生物学——基因工程
生物化学之基因工程
蛋白质工程
• 蛋白质工程，是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶 学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识通 过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰，改 造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。 蛋白质工程的研究内容： 1 利用已知的蛋白质一级结构的信息开发应用研究。 2 定量确定蛋白质结构-功能关系。这是目前蛋白质工程研究 的主体，它包括蛋白质三维结构模型的建立，酶催化的性 质、蛋白质折叠和稳定性研究等. 3 从混杂变异体库中筛选具有特定结构-功能关系的蛋白质。 4 根据已知结构-功能关系的蛋白质，用人工方法合成它及其 变异体.
三．基因工程克隆技术――人类对自然的干预 （一）遗传和变异是生物学的一对重要概念。 1.遗传赋予生物种的稳定，保证生物种的延绵不断 2. 变异赋予生物种的进化，保证生物种对环境的适应。 3. 遗传和变异这一对矛盾在一个生物体内统一起来。 4.在生物演变的历史长河中，自然发生的变异是相当相 当缓慢的。 5.随着生物科学的发展，尤其是基因工程技术的诞生， 人类开始干预生物的变异（福耶祸耶？无法定论） 6.经典的遗传学千百万年才能积累出现的有利的变异， 通过基因工程手段几十年乃至几年就可以实现。而 时至今日，几乎一发不可收拾。
基因工程与蛋白质工程
• 一．基因工程的概念 • （一）基因（gene） • 基因 从化学上来说，指的是一段DNA或RNA顺序， 该顺序可以产生或影响某种表型（genotype， phenotype），可以由于突变生成等位基因变异体（体细 胞父源和母源；正常和突变基因）；从遗传学上来说， 基因代表一个遗传单位，一个功能单位，一个突变单位。 • （二）基因工程（genetic engineering） • 基因工程 在体外通过人工剪、接，将不同来源的 DNA分子组成一个杂合DNA分子(DNA分子重组体)，然后 导入宿主细胞去复制扩增或表达。因为通过人工设计,得 到一定的设计方案，故称为基因工程。由于整个操作在 分子水平上进行，所以也称分子克隆。 • 基因工程的基本特点是，分子水平操作，细胞水平表 达。
生物基因工程知识点总结
生物基因工程知识点总结一、概述生物基因工程是指利用生物学、生物化学、分子生物学等多学科知识和技术手段对生物体的基因进行改造和调控的科学技术。
通过对基因的修饰、转移和表达，可以改变生物体的遗传特性，实现对生物体的功能和性状的改良。
生物基因工程在农业、医药、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
二、基因工程的主要技术1.重组DNA技术重组DNA技术是指利用DNA分子重组、剪接和合成等手段，将来自不同生物体的DNA片段进行组合，构建新的DNA分子。
重组DNA技术的核心是DNA的克隆，包括DNA片段的插入、DNA连接和DNA复制等步骤。
重组DNA技术为基因工程的实施提供了基础和工具。
2.基因克隆技术基因克隆技术是指通过重组DNA技术将目标基因从一个生物体中提取并扩增，然后将其插入到另一种生物体的染色体中，使目标基因在新的宿主中得到表达。
基因克隆技术可以用于基因的纯化、基因的表达以及基因功能的研究等方面。
3.基因转导技术基因转导技术是指将外源基因导入到目标细胞或生物体中的技术。
常用的基因转导技术包括病毒介导的基因转导、质粒介导的基因转导和基因枪介导的基因转导等。
基因转导技术可以用于将特定基因导入到细胞中，实现基因表达或基因敲除等目的。
4.基因编辑技术基因编辑技术是指通过直接修改生物体的基因组，实现对基因的精确编辑和修饰。
常用的基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统、TALEN 和ZFN等。
基因编辑技术可以实现基因的插入、删除、修改和替换等操作，用于研究基因功能和治疗基因相关疾病具有重要意义。
三、应用领域1.农业领域生物基因工程在农业领域的应用主要包括转基因作物的培育和农业生物技术的开发。
转基因作物通过引入抗虫、抗病、抗逆性等基因，提高作物的产量和品质，降低农药使用量，改善农业生产环境。
农业生物技术的开发包括农业生物育种、无性繁殖和抗病虫害等方面的技术创新。
2.医药领域生物基因工程在医药领域的应用主要包括基因药物的研发和基因诊断技术的应用。
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。
生物学知识点 基因工程
生物学知识点基因工程基因工程是生物学中的一个重要分支，它涉及到对基因的操作和改造，以达到改良生物体的目的。
本文将介绍基因工程的基本概念、技术方法以及应用领域。
一、基因工程的概念与原理基因工程是指通过对生物体的基因进行人为的操作和改造，以达到改良生物体的目的的一门学科。
其基本原理是利用现代分子生物学的技术手段，对生物体的基因进行剪接、克隆、转移等操作，从而实现对生物体特性的调控和改变。
基因工程的核心技术是基因重组技术，即将不同生物体的基因进行重组，形成新的基因组合，然后将其导入目标生物体中，使其表达出新的特性。
基因重组技术主要包括以下几个步骤：1. DNA提取：从生物体中提取出含有目标基因的DNA片段。
2. 基因剪接：利用限制酶将目标基因与载体DNA进行剪接，形成重组DNA。
3. 转化：将重组DNA导入到宿主细胞中，使其表达出目标基因。
4. 选择与筛选：通过选择性培养基或标记基因等方法，筛选出带有目标基因的转基因细胞或生物体。
5. 鉴定与分析：对转基因细胞或生物体进行鉴定和分析，确认其是否成功表达目标基因。
二、基因工程的应用领域1. 农业领域：基因工程在农业领域的应用十分广泛。
通过基因工程技术，可以改良农作物的抗病性、耐逆性和产量等性状，提高农作物的品质和产量。
例如，转基因水稻可以提高抗虫性和耐盐碱性，转基因玉米可以提高抗除草剂和杂草的能力。
2. 医学领域：基因工程在医学领域的应用主要包括基因治疗和基因诊断。
基因治疗是指利用基因工程技术，将正常的基因导入到患者体内，以治疗遗传性疾病或其他疾病。
基因诊断是指通过对患者的基因进行检测和分析，以确定患者是否携带某种疾病的遗传基因。
3. 环境保护领域：基因工程可以应用于环境污染治理和生物修复。
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，从而实现对环境污染物的清除和修复。
4. 工业领域：基因工程在工业领域的应用主要包括生物制药和生物能源。
生物学 什么是基因工程
生物学什么是基因工程？
基因工程是一种利用基因技术对生物体的遗传物质进行操作和改变的科学和技术领域。
它涉及到对基因的分离、合成、修饰和转移等操作，以实现对生物体的遗传特征和功能的改变和控制。
基因工程的主要目标是通过改变生物体的基因组，来实现对其性状和功能的精确控制。
这可以通过多种手段来实现，包括基因的克隆、基因的突变、基因的插入和基因的删除等。
基因工程可以用于改良农作物和畜牧业、生物制药、环境修复、疾病治疗等多个领域。
基因工程的基本步骤包括基因的克隆、构建重组DNA、转化和表达等。
首先，需要从目标生物体中分离出所需的基因，这可以通过PCR扩增、限制酶切和DNA测序等技术来实现。
然后，将克隆的基因与载体DNA进行连接，形成重组DNA。
接下来，将重组DNA转移到宿主细胞中，这可以通过细胞转化、病毒介导转染等方法来实现。
最后，基因在宿主细胞中被表达，从而实现对目标性状或功能的控制。
基因工程的应用非常广泛。
在农业领域，基因工程可以用于改良作物的抗病性、耐逆性和产量等性状，以提高农作物的品质和产量。
在畜牧业领域，基因工程可以用于改良家畜的生长性能、抗病性以及产品质量等。
在医学领域，基因工程可以用于生产重组蛋白药物、基因治疗和细胞治疗等。
此外，基因工程还可以用于环境修复、生物能源开发和基础研究等领域。
然而，基因工程也面临着一些道德、法律和安全等方面的问题和挑战。
例如，基因工程可能引发对生物多样性和生态系统的影响，可能引发基因污染和生物安全风险。
因此，在进行基因工程研究和应用时，需要遵守相关法律法规和伦理准则，并进行风险评估和管理。
专题10 生物工程 微专题2 基因工程
专题10 生物工程微专题2 基因工程(含PCR技术)1.基因工程的基本工具①基因工程中的载体与细胞膜上的载体不同。
②若用两种不同的限制酶同时切割目的基因和同时切割载体，则可使基因和载体定向连接，避免自身环化和反向连接，提高连接的有效性。
2.基因工程的四个操作步骤(1)目的基因的筛选与获取①目的基因主要是指编码蛋白质的基因。
②在已有mRNA前提下，可通过逆转录法获取目的基因。
③当基因较小且序列已知时，可采用化学合成法进行人工合成。
(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建①启动子、终止子a.启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)。
b.终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。
②目的基因插入位置：启动子与终止子之间。
③利用乳腺生物反应器生产药物时，应将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子连接到一起，再通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中。
(3)将目的基因导入受体细胞辨析农杆菌转化法中的“两个两次”①两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的TDNA的中间部位；第二次拼接指被插入目的基因的TDNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上。
②两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；第二次导入是指将含目的基因的TDNA导入受体细胞。
(4)目的基因的检测与鉴定3.PCR技术及应用(1)PCR技术原理与条件(2)PCR技术的过程可通过引物控制PCR扩增的基因片段，并在基因两侧引入限制酶识别序列。
4.蛋白质工程高考重点训练1.(2021·辽宁卷，4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是()A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端B.子链的合成过程不需要引物参与C.DNA每条链的5′端是羟基末端D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链答案A解析细胞内DNA复制时，子链延伸方向为5′→3′，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。
基因工程重点
绪论一、基因的概念：基因是具有生物学功能的、在染色体上占据一定位置的一段核苷酸序列，是分子遗传的功能单位。
二、基因工程的概念：基因工程是在分子水平上，提取（合成）不同生物的遗传物质，在体外切割，在和一定的载体拼接重组，然后把重组的DNA 分子引入细胞或生物体内，使这种外源DNA （基因）在受体细胞中进行复制与表达，按人们大的需要繁殖扩增基因或生产不同的产物或定向地创造生物的新性状，并能稳定地遗传给下一代。
三、基因工程诞生理论三大发现和技术的三大发明1、理论上的三大发现（1）20 世纪40年代发现了生物的遗传物质是DNA（2）20 世纪50年代提出了DNA 双螺旋结构（3）20 世纪60 年代确定了遗传信息的传递方式中心法则，提出了遗传信息流，即DNA>RNA>蛋白质，从而在分子水平上揭示了遗传现象。
2、技术上的三大发明（1）限制性核酸内切酶的发现（2）DNA 连接酶的发现，1967年，发现了DNA 连接酶，1970 年，发现了T4 噬菌体DNA 连接酶。
（3）基因工程载体的研究与应用，载体是特定的、具有自我复制能力的DNA 分子上。
在完成以上三大理论发现和三大技术发明后，基因工程诞生的条件已经成熟。
1973年Cohen和Boyer的基因重组实验，分别用EcoR I切割质粒pSC101和PSC102然后加入DNA连接酶进行连接后转化大肠杆菌，在四环素和卡那霉素双抗性的平板上检查重组情况，同时设计一些合理的对照实验。
这标志着基因工程正式诞生了。
四、基因工程的基本过程基因工程的基本过程（主要内容）：①带有目的基因的DNA 片段的分离或人工合成。
②限制性核酸内切酶分别将外源DNA 和载体切开。
③在体外，将带有目的基因的DNA片段连接到载体上，形成重组DNA分子。
④重组DNA 分子导入受体细胞（也称宿主细胞或寄主细胞）⑤带有重组DNA 分子的细胞培养，获得大量的细胞繁殖群体。
⑥筛选和鉴定转化细胞，获得外源基因高效稳定表达的细胞。
生物工程学中的基因工程技术
生物工程学中的基因工程技术生物工程学是一门涵盖多个领域的学科，其中包括基因工程技术。
所谓基因工程技术，就是通过切割、粘贴、合成等手段修改生物体的遗传信息。
这项技术可以用于研究基因的功能、制造人工生物、生产生物制品等多个领域。
基因工程技术的原理和方法基因工程技术的基础是DNA分子，DNA是生命的遗传物质，包含了决定生物特征和功能的基因序列。
基因工程技术的方法主要有4种：DNA分子修饰技术、蛋白质表达技术、基因敲除技术和基因突变技术。
- DNA分子修饰技术DNA分子修饰技术是通过切割、粘贴、合成等手段修改DNA分子的结构和信息。
其中，酶切技术是一种常用的DNA切割技术，可以把DNA切成不同大小的片段，这些片段可以用于构建重组DNA。
重组DNA是通过将两个或多个不同来源的DNA片段连接起来，形成新的DNA序列。
- 蛋白质表达技术蛋白质表达技术是将DNA序列转录成mRNA，再将mRNA翻译成蛋白质的过程。
在这个过程中，需要用到表达载体（如质粒），将目标基因插入载体的表达区域，使其在宿主细胞内表达。
这项技术可以用于生产蛋白质制品，如药物、酶等。
- 基因敲除技术基因敲除技术是通过导入人工合成的DNA序列，使其与目标基因发生同源重组，从而使目标基因失效。
这项技术可以用于研究基因功能，了解目标基因对生物体的重要性。
同时，还可以用于植物育种、治疾病等领域。
- 基因突变技术基因突变技术是在基因DNA序列中插入或删除特定的碱基或片段，从而改变目标基因的信息。
这项技术可以用于研究基因功能，如寻找可以治疗基因疾病的靶标基因等。
基因工程技术的应用基因工程技术的广泛应用，涉及多个学科领域。
以下是基因工程技术在不同领域的应用。
- 生物医学领域基因工程技术在生物医学领域的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1）基因诊断：利用基因工程技术分析人类DNA序列，检测基因突变，帮助医生对疾病作出早期诊断。
2）基因治疗：利用基因工程技术将正常基因导入患者体内，替代或修复受损基因，治疗某些遗传性疾病。
生物学基因工程的基础知识
生物学基因工程的基础知识在当今科技飞速发展的时代，生物学基因工程无疑是一颗璀璨的明星。
它不仅在医学、农业、工业等领域发挥着重要作用，还为我们探索生命的奥秘提供了强大的工具。
那么，什么是基因工程呢？让我们一起来揭开它神秘的面纱。
基因工程，简单来说，就是在分子水平上对基因进行操作的技术。
我们知道，基因是控制生物性状的基本遗传单位，它们就像一个个小小的指令中心，决定着生物体的各种特征，比如眼睛的颜色、身高、对疾病的抵抗力等等。
而基因工程的目的就是通过改变这些基因，来实现我们想要的生物性状。
要理解基因工程，首先得了解基因的结构和功能。
基因是由 DNA组成的，DNA 是一种双螺旋结构的大分子，就像一个长长的螺旋梯子。
梯子的“横杆”由碱基对组成，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基的排列顺序就构成了基因的密码，决定了基因所编码的蛋白质的结构和功能。
那么，如何对基因进行操作呢？这就需要一系列的工具和技术。
其中，最重要的工具之一就是限制酶。
限制酶就像是一把精准的剪刀，能够在特定的碱基序列处切割 DNA 分子。
通过选择不同的限制酶，我们可以将所需的基因片段从一个生物体的 DNA 中切割出来。
切割出来的基因片段还需要一个载体来运输，这个载体通常是质粒。
质粒是一种存在于细菌等微生物中的小型环状 DNA 分子。
我们将切割下来的基因片段连接到质粒上，就形成了重组质粒。
然后，将重组质粒导入到受体细胞中，比如细菌、植物细胞或动物细胞。
受体细胞接收到重组质粒后，就会按照新的基因指令来合成蛋白质，从而表现出我们期望的性状。
例如，在农业领域，我们可以将抗虫基因导入到农作物中，使农作物具有抗虫的特性，减少农药的使用，提高农产品的产量和质量。
基因工程在医学领域的应用更是令人瞩目。
比如，通过基因工程技术生产胰岛素。
以前，胰岛素只能从动物的胰腺中提取，产量低且成本高。
而现在，我们可以将人类胰岛素基因导入到细菌中，让细菌大量生产胰岛素，为糖尿病患者带来了福音。
请解释生物学中的基因工程技术。
基因工程技术是一种通过改变生物体内部的遗传物质（DNA）来改变生物体特征的技术。
这项技术的发展对医学、农业、环境保护等领域有着重大意义，同时也引发了伦理和道德层面的讨论。
基因工程技术主要包括以下几个方面：1. 基因克隆：基因克隆是通过将所需的基因从一个生物体中复制出来，并插入到另一个生物体中，从而使目标生物体具有被克隆基因所编码的特征。
这项技术对疾病基因的研究和治疗具有重要意义。
2. 基因编辑：基因编辑技术包括CRISPR/Cas9、TALEN等技术，它们可以精确地改变生物体内部的基因序列，从而实现对特定基因的修饰和编辑。
这项技术在治疗遗传性疾病、改良农作物品质等方面有着巨大潜力。
3. 转基因技术：转基因技术是指将外源基因转移到目标生物体中，使其表现出新的特征。
这项技术在农业领域被广泛应用，可以提高农作物的产量、抗虫抗病能力，同时也引发了对转基因食品安全性的争议。
基因工程技术的应用领域非常广泛，涉及医学、农业、环境保护等各个领域。
在医学领域，基因工程技术可以用于疾病的诊断、治疗和预防，对于一些遗传性疾病的治疗具有重要意义。
在农业领域，基因工程技术可以用于改良作物品质，提高农作物的产量和抗逆能力。
在环境保护领域，基因工程技术可以用于生物修复、污染物处理等环境保护工作。
然而，基因工程技术的发展也引发了一些伦理和道德方面的讨论。
转基因作物的种植和食用安全性引发了广泛争议，基因编辑技术可能带来的伦理问题也引起了人们的关注。
基因工程技术的滥用也可能带来一些不良后果，因此在推进基因工程技术的也需要谨慎思考其可能带来的风险和问题。
基因工程技术作为一项前沿技术，对医学、农业、环境保护等领域有着巨大的潜在应用价值。
然而，在推进这项技术的过程中，需要充分考虑其伦理、道德和风险问题，确保其应用能够真正造福人类和社会。
基因工程技术的发展对医学、农业、环境保护等领域都有着重大的影响。
在医学领域，基因工程技术被广泛应用于疾病的预防、治疗和诊断。
2021高考生物必背知识点总结——基因工程
基因工程一基因工程的概念及基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)①本质：蛋白质。
②来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
③作用：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。
④结果：产生黏性末端或平末端。
例：如下图所示，Eco RⅠ限制酶识别的碱基序列是—GAATTC—，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是—CCCGGG—，切割位点在C和G之间；说明限制酶具有特异性。
限制酶为何不切割自身DNA?提示限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的碱基序列，并在特定的位点上进行切割。
限制酶不切割自身DNA的原因是自身DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
(2)DNA连接酶①作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。
(3)载体①载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
②常用载体：质粒。
其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
③质粒a．概念：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
b．特点：能自我复制；有一个至多个限制酶切割位点；有特殊标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
二基因工程的基本操作程序1．目的基因的获取目的基因：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些具调控作用的因子。
获取方法⎩⎪⎨⎪⎧人工合成⎩⎪⎨⎪⎧利用PCR 技术扩增(1)从基因文库中获取①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，可分为基因组文库和部分基因文库(如cDNA 文库)。
cDNA 文库的构建某种生物的单链mRNA反逆↓转录酶 单链互补DNA ↓DNA 聚合酶 双链cDNA 片段 ↓与载体连接导入受体菌中储存 ↓cDNA 文库人工合成的两条DNA 片段(引物1，引物2)当温度上升到90～95_℃时，双链DNA 解旋为单链温度下降到55～60_℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合70～75 ℃时，Taq 酶从引物3′端开始进行互补链的合成DNA 聚合酶不能从头开始合成DNA ，而只能从3′端延伸DNA 链，即DNA 的合成方向总①前提条件：核苷酸序列已知，基因比较小。
高三生物学《基因工程》教案
高三生物学《基因工程》的教案一、教学目标1. 知识目标简述基因工程的基本原理。
说出基因工程的操作工具及作用。
概述基因工程的基本操作步骤。
2. 能力目标通过对基因工程操作步骤的分析，培养学生的逻辑思维能力。
通过小组讨论和案例分析，提高学生的合作学习能力和解决问题的能力。
3. 情感目标关注基因工程的发展，体会科学技术对人类生活的影响。
培养学生的创新意识和科学态度。
二、教学重难点1. 教学重点基因工程的基本原理和操作步骤。
基因工程的操作工具。
2. 教学难点基因工程中各种工具的作用及操作步骤的理解。
三、教学方法讲授法、讨论法、案例分析法、多媒体辅助教学法。
四、教学过程1. 导入新课通过展示一些基因工程的成果图片，如转基因抗虫棉、转基因大豆等，引出本节课的主题——基因工程。
提问学生对基因工程的了解，激发学生的学习兴趣。
2. 讲授新课基因工程的概念和基本原理讲解基因工程的定义，强调基因工程是在分子水平上进行的操作。
分析基因工程的基本原理，即基因重组。
通过实例说明基因工程是如何实现不同生物之间的基因转移和重组的。
基因工程的操作工具限制酶：介绍限制酶的来源、作用特点和作用结果。
通过图片和实例展示限制酶如何识别特定的核苷酸序列并切割DNA 分子。
DNA 连接酶：讲解DNA 连接酶的作用，即连接被限制酶切开的磷酸二酯键。
比较不同类型的DNA 连接酶的特点和用途。
运载体：介绍运载体的种类，如质粒、噬菌体和动植物病毒等。
分析运载体的作用，包括携带目的基因、在宿主细胞中复制和表达等。
基因工程的基本操作步骤目的基因的获取：讲解获取目的基因的方法，如从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增目的基因等。
分析各种方法的优缺点和适用范围。
基因表达载体的构建：强调基因表达载体的组成部分，包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
讲解构建基因表达载体的过程和目的。
将目的基因导入受体细胞：介绍将目的基因导入不同受体细胞的方法，如农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等。
高考常考基因工程知识点
高考常考基因工程知识点基因工程是生物学和生物技术中的一个重要分支，也是高考中常考的知识点之一。
它涉及到人类对遗传物质DNA的操作，以达到改变生物体特征的目的。
本文将以简明扼要的方式介绍高考中常被考察的基因工程知识点，包括基因工程的定义、重要技术、应用领域以及伦理道德问题等内容。
一、基因工程的定义基因工程是指通过技术手段对细胞或有性生殖生物的基因进行人工改造，以达到某种预期效果的技术。
核心方法是将目标基因从一个生物体转移到另一个生物体中，实现基因的增加、删除或修饰。
该技术的兴起给农业、医学和生物工程等领域带来了革命性的变革。
二、重要技术1. DNA重组技术：通过将不同来源的DNA片段进行切割和连接，可以合成新的DNA序列。
其中最重要的技术是限制性酶切和DNA连接酶。
2. DNA克隆技术：将目标基因插入到载体DNA中，并通过细菌进行复制和扩增。
常用的载体有质粒和噬菌体。
3. DNA测序技术：用于确定DNA序列的方法。
包括Sanger测序和新一代测序技术。
测序技术的发展极大地促进了基因工程的研究和应用。
三、应用领域1. 农业领域：基因工程在农业领域的应用主要包括转基因作物和转基因动物。
转基因作物常见的有抗虫、抗病作物。
转基因动物则可以用于提高农业生产效率和改良畜禽品种。
2. 医学领域：基因工程在医学领域的应用主要包括基因治疗、基因诊断和基因药物。
基因工程可以通过修复或替代有缺陷的基因来治疗遗传性疾病。
同时，基因工程也可以开发出用于基因诊断和基因靶向治疗的药物。
3. 生物工程领域：基因工程在生物工程领域的应用涉及到生物制药、酶工程和生物燃料等方面。
通过利用基因工程技术，可以制造出大量的蛋白质药物和高效酶催化剂，同时也可以利用微生物进行生物能源的制造。
四、伦理道德问题基因工程的发展也带来了一系列的伦理道德问题。
其中最常被讨论的问题包括食品安全问题、资源分配问题、基因隐私和克隆技术等。
对于这些问题，社会各界需要进行广泛而深入的讨论和研究，以寻找到既能促进科技发展又能保障人类福祉的平衡点。
高考生物专题复习《基因工程》含答案
高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA 连接酶3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。
(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①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。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。
3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。
2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
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。
高中生物选修三《基因工程》知识点归纳
高中生物选修三《基因工程》知识点归纳1. 遗传工程：狭义：基因工程广义：把一种生物的遗传物质移到另一种生物的细胞中。
2. 基因工程的核心是构建重组DNA分子。
3. 基因工程诞生的理论基础：DNA是生物遗传物质的发现，DNA双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。
4. 实施基因工程的条件：工具酶(限制性内切酶、连接酶、聚合酶) 目的基因：基因载体：要求：①能自我复制。
②含限制性内切酶位点。
③含筛选标记(一般为抗性基因)。
④能启动外源目的基因的转录、翻译。
⑤在细菌中，质粒有较高的拷贝数与稳定性。
受体细胞:微生物、动植物细胞(用氯化钙处理大肠杆菌可增加其细胞壁通透性，方便重组质粒进入。
)5. 基因工程的工具：①限制性核算内切酶可作为切割DNA分子的手术刀，使DNA重组成为可能②DNA连接酶具有缝合DNA的作用，可以将外源基因和载体DNA连接在一起。
③载体：最常见的载体为大肠杆菌质粒，质粒常含抗生素抗性基因。
(质粒是能自主复制的双链环状DNA，在细菌中独立于染色体存在的特殊遗传物质)。
除常用细菌和酵母的质粒外，改造和修饰后的噬菌体和病毒DNA均可作为基因载体。
向双子叶植物导入基因时，常用土壤农杆菌的Ti质粒。
6. 基因工程的基本操作步骤：目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA 导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞、目的基因的表达。
7. 获得目的基因的方法：若化学序列已知，则可用化学方法合成目的基因或用PCR扩增目的基因。
若序列未知，则应建立包含目的基因的基因文库后，从中寻找。
8. 转基因植物解决了传统育种中远缘亲本难以杂交的缺陷，并可以定向的改变植物的性状。
9. 基因工程在医药工业和医学领域的应用主要包括基因工程药物和基因治疗。
10. 基因工程药物有胰岛素，干扰素(病毒入侵细胞后产生的糖蛋白，有抗病毒，抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物)，乙型肝炎疫苗等。
11. 基因治疗是向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。
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其次要把目的基因“装”到载 体中去。“安装”的过程，需要 好几种工具酶，其中关键的酶叫
限制性内切酶。 此酶识别一定碱基序列，有的 还可切出“粘性”末端，使得目 的基因和载体的连接非常容易。
（5）转化/转染—表达—蛋白质分离
把构造好的重组 DNA 分子送进寄 主细胞，亦需要适当的技术方法。若受 体细胞是细菌，通常称转化；若受体细 胞是 动/植 物细胞，通常称转染。
“遗传因子/基因”的设想一经提
出，便推动人们去寻找，去探索 基因在哪里？ 基因是什么？
1、基因在染色体上
显微镜技术与染色技术的发展， 使人们注意到，细胞分裂时，尤其是 减数分裂中，染色体的行为和孟德尔 提出的等位基因的分离规律相当一致， 所以，确定基因在细胞核中，在染色 体上。
摩根实验室用果蝇为材料的工 作，确定了基因在染色体上的分 布规律。
遗传和变异是遗传学的重要内容
（本节见参考书第138-151页）
1、基因工程技术 基因工程是生物技术的核心部分。 基因工程的操作可以简述如下：
将外源基因（又称目的基因，是一 段 DNA 片断）组合到载体 DNA 分子 中去，再把它转到受体细胞（亦称寄 主细胞）中去，使外源基因在寄主细 胞中增值和表达，从而得到期望的由 这个外源基因所编码的蛋白质。
• 遗传因子可以区分为显性和隐性。 • 控制不同性状的遗传因子是各自
独立的。
（2）孟德尔提出了杂交、自交、回交 等一套科学有效的遗传研究方法，来 研究遗传因子的规律。孟德尔创立的 这套方法一直沿用到 1950s，才被分 子遗传学方法取代。 思考题
二、基因是一段 DNA 序列
（本节见参考书第107-113页 （2）DNA 片断混合物通过电泳分离。 （3）电泳后，通过印迹技术转到酯酰
纤维薄膜上，以便操作。 （4）用已知小片断DNA 作为探针，
互补结合需要找的基因片断。 （5）探针DNA 片断已用放射性元素
标记，使胶片感光后可看出。
印迹法的关键是“分子杂交”， 利用碱基配对的原则，用一段小的已 知的 DNA 片断去寻找（“钓”）大 的未知的基因片断。
重组 DNA 分子进入寄主细胞后， 其中的目的基因能否表达，表达效率 高低，还有很大差别。表达通常是指 目的基因编码的蛋白质合成。基因工 程的最后一步，是把所获得的蛋白质 分离纯化，得到蛋白质产品。
2、基因工程的应用
基因工程技术已经在医学、工业、 农业等各个领域得到了广泛的应用。 （1）在医学上的应用
基因工程被用于大量生产过去难 以得到或几乎不可能得到的蛋白质－ 肽类药物。
（2）用于提高奶酪产量 生产奶酪的凝乳酶传统上来自哺
乳小牛的胃。现在可以通过基因工 程办法，用酵母生产凝乳酶，大量 用于奶酪制造。
（3）转基因动物和植物 转基因动物首先在小鼠获得成功。
现在转基因动物技术已用于牛、羊， 使得从 牛/羊 奶中可以生产蛋白质药 物。称为“乳腺反应器”工程。
探针 DNA 片断从何而来？ 根据目的蛋白的氨基酸序列，只 要其中 N－端 15－20 个氨基酸序列， 按三联密码转为 40-60 核苷酸序列， 人工合成，即为探针 DNA 片断。
（2）目的基因的扩增
用上面的方法“钓”出的目的基 因，数量极少，所以，接下来必须经 过扩增，亦称为基因克隆。获得相当 数量的目的基因后，才能继续下一步 操作。
DNA 双螺旋模型说明 DNA 分子能 够充当遗传的物质基础。
按照双螺旋模型，在细胞分裂 时，DNA 的合成应是“半保留复 制”的模式。
4、DNA作为遗传物质的功能
（1）贮藏遗传信息的功能 （2）传递遗传信息的功能 （3）表达遗传信息的功能 由此，克里克提出中心法则, 确 定遗传信息由 DNA 通过 RNA 流向 蛋白质的普遍规律。
生物学——基因工程
生命最重要的本质之一是性状特 征自上代传至下代——遗传。
今天，从遗传学研究衍生出来的 基因工程技术，已构成生物技术的核 心，在实际应用中显示出极大的潜力。
一、孟德尔学说奠定了遗传学基础
（本节见参考书第101-107页）
在孟德尔以前，人们看到遗传 现象，猜想遗传是有规律的，甚至在 农牧业育种中实际运用了遗传规律， 但是，一直找不到研究遗传规律的恰 当方法。
（3）PCR —— 把寻找目的基因和 扩增目的基因两步操作并成一步。
PCR 法，又称多聚酶链式反应， 是近年来开发出来的基因工程新技术， 它的最大优点是把目的基因的寻找和 扩增，放在一个步骤里完成。
PCR 反应分三步完成： 第一步 —— 900C 高温下，使混合物 的DNA 片断因变性而成单链。 第二步 —— 50 0C 温度下，引物 DNA 结合在适于配对的DNA片断上。 第三步 —— 70 0C 温度下，由合成酶 （ DNA 高温聚合酶）催化，从引物 开始合成目的基因 DNA。
转基因植物亦已在大田中广为播 种。
（4）工程菌在环境工程中应用
美国 GE 公司构造成功具有巨大 烃类分解能力的工程菌，并获专利， 用于清除石油污染。
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当两对性状一起加以研究时,显性 和隐性的基本规律仍与上面相同,但要 加上一条, 控制不同性状的遗传因子, 在传代中各自独立,互不干扰,出现自由 组合现象。
4、孟德尔学说的重要意义
（1）孟德尔第一次明确提出遗传因 子的概念, 并且提出了遗传因子控制 遗传性状的若干规律：
大多数生物体通常由 一对遗传因 子（后来称为两个等位基因）控 制同一性状。这样的生物体称为 2n 个体。
2、遗传物质是 DNA
随着生物化学的发展，蛋白质、 核酸等生物大分子逐渐分离、纯化出 来。各方面的实验证据表明，基因的 化学本质不是蛋白质，而是 DNA。 格里菲斯的实验证明遗传物质可以转 化进入细菌，改变细菌特性。爱弗莱 的实验证实，进入细菌改变特性的遗 传物质是 DNA，而不是蛋白质。
3、华生和克里克提出 DNA 双螺旋模型。
PCR 的三个步骤为一次循环，约需 5－10 分钟。每经一次循环，所找到的 目的基因扩充一倍。经过 20 次循环， 即可扩增 106 倍，总共只需几个小时。
（4）构造重组 DNA 分子
首先要有载体。 载体有好几种，常用的有： 质粒－－环状双链小分子DNA，适于 做小片断基因的载体。 噬菌体DNA－－线状双链DNA，适于 做大片断基因的载体。
孟德尔（1822－1884）从 1856 年起开始豌豆试验。
孟德尔的基本方法是杂交。他挑 选了七对性状。
经过近 10 年的潜心研究，孟德尔 发表了他的研究报告。其内容可概括 两个定律。
1、孟德尔第一定律－－分离律
他用一对性状杂交，子一代全 为显性性状，子一代之间自交，子 二代为：
显性性状：隐性性状＝3：1
2、孟德尔第二定律－－自由组合律
他用两对性状杂交，子一代全 为显性性状，子一代之间杂交，子 二代出现四种性状，其数量比例为 9：3：3：1
3、孟德尔学说的要点
依据上面的试验结果，孟德尔认 为，每株豌豆植株中的每一对性状， 都是由一对遗传因子所控制的，遗传 因子有显性因子和隐性因子之分。
当一株植株中控制某一对性状的 一对遗传因子均为隐性因子时，该植 株才表现出隐性性状（如白花或绿色 豆粒）。其他情况下，包括一对遗传 因子均为显性，或一个显性一个隐性， 均表现出显性性状（如紫花或黄色豆 粒）。这一点在分离律实验中看的很 清楚。
所以，基因工程的操作包含以下步骤： • 获得目的基因 • 构造重组 DNA 分子 • 转化或转染 • 表达 • 蛋白质产物的分离纯化
（1）获得目的基因
到哪里去找目的基因？一般来说， 人的基因，要从人体的组织细胞中去 找；小鼠的基因要从小鼠的组织细胞 中去找。
从组织细胞中可个基因。 如何从中把需要的基因找出来？ 采取“钓”的办法。这个办法通常称 为印迹法。
5、基因理论中的许多复杂情况
以孟德尔学说为开端的遗传理论， 发展到以 DNA 分子结构为基础的分 子遗传学，使我们对遗传规律有了确 切的理解。
应该看到，实际上生命世界的遗 传现象远比上面谈到的要复杂得多。
一个基因一个性状？不一定。 例如肤色的控制至少有三个基因参 与。
基因决定性状，环境还起不起 作用？在基因型确定的基础上, 环 境常常会影响表型。