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什么是基因工程
一、什么是基因工程
基因工程（Gene Engineering）是一种技术，它可以改变物质基础的构造，使其形成新的基因组合，从而获得有意义的生物。
基因工程可以
让完全不同的物种合成出新物种，或者将不同物种的基因强行混合，
成功地让一些被认为在自然过程中不可能出现的新物种出现。
二、基因工程的基本原理
基因工程的基本原理是人工合成、改造、替换或者删除染色体的基因，在生物体的内部，精心操控它们来改变特质。
比如，可以用基因工程
在生物体内引入新基因，从而改变它们的某些性状，从而形成新物种、新性状或新能力。
同样，也能改变基因中某种成分，形成新物种。
三、基因工程在实践中的应用
（1）改性个体：基因工程可以调整体内基因水平，以便让体内特定的
特质性状得到发挥。
（2）编辑特质：基因工程可以根据所需改变，精确定位到特定的基因
的特定位点，再改变基因位置，最终让细胞发生变化。
（3）基因治疗：基因治疗是改变患有基因性疾病的患者的基因的技术，以改善疾病情况。
（4）转基因：转基因技术指的是将一种物种中的基因流入到另一种物
种中，从而改变或添加某种性质，如抗病性等。
四、基因工程的好处与弊端
（1）好处：基因工程可以帮助改变鉴定动物和植物的性能，用来生产
食物、药物、精馏植物等产品，帮助解决营养、病症，使物种在极端
环境发展。
（2）弊端：大量的基因重组可能引发不可预料的问题，产生致命的疾病，甚至影响人类基因。
有时，新基因对导入到一个物种中的其他生
命细胞产生负面影响。
什么是基因工程基因工程：改变生命的未来引言：人类一直在不断探索、改造和利用自然的力量，以满足我们的需求和向前迈进。
基因工程作为生物技术的一个重要分支，具有巨大的潜力，可以为人类带来许多福祉和进步。
本文将深入探讨什么是基因工程，它的原理和应用，以及相关的伦理和道德问题。
一、基因工程的定义和原理：基因工程，又称遗传工程，是一种利用重组DNA技术改变生物基因组的过程。
它主要包括三个步骤：选取目标基因、将目标基因导入目标生物体的基因组中、使导入基因能够在生物体中正常表达。
基因工程的原理主要包括DNA分子的切割、连接和重组。
科学家通过具有特定功能的限制酶将DNA切割成片段，然后将这些片段重新组合，以获得具有所需特性的DNA序列。
最后，将重组的DNA导入目标生物体中，通过细胞的自然复制过程使其在细胞和整个生物体中被表达。
二、基因工程的应用：1. 农业领域：基因工程在农业领域的应用非常广泛。
通过转基因技术，科学家们可以改良农作物，使其具有抗虫、抗病、耐旱等特性，提高产量和抗逆性，有力地支持全球粮食安全。
例如，转基因玉米可以抵抗玉米螟的侵袭，转基因水稻可以抗盐碱、耐旱。
2. 医学领域：基因工程在医学领域的应用正逐渐发展。
通过基因工程技术，科学家可以将外源基因导入体内，用于治疗一些遗传病、免疫系统疾病和癌症等疾病。
例如，基因工程药物可以治疗某些带有缺陷基因的遗传性疾病，如血友病和囊性纤维化等。
3. 环境保护：基因工程还可以用于环境保护。
通过改良某些细菌或植物的基因，可以使其具有降解有害化学物质的能力，从而清理油污和其他污染物。
基因工程在生物修复、环境治理中的潜力巨大，为解决环境问题提供了新的思路和方法。
三、伦理道德问题：虽然基因工程有着广阔的应用前景，但也涉及一些伦理和道德问题需要慎重考虑。
1. 遗传多样性：转基因作物的广泛种植可能导致农作物遗传多样性的丧失，降低农作物的抵抗能力。
我们应该保留自然界的遗传资源，同时加强监管和管理，确保基因工程的可持续发展。
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。
基因工程的名词解释
基因工程是一种利用生物技术手段改变生物体内遗传信息的技术,包括利用DNA分子作为工具来切割、重组、连接和修饰DNA分子,从而改变生物的性状和功能。
在基因工程中,通常会使用一些特定的工具和技术来操作DNA分子。
这些工具和技术包括:基因编辑技术,如CRISPR/Cas9、Taq酶、文库筛选等;DNA片段的制备,如扩增、剪切、合成等;DNA连接技术,如基因连接酶、基因转化技术等;以及基因转化材料,如植物、细菌、酵母等。
基因工程的应用范围非常广泛,包括生物医学研究、农业改良、食品加工、药物开发等。
在生物医学研究中,基因工程可以用于治疗疾病、开发新药物和改变生物体的性状。
在农业改良中,基因工程可以用于提高作物产量、改善作物品质、降低生产成本等。
在食品加工中,基因工程可以用于改变食品的口感、味道和营养价值等。
除了传统的生物学方法外,基因工程还采用了一些现代技术手段,如基因芯片、基因组学、蛋白质结构预测等。
这些技术的发展使得基因工程的研究和应用更加高效和精准。
基因工程也有一些伦理和法律问题需要解决,如基因隐私、基因歧视、遗传信息保护等。
因此,在基因工程的研究和应用中,需要遵循伦理和法律规定,确保其安全性和合法性。
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。
对基因工程的认识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，以达到人类特定需求的技术。
通过对DNA的操作和改变，基因工程可以创造新的基因组合，改变生物体的遗传特性。
基因工程的应用领域基因工程在许多领域都有重要的应用，如农业、生物医学和工业等。
下面是一些基因工程在不同领域的应用案例：1. 农业•强化作物抗虫能力：通过基因工程，可以向作物中引入抗虫基因，使其获得自身抗虫的能力，降低农药使用量。
•提高作物的耐旱性：基因工程可以帮助作物表达耐旱基因，提高其对水分胁迫的适应能力。
•增加作物的营养价值：通过基因工程，可以使作物表达更多的营养物质，如维生素、矿物质等。
2. 生物医学•生物药物的生产：基因工程技术可以用于生产重要的生物药物，如胰岛素、人血清白蛋白等。
•基因治疗：通过基因工程，可以将健康基因导入患者的细胞中，修复或替代有缺陷的基因，治疗遗传疾病。
•个性化医疗：基因工程可以为患者提供个性化的医疗服务，根据患者的基因信息进行针对性的治疗。
3. 工业•生物质能源生产：基因工程可以改造微生物，使其能够高效利用植物纤维素，生产生物质能源，如生物乙醇、生物柴油等。
•工业酶的生产：通过基因工程，可以大量生产各种工业酶，如纤维素酶、蛋白酶等，用于各种工业生产过程。
基因工程的优点基因工程在许多方面都有着重要的优点，下面是一些常见的优点：1. 进步医疗水平基因工程可以开发出新的治疗方法和药物，帮助治疗许多难以治愈的疾病，为人类的健康提供更好的保障。
2. 提高农业生产效率基因工程可以增强农作物的抗病虫能力、提高产量和质量，帮助解决人口快速增长导致的粮食短缺问题。
3. 降低工业生产成本基因工程可以通过改良微生物，提高酶的生产效率，降低工业生产成本，推动工业发展。
4. 保护环境基因工程可以减少对环境的污染，如利用微生物降解有机废料，减少人类活动对生态环境的破坏。
基因工程的挑战及风险尽管基因工程带来了许多好处，但也存在一些挑战和风险，需要引起足够的重视和保障：1. 遗传多样性的缺失大规模应用基因工程可能导致遗传多样性的缺失，使得物种适应性降低，增加生态系统的脆弱性。
关于基因工程的名词解释引言：基因工程，作为现代生命科学的一个重要分支，旨在通过改变生物体的遗传信息，实现对生物特性的调控和改良。
下面将解释一些与基因工程相关的常见名词，以便更好地理解这个领域的重要概念。
一、基因工程基因工程，又称遗传工程，是一种通过人工方法对生物体的基因进行操作和改造的技术。
它包括对DNA序列的修改、插入和删除，以达到改变生物的表型特征或增强其产物能力的目的。
二、DNADNA（脱氧核糖核酸）是生物体内存储遗传信息的主要分子，它由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳟嘧啶）组成，通过特定的序列排列形成基因。
基因工程的核心工作就是对DNA进行修饰和操作。
三、基因基因是DNA中编码一个特定蛋白质或遗传特征的单位。
每个生物体都由大量基因组成，这些基因决定了生物体的特性和遗传信息的传递方式。
基因工程中的目标之一就是对特定基因进行改造，以期望在生物体中产生特定的效果。
四、基因组基因组是一个生物体中包含的所有基因的集合。
它可以分为染色体基因组和质粒基因组。
染色体基因组是生物体核内DNA组成的基因集合，而质粒基因组则存在于质粒中，通常被用于外源基因的插入和传递。
五、重组DNA技术重组DNA技术是基因工程中一项重要的技术手段，它通过将源自不同生物体的DNA片段在体外进行精确拼接，创造出新的重组DNA。
这种技术可以用于插入外源基因、制备重组蛋白质等。
六、基因表达调控基因表达调控是指细胞对特定基因的调控机制，包括转录因子的结合、启动子区域的调控和DNA甲基化等。
通过基因表达调控，科学家可以改变基因的表达水平，进而改变生物的性状和功能。
七、转基因转基因是指将外源基因导入目标生物体中的过程。
通过转基因技术，科学家可以将具有特定功能的基因导入到其他生物体中，从而改变目标生物体的遗传特性。
八、克隆技术克隆技术是基因工程中的一项重要技术，它可以复制生物体的DNA或细胞。
克隆技术主要包括体细胞核移植和DNA克隆。
基因工程测试卷
1.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（ ） A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA 反转录获得 B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点 C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来 D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
2. (15分)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。
如果将P 分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P 1)不但保留P 的功能，而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题：
⑴从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。
⑵以P 基因序列为基础，获得P 1基因的途径有修饰 基因或合成 基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括 的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即： 。
⑶蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。
3.（15分）HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。
回答下列问题：
（1）用基因工程方法制备HIV 的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV 中的 ，以其作为模板，在
的作用下合成 。
获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。
（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的
相应分泌蛋白是 。
该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV ，检测的原理是 。
（3）已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。
引起这种现象的根本原因是
HIV 主要感染和破坏了患者的部分 细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。
（4）人的免疫系统有 癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。
4.（9分）科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子
IX 医用蛋白，其技术路线如图。
（1）由过程①获得的A 为_____________________。
（2）在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_______________________。
受体应选用___________期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生______________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为__________________________________________________。
5.（16分）T-DNA 可能随机插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。
用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植物形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌（其中的T-DNA 上带有抗除草剂基因）悬浮液中以实现转化。
在适宜条件下培养，收获种子（称为T 1代）。
（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除 ，因为后者产生的 会抑制侧芽的生长。
（2） 为筛选出已转化的个体，需将T 代播种在含 的培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T 2代）。
（3） 为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T 代播种在含 的培养基上，获得所需个体。
（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。
为确定抗盐性状是
否由单基因突变引起，需将该突变体与 植株进行杂交，再自交
代后统计性状分离比。
（5）若上述T-DNA 的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现
型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性 。
（6）根据T-DNA 的已知序列，利用PCR 技术可以扩增出被插入的基
因片段。
其过程是：提取 植株的DNA ，用限制酶处理后，再用
将获得的DNA 片段连接成环（如右图）以此为模板，从图中A 、B 、
C 、
D 四种单链DNA 片断中选取作为引物进行扩增，得到的片断将用
于获取该基因的全序列信息。
6.（15分）回答有关基因工程的问题：
（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA 后，可能产生粘性末端，也可能产生_____末端。
若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_____（相同，不同）粘性末端的限制酶。
（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用
是_____。
在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_____处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为______。
为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_____，常用抗原-抗体杂交技术。
（3）如果要将某目的基因通过农杆菌传话法导入植物细胞，先要将目睹基因插入农杆菌Ti质粒的_____中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的______上。
7．（8分）请回答基因工程方面的有关问题：
（1）利用PCR技术扩增目的基本因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。
图中引物中为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占比例为。
②在第轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
（2）设计引物是PCR技术关键步骤之一。
某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。
①第一组：______________；②______________。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能反映DNA聚合酶的功能，这是因为_____________ _。
（4）用限制酶EcoRV、MboI单独或联合切割同一种质粒，得到DNA片段长度如下图（1kb即1000个碱基对），请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、MboI的切割位点。
8. （16分）拟南芥是遗传学研究的模式植物，某突变体可用于验证相关的基因的功能。
野生型拟南芥的种皮为深褐色（TT），某突变体的种皮为黄色）,下图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因(T n)功能的流程示意图。
（1）与拟南芥t基因的mRNA相比，若油菜T n基因的mRNA中UGA变为ＡＧＡ，其末端序列成为“－ＡＧＣＧＣＧＡＣＣＡＧＡＡＣＵＣＵＡＡ”，则T n比ｔ多编码个氨基酸（起始密码子位置相同，ＵＧＡ、ＵＡＡ为终止密码子）。
（２）图中①应为。
若②不能在含抗生素Ｋａｎ的培养基上生长，则原因是.若③的种皮颜色为，则说明油菜基因与拟南芥T基因的功能相同。
（3）假设该油菜基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因为；同时，③的叶片卷曲（叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传），用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代中所占比列最小的个体表现型为；取③的茎尖培养成16颗植珠，其性状通常（填“不变”或“改变”）。
（4）所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥（填是或者不是）同一个物种。
