基因工程概念
基因工程的概念
基因工程的概念
基因工程是一种新兴的生物技术，由遗传学家和微生物学家发展起来的一种技术，可
以操作遗传物质，将其精确地编辑、改造、和传输，从而实现特定的目的。
通过基因工程，科学家可以修饰植物、动物等生物，使其拥有更好的性能和更优越的性状，给人类带来多
种好处。
通过基因工程，科学家可以对植物类型进行基因转换，使植物MG和herbicide抗药
性得到提高，这种转基因技术被称为“转基因作物”；也可以改变植物的生长特性，使之
更加耐旱、耐寒、耐盐等；通过基因工程，也可以让植物产生更高的营养水平，增加植物
的抗毒素，减少其对环境污染；
经基因工程改造，动物体内基因可以改变，从而增加其产量、提高其品质，增加其使
用价值。
例如，经过基因改造的肉、蛋类的营养价值比传统的肉类和蛋类产品都要高，经
过基因改造的牛可以产出粗蛋白质，可以提高畜牧业的收益；
此外，基因工程还可以治疗或预防疾病，以及增强人类身体的健康状况。
例如，使用
基因工程技术可以及早诊断疾病，从而及早治疗；此外，基因工程也可以用于制造药物，
从而有效地治疗某种疾病。
综上所述，基因工程是一种革命性的生物技术，可以改变植物和动物的体内基因，改
善他们的品质和性状；也可以治疗和预防疾病，提高人类身体的健康状况，有着广泛的应
用前景。
基因工程的概念
基因工程的概念基因工程是一种通过改变生物体的基因序列来改变其性状或产生新功能的科学技术。
基因工程在生命科学领域中起到了革命性的作用，它使得人类能够通过人为干预基因组来改造和控制生命。
通过基因工程，人们可以修改生物体的遗传信息，从而使其具有更高的生产力、更好的抗病抵抗能力、更好的适应环境的能力，进一步推动科学技术的发展，改善人类的生活水平。
基因工程主要通过基因重组技术来实现，具体包括对DNA 序列的分离、克隆、转移和重新组装。
DNA分离是指将某个生物体的DNA提取出来，以便进行后续的实验操作。
DNA克隆是指将特定的DNA序列通过基因工程技术放入宿主生物体中，从而实现对宿主生物体基因组的改变。
DNA转移是指将目标DNA序列转移到不同的宿主生物体中，实现基因在不同生物体之间的传递和表达。
DNA重新组装是指将不同的DNA片段按照设计的顺序进行组装，形成具有新功能的DNA序列。
基因工程可以应用于各个领域，包括农业、医学、环境保护等。
在农业方面，基因工程可以通过改变植物和动物的遗传信息，使其具有抗病虫害、耐旱抗逆等性状，提高农作物产量和质量，减少对化学农药的依赖。
在医学方面，基因工程可以用于疾病的基因诊断和治疗，例如通过基因检测来预测某些疾病的易感性，通过基因治疗来修复或替换有缺陷的基因，从而治疗遗传性疾病。
在环境保护方面，基因工程可以用于生物污染的清除和修复，例如通过基因工程技术改造微生物，使其具有降解污染物的能力，从而减少环境污染的影响。
尽管基因工程的发展为人类带来了巨大的潜力和机遇，但也面临着一些挑战和风险。
一个主要的挑战是基因工程对生物多样性和生态系统稳定性的影响。
基因工程的应用可能导致基因的广泛扩散和不可逆的生态系统改变，对生物多样性造成潜在威胁。
此外，基因工程技术的发展也涉及一定的伦理和道德问题，如基因改造是否符合伦理原则、对人类基因组的修改是否应该受到限制等。
因此，在推动基因工程技术的应用和发展时，必须重视科学、伦理和社会等多方面的因素，确保其科学性、安全性和伦理性。
什么是基因工程
什么是基因工程
基因工程是一种通过改变生物体的遗传物质（DNA）来实现对其性状的改变的技术和方法。
这包括插入、删除或修改基因，以产生具有特定性状或功能的生物体。
基因工程可以应用于微生物、植物、动物和人类等各个领域。
主要的基因工程技术和方法包括：
1. 基因克隆：将感兴趣的基因从一个生物体中复制并插入到另一个生物体中。
这包括DNA的复制、切割和连接等操作，常用于制造重组蛋白、疫苗等。
2. 重组DNA技术：制造重组DNA，即将来自不同来源的DNA 片段组合在一起。
这包括PCR（聚合酶链式反应）、限制酶切割、DNA 连接酶等技术。
3. 基因编辑：利用特定的酶（如CRISPR-Cas9系统）精确地修改生物体的基因。
这使得科学家能够精准地添加、删除或替换基因序列，以改变目标生物体的性状。
4. 转基因：将外源基因导入到一个生物体中，使其表达这个基因。
转基因技术在植物、动物等领域广泛应用，以改善农作物产量、提高抗病性、研究基础科学等。
5. 合成生物学：利用化学合成的方法设计和构建新的生物体，以实现特定的功能。
这包括人工合成基因、合成生物通路等。
应用基因工程的领域包括医学、农业、环境保护、工业等，其应用范围涉及疾病治疗、农作物改良、生物能源生产等方面。
然而，基因工程也引发了一些伦理、安全和法规方面的讨论和关注。
基因工程名词解释
基因工程是要按人们的意愿去有目的地改造，创建生物遗传性，因此最基本的工程就是得到目的基因或核酸序列的克隆。
分离或改建的基因和核酸序列不能自身繁殖，需要载体携带它们到合适的细胞中复制和表现功能。
基因工程（ genetic engineering ）：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，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。
又称DNA重组技术（DNA recombination）广义上讲，基因工程是指重组DNA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。
上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。
供体、受体、载体构成了基因工程的三要素基因工程的工具酶（instrumental enzyme of gene engineering）是应用于基因工程各种酶的总称，包括核酸序列分析、标记探针制备、载体构建、目的基因制取、重组体DNA制备等所需要的酶类。
R-M系统是细菌安内御外的积极措施。
细菌R-M系统的限制酶可以降解DNA，为避免自身DNA的降解，细菌可以修饰（甲基化酶）自身DNA，未被修饰的外来DNA则会被降解。
限制性核酸内切酶（限制酶）：在细胞内能够识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并对DNA分子进行切割的一种酶。
同裂酶：来源不同的限制酶识别相同的核苷酸靶序列。
产生同样的切割，形成同样的末端。
同尾酶：来源不同，识别的核苷酸靶序列也不相同，但切割后DNA分子产生的粘性末端EcoRⅠ在正常情况下识别GAATTC序列发生切割，但如果缓冲液中甘油浓度超过5%，其识别位点发生松动，可在AATT处发生切割，EcoRⅠ这种特殊的识别能力叫做星活性，用EcoR Ⅰ*表示。
星活性可造成位点切割机率不等，降解不完全。
甲基化酶也称修饰酶(modification enzyme)，用来修饰限制酶的识别序列，在该序列位点的胞嘧啶（C）5-氨基上加一个甲基，使得该序列可以被限制性内切酶识别而免于切割。
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。
基因工程的概念
基因工程的概念基因工程是一种利用基因技术改变生物体遗传特征的技术手段。
基因工程包括对基因的分离、克隆、修饰和转移等步骤，通过改变生物体的基因组来获得特定的性状或功能。
基因工程可以在不同的生物体中引入外来基因，实现基因的重组、修改和转移，从而改变其遗传特征并赋予其新的性状。
基因工程的应用范围非常广泛，包括农业、医学、生物工业等领域。
在农业领域，基因工程可以用于改良作物，提高作物的产量和抗性，使其更适应恶劣的环境条件。
通过异种基因转移，可以使作物具有抗虫、抗病、抗逆境等性状，提高作物的品质和经济效益。
在医学领域，基因工程可以用于治疗遗传性疾病。
通过基因修饰和转移，可以校正异常基因或增加缺失的基因，从而纠正遗传疾病的发生机制。
例如，通过基因工程技术可以生产蛋白质药物、基因疫苗和基因诊断试剂，用于预防和治疗多种疾病。
此外，基因工程还可以用于生物工业，如生产酶、药物和生物农药等。
通过基因工程技术可以改变微生物的代谢途径和菌株特性，使其具有高效、高产的产物合成能力。
这对于提高生物工业产品的产量和质量具有重要意义。
基因工程的发展离不开基因技术的进步。
现代基因工程技术主要包括DNA重组技术、基因克隆技术、基因表达技术和基因转导技术等。
这些技术的不断改进和创新，使得基因工程在各个领域的应用更加广泛和深入。
然而，基因工程也面临着一些争议和挑战。
一方面，基因工程技术可能带来一些潜在的风险，如基因突变、基因污染等。
另一方面，基因工程技术的应用也引发了伦理和道德方面的争议，如人类基因编辑是否合乎伦理规范等。
综上所述，基因工程作为一种利用基因技术来改变生物体遗传特征的技术手段，在农业、医学、生物工业等领域都具有重要的应用价值。
随着基因技术的不断发展和完善，基因工程有望为人类社会带来更多的福祉，但也需要在应用中严格控制和规范，以确保其安全和可持续发展。
基因工程名词解释
★基因工程概念（狭义）是在分子生物学和分子遗传学等学科综合发展的基础上，于上世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。
应用基因工程技术完全打破生物界物种的界限，在体外对大分子DNA进行剪切、加工、重组后引入细胞中表达，使其具有新的遗传特性，从而定向改造生物。
广义：指DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上下游技术。
上游技术指外源基因重组、克隆和表达载体构建；下游技术则涉及含有重组外源基因的生物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。
★基因: 是一个含有特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。
基因特点：基因是实体：DNA或RNA（如烟草花叶病毒）；基因是具有一定遗传效应的DNA分子中特定的核苷酸序列；基因是遗传信息传递和性状分化发育的依据；基因是可分的，根据其编码产物的功能，可分为编码蛋白质基因、tRNA和rRNA，以及不转录却有特定功能的DNA区段（如启动子、操作子基因等）。
★两个实验：首先用肺炎双球菌实验证明基因的化学本质DNA分子的是美国著名微生物学家O.T. Avery于1944年发表；1952美国冷泉港喀内基遗传学实验室的A.D.Hershey用35S和32P分别标记噬菌体外壳蛋白质与DNA，感染大肠杆菌，证明了Avery的结论。
★顺反子：在现代的遗传学文献中，顺反子和基因这两个术语是相互通用的，一般说来，一个顺反子就是一个基因，大约含有1500个核苷酸对，是由一群突变单位和重组单位组成的线性结构。
因此，基因不是最小单位，它仍然是可分的；并非所有的DNA序列都是编码基因，而只有其中某一特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。
★基因家族是真核生物基因组中来源相同，结构相似，功能相关的一组基因。
★假基因：具有与功能基因相似的核苷酸序列，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所以是没有功能的基因，常以ψ表示。
现已在大多数真核生物中发现了假基因。
★基因工程诞生：核酸限制性内切酶：1972年H. Y. Boyer发现EcoRI位点GAATTC。
生物工程的基因工程
生物工程的基因工程基因工程是生物工程领域中的一项重要技术，它通过改变或操控生物体的基因组来实现对遗传信息的控制和改造。
基因工程技术的发展对于人类的生活和健康产生了深远的影响。
本文将深入探讨生物工程中的基因工程技术及其应用。
1. 基因工程的概念基因工程是指利用基因工程技术对生物体进行基因的选择、分离、修饰、组装和改造的一系列工作，以创造新型生物体或获得对人类有益的产物。
基因工程技术是现代生物科学的重要手段，它广泛应用于医学、农业、食品科学等领域。
2. 基因工程的基本原理基因工程的基本原理是从一个生物体中选择目标基因，通过基因克隆技术将其复制并插入到另一个生物体中，进而改造目标生物体的遗传信息。
常用的基因工程技术包括基因克隆、基因转染、基因敲除和基因编辑等。
3. 基因工程在医学领域的应用基因工程技术在医学领域有着广泛的应用，其中最为重要的就是基因治疗。
基因治疗通过向患者体内导入正常基因或修复患者体内缺陷基因来治疗遗传性疾病。
此外，基因工程技术还被应用于药物生产、疫苗研发和疾病诊断等方面。
4. 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体现在转基因作物的培育上。
转基因作物是通过将具有特定性状的外源基因导入到目标作物中，使其具备抗病虫害、逆境生存和提高产量等优点。
转基因作物的广泛种植为人类提供了丰富的粮食资源，并解决了农业生产中的一系列问题。
5. 基因工程对环境的影响和风险虽然基因工程技术在许多领域带来了巨大的好处，但其对环境和生态系统也带来了一定的风险。
转基因生物的广泛种植可能对生态系统产生不良影响，例如对非目标物种的影响以及耐草剂、抗虫剂等基因转移的风险。
因此，在运用基因工程技术时需要进行严格的风险评估和管理。
6. 基因工程技术的发展和前景随着科学技术的不断进步，基因工程技术也在不断发展和完善。
研究人员正在探索更高效的基因编辑工具和方法，以实现更精确的基因改造。
此外，基因组编辑和合成生物学等新兴领域的迅速发展也为基因工程技术的应用提供了广阔的前景。
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DNA分子水平 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
实质
基因重组
结果
人类需要的基因产物
二、基因工程的基本工具
看书，思考以下问题：
1、基因工程中三种基本工具的作用分 别是什么？
2、工具酶的作用部位分别在哪？ 3、具备什么条件才能充当“分子运输
车”？
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制酶 关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三的工具：基因的运载工具——运载体
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达
2、作用：
E·coli DNA连接酶
或T4DNA连接酶
可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来， 即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的
磷酸二酯键
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合” 起来，但效率较低
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
DNA连接酶
DNA聚合酶
连接DNA链 连接部位
双链
单链
EcoRⅠ
黏性末端
黏性末端
黏性末端和平末端
限制酶所识别的序列有什么特点
• 限制酶所识别的序列，无论是6个碱 基还是4个碱基，都可以找到一条中 心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的
碱基是反向对称重复排列的。
（二）“分子缝合针”——DNA连接酶 1、种类： ⑴ E·coli DNA连接酶
⑵ T4 DNA连接酶
B. （1）（2）（4）
C. （2）（3）（4） D. （1）（2）（3）
不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制
( D）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
1、下列不适合用于基因工程的运载体
是（ C ）
A、质粒
选 我
C、细菌
B、噬菌体 D、病毒
审题
2、下列说法正确的是：（ D ）
（一）“分子手术刀”——限制性核酸内切
1、酶来源： 主要来自原核生物
2、特点： 具有专一性（特异性）
表现在两方面： (1)识别双链DNA中特定核苷酸序列 (2)从特定部位的两个核苷酸之间切开
3、作用： 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
SmaⅠ
平末端
平末端
（1）在受体细胞中稳定存在，能自我复制 （2）有一个或多个切割位点 （3）有标记基因 （4）对受体细胞无害
2、种类：
质粒、噬菌体、动植物病毒等
反馈练习：
以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：
①GC… ②AATTC…
③ …GC ④ …CTTAA
CG…
G…
…CG
…G
(1)其中①和
末端，
（2）
G
③ AG
GTTCC A
④ AG CTT C
AG
A、①② B、①③ C、①④ D、②③
4、下列哪一种酶是基因工程的工具酶（ A ）
选 A、DNA连接酶
我
C、RNA酶
B、DNA酶 D、运载体
记住了
基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工
的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基
互补配对的步骤是
（ C）
DNA重组技术的基本工具
1、原理：基因重组
2、操作水平：DNA分子水平 3、又称：DNA重组技术或基因拼接技术 4、优点：
⑴ 定向改造生物性状 ⑵ 克服远缘杂交不亲和的障碍 ⑶ 育种周期短
一、基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
操作对象
基因
操作水平 基本过程
在两DNA片段之 将单个核苷
间形成磷酸二 酸加到已存
酯键
在的核酸片
段上，形成
磷酸二酯键
（三）“分子运输车”——运载体
常用的运载体：
质粒、 噬菌体和动、 植物病毒等
载体必须具备的条件
➢如果载体对受体细胞有害将怎样？ ➢目的基因是否进入受体细胞，没有
标记基因我们能否鉴定？ ➢假如目的基因导入受体细胞后不能
复制将怎样？ ➢作为载体没有切割位点将怎样？
作为载体的必要条件
1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保 存；
2、具有多个限制酶切点，以便与外源 基因连接；
3、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 ）
4、对受体细胞无害
（三）“分子运输车”——运载体 1、需要具备的条件：
和
末端，
是由一种限制酶切割形成的 是由另一种限制酶切割形成的
• 在基因工程中，切割运载体和含有目的基因 的DNA片段，需使用（ ）
A. 同种限制酶
B. 两种限制酶
C. 同种连接酶
D. 两种连接酶
• 基因工程常用的受体细胞有（
）
(1)大肠杆菌 （2）枯草杆菌
（3）支原体 （4）动植物细胞
A. （3）（4）
A、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、重组技术所用的工具酶是限制酶、
连接酶、运载体
选 D、利用运载体在宿主细胞内对目的基因
我
进行大量复制的过程可称为“克隆”
3、下列黏性末端属于同种内切酶切割而成的
是（ A ）
① T CG
AG CTTAA
② A ATT C