基因工程学课程论文

基因工程学课程论文（精选12篇）

基因工程学课程论文 第1篇

一、困局原因分析

总结授课经验, 我们对学生的知识结构特点、课程特点、授课方式等方面作了分析, 为基因工程与当代医学选修课教学质量的提高提供了参考。

1.学 生 特 点

选修本课程的学生一般是处于大一和大二下学期的学子, 在2013年的统计 中 , 大一学生 占78%, 大二学生 占22%。大一学生主要以大学通识教育为主, 对于专业课和专业基础课所学甚少, 而对于基因工程相关的知识背景主要依赖于高中时期曾经学习的极少的相关知识, 基础极为薄弱。例如 , 讲基因工 程绪论时 , 学生学习 热情特别 高 , 然而当学 生接触到基因工程的专业核心知识时, 会觉得云里雾里, 不知其所以然, 学习兴趣大打折扣。因此, 学生的知识结构特点要求我们尽量深入浅出地讲授, 不能将侧重点一味放在专业知识方面。

2.课 程特 点

基因工程是支撑生物技术专业的四大专业课之一, 内容涉及生物化学、微生物学、遗传学、分子生物学等学科的理论知识[1]。内容多、概念抽象、理论性强、技术性强是基因工程的四大特点, 即使是相关背景知识较好的生物技术专业学生学习起来也不轻松[2,3]。对于知识背景相对薄弱的普通医学生而言, 更难在有限时间里掌握基因工程的内涵。

3.授 课 方 式

生物技术专业的学生在学习基因工程理论的同时有120学时的实验课同时开展, 理论与实验相结合可以促进学生对基因工程理论知识的理解和掌握。在《基因工程与当代医学》的选修课中, 仅有24个学时的理论讲授时间, 学生没有机会接触基因工程实验, 更难以及时理解和消化所学习的内容。过去一年, 我们在授课过程中选择多媒体讲授方式结合PBL学习方式。学生在PBL讨论课上表现得很积极, 但在理论课的课堂上容易走神, 旷课现象时有发生。

综合以上三点, 我们不难看出对相关知识背景较为薄弱的学生群体, 运用多媒体讲授理论和抽象性极强的基因工程理论 和技术 , 是制约《基 因工程与 当代医学 》教学效果的瓶颈。 如何应对, 提高学生的学习兴趣, 最大限度地让学生受益呢?

二、对策思考

为了使学生从《基因工程与当代医学》的24个学时中受益, 我们提出了以下对策。

1.重 新 定 位 教 学 目 标

对于生物技术专业的学生, 我们重点强调学生在168个理论和实验课的学习中掌握基因工程的理论体系和基本技术方法。对于选修课的学生而言, 重点让学生了解基因工程的理论和技术体系在医学中的应用, 通过对基因工程发展过程中的科学事例培养学生的科学观、能力及实事求是的情感价值观。

2.优 化 课程 内容

鉴于以上课程目标的改变, 我们拟在新的授课过程中对授课内容及侧重点作出相应改变。例如我们在以往的授课中对基因工程操作的基本工具———酶和载体的侧重点主要讲授原理及作用特点等, 调整后我们对其作用特点作简单介绍 , 而对相关 酶类的发 现、背后的 科学故事 、酶在医学中的应用进行讲授。 这样不但可以激发学生浓厚的学习兴趣, 而且可以让他们切实感受到基因工程相关知识与医学之间密切 的相关性 , 同时对学 生的品德 及素质的 培养起到潜移默化的作用。

3.优 化 授 课 方 式

以往的授课主要以多媒体讲授为主。伴随新的授课内容的调整, 我们在课件中适当引入相关视频, 这样既减轻了教师的工作量, 又让学生更轻松地学习。例如我们在讲授基因工程的诞生时, 尚未进行生物化学学习的学生听起来有些吃力。我们引入了《DNA与基因工程》的优酷视频, 不但让学生通过直观的动画了解了DNA的基本结构, 而且让他们很清楚地明白了基因工程的基本概念。在基因工程的发展中讲授“克隆”这个概念时, 插入优酷视频中的《中国克隆技术》, 让学生更直观地了解克隆、克隆动物、克隆的基本过程、中国的克隆进展及克隆带来的伦理学争论等。这比教师空洞的讲授更能启发学生思维, 更能引发他们对我国科学界的自豪感及对伦理学感悟的提升。除了合理引进视频外, 我们还考虑继续保留学生PBL的学习方式 , 让他们有更多时间和空间发表对基因工程的看法和争论。对于一些必须讲授的核心知识点, 尽量采用“通俗法”讲授[4]。

总之, 作为一门新开设的选修课, 它需要我们在授课过程中持续改进, 改进的前提是教师对学生的责任心、对课程的责任心及耐心的观察和思考。学生的建设性建议是必不可少的, 在后续的课程开设中, 我们会持续收集学生的意见和建议, 更好地完善课程。

参考文献

[1]苏泽红, 练高建, 何淑雅, 尹卫东, 李斌元.生物科学专业基因工程教学改革初探[J].广东化工, 2013 (18) :157-159.

[2]刘香利, 王保莉, 张大鹏, 刘华伟.基因工程课程教学改革探索与实践[J].教育教学论坛, 2014 (2) :98.

[3]张小华, 姚庆收, 秦加阳, 刘秀珍, 王越嗣.医学院校基因工程教学实践探索[J].西北医学教育, 2013 (6) :56.

基因工程课程实习教学大纲 第2篇

课程名称：基因工程

Gene Engineering 课程编号： 开课院系：生物科学与工程学院

实习周数： 1周 课程学时： 30学时 课程总学分： 2 适用专业： 生物科学

一、实习的性质、目的、任务

认知实习是学生进入专业课学习阶段的一个实践性教学环节。通过实地参观调查，增强学生对实际基因工程的感性认识，从而加深对课堂教学内容的理解，激发学生学习专业知识的热情，为今后创造性地从事专业工作打下良好的基础。

通过了解基因工程的操作过程、实验室设置、设备结构、工作原理等，为学生将来进入分子生物学实验室实习做好了理论知识与基因工程实践知识两方面准备。

二、实习的组织实施

基因工程课程实习主要在学生完成基因工程工程理论后，由生物科学与工程学院的领导和任课教师联系相关分子生物学实验室，组织学生去分子生物学实验室参观和参与基因工程的实验。

三、实习教学的基本要求

1.通过实习要求学生了解以下几点内容

基因工程操作的一般过程原理，包括各阶段操作原理和相应的分子生物学原理； 应能清楚基因工程操作的注意事项，并能指出所用仪器设备种类及其作用。

对一些基因工程相关的重要实验操作及其仪器设备，如PCR、分子杂交、电泳等能有清楚地了解。

2.学生应结合参观项目及课堂教学内容进行纪录、总结，并写出实习报告；报告内容除规定的流程调查等专题外，学生应结合参观项目，总结自己的参观体会。

四、实习内容

1.按知识实习讲义要求做好预习

预习基因工程操作的基本流程，掌握主要基因工程操作原理（酶切操作、连接操作、转化、检测），了解各步骤涉及的仪器设备及其使用。2.观看基因工程操作过程 将基因工程操作流程与实际设备、流程对号，初步建立分子生物学实验室的实验设备、废弃物处理等环节。

3.重要的分子操作实验，如电泳、PCR、分子杂交及一些试剂盒（如DNA提取试剂盒）4.讨论、答疑、完成实习报告。

五、实习方式和时间安排

实习方式：由教师组织学生到分子生物学实验室参观调查 时间安排：第6学期

六、实习考核和成绩评定

实习纪律：迟到、早退、出勤、安全等方面的执行情况。（30分）预习报告：（20分）实习报告：（50分）

综上面三个方面最终按优、良、中、及格和不及格评出实习成绩。

七、实习注意事项及其他

实习过程中教师必须和实习企业的相关负责人密切配合，遇到困难要协商解决，确保整个实习过程紧凑、有序、顺利和保证学生的人身安全。

基因工程学课程论文 第3篇

关键词：医学院校；生物技术；基因工程；课程教学

中图分类编号：G642 文献标识码：A

生物技术是现代生物科学发展及与其他相关学科相融和的产物，其核心技术即为基因工程。基因工程诞生于20世纪70年代，是在分子生物学及分子遗传学基础上综合发展起来的一门新兴的生物技术学科。它与细胞工程、发酵工程、酶工程都是生物技术的重要组成部分。其理论与实验技术已渗透到生命科学的各个领域，并极大促进了工农业和医药行业的发展，尤其是转基因农作物、基因工程药物等技术已创造了巨大的社会效益和经济效益[1]。因此，基因工程是生物技术专业的重要专业课程，在医学类生物技术专业中也占有重要地位。

生物技术产业是21世纪的重要支柱产业之一，发展迅速，科技成果日新月异，培养高素质的生物技术人才是社会产业化的必然需求。生物技术专业的培养目标是使学生掌握现代生物学和生物技术的基本知识、基本理论和基本实验技能，获得基础应用研究和科研开发研究的初步训练，具有较强的创新能力、良好的科学素质的应用型高级专门人才。自1997年教育部首次批准成立生物技术专业以来，各大综合性大学的生物系广泛设立了生物技术专业，而随着生物医药产业的发展，对医学生物技术人才的需求日益增加，许多医学院校也设立了生物技术专业。吉林省是生物大省，生物医药企业众多，就业前景广阔，我校于2011年在检验学院开设了生物技术专业，作为本专业主干课程的基因工程，我们对这门课程的教学进行了一系列的探索和尝试，获得了诸多体会。

1.课程教学基本情况

基因工程涉及生物化学、分子遗传学、微生物学、分子生物学及细胞生物学等诸多学科的知识，在课程安排上我们将其安排在以上基础学科之后，在大三下半学期进行授课。授课总学时80学时，基本按照理论：实验=1：1的学时比例开设，注重对学生实验技能和科研能力的培养。此外，基因工程课程具有抽象、复杂、新颖的特点，理论性和技术性强，且发展迅速、涉及很多科技前沿，相关知识日新月异，另外医学院校学生的生物学基础较差，大多学生感觉不好理解，处于似懂非懂的状态，这对教师教学提出了挑战和较高的要求。

2.课程探索与改革

2.1做好课程设置规划

基因工程是分子克隆技术的产业化应用，包括上、下游技术。上游技术为目的基因的重组和克隆；下游技术则涉及目的基因在生物宿主细胞内的大规模表达、分离及纯化。本课程内容涉及面广，教学内容包括基本原理、基本实验方法和实验技术，在教学时要充分考虑到其抽象性、复杂性和前沿性的特点，做好课程规划[2]。此外，基因工程是一门交叉学科，与分子遗传学、分子生物学、生物化学、微生物学，以及与之同学年开设的生物信息学、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等课程均有交叉。首先，在安排这些课程的时候要注意先后顺序，先讲基础课程，尤其生物信息学应在基础课之后专业课之前开设。而基因工程的教学内容可适当精简，避免与其他课程的重复，留出充足时间多讲解重点、难点和前沿进展。例如，在讲授真核表达载体时，可穿插介绍基因工程载体的研究进展及其在基因治疗中的应用、在克隆中的应用及由其引起的法律、伦理学问题等。我院选用教材为普通高等教育“十一五”规划教材《基因工程》（何水林主编），大纲设计包含九章内容，分为四大部分，第一部分包括绪论、基因工程的酶学基础及载体，论述基因工程的基础知识和重要技术基础。第二部分包括基因工程的基本技术与原理、目的基因的获得方法等，这部分是学生要重点掌握的内容，逐渐深入，方便学生理解和掌握。第三部分主要论述DNA重组操作的步骤、外源基因表达优化及产物分离纯化方法，这部分包含一些经验性的内容，需要教师结合科研实际、多引入实例进行介绍，例如可以以某种蛋白的基因工程获得全过程作为主线，复习前几章所学理论及技术内容，同时着重介绍蛋白质的高效表达及纯化的方法，并与蛋白质工程中的纯化、发酵工程中的发酵内容相结合，使学生掌握基因工程的总体科研思路和步骤；最后一个部分为基因工程的应用，这部分着重讲解各类生物基因工程技术在工农业、临床医药、化学制剂、食品工业等若干领域的应用情况，涉及基因工程产品、转基因生物安全等热点问题，这部分应结合实际，多举例，多分析。

2.2认真讲好“绪论”，激发学生学习兴趣

“绪论”是课程的开场白，它既是这门课程的缩影，也是入门向导，对初学者学习该课程、激发学习兴趣至关重要。基因工程的绪论包括其发展简史、主要内容和应用、技术流程及学习本课程的意义和方法。通过绪论的学习，学生将获知：①基因工程在整个生命科学中的地位及发展中的重要事件、基因工程科学史上的重大事件和重要人物等；②基因工程的技术流程的概述，使学生对教材中所讲内容有个总体的印象；③如何能够学好本课程，即在学习中的具体要求。教师可选取几件重点时间讲述激励学生的科研兴趣和拼搏精神；基因工程研究的主要内容及在现实生活中的应用，这部分要多找些例子，尤其是和生产生活关系密切的，提升学生的兴趣；同时应强调基因工程是一门实践性、应用型较强的综合学科，对于学生的考研及就业均十分重要，增加学生学好本门课的决心。我院选用本专业高职称、经验丰富的老教师讲授绪论内容，深入浅出、与实际的考研、就业情况结合，获得较好的教学效果。

2.3恰当运用多媒体教学手段

随着计算机技术的普及，多媒体教学在各高校教学中应用日益广泛。精心制作的PPT课件，包含了丰富的图片、动画等内容，使教学内容直观生动，深入浅出，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。特别对于一些比较抽象的内容（如PCR的基本原理）和比较复杂的知识点（如基因文库的构建与筛选）等可用动画清晰地诠释出来。图片和动画可来源于网络下载，也可由教师用相关软件制作，原则是紧贴教学内容，使授课内容形象化。但不可在多媒体课件中滥用声音、动画、图片内容，过于花哨的课件会分散学生注意力，反而影响教学效果。多媒体只是教师课堂演示的工具，是一种辅助教学手段，教师应发挥教学主导作用，将多媒体与传统教学相结合，消除多媒体的弊端 [3]。如果只是在PPT课件上罗列大量文字，上课时直接念出来，不写板书，不加解释，这不仅不利于教师对授课内容的融会贯通，学生对冗长的文字也提不起兴趣，抓不住重点，学习效果欠佳。因此，在应用多媒体课件时不可忽视传统板书和说课的积极作用，课件内容简洁明了，并在课件上标记重点及难点内容，使学生明确本节课的知识脉络和授课思路，并有时间记笔记以供课后复习。此外，引导学生正确的使用多媒体课件，有部分学生上课不认真听，下课把课件拷贝回去，期末前突击。首先教师尽量不要把课件全部复制给学生，让学生仍然保留记笔记的良好习惯，上课时对于重点内容留出时间给学生记笔记或在书上加以标记，同时增加与学生的互动，使每个学生积极融入到教学过程中来。

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2.4理论教学和实验教学相结合

基因工程是一门实践性很强的学科，实验教学是本课程的重要环节，它是对理论教学的验证和辅助，也是培养学生实践技能、科研思维能力、创新能力及综合素质的重要手段，实验能力需要在平时的教学过程中有计划地进行培养[4]。第一，实验老师在课堂上要给予学生专业细致的指导，发现学生操作失误及时纠正；第二，重点讲解实验目的、实验原理，实验步骤中要充分强调注意事项；第三，在实验内容设计方面，除了传统的验证性试验，还要开设自主设计实验内容，给定大体实验题目，让学生自己查文献找出实验材料、实验方法，进行简单的开题报告，充分开放实验室，鼓励学生利用业余时间完成，并在完成试验后认真分析实验结果，在班级中组织汇报教学，教师与学生共同讨论实验中存在的问题，培养学生科研思维和科研能力。第四，对于连贯性强的实验，把几次实验内容整合，以科研实验模式，在实验教师的指导下，学生半自主地完成实验内容；第五，在理论教学中提出一些简单的实验问题，引导学生用学过的实验技术、方法加以分析和解决，例如，如何用学过的方法克隆蚊子的未知的胰蛋白酶基因并使之在酵母中表达，这里面涉及到学生学过的生物信息学的知识，并需要学生综合运用课上讲过的未知目的基因的获得、简并序列引物的设计、DNA重组、外源基因的表达等相关知识加以解决，不需要学生动手做实验，但要形成一个完整的设计思路，并能对实验中可能出现的问题加以分析解决，这样的问题对于学生来讲可能比较难，可将学生分组，合作查资料、整合信息、综合分析并在理论课上进行汇报，经过这样的过程，学生可以将基因工程的理论和实践有机结合在一起，更深入地理解基因工程的基本流程。

2.5丰富课外实践教学

由于实验课的学时及条件限制，有些实验内容无法全面开展，且实验授课内容与实际科研生产有一定差异，实验课中大多学生是被动学习，动手不动脑，不能系统掌握基因工程实验技术的内涵。因此，我们在教学中增加了课外实践教学的内容，联系外校实验室或生物公司，带领学生去参观、见习，并鼓励个别基础较好的同学参加教师科研项目，这使学生的理论、实验技能与生产实践充分结合，将抽象被动的学习转化为直观有趣的生产应用，激发了学生学习兴趣的同时也培养了学生的科研思维，为学生将来考研、做科学研究奠定了扎实基础。

4.小结

在近三年的基因工程课程教学中，我们在课程设置、授课内容、教学方法等方面进行了一些列的探索和实践，已建立了较完善的教学体系，拥有优良的实验教学条件，教师制作了规范的多媒体课件并创建了教学网站，开展多元化教学，理论教学、实验教学和课外实践有机结合，使学生掌握扎实的理论知识、实验技术的同时，也培养了学生的科学思维和科研能力，取得了较为满意的教学效果，为培养医学生物技术专业高素质人才坚定了良好基础。但由于本专业创建时间尚短，在教学中仍存在很多问题，课程改革任重而道远，我们将不断努力，深化教学改革以获得更好的教学效果。

参考文献：

[1] 黄丽华，赵燕，张学文.《基因工程》教学改革实践[J].农业教育研究，2010（1）：24-26

[2]申晓冬， 连继勤， 娄桂予等. 医学生物技术专业基因工程教学的体会[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2009，11（1）：29-31.

[3]穆灵敏，武俊芳，王文峰. 基因工程多媒体教学存在的问题与改进措施[J].新乡医学院学报，2012，29（12）：971-972.

[4] 陈英，黄敏仁.基因工程教学改革初探[J]. 生物学杂志，2005，22（5）：48-50.

课题：①2012年吉林省社会科学院课题“长吉图的生物产业战略发展与人才培养”研究成果（课题编号：1206-3）；②2012年吉林省社科联学会部吉林市社科联课题“医学背景下应用型生物技术人才培养模式探究”（课题编号：1225）；③吉林省教育科学“十二五”规划，2014年度立项课题“基于FBLM教学模式提升生物技术应用型人才综合素质的研究与实践”课题编号：GH14347。

作者简介：张磊（1981-），女，汉族，硕士，讲师，吉林医药学院检验学院，主要从事生物技术专业教学工作。

通讯作者：李艳（1960-），女，汉族，硕士，教授，研究方向：医学高等教育，邮箱：jlliyang2004@163.com。

高职《基因工程》课程教学改革探索 第4篇

关键词：基因工程,实践教学,教学改革

目前, 世界许多国家将生物技术、信息技术和新材料技术作为三大重中之重技术, 自20世纪70年代初基因工程诞生以来, 其发展就带动了以其为核心的生物工程技术的发展, 促进了整个生物科学的发展, 直接关系到医药、食品、农牧、化工、环保、能源等传统产品的改造和新产品的形成。高等教育的快速发展, 对教育教学的改革提出了新的要求, 《基因工程》教学质量的好坏将直接关系到生物类专业学生的专业素质和创新能力的培养, 所以《基因工程》实践教学不应只是理论教学的补充, 而应是一种全新的教学模式。特别是对于实践性强的生物类专业而言, 从实践中发现问题、分析问题并解决问题是专业教学的目标。我们应当以解决实际问题为基本出发点, 引入实践中需要解决的问题, 归纳出该类问题的一般特征, 围绕该类问题, 讨论解决问题所需要的基本概念、理论、工具和方法。这种以解决实际问题为基本出发点的实践教学模式, 要在整个专业教学开始时进行设计, 在课程教学中加强。

一、高职院校《基因工程》实践教学中存在的主要问题

(一) 内容和学时设置不能满足实践教学要求。

有的高职院校虽然落实了实践教学课时, 但往往比重很小, 无法满足实践教学所需时间。不能进行较系统的完整项目的实践训练, 更不能实现实践与教学有机结合, 即学生获取了实验过程的体验, 但不能提高解决实际问题的综合能力。

(二) 实践教学方式单一。

实践教学基地是保证实践教学得以实现的场所, 它是高等职业教育人才培养实现“四个结合” (学校与企业相结合;教学与生产、科研相结合;理论与实验、实践相结合;能力与知识、素质相结合) 的重要前提。校内实训基地和校外实习基地两种方式各有优缺点:校内实训有利于学生及时巩固所学的理论知识, 学生有足够的时间自己动手操作, 实现理论知识在模拟实验中的应用, 提高了动手操作能力, 但毕竟缺乏真实的工作氛围和体验。校外实习使学生在真实的环境下掌握职业岗位所需的技能及工作经验, 真正体会到所学专业知识在工作中的实际应用, 是很好的实践形式。如何把校内实验实训和校外实习有机结合起来, 并科学分配时间和实践内容就成为必须要完善的问题。

(三) 理论脱离实际, 缺少实践教学环节。

目前的教学内容很多时候还局限于理论的讲授, 教学内容多来自于书本。对于一些操作性极强的内容, 其实在课程的教授中, 教师也深知实践的重要性, 这些环节教师大多只能用模型或者动画进行演示, 达不到预期的教学效果。

二、高职《基因工程》实践教学改革的几点措施

(一) 重组课程体系, 优化课程结构。

在实践教学体系改革中, 实训是重点, 也是核心。理论教学体系要服从应用能力的形成, 突出知识的实用性、针对性、综合性。按照岗位能力模块形成职业能力的主题, 所有课程和项目为职业能力模块服务, 每一个模块一组实训。比如, “大肠杆菌基因工程灭活疫苗的实验生产与检验”综合实训, 学生主要完成以下内容:生产菌株的鉴定、一级种子的繁殖与鉴定、二级种子的繁殖与鉴定、生产菌液培养及活菌计数与纯检、菌液的灭活及无菌检验、氢氧化铝胶的制备、配苗、疫苗半成品检验、分装、封口、贴标签与包装、疫苗成品的物理性状检验和无菌检验及安全性检验, 最终生产出检验合格的基因工程疫苗产品。这个实训项目包括了基因工程、微生物学、生物化学、生物制品学、生物工艺学等多学科知识。学生通过自己的操作完成基因工程灭活疫苗的生产与检验, 提高了对该门课程的兴趣和热情。

(二) 修订实践教学大纲和教材。

要保证充分的实践课, 首先要修订和编写具有特色的实践教学大纲和教材。高职高专院校应以社会需求为出发点, 以培养学生的实践能力为重点, 结合各专业培养目标, 修订和编写实践教学大纲和教材, 对《基因工程》实践教学进行统一规范和指导。尤其在课时和实践内容的安排上要事先予以考虑。其次, 在课程内容的设置上, 不能贪多求全, 要有所选择和侧重。在实践教学环节中, 要密切结合各生物类专业实践能力要求, 选择实践内容重点。另外, 实践教学课的形式可以非常灵活, 既可以与理论课结合, 也可以单独设置;既可以在学期中安排, 也可以在假期里安排;既可以在校内开展, 也可以在相关企业里进行。改变传统单一的实践教学方式, 改革教学方法和手段。

(三) 因材施教, 采取灵活的教学方法。

实践教学方法的改革, 可以将所有实践项目分为必修实践和选修实践两个层次, 按照基础性实践、综合性实践、研究性实践等多层次开展实践教学, 将有关实践内容融合到各个层次的实践教学中。逐步提高对学生操作的技能要求, 对实践现象的观察、分析和总结的能力要求。分阶段由浅入深、循序渐进地完成。对于基础性实践, 实践教师要认真讲解实践的原理、方法、实践步骤和过程, 使学生熟悉实践的基本方法, 尽快入门, 以帮助学生掌握基本实践知识、基本实践方法和基本实践技能。综合性的实践, 在教师的适当讲解和协助下由学生自己提出实践方法和步骤来完成实践内容, 使学生的综合实践能力得到训练。一些设计性、研究性、工程性实践, 由学生自己拟定实践方案, 独立完成规定的实践任务, 培养学生的实践能力、科研能力和创新能力。

三、完善实践教学基地建设

实践教学基地应由三个中心组成。一是理论知识应用的实验中心。该中心是学生深化基础理论、拓宽专业知识和创新思维的场所。二是校内能力训练的实训中心。该中心是学生单项职业技能和综合职业能力培养的场所, 并模拟企业生产、行业工作开展的真实环境。三是校外能力的实践中心。该中心应与那些能代表行业发展方向和地方经济振兴的主要支撑点的行业或企业建立密切的合作关系。

四、结语

高职《基因工程》实践教学是生物类专业教学环节中的重要组成部分, 对增强学生对理论问题的理解、培养科学求知思想、提高实践操作技能等方面具有十分重要的作用。现阶段, 我们必须客观地分析目前存在的问题, 切合实际地有步骤地进行实践教学的改革。为了将高职高专教育人才培养目标真正落到实处, 培养职业岗位能力过硬的专门人才, 必须构建一种科学的、规范的、稳定的、相对独立的、能够体现高职高专教育特色的实践教学体系。从教学理念的更新开始, 到教学方法和手段的创新, 将实践教学从理论教学体系的附属地位中解放出来, 确立实践教学的主要地位, 这样才能培养出真正适应社会需要的、具有实践能力、创新意识和创新能力的高素质应用型复合人才。

参考文献

[1].刘晓灿, 陈燕珍, 林万华.基因工程实验教学改革的探索与实践[J].教育探索与实践, 2005

[2].齐凤惠, 詹亚光.《基因工程》实验教学改革的探索[J].实验科学与技术, 2008

[3].陈英, 黄敏仁.基因工程教学改革初探[J].生物学杂志, 2005

[4].黄连开, 马少妹.实践教学中学生综合素质的培养[J].广西民族学院学报 (自然科学版) , 2005

基因工程论文 第5篇

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基因工程也称遗传工程，它主要是指通过DNA重组技术，对生物特定的基因进行复制（克隆）、改造（修饰、重组）或人工合成新的基因，以达到改造生物性状乃至创造新的物种的目的。基因工程就是在基因水平（分子水平）上对生命体的操作。基因技术将可能给人类在疾病防治、健康保健直至延年益寿方面带来的革命性变化勾起了人们对未来美好生活的无限憧憬。

1.1 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,其蛋白质含量近大豆,大大提高了营养价值,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。

1.2 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 淮阴工学院生物课程论文

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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。

1.3 基因工程应用于环保方面

工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力,已成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因链接,转移到某一菌体中构建出可同时降解4种有机物的“超级细菌”,用之清除石油污染,在数小时内可将水上浮油中的2 /3烃类降解完,而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢杆菌、且表达成功。它能钉死蚊虫与害虫,而对人畜无害,不污染环境。现已开发出的基因工程菌有净化农药的DDT的细菌、降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物(铅、汞、镉等)的基因工程菌及植物等。90年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因,并赋予表达产物以新的功能,创造出全新的微生物,如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR技术全部克隆出来,再利用基因重组技术在体外加工重组,最后导入合适的载体,就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株,从而大大地提高降解效率。基因工程存在的争议

目前普遍的看法是，人类在基因技术如何影响人类社会传统伦理道德方面的研究远远落后于对基因技术本身的研究。塞莱拉基因公司老板文特尔就曾郑重指出，人类 淮阴工学院生物课程论文

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基因图谱虽然由人类各国共享，但决不能滥用。我认为所有的科学创造、发明都应该以改善人类生活为目的，基因工程方面的研究也如此。我们应鼓励基因科学的深入发展，国家也应该加大投入。但是克隆人以及一些武器发展方面的问题，就要靠社会的约束和管理，要靠人类自己的抉择，毕竟科学都是有正反两面性的。就基因工程技术本身而言，也存在着不少争议，不得不让人重视。

2.1 对遗传工程的生物能否给予专利保护

就像过去欧洲圈占无生命的公有资源土地一样，“圈地运动”同样存于今天：美国一家公司用一种植物为原料制成抗癌物质，赚取上亿美元,而这一植物的自然资源地的人们却没有拿到一分钱补偿，这时就涉 及到生物遗传资源能否拥有私有知识产权的问题。

2.2 要不要反对生物剽窃

不少发展中国家拥有原始遗传资源，而发达国家却拥有生物技术革命的手段，可以把基因库资源变成商品。印度有一种讷木树，一家西方公司从其中分离出有效成份，申请和获得多项讷木提取液生产工艺的专利，这种被生物资源地称之为“生物剽窃”的做法是否妥当。

2.3 人类能否成为知识产权

美国卫生研究院从巴拿马妇女血液中分离一种病毒，可以生成研究艾滋病和白血病的抗体，并申请专利；印度近亲结婚多，成为国际基因勘察目标，对遗传缺陷和遗传基因感兴趣的“基因猎手”们蜂拥而至。这些做法在世界上正受到强烈的抵制，1994 年，40 多个国家的妇女反对美国公司申请和获得乳腺癌基因的专利，因为这些基因是自然产物，不是人类发明，不应成为知识产权。

2.4 基因工程会不会给地球带来严重的环境后果

基因可以随着技术的发展和人类的应用而产生流动，这种“基因流”就带来“遗传污染”。比如消化木质素的遗传工程酶对造纸业有极大的价值，可一旦这种细菌进入森林，则导致森林毁灭。更可怕的是基因武器，故意释放危险的遗传工程病毒，造成世界污染。

2.5 遗传工程使动物受难

在科学实验中插入突变基因的小鼠，常常发生没有后腿、面裂、脑缺，世界动物 淮阴工学院生物课程论文

保护协会对这些实验一直都持反对态度。

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2.6 转基因动物的争论

有两种意见：一种是称赞转基因动物突破传统技术，产生全新的生物，带来无限商机，是一个进化的表现，是一个革命；另一种理论表示这在道德上违反了生物类群的遗传本质，对进化历史和传统饲养的彻底背离。

2.7 遗传工程食品会不会危及人类健康

致敏性生物基因的遗传工程食品会引发人群严重变态反应。

2.8 遗传工程动物器官移植的新忧虑

这项技术可能导致动物跨种系传播，造成全球扩散，比如艾滋病。人类很久以来所追求和艰难保存的个人和公共的安全，可能在追求完美自身的遗传改造过程中不可逆地丧失。在这种情况下，生物技术虽然有一个清楚的开端，目前却没有一个清楚的结尾。对于这些争议，作为科技界，应该在保持清醒头脑和良知的同时做出认真选择，让基因工程趋利避害，真正为社会和人类服务。转基因食品的隐患

虽然转基因食品研究历史只有短短几十年，但其提高产量、增强自身抗病抗虫等优点较为明显，另一方面，其潜在的风险，如过敏性、毒性及对环境影响也令世人关注。

3.1 毒性问题

一些研究学者认为，对于基因的人工提炼和添加，可能在达到某些人们想达到的效果的同时，也增加和积聚了食物中原有的微量毒素。

3.2 过敏反应问题

对于一种食物过敏的人有时还会对一种以前他们不过敏的食物产生过敏，比如：科学家将玉米的某一段基因加入到核桃、小麦和贝类动物的基因中，蛋白质也随基因加了进去，那么，以前吃玉米过敏的人就可能对这些核桃、小麦和贝类食品过敏。

3.3 营养问题

科学家们认为外来基因会以一种人们目前还不甚了解的方式破坏食物中的营养成分。淮阴工学院生物课程论文

3.4 对抗生素的抵抗作用

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当科学家把一个外来基因加入到植物或细菌中去，这个基因会与别的基因连接在一起。人们在服用了这种改良食物后，食物会在人体内将抗药性基因传给致病的细菌，使人体产生抗药性。

3.5 对环境的威胁

在许多基因改良品种中包含有从杆菌中提取出来的细菌基因，这种基因会产生一种对昆虫和害虫有毒的蛋白质。在一次实验室研究中，一种蝴蝶的幼虫在吃了含杆菌基因的马利筋属植物的花粉之后，产生了死亡或不正常发育的现象，这引起了生态学家们的另一种担心，那些不在改良范围之内的其它物种有可能成为改良物种的受害者。淮阴工学院生物课程论文

结

论

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生物技术是20世纪末期在现代分子生物学等生命科学的基础上发展起来的一个新兴技术领域，目前人们常说的生物技术一般指基因工程技术，是现代生物技术的核心。利用基因工程技术改变基因组构成而形成的动植物、微生物及其产品被称为转基因生物产品。由于基因工程技术在生产上的应用打破了无中间天然杂交的屏障，不同物种间的遗传物质可以互相交流，因此人们有理由相信这种技术的实际应用会对人类、动植物、微生物及其生态环境构成危险或潜在风险，即生物安全。所以,我们要在抓住机遇,大力发展基因工程技术的同时,需要严格管理,充分重视转基因生物的安全性。淮阴工学院生物课程论文

参 考 文 献

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什么是转基因工程 第6篇

什么是转基因食品？它是怎样获得的？要想解决这个问题，就从大家较熟悉的植物育种谈起。

数千年来人类为了解决自己的食物问题，把野生植物引来种植，培育成了我们现在食用的小麦、水稻等粮食作物。为了解决产量低、品质差、由自然灾害和病虫害的侵犯造成的颗粒无收等问题，人们开始不断地在种与种之间、属与种之间进行杂交选育和探讨，希望能找出生产中需要的品种来。这就是我们常说的传统育种，也叫常规育种。我们国家是一个大国，粮食短缺一直是国家需要解决的最重要课题之一。我国老一辈育种科学家为了培育出生产中需要的优良品种，几十年如一日地奋战在实验室、田间和地头。中国科学院遗传与发育研究所研究员、著名小麦专家李振声院士，为了解决小麦条锈病问题，花了8年时间才育成了一个抗病的小麦品种。

为了克服远缘杂交不育、疯狂分离等问题，李振声院士花了20年时间育成了杂交品种小偃6号，为我国的小麦育种事业做出了卓越贡献。还有很多老科学家在常规育种中，为了加快育种步伐，常年奔波于海南岛进行繁育，经常不能回家过年，有的甚至牺牲在繁忙的工作岗位上。常规育种给人类带来的最大难题就是在杂交繁育中作物的目的性状很难控制，因此培育时间过长。另一个问题就是远缘杂交不育。

如何解决这个难题呢？DNA双螺旋结构的发现，基因工程的开创为用分子手段解决这个难题开了一扇门，这就是分子育种。

分子育种就是将已知的目的基因，即决定这个性状的生物大分子DNA（如增加产量，改良品质，抗虫，抗病，抗逆等）用一个含有生物载体T-DNA的农杆菌，与植物愈伤组织共培养的方法将目的基因转化到植物中去，从而达到改变植物性能的目的。

应用于分子育种的基因工程技术，使人类对生命的认识从宏观细胞水平发展到了分子水平。就植物而言，目前已经完成基因组序列测定的（即遗传物质大分子DNA）有苡南芥、水稻、毛果杨。正在测序的有番茄、土豆、玉米、莲花和木薯。由于科学工作者对植物基因组的认识越来越清楚，所以特意的、有目的的改良植物品种越来越多地变成了现实。

我们可以将常规育种和分子育种做一下比较，它们的培育目的都是为了改变植物的性能。常规育种由于对需要的性能只能从表形识别，因此需要进行反复杂交选育才能完成，花费时间长。由于种属的不同，在远缘杂交中，不能产生同源染色体配对，从而会造成远缘杂交不育。而分子育种克服了常规育种难题，由于插入的目的基因明确，从而缩短了育种年限。由于自然界的基因大分子结构是相同的，因而不存在远缘杂交不育的问题。

从以上的比较我们可以看出，分子育种是常规育种的一个飞越。它是人类认识自然、利用自然的智慧结晶。转基因食品就是用分子育种方法育出的品种。

目前我国已经获得政府批准商业化种植的转基因食品有西红柿、甜椒和木瓜。转基因西红柿在全国已种植有几万亩，木瓜也已批准在广州进行种植。

当前，有些人对转基因产品提出许多疑议。有的是不懂科学的无稽之谈，没有任何证据;有的则是出于完善科学研究的目的，是可以理解的。因为任何新生事物的产生都不会是一帆风顺的，特别是像分子育种和基因工程这样一个高科技的研究项目，它还有很多需要继续研究的问题，还有许多技术需要完善。所以我们国家对转基因食品的商业化是慎之又慎的。到目前为止还没有把转基因技术用在主粮的生产上，这充分说明国家对人民的负责精神。因此，我们可以负责任地说，经过科学工作者认真研究、示范、验证并通过国家安全鉴定的转基因食品是完全可以食用的。随着转基因技术的不断深入和完善，转基因食品将会越来越多地出现在我们的餐桌上。

（本文摘自中国科普博览网，由于作者联系方式不详，请相关作者与本刊联系，以便奉寄稿酬）

基因工程实验课程教学模式的探索 第7篇

关键词：基因工程,实验课程,教学模式

基因工程技术也称为分子克隆技术,该技术自20世纪70年代以来成为一项新兴的研究技术得到了迅速的发展。基因工程技术涉及诸多理论原理及实际操作技术,实验性很强,作为一门综合性生物技术,该技术目前广泛应用于生物技术相关研究的各个领域,如植物、动物育种、性状改良、生长发育调控、基因诊断、治疗、新药、疫苗研制的各个方面,渗透到人类生活的许多领域,取得了许多具有开发性的研究成果,有的在生产中推广,收到了明显的经济和社会效益[1]。

目前,基因工程实验课程已在各个高校广泛开设[2][3],本实验室作为广东省教育厅教学提高型实验室,1996年开始正式开放面向附近几所高校的研究生及本校三年级本科生开设基因工程实验课程。十几年来,我们积极探索,采用多种教学模式,力求使学生掌握基因工程研究的基本技能和实验技术,熟悉有关的研究方法,提高分析问题和解决问题的能力,为今后独立进行科研工作或从事开发性工作打下坚实的基础。

1 优化实验课程设置

我实验室开设基因工程实验课程相对较早,初期对所有来源的学生实验课程内容均一样,经过一段时间的教学经验积累,发现不同来源的研究生,其分子生物学及实验基础大不相同,一部分学生基础较好,在本科阶段已掌握质粒抽提、酶切、电泳等基本的基因工程实验操作技能,而有些学生则完全没有任何实验操作基础。对于这些不同的学生,如果上课内容均一样,势必会造成基础较好的学生觉得内容简单,而没有基础的学生可能又觉得难度太大,这样上课的进度难于掌握,效果也不理想。

针对这一情况,根据不同的学生来源,我们开设了包含不同技术难度的基因工程实验课程,学生特别是研究生可以根据自己对这一技术的掌握程度及需要来自由的选择课程。对于没有任何基因工程实验操作技术基础学生,可以选择基因工程实验技术课程Ⅰ,该课程包含了从质粒抽提、酶切、电泳、连接、转化、PCR、植物DNA抽提到Southern杂交等最基本的基因工程实验技术;对于已掌握以上基本技术,需要进一步提高的学生,可以选择基因工程实验技术课程Ⅱ,该课程主要教授RNA和蛋白水平的操作技术,包括RNA抽提、聚丙烯酰胺凝胶电泳、逆转录合成cDNA、RACE技术、双向电泳、Northern、Western杂交等。

2 开设基础性实验,提高动手能力

现时的实验课程由于课时有限,经常是教师准备好所有的试剂用品,学生只需来按步骤操作,经过一段时间的教学,我们发现有些学生在上完全部实验课程后,再将这一技术应用到自己的论文研究时却出现了很多不应该出现的问题:(1)不会配制基本的实验试剂,比如琼脂糖凝胶的配制,有些同学想当然的用水而不是电泳缓冲液来配制;(2)有些研究生由于长期习惯了衣来伸手的实验课,配制试剂时连基本的化学换算都无法完成;(3)有些学生甚至不会使用一些基本的常规仪器,如pH计、高压灭菌锅等,这样一来,教学的目的并未真正的达到。为了改变这种状况,在课时有限的情况下,我们还是在每学期实验课程开始时安排了3个课时开设了“试剂配制和准备”作为基础性实验,要求学生自己动手配制实验中可能用到的全部试剂,实验中用到的离心管、Tip头等各类需提前准备的实验用品也要求学生自己准备,并学会使用这一过程所需要用到的常规仪器,包括天平、pH计、高压灭菌锅等。在开设了这一准备实验的内容后,我们发现存在以上问题的学生较为普遍,开设这一内容确实非常必要。经过这个实验,学生可根据配方,独立完成各种试剂的配制,了解哪些试剂需要灭菌及如何灭菌,为其以后自行设计实验打下良好基础。除了训练学生掌握最基本的操作技能外,这一准备工作也还让学生对后续实验有一个全面的了解。

基因工程实验对操作者的动手能力要求较高,因为操作的目标是不能被肉眼所见的,而且大多数是微量的操作,如果动手能力不强,很可能进行了一天的实验后发现没有得到任何需要的结果。为了达到学生在上课时真正掌握操作技能的目的,特别强调任何一个步骤都一定要自己动手操作,我们安排两个人一个小组,在做实验时可以互相商讨,但基本所有的实验操作步骤都要每个人自己来做,每个人都要求有独立的实验结果。

此外,在上课之前我们着重强调实验规则,实验室管理制度,并在以后实验中照章要求,严格执行。多年的教学实践证明,这样做对培养学生良好的实验行为非常重要。

3 开设综合性、设计性实验

现时的实验课教学通常都是教师将实验步骤、方案提出,学生照葫芦画瓢,取得圆满的结果后皆大欢喜。然而,在实验之余,学生并没有充分的思考空间,知其然不知其所以然。为了培养学生的创新能力与综合素质,使其学会思考和解决问题,倡导学生研究性学习,本课程开设了综合性设计实验。整个过程中,实验室完全开放,学生可以随时使用,教师的作用不是灌输知识,而是作为指导者启发和引导学生积极思考,大胆发表自己的见解,寻求解决问题的方案。

以实验“植物转基因成分检测”为例,最初,教师并不向学生详细讲解实验原理,只简要介绍实验的目的和要求。学生首先要查阅相关图书资料或电子期刊,如中国学术期刊全文数据库、Elsevier、SDOS、Highwire、Kluwer Online、Springer Link等。之后,归纳总结文献信息,确定目标植物。随后进行最关键的部分分组设计试验方案,包括:检测的意义;检测的目的片段(如公用元件、目的基因、事件特异性片段等);引物序列;试验方法(抽提方法、检测方法);预期结果等。在这一阶段,我们的目的是训练学生查阅并归纳文献信息的能力,带着问题去查资料,并找到解决问题的方法,避免了平时看文献的盲目性,提高了学习的主动性。同时,我们鼓励学生多读英文的资料,这对于拓宽思路、提高专业英语水平是非常有利的。经过将近一个月的前期准备后,学生将方案提交教师,教师在批阅时,并不对方案进行全盘否定,而是一对一地与学生展开讨论,针对方案中不合理的部分提出修改意见。

学生修改方案后即可实施试验,合成引物,定性或定量PCR检测,记录数据。2个星期后写实验报告,要求通过分析试验数据及结果对自己选用的方案进行评价,找出试验可能存在的问题及待改进之处。

整个试验不设定某一个具体方案,为学生提供了一个充分发挥的空间,只要我们在力所能及的范围内能够满足的条件,都鼓励学生去做。这个实验虽然只有6个学时,但是教师和学生所花费的时间远远不止这些,前后共历时1个多月。

通过这个试验,学生掌握了PCR技术,了解了该项技术其中的一项应用,强化了独立试验能力,并培养了独立思考,推理判断和创造性思维能力同时通过对大量文献的查阅,也对目前转基因植物发展的现状、问题所在、政府监管等也有了一定的了解。对我们而言,在帮助学生掌握技术的同时,也进行了有效的科普宣传。

4 开设连贯的研究性大实验

为了使学生能较全面的掌握基因工程的基本技术,同时能较好地把所学的技术联系到本人的研究课题上,我们针对研究生还特别开设了连贯的研究性大实验。以“植物Southern杂交大实验”为例,我们要求学生选择自己课题中的实验材料进行从植物DNA提取到Southern杂交的全过程,根据自己查阅相关的文献,确定实验方案。在原来的基本基因工程实验中一般教师都安排使用技术非常成熟的实验材料来进行,学生经常是盲目地跟随实验指导书加各种试剂,兴趣不大。将实验材料换为自己研究课题的实验材料后,相当于一种实战训练,学生的积极性得到明显提高。由于每个学生的课题研究对象差别很大,实验中所需要用到的试剂、药品等也有较大差别,如DNA抽提这一阶段即出现了完全不同的一些实验方案。经过学生与教师对实验方案的讨论磋商,根据本实验室的条件,在最大确定最终的实验方案。在讨论方案时我们尽量满足每个学生对试剂、仪器方面的要求,同时由于该大实验涉及诸多基因工程实验技术,难度较高,周期也较长,在学生进行到某一阶段碰到问题时,我们鼓励学生在自主思考的同时也积极提供意见和建议,帮助其完成全部实验。

实验结束后学生反映,通过这样的实验,虽然牺牲了许多业余时间,但这样的实战训练对培养他们分析综合能力帮助很大,将上课的理论与实际研究工作联系了起来,这也促使我们转变了教学观念,拓展了思路。明确了实验课的教学目的不仅是验证课堂理论,而且还要培养学生动手操作能力、自学能力、科学思维能力、创新能力,提高学生的综合素质。

5 小结

经过十多年的教学实践,我们根据不同的对象,优化了课程的总体设置,同时开设了基础性实验、综合设计性性实验、及部分连贯的研究性大实验,通过本课程的实践,学生学习主动性、责任感和参与性增强,不仅掌握了实验操作技术,促进和加深了对理论知识的理解,而且还提高了独立分析问题及解决问题的能力,也使学生认识到进行科学研究必须要具备严谨态度和良好的合作精神,为学生进行科学研究训练创造了自主探索的环境和条件,有利于激发学生对于生命科学的热情,为将来从事科学研究奠定了良好的基础。

参考文献

[1]孙毅.基因工程的发展现状和应用前景[J].科技情报开发与经济. 2010.20(35):146-147.

[2]梁雪莲,梁红,等.“生物技术大实验教学模式”探讨[J].农业与技术,2010,30(3):143-145.

基因工程学课程论文 第8篇

一、明确培养目标———对分子生物学与基因工程实验进行模块化设计

普通高等师范院校一般开设生物科学师范专业和生物技术非师专业,分子生物学与基因工程实验课程是这两个专业的必修课,考研和就业是这两个专业大部分学生毕业面临的问题。为了满足不同专业学生考研和就业的需要,通过调研,我们明确了分子生物学与基因工程实验课程培养目标:(1)满足学生考研深造的需要。(2)满足学生到中学进行生物学教学的需要。(3)满足学生到生物医药公司工作的需要。因此,我们把分子生物学与基因工程实验设计为三大模块(共计75学时):(1)基础性实验模块,共计23学时。包括大肠杆菌质粒DNA的提取(4学时)、植物基因组DNA的提取(3学时)、动物组织总DNA的提取(3学时)、琼脂糖凝胶电泳检测DNA(3学时)、核酸的浓度及纯度测定(2学时)、大肠杆菌感受态细胞的制备(2学时)、目的基因的PCR扩增(6学时)。(2)综合性实验模块,共计35学时。包括:载体构建(10学时)、农杆菌介导的烟草遗传转化(15学时)、转基因植物的分子检测(10学时)。(3)开放性实验模块,共计17学时。包括植物总RNA的提取及检测(6学时)、RT-PCR(9学时)、分子生物学常用软件介绍(2学时)。其中,基础性实验模块部分随理论课按周次完成;综合性实验和开放性实验模块在理论课结束后统一安排时间开设。

二、分子生物学与基因工程实验模块内容的课堂教学实践及体会

生物科学(师范)和生物技术(非师范)两个专业的学生通过学习《分子生物学与基因工程模块实验》,基本具备了以下能力:(1)通过基础性实验模块的学习,学生掌握了分子生物学和基因工程实验的基本理论和操作技术,完全可以胜任中学关于分子生物学和基因工程实验的教学任务。(2)通过综合性实验模块的学习,不同专业学生具备了对实验进行综合设计和整体把握的能力,这些能力使他们在考研复习和考研复试实验操作技能方面具备很大的优势。(3)通过开放性实验模块的学习,使学生形成完整的科研思路,具备了自主思考、自主设计等实验能力;培养了学生科研创新能力,为他们今后的研究生学习和生物公司的面试奠定了基础。总之,通过对分子生物学和基因工程实验进行模块化设计,基本能够达到以下三个目标:(1)满足学生考研深造的需要。(2)满足学生到中学进行生物学教学的需要。(3)满足学生到生物医药公司工作的需要。

三、关于分子生物学与基因工程实验课程模块化设计的一些建议

1.分子生物学与基因工程实验基本上都是耗时比较长的大实验,传统实验教学安排都是按照教学大纲随理论课后开设,一般实验时间为4学时,这样安排导致某些综合性实验无法完成,影响实验结果的观察和记录,因此建议耗时较短的基础性模块实验可以随理论课开设,一周一个实验内容;耗时较长的综合性和开放性模块实验可以在一学期课程结束后统一安排1~2周时间完成,这样可以保证实验效果,提高学生综合能力。

2.建议学校加大对分子生物学与基因工程实验室的经费投入和建设,保证仪器的先进性和数量,开阔学生的眼界;授课讲师也应结合自己的科研课题,保证实验内容合理,实验成功率较高,实验结果比较稳定,学生每次实验都能观察到实验结果,增加学生的学习兴趣。

3.构建科学的实验课程考核和评价体制。传统实验教学评分体系以实验报告加平时表现为主。实验报告占用了学生大量的时间,并且在内容上有明显雷同的嫌疑,并不能够真实反映学生的实验能力。这样容易造成学生的学习压力,降低了学生对实验教学的认可程度。因此建议基础性模块实验可以按照传统实验报告形式考核;综合性和开放性模块实验可以按照4~5人为小组,以实验设计、实验实施、实验问题思考和解决方案,实验操作技能考核等综合过程材料作为考核依据,主要目的在于锻炼学生的科研和创新能力。

四、结语

通过对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计和实施,不同专业学生在考研和就业方面取得了不错的成绩,学生的就业竞争能力得到了很大提高。关于分子生物学与基因工程实验课程的改革是一项长期系统工程,需要学校和授课教师根据本校实际条件不断努力,才能培养出适应社会发展的高素质复合型人才。

摘要：本文针对高等师范院校分子生物学与基因工程实验课程设置的一些问题,提出将该课程设计为基础性实验、综合性实验、开放性实验三大模块。通过本校的教学实践,三大模块化实验教学基本上达到了以下培养目标:满足学生考研深造的需要;满足学生到中学进行生物学教学的需要;满足学生到生物医药公司工作的需要。同时对分子生物学与基因工程实验课程的进一步改革提出了建议。

关键词：分子生物学与基因工程,模块化,就业竞争能力

参考文献

[1]周晓馥,勾畅,未晓巍,等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学,2013,41(4):1852-1853.

[2]胡尚连,孙霞,郑桂灵.分子生物学与基因工程实验教学模式探索[J].实验科学与技术,2008,6(5):94-96.

[3]刘新琼,王春台,张向明.分子生物学与基因工程实验模块化教学新模式[J].实验科学与技术,2011,9(5):144-146.

[4]张万方,孙寅玮.分子与基因工程综合实验的教学改革[J].新乡学院学报,2015,32(6):74-76.

“基因工程”考点突破 第9篇

考点一基因工程的基本操作工具

(一)重点归纳

1.与 DNA 分子相关的酶

(1)几种酶的比较

(2)限制酶与DNA连接酶的关系

1限制酶不切割自身DNA的原因是:原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。

2DNA 连接酶起作用时不需要模板。

2.载体

(1)作用

1作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞内。

2利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。

(2)具备的条件

1能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。

2有多个限制酶切割位点,以便与外源基因连接。

3具有特殊的标记基因,以便进行筛选。

(3)种类

1质粒:存在于许多细菌以及酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。

2λ噬菌体的衍生物。

3动植物病毒。

【提醒】(1)一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要求,因此人们根据不同的目的和需要,对某些天 然的载体 进行人工 改造。(2)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外,才能保证标记基因的完整性,从而有利于对目的基因的检测。

(二)典例分析

例1(2014·江苏)(多选)下列关于基因工程技术的叙述,错误的是()

A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列

B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应

C.载体质粒通常采用抗生 素合成基因作为筛选标记基因

D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

【解析】限制性核酸内切酶大多特异性识别6个核苷酸序列,但也能识别由4、5或8个核苷酸组成的序列;PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用;载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因,供重组DNA的鉴定和选择,而不是抗生素合成基因;目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达。

【答案】ABC

例2下列有关基因工程中限制性核酸内切酶和DNA连接酶的叙述,错误的是()

A.构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶

B.限制性核酸内切酶的活性受温度影响

C.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列或核苷酸序列

D.限制性核 酸内切酶 可从原核 生物中提取

【解析】构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶;限制性核酸内切酶的化学成分是 蛋白质,它的活性 受到温度 和pH的影响;限制性核酸内切酶的特点是识别脱氧核苷酸序列,并在特定的位点进行切割,但不能识别和切割RNA;限制性核酸内切酶主要是从原核生物体内分离出来的。

【答案】C

考点二基因工程的基本操作程序

(一)重点归纳

1.目的基因的获取

(1)直接分离

从自然界已有的物种中分离,如从基因文库中获取。

根据基因的有关信息,如基因的核苷酸序列、基因在染色体上的位置、基 因的转录 产物(mRNA)、基因的翻译产物(蛋白质)等可获取目的基因。

(2)人工合成

1已知核苷酸序列的较小基因,直接利用DNA合成仪用化学方法合成,不需要模板,图解如下。

【提醒】(1)切割质粒和目的基因的限制酶必须是同一种酶,以获得相同的黏性末端,利于重组质粒的构建。(2)重组质粒中必须含有启动子和终止子来调控目的基因的表达。

2以 RNA 为模板,在逆 转 录酶的作 用 下人工合成,图解如下。

(3)PCR技术

1PCR技术是利 用DNA双链复制 的原理,将基因的核苷酸序列不断地加以复制,使其数量呈指数方式增加。

2DNA复制与PCR技术的比较见下表。

2.基因表达载体的构建

3.将目的基因导入受体细胞

(1)目的

目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达。

(2)受体细胞种类不同,导入方法不同

4.目的基因的检测和鉴定

目的基因的 检测内容 和方法的 比较如下表。

(二)典例分析

例3(2014·广东)(多选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列叙述正确的是()

A.过程1需使用逆转录酶

B.过程2需使用解旋酶和PCR获取目的基因

C.过程3使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备

D.过程4可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞

【解析】本题考查基因工程的操作流程。过程1为逆转录过程,需要逆转录酶;过程2为目的基因的获取过程,需要限制酶,不需要解 旋酶;过程3(导入目的基因)使用的感受态细胞用CaCl2溶液制备;过程4为目的基因的检测,可以利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否导入受体细胞。

【答案】AD

例4科学家将有关胡萝卜素合成酶的基因导入水稻细胞中,并诱导它们在水稻细胞中表达,催化水稻 中的双香 叶素-二磷酸转 化成β-胡萝卜素,使水稻呈现金黄色,称为“黄金大米”。根据上述材料回答下列问题:

(1)该转基因 过程中的 目的基因是_____。

(2)通过PCR技术可扩增目的基因,此过程需要加热,其目的是_____,所以此过程所用的DNA聚合酶必须具有_____。

(3)基因工程的核心是_____。一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有_____、_____以及_____。

(4)若要检测目的基因是否成功导入水稻细胞,可采用_____技术。若要检测目的基因在水稻细胞中是否成功表达,可_____。

【解析】本题主要考查基因工程的原理及技术,意在考查学生的识记和理解能力。(1)该项转基因过程中的目的基因是胡萝卜素合成酶基因。(2)通过PCR技术扩增目的基因的过程需要加热,目的是解旋,因此该过程中的DNA聚合酶必须具有热稳定性。(3)基因工程的核心是构建基因表达载体,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还需要启动子、终止子和标记基因。(4)若要检测目的基因是否成功导入水稻细胞,可采用DNA分子杂交技术;若要检测目的基因在水稻中是否成功表达,可检测水稻细胞中是否含有胡萝卜素。

【答案】(1)胡萝卜素合成酶基因(2)解旋热稳定性(耐高温)(3)构建基因表达载体启动子终止子标记基因(4)DNA分子

杂交检测水稻细胞中是否含有胡萝卜素

考点三基因工程的应用成果

(一)重点归纳

1.乳腺生物 反 应 器 与 工 程 菌 生 产 药 物 的比较

2.基因检测与基因治疗的比较

(二)典例分析

例5(2014·海南)下图是将某细菌的基因A导入大肠 杆菌内,制备“工程 菌”的示意图。

据图回答:

(1)获得A有两条途 径:一是以A的mRNA为模板,在_____酶的催化下,合成互补的单链DNA,然后在_____的作用下合成双链DNA,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的_____序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照 碱基互补 配对原则,推测其DNA的_____序列,再通过化学方法合成所需基因。

(2)利用PCR技术扩增DNA时,需要在反应体 系中添加 的有机物 质有_____、_____、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐高 温的DNA聚合酶,扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。

(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为_____。

(4)在基因工程中,常用Ca2+处理D,其目的是_____。

【解析】(1)在逆转录酶的催化下,以基因A产生的mRNA为模板可以获得与mRNA互补的单链DNA,以该单链DNA为模板,在DNA聚合酶的作用下可合成双链DNA;根据目标蛋白质的氨基酸序列,再推测出相应的mRNA序列,然后根据碱 基互补配 对原则可 推测出其DNA中的脱氧核苷酸序列,再通过化学方法利用DNA合成仪合成所需基因。(2)利用PCR扩增目的基因时,需要提供目的基因作为模板,添加引物对来引导子链的形成,添加4种脱氧核糖核苷 三磷酸 (即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)作为原料,添加耐高温的DNA聚合酶来催化子链的形成;扩增过程可在PCR扩增仪中完成。(3)目的基因A和运载体B拼接形成的C通常称为重组DNA(基因表达载体、重组质粒)。(4)基因工程中,常用Ca2+处理细菌细胞,使之成为感受态细胞,容易吸收周围环境中的DNA分子,进而将重 组质粒导 入细菌细胞内。

【答案】(1)逆转录DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重

组DNA(4)提高受体细胞的转化率

例6继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答:

(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中,常用方法是_____。

(2)进行基因转移时,通常要将外源基因转入_____中,原因是_____。

(3)通常采用_____技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的_____细胞中特异表达。

【解析】转基因生物反应器是指利用转基因活体动物的某种能够高效表达外源基因的器官或组织来进行工业化生产活性功能蛋白的技术,该技术的第一步就是导入外源基因,对于动物细胞来说,常采用的方法是显微注射法。显微注射法的优点是导入的外源基因片段可长达50kb,且无需载体,外源基因在宿主染色体上的整合率相对较高。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素,在进行基因转移时,被当作受体细胞的通常是受精卵,其原因是受精卵具有全能性,可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组,通常采用的是DNA分子杂交技术。

【答案】(1)显微注射技术(2)受精卵(或早期胚胎细胞)受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性,可使外源基因在相应组织细胞中表达(3)DNA分子杂交(核酸探针)(4)膀胱上皮

考点四蛋白质工程

(一)重点归纳

1.蛋白质工程的基本原理和过程

(1)原理

中心法则的逆推。

(2)过程

从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质。

(3)最终结果

生产出自然界没有的蛋白质。

【提醒】(1)蛋白质工程和中心法则的关系如下图所示。(2)蛋白质工程中经过处理得到的新基因与基因突变得到的新基因有较大差别,它没有不编码蛋白质的序列(即启动子、内含子、终止子等)。

2.基因工程和蛋白质工程的比较

(二)典例分析

例7材料:饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中,猪、禽等动物由于缺乏有关酶,无法有效利用植酸,造成磷资源浪费,而且植酸随粪便排出后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸,因此成为目前重要的饲料添加剂之一。

(1)饲料加工过程温度较高,要求植酸酶具有较好的热稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时,首先必须了解植酸酶的_____,然后改变植酸酶的_____序列,从而得到新的植酸酶。

(2)培育转植酸酶基因的大豆,可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是_____。

(3)若这些转基因动、植物进入 生态环境中,对生态环境有何影响?_____。

【解析】本题主要考查蛋白质工程、基因工程的相关知识,意在考查学生的识记和理解能力。(1)蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相应的脱氧核苷酸序列,合成目的基因且有效地克隆表达新型优良蛋白质。因此利用蛋白质工程技术对植酸酶进行改造时,首先必须了解植酸酶的空间结构,然后改变植酸酶的氨基酸序列,从而得到新型的植酸酶。(2)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌介导的转化法。(3)若这些转基因动、植物进入生态环境中,虽然可以减少环境中磷的污染,但也有不利之处,即可能对生态环境造成基因污染,破坏生物多样性。

【答案】(1)空间结构氨基酸(2)农杆菌介导的转化法(3)减少环境中磷的污染,但该基因可能扩散到环境中

◆考点演练

1.下 列 有 关 基 因 工 程 的 叙 述 正 确 的是()

A.用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获相同黏性末端

B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同

C.检测到受体细胞中含有 目的基因就标志着基因工程育种已经成功

D.质粒上的抗生素抗性基因有利于质粒与外源基因连接

2.在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中,下列操作不正确的是()

A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸

B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体

C.用农杆菌转化法可将重组DNA分子导入烟草细胞

D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

3.玉米的PEPC酶固定CO2的能力较水稻的强60倍。我国科学家正致力于将玉米的PEPC基因导入水稻中,以提高水稻产量。下列各项对此研究的分析中正确的是()

A.核心步骤是构建玉米PEPC基因表达载体

B.通常采用显微注射法 将PEPC基因导入水稻细胞

C.在受体细胞中检测到PEPC酶则意味着此项研究取得成功

D.利用细胞培养技术将转基因水稻细胞培育成植株

4.下列与基因工程载体有关的叙述正确的是()

A.质粒是最常用的载体,在细菌中以独立于拟核之外的方式存在

B.质粒作为载体的原因之一是它为环状,便于切割后与目的基因连接

C.载体中的标记基因可促 进目的基因的表达

D.当受体细胞为大肠杆菌时,多种噬菌体均可作为载体,如λ噬菌体和T2噬菌体

5.下列关于蛋白质工程应用的叙述,不正确的是()

A.蛋白质工程可以对植酸酶基因进行修饰,从而提高植酸酶的热稳定性

B.通过蛋白 质工程可 以改变植 酸酶的活性

C.利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素

D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂

6.我国科学家运用基因工程技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达,培育出了 抗虫棉。下 列叙述不 正确的是()

A.RNA聚合酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少

B.重组DNA分子中增加一个碱基对,不一定导致毒蛋白的毒性丧失

C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物,从而造成基因污染

D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素的抗性来确定的

7.科学家发现家蝇幼虫体内有一种抗肿瘤蛋白,具有抗癌的奇特疗效。它能对肿瘤产生特异性的抑制,并能增强机体的免疫力。下图所示为通过基因工程技术生产这种蛋白质的方法,请回答下列问题:

(1)图中C过程是基因工程的核心步骤。此步骤的目的是_____。

(2)把B导入大肠杆菌过程,用大肠杆菌作为受体细胞的优点是_____。

(3)经检测抗肿瘤基因已经成功导入受体细胞。为了检测目的基因是否转录,需要从受体细胞提取_____,用_____法检测;为了检测目的基因是否翻译,需要从受体细胞提取蛋白质,用_____法检测。

8.家蚕细胞具有高 效表达外 源基因的 能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养,可提取干扰素用于制药。

(1)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入 表达载体 的_____和_____之间。

(2)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核糖核 苷酸、模板DNA、_____和_____。

9.回答下列有关现代生物科技的问题:

(1)糖尿病在现代社会中的发病率越来越高,主要是由于患者胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足引起的。对此,某同学根据所学知识提出了用转基因动物生产胰岛素的治疗方法。

基本程序:1获取目的基因→2基因表达载体的构建→3_____→4目的基因的检测与鉴定。其中1和2的操作中需要相同的工具酶是_____。利用PCR技术扩增目的基因的过程中,目的基因受热形成单链并与引物结合,在_____酶的作用下延伸形成DNA。

(2)蛋白质工程的基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸的序列→找到相对应的________序列。

◆参考答案

1.A本题主要考查基因工程的知识;考查对基础知识的理解和识记能力。由于用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段,得到的黏性末端遵循碱基互补配对原则,可获相同黏性末端;由于氨基酸可对应多种密码子,以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列可能不同;目的基因成功表达出相应的基因产物标志着基因工程育种已经成功;质粒上的抗生素抗性基因是标记基因,利于检测是否导入目的基因。

2.A限制性核酸内切酶切割的是DNA,而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA;目的基因与载体的连接由DNA连接酶连接;由于受体细胞为植物细 胞,可用农杆 菌转化法 将重组DNA分子导入烟草细胞;目的基因为抗除草剂基因,所以筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞。

3.A本题主 要考查基 因工程应 用的知识;意在考查学生的理解和分析能力。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,A项正确;目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法和花粉管通道法,B项错误;只有目的基因在后代细胞中表达才能说明研究成功,C项错误;利用组织培养技术将转基因水稻细胞培育成植株,D项错误。

4.A本题主要考查基因工程的知识;意在考查学生的识记和理解能力。质粒是最常用的载体,在细菌中以独立于拟核之外的方式存在,A项正确。质粒之所 以能作为 载体,是由于能在受体细胞中大量增殖;含有1个或多个限制性核酸内切酶的切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因,以便进行筛选等原因,B项错误。载体中的标记基因只是便于筛选,并不能促进目的基因的表达,C项错误。当受体细胞为大肠杆菌时,并不是多种噬菌体均可作为载体,λ噬菌体是温和型,T2噬菌体是致死型,载体进入受体细胞中大量复制,同时还要带着目的基因在受体中得到表达,D项错误。

5.C蛋白质工程是指对现有蛋白质进行改造或产生出自然界中没有的蛋白质;在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素是利用基因工程用工程菌生产已有的蛋白质,不属于蛋白质工程;而其他三个选项均是对现有蛋白质或相应基因进行改造和修饰,属于蛋白质工程。

6.D基因的表达要经过转录,该过程需要RNA聚合酶来催化合成RNA;基因是有遗传效应的DNA片段,基因之间还有很多没有遗传效应的片段,DNA中增加一个碱基对,不一定影响到基因表达;抗虫基因可以通过花粉传播给近缘植物,使他们的后代具有抗虫基因,从而造成基因污染;转基因棉花是否具有抗虫特性,应该根据其能否将害虫毒死来确定。

7.(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在并能表达和发挥作用(2)繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少等(3)mRNA分子杂交抗原—抗体杂交

【解析】本题考查基因工程等相关知识,意在考查学生的识记和理解能力。(1)分析题意和图示可知,图中C过程是基因工程中基因表达载体的构建;此步骤的目的是使目的基因在受体细胞中稳 定存在并 能表达和 发挥作用。(2)由于大肠杆菌具有繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少等特点,因此可将大肠杆菌作为受体细胞,并将B导入大肠杆菌。(3)为了检测目的基 因是否转 录,需要从受 体细胞提 取mRNA,用分子杂交法 检测;为了检测 目的基因是否翻译,用抗原—抗体杂交法检测。

8.(1)启动子终止子(2)对干扰素基因特异的DNA引物对热稳定DNA聚合酶

【解析】基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子、标记基因等,其中启动子和终止子有利于目的基因的表达,标记基因有利于目的基因的检测;PCR技术中需要原料(4种脱氧核糖核苷酸)、缓冲液、模板DNA、引物和热稳定DNA聚合酶等。

9.(1)将目的基因导入受体细胞限制性核酸内切酶热稳定DNA聚合(2)脱氧核苷酸

从基因工程分析转基因食品的安全性 第10篇

利用基因工程手段, 将某些生物的基因转移到其它物种中去, 改造它们的遗传物质, 使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变, 这种以转基因生物为食物或为原料加工生产的食品就是转基因食品 (genetically modified food) , 也称遗传修饰 (genetically modifie GM) 食品。

转基因食品可提高原料产量、改善食品营养及保健作用、提高食品抗病虫害的能力等。但对转基因食品的食用安全性成为大众关注和争论的交点[1]。

本文从食品安全的范畴和基因工程技术出发, 讨论转基因食品的食用安全性问题。

1 科学认识食品安全

食品安全是建立在食品质量安全、卫生安全、健康安全和生物安全基础上的一个动态大概念:

1.1 食品质量安全

是以食品的理化指标为基础建立的安全评价标准, 具体表现为食品的各类物质是否符合标准的判定上。主要特征是针对理化指标进行符合性的检验。这是保证食品安全的第一 (基本) 道防线。但不符合标准食品就不安全, 或者符合标准就安全说法都是不全面的。这是因为, 理化指标的项目数量, 捡出限量 (指标的高低) 各国不同, 且检验结果没有进行非符合性的排除。也就是说, 在检验过程中并没有对标准所列之外的有害物质进行检测, 如辣椒酱制品中的“苏丹红”就是如此。

1.2 食品卫生安全

是以食品的卫生指标为基础建立的安全评价体系。具体表现为卫生指标和微生物指标的判定上。食品的卫生指标和微生物指标不合格, 有可能马上给人体健康带来危害, 也可能仅仅只是存在危害的隐患。

1.3 食品健康安全

是通过对食品中的有害物质直接对人体造成的实质性危害程度来进行分析判定的。健康安全才是社会和群众最为关注的问题。健康安全需要通过对有害物质如何对人体健康造成危害、造成危害的途径是什么、需要多大酌量才能造成危害进行深入的毒理、病理分析研究, 才能科学予以确定。食品健康安全是对人体最为关键, 而我们又最缺乏深入研究的一个问题。由于对这个关键问题我们往往提不出科学的数据论证, 造成社会上常常出现将食品质量安全和卫生安全问题上升到替代食品健康安全问题的现象。

1.4 食品生物安全

是随着科技发展对食品安全提出的新课题, 也就是通过食品对整个物种或植物、生物环境所带来的危害进行的分析判定。如转基因食品、特定物种独有的食品危害等等。

2 基因工程

2.1 基因

生物遗传信息就储存于它的核苷酸序列中 (基因) ;核酸是一类包含生物遗传信息的多聚核苷酸。核苷酸又由碱基、戊糖和磷酸组成。根据所含戊糖的种类不同核酸可分脱氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA) 两大类。

到2006年, 在诺贝尔奖一百零六届的历史上, 共颁发了103次奖 (二战停三届) , 中有18届, 46位科学家得奖的奖项与核酸相关[2], 其中诺贝尔化学奖有9届15人, 诺贝尔生物奖13届31人。

其中, 1962年双螺旋结构被授予诺贝尔生理学或医学奖, 这项被科学界称作“诺贝尔奖中的诺贝尔奖”, 不仅解决了生命中最负争议的中心分子模型, 也指出了遗传的分子机制[3]。

2.2 基因工程

基因工程 (gene engineering) 是现代生物工程的一个重要分支, 又称遗传工程 (genetic engineering) 或DNA重组技术 (recombinant DNA technique) 。它是将不同生物的基因在体外剪切, 并和运载体, 如细菌质粒、酵母质粒、噬菌体、病毒等的DNA连接, 然后转入受体细胞内, 使转入的基因在受体细胞内表达, 以产生所需要的蛋白质。基因工程的诞生, 标志着人类已开始从单纯的认识生命走向了改造生命、利用生命的新时代[4]。

基因工程是一项非常精细的分子技术, 其目的是将所需的一个或几个基因从一种生物的细胞中取出, 并移植到另一种生物细胞里面。但是在实际操作中, 由于DNA分子非常微小 (半径仅有1纳米) , 用传统的方法无法准确的切割目标DNA。所以, 基因工程要面对的第一个难题就是如何巧妙的将基因从供体DNA长链中剪切下来[5]。

1968年, 生物学家沃纳阿尔伯 (W. Arber) 、丹尼尔内森斯 (D .Nathans) 和汉密尔史密斯 (H.Smith) 三人共同发明了“分子剪刀”, 一举解决了这一难题, 为之后分子生物学和基因工程的发展做出了重要贡献。他们也因此分享了1978年的诺贝尔生理学和医学奖。所谓“分子剪刀”, 其本质就是一种从大肠杆菌中提取的酶, 称为限制性内切酶 (restriction endonuclease) 。这种酶具有极高的专一性, 能够识别双链DNA上特定的位点, 将DNA双链切断, 形成粘性末端或平末端。它最重要的功能在于降解外界侵入的DNA, 但不降解自身细胞中的DNA, 因为在自身的DNA的酶切位点上经甲基化修饰而受到保护。利用这个特点, 人们便可以找到与目标DNA对应的内切酶来进行基因切割[6]。自20世纪70年代以来, 科学家已经提取了数百种限制性内切酶, 其中许多酶的特定识别切点已弄清楚。有了这些特定类型的“分子剪刀”, 精确的在体外对个别的DNA进行切割, 获得所需要的基因已经不再困难。这种方法到目前仍然是最常用的、最有效的方法之一, 它对基因工程的重要性可见一斑。

除了利用限制性内切酶法, 今天人们已经能够通过多种途径和方法来获取目标基因, 比如从构建的基因文库中调取和筛选目标基因, 通过化学方法合成已知核苷酸序列的目标基因, 以及通过逆转录酶用mRNA为模板合成目标基因等等。

解决了获取目标基因的问题后, 基因工程面临的第二大难题就是如何将已获得的基因与另一种生物的DNA连接起来。1967年, 世界上3个实验室同时宣布发现了一种被称为“分子缝针”的DNA连接酶 (DNA Polymerase) 。这是一种封闭DNA链上的缺口酶, 能够借助ATP或NAD水解提供的能量在两个DNA片段的末端之间生成磷酸二酯键, 从而把它们连接起来。基因工程中所用的连接酶有两种:一种是从大肠杆菌中分离得到的, 称之为Ecoli连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到, 称为T4连接酶。这两种连接酶催化反应基本相同, 都是连接双链DNA的缺口, 而不能连接单链DNA。

有了以上两种工具, 最后一步就是将已装配好的基因通过一种运载体DNA运送到受体细胞中。作为运载体必须具备以下几个特点:①在宿主细胞内能够保存并大量复制;②有多个限制酶切点;③有一定的标识基因, 以便于筛选经研究发现。经过研究发现, 最理想的运载体有两种:病毒和质粒, 它们都具有分子小、易于操作和有筛选标记等优点[7,8]。利用上述的三个工具, 最后将重组表达的质粒转染到受体细胞, 经筛选鉴定后就可以用基因工程技术来生产基因产品了。

为了了解外源基因是否在宿主的细胞进行了表达, 必须对被进行了基因转移处理的细胞或个体进行鉴别, 以筛选出导入外源目标基因的转基因细胞或个体。鉴别和筛选转基因生物一般在两个层面上进行:一是检测目标基因是否表达, 二是检测目标基因是否整合到了宿主的染色体上和能否稳定传代。

3 转基因食品的安全性

3.1 转基因食品的安全性

利用转基因技术可改良作物的农艺性状, 如抗虫、抗病、抗逆境及抗除草剂等;还可以改善农作物品质, 如提高蛋白质、维生素含量和改善营养结构等;有些转基因作物被用作生物反应器, 如生产生化药品等。

转基因食品按其来源分为转基因植物食品和转基因动物食品两种。转基因技术应用于动物身上要比植物更早, 但其“收获”却远远落后于转基因植物。就在多种转基因植物已经端上人们餐桌的时候, 转基因动物产品还少有问世。这是由于目前微注射、转基因克隆、胚胎干细胞三大转基因动物技术, 都使得转基因表达量不够[8,9,10,11,12,12]。

第一代转基因食品是以增加农作物抗性和耐贮藏性的转基因植物源食品, 其主要特征是转入抗除草剂基因、抗虫基因、延迟成熟基因等, 以增加农作物的抗逆性和耐贮藏性。第二代转基因食品是以改善食品品质和增加食品营养为特征。第三代转基因食品是以增加食品中的功能因子和免疫功能为主要特征。

从基因工程的技术程序上看, 转基因食品的食用安全性是可以保障的。其一:转基因技术是把需要转移的目标基因注射到细胞核中, 使之与细胞核中的染色体DNA发生融合, 但这个过程在实验条件下都很难做到, 这是转基因成功率低的原因之一。人们吃的食物中包含了基因表达出来的蛋白, 也包含基因的载体DNA本身, 这些物质进入人体消化系统之后会被分解, 即便没有完全分解, 基因要想“自主”穿过人体健康而完整的细胞壁进入细胞核, 并且完成与DNA的融合产生变异, 不会比在实验室条件下容易;其二:转入动物体内的基因都是天然存在的, 人们平常吃的东西中就含有这些基因, 用转基因技术仅仅是把这种基因转到其他动物体内进行生产后再分离出来。因此, 在理论上转基因药物和食物是安全的, 而不是合成新的东西。

但转基因食品对人体健康也有可能存在潜在的影响, 如转基因食品中潜在的过敏原对人体的影响, 目的基因产的产物如果是潜在的过敏原, 如花生、大豆、鱼等, 那么该转基因食品就有可能引起人体的过敏反应。

转基因食品可能会提高天然的植物毒素。John E Losey等人发现在马利筋叶片上撒上转基因Bt玉米花粉后, 造成普累克西普斑蝶厌食该种植物叶片, 发育迟缓, 4d后幼虫的病变率高达44%, 而对照组生长正常。同时在美国Iowa州进行的野外试验也获得了同样的结果[12,12]。

对抗杀虫剂转基因作物施用毒性杀虫剂时, 会污染食物及水源, 并使农场工人患上某些与杀虫剂有关的疾病。另外, 抗生素抗性标记基因会扩散到很多肠道细菌及病原体中, 产生新的病原细菌和病毒。

总之, 从基因工程技术讲, 病原菌和病毒就会对转基因产品的安全性产生影响, 而且就目前的科学水平对基因认识以及基因工程技术的不足带来的问题是不可预见的。

3.2 转基因食品的安全评定

转基因动植物对人类健康有何种潜在的安全性风险, 目前的科学水平还难以给予准确的回答。需要建立一套科学的评价标准, 对转基因动物产品进行长时间的安全性评估[13,14]。

国家科委于1993年就颁布了《基因工程安全办法》, 农业部在1996年7月也颁布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》。2001年6月6日国务院公布了《农业转基因安全条例》, 该条例中对转基因食品的试验、生产、应用等规定了生产许可证和经营许可证制度。2002年3月20日我国正式实施《农业转基因生物安全评价管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》。

国际食品生物技术委员会 (IFBC) 于1988年提出采用判定树 (Decision- tree) 的原则与方法对GMF进行安全性评价, 该原则主要包括3个层次:⑴了解被评价GMF的遗传学背景与基因改造方法; (2) 检测GMF中可能存在的毒素; (3) 进行毒理学试验。若一旦在某一层次得到满意的答案, 便没有必要对这3方面的内容都进行工作, 无需再进入下一层次。

欧洲经济发展与合作组织 (OECD) 在GMF安全性研究方面进行了开拓性的工作, 在1993年发表的《现代生物技术食品的安全性评价:概念和原则》的报告中引入了“实质等同性” (Substantial equivalence) 的概念, 指出“实质等同性”是评价GMF安全性最有效的途径。1995年WHO在提出GMF的安全性评价原则时, 就采用了“实质等同性”原则。它是通过生物技术生产的食品及食品成分是否与目前市场上销售的食品具有实质等同性。转基因产品的食用安全性包括关键性营养成分比较、毒性分析、过敏性分析及标记基因的安全性等4个方面。

4 结语

基因的发现和应用是人类科学史上最光辉的时刻, 它所带来的巨大经济利益与社会效益已经展现在世人眼前。然而由于基因工程的复杂性和不确定性, 转基因食品会对人类身体健康带来怎样的影响仍然无法预测。对此我们应该采取科学务实的态度, 对转基因食品进行安全评估, 制定出相关的法律法规, 以保证转基因食品的安全性。

助力伟大复兴的“基因工程” 第11篇

6月15日，全国领导干部国学教育系列教材在京首发。与之相关的另一则消息是，国家行政学院及全国省级行政学院系统，将对现任各级行政干部进行传统文化轮训。有论者认为，这标志着中华优秀传统文化有望纳入到各级行政干部培训体系之中。

纵览世界史，一个民族的崛起或复兴，多以民族文化的复兴与民族精神的崛起为先导和标志。当前，我们正处于实现中华民族伟大复兴的中国梦的关键当口，即全面建成小康社会的决定性阶段。在这个关键阶段，中央将对历史和传统文化的弘扬提上重要日程，尤其是倡导领导干部要读点历史、学习国学，当可收鉴往知来之效，而更重要的是，这无异于启动一项关乎伟大复兴的“基因工程”。

加强对历史和传统的学习，有助于对历史规律性的正确把握。唐朝名相魏征向李世民进谏说：“夫以铜为镜，可以正衣冠;以史为镜，可以知兴替;以人为镜，可以明得失。”贤相智语，今犹在耳。历史并非简单的重复，但往往呈现出某些惊人的相似。回望也是远望，通过对历史规律认识的不断深化和准确把握，能够为当代人找到未来的正确方向和正确道路。习近平总书记说，领导干部学习历史，要落实在提高历史文化素养上，落实在提高领导工作水平上。而具有历史文化素养，最重要的是要具有历史意识和文化自觉，即想问题、作决策要有历史眼光，能够从以往的历史中汲取经验和智慧，自觉按照历史规律和历史发展的辩证法办事。

加强对历史和传统的学习，有助于对中国国情的正确把握。英国著名社会学家安东尼.吉登斯认为，前现代的社会是多样性的社会，而现代性社会是追求同一性的社会。正因此，既有西方学者提出了所谓“历史终结论”，也有政治人物宣扬其所谓“普世价值”，认为其可放之四海而皆准。但是，任何国家的发展道路，都是既植根于现实，又植根于历史。中国在推进国家治理体系和治理能力现代化的过程中，必然会遇到源于现代社会内在机理的普遍性发展问题，但这些问题无不带有鲜明的中国国情特色。因此，解决问题既要注重吸收各国发展的经验，更要特别注意结合中国的自身特点。承担公共管理重任的领导干部，除需要对现代社会的普遍问题提高认识，也需要对这些问题扎根的现实土壤有透彻的理解。由此，才能避免生搬硬套、食洋不化——这方面，已经有过不少深刻教训。

加强对历史和传统的学习，有助于提升应对挑战、破解难题的能力。历史和传统是汲取治国理政智慧的重要源泉，对领导干部来说，由于身处治国理政的第一线，更需经常读史以提高治世的能力。如韩非子言，“宰相必起于州部，猛将必发于卒伍”，前人对政治人才成长规律的深刻认识和精辟总结，至今依然适用。中央强调在干部选拔任用上要树立重视基层的导向，把基层一线作为培养锻炼干部的基础阵地，注重选拔长期在条件艰苦、情况复杂、工作困难地方努力工作的优秀干部，这既是实践经验的总结，也有对历史经验的积极借鉴。

浅谈基因工程制药 第12篇

1 关于基因工程的概述

基因工程是一项复杂的技术, 主要是在分子水平上操作基因, 具体说就是:在体外剪切、组合和拼接目的基因及其载体, 继而利用载体转入微生物、植物或植物细胞、动物或动物细胞 (受体细胞) , 在细胞中目的基因得以表达, 从而使人类需要的产物产生, 或者新的生物类型诞生。自从20世纪70年代基因工程问世以后, 在医药领域最早被采用, 同时也是目前该技术应用最活跃的领域, 特别是其已经被广泛应用于研发和生产新药。

2 基因工程制药及其发展

基因工程药物是首先把能够预防和治疗某种疾病的蛋白质首先确定下来, 然后取出对该蛋白质合成过程能够起到控制作用的基因, 然后对基因进行一系列的操作后, 将其放入能够大量生产的受体细胞中, 再通过受体细胞持续繁殖的过程, 从而使对某种疾病具有预防和治疗作用的药用蛋白质得以大规模生产出来。利用基因工程技术进行药物的生产具有以下的优势:一是在以往很难获得的生理活性物质和多肽得以大规模生产, 从而有力地保障了临床应用;二是更多的内源性生理活性物质被挖掘和发现;三是改造、去除了内源生理活性物质不足的地方;四是能够生产新型的化合物, 筛选药物的来源得以扩大。

生物工程主要包括五个部分, 即:基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程。基因工程是现代生物技术的核心, 它在20世纪70年代诞生, 1978年, 人类成功地用大肠杆菌生产生长激素释放抑制因子, 从此以后, 又相继诞生了数十种基因工程产品, 如:人胰岛素、胸腺素、尿激酶、人生长激素、肿瘤坏死因子和干扰素、乙肝病毒疫菌等, 它们从1982年被投入医药市场后, 广泛地应用于防治疾病, 而且时至今日持续取得了巨大的治疗效果和经济效益;1989年, 经过卫生部的批准, 我国首个基因工程药物IFN-a1获得新药证书;1995年, 《自然杂志》汇集发表了人基因组全物理图, 以及3号、16号和22号人染色体的高密度物理图;1997年, 以洪国藩教授为核心的中国科学院国家基因研究中心科学家小组, 首次在世界上成功构建了高分辨的水稻基因组物理图;英国爱丁堡罗斯林研究院首次成功克隆了引起世界轰动的多莉羊。

3 基因工程药物目前的主要类型

3.1 干扰素

其主要是在诱导下哺乳动物细胞产生的一种淋巴因子, 它可以使巨噬细胞的吞噬作用得到, 并且强力杀伤癌细胞。对于细胞内病毒的增殖具有抑制作用, 可以用于治疗肿瘤及其他的病毒病。

3.2 生长激素

人体生长激素对于侏儒症和愈合伤口具有治疗和促进作用。动物生长激素可以对于畜禽的生长发育具有加速的作用。目前, 在大肠杆菌中都已经成功表达了人和动物的生长激素基因, 而且已经应用到医学和畜牧业领域, 并且取得了显著的效果。

3.3 红细胞生成素

它是产生于肾脏的一种作用于肾髓的相关造血细胞因子, 能够缩短原始红细胞的成熟期, 对于造血细胞在肾髓中的含量具有调节功能, 能够治疗因为不全的肾功能、放射化疗引起的贫血, 以及一些其他罕见的贫血症。在外科手术前, 准备自体输血的病人也可以适应。

3.4 白细胞介素

它是一种具有抗肿瘤作用的免疫因子, 对于T细胞的生长、增殖和分化, B细胞的生长和增殖具有促进作用。同时, 能够使杀伤性淋巴细胞的功能得到增强, 也能够治疗癌症。

3.5 集落刺激因子

一是粒细胞集落刺激因子, 二是巨噬细胞集落刺激因子。两种因子都能够增殖体内白细胞, 对造血功能进行调控, 使粒细胞的功能得到增强, 用于治疗化疗后肿瘤病人白细胞下降。

4 基因工程制药技术的应用

在目前的医药工业中, 应用基因工程技术最重要领域就是研发生产新药, 以及对传统药物进行改造。而且利用这一先进技术, 解决了传统的药物材料来源困难或制造技术存在的问题。从而生产出了以前无法生产的药物, 主要包括三类, 即生理活性物质、抗体、疫苗。

4.1 用于生产生理活性物质

利用基因工程技术已经可以生产出激素类、细胞因子类、重组溶血栓类等药物。如胰岛素、重组人生长激素、重组人促卵泡激素、干扰素、集落刺激因子、白细胞介素、肿瘤坏死因子、趋化因子、转化生长因子B、生长因子、重组链激酶及重组组织型纤维酶原激活剂等。

4.2 用于生产抗体

基因工程抗体 (重组抗体) , 是指利用蛋白质工程技术和DNA重组, 依据需要的不同, 加工改造和重新装配编码抗体的基因, 经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子, 其在预防、诊断和治疗临床疾病、进行基础理论等方面具有广泛的应用。

4.3 用于生产疫苗

基因工程疫苗的生产过程大致为:在表达载体中克隆入病原体的编码保护性抗原的基因片段, 使细胞或真核细胞微生物及原核细胞微生物得以转染后得到的产物, 或者删除病原的毒力相关基因, 使之成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。包括基因工程亚单位疫苗、基因缺失活疫苗、基因工程活载体疫苗、核酸疫苗、转基因植物疫苗等。相比于传统的疫苗, 基因工程疫苗具有安全有效、低生产成本、适于大规模生产和使用等很多的优点。

摘要：20世纪70年代DNA重组技术诞生, 推动基因工程制药实现了迅速发展。同时, 在关于基因组和蛋白质组研究持续推进的基础上, 基因工程药物的研发也不断取得突破。基于此, 主要对基因工程、基因工程制药及其发展、基因工程药物的主要类型、基因工程制药技术的应用等方面进行综述。