基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。這種技術(shù)是在生物 體外，通過對DNA分子進(jìn)行人工“剪切” 和“拼接”，對生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。(分子水平）
1.基因的剪刀──限制性內(nèi)切酶（限制酶）
一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列(特異性），并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200（數(shù)量）多種。
如 大腸桿菌中的一種限制酶，識別GAATTC序列，并切割G-A序列
２、基因的針線──DNA連接酶
連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。
3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體
作用：將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞
種類：質(zhì)粒（最常用的運(yùn)載體，是染色體外能夠自我復(fù)制的很 小的環(huán)狀DNA。） 噬菌體 動植物病毒
①能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定的保存。
②具有多個限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。
③具有標(biāo)記基因便于篩選。
（二）基因工程的基本步驟
1、直接分離法：鳥槍法（散彈射擊法）
逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。
化學(xué)合成：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。
　　將供體生物的DNA用限制酶切割為許多片段，再用運(yùn)載體將這些片段都運(yùn)載到受體生物的不同細(xì)胞中去。只要有一個細(xì)胞獲得了需要的目的基因并得以表達(dá)，基因工程就算成功了。
優(yōu)點(diǎn):是操作簡便，缺點(diǎn):是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。
第二步：目的基因與運(yùn)載體結(jié)合
第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑，通過運(yùn)載體把目的基因帶入某生物體內(nèi)，并使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)錄和翻譯。
為使重組的DNA分子更容易進(jìn)入受體細(xì)胞，通常要用CaCl2對受體細(xì)菌進(jìn)行處理，使受體細(xì)菌具有更大的通透性。
第四步：目的基因的檢測與表達(dá)
　　大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測出來。 將每個受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。
1、檢測；判斷目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞
2、表達(dá)：有沒有產(chǎn)生特定的性狀
三、基因工程的成果和前景
１、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生
２、基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)
農(nóng)業(yè)：獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)高品質(zhì)的農(nóng)作物、抗逆行新品種。
畜牧業(yè)：高產(chǎn)仔率，高產(chǎn)奶量的品種。如：超級小鼠
食品業(yè)：將雞蛋白基因移入酵母菌來生產(chǎn)卵清蛋白
3、基因工程與環(huán)境保護(hù)
（1）環(huán)境監(jiān)測：基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。
1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來
利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。
（2）環(huán)境污染治理： 　　假單孢桿菌能分解石油的成分，把分解三種烴類的基因轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出同時能分解四種烴類的超級細(xì)菌。提高分解石油的效率。
拓展：原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)
RNA聚合酶能夠識別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn)，并與其結(jié)合。轉(zhuǎn)錄開始后，RNA聚合酶沿DNA分子移動，并與DNA分子的一條鏈為模板合成RNA。轉(zhuǎn)錄完畢后，RNA鏈釋放出來，緊接著RNA聚合酶也從DNA模板鏈上脫落下來。
編碼區(qū)：能夠轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)的信史RNA，進(jìn)而指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，能夠編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段。
非編碼區(qū)：有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列。
拓展：真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)
能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子
不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子，內(nèi)含子能轉(zhuǎn)錄為信使RNA
◆不同種類的蛋白質(zhì)的基因所含的外顯子和內(nèi)含子的數(shù)目和長度是不同的。
◆每個編碼蛋白質(zhì)的基因都含有若干個外顯子和內(nèi)含子
一、轉(zhuǎn)基因生物的安全性1．轉(zhuǎn)基因成果基因工程藥物；轉(zhuǎn)基因家畜、家禽優(yōu)良品種的培育；生物反應(yīng)器——生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品；轉(zhuǎn)基因抗性作物的培育等。
生物技術(shù)的安全性和倫理問題
2．對安全性問題的爭論食物安全：毒性蛋白、________、營養(yǎng)成分的______。生物安全：對___________的影響。環(huán)境安全：對______________的影響。3．理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)正確的倫理輿論導(dǎo)向；__________和法制制度的建立。
二、生物技術(shù)的倫理問題1．克隆人中國政府的態(tài)度：____生殖性克隆人。四不原則：________________________________任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn)。2．試管嬰兒兩種試管嬰兒的區(qū)別：設(shè)計(jì)試管嬰兒需對胚胎進(jìn)行__________。
不贊成、不允許、不支持、不接受
兩種不同的觀點(diǎn)：多數(shù)人持認(rèn)可態(tài)度。3．基因身份證基因身份證的含義：記錄有個人_____________的身份證。兩種不同的觀點(diǎn)。
三、禁止生物武器1．生物武器種類：病菌、病毒、生化毒劑及經(jīng)基因重組的致病菌。散布方式：通過食物、生活必需品等散布到敵方。危害：對軍隊(duì)和平民造成大規(guī)模殺傷后果。
對待轉(zhuǎn)基因生物的正確態(tài)度是趨利避害，不能因噎廢食。
(2)分類①治療性克?。骸袄每寺〖夹g(shù)產(chǎn)生特定細(xì)胞和組織(皮膚、神經(jīng)或肌肉等)用于治療性移植”②生殖性克?。褐笇⒖寺〖夹g(shù)用于生育目的，即用于產(chǎn)生人類個體。
2．試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒(1)試管嬰兒是利用體外受精和胚胎移植等技術(shù)繁殖個體，其主要目的是解決人類不孕夫婦的生育問題。(2)設(shè)計(jì)試管嬰兒與試管嬰兒相比需在胚胎移植前對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷，以篩選符合特殊目的要求的胚胎，進(jìn)而生出所需類型的嬰兒。
根據(jù)相關(guān)知識分析回答下列問題：
(1)試管嬰兒技術(shù)與克隆技術(shù)的區(qū)別：試管嬰兒技術(shù)的生物學(xué)原理是有性生殖(又稱為體外受精技術(shù))，克隆技術(shù)的生物學(xué)原理是無性生殖(又稱為體細(xì)胞核移植技術(shù))。

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