对DNA分子进行操作，改变生物体的遗传信息。
DNA是生物体遗传信息的携带者，由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、鳞氨酸）组成的序列决定了生物体的遗传特征。
基因工程的操作主要包括DNA的分离、剪切、连接和转移等步骤。
首先，通过特定的方法，可以将DNA从细胞中提取出来，得到纯净的DNA样本。
然后，利用限制性内切酶对DNA进行剪切，得到具有特定序列的DNA片段。
接下来，将目标DNA片段与载体DNA进行连接，形成重组DNA。
最后，将重组DNA导入宿主细胞中，使其表达目标基因。
二、基因工程的应用领域基因工程技术在农业、医学、环境保护等领域有着广泛的应用。
在农业领域，基因工程技术可以用于改良作物品质、提高产量和抗病虫害能力。
例如，通过转基因技术，可以将抗虫基因导入作物中，使其具有抗虫的能力，减少农药的使用量，降低环境污染。
此外，基因工程还可以用于改善作物的抗逆性，使其能够适应恶劣的环境条件，提高作物的产量和品质。
在医学领域，基因工程技术可以用于研发新药和治疗遗传性疾病。
通过基因工程技术，可以大规模合成蛋白质药物，如重组人胰岛素、重组人生长激素等。
此外，基因工程技术还可以用于基因治疗，通过修复或替代患者的异常基因，治疗遗传性疾病。
在环境保护领域，基因工程技术可以用于生物降解和生物修复。
通过基因工程技术，可以改造微生物，使其具有降解有机污染物的能力，用于处理工业废水和固体废弃物。
此外，基因工程技术还可以用于修复受污染的土壤和水体，恢复生态平衡。
三、基因工程的未来发展方向随着基因工程技术的不断发展，未来的研究方向主要包括以下几个方面：1. 基因编辑技术的突破：目前，CRISPR-Cas9是最常用的基因编辑技术，但其存在一定的局限性。
基因工程概念辨析
基因工程概念辨析浙江省奉化中学任布君（315500）一、基因工程基因工程又叫做基因拼接技巧或DNA重组技巧，这种技巧是在生物体外，经由过程对DNA分子人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改革和从新组合，然后导入受体细胞内进行无性滋长，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所须要的基因产品，或者让它获得新的遗传性状。
二、限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶简称限制酶。
它重要存在于微生物中，一种限制酶只能辨认一种特定的核苷酸序列，同时能在特定切点上切割DNA分子。
限制性核酸内切酶有两种不合的切割方法：一种是切割地位是平齐的，即在辨认序列内同一地位上的核苷酸处进行切割，产生的DNA片段不带粘性末尾而是没有单链凸起的平齐末尾，如：一种限制酶的辨认序列为AGTACT，其酶切点在AT之间（见下图）。
另一种是切割地位是交错的。
切割地位是交错的切割方法能够形成两个粘性末尾。
例如，从大年夜肠杆菌中发明的一种限制性核酸内切酶只能辨认GAA TTC序列，并在G和A之间将这段序列切开（见下图）。
限制性核酸内切酶能够把DNA分子切割成不合的片段，如许就能够获得我们所须要的目标基因了，并使得DNA重构成为可能。
三、DNA连接酶DNA连接酶催化DNA中相邻的5′磷酸基与3′羟基间形成磷酸二酯键，使DNA瘦语封合，连接DNA片段。
即它能够将限制性核酸内切酶切割下来的基因（DNA片段）与别的被切割开的DNA分子（如载体）连接到一路，形成重组DNA分子（见下图）。
四、基因工程载体将外源基因导入受体细胞，须要有运输对象，这确实是基因工程载体。
作为基因工程的载体必须具备以下几个前提感化：能在宿主细胞内复制并稳固地储存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行选择。
常用的基因载体有质粒、噬菌体和动植物病毒。
五、质粒质粒是基因工程最常用的运载体，它存在于专门多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞内能够或许自立复制的专门小的环状DNA分子，最常用的质粒是大年夜肠杆菌的质粒。
初中生物基因工程知识点梳理
初中生物基因工程知识点梳理基因工程是一门探索如何利用和改变生物基因的科学，它在生物学领域中扮演着重要的角色。
初中生物课程中，常常会介绍基因工程的基本概念和应用。
本文将对初中生物基因工程的知识点进行梳理。
首先，我们需要了解基因是什么。
基因是存在于细胞中的遗传物质，它决定了一个生物的遗传特征。
基因由DNA分子编码，并可以通过基因的突变或改变来改变生物的性质。
当我们谈论基因工程时，我们通常想要改变生物体中的特定基因，以达到某种目标。
基因工程的主要技术包括基因克隆、基因编辑和基因转移。
基因克隆是指将特定基因从一个生物体中分离出来，然后通过技术手段插入到另一个生物体中。
这种技术可以用来制造转基因生物，也可以用来制造重组蛋白。
基因编辑是一种通过直接修改生物体基因来改变其性状的技术。
CRISPR-Cas9是当前常用的基因编辑技术，它可以定点修改生物体基因序列，实现精确的基因改变。
基因转移是一种将特定基因从一个生物体转移到另一个生物体的技术。
这种技术常用于将具有特定功能的基因导入到目标生物体中，以增加其某种特定性状。
那么基因工程有哪些实际应用呢？最常见的应用之一就是农业领域的转基因作物。
通过基因工程技术，科学家可以使植物具备抗虫、耐旱和耐草药等特性，从而提高作物产量和抗逆性。
基因工程还有一些医学应用，比如基因治疗。
基因治疗通过修改患者的基因来治疗一些遗传性疾病。
此外，基因工程也可以用于生产药物，比如利用基因工程技术大规模生产胰岛素、生长激素等治疗性蛋白。
除了农业和医学领域，基因工程还可以应用于环境保护和工业生产。
比如，通过基因工程可以制造出具有高度分解能力的微生物，以加速污染物的降解过程；同时，基因工程也可以用于改良工业生产中的微生物或酶，提高生产效率和产品质量。
然而，值得注意的是基因工程也面临一些伦理和安全问题。
转基因食品引发的食品安全问题和基因编辑可能导致的不可预测性后果是公众关注的焦点。
因此，在进行基因工程研究和应用时，必须进行充分的安全性评估和伦理慎重考虑。
高二生物基因工程知识点
高二生物基因工程知识点1. 什么是基因工程？基因工程是通过改变生物体的遗传物质（DNA）来实现人为控制生物性状的技术。
它利用分子生物学、细胞生物学和遗传学的原理与方法，对生物体的基因组进行修改或重组，以达到获取特定性状或改良生物品质的目的。
2. 基因工程的原理基因工程主要包括以下几个重要步骤：2.1 DNA的剪切与粘接基因工程的一项关键技术是将DNA分子切割成特定的片段，并将其与其他DNA片段连接在一起。
这个过程需要使用一种叫做限制酶的酶类，它可以将DNA 分子剪切成特定的序列。
然后，使用DNA连接酶将被剪切的DNA片段连接到其他DNA分子上。
2.2 DNA的克隆与扩增DNA的克隆是指通过将DNA片段插入一个载体（如质粒）中，使得DNA片段能够在细胞中复制自我，并且得以扩增。
这样，我们可以获得大量的特定DNA片段。
2.3 基因转导基因转导是指将已经进行修改或重组的DNA片段导入到接收细胞中，使其在细胞内产生一定的影响或表达特定的性状。
常用的方法包括化学法、电转法、冷冻转化法等。
3. 基因工程的应用基因工程在许多领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：3.1 农业领域基因工程在农业领域的应用主要集中在提高农作物产量、耐病虫害能力和改良农作物品质等方面。
例如，通过将抗虫基因导入作物中，可以使农作物具有抗虫能力，减少农药的使用量。
3.2 医学领域在医学领域，基因工程被用于治疗遗传性疾病、癌症等疾病。
例如，通过基因工程技术可以制备重组蛋白，用于治疗缺失某些蛋白质的疾病，如血友病。
3.3 环境保护领域基因工程还可以应用于环境保护领域，用于生物修复和污染物清除等方面。
例如，通过改良微生物的代谢途径，可以使其在环境中降解有害物质，达到环境修复的目的。
3.4 工业领域基因工程在工业领域也有着广泛的应用，例如，通过基因工程技术可以改良微生物的代谢途径，使其能够产生有用的化学物质，如药品、化妆品等。
4. 基因工程的伦理和风险基因工程技术的发展给人类带来了诸多益处，但同时也带来了一些伦理和风险问题。
高中生物基因工程微课教案
高中生物基因工程微课教案
教学内容：基因工程
教学目标：了解基因工程的定义、相关技术和应用，并能够分析基因工程的利与弊。
教学重点：基因工程的定义、相关技术和应用
教学难点：基因工程的伦理道德问题及风险
教学时间：约15分钟
一、引言（5分钟）
1. 引入基因工程的定义：基因工程是一种通过人为调控生物体遗传物质的方法，以改变其
性状或功能的技术手段。
2. 介绍基因工程的历史：基因工程在20世纪70年代开始兴起，经过数十年的发展已经
成为现代生物科技领域的重要组成部分。
二、基因工程的相关技术（5分钟）
1. 基因克隆技术：包括DNA切割、DNA连接、DNA复制等步骤，可用于将外源基因导入
宿主细胞中。
2. 基因编辑技术：如CRISPR-Cas9系统，能够精确编辑生物体基因组，有效实现基因修饰。
三、基因工程的应用（5分钟）
1. 医学领域：基因工程可用于生产重组蛋白药物、基因疾病诊断与治疗等。
2. 农业领域：基因工程可用于培育抗病虫、耐逆境的转基因作物。
四、基因工程的伦理道德及风险（5分钟）
1. 伦理道德问题：基因工程涉及到生命的改变，需要慎重考虑道德伦理问题。
2. 风险：基因工程可能会带来不可预见的风险，需要谨慎应用。
五、总结（5分钟）
1. 总结基因工程的定义、相关技术和应用。
2. 提醒学生要注意基因工程的伦理道德问题及风险。
期望效果：通过本课的学习，学生能够初步了解基因工程的定义、相关技术和应用，以及
基因工程面临的伦理道德问题及风险，培养学生对生物技术的科学素养和批判思维。
第一讲 基因工程
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(1) 为 实 现 HBsAg 基 因 和 pPIC9K 质 粒 重 组 ， 应 该 选 择 ____________________切割质粒，并在 HBsAg 基因两侧的 A 和 B 位置接上______________________________，这样设计的 优点是________________________________________。
DNA(水解)酶 磷酸二酯键
DNA
将 DNA 片段水解为单 个脱氧核苷酸
解旋酶
碱基对之间的 氢键
DNA
将双链 DNA 分子局部 解旋为单链，形成两条 长链
RNA 聚合酶
磷酸二酯键
核糖核 将单个核糖核苷酸依 苷酸 次连接到单链末端
2．限制酶的特点与使用
返回
(1)限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序
能自我复制 ③条件有一个至多个限制酶切割位点
有特殊的标记基因。
【基础小题】
返回
1．判断正误
(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别 6 个核苷
酸序列
(×)
(2)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因(×)
(3)限制酶只能用于切割目的基因
(×)
(4)DNA 连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来
细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，正
确的是
()
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A．获取基因 a 的限制酶的作用部位是图中的① B．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶、质粒 C．连接基因 a 与运载体的 DNA 连接酶的作用部位是图中的② D．一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列，并在特定
的切点上切割 DNA 分子 解析：获取基因 a 的限制酶其作用部位是图中的①磷酸二酯键， A 正确；基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶，质粒 是基因工程常用的运载体，不是工具酶，B 错误；连接基因 a 与 运载体的 DNA 连接酶其作用部位是图中的①磷酸二酯键，C 错 误；一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核糖核苷酸序列，并在 特定的切点上切割 DNA 分子，D 错误。 答案：A
基因工程知识点 超全精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版基因工程一、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”——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：（6）切割后末端的种类：DNA分子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。
当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而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。
2．“分子缝合针”——DNA 连接酶（1）作用：将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。
（2）类型相同点：都连接磷酸二酯键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具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA 片段插入。
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，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制种类 E ·coli DNA 连接酶 T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌 T 4噬菌体 功能特性只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来 缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低能力的双链环状DNA分子。
(3)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
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，作为现代生物技术的核心领域之一，在高中生物课程中占据着重要的地位。
它不仅具有深刻的理论意义，还在农业、医药等众多领域有着广泛的实际应用。
下面我们就来详细梳理一下高中生物中基因工程的相关知识点。
一、基因工程的概念基因工程，又叫基因拼接技术或 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、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。
它具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。
2、 DNA 连接酶DNA 连接酶的作用是将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来，形成磷酸二酯键。
3、运载体常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
运载体需要具备的条件有：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入；具有标记基因，便于筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以用人工的方法合成。
常用的方法有：从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目的基因、通过化学方法人工合成。
2、基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。
基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA；终止子是转录终止的信号；标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入植物细胞常用的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；导入动物细胞常用的方法是显微注射法；导入微生物细胞常用感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定检测目的基因是否导入受体细胞可以采用 DNA 分子杂交技术；检测目的基因是否转录出 mRNA 可以采用分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质可以采用抗原抗体杂交技术；还可以进行个体生物学水平的鉴定，比如抗虫或抗病的接种实验。
基因工程的基本内容
基于细胞治疗和软骨、心脏和其他器官的再生方法进行研究，有望缓解或治愈某些难治性疾 病和病症，如糖尿病和帕金森病。
基因工程在农业领域的应用
转基因玉米和其他灌溉作物 调节果树、灌木和花卉
提高农作物的产量。
帮助生长技巧和降低某些病害。
水产养殖
帮助增加渔业产量和提高食品品 质。
基因工程的伦理和法律考虑
虽然基因编辑技术在某些情况下很有用，但其他人不同意因为纵容人类做出不道德的决定，而改变生命体的基 因。因此，需要制订法律和伦理规範，确保基因工程的使用得到监管。 相关国际机构已经进行了许多的咨询、讨论和建议，以调节基因研究、生育技术、基因流动和伦理问题等方面。
基因工程的风险与挑战
风险
• 可能增加突变和新病害的风险。 • 导致环境释放的有毒化学物质等带来风险。 • 可能导致技术上的漏洞，暴露弊端。
挑战
• 提高生物的耐受性和能力，减小农业之类的 费用。
• 使北极地区和生态环境得到改变，以更好地 预测地球变化。
• 与药治和疾病有关的方面的治疗方法发生改变。
基因工程的未来发展趋势
科学家正面对未来发展趋势，以更好地利用基因组学和基因编辑技术，通过 调节作物能力、动物品种和人类健康等内容，创造一个更美好的世界——知 识经济的创新升级和后工业革命的胜利。
基因克隆技术
利用PCR(聚合酶链反应)复制基因，并将复制后 的基因用于人工细胞中。
基因编辑技术
利用CRISPR/Cas9系统，对个别基因进行精确编 辑操作，达到修复性、治疗性的目的。
基因工程在医学领域的应用
1
基因检测
帮助人们检测患病风险，更好地预测以及治疗传染性疾病、癌症等。
2
基因治疗
利用基因编辑技术、载体等工具来进行特定的基因治疗，治疗疾病。
初中生物基因工程知识归纳
初中生物基因工程知识归纳在初中生物学的学习中，基因工程是一个重要的主题。
基因工程是一种将基因从一个生物体移植到另一个生物体中的技术，可以用来改变生物体的遗传特征。
下面是对初中生物基因工程知识的归纳。
一、基因工程的基本概念基因工程是一种通过人为手段修改生物体的基因组的技术，包括基因的克隆、检测和转移等操作。
通过基因工程，可以切割和重组DNA，使得具有特定功能的基因可以被插入到其他生物体的基因组中。
二、基因工程的步骤1.基因的克隆：通过PCR（聚合酶链反应）技术，将要克隆的DNA片段扩增成大量的拷贝。
然后，将这些DNA片段连接到载体DNA上，形成重组DNA分子。
2.重组DNA的转移：通过转化、转染或电击等方法将重组DNA引入受体细胞中，并使其表达所需的基因。
3.基因的表达：经过转化的细胞，通过基因的翻译和转录，可以产生所需的蛋白质或其他基因产物。
三、基因工程的应用领域1.医学领域：基因工程在医学上的应用被称为基因治疗。
通过将正常基因引入患有遗传疾病的患者体内，可以纠正其异常基因，从而治疗疾病。
2.农业领域：基因工程在农业上的应用被称为转基因技术。
通过插入具有抗虫、耐旱或增加产量等特性的基因，可以改良农作物，使其更具抗逆性和产量增加。
3.环境保护领域：基因工程可以应用于污染物的降解和生物修复，在环境保护中发挥重要作用。
四、基因工程的风险与伦理问题尽管基因工程在医学和农业领域有着巨大的潜力，但同时也带来了一些风险和伦理问题。
一方面，基因工程可能导致新的遗传疾病的出现，或者产生不可预测的副作用。
另一方面，基因工程可能引发道德和伦理问题，例如人类克隆和基因改良婴儿等。
五、基因工程的发展前景基因工程的技术和应用正在不断发展，为人类社会带来巨大的变革。
随着基因测序和基因编辑技术的突破，基因工程有望实现个性化治疗、精准农业和环境修复等目标。
然而，基因工程的应用和发展也需要谨慎，必须在科学、技术和伦理方面进行充分的讨论和监管。
初中生物知识与概念之基因工程简介
初中生物知识与概念之基因工程简介一、什么是基因工程1.1 基因工程的定义基因工程，又称基因重组技术或DNA重组技术，是指通过体外DNA重组和转基因技术，将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体DNA连接后转入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。
1.2 基因工程的基本原理基因工程的基本原理是，在分子水平上对DNA进行体外操作，把不同生物的基因进行分离和重组，然后转移到其他生物的细胞内，以改变其遗传特性。
二、基因工程的应用2.1 农业生产基因工程在农业生产中有广泛应用，如抗虫棉、抗病水稻等作物的培育，以及转基因动物如转基因猪、转基因牛等的生产。
这些应用提高了农作物的产量和品质，降低了农业生产成本，并有助于解决粮食和饲料短缺问题。
2.2 医学领域在医学领域，基因工程可用于生产药物、疫苗和诊断试剂等。
例如，利用基因工程技术生产的胰岛素、生长激素等生物药物，已广泛应用于糖尿病、侏儒症等疾病的治疗。
此外，基因工程还可用于研究疾病的发病机理，为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。
2.3 环境保护基因工程在环境保护领域也具有重要作用。
例如，利用基因工程技术培育的微生物可用于处理污水和垃圾，减少环境污染。
此外，基因工程还可用于研究生态系统的平衡和生物多样性保护等问题。
三、基因工程的风险与挑战3.1 生物安全问题基因工程可能引发生物安全问题。
例如，转基因生物可能对环境中的其他生物造成潜在威胁，导致生态平衡失衡。
此外，转基因食品的安全性也备受关注，其对人体健康的影响尚未完全明确。
3.2 伦理道德问题基因工程还涉及伦理道德问题。
例如，人类基因的编辑和改造可能引发对人类尊严和生命价值的争议。
此外，基因工程技术的滥用也可能导致不公平的社会现象和道德风险。
3.3 技术挑战与限制基因工程技术本身也存在一定的挑战和限制。
例如，基因转移和表达的效率、目的基因的稳定性和安全性等问题仍需进一步研究和改进。
此外，基因工程技术的成本也较高，限制了其在更广泛领域的应用。
2基因工程的基本操作程序(汉水丑生课件)
汉水丑生微信公众号 专注于生物教学和高考
包括
限制酶 酶切
逆转录
导入受体菌中保存
③PCR技术扩增目的基因 PCR的全称是__聚__合__酶__链__式__反__应___，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。细
第2节 基因工程的基本操作程序
侯伟（汉水丑生）
汉水丑生微信公众号 专注于生物教学和高考
二、基因表达载体的构建 从cDNA中获取的目的基因不含___启__动__子___和___终__止__子___，所以无法正常转录；也不含复
制 原 点 ， 所 以 无 法 __复__制__ 。 因 此 把 目 的 基 因 导 入 受 体 细 胞 之 前 ， 必 须 为 目 的 基 因 构 建 __表__达__载__体____，这是基因工程的__核__心__。其目的是使目的基因在受体细胞中___稳__定__存__在___，并且 可以遗传给下一代，同时使目的基因能够__表__达____和__发__挥__作__用__。因此，一个基因表达载体的组 成，除了目的基因外，还必须有___启__动__子___、___终__止__子___以及__标__记__基__因____等。
原核基因的编码区是连续的。真核基因的编码区是间隔的，不连续的。能够编 码蛋白质的__外__显__子___被不能编码蛋白质的_内__含__子___分割开，成为一种断裂的形式。 转录的时候，外显子和内含子都转录，但是__内__含__子__转录的部分会被剪切掉。基因组细胞基因组 DNA
从细胞中提取DNA
三、将目的基因（重组质粒）导入受体细胞 _转__化___：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达
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95℃
模板DNA
PCR的基本原理
DNA引物
• PCR反应条件 • PCR过程 50℃ • PCR的特点
引物1
引物2
PCR的基本原理
Taq酶
DNA引物
• PCR反应条件 • PCR过程 72℃ • PCR的特点
引物1
引物2 Taq酶
PCR的基本原理
第1轮结束 第2轮开始
• PCR反应条件 72℃ • PCR过程 • PCR的特点
PCR的基本原理
Taq
• PCR反应条件 95℃ Taq • PCR过程 • PCR的特点
50℃
Taq
72℃
Taq
PCR的基本原理
第2轮结束
• PCR反应条件 72℃ • PCR过程 • PCR的特点
过程： 高温变性、低温退火、适温延伸三步曲
a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板 氢键 断裂，形成___________ 单链DNA 在热作用下，_____ b、退火（复性55℃-65℃）：系统温度降低，引 双链 。 物与DNA模板结合，形成局部________ c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从 引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补 DNA链 。 的________ 1个DNA分子进行PCR扩增,循环4次，理论上至 少需要几个引物？
两个脱氧核 苷酸之间的 磷酸二酯键.
磷酸二酯键
磷酸二酯键
基因工程的基本操作程序
• • • • （1）目的基因的获取 （2）基因表达载体的构建 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
1、目的基因： 主要指的是编码蛋白质的结构基因，也可以 是一些具有调控作增目的基因； （3）通过DNA合成仪用化学方法直接合成
膀胱生物反应器
目的基因在膀胱上皮细胞中特异性表达
（四）用转基因动物作器官移植的供体 利用基因工程对猪的器官进行改造
方法：将器官供体基因组导入某种调 节因子，以抑制抗原决定基因的表达 或设法除去抗原决定基因，再结合克 隆技术，培育出没有免疫排斥反应的 转基因克隆猪器官
三、基因工程药品异军突起
工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到 高效率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， 每个受体cDNA小 无 无基因组
大 有 有
基因多少
物种间基因交流
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
可以
部分基因可以
（二）利用PCR技术扩增目的基因 PCR——多聚酶链式反应
是一项生物体外复制特定DNA片 段的核酸合成技术。通过此技术，可 获取大量的目的基因。
基因工程
基因工程：
又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通 俗的说，就是按照人们的意愿，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。
基因工程：
又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通 俗的说，就是按照人们的意愿，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。
思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器 的操作过程是怎样的？
①获取目的基因（例如血清白蛋白基因） ②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加 特异表达的启动子） ③显微注射导入哺乳动物受精卵中 ④形成胚胎 ⑤将胚胎移植入母体动物 ⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体 的乳腺细胞中，转入的基因才能特异表达）。
（二）用于改善畜产品的品质
举例说明
将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因牛 分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。
（三）用转基因的动物生产药物
设问:就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？
乳腺生物反应器
将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等 调控组件重组在一起，通过显微注射等方法， 导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母 体，使其发育成转基因动物。转基因动物进 入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要 的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反 应器。
蛋白质工程与基因工程的异同 比较项目 蛋白质 蛋白质工程
合成自然界不 存在的蛋白质 改造基因
基因工程
天然存在 的蛋白质 基因重组
实质
应用现状 对现有蛋白质进行
改造，对创造新的 已被广泛应用 蛋白质还未成功
相同点
都要改造基因，都属于分子水平
（3）其它抗逆转基因植物
①抗盐碱、干旱的基因：调节细胞渗透压的基因 ②抗冻蛋白基因 ③抗除草剂基因
2、改良农作物的品质
富含赖氨酸的转基因 玉米
导入与植物花青素代谢有关的基因的矮牵牛
3、利用植物生产药物
二、动物基因工程前景广阔
——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等
（一）用于提高动物生长速度
导入外源生长激素基因
将目的基因导入 ——显微注射法 动物细胞 将目的基因导入 2+处理法 —— Ca 微生物细胞
农杆菌转化法
①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，
对大多数单子叶植物没有感染能力。
②原理：Ti质粒上的T---DNA可以转移到受体细胞， 并整合到受体细胞染色体的DNA上。
基因枪法：目的基因导入单子叶植物细胞
花粉管通道法：将目的基因导入植物细胞
2、将目的基因导入动物细胞 方法：显微注射法 目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵） 显微注射 转基因受精卵 转基因 动物
3、将目的基因导入微生物细胞 ①微生物作受体细胞原因： 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少
②常用菌：大肠杆菌
③常用法：Ca2+处理获得感受态细胞
基因诊断
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。 当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针， 与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配 对成双链，则表明被测基因中含有已知的基 因序列。
五、基因芯片
----DNA探针阵列
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就 可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与 DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。 通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的 DNA信息。
e、复制原点
表达载体
启动子：位于基因的首端的一段 特殊的DNA片断，它是RNA聚合 酶识别和结合的部位，有了它才 能驱动基因转录出mRNA，最终 获得蛋白质 终止子：位于基因的尾端的一段 特殊的DNA片断，能终止mRNA的 转录 标记基因的作用是为了鉴别受体 细胞中是否含有目的基因，从而 将有目的基因的细胞筛选出来
（24-1）×2=30
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术 DNA复制
碱基互补配对 相 原理 四种脱氧核苷酸 同 原料 点 条件 模板、能量、酶 DNA在高温下 解旋 解旋酶催化 变性解旋 不 方式 体外复制 主要在细胞核内 同 场所 点 热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶 酶
结果大量的DNA片段cDNA小基因组大
基因多少
物种间基因交流
某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
真核细胞的基因结构
非编码区 编码区 非编码区
启动子
与RNA聚合酶 结合位点
终止子
外显子
内含子
外显子： 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 内含子：不能够编码蛋白质的序列叫做内含子基因组和部分基因的比较类型
过程:
用一定的_________ 限制酶 切割 质粒，使其出现一个切 黏性末端 口，露出____________ 。 同一种限制酶 切断目 用_____________ 的基因，使其产生_____ 相同的黏性末端 ____________。 切口 处， 将切下的目的基因片段插入质粒的______ DNA连接酶 ，形成了一个重组 再加入适量___________ DNA分子（重组质粒）
基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、 平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新 技术。
蛋白质工程
目标：
根据人们对蛋白质功能的特定需求， 对蛋白质的结构进行分子设计。
DNA合成 基因 DNA 转录 mRNA 翻译
分子 设计
氨基酸序 列多肽链
折叠
蛋白质 三维结构
蛋白质工程流程图
生物 预期 功能 功能
方法—— 分子杂交技术
1、鉴定——分子水平的鉴定
（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法——抗原-抗体杂交
Bt毒素蛋白
抗体
苏云金杆菌
组 织 培 养
脱 分 化
将Bt毒蛋白注 射小鼠体内
从小鼠血管抽出 血液分离出抗 Bt 杂交带
2、鉴定——个体水平的鉴定
抗虫、抗病接种实验，活性比较实验
例：用棉铃饲喂棉 铃虫，如虫吃后不出现 中毒症状，说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。
三、基因工程的应用
（一）植物基因工程技术的应用
1、提高农作物的抗逆能力
（1）抗虫转基因植物
（2）抗病转基因植物
抗病转基因植物所用的基因： ①常用：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 ②抗真菌转基因植物中有：几丁质酶基因和抗毒素 合成基因
不一定，需要检测
四、目的基因的检测与鉴定
青霉素抗性基因 四环素抗性基因
大肠杆菌
1、鉴定——分子水平的鉴定 （1）检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了 目的基因 方法—— DNA分子杂交技术
DNA分子杂交技术
DNA分子杂交技术
1、鉴定——分子水平的鉴定 （2）检测目的基因是否转录出了mRNA
四、基因治疗曙光初照
把正常基因导入病人体内，使该基因的表达 产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治 疗遗传病的最有效的手段。 （把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中， 从而达到治疗疾病的目的）