基因工程发展过程
基因工程药物概述
• 骨成型蛋白2（BMP-2）：促进骨质形成，治疗脊骨退行 性融合。
• 角化细胞生长因子-1（KGF-1）：促进上皮细胞移行及再 生，用于治疗化疗引起的重度口腔黏膜炎。
• 胰岛素样生长因子-1（IGF-1）：儿童IGF缺乏性生长不 良
联物上市（用于霍奇金淋巴瘤的治疗）
第二节、基因工程药 物的种类及应用现状
参考文献： ①美国食品药物管理局网站： Drags@FDA： ②中国国家食品药品监督管理局（SFDA）网站 ③胡显文在“基因工程药物与抗体药物研发与质量控制关键技术 研讨会”上的报告。
一、基因工程药物的种类
• 基因重组多肽及蛋白药物 • 核酸类重组药物 • 重组活载体药物
长因子） ：创伤、烧伤、眼科疾病等。
（四）我国CFDA2013年9月登记的进口重组 细胞因子类药物
• rhIFN α2a注射液：罗荛愫，Roferon-A：瑞士。 • PEG化rhIFN α-2a注射液：派罗欣，Pegasys，瑞士。 • PEG化rhIFN α-2b注射剂：佩乐能，Peg-Intron，新加
1、抗原结合位点：位于N段可变区。 2、补体结合位点： 位于IgG分子Fc段的CH2，可与补体结合。 3、Fc受体结合位点：位于IgG分子Fc段的CH3，可与IgG的
FcR结合。 4、母体胎盘结合位点：位于IgG分子Fc段的CH2，可与母体胎
盘滋养层细胞上的受体结合，介导IgG从母体一侧穿过胎 盘到达胎儿。
外源治疗性可溶性受体可与相应的膜受体竞争配体 而起到抑制作用，借此发挥治疗作用。
亚单位疫苗
• 用病原体上能够诱发保护性反应的蛋白 （而非完整病原体）生产的疫苗。
基因工程的发展演变及其特点
基因工程的发展演变及其特点基因工程是一门利用DNA技术改变生物基因组的科学和技术。
它的发展演变可以追溯到20世纪初，随着科学技术的不断突破和发展，基因工程的应用范围也越来越广泛，带来了许多革命性的改变。
本文将介绍基因工程的发展演变及其特点。
基因工程的发展可以分为三个阶段：早期的分子生物学研究，中期的基因克隆和基因表达研究，以及现代基因组学和基因编辑技术的发展。
早期的基因工程起源于20世纪50年代，在这个阶段，科学家们开始理解DNA的结构和功能，并发现基因是生物遗传信息的基本单位。
他们通过限制性内切酶的发现和利用，开创了基因工程的先河。
该技术使得科学家能够将DNA片段从一个生物体中剪切出来并插入到另一个生物体中，实现基因的转移和改变。
这个阶段的焦点是理解生物遗传信息的传递和操作原理。
中期的基因工程研究发生在20世纪70和80年代，此时科学家们已经能够在细胞培养中复制大量的DNA片段，并将其放入其他细胞中。
随着基因工程技术的发展，人类基因组计划施行，基因克隆和基因表达的研究也相继展开。
通过基因克隆，科学家们可以精确地制备大量不同的DNA片段，并将其插入不同的细胞中进行进一步研究。
同时，利用基因表达技术，科学家们可以在细胞中大量产生目标蛋白质，并研究其结构和功能。
现代基因组学和基因编辑技术的发展可以追溯到21世纪初。
基因组学是研究整个基因组的结构和功能的科学，而基因编辑则是通过改变个体的基因组以治疗疾病和改善特定特征的技术。
近年来，利用CRISPR-Cas9技术进行基因编辑在基因工程领域取得了重大突破，这一技术可以精确地编辑人类基因组中的DNA序列，并在细胞和整个生物体中实现精确的基因改变。
这为疾病治疗和农作物改良等方面提供了新的可能性。
基因工程具有以下几个特点。
首先，基因工程与其他科学技术相结合，推动了其他学科的发展。
基因工程的发展需要借鉴分子生物学、细胞生物学、生物信息学等多个学科的知识，提高了这些学科的研究水平和技术手段，推动了科学的进步。
基因工程与人类生活
挑战
尽管基因工程带来了巨大的益处，但同时也面临着诸多 挑战，如技术安全性、伦理道德问题、社会接受程度等 。未来，需要加强科学研究，完善政策法规，促进社会 各界对基因工程的共识和参与，以推动基因工程的可持 续发展。
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基因工程的发展
随着技术的不断进步，基因工程的应用领域越来越广泛。目前，基因工程技 术已经应用于农业、医学、生物技术等多个领域，为人类带来了巨大的益处 。
基因工程的应用领域
01
农业领域
基因工程在农业上的应用包括培育抗虫、抗病、抗旱等性状的作物，
提高农作物的产量和品质。此外，基因工程还应用于动物育种，如提
基因编辑技术还可以用于生态修复。例如， 通过编辑植物或动物的基因，可以使其在受 损的环境中更好地生长和繁殖，从而改善生
态环境。
07
结论与展望
基因工程对人类生活的影响与贡献
影响
基因工程对人类生活产生了深远的影响，包括提高农 作物产量和品质，改善食品营养价值，治疗遗传性疾 病，以及在医学、环保等领域的应用。
基因工程的原理
基因工程的原理是利用生物体的自然遗传机制，通过人工操作和改造来实现对生 物体的改良和优化。其中，关键的步骤包括选择合适的酶进行DNA切割和拼接， 以及通过转化或转导等方法将重组的DNA导入受体细胞中。
基因工程的历史与发展
基因工程的历史
基因工程起源于20世纪70年代，当时科学家发现了能够切割和拼接DNA的 酶，这为后来的基因工程奠定了基础。在随后的几十年中，基因工程技术得 到了迅速发展和完善。
基因工程与人类生活
2023-11-03
目录
• 基因工程概述 • 基因工程与食品安全 • 基因工程与医疗健康 • 基因工程与社会伦理 • 基因工程的前景与未来发展 • 案例分析：基因编辑技术及其应用 • 结论与展望
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。
生物化学现代科学研究领域的发展情况
生物化学现代科学研究领域的发展情况生物化学作为一门综合化学与生物学的交叉学科，以研究生物体内物质组成、结构以及生物体内各种生物化学反应为主要研究对象。
随着科学技术的不断进步，生物化学在现代科学研究领域中的发展也得以飞速推进。
下面将从三个方面介绍生物化学现代科学研究领域的发展情况。
一、分子生物学和基因工程的发展分子生物学是生物化学的重要分支，它研究DNA、RNA以及蛋白质等生物大分子的结构、功能和相互关系。
随着基因工程技术的发展，人们能够通过基因的改变实现对生物体的控制和操纵，进一步揭示了生物体内各种生物化学反应的机制。
基因工程技术在医学、农业、工业等领域都有广泛的应用，例如通过基因治疗可以治疗一些遗传性疾病，通过转基因作物可以提高农作物的产量和抗病性，通过工程菌株可以合成其中一种特定的化合物等。
二、蛋白质科学的突破蛋白质是生物体内最基本的功能分子，它们参与了生物体内几乎所有的生命过程。
近年来，蛋白质科学取得了许多突破性进展。
首先，高通量蛋白质组学技术的出现使得研究者能够快速高效地研究蛋白质的表达、定量和功能等方面的问题。
其次，结构生物学的快速发展也为研究蛋白质的结构和功能提供了强有力的手段，例如通过X射线晶体学和核磁共振技术可以解析蛋白质的三维结构，从而深入了解其功能和相互作用。
此外，蛋白质工程技术的发展也使得人们能够设计和构造具有特定功能的蛋白质，在制药和生物制造等领域具有广阔的应用前景。
三、代谢组学和系统生物学的兴起代谢组学是研究生物体内代谢产物的定量和结构变化的科学，而系统生物学则是以系统化的视角研究生物体内各种生化反应的有机整合。
代谢组学和系统生物学的兴起使得我们能够更全面地了解生物体内的代谢网络和调控机制。
通过大规模测定代谢物的含量和表达水平，可以揭示代谢物与生物过程之间的关联，从而深入研究特定疾病的发生机制以及药物的作用方式。
代谢组学和系统生物学的应用在医学、健康领域以及农业和环境保护等方面具有巨大潜力。
人类基因工程技术的发展现状与未来趋势分析
人类基因工程技术的发展现状与未来趋势分析近年来，人类基因工程技术取得了巨大的进展，对于解决一些遗传性疾病和提高人类健康水平起到了重要作用。
本文将从现状和未来趋势两个方面进行分析。
一、现状分析1.1 基因编辑技术的突破CRISPR-Cas9技术的出现使得基因编辑变得更加精确和高效。
通过这一技术，科学家们可以在人类基因组中针对性地进行修复或改变，为一些无法通过传统治疗方式解决的遗传疾病带来了新的希望。
1.2 基因检测技术的快速发展随着二代测序技术的不断成熟和应用，基因检测变得越来越精确和可行。
人们可以通过基因检测来了解自己的遗传特征，预测各种潜在的遗传疾病风险，从而采取相应的预防和干预措施。
1.3 基因治疗技术的广泛应用基因治疗作为一种新兴的治疗方式，在临床上已经取得了一些重要的成果。
例如，CAR-T细胞治疗技术在治疗某些白血病患者中获得了非常显著的疗效，改变了传统癌症治疗的模式。
二、未来趋势分析2.1 定制化基因工程的发展随着基因测序技术的不断进步，人们对于个体基因组的了解将越来越全面。
未来，随着基因组数据的不断积累，定制化基因工程将成为可能。
每个人都可以根据自己的基因特征，定制出适合自己的治疗方案。
2.2 基因修复技术的突破目前，基因编辑技术主要集中在修复一些遗传突变导致的疾病上。
未来，随着基因修复技术的突破，可能会扩展到一些非遗传性疾病的治疗上。
这将有助于解决一些目前不可逆转的疾病，改善病人的生活质量。
2.3 基因工程与人工智能的结合人工智能在医学领域的应用日益广泛，而基因工程技术为人工智能提供了更多的机会。
未来，结合人工智能的基因工程可能会发展出更加精准的治疗策略，实现个体化的医学治疗。
2.4 基因工程的道德和法律问题随着基因工程的发展，相关的道德和法律问题也越来越重要。
人们需要对这一领域有更深入的讨论和规范，确保基因工程技术的应用合法、公正和安全。
总结起来，人类基因工程技术的发展前景十分广阔。
基因工程技术的发展历史
基因工程技术的发展历史基因工程技术是一门涉及生物学、化学和工程学的交叉学科，旨在通过改变生物体的基因组来创造新的生物体或改变已有生物体的性状。
基因工程技术的发展可以追溯到20世纪初的基因突变研究，以下将详细介绍基因工程技术的发展历史。
1.基因突变与选择育种（1920-1950年代）基因突变是指基因组中发生的可遗传变异。
1927年，赫尔曼·J·穆勒发现暴露在辐射下的果蝇会产生突变，从而启发了科学家对基因突变的研究。
1930年代，尤金·罗杰斯通过选择育种法培育出了多个具有突变性状的果蝇品系，进一步推动了基因突变的研究。
2.转化和质粒研究（1950-1970年代）1952年，阿尔弗雷德·赛尔夫·赫尔修斯利和玛瑞恩·默丁兹在细菌中首次观察到基因转化现象。
随后，詹姆斯·沃森、弗朗西斯·克里克等科学家发现了DNA结构的双螺旋模型，为基因工程打下了理论基础。
1973年，斯坦利·诺曼·科恩和赫伯特·沃勒斯坦成功地将青霉素分解酶基因导入大肠杆菌中，这是第一次利用质粒（ small circular piece of DNA）构建重组DNA技术。
3.限制酶与重组DNA技术（1970年代）4.基因克隆技术（1980-2000年代）基因克隆是指将特定基因从一个生物体中分离出来，并插入到另一个生物体中。
1983年，凯瑟琳·大卫和理查德·罗伯茨首次成功地从大肠杆菌中分离出人类胰岛素基因，并将其转入真核细胞中表达。
这一技术的成功标志着基因克隆技术进入实际应用阶段。
随后，利用基因克隆技术，科学家们成功地克隆了多个基因，包括人类生长激素、溶血素等重要基因。
总结：。
认识基因工程
认识基因工程基因工程是一种将生物体的基因进行重组和改变的技术，被广泛应用于生物学、医学、农业等领域。
它以人工方式改变生物体的遗传性状，使其表现出更加理想的性状和特征。
基因工程技术的引入和发展，对人类社会的发展和进步产生了深远的影响。
本文将从基因工程的定义、应用、争议以及前景等方面进行探讨。
一、基因工程的定义与原理基因工程是指通过改变生物体的基因来创造具有某种特定功能或性状的新生物体的一种技术。
它通过切割、重组和转移DNA分子来实现人工改变基因。
基因工程主要利用基因重组技术、DNA合成技术和细胞培养技术等手段，可以将外源基因插入宿主生物的染色体中，使其表达特定蛋白质或产生特定的物质。
基因工程的原理可以分为四个基本步骤：1）选取目标基因；2）克隆目标基因；3）将目标基因插入宿主生物的染色体中；4）表达目标基因并获得所需要的产物。
二、基因工程的应用领域1. 农业领域：基因工程技术可以用于改良农作物，使其具备抗虫、抗病和耐逆性等特征，提高农作物的产量和质量。
例如，转基因玉米、转基因大豆等作物在全球范围内得到广泛种植。
2. 医疗领域：基因工程技术在医学研究和治疗方面也有重要应用。
通过基因工程技术，可以生产出重组人胰岛素、重组乙型干扰素、基因治疗等生物制品，用于治疗糖尿病、乙肝等疾病。
3. 环境修复：基因工程技术可以利用转基因微生物对污染物进行降解，用于环境修复和污水处理等方面。
4. 科学研究：基因工程技术被广泛应用于基因功能研究、基因剖析、基因突变等方面，使研究者更深入地了解基因及其功能。
三、基因工程的争议与风险尽管基因工程技术带来了许多潜在的好处，但也面临一些争议与风险。
1. 遗传资源的私有化：基因工程技术涉及到大量的基因专利和知识产权问题，有些国家和公司将基因资源私有化，导致资源不均衡和不公平的问题。
2. 对生物多样性的影响：转基因生物的释放和种植对生态系统的稳定性和生物多样性产生潜在影响，有可能带来未知的风险。
基因工程发展现状及进展概况
基因工程开展现状与进展概况【摘要】：如果说过去20年是信息时代的话, 那么21世纪将成为生物技术时代。
现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程与蛋白质工程等新技术, 其中以基因工程为核心的现代生物技术是12 世纪初期全球开展最快的高新技术产业之一。
基因工程, 又称转基因工程或重组DNA技术,就是人类按照自身的需要和旨意,用类似工程设计的方式, 人为地、有目的地、有方案地通过基因克隆、转移与表达等方式形成人们所需要的新生物种或类型，由于基因工程打破了不同物种之间的界限, 定向地创造出生物新品种或新物种, 因此近年来基因工程正以空前的速度开展和膨胀, 显著地推动农业、工业、医药与能源等方面向更加高效和环保的方向开展。
【关键词】：基因工程、开展、成果、前景【正文】：一、开展历程回忆：由于分子生物学和分子遗传学开展的影响，基因分子生物学的研究也取得了前所未有的进步。
为基因工程的诞生奠定了坚实的理论根底，这些成就主要包括了3个方面：第一，在40年代确定了遗传信息的携带者，即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，从而明确了遗传的物质根底问题；第二，是在50年代提醒了DNA分子的双螺旋构造模型和半保存复制机制，解决了基因的自我复制和传递的问题；第三，是在50年代末期和60年初，相继提出了中心法那么和操纵子学说，并成功的破译了遗传密码，从而说明了遗传信息的流向和表达问题。
使人们期待已久的，应用类似于工程技术的程序，主动的改造生物的遗传特性，创造具有优良性状的生物新类型的美好愿望，从理论上讲已有可能变为现实。
但在60年代的科学技术开展水平下，真正实施基因工程，还有一些问题：要详细了解DNA编码蛋白质的情况，以与DNA与基因的关系等，就必须首先弄清DNA核苷酸序列的整体构造，怎样才能别离出单基因，以便能够在体外对它的构造与功能等一系列的有关问题作深入的研究，对于基因操作来说是十分重要的环节。
在70年代两项关键技术：DNA分子的切割与连接技术，DNA的核苷酸序列分析技术从根本上解决了DNA的构造分析问题。
昆虫的基因工程和转基因技术
昆虫表观遗传学调控策略
要点一
表观遗传学概述
表观遗传学是研究基因表达的可遗传变化而不涉及DNA序 列改变的科学。这些变化包括DNA甲基化、组蛋白修饰、 非编码RNA调控等，它们可以影响基因的表达模式和细胞 命运。
THANKS
感谢观看
基因功能研究
通过基因敲除、基因沉默 等技术手段，研究昆虫基 因在生长发育、繁殖、代 谢等方面的功能。
昆虫基因工程发展历程
早期探索阶段
20世纪80年代，科学家们开始尝试将 外源基因导入昆虫细胞中，并观察其 对昆虫的影响。
转基因昆虫的应用
近年来，转基因昆虫在农业、医学等 领域的应用逐渐展开，为这些领域的 发展带来了新的机遇。
生态环境领域
前景展望
通过基因工程技术，研究昆虫与环境的相 互作用关系，为生态环境的保护和治理提 供科学依据。
随着基因编辑技术的不断发展和完善，未来 昆虫基因工程将在更多领域发挥重要作用， 为人类社会的可持续发展做出贡献。
02
昆虫转基因技术方法
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
药物生产或疫苗开发载体
重组蛋白表达
利用转基因昆虫表达系统生产重组蛋白，用于药物或疫苗的开发 。
昆虫细胞培养
培养转基因昆虫细胞，用于生产具有药用价值的生物活性物质。
昆虫杆状病毒表达系统
利用昆虫杆状病毒作为载体，在昆虫细胞中表达外源基因，生产药 物或疫苗。
替代实验动物模型
人类疾病模型
基因工程发展过程及流程
假基因又分为两种：
重复的假基因（repeated pseudogene ）：
许多假基因都是同亲本基因（parental gene） 连锁的，而且同其编码区及侧翼序列的DNA具 有很高的同源性。
加工的假基因（processed pseudogene）
这类假基因没有与“亲本基因”连锁，而且其 结构是同转录本而非“亲本基因”类似。 加工的假基因与转录本都没有启动子和内含子， 3’端都有poly（A）尾巴。
SINES ： 长 度 <500bp ， 拷 贝 数 >105. 如 人 Alu 序 列
高度重复序列（几百个拷贝到几百万个拷贝）
卫星DNA(Satellite DNA)
重叠基因（overlapping genes） 或嵌套基因（nested genes）
类型： 一个基因的核苷酸序列完全包含在另一 个核苷酸序列中。由于它们的读码结构 互不相同，因此编码着不同的蛋白质。 2个基因的核苷酸序列之末端密码子相互 重叠。
遗传密码是通用的
一系列的三联密码子（除极少 数外）同氨基酸之间的对应关系， 在所有生物中都是相同的。
基因可以通过复制把遗传信息 传递给下一代
经重组的基因一般来说是能传 代的，可以获得相对稳定的转 基因生物。
基因工程（genetic engineering）
也叫基因操作、遗传工程，或重组体DNA 技术。一般说来所谓的基因工程是指在体外将 核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构 成遗传物质的新组合，并使之参入到原先没有 这类分子的寄主细胞中内，而能持续稳定的繁 殖。
基因在哪里？ 基因是什么？
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。
第1课时基因工程的发展历程和工具
2.基因工程的理论基础
(1)不同生物的DNA分子能拼接起来的原因分析 ①基本组成单位相同：都是四种脱氧核苷酸。 ②双链DNA分子的空间结构相同：都是规则的双螺旋结构 。 ③DNA碱基对之间的关系相同：均遵循严格的 碱基互补配对 原则。
(2)外源基因能够在受体内表达，并使受体表现出相应的性状的原因分析 ①基因的功能特点：控制生物体性状的 结构和功能 单位，具有相对独立性。 ②遗传信息的传递方向都遵循中心法则 。 ③生物界共用一套 遗传密码 。
猿猴病毒SV40的DNA ↑
同一种限制性核酸内切酶 DNA连接酶 重组的杂种DNA 分子 ↓
λ噬菌体的DNA ②成就：世界上首次DNA分子 体外重组 。
(2)1973年科学家科恩等实验
大肠杆菌质粒DNA(含卡那霉素抗性基因) ↑
同一种限制性核酸内切酶 ↓
DNA连接酶 _重__组_D__N_A__分__子_
限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入 时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的 安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源 DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。
➢ 2.为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？
通过长期的进化，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子 中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲 基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上（被修饰）， 使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限 制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源 DNA的入侵。
A
T
T
返回
(4)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
相 作用实质 同 点 化学本质
模板 作用对象 不 同 点 作用结果
用途
DNA连接酶
基因工程和发展
SCID患者生存在无菌环境中
12
基因治疗SCID的过 程
2020/5/17
13
基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术， 不但可以培养优质、高产、 抗性好的农作物及畜、禽 新品种，还可以培养出具 有特殊用途的动、植物。
2020/5/17
14
转基因鱼
• 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
基 因 工 程 的 成 果和发展前景
1. 基因工程与医药卫生 2. 基因工程与农牧业、食品工业 3. 基因工程与环境保护
2020/5/17
4
基因工程与医药卫生
❖ 基因工程药品的生产
许多药品的生产是从生物组织中提取的。 受材料来源限制产量有限，其价格往往十分 昂贵。
微生物生长迅速，容易控制，适于大规 模工业化生产。若将生物合成相应药物成分 的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应 的药物，不但能解决产量问题，还能大大降 低生产成本。
27
例题分析（一）
（2）人们正在着力研究转基因固氮植物 （如固氮水稻、固氮小麦等），某科学家 将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基因 工程方法转移到水稻植株细胞中，经检测， 转基因水稻具备了固氮功能。据上述材料 分析：
①固氮基因已经整合到水稻细胞的 DNA 中。
②写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。
2020/5/17
9
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通 过基因工程实现工业化生产，均为解除 人类的病苦，提高人类的健康水平发挥 了重大的作用。
人 造 血 液 及 其 生 产
2020/5/17
10
基因诊断与基因治疗
运用基因工程设计制 造的“DNA探针”检 测肝炎病毒等病毒感 染及遗传缺陷，不但 准确而且迅速。通过 基因工程给患有遗传 病的人体内导入正常 基因可“一次性”解 除病人的疾苦。
基因工程的诞生和发展
第一章基因工程概述第一节基因工程的诞生和发展一、基因1．Mendel的遗传因子阶段Mendel . (1822-1884). 1856-1864豌豆杂交实验。
1866年发表论文，提出分离规律和独立分配规律1900年Mendel遗传规律被重新发现遗传学的元年Mendel提出：生物的某种性状是由遗传因子负责传递的。
是颗粒性的，体细胞内成双存在，生殖细胞内成单存在。
遗传因子是决定性状的抽象符号。
2．Morgan的基因阶段1909年丹麦遗传学家Yohannsen (1859-1927)发表了“纯系学说”首先提出了“基因”的概念，代替了Mendel “遗传因子”的概念。
但没有提出基因的物质概念。
1910年以后，Morgan .等提出了基因的连锁遗传规律。
说明了基因是在染色体上占有一定空间的实体。
基因不再是抽象符号，被赋予物质内涵。
3．顺反子阶段1957年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistron）概念：顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决定1条多肽链。
4.现代基因阶段（1）操纵子启动基因＋操纵基因＋结构基因（2）跳跃基因指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方，它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。
（3）断裂基因1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序列不连续的间断基因被称为断裂基因。
（4）假基因不能合成出功能蛋白质的失活基因。
（5）重叠基因不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的即重叠的。
现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。
二、基因工程的诞生一般认为1973年是基因工程诞生的元年（S. Cohen等获得了卡那霉素和四环素双抗性的转化子菌落)理论上的三大发现和技术上的三大发明对于基因工程的诞生起到了决定性的作用。
（一）DNA是遗传物质被证实1944年，Avery .利用肺炎双球菌转化实验1944年，美国洛克菲勒研究所的Oswald Avery等公开发表了改进的肺炎双球菌实验结果。
基因工程技术
基因工程技术基因工程技术是一种可以人为地操控生物体的遗传信息的科学技术。
通过基因工程技术，科学家可以对生物体的基因进行修改、调整和插入新的基因，从而改变生物体的性状和功能。
随着技术的不断发展，基因工程技术在医学、农业、工业等领域具有广泛的应用和潜力。
本文将从基因工程技术的概述、医学应用、农业应用和伦理道德等方面进行论述。
一、基因工程技术的概述基因工程技术是一种通过修改、调整和插入基因的技术，以改变生物体的性状和功能。
它主要包括基因克隆、基因传递和基因表达等步骤。
在基因克隆中，科学家通过提取和复制目标基因，得到多个基因的复制体。
在基因传递中，复制体被导入到宿主细胞中，成为宿主细胞的一部分。
在基因表达中，目标基因将在宿主细胞中被转录和翻译，从而产生蛋白质。
基因工程技术的应用范围广泛，包括医学、农业、工业等领域。
二、基因工程技术的医学应用基因工程技术在医学领域有着广泛的应用。
例如，通过基因工程技术，科学家可以制造大量的重组人胰岛素，用于治疗糖尿病患者。
此外，基因工程技术还可以用于制造基因药物，如基因治疗药物，通过将正常基因导入患者体内，修复患者体内缺陷基因的功能。
此外，基因工程技术还可以用于生产疫苗、生物传感器和生物材料等。
三、基因工程技术的农业应用基因工程技术在农业领域也有着广泛的应用。
例如，通过基因工程技术，科学家可以改良农作物的抗病性、耐逆性和品质。
其中，转基因作物是指经过基因工程技术改造的农作物，其具有抗虫、抗病、耐旱等优点。
转基因作物的种植可以提高农作物的产量和质量，减少杀虫剂和农药的使用量，对于解决世界饥饿问题具有重要意义。
四、基因工程技术的伦理道德问题随着基因工程技术的发展，伦理道德问题也逐渐引起人们的关注。
人们担心基因工程技术可能带来的道德伦理问题，如基因歧视、基因改良婴儿和生物多样性等。
基因歧视是指在就业、教育和社会等方面，基于基因信息造成的不平等对待。
基因改良婴儿是指使用基因工程技术修改胚胎的基因，以达到某种预期的效果。
生物基因工程知识点
生物基因工程知识点1. 基因工程定义基因工程，又称遗传工程，是指通过人工手段对生物体的基因进行改造，以实现对生物体性状的改变和新品种的培育。
它包括基因克隆、基因转移、基因编辑等多个技术环节。
2. 基因克隆基因克隆是指将特定的基因片段从供体生物体中提取出来，并在体外进行复制和扩增的过程。
这一过程通常涉及限制性内切酶、DNA连接酶和载体等分子生物学工具。
3. 基因转移基因转移是将克隆的基因片段导入到受体细胞中，使其成为受体细胞基因组的一部分，并能够表达出新的性状。
常用的基因转移方法包括质粒介导、病毒载体和基因枪等。
4. 基因编辑基因编辑是指对生物体基因组中的特定位点进行精确的添加、删除或替换。
CRISPR-Cas9是目前最流行的基因编辑技术，它允许科学家在细胞中进行特定DNA序列的编辑。
5. 转基因生物转基因生物是指通过基因工程技术改变了基因组的生物。
这些生物可能会展现出抗虫、抗病、抗旱等特性，或者提高营养价值。
6. 伦理和法律问题基因工程的发展引发了一系列伦理和法律问题，包括生物安全、生物多样性保护、知识产权和公众接受度等。
各国政府和国际组织都在制定相关法规以确保基因工程的安全和合理应用。
7. 基因工程的应用基因工程在农业、医学、工业生产和环境保护等多个领域都有广泛应用。
例如，在医学领域，基因工程被用于生产重组蛋白药物；在农业领域，用于培育抗病虫害的转基因作物。
8. 安全性评估由于基因工程可能对环境和人类健康产生影响，因此对转基因生物的安全性评估至关重要。
这包括对转基因生物的环境影响、长期食用安全性等进行系统的研究和评估。
9. 未来发展趋势基因工程的未来发展趋势包括提高基因编辑的精确性和效率、发展新的基因工程技术、加强跨学科研究以及推动基因工程在全球范围内的合理应用和监管。
10. 公众教育和沟通鉴于基因工程的复杂性和伦理问题，公众教育和沟通显得尤为重要。
科学家和政策制定者需要与公众进行有效沟通，提高公众对基因工程的理解，促进科学决策的制定。
1基因工程发展史
实践证明，利用重组DNA技术，可以对不同生物的基因进行新的组合，得到性状发生改变的新生物。
这意味着人类可以根据自己的意愿设计新的生物，并把它构建出来。
人的创造性有一次性得到生动的体现。
从此，生物科学完全超越了经验科学的阶段，第一次具备了工程学科的性质，以至于我们今天把基于重组DNA技术的新的学科分支，称为目前众所周知的“基因工程”。
第一节基因工程的诞生与发展一、基因工程的定义基因工程（Gene engineering）原称遗传工程（Genetic engineering）。
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甚至创造新的物种。
因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大要素，其中相对于受体而言，来自供体的基因属于外源基因。
除了少数RNA病毒外，几乎所有生物的基因都存在于DNA结构中，而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子，因此基因工程亦称为重组DNA技术（DNA recombination technique）。
另外，DNA重组分子大都需在受体细胞中复制扩增，故还可将基因工程表征为分子克隆或基因的无性繁殖（Molecular cloning）。
广义的基因工程定义为DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。
上游技术指的是外源基因重组、克隆和表达的设计与构建（即狭义的基因工程）；而下游技术则涉及到含有重组外源基因的生物细胞（基因工程菌或细胞）的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化过程。
因此，广义的基因工程概念更倾向于工程学的范畴。
二、基因工程诞生的理论基础（一）DNA是遗传物质1944年，Avery进行的肺炎双球菌转化实验，证明了基因的分子载体是DNA，而不是蛋白质；1952年，Alfred Hershy和Marsha Chase通过噬菌体转染实验证明了遗传物质是DNA。
基因工程发展过程及流程
基因工程发展过程及流程基因工程（Genetic Engineering），也称为基因改造、遗传改良、基因技术等，是一门研究生物基因结构、功能及其应用的综合学科。
基因工程的发展过程是一个持续演化的历史过程，涉及到许多科学家的贡献以及技术的不断改进。
下面将以1200字以上的篇幅来介绍基因工程的发展过程及流程。
基因工程的发展过程基因工程的发展可以追溯到1953年克里克和沃森提出的DNA双螺旋结构模型，这一发现为基因工程的发展打下了坚实的基础。
随后，逐渐发展起来的基因克隆技术为基因工程的应用奠定了基础。
1965年，Hostmarker和Smith首次将基因从一个细菌转移到了另一个细菌上，实现了外源DNA的克隆。
此后，引入了供体DNA与受体DNA进行杂交的杂交技术，也为基因工程的发展带来了新的方法。
到了1970年代，随着基因克隆技术的成熟，科学家们开始研究基因在生物体内的表达与调控。
1973年斯坦利·科恩、赛德纳·博伊尔和赫伯特·泰布尔提出了基因工程的一个重要技术工具，即重组DNA技术。
该技术通过将不同物种的基因拼接在一起，使得新组装的基因能够在宿主细胞中正常表达。
1980年代是基因工程发展的黄金时期。
1980年，美国政府批准了第一次基因工程相关专利，标志着基因工程进入实际应用阶段。
此后，一系列重要的技术突破相继出现。
例如，1985年褐藻酸醚酶（Alginate Lyase）基因首次从褐藻中分离出来，并进行了克隆；1989年乳酸菌中偶联羧酸还原酶（CDD）基因被成功克隆。
1990年代以来，随着DNA测序、基因组学以及分子生物学等方面的快速发展，基因工程进一步加快了发展速度。
人类基因组计划的启动以及与之相伴的测序技术革命，使得人类对基因的认识进一步加深。
2003年，人类基因组计划圆满完成，人类基因组序列全面揭示，为后续基因工程技术的发展奠定了坚实基础。
基因工程的流程1.基因克隆：基因克隆是指将感兴趣的DNA片段从一个生物体中复制并将其引入到另一个生物体中的过程。
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基
因
工
程
发
展
过
程
专业：10级植物科学与技术2班学号：1007103054
姓名：杨少峰
基因工程的发展过程
现今生活中经常提到转基因植物、转基因食品、转基因动物等。
可以说转基因已经充斥了我们的生活。
下面简要介绍一些基因工程的发展以加深我们对转基因的理解。
关于基因工程的定义有很多版本，本人认为基因工程是一门技术，一门在体外重组DNA的技术。
狭义上说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甚至创造新的物种。
广义上讲基因工程概念更倾向于工程学的范畴，定义为DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。
上游技术指的是外源基因重组、克隆和表达的设计与构建（即狭义的基因工程）；而下游技术则涉及到含有重组外源基因的生物细胞（基因工程菌或细胞）的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化过程。
任何一项工程的发展都离不开相关理论和技术的支持，基因工程也不例外。
下面盘点一些基因工程发展过程中的相关理论基础和技术突破：
三大核心理论基础
1、DNA是遗传物质。
1944年，Avery进行的肺炎双球菌转化实验，证明了基因的分子载体是DNA，而不是蛋白质；1952年，Alfred Hershy和Marsha Chase 通过噬菌体转染实验证明了遗传物质是DNA。
2、DNA双螺旋结构和半保留复制。
1953年，James D. Watson和Francis H.C.Crick揭示了DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机制。
3、中心法则和遗传密码。
1957，Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”；1964年，Marshall Nirenberg和Gobind Khorana破译了64个遗传密码子。
其他理论基础：
1、不同基因具有相同的物质基础。
所有生物的DNA的基本结构是相同的。
因此，不同生物的基因（染色体上具有遗传功能的特定核苷酸序列或DNA片段）是可以重组互换的。
2、基因是可以切割的。
除少数基因重叠排列外，大多数基因之间有间隔序列，可以从DNA分子上切割下来。
重叠排列的基因也可以切割，只不过是破坏了其它基因。
3、基因是可以转移和重组的。
生物体内的某些基因可以移动，甚至可以在不同的染色体间进行跳跃，插入到靶DNA分子中去。
4、遗传密码是通用的。
5、基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。
技术突破：
1、琼脂糖凝胶电泳。
1960s，发明了琼脂糖凝胶电泳，可将不同长度的DNA分离开。
2、DNA连接酶。
1967年，有5个实验室几乎同时发现了DNA连接酶。
3、限制性核酸内切酶（restriction enzymes）的发现和应用。
1970年，H．O．Smith等人分离出第一种限制性核酸内切酶。
4、载体。
1972年前后，使用小分子量的细菌质粒和λ噬菌体作载体。
以下搜集了些基因工程诞生的故事，转录共阅读。
1972年，美国的Berg和Jackson等人将猿猴病毒基因组SV40 DNA、l噬菌体基因以及大肠杆菌半乳糖操纵子在体外重组获得成功。
翌年，美国斯坦福大学的Cohen和Boyer等人在体外构建出含有四环素和链霉素两个抗性基因的重组质粒分子，将之导入大肠杆菌后，该重组质粒得以稳定复制，并赋予受体细胞相应的抗生素抗性，由此宣告了基因工程的诞生。
正如Cohen在评价其实验结果时指出的那样，基因工程技术完全有可能使大肠杆菌具备其它生物种类所固有的特殊生物代谢途径与功能，如光合反应和抗生素合成等。
出人意料的是，当时科学界对这项新技术诞生的第一个反应便是应当禁止有关实验的继续开展，其严厉程度远大于今天人们对人体克隆的关注。
包括Cohen本人在内的分子生物学家们都担心，两种不同生物的基因重组有可能为自然界创造出一个不可预知的危险物种，致使人类遭受灭顶之灾。
于是，1975年西欧几个国家签署公约，限制基因重组的实验规模。
第二年美国政府也制订了相应的法规。
至今世
界上仍有少数国家坚持对基因重组技术的使用范围进行严格的限制。
然而，分子生物学家们毕竟不愿看到先进的科学技术葬送在自己手中。
从1972年到1976年短短的四年里，人们对DNA重组所涉及的载体和受体系统进行了有效的安全性改造，包括噬菌体DNA载体的有条件包装以及受体细胞遗传重组和感染寄生缺陷突变株的筛选，同时还建立了一套严格的DNA重组实验室设计与操作规范。
众多安全可靠的相关技术支撑以及巨大的潜在诱惑力，终于使DNA重组技术走出困境并迅速发展起来。
基因工程带给人类的改变是不可估量的，它注定会以势不可挡的势头继续发展下去。
早在基因工程发展的初期，人们就已开始探讨将该技术应用于大规模生产与人类健康水平密切相关的生物大分子，这些物质在人体内含量极小，但却具有非常重要的生理功能。
1977年，日本的Tfahura 及其同事首次在大肠杆菌中克隆并表达了人的生长激素释放抑制素基因。
几个月后，美国的Ullvich随即克隆表达了人的胰岛素基因。
1978年，美国Genentech公司开发出利用重组大肠杆菌合成人胰岛素的先进生产工艺，从而揭开了基因工程产业化的序幕。
上世纪八十年代以来，基因工程已开始朝着高等动植物物种的遗传特征改良以及人体基因治疗等方向发展。
1982年，美国科学家将大鼠的生长激素基因转入小鼠体内，培育出具有大鼠雄健体魄的转基因小鼠及其子代。
1983年，携带有细菌新霉素抗性基因的重组Ti质粒转化植物细胞获得成功，高等植物转基因技术问世。
1990年美国
政府首次批准一项人体基因治疗临床研究计划，对一名因腺苷脱氨酶基因缺陷而患有重度联合免疫缺陷症的儿童进行基因治疗获得成功，从而开创了分子医学的新纪元。
1991年，美国倡导在全球范围内实施雄心勃勃的人类基因组计划，用15年时间斥资30亿美元，完成十二万五千个人类基因的全部测序工作。
2001年底，一张覆盖整个基因组的人类遗传图谱已经完成，而高质量的物理图谱也已覆盖了95%的基因组。
1997年，英国科学家利用体细胞克隆技术复制出“多利”绵羊，如果借助于某种限制巧妙地避开伦理道德方面的社会学问题，那么人类在实验室里复制自身的尝试必将会产生无法估量的社会经济价值。