基因工程的发展与方向(综述)
班级：检验122
学号：12352050
姓名：高倩
基因工程的发展与方向
高倩
大连大学医学检验122班学号：12352050
摘要：基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
关键词：基因工程历史发展抗性基因治疗前景
The progress of genetic engineering were reviewed Abstracts：Genetic engineering is also called gene splicing technology and DNA recombination technology, based on the theoretical basis of molecular genetics, molecular biology and microbiological modern methods as the means, to different sources of genes according to the preliminary design blueprints, in vitro build hybrid DNA molecules, and then into living cells, to change the original genetic characteristics of the biological and get new varieties, production of new products. The structure and function of gene engineering technology for gene research provides a powerful method.
前言：基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术,它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法,按照人类的需要,用DNA重组技术对生物基因组的结构或组成进行人为的修饰或改造,从而改变生物的结构和功能,使之有效地表达出人类需要的蛋白质或对人类有益的生物性状。该技术的优势和特点首先是高效、经济,这是传统产业工程所无法比拟的。它能按人类需要来设计和改造生物的结构和功能,生产出优良的动物、植物和微生物品种。在低投入的情况下,能够高效地生产出所需商品。
1.基因工程的诞生与发展
基因工程是从基因重组开始的。1972年，美国斯坦福大学的P.Berg博士研究小组用限制性核酸内切酶EcoR I 在体外对猿猴病毒SV40 DNA和λ噬菌体DNA进行酶切消化，然后再用T4 DNA连接酶进行连接。这样，人类第一次在体外获得包括SV40 DNA和λ噬菌体DNA的重组DNA分子。随后一年，斯坦福大学的S.Cohen 等人将编码有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌R6-5质粒和编码四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒Psc101 DNA混合，再加入限制性核酸内切酶EcoR I进行切割，再用T4 DNA连接酶连接成重组DNA分子，在转化大肠杆菌，获得既抗卡那霉素又抗四环素的双重抗性特征的转化子菌落。就这样，基因工程诞生了。
此后，基因工程迅速发展。1976年4月7日，全球第一家生物技术公司——美国基因泰克公司成立。随后，其利用大肠杆菌生产第一个基因工程药物——生长激素抑制剂；后来，又生产了人重组胰岛素。1982年，含大鼠生长激素基因的转基因小鼠——超级巨鼠问世。1983年，利用Ti质粒获得含细菌新霉素抗性基因的转基因植物——转基因烟草问世。1985年，基因工程微生物杀虫剂通过美环保署审批。1988年，PCR 技术诞生。1990年，美国国立卫生研究院French Anderson医生用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因导入四岁女孩Ashanti de Silva淋巴细胞内，成功实现重度联合免疫缺陷症的基因治疗。1996年，英国爱丁堡罗斯林研究所的伊恩·维尔穆特研究小组获得多莉。2000年，含绿色荧光蛋白的第一只转基因猴在美诞生。2009年，含红色荧光蛋白的第一批转基因狗“鲁比—珀皮”在韩诞生。同年，有较强学习和记忆功能的NR2B转基因“聪明大鼠”“哈卜杰”在中国上海诞生。另外，1985年提出1990年启动的被誉为生命科
学领域“阿波罗登月计划”的人类基因组计划也取得圆满成功。[1]
2.基因工程的现状
在此期间，基因工程在各方面应用广泛。工业方面，基因工程有三个应用：环保人士用含降解质粒的细菌降解某些环境污染物，如假单胞菌属的石油降解质粒，农药降解质粒，工业污染物降解质粒处理重金属污染的废水和土壤；科学家利用植物基因工程提高光合效率，用细菌，酵母生产乙醇，通过基因工程改变木质素合成途径来降低木质素含量得到纤维素质原料，通过基因工程研究高油含量的植物生产生物柴油；基因工程改造豆油中的组分构成，也使有机酸，氨基酸的产量增加。
农业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。
医药方面，组人胰岛素在美国上市以来,我国基因药物的开发也势头迅猛,目前已有20种基因药物和疫苗投放市场,100种以上的产品处于实验室阶段、临床前试验或临床阶段的研究和开发。基因组药物是指利用基因序列数据,经生物信息学分析、高通量基因表达、高通量功能筛选和体内外药效研究得到的新药候选物。这种新药开发模式直接从致病基因找出药靶,通过功能研究和药物筛选缩短了新药开发的时间,使其变为主动、明确的过程,彻底改变了传统研究开发的被动模式
一方面转基因产品具有潜在的巨大经济效益，另一方面也可能存在一定的风险性。虽然，基因工程已取得了相当大的成就，但人们仍对基因工程抱有怀疑的态度，尤以转基因食品为代表。人们担心外源基因是否会通过异源重组或异源包装进入人的遗传体系，担心由异源重组或异源包装所产生的具有超级抗性的病原微生物会危害人类健康，担心转基因食品是否有毒性。由此引发了公众关于基因工程的生物安全性的讨论。而一些媒体杂志对几个反响较大的与基因工程产品安全性有关的事件的渲染更使民众忧心忡忡。
事实上，任何人类活动都有风险，任何科学技术发明都是一把双刃剑，既有有利的一面，也有不利的一面，最重要的是要权衡利弊，取其利，避其弊。这样，基因工程产品才能更为我们所用。[3]目前围绕基因工程技术及其产品引发的争论，并不仅仅是基因工程技术发展过程中所特有的，纵观历史，不难发现，任何新技术的形成与发展都不可避免地受到社会因素的影响。但我们也应看到，基因工程技术及其产品有较大的社会需求，它被人们寄予厚望，期待能缓解饥饿与贫穷，也凝聚着人们改善生活质量，提高生活水平的美好憧憬。谁要是害怕以基因工程技术为主的生物技术研究可能带来的负面影响而禁止其发展，必将使本国蒙受巨大损失。所以，对于任何一项新技术，因噎废食，无所作为才是最大的风险。
3.基因工程的发展趋势
自人类基因组计划顺利完成之后，生命科学进入后基因时代，即功能基因组时代。未来，功能基因组学，基因组生物学，哺乳动物基因组学，癌症基因组学，结构基因组学以及化学基因组学将会有很大的发展前景。但基因工程技术在生产上还发挥不够，经济效益还不够大，所以，基因工程研究成果不断转化为生产力并向产业化迈进，尤以生物制药。[4]
基因工程在基础理论研究领域，在生产实际应用方面，都取得惊人的成就。有人猜测，通过蛋白质工程来控制设计与DNA相互作用的某些调控蛋白，就可以控制遗传，改造生命体。但这种想法能否实现，还有待我们的思考与发现。
基因工程的出现，使整个生命科学的研究发生了前所未有的深刻变化，给世界各国的医疗业，制药业，农业，畜牧业，环保业的发展开辟了广阔的前景，为人类带来巨大的经济和社会效益，特别是基因工程技术在医疗业和制药业的应用，在新的世纪将呈现出更加强劲的蓬勃发展态势。虽然人们担忧基因工程的潜在危害，但不得不说的是，基因工程自问世以来已显示其巨大活力，使传统生产方式和产业结构发生变化，并迅速向经济和社会很多领域渗透，扩散，推动社会生产力的迅速发展。展望21世纪，基因工程的前景更加灿烂辉煌。决策者从战略上竞相拟定宏伟的基因工程研究计划，争取主动权；有远见的企业家越来越看重基因工程相关产业的发展，投入巨资开发基因工程产品；越来越多的科技人才投身到基因工程的研究和应用领域，以满足社会需要。今后10年，20年或更长的一段时间，基因工程将重点开展基因组学，基因工程药物，动植物生物反应器和环保应用等方面研究。随着基因工程的不断发展，人们生活质量，健康水平，生存环境都会得到大幅度改善，提高，优化。
参考文献
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[3] 盛广为 ,沈嘉祥. 基因工程与现代农药. 农业与技术，2014,(4):8-29
[4] 杜占文;令人关注的转基因作物[J];国外科技动态;2001年08期
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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）
基因工程应用实例及基因工程前景展望 高一（6） 陈韬 1、什么是基因工程（又称基因拼接技术和DNA重组技 术）？ 是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。 2、原理？ 基因重组：通过将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，从而使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的——DNA 提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中进行正常的复制和表达，从而获得新物种。 3、应用？ （1）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。
（2）环境保护 基因工程做成的DNA 探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。 利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 （3）医药卫生 1.基因工程药品的生产： ⑴基因工程胰岛素 ⑵基因工程干扰素 ⑶其它基因工程药物 2.基因诊断与基因治疗： ◆SCID 的基因工程治疗 1. 转基因鱼 2. 转基因牛 3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 4.转鱼抗寒基因的番茄 5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 6.不会引起过敏的转基因大豆 7.超级动物 8.特殊动物 9.抗虫棉
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
《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：
基因技术的发展历程 2011级初等教育理科代林宏 [摘要]基因技术作为２１世纪生物科技的核心技术之一，通过操纵、改变DNA上基因的容易来改变生物属性和特点，包括胰岛素生物工程、干细胞技术、克隆技术等。基因科技术的每一次突破和发展对人类的生产生活都有着重要的影响。 [关键词] 基因技术；成就；发展历程； 基因技术是指通过操纵、改变（增加或减少)DNA上基因的容易来改变生物属性和特点，以达到有利于人类目的的生物科学技术。如把胰岛素基因置入大肠杆菌产生人类稀缺的胰岛素生物工程；干细胞技术，克隆技术等。这一系列的技术由基因到伟大的人类基因组计划以及后来的一系列生物高科技的发展有一个漫长的历程。 19世纪60-80年代间确定了细胞中的两种核算，脱氧核糖核算及核糖核酸；染色质，染色体等物质，对细胞结构有了基本的认识。 1909年，丹麦的约翰逊把遗传因子命名为“基因”。随后美国人摩尔根和他的学生发表了《遗传的物质基础》和《基因论》。证明了基因是染色体上的遗传单位。 1944年美国的艾弗里证明了遗传基因就在DNA上。剑桥大学的卡文迪许实验室里，沃森和克里克研究发现了DNA分子双螺旋结构，并在科学期刊《自然》上面发表了论文，这位之后的基因技术发展奠定了基础。 1956年，美国的肯恩伯格从大肠杆菌里分离出了一种催化核苷酸形成DNA 的酶－DNA聚合酶，作为DNA体外复制技术的起始。随后提出了中心法则、操纵子学说，并成功的破译了遗传密码，使生物学的发展进入了另一个阶段。 所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌，其DNA中被插入了人类可产生胰岛素的基因，细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力；在美国，大约有一半的豆和四分之一的玉米都是转基因的。 运用胚胎遗传病筛查技术可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子，然后再通过骨髓移植来治愈患儿。[1] 基因工程在20世纪取得了很大的进展，这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物，二是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因，使得动植物具有了原先没有的全新性状，如抗虫西红柿，生长迅速的鲫鱼，转基因烟草等。1997
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、
转基因研究的现状及发展 转基因作物是当今世界各国现代生物技术产业研究的热点，中国的转基因生物技术发展一、我国转基因作物的发展现状迅速，由于科学界对转基因作物对人类及生态环世界上最早的转基因作物诞生于年，是一境利与弊的争论，措政府应制定相应的政策、施对到种含有抗生素药类抗体的烟草。世纪年代，其进行安全管理。本文论述了转基因作物在国际农业生物技术已逐渐成为各国现代生物技术产业研国内的发展现状，分析了转基因作物对人类及生态环境的利与弊以及关于我国转基因作物安全管究的热点。 转基因技术的应用 1．在畜牧兽医中的应用 应用于动物抗病育种转基因技术可以用于动物抗病育种，通过克隆特定基因组中的某些编码片段，对之加以一定形式的修饰以后转入畜禽基因组，如果转基因在宿主基因组能得以表达，那么畜禽对该种病毒的感染应具有一定的抵抗能力，或者应能够减轻该种病毒侵染时对机体带来的危害。（其用于遗传育种，不仅可以加速改良的进程，使选择的效率提高，改良的机会增多，并且不会受到有性繁殖的限制。）例如Clements等将绵羊髓鞘脱落病毒的表壳蛋白基因转入绵羊，获得的转基因动物抗病力明显提高；丘才良把一种寒带比目鱼抗冻基因成功地转移到大西洋鲑中，为提高某些鱼类的抗寒能力做了积极的尝试。 2．在医学领域中的应用 用于生产药用蛋白用转基因动物的乳腺生产重组蛋白（乳腺生物反应器）可能是转基因动物的最大应用，这也是世界范围内转基因研究的热点之一。Swamdom （1992）用β-球蛋白的4个核酸酶I的高敏位点与人的两个基因相连，融合基因产生的转基因猪与鼠的原型相似。目前，把转基因动物当作生物反应器来生产药用蛋白已经受到国际社会的极大关注，不仅各国政府投资，一些私人集团也不惜投入大量资金加以研究和开发。 3．转基因的应用存在的问题及展望 （1）转基因表达水平低，许多转基因的表达强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的影响，往往出现异位表达和个体发育不适宜阶段表达，影响转基因表达能力或基因表达的组织特异性，从而使大部分转基因表达水平极低，极少部分基因表达水平过高。 （2）难以控制转基因在宿主基因组中的行为，转基因随机整合于动物的基因组中，可能会引起宿生细胞染色体的插入突变，还会造成插入位点的基因片段丢失，插入位点周围序列的倍增及基因的转移，也可能激活正常状态下处于关闭状态的基因。 （3）不了解哪些基因控制多数生理过程，不了解基因表达的发育控制和组织特异性控制的机制。 （4）制作转基因动物的效率低，这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题，也是制约着这项技术广泛应用的关键。 （5）对传统伦理是一种挑战，对人类的生存有一定的负面作用等。 当然，我们不能因为这些缺点的存在就否定转基因技术的研究价值。因为它作为一种新兴的生物技术，配合其他相关的生物技术将具有广阔的应用前景。随着这一技术日趋成熟，许多问题有望逐步得到解决。
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
基因工程发展现状及进展概况【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 世纪初期全球发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、有计划地通过基因克隆、转移及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发展和膨胀, 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发展。 【关键词】： 基因工程、发展、成果、前景 【正文】： 一、发展历程回顾： 由于分子生物学和分子遗传学发展的影响，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基础，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基础问题；第二，是在50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制，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，相继提出了中心法则和操纵子学说，并成功的破译了遗传密码，从而阐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年代的科学技术发展水平下，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，以及DNA与基因的关系等，就必须首先弄清DNA核苷酸序列
基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后，我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣，通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料，让我对基因工程药物有了新的认识： 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术，用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来；再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来，医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作，但曾一度陷于困境。乙肝病毒（HBV）主要由两部分组成，内部为DNA，外部有一层外壳蛋白质，称为HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人体，就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的HBV。过去，乙肝疫苗的来源，主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒，特别是艾滋病病毒（HIV）]的污染。此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。与上述的血源乙肝疫苗相比，基因工程生产的乙肝疫苗，取材方便，利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌，它们有极强的繁殖能力，并借助于高科技手段，可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后，按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序，就可获得终身免疫，免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗，我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质，它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染，故人们把此种物质称为干扰素（Interfero,简称IFN），是1957年英国科学家多萨克斯（Lossaacs）和林德曼（Lindenmann）在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态，因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会"苏醒"，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。据计算：要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980
学习目标 1.简述基因工程原理及基本操作程序。 2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。
同步学案 1.基因操作的基本步骤 （1）提取目的基因：目的基因就是人们所需要的基因。提取途径：a.鸟枪法：从供体细胞的DNA中直接分离基因，工具是，优点是，缺点是，具有一定的。 b.人工合成法:两个途径：一是反转录法，就是目的基因转录成的做模板,形成单链DNA，再合成；二是反推法,就是以已知的序列，推出序列，再推出序列，然后人工合成。 【答案】特定、限制性内切酶、简便、工作量大、盲目性、mRNA、反转录、双链DNA、氨基酸、mRNA、基因碱基
2.例：生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白 （1）“分子手术刀”， （2）“分子缝合针”， （3）“分子运输车”。 （4）操作步骤：从人的获取目的基因；目的基因与结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入和终止子。然后把基因表达载体导入牛的，通过发育形成的牛体细胞含人的，成熟的牛产的的奶中含有，证明基因操作成功。
【答案】（1）限制性内切酶（或限制酶） （2）DNA连接酶 （3）基因进入受体细胞的载体 （4）基因组文库、载体、启动子、受精卵、血清蛋白基因、人的血清蛋白。
3.根据基因工程中的操作步骤，回答以下问题： 目的基因能与运载体结合，说明，目的基因能在受体细胞中得到表达，说明，受体细胞具备的条件是。如何检验质粒是否导入受体细胞？。如何检测目的基因是否得到表达？。 【答案】DNA组成成分相同，都遵循碱基互补配对原则、所有生物公用一套遗传密码、没有与运载体相同的质粒或没有与运载体质粒相同的标记基因、检测质粒的标记基因、检测是否出现目的基因所控制的性状
基因工程的成果与发展前景 班级姓名 一、选择题 1、“工程菌”是指( ) A 人工创造的细菌 B 自然环境中的特殊细菌 C 通过基因工程，含有外源基因并得以高效表达的菌类细胞株系 D 能为人类的生物工程提供有用基因的菌类细胞株系 2、下列与基因诊断有关的一组物质是( ) A 蛋白质、核酸 B 放射性同位素、蛋白质 C 荧光分子、核酸 D 放射性同位素、糖类 3、下列关于基因治疗的说法中正确的是( ) A 工艺间单、容易操作 B 生产量大，价格较低 C 所生产的胰岛素可以口服 D 所生产的胰岛素疗效大大提高 4、下列关于基因工程的说法中，正确的是( ) A 基因工程的设计和施工都是在细胞水平上进行的 B 目前基因工程所有的目的基因都是从供体细胞中直接分离得到的 C 基因工程能使科学家打破物种界限，定向改造生物性状 D 只要检测出受体细胞中含有的基因，那么目的基因一定能成功进行表达 5、在基因诊断技术中所用探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是( ) A 为形成杂交DNA分子提供能量 B 引起探针DNA产生不定向的基因突变 C 作为探针DNA的示踪元素 D 增加探针DNA的分子量 6、1976年，科学家用基因工程的方法创造出一种能分解石油的“超级细菌”。下列关于此种细菌的说法中正确的是( ) A 与一般细菌相比它体积特别巨大 B 它是现在唯一能分解石油的细菌 C 它同时能分解石油中的四种烃类 D 与一般细菌相比，它繁殖速度极快 7、下列哪一组生物是通过遗传工程方法培育成功的？( ) A 向日葵豆与无籽西瓜 B 超级小鼠与克隆羊 C 超级绵羊与无籽西瓜 D 超级鱼与抗虫棉 8、下列何种技术能有效地打破物种的界限，定向地改造生物的遗传性状，培育农作物的新的优良品种。( ) A 基因工程技术 B 诱变育种技术 C 杂交育种技术 D 组织培养技术 9、1982年，美国科学家将人的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中得到了体型巨大的“超级小鼠”。此项研究遵循的原理是( ) A DNA---RNA---蛋白质 B RNA---DNA---蛋白质 C DNA---蛋白质---RNA D RNA---蛋白质---DNA 10、科学家将DNA连接酶基因大量注入牛的受精卵细胞中，结果在该受精卵发育成雌牛后，从其乳汁中获得了大量的DNA连接酶，在该牛乳腺细胞中，与DNA连接酶的合成和分泌直接有关的细胞器是( ) A 线粒体、高尔基体 B 核糖体、高尔基体 C 核糖体、内质网 D 内质网、线粒体
学号 1234567 基因工程课程论文 （ 2013 届本科） 题目：基因工程技术发展历史、现状及前景 学院：农业与生物技术学院 班级：生物科学 091 班 作者姓名： X X X 指导教师： XXX 职称：教授 完成日期： 2013 年 3 月 16 日 二○一三年三月
基因工程技术发展历史、现状及前景 摘要：生物学已是现代最重要学科之一，而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的发展与进步，已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。 关键词：基因工程技术、发展历史、现状、前景 引言 基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”，通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。 一、基因工程技术的发展历史 （一）基因工程发展简述 人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间，细菌成为人类的第一大杀手，成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命，但是，好景不长，青霉素使用不到期10年，即在世界上20世纪50年代中期，就发现了严重的细菌抗药性，并且这种抗药性还具有“传染性”，也就是说，一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。
基因工程的现状及发展 研究背景： 迄今为止，基因工程还没有用于人体，但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验，并取得了成功。事实上，所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌，其DNA 中被插入人类可产生胰岛素的基因，细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力；在美国，大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前，是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点：支持者认为，转基因的农产品更容易生长，也含有更多的营养（甚至药物），有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病；而反对者则认为，在农产品中引入新的基因会产生副作用，尤其是会破坏环境。 目的意义： 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型。 内容摘要： 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为“基因工程”，或者说是“遗传工程”。 基因工程在20世纪取得了很大的进展，这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物，一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因，使得动植物具有了原先没有的全新的性状，这引起了一场农业革命。如今，转基因技术已经开始广泛应用，如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物，它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑，但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。 根据时势，我们总结科学家在基因工程的最新尝试 成果展示： 基因工程在工业方面的发展与应用： 1、环保工业 随着化学工业的迅速发展,产生了为数众多的化合物。其中不少都是能持久存在的有毒物质，这些物质的存在对人们所处的环境造成了极大的威胁。基因工程技术则有望解决这一难题。科学家通过DNA重组技术得到分解性能较高的工程菌种和具有特殊降解功能的菌株，从而
（一）基因工程的定义、诞生及重大发现 基因工程是利用人工的方法将DNA在体外进行切割，再和一定的载体拼接重组，获得重组的DNA分子，然后导入宿主细胞或者个体，使受体生物的遗传特性得到修饰或改变的过程。 基因工程的正式诞生是以斯坦福大学的Cohen等人于1973年建立的基因工程的基本模式为标志。Cohen的实验向人们证实，基因工程很容易打破不同的物种之间的界限，可以依据人们的目的和意愿定向地改造生物的遗传特性，甚至创造新的生命类型，因此把这一年定为基因工程诞生元年。基因工程得以诞生完全依赖于分子生物学、分子遗传学、微生物学等多学科研究的一系列重大突破，概括起来，从20世纪40年代开始，在现代分子生物学研究领域中，理论上的三大发现和技术上的三大发现对基因工程的诞生起到了决定性作用。 基因工程理论上的三大发现： （1）1928年，英国医生格里菲斯发现了生物主要的遗传物质是DNA （2）1953年，沃森和克里克明确了DNA的双螺旋结构和半保留复制的机制 （3）1961年，以莱文伯格为代表的一批科学家，经过大量的实验，1966年全部破译了64个密码，编排了一本遗传密码字典。 基因工程技术上的三大发现： （1）DNA分子的体外切割和连接。 （2）利用载体携带DNA片段 （3）大肠埃希菌转化体系的建立 （二）园艺基因工程的介绍 园艺基因工程具有的特点：1、植物细胞具有全能性2、园艺植物遗传资源丰富3、植物细胞具有细胞壁4、染色体基因组庞大而且往往是多倍体。 园艺基因工程主要包括：目的基因的克隆、表达载体的构建、目的基因的植物细胞的遗传转化、细胞培养及蜘蛛再生、转化植株的筛选与鉴定等。 园艺基因工程的研究与发展的领域：1、花卉基因工程2、果树基因工程3、蔬菜基因工程4、药用植物基因工程 -----------------------文献 （三）基因工程在农业中应用实例 随着人口的不断增加，在世界上不少地方视频的供给都成了大问题。生物工程技术的应用为最终解决了这一问题提供了有效的途径。科学家利用基因工程可培育出具备抗寒、抗旱、抗盐碱、抗病等特性的品种，使得适合农作物生长的范围大大增加。 （１）提高植物固氮能力和光合效率 科学家发现了一种与合成脯氨酸有关的基因，将其转入固氮菌后，后者获得了即固氮又抗盐的能力，从而有助于植物的生长。植物光合作用效率的高低决定了其产量的多少，英国剑桥的植物育种所研究了如何转移叶绿体基因，将其中的高光效基因转移到另一种品种中去，以增强其光和效率，从而能产生更多的粮食。根瘤菌可帮助豆科植物固定、吸收和利用空气中游离的氮，科学家们曾把肺炎克氏杆菌的孤单基因转入大肠杆菌，是大肠杆菌也能直接利用空气中的氮。日本已成功将固氮基因转入到水稻根系微生物中，这种微生物可向水稻提供1/5的需氮量，因而可减少氮肥的使用量。 （２）提高粮食蛋白质含量 应用基因工程技术还可以使粮食中的蛋白质含量提高。美国威斯康星大学的研究人员从菜豆中提取了储藏蛋白质基因，并将其转移到向日葵中后，表达了该基因美国明尼苏达大学也进行了类似的研究，他们把玉米醇溶蛋白基因转移到了向日葵根部的细胞中。这些实验
国内外基因工程的发展 现状及展望 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
国内外基因工程的发展现状及展望 学号：姓名：王雪班级：生物工程1003班 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。本文主要介绍了现阶段国内外基因工程的发展状况及未来的展望。 关键词：基因工程国内外发展展望 一．基因工程的成果 1.工程在农业生产中的应用 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，大大提高了营养价值，得到了
《基因工程的基本操作程序》教学设计 教学目标 1.简述基因工程原理及基本操作程序。 2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3.培养学生探索科学的严谨态度 教学重难点 【教学重点】 基因工程基本操作程序的四个步骤。 【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。 教学工具 多媒体 教学过程 复习提问： 1.DNA重组技术的基本工具有那些，各自的作用和特点是什么？ 2.我们所学过的育种方法有那些？其中基因工程育种有那些优点？ 导入：通过基因工程的概念我们可知,我们能够应用DNA重组技术和转基因技术赋予生物以新的遗传特征，但是无论是DNA重组技术还是转基因技术都需要找到对我们有利的目的基因，我们该如何去寻找目的基因哪，目的基因又将如何连接到载体上哪，以及如何将载体导入受体？这些都是我们所要共同探究的问题!现在让我们共同学习一下1.2基因工程的基本操作。 思考1.我们在前面提到的苏云芽孢杆菌中的抗虫基因、胰岛素基因、干扰素基因等都可以作目 的基因。可是要在浩瀚的“基因海洋”中，找到特定的目的基因可以用什么样的方法和途径呢？ 2、基因工程的基本操作程序主要包括：、 、 新课教学：
基因工程的基本操作步骤主要包括：目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。 一．目的基因的获取 1．目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因。 2．目的基因的获取方法： （1）从基因文库中获取 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。 构建基因文库的目的：为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。 基因组文库：含有一种生物的所有基因。 部分基因文库（如cDNA文库）：含部分基因，可由mRNA反转录而来。 （2）利用PCR技术扩增目的基因 PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 原理：DNA双链复制 原料：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子 方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA 聚合酶作用下延伸合成互补链。 特点：指数形式扩增 二．基因表达载体的构建 1．目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。 目的基因： 2．基因表达启动子：位于基因首端，RNA聚合酶识别和结合的部位， 驱动转录基因 载体的组成终止子：位于基因尾端，使转录在所需要的地方停下来 标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因
基因工程的前景与应用 张峻辉 11512991104 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、食品、环保等许多领域。 关键词: 基因工程技术；前景；应用 一、基因工程的应用 综述基因工程技术在改善食品原料品质、改良食品工业用菌种和食品加工性能、生产酶制剂和保健食品方面的应用,同时对转基因食品及其安全性问题进行了总结归纳,最后对基因工程技术在食品中的发展前景进行展望。 以DNA重组为核心内容的基因工程技术是一种新兴的现代生物技术。利用基因工程技术不但可以提高食品的营养价值,去除食物原料中的有害成分,同时还可以通过对农作物品种改良,减少种植过程中农药、化肥等化学品的使用量。目前,经基因工程改造的产品已在农业、医药、环保等领域占据了重要的地位,特别是在农业中越来越显示了它的优越性和发展前景。 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。 二、基因工程的前景和展望 由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。所以，各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。我国基因工程技术尚落后于发达国家，更应当加速发展，切不可坐失良机。 但是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。还有，尽管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竟这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增加新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交，适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能