现代生物技术第二章 基因工程

基因工程的基本步骤包括基因工程是一种利用现代生物技术对生物体进行基因的改造和调控的科学技术。

它涉及到一系列的基本步骤，包括目标基因的选择、基因的克隆、基因的转化和表达等。

下面将为您详细介绍基因工程的基本步骤。

一、目标基因的选择目标基因的选择是基因工程的第一步，它决定了接下来的研究方向和实验设计。

目标基因可以是与某种特定功能相关的基因，也可以是与某种疾病相关的基因。

在选择目标基因时，需要考虑其在生物体中的表达水平、调控机制以及与其他基因的相互作用等因素。

二、基因的克隆基因的克隆是指将目标基因从生物体中剥离出来，使其能够在实验室中进行进一步的研究和操作。

基因的克隆包括DNA的提取、PCR扩增、酶切和连接等步骤。

其中，PCR扩增是一种常用的方法，可以通过引物的设计和PCR反应的条件优化，选择性地扩增目标基因。

三、基因的转化基因的转化是指将克隆好的目标基因导入到目标细胞或生物体中，使其能够表达并产生相应的功能。

基因的转化可以采用多种方法，如细胞转染、细菌转化、植物基因转化等。

其中，细胞转染是一种常用的方法，可以通过化学方法、电穿孔、基因枪等手段实现。

四、基因的表达基因的表达是指将目标基因在转化后的细胞或生物体中进行转录和翻译，从而产生具有相应功能的蛋白质。

基因的表达需要考虑转录因子、启动子、终止子等调控元件的选择和优化，以及合适的表达载体的构建和转染条件的优化。

基因工程的基本步骤可以总结为目标基因的选择、基因的克隆、基因的转化和基因的表达。

这些步骤相互关联、相辅相成，共同完成对目标基因的研究和调控。

基因工程的应用广泛，涉及到农业、医学、工业等多个领域，有着重要的科学和经济意义。

需要特别注意的是，在进行基因工程研究时，应遵守相关的伦理规范和法律法规，确保研究的安全性和可行性。

此外，基因工程研究还需要不断创新和发展，探索更加高效和精确的技术和方法，以满足科学研究和实际应用的需求。

基因工程的基本步骤包括目标基因的选择、基因的克隆、基因的转化和基因的表达。

基因工程的特点基因工程是一种现代生物技术，它利用分子生物学、遗传学、细胞生物学等多个学科的知识和技术手段，对生物体的基因进行修改、调控和重组，以达到改变其性状、增强其功能或者创造新的生物体等目的。

基因工程具有以下几个特点：1. 高度精准：基因工程利用先进的分子生物学技术，可以对基因序列进行高度精确的编辑和调控，实现对目标基因的精准修饰。

2. 多样性：基因工程可以对不同种类、不同来源、不同性状的生物进行改造和创新，扩大了人类掌握和利用自然资源的范围。

3. 可塑性：基因工程可以通过改变单个或多个基因来调节整个生物体内部环境，从而实现对其外部表现形态、代谢方式等方面的可塑性。

4. 应用广泛：基因工程已经在医药、农业、环保等多个领域得到应用，并且具有广阔的发展前景。

5. 风险与挑战：尽管基因工程带来了很多好处，但也面临着很多风险和挑战，如遗传污染、生态失衡、伦理问题等。

基因工程的主要内容包括：1. 基因克隆：通过分离和复制目标基因，实现对其进行精确的编辑和调控。

2. 基因重组：将不同来源的基因进行重组，创造出新的生物体或者增强已有生物体的功能。

3. 基因敲除：通过人为干预目标基因的表达，实现对其功能的抑制或者消除。

4. 基因编辑：利用CRISPR/Cas9等技术手段，对目标基因进行精准编辑和调控。

5. 基因治疗：利用基因工程技术，开发出针对遗传性疾病、癌症等疾病的新型治疗方法。

6. 转基因技术：将外源基因导入到目标生物体中，以改变其性状、增强其功能或者创造新的生物体。

7. 合成生物学：利用合成生物学技术手段，设计和构建全新的生物系统或者模块化组件。

总之，基因工程是一项高度复杂而又具有广泛应用前景的生物技术，它可以为人类带来很多好处，但也需要我们认真面对其中的风险和挑战。

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。

基因工程复习资料第一章核酸的制备1.主要步骤：分、切、接、转、筛、表2.基因工程的概念：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。

第二章基因工程工具酶1.生物催化剂：核酶、抗体酶、模拟酶。

2.限制性内切核酸酶：定义：限制性内切核酸酶是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列（识别序列），并在识别序列上使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。

命名：限制性内切核酸酶一般是以第一次提取到这类酶的生物的属名的第一个字母和种名的第一、第二个字母命名的，有的在后面还加菌株（型）代号中的一个字母。

如果从同一种生物中先后提取到多种限制性内切核酸酶，则依次用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。

并且名称的前三个字母须用斜体，第一个字母用大写。

3.DNA连接酶：定义：DNA连接酶也称DNA黏合酶，在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色，那就是连接DNA链3‘-OH末端和，另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链的一种酶。

种类：大肠杆菌DNA连接酶、T4DNA连接酶、TscDNA连接酶、真核生物细胞发现的连接酶，如酶Ⅰ、酶Ⅱ、酶Ⅲ等多种类型。

4.DNA片段的连接方法：①具互补黏性末端DNA片段之间的连接：可用E?coli DNA连接酶，也可用T4 DNA连接酶。

②具平末端DNA片段之间的连接：只能用T4 DNA连接酶，并且必须增加酶的用量。

③DNA片段末端修饰后进行连接：DNA片段末端同聚物加尾后进行连接，可按互补粘性末端片段之间的连接方法进行连接；粘性末端修饰成平末端后进行连接；DNA片段5′端脱磷酸化后进行连接；DNA片段加连杆或衔接头后连接。

5.DNA聚合酶：①定义：DNA聚合酶是指以DNA单链为模板，以4种脱氧核苷酸为底物，催化合成一条与模板链序列互补的DNA新链的酶。

基因工程重点考点归纳基因工程是现代生物技术的核心之一。

它可以直接改变基因组中特定的DNA序列，从而创造新的生物特性和功能。

基因工程的应用范围广泛，包括生物学研究、医药和农业等领域。

下面是基因工程相关的重点考点的归纳。

1.基因工程的定义基因工程是一种利用生物技术手段，对有机体的基因组进行定点操作，创造、改变、调控生物体某些特定性状、遗传稳定性和遗传传递规律的工程技术。

2. 基因工程的基本步骤基因工程包括以下四个基本过程：基因克隆，基因修饰，基因转移和表达。

（1）基因克隆：由于人工合成DNA在重复序列比较长的区段容易出错，所以一般采用从天然DNA中克隆所需载体基因的方法得到特定基因序列。

（2）基因修饰：对基因序列进行修饰和调控，可以创造新的生物特性和功能。

（3）基因转移：将人工改造好的DNA序列移植到目标细胞或组织中，从而实现对有机体特定生物性状的控制。

（4）基因表达：基因植入到细胞或组织中后，就会启动正常的基因转录和翻译过程，从而最终表达出新的生物特性和功能。

3. 特定的基因修饰技术基因修饰技术是基因工程的核心内容之一，主要包括以下几种技术：（1）基因剪切：可以使用一些特定的“切割酶”来切割或剪切DNA分子，从而获得目标基因序列。

（2）基因突变：可以通过人工引入特定突变点的方法，改变DNA序列中的某一核苷酸，从而创造新的生物特性和功能。

（3）基因拼接：可以将两个已有的DNA序列拼接起来，形成新的DNA序列，从而创造新的生物特性和功能。

4. 基因转移技术基因转移技术是基因工程的一个关键环节。

目前较常用的基因转移技术包括以下几类：（1）转染：通过将目标DNA序列直接注射入目标细胞中，从而实现基因表达。

（3）微小注射：利用微小针头等工具，将DNA直接注射到目标细胞中。

（4）基因枪技术：将DNA与金属微粒复合，然后使用高压喷射枪将复合物注入目标细胞中。

5. 基因工程在医学领域的应用基因工程在医学领域的应用迅速增长，发展出的医学应用主要包括以下几个方面：（1）基因诊断：通过检测DNA级别的突变或基因改变来进行疾病的预测和诊断。

第七单元 生物技术 第二章 现代生物技术第一节 基因工程学习目标： 1．说出基因工程的原理， 2. 说明：“工程菌”的培育过程。

3．举例说明基因工程在工农业生产和医疗等方面的应用。

4．分析转基因生物的安全性。

5．通过调查基因工程产品在生活中的应用，提高收集信息，理信息及语言表达能力。

展望未来转基因技术给社会带来哪些影响。

教学过程： 一、展示目标：自读目标，了解本节课的学习任务。

二、温故知新: 1、构成生物体结构功能的基本单位是 ，其中具有遗传作用的物质存在于 内。

2、细胞核内，能够被碱性染料染成深色的物质是 ，它的结构包括和 两部分，其中最主要的遗传物质是 。

3、具有遗传效应的最小的DNA 片段，叫做 ，生物的性状是由 控制的。

三、导入新课：已经布置大家预习新课本内容，开展关于“基因工程产品在生活中的应用”调查活动，请各小组将各自的调查结果进行交流。

（学生交流）在调查过程中，大家对于基因工程肯定还会存在若干困惑，通过自主学习，能否解决存在的问题： 四、自主学习 1、请同学们对照课本P92-----P93文字和图形自学： （1）简述工程菌的培育过程，说出基因工程的原理（结合自主练习P29-30） 第一步 第二步 第三步第四步（2）人的生长激素基因在细菌细胞内得到了成功表达，这说明了什么问题？（3）利用“工程菌”生产人的生长激素，有哪些好处 ？为什么利用大肠杆菌来培养生长激素？（3）什么叫基因工程？什么叫转基因生物？2、各小组分组讨论展示，教师点拨解疑。

（1）基因工程在生产生活实际中有哪些应用？举例说明。

医药 农业 畜牧业 环保（2）转基因生物有哪些优点？你是如何认识转基因食品的？小组讨论展示 5、同学们自学课本（转基因生物的安全）P95——P96完成下面的问题： 为控制基因工程给人类带来的负面影响，我国颁布了哪些公约和条例？ 展望未来达标检测一、单项选择（请将答案序号填入括号内）1、为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与搞旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高20%，这项技术属于（）A、克隆技术B、杂交技术C、转基因技术D、组织培养技术2、关于基因工程，下列叙述不正确的是（）A、基因工程已经被广泛应用于农业、医药、环保等领域B、转基因技术类似工程设计，所以也叫做基因工程C、基因工程是一项现代生物技术D、基因工程是一项细胞核移植工程3、目前，有一种新品种蔬菜叫“白菜-甘蓝”这是将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将其培养成新的植物，这是利用了现代技术中的（）A、细胞工程B、基因工程C、蛋白质工程D、酶工程4、研究人员用显微注射器将大白鼠生长激素基因注射到小鼠的受精卵中，再将受精卵注入母鼠的输卵管，培养出超级鼠。