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。

（1） S型菌细胞提取物及其纯化的DNA都可使R型菌转变成S型菌；

（2）经DNase 处理的S型菌细胞提取物失去了转化作用。

（3）经胰蛋白酶处理的S型菌细胞提取物仍有转化作用。

不仅证实了DNA是遗传物质，而且证明了DNA可以将一个细菌的性状转给另一个细菌，他的工作被称为是现代生物科学的革命性开端。

（二）DNA双螺旋模型的提出

DNA是遗传物质已被证实，但是DNA是怎样携带并传递遗传信息的在细胞增殖过程中，DNA是怎样复制的因此，对于DNA结构的研究成为了当时生物学家研究的热点。

1953年，Francis Crick和James Watson搜集了力所能及的资料，提出了DNA的双螺旋模型。随后，DNA的半保留复制和半不连续复制机理也被阐明，为基因工程的诞生奠定了

坚实的理论基础。

（三）“中心法则”和“操纵子学说”的提出

既然，DNA是遗传信息的载体，那么它是如何传递遗传信息的呢遗传信息又是如何控制生物的表型性状的呢

以Nireberg等为代表的一批科学家经过艰苦的努力，确定了遗传信息以密码方式传递，每三个核苷酸组成一个密码子，代表一个氨基酸，到1966年，全部破译了64个密码子，并提出了遗传信息传递的“中心法则”。

1961年，Jacques Monod和 Fancois Jacob提出了原核基因调控的

操纵子模型（operon model）。

（四）工具酶的发现和应用

1970年Smith等分离并纯化了限制性核酸内切酶Hin d II， 1972年，等相继发现了Ｅco R I 一类重要的限制性内切酶。

1967年，世界上有五个实验室几乎同时发现DNA连接酶，特别是1970年等发现的T4 DNA 连接酶具有更高的连接活性。

1970年，Baltimore等和Temin等在RNA肿瘤病毒中各自发现了反转录酶，完善了中心法则，用于构建cDNA 文库。

（五）载体的发现及其应用

载体主要是小分子量的复制子如：病毒、噬菌体、质粒。

1972年，美国Stanford大学的P. Berg 等首次成功地实现了DNA的体外重组；

6、重组子导入受体细胞技术

1944年，肺炎链球菌被成功转化。

1970年，大肠杆菌才被成功转化，得益于CaCl2的应用

基因工程诞生

1973年，Stanford大学的Cohen等成功地利用体外重组实现了细菌间性状的转移。

1973年被定为基因工程诞生的元年。

第二节基因工程的研究内容

一、基因工程的概念

在分子水平上，提取或合成不同生物的遗传物质，在体外进行切割、再和某一载体进行拼接重组，然后再将重组的DNA导入宿主细胞内，最后实现目的基因稳定复制和表达的过程。

二、基因工程研究的基本步骤

1、从生物体中分离得到目的基因（或DNA片段）

2、在体外，将目的基因插入能自我复制的载体中得到

重组DNA分子。

3、将重组DNA分子导入受体细胞中，并进行繁殖。

4、选择得到含有重组DNA分子的细胞克隆，并进行大量

繁殖，从而使得目的基因得到扩增。

5、进一步对获得的目的基因进行研究和利用。比如，

序列分析、表达载体构建、原核表达以及转基因研究

和利用等。

第三节基因工程的成就和前景展望

一、成就

1.医药领域

1977年，激素抑制素的发酵生产成功。Itakara等，化学合成的激素抑制素基因和大肠杆菌-半乳糖（苷）激酶基因插入到PBR322中得到重组质粒，并通过大肠杆菌生产出含有激素抑制素的嵌合型蛋白，经溴化氰处理后释放出了有生物活性的激素抑制素。首次实现了真核基因的原核表达。用价值几美元的9升培养液生产出50毫克的生物活性物质，这相当于50万头羊脑的提取量。

1978年， Goeddel等，人胰岛素的发酵生产成功。

1979年， Goeddel等，又在大肠杆菌中成功表达了人生长激素基因。

1980年， Nagata等，遗传工程菌生产干扰素获得成功。

1981年，用遗传工程菌生产的生物制剂包括动物口蹄疫疫苗、乙型肝炎病毒表面抗原及核

心抗原、牛生长激素等。

1982年，重组DNA技术生产的药物-人胰岛素进入商品化生产。

1983年，基因工程生产狂犬病疫苗取得突破型进展。

2.植物基因工程的发展迅速

植物转基因育种的发展优势

（1）扩大了作物育种的基因库

转基因育种打破了常规育种的物种界限，来源于动植物和微生物的有用基因都可以导入作物，培育成具有某些特殊性状的新型作物品种。

（2）提高了作物育种的效率

作物转基因育种不仅大大缩短育种年限，而且可成功地改良某些单一性状却不影响改良品种的原有优良特性。

（3）减轻了农业生产对环境的污染

转基因抗虫棉花的大面积种植和推广，不仅可以减少化学杀虫剂对棉农及天敌的伤害，而且可以大幅度降低用于购买农药和虫害防治的费用。另外，随着高效固氮转基因作物及高效吸收土壤中磷元素等营养元素的转基因作物不断问世和推广，农用化肥的利用率将极大地提高，这对减少农田污染具有重要意义。（4）拓宽了作物生产的范畴

各种有价值的蛋白产品都可以利用植物反应器进行高效生产，番茄、马铃薯、莴苣和香蕉等作物已被成功用于生产口服疫苗。另外，各种工业原料，比如纤维素、海藻糖和可降解塑料等也可以用植物来生产。有人甚至预言，除了钢筋混凝土之外，未来的转基因作物将可能生产出人类所需要的一切产品。

植物基因组计划

水稻、玉米、棉花、大豆、高粱和番茄

植物分子育种

高产、优质、高效和多抗性

植物作为反应器

香蕉、马铃薯、番茄等

酒精、石油、工业酶等

3.工业领域

环保工业

能降解工业废品、农药残留等基因工程菌的构建

酶制剂工业

耐热、耐压、耐盐、耐溶剂的酶基因转化构建的工程菌

食品工业

改善食品品质的转基因作物

化学与能源工业

生产乙醇、甘油、丙酮等的转基因生物

二、我国基因工程部分研究进展

1.转基因抗病虫植物

我国科学家将抗虫基因导入棉花，获得了抗虫植株，对棉蛉虫的抗虫效果十分显著。抗黄矮病、赤霉病、白粉病转基因小麦和抗青枯病马铃薯也已研究成功，开始田间加代繁殖。

2.基因工程疫苗

乙型肝炎是危害我国人民健康的严重疾病，我国乙肝病毒携带者1亿 1千万人，其中40％左右的慢性肝炎可能发展成为肝硬化和原发肝癌。以往乙肝疫苗是从人血清中提取，基因工程乙肝疫苗的研制成功，不仅有巨大的经济效益，而且有巨大的社会效益。基因工程乙肝疫苗是我国正式批准投放市场的第一种高技术疫苗，在20多项指标上达到国际先进水平，获国家科技进步一等奖。继乙肝疫苗之后，我国又研制成功了痢疾、霍乱等数种基因工程疫苗，并经国家批准进入临床试验。

3.基因工程药物

干扰素是一种广谱的抗病毒和抗肿瘤高技术药物，对防治病毒性肝炎和恶性肿瘤有重要的作用。现已有了3个品种的基因工程干扰素获得国家新药证书，开始大批量生产。除此之外，我国还研制成功了肝癌导向药物（生物炸弹）、系列恶性肿瘤辅助治疗药物等十余种基

因工程药物，有些已获试生产文号或进入中试开发阶段。

4.动物克隆和转基因研究

在“神舟”五号成功着陆的同一天，包括两头转基因体细胞克隆牛在内的10头体细胞克隆牛现身山东梁山县。我国转基因体细胞克隆技术及体细胞克隆技术的研究与应用达到国际前沿水平。

体细胞克隆牛“乐娃”，由于成功地转入了绿色荧光蛋白基因，成为我国首例转基因体细胞克隆牛，标志着我国在转基因体细胞克隆技术方面的新突破。

《基因工程的诞生和发展》教案

《基因工程的诞生和发展》教案【教学目标】知识与能力方面： 1、简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。 2、简述基因工程的原理和技术。过程与方法方面： 1、运用所学的DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型 2、运用基因工程的原理，提出解决某一实际问题的方案情感态度、价值观方面：关注基因工程的发展，体会S、T、S三者之间的关系。【教学重点】 DNA重组技术所需要3种基本工具的作用。【教学难点】基因工程载体需要具备的条件。【教学过程】 (导入新课)1973年转基因微生物──转基因大肠杆菌问世；1980年第一个转基因动物──转基因小鼠诞生；1983年第一例转基因植物──转基因烟草出现，实现了一种生物的某些基因在另一种生物中的表达。基因工程的理论基础和技术保障分别是什么？理论基础：DNA双螺旋结构的发现，使科学家发现所有生物的DNA都是由四种脱氧核苷酸聚合而成的，为来自异种的DNA拼接提供了结构基础；中心法则揭示了生物的遗传信息传递的过程，而且所有的生物共用一套密码子，这使基因在异种生物细胞内表达成为了可能。既然科学家意识到了上述可能之后，就开始探索转基因的技术手段，此时，几种基因工程的工具的发现，为使这项技术最终成功了。基因工程的技术保障：限制性核酸内切酶，DNA连接酶，运载体。 (提出问题)限制性核酸内切酶是从什么生物体内发现的？它的作用有什么特点？限制酶切开的DNA末端有什么特点？ (学生活动)阅读课文，总结限制性内切酶的作用特点和作用结果。 (总结归纳) 科学家的基本意向也和同学们一样。单细胞生物比多细胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在长期的进化过程中，使其必须有处理外源DNA的酶。科学家们经过不懈的努力，终于从原核生物中分离纯化出这种酶，叫做限制酶。迄今已从近300种微生物中分离出4000

考点一基因工程的概念及操作工具

考点一基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 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操作对象基因操作水平DNA分子水平原理基因重组基本过程剪切→拼接→导入→表达结果人类需要的基因产物或生物类型供体提供目的基因受体表达目的基因本质目的基因在受体体内的表达优点可定向改造生物的遗传性状二、DNA重组技术的基本工具 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ?? ? ?? 来源：主要从原核生物中分离作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列结果 ? ? ?错位切：产生两个相同的黏性末端平切：形成平末端 2．DNA 常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端结果都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (2)质粒的特点 ?? ? ?? 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

1．下图为限制酶和DNA连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA连接酶的作用部位相同吗相同。 (2)DNA连接酶起作用时是否需要模板不需要。 2．探究载体所具条件的意义条件意义稳定并能自我复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择基因工程操作工具的综合考查导学号(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATT C……G G……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和 ________DNA连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。名称作用部位作用底物作用结果限制酶磷酸二酯键DNA将DNA切成两个片段 DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸DNA DNA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分子局部分解为两条长链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类

基因工程基本过程

基因工程基本过程基因工程（genetic engineering），也叫基因操作、遗传工程，或重组体DNA 技术。它是一项将生物的某个基因通过基因载体运送到另一种生物的活性细胞中，并使之无性繁殖（称之为"克隆"）和行使正常功能（称之为"表达"），从而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。一般说来，基因工程是专指用生物化学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的DNA片段）与载体系统（病毒、细菌质粒或噬菌体）的DNA 结合成一个复制子。这样形成的杂合分子可以在复制子所在的宿主生物或细胞中复制，继而通过转化或转染宿主细胞、生长和筛选转化子，无性繁殖使之成为克隆。然后直接利用转化子，或者将克隆的分子自转化子分离后再导入适当的表达体系，使重组基因在细胞内表达，产生特定的基因产物。常用的工具酶限制性内切酶—主要用于DNA分子的特异切割 DNA甲基化酶—用于DNA分子的甲基化核酸连接酶—用于DNA和RNA的连接核酸聚合酶—用于DNA和RNA的合成核酸酶—用于DNA和RNA的非特异性切割核酸末端修饰酶—用于DNA和RNA的末端修饰其它酶类--用于生物细胞的破壁、转化、核酸纯化、检测等。主要过程有为四步：一．获得目的基因有多种方法可获得目得基因 1.构建cDNA文库分离目的基因过程：（1）从真核细胞中提取mRNA，以其为模板，在反转录酶的作用下合成cDNA的第一条链。（2）以第一条链为模板，以反转录酶或DNA聚合酶Ｉ作用下合成cDNA的第二条链。（3）在甲基化酶作用下使cDNA甲基化。

（4）接头或衔接子连接。（5）凝胶过滤分离cDNA。（6）通过核酸探针法或免疫反应法从cDNA文库中分离特异cDNA克隆。 2.人工化学合成法适于已知的核苷酸序列且校小的ＤＮＡ片断合成，常用方法有磷酸二酯法、磷酸三酯法、亚磷酸三酯法、固相合成法、自动化合成法等。过程：先用以上方法合成基因DNA不同部位的两条链的寡核苷短片段，再退火成为两端形成粘性末端的DNA双链片段。然后将这些DNA片段按正确的次序进行退火连接起来形较长的ＤＮＡ片段，再用连接酶连接成完整的基因。 3.利用PCR技术直接扩增目的基因 PCR（Polymerase Chain Reaction）法，又称为聚合酶链反应或PCR扩增技术，已知待扩增目的基因或DNA片段两侧的序列，根据该序列化学合成聚合反应必需的双引物，类似于DNA的天然复制过程，用ＰＣＲ法进行扩增，特异地合成目的cDNA链，用于重组、克隆。二．载体的选择与制备 1.载体的选择（以质粒为例） ⑴载体必须是复制子。 ⑵具有合适的筛选标记，便于重组子的筛选。 ⑶具备多克隆位点（MCS），便于外源基因插入。 ⑷自身分子量较小，拷贝数高。 ⑸在宿主细胞内稳定性高。 (6)应具有很强的启动子，能为大肠杆菌的RNA聚合酶所识别 (7)应具有阻遏子，使启动子受到控制，只有当诱导时才能进行转录。 (8)应具有很强的终止子，以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的外源基因，而不转录其他无关的基因，且所产生的mRNA较为稳定。 (9)所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号。 2.制备有多种分离质粒的方法，如碱裂解法、煮沸裂解法、层析柱过滤法等。目前一般使用碱变性法制备质粒DNA。这个方法主要包括培养收集细菌菌体，裂解细胞，将质粒DNA与染色体DNA分开及除去蛋白质和RNA。

基因工程的基本工具(一)

基因工程的基本工具（一） 1．基因工程是指在______通过人工“______”和“____________”等方法，对生物的基因进行的______和重新组合，然后______受体细胞并使重组基因在受体细胞中______，产生人类需要的____________的技术，又称为________技术。基因工程是在______水平上操作、改变生物的______________的技术，包括基因的______、____________、______以及在受体细胞内的______和______等过程。 2．限制性核酸内切酶（分子手术刀） (1)第一种限制酶从________________中分离并纯化。 (2)作用：每种限制性核酸内切酶只能识别DNA分子的________________，且在特定位点上切割DNA分子。 (3)切割结果：大部分限制性核酸内切酶在切开DNA双链时，切口处两个末端都带有由若干____________组成的单链，这种单链被称为______末端。 3．下列关于基因工程的叙述，不正确的是() A．基因工程的原理是基因重组 B．运用基因工程技术，可使生物发生定向变异 C．一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上，属于基因工程的内容 D．是非同源染色体上非等位基因的自由组合 4．以下有关基因工程的叙述，正确的是() A．基因工程是细胞水平上的生物工程 B．基因工程的目的是获得目的基因表达的蛋白质产物 C．基因工程产生的变异属于人工诱变 D．基因工程育种的优点之一是可以定向地使生物产生可遗传的变异 5．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：图1 图2 (1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前、后，分别含有________个游离的磷酸基团。 (2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。 (3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)与只使用Eco RⅠ相比较，使用Bam HⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA 的优点在于可以防止________________________________________________________

基因工程的基本内容

基因工程的基本内容基因工程的基本内容一.本周教学内容：基因工程的基本内容二.学习内容：本周学习基因工程的操作过程，指导进行基因工程操作时需要的基本工具：限制酶、连接酶、运载体，了解他们的特点，及其在基因工程中的应用。理解基因工程操作的基本步骤，理解如何提取目的基因，怎样将目的基因导入受体细胞，怎样鉴定试验的成果等等。基因工程的基本内容一. 本周教学内容：基因工程的基本内容二.学习内容：本周学习基因工程的操作过程，指导进行基因工程操作时需要的基本工具：限制酶、连接酶、运载体，了解他们的特点，及其在基因工程中的应用。理解基因工程操作的基本步骤，理解如何提取目的基因，怎样将目的基因导入受体细胞，怎样鉴定试验的成果等等。了解基因工程对现代社会的贡献及基因工程应用的发展。三. 学习重点： 1. 基因工程的概念 2. 基因工程的操作工具 3. 运载体的基本条件 4. 基因工程的基本操作步骤

5. 基因工程的应用和发展四. 学习难点： 1. 基因工程工具：限制酶、运载体 2. 运载体的基本要求 3. 基因工程的操作步骤 4. 如何检测基因操作 5. 基因工程应用的两面性五. 学习过程：（一）概念：基因工程——又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是指在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。概念要点： 1. 在DNA分子水平上进行设计操作的 2. 在生物体外实现的基因改造 3. 对受体细胞进行无性繁殖 4. 重组基因最终表达获得性状（二）基因操作的工具 1. 抗虫棉的培育：将抗虫的基因从某种生物（如苏云金芽孢杆菌）中提取出来，“插入”到棉花的细胞中，与棉细胞

基因工程的发展前景同步练习3

《基因工程的发展前景》同步练习 1.基因工程与蛋白质工程的区别是( ) A.基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作 B.基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质 C.基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)的操作 D.基因工程完全不同于蛋白质工程 2.蛋白质工程的研究将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是( ) A.实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系 B.基因工程是蛋白质工程的关键技术 C.蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造 D.蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程 3.猪的胰岛素用于人体时降血糖效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于治疗人类糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是( ) A.对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换 B.将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素 C.将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病 D.根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素 4.干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来了福音。 (1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”： (2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产____________的蛋白质，不一定符合______________的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过__________或__________，对现有蛋白质进行________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。结构。________蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的(3)． (4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？______________。原因是________________________________________。 5.基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：

基因工程的基本操作程序教案

一、教材分析《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。二、教学目标 1．知识目标：简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标：尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。三、教学重点和难点 1、教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点（1）从基因文库中获取目的基因（2）利用PCR技术扩增目的基因四、学情分析本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：2课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。（二）情境导入、展示目标教师首先提问：（1）什么是基因工程？（基因工程的概念）（2）DNA重组技术的基本工具有哪些？（限制酶、DNA连接酶、载体）（3）运载体需要具备哪些条件？（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制）上节课我们学习了DNA重组技术的基本工具，本节课我们将继续学习《基因工程》的核心内容——基因工程的基本操作程序。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨

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。（二）DNA双螺旋结构和半保留复制

基因工程基础知识填空

(1) 连接酶 ①来源: 结接成果— ②功能：只能连接. 四.基因进入受体细胞的载体一“分 (2) T4DNA连接酶子运输车” ①来源: ②功能：既可以连接. 又可以连接时效率比较低。【拓展】比较DNA连接酶?与DNA ONA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个核晋酸之间形成是否需模板 — 连接 0 NA链链链作用过程在两个 DNA片段之间形成将加到已存在的核昔酸链上，形成作用将两个 ONA片段连合成聚介酶 1.基因工程中最常用的载体 ⑴来源: 等微生物 (2)结构：裸露的、结构简单、独立于之外，并具有分子。 2.基因的载体必须具备的条件个限制酶切削位点，供外源DNA片段(基丙)插入其中。 (2)能在宿主细胞内介到染色体DNA上，随染色体DNA进行 (3)有特姝的. ，如四环素抗性基因等，供重组DNA的鉴定和选择。 (4)必须是彳j 害。 (5 ) 进行操作。的，不会对受体细胞适合，以便提取和在体外 3.载体的种类：除质粒外，还有

4.在进行基因工程操作中，真正被用作的。载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行 1. 2基因工程的基本操作程序一.基因工程的基本操作程序③PCR扩增的前提：要有一段已知目的的获取。基因的，以便根据这一序列合成引 2?的构建。 3.将目的基因 4,目的基因的二、目的基因的获取 1.目的基因主要是的结构基因。 2?获取目的基因的方法（1）从基因文库中获取目的基因 ①基因文库概念：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存?各个分別含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。 ②基因文库分类：可分为库和，文库（如cDNA文库）。 ⑵利用PCR技术扩增目的基因 ①PCR技术是的缩写。PCR 是一项在生物体的核酸合成技术。 ② PCR技术的原理：ONA ④PCR扩增的条件：（目的基因），原料—— （即dCTP、d&TP、dGTP、dTTP）.耐高温的（Taq 酶）。 ⑤PCR扩增的过程 a变性：加热到90?95°C, ONA受热变性后 b?复性（退火人冷却到55-60r. 结合 C.延伸：加热到70?75乜，在热稳＞1^的（Taq酶）的作用下进行延伸 ⑥结果：目的基因以__________ 的方式成指数形式扩增。 ⑶人工合成法：如果基因比较. 学方法宜接人工合成。比较用化【拓展】PCR技术和DNA复制的

基因工程技术的现状和前景发展

基因工程技术的现状和前景发展摘要从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。基因工程应用于植物方面农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。基因工程应用于医药方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。基因工程应用于环保方面

考点一基因工程的概念及操作工具

考点一基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 一、基因工程的概念二、DNA 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ????? 来源：主要从原核生物中分离作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列结果??? 错位切：产生两个相同的黏性末端平切：形成平末端 2．DNA 连接酶都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(2)质粒的特点????? 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 1．下图为限制酶和DNA 连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA 连接酶的作用部位相同吗？相同。 (2)DNA 连接酶起作用时是否需要模板？不需要。 2．探究载体所具条件的意义基因工程操作工具的综合考查导学号67241264(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA 分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoR Ⅰ切割后产生的片段如下： AATT C ……G G ……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA 除可用EcoR Ⅰ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA 连接酶有两类，即________DNA 连接酶和________DNA 连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。 1．限制酶、DNA 连接酶、DNA 聚合酶等相关酶的分析比较

基因工程基础知识填空

专题一基因工程 1. 1 DNA 重组技术的基本工具一、基因工程的基本概念 1.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 _____________________________ 和 ____________ 等技术，赋予生物以新的，从而创造出更符合人们需要的新的 ___________ 禾n 。由于基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做 2. 基本原理： 3. 理论基础 (1)不同生物的基因可以拼接的结构基础一 —细胞生物的遗传物质都是 ________________________ ，都是以 ________________ 为基本单位构成的双链大分子。 ⑵目的基因转入后可以表达的基础一一所有生物共用一套 ⑶ (1) 状O ⑵ O 生物遗传信息的表达都遵循 4.优点目的性强，能的改造生物的性 —的障碍。分子手术刀克服 ______________ 限制性核酸内切酶 1. 简称： __________ 2. 来源：主要是从而来。 3.功能特点：特异性，即识别双链 DNA 分子某种特定 ________________ ,并且使每一条链中 _______________ 的两个核苷酸之间的 ___________ 断开。 4.酶切结果： ___________ 末端和 ______ 画出EcoR I 酶切后的结果： GAATTC CTTAAG t 三、DNA 连接酶一一“分子缝合针” 中分离纯化末端。 1.作用实质：将双链 DNA 片段“缝合” 起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的 __________ O 2.作用前提：两个DNA 分子必须含有 3.种类 (1) E ? coli DNA 连接酶 ① 来源： ______________ ② 功能：只能连接 _________ ⑵T 4DNA 连接酶 ① 来源： ________________ ② 功能：既可以连接— 连接 ___________ ，但连接比较低。，又可以时效率四、基因进入受体细胞的载体一一“分子运输车” 1. 基因工程中最常用的载体一一 — (1) 来源： ___________ 等微生物 (2) 结构：裸露的、结构简单、独立于 ______________ 之外，并具有 ________________ 的 ____________ 分子。 2. 基因的载体必须具备的条件

基因工程的基本操作程序教案

基因工程的基本操作程序教案 Prepared on 24 November 2020

专题一基因工程的基本操作程序一、教材分析《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。二、教学目标 1．知识目标：简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标：尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。三、教学重点和难点 1、教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点（1）从基因文库中获取目的基因（2）利用PCR技术扩增目的基因四、学情分析

本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：2课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。（二）情境导入、展示目标教师首先提问：（1）什么是基因工程（基因工程的概念）（2）DNA重组技术的基本工具有哪些（限制酶、DNA连接酶、载体）（3）运载体需要具备哪些条件（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA 上随染色体DNA的复制而同步复制）

基因工程的工具

第一章基因工程第一节基因工程概述基因工程的诞生和发展和基因工程的工具学习目标 ⑴简述基因工程的概念含义 ⑵简述基因工程诞生历程 ⑶认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新 ⑷简述基因工程的原理 ⑸说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点课前导学一、基因工程的诞生和发展 1．理论基础 (1)艾弗里：证明了。 (2)沃森和克里克：阐明了。 (3)尼伦贝格等破译了。 2．工具基础 (1)酶：和、逆转录酶。(2)载体：等。 3．发展 (1)1973～1976年为。(2)1977～1981年为。 (3)1982年以后为。 4．诞生：科恩等将两种不同来源的DNA分子进行，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了改造生物的新技术——基因工程。 1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)功能：只能特定的核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链特定部位的之间的断开，从而切割DNA分子。 (2)作用结果 ①产生黏性末端：通过错位切，在两条链的部位切割形成。 ②产生平口末端：通过平切，在两条链的部位切割形成。 2．DNA连接酶——“分子针线” (1)功能：把DNA分子这把“梯子”的扶手连接起来。 (2)结果：用限制性核酸内切酶切割质粒和外源DNA分子，并通过的连接，形成______________分子。

3．载体——运载工具 (1)功能：将导入受体细胞。 (2)种类：质粒、以及一些。 (3)质粒：来自于细胞中的一种很小的分子，是最早应用的载体。质疑探究 1．切断和形成磷酸二酯键的酶分别有哪些？ 2．原核生物中限制酶有何意义？细菌是如何防止自身DNA被限制酶降解？ 3．在基因工程中，为什么要用同一种限制性核酸内切酶（如EcoRⅠ）切割两种DNA分子呢？P12实践中的图示切割后的片段可以连接成几种DNA分子？ 4．从结构上分析为什么不同生物的DNA能够重组？ 5．不同限制酶切割产生的黏性末端一定不同吗？ 6．要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 7．作为载体应具备什么条件？ 8．天然的质粒都可以直接用做基因工程载体吗？为什么？

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。 (1)S型菌细胞提取物及其纯化的DNA都可使R型菌转变成S型菌； (2)经DNase处理的S型菌细胞提取物失去了转化作用。 ( 3)经胰蛋白酶处理的S 型菌细胞提取物仍有转化作用。不仅证实了DNA是遗传物质，而且证明了DNA可以将一个细菌的性状转给另一个细菌，他的工

高中生物选修3专题《基因工程：DNA重组技术基本工具》教学设计

DNA重组技术基本工具的教学设计设计思路 “DNA重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟DNA重组过程，将具体的操作程序有机联系起来，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。针对重点难点对教学内容进行结构化处理，并与基因工程的实际操作练习起来；在模拟探究的过程中不断生成问题，引导学生依据载体的特点，按照相似性原理，选择和建立模型，进而对模型进行“剪”与“连”等操作，并分析操作结果。教学分析 1．教材分析重点：DNA重组技术的三种基本工具难点：载体的特点及应用 2．学情分析通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA重组技术的基本工具”有哪些，其作用是什么。但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。 3．教学条件分析对于本节课的教学设计而言，需要如下教学条件：电脑，投影仪，彩色复印纸，剪刀，双面胶。教学目标简述基因工程原理及基本操作程序掌握基因工程基本操作程序的四个步骤通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。教学策略与手段教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。教学策略：利用教学多媒体，自制教具，使抽象的问题形象化，引导学生自主动手操作，解决每一程序中的技术难点和重点。教学手段：PPT，自制教具，投影仪等综合教学辅助工具。本节课模拟探究的是载体与目的基因的连接，所以将教材提供的碱基序列加以调整，用彩色打印纸打印，如图：

基因工程基础知识梳理

基因工程的基本工具一、基因工程的概念：二、基因工程的原理和优点：三、基因工程的基本工具 1.分子手术刀：（1）来源：（2）作用：（3）不同类限制酶的区别：（4）与DNA连接酶的异同点：相同点：不同点： 2.分子缝合针：（1）分类：（2）作用：（3）区别：（4）与DNA聚合酶的异同点：区别：相同点： 3.分子运输车：（1）作用：（2）种类：（3）质粒是什么？（4）质粒的特点及每一个特点的作用： <1>.特点：作用： <2>.特点：作用：

<3>.特点：作用：基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取 1.目的基因指什么： 2.获取目的基因的来源： 3.获取目的基因的方法 1.条件： 2.基因文库的分类：基因组文库：部分基因文库（cDNA文库）： 3.基因文库的构建流程 4.两种基因文库的区别： 1.条件： 2.中文名称： 3.原理： 4.原料：

5.过程及每一步的作用：第一步：第二步：第三步： 1.条件：二、基因表达载体的构建（核心步骤） 1.基因表达载体的结构元件 1①目的基因 2启动子： 3终止子： 4标记基因： 5复制原点 2.构建基因表达载体的目的： 3.构建的方法：[理解单酶切和双酶切的区别] 三、将目的基因导入受体细胞（转化） 1.植物细胞（充当受体细胞）的转化 1农杆菌： 2Ti质粒： 3总体思路： 4农杆菌侵染植物时的机理： ⑤适用范围：

注意事项：注意事项： 2.动物细胞（充当受体细胞）的转化 1技术： 2具体谁来充当受体细胞： 3.微生物细胞（充当受体细胞）的转化 Ca2+转化法：四、目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测目的：方法：结果：目的：方法：结果：目的：方法：结果： 2.个体水平的检测

基因工程的现状与发展趋势

题目：基因工程的现状与发展趋势专业：13食品科学与工程学号：132701105 姓名：盛英奇日期：2015/7/1

【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术，经过40多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。生物学成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。【关键词】基因工程技术；应用；前景；现状一、墓因工程的原理及研究内容基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前，人们就发现，世界上生物尽管种类繁多，千姿百态，但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现，生物有遗传和变异的特征，遗传保证了生物种类的延续不断，变异则赋予生物种的进化，保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的，这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质，一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物，如把DNA比喻成长链条，核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异，即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性，使之有利于人类，如水稻、小麦等作物的育种，家禽家畜优良品系的培育等，它是通过动植物父、母本交配繁殖时，生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的，这种交换的概率是人们不能控制的，所以选种的过程较为缓慢，需几年乃至几十年的时间，而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程，则是按照人类的需要，从某种生物体的基因组中，分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段，运用重组DNA技术，对这些DNA片段进行体外操作，把不同来源的基因按照设计的蓝图，重新构成新的基因组(即重组体)，再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上，并使其不仅能“安家落户”，而且能“传种接代”，即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中，这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理，故称基因工程，亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、