基因工程基本原理精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的基因工程基本原理主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：基因工程基本原理范文
关键词：电力工程；超概预算；原因；控制
中图分类号：TM7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0112-02
在电力工程体系中，成本概预算问题十分重要，其直接影响着电力工程的实施价值与社会地位，且该项工程具有复杂性的特点，其涉及的范围也比较广，任何因素的波动，都会对电力工程的经济效益构成威胁，极易导致超概预算问题的发生，制约着企业在电力工程建设上的经济效益。在电力工程项目执行过程中，导致成本超概预算问题发生的原因很多，为从本质上缓解超概预算问题，必须从超概预算的原因着手，采取一系列的措施来应对此项问题，以将工程成本控制在一定范围内，继而全面提高电力工程成本控制水平。
1 电力工程成本超概预算发生的主要原因
1.1 概预算编制问题
电力工程建设需要一定的材料支撑，材料是构成整个电力工程系统的重要元素，且这些材料价格会跟随市场环境产生波动，工程概算书与开支数额很难一致，特别是一些主打性材料发生价格波动，就会产生极大的价格差额，就容易滋生超概预算问题。
1.2 设计变更问题
对于电力工程而言，工程建设之前需要开展工程设计工作，但是由于设计师未深入到施工基地的环境中进行探查与勘测，盲目的开展设计工作，制定设计方案，但是，在后期电力工程建设之中，由于受到多种因素的影响，不得不进行设计变更，势必会对工程成本形成威胁，进而引发诸多的超概预算问题，成为当前需要注意的重要问题。一旦发生设计变更问题，部分工程量则需要变更，在此过程中会耗费一定的人力、物力、财力等，最终会产生额外的费用，进而超出前期的概预算额度[1]。
1.3 工程审计问题
在电力工程项目执行过程中，若审计不到位，会对工程成本形成威胁，成为当前需要注意的问题[2]。在审计时，若安排不科学，审计的时间过于集中，会大大加重审计人员的审计任务，审计工作无法定时、保质保量的完成，严禁草草了事，这样会严重威胁工程审计效果，进而影响工程取费的基本标准。在电力工程成本部分审计时，为了尽快完成审计工作，上级部门时常会从下级部门抽调非专业性的审计人员，运用此种方式，会让整个审计工作流于形式，进而会对工程审计质量构成影响。在审计工程结算部分时，很难在控制质量的条件下实现对工程概算、设计、施工阶段等的全面审计，会让成本控制工作变得更为艰难。
2 电力工程成本超概预算问题的控制措施
2.1 优化工程概预算编制体系
为降低电力工程成本超概预算问题的发生概率，前期必须要必须做好工程概预算编制工作，这成为工程造价控制的一项重要内容[3]。为及时克服浪费、保守等问题，设计者应及时与概预算人员展开密切联系，充分结合设计的相关任务书来进行投资与估算，实施技术经济比较，在控制质量的条件下实现对电力工程成本的合理化控制，实现对概预算人员的素质教育。首先，应加强对概预算人员的业务培训，定期开展学习与进修活动，以求在后续成本超概预算上获取更高的经济价值；其次，应及时拓宽概预算人员的知识面，设定更为规范性的管理办法、编制策略、工程标准、材料价格区间等，且在机械设备、材料价格计算上都要充分符合国家政策与法律规定，要求工作人员还要具备足够的建筑工程学知识、电气工程知识、机电设备金属结构、材料交通运输知识等，以求达到更为理想、科学的超概预算控制效果。新时期，开展工程概预算编制工作时，应充分结合工程概算定额问题，意识到材料价格、机械设备价格等与定额间所形成的影响与问题，为做好材料价格区间的预测，要及时把握当前的宏观调控政策，了解市场行情的实际变化趋势等，进而把握好市场的发展走势，科学编制超概预算方案，这会对工程成本达到一定的控制效果。
2.2 完善电力工程设计工作
对于电力工程成本控制而言，设计工作很是关键，其是控制成本的重要前提。因此，为降低成本超概预算问题的发生概率，应及时完善与优化工程设计工作，降低工程设计风险，防止发生设计变更问题，以避免产生额外的支出。为应对当前问题，应加强对工程设计的管控，制定科学、有效的设计方案，及时处理好设计招投标问题，将技术性因素与经济性因素考虑其中，以达到理想的超概预算效果。选择设计方案时，应货比三家，亩喔鼋嵌瘸龇⑹迪侄约际蹙济的把握，优化设计整个环节，以求最大程度上降低工程造价，进而防止超概预算问题的发生[4]。此外，为防止设计方案变更，前期应加强对设计方案的价值评估与审核，实施设计方案会审工作，对设计方案中所存在的不足与缺陷进行优化设计，以求最大程度上控制成本。为强化对设计方案的控制，还应全面推行整个限额设计方案，及时约束与规范设计人员的经济行为，在控制电力工程质量的基础上，将整个设计方案限定在一定范围内。在设计额度控制上，应充分结合工程项目的实况来合理分配投资额。限额设计的实施，不可一味的节约投资资源，还要遵循科学、规范、实际的理念，对整个工程进行科学而高效的设计，以求最大程度上控制设计成本。
2.3 科学规范招标过程
实施电力工程招投标工作时，主要涉及到设备与材料采购招投标、施工招投标两个部分，建设方运用招投标的方式来选择合适的材料供应商或施工方，进而可满足项目的投资需求，还可实现对项目质量进度的管控，利于促进电力工程的高效运行。实施招标工作时，必须要遵循公平、公正的基本原则。招标工作开展之前，必须要对施工方、材料供应商等的资质进行严格审查[5]，还要开展实地考察工作，以防止违规投标、转包等情况的发生，这会对项目成本控制构成严重威胁。相较于一般建筑安装工程，电网建设对施工人员的专业技术与技能要求很高，同时，对安装精度的要求也十分高，若在施工时出现小的失误或操作差错，会引发电网安全事故。
2.4 加大审计力度
为实现对电力工程成本的科学性控制，降低超概预算问题的发生概率，应加大对电力工程运行的审计力度，对工程项目资源实施动态化跟踪与管理，立足于工程项目的前期、中期与后期，这是处理超概预算问题的一种有效途径。项目实施的初期阶段，应对设备类型、概算、投资估算与设计方案等进行全方位的审查；项目实施中期，也就是施工阶段，应对材料采购、进度款拨付情况与设备购置等过程进行跟踪式审查与管理，以求为后期工程成本审计提供重要依据与条件。审计电网工程时，应强化对工程量的审核，结合前期的工程量清单、合同资料等对工程量施工情况进行比对，保证工程量核算的精准性与科学性。在结算审计工作实施时，要对审核分项、项目单价、取费流程等的科学性进行审查。为保证审计工作质量，还要充分结合工程项目的实际情况、工作量等因素，来增设审计人员，还要加大对审计人员综合素养的定期培训，及时对工作人员的审计能力进行全面考核与测试，通过考核者才可担任审计职务，以便提高审计质量与审计效率，为电力工程成本控制工作提供条件。
3 结束语
综上所述，为保证供电企业的经济效益，必须从起初的电力工程建设方面着手，采取一系列的手段来控制工程成本，实现对工程成本资源的高效利用，成为当前需要注意的一项关键性问题。电力工程成本概预算控制工作具有系统性与复杂性，其存在于电力工程运行的各个环节，可见，加强对每个阶段概预算的控制很是关键。新时期，为降低供电企业的经济损失，将有限的资源发挥出更大的经济价值，应强化对工程建设成本的科学性控制，优化概预算编制体系，重视设计部分控制，科学控制招标过程与审计工作，以求最大程度上提高企业经济效益水平。
参考文献：
[1]吴保恒.电力工程成本超概预算原因及控制措施[J].通讯世界，
2014，24：246-247.
[2]莎莎.浅谈电力工程成本超概预算原因及控制措施[J].经营管理者，2015，16：313.
[3]焦钢.电力工程成本超概预算的原因及其控制措施[J].广东科技，2014，16：48+47.
[4]洪苗.电力工程成本超概预算原因及解决措施[J].经营管理者，
第2篇：基因工程基本原理范文
关键词：基因工程；教学改革；探索
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0119-02
基因工程又称为基因拼接或者DNA重组技术，是将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序。1972年美国人Berg在基因工程基础研究方面做出了突出贡献，被公认为“基因工程之父”。1973年美国人Cohen等用核酸限制性内切酶EcoRI，首次基因重组成功。近些年来，基因工程的新概念、新理论及新技术不断涌现，内容也在不断丰富与充实，已广泛应用于生命科学的各个领域[1，2]。21世纪以来，基因组学已进入功能基因组学时代，对基因功能的研究是生物技术发展的新方向，体现了基因工程的重要价值所在。基因工程学作为当代生命科学研究领域最具生命力、最引人关注的前沿学科之一，已经发展成为现代分子生物学、技术学的核心内容，其课程质量的好坏直接关系学生的专业素质和创新能力的培养。作者所在学院（浙江海洋学院海洋科学与技术学院）于2007年新增了生物技术专业，同时开设了基因工程课程。为了不断提高该课程的教学水平，笔者结合这几年的教学经验以及兄弟院校相关课程的授课经验，努力充实教学内容，不断更新教学手段，对基因工程课程的教学体系进行了探索式改革。
一、教学内容
1.不断更新教学内容，突出实用性。基因工程理论作为一种专业性很强的课程，需在学生有一定生物学知识的基础上教学。在浙江海洋学院本课程于大三下学期开课，在此之前学生已修完细胞生物学、分子生物学、遗传学等生物学基础课程，具备了较完整的理论知识体系，在此基础上开展教学，有利于学生对知识的理解和掌握。基因工程作为一种技术性很强的课程，与上述生物学基础课程关系密切，同时与酶工程、蛋白质工程、细胞工程等学科紧密联系，存在一定的内容重复。在教学过程中，对于此类重复，或一笔带过，点到为主，或采用实例对重要知识加以巩固，尽量避免重复，突出课程特色。教材是提高教学质量的重要环节，浙江海洋学院第一次即2010年选用的《基因工程》教材由高等教育出版社出版，孙明教授主编。该教材内容全面翔实、章节清晰，对基因工程的原理、策略和技术方法均有系统介绍，具有很强的理论性和前瞻性。但是其内容较多，很多内容对于二本院校本科生来讲过于深奥、难以理解，学生也反映该教材较难，建议选其他较易理解的教材。结合该院校是二本院校的实际，笔者从2011年开始使用袁鹜洲主编，化学工业出版社出版的《基因工程》，属普通高等教育规划教材。本教材为国家精品课程教材，主要介绍了基因工程的基本概念、基本原理、常用基因工程操作技术以及基因工程与功能基因组学相结合的技术应用进展。主要内容包括三大块。一是基因工程的基本原理与基本技术，包括工具酶和克隆载体。表达载体及常用的基因表达系统，目的基因获取、制备、扩增、导入与鉴定的各种方法。二是基因工程在功能基因组学研究中的应用，包括基因表达谱的研究技术，全基因组化学诱变、转座子饱和诱变的技术，基因敲除与基因敲减的技术，GAL4/UAS过表达系统，酵母双杂交及免疫共沉淀等蛋白质相互作用研究的技术等。三是基因工程在工农业生产中的应用，包括转基因植物、转基因动物的制备与应用，基因治疗的原理与策略以及基因工程药物的研制与现状等。该教材内容清晰易懂，实例举证充分，且涉及基因工程在实际生产中的应用，在一定程度上可以提高学生的学习兴趣。使用该教材3年来，目前感觉学生反映较好，适合该校学生使用。
2.引领学生了解前沿动态。基因工程作为一门前沿学科，发展速度快，内容日新月异。我们常用教材多侧重原理、基础等理论知识，且更新速度始终落后于基因工程技术本身的发展速度。现代学生思维活跃，求知欲强。为了充分满足学生的求知欲和好奇心，在基因工程教学过程中，尽可能地添加一些新成果、新理论和新技术[3]，如：生物能源，基因工程疫苗的开发，基因治疗等，并结合自己在国外实验室所学向同学们展示最新技术与相关研究进展。基因工程的新技术多发表于Science、Nature、Cell等顶尖杂志，在教学过程中，对于发表的经典新成果，尝试让学生自己阅读、分段翻译、小组讨论，增加对新知识的了解[3]。一些重要的生命科学论坛，如：生物谷、丁香园、小木虫等是生命科学领域研究人员交流学习的地方，而知识的碰撞最容易产生科学的火花。因此，鼓励学生浏览这些论坛，并参与讨论，增强学习兴趣。另外，也鼓励他们加入相关的QQ群，比如转基因群、生物信息群，增加同业交流，为自己拓宽理论知识和解决实际技术问题，同时也为今后从事的相关工作打下坚实基础。
二、教学手段和教学方法多元化
不像动物学、植物学可以直观地看到实物，基因工程内容抽象，多涉及细胞、分子等微观内容，且高新技术多，操作流程长，如果仅仅采用文字和语言表述，难以讲授明白，学生学起来也比较晦涩难懂[4]。因此，需要运用多种教学方法，使概念、原理讲得通俗易懂，学生理解起来就更容易。
1.多媒体教学的应用。目前，大部分高校已广泛采用多媒体教学。在基因工程多媒体教学过程中，改变原来单纯的文字、图片等内容，不断尝试加入一些声音、录像、动画等信息，使课堂图文并茂、有声有色、栩栩如生，便于学生理解并强化记忆。如在讲解“PCR反应”一节中，自己录取了PCR的准备、操作以及电泳检测等全套过程，老师讲得省心，同学们听得舒心，极大提高了基因工程课程的教学效果。
2.小组讨论式教学。有价值的讨论是促进学生开动脑筋、举一反三、加深认识的有效手段。在遇到抽象内容时，讲解完毕后，鼓励学生分组讨论，并选出一名组长上讲台以PPT的形式汇报本小组的学习心得，组长实行轮换制。下面的同学给汇报的小组分别从以下几方面打分：汇报PPT的表现，制作PPT的质量，所讲内容的条理性、创新性以及讲解能力。通过此手段，极大调动了学生的学习积极性。例如，可引导学生讨论以下专题：①转基因动物；②中国的转基因水稻；③基因工程产品的安全性；④基因治疗。
三、改革实验教学、科研项目与课程教学相结合
本校基因工程实验是在大三结束后的暑假短学期开展的，共16学时，这时学生已上完基因工程理论课，具备了实验操作的相关理论知识。实验内容至关重要，是理论知识的综合运用。那么如何选择实验内容呢？这一点比较关键。授课教师多具有博士学位，承担着较高水平的科学研究工作。在基因工程教学过程中，尝试将实验内容和教师的科研项目相结合，让学生自主参与到科研项目的研究中。学生可根据教师的科研项目自主确定实验课程内容，从实验内容的选择，到实验方案的设计、试剂的购置、实验步骤的进行等都由学生自主完成，老师在此过程中起指导作用。笔者将课题“曼氏无针乌贼微卫星富集文库的构建”分解成几个小实验，包括PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳、限制性内切酶酶切反应、载体连接、感受态细胞的制备及转化、蓝白斑筛选与鉴定、测序、序列分析和引物设计等，指导学生进行整个流程实验，使其知识更具有系统性、完整性。此外，还可鼓励学生申报省级或校级的大学生创新项目，由笔者指导的“转基因绿色荧光观赏鱼开发技术探索”以及“青鱼β-actin基因的启动子功能初步检验”分别获得省级可喜奖项，这个实验培养了学生的创新能力及今后独立从事科研的能力。
四、试探采用双语教学
现代高素质专业人才不仅要具备高水平的专业知识，还应具备高水平的专业外语阅读与写作能力。为适应学科发展趋势，并扩充学生的英语专业词汇，培养英语思维模式，在基因工程教学过程汇总尝试进行双语教学[5]。在教学上，以中文课件为主，主要的专业词汇用英文标注，时而用英文讲解，尽量创造双语教学环境。并且鼓励学生借阅相关的英文教材，例如，在国际上使用广泛，权威性和时代感强的英文教材《Principles of gene manipulation and genomics》（7th ed）作为教学参考书。
简而言之，经过几年的努力工作，浙江海洋学院在基因工程课程的教学内容方面进行了优化，改进了教学方法与手段，培养了实验设计能力和创新意识，拓展了他们的知识面，取得了不错的效果。然而，课程教学改革是一项系统工程，目前还处于探索和实践阶段，必须坚持不断地探索、实践、总结，最好建立一支教学团队，希望把基因工程课程教学改革工作开展得更有效果，为国家输送更多高素质的专业人才。
参考文献：
[1]孙明.基因工程[M].北京：高等教育出版社，2006：1-6.
[2]李立家，肖庚富.基因工程[M].北京：科学出版社，2004：1-8.
[3]张传博，李莉，耿红卫.基因工程课程教学改进与实践[J].安徽农业科学，2013，（04）.
第3篇：基因工程基本原理范文
关键词： 花色；基因工程；花色苷；植物色素
利用基因工程改良花色是花卉分子育种的重要手段，不再受植物亲缘关系的限制，花色改良的效果通过目测和少量辅助手段即可判断[1]。花色苷是植物次生代谢过程中产生的黄酮类物质，它是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物，广泛存在于植物各组织细胞的细胞液中，使植物呈现从红、紫到蓝等的不同颜色[2]。花色苷的生物合成途径是被最为广泛而深入研究的植物次生代谢途径，特别在主要模式植物中，已经有了清楚的认识[3]。许多花色苷生物合成途径中的关键酶基因和调节基因均已经从不同植物中克隆到[3，4]。转基因花卉主要用于观赏，易被公众接受，具有传统育种手段难以比拟的优越性，必将给花色改良带来革命性的影响，已成为当前花卉育种研究的热点。
1 花色苷生物合成基因的分离和克隆
植物花色苷基因工程改良遵循一般植物基因工程规律，了解特定色素生物合成途径、克隆关键酶的基因是植物花色基因工程改良理论依据和前提。首先是花色苷生物合成途径基因的克隆，第1个被分离的花色苷合成酶基因是CHS基因，它是从欧芹（Petroselinum cnispum）悬浮细胞用差异杂交分离到的[5]；以后利用转座子标签、PCR扩增、异源杂交、差异cDNA克隆、电子克隆、蛋白质纯化与差异筛选等方法分离克隆到了多个花色苷生物合成相关基因。花色苷的生物合成是从莽草酸代谢途径合成苯丙氨酸和脂肪酸合成代谢合成丙二酰CoA开始，经苯丙烷类途径合成[6]。根据基因对花色苷生物合成的作用可分为结构基因和调节基因[7]。结构基因直接编码花色苷生物合成途径中的生物合成酶类，如PAL、4CL、CHS、CHI、F3H、DFR、F3′H、F3′5′H、ANS、3GT等基因；另一类是调节基因，它们调控花色苷生物合成基因的表达强度和模式，同时控制花色苷在时空上的变化，如AN1、AN2、JAFl3和AN11等[8]。
2 基因遗传转化的方法
基因转化的主要方法有农杆菌介导法[9]、基因枪法 [10]、花粉管导入法[11]、化学试剂诱导法[12]和电穿孔法[13]等。
农杆菌介导的基因转化方法是迄今最可靠、最有效的转化方法。现在的转基因再生植物中，80 %以上是用这种方法获得的，主要有叶盘转化法、整株感染法和原生质体转化法[14]。
基因枪法又称微弹轰击法，是由康乃尔大学Sanford等[10]建立的基因导入方法，其基本原理是利用亚精胺、聚乙二醇的粘附作用将外源DNA包被在微小的金粒或钨粒表面，然后在高压的作用下微粒被高速射入受体细胞或组织。
花粉管通道法最早由周光宇提出[11]，其基本原则是利用开花植物授粉后形成的花粉管通道使外源DNA 沿着花粉管进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞的方法。
化学诱导法[12]的主要原理就是聚乙二醇、多聚-L-鸟氨酸、磷酸钙在pH值较高的条件下诱导原生质体摄取外源DNA分子。
电穿孔法又称电激法，首先由Neumann提出[13]，是在高压电脉冲作用下，在新鲜分离的原生质体的质膜上形成可逆性的瞬间通道，从而发生外源DNA 的摄取。
此外，还有脂质体转化法、低能离子束法、病毒载体转化法、转座子介导法和浸泡法等。
3 花色苷基因工程改良的基本策略
花色苷合成由多个代谢步骤、多基因决定，所以利用基因工程改造花色苷一个重要策略就是还原法，即欲修饰某个性状时，先要明确决定该性状的特异生化物质，然后对形成该生化物质的代谢途径进行基因工程操作。具体就是分析催化各反应步骤的酶、编码这些酶的基因及其表达调控[15]。多步骤的代谢途径有限速步骤，而限速步骤对整个代谢途径起着决定性作用，所以对限速步骤的遗传操作往往是还原法的重要突破口。增强某种关键酶的表达，往往可使花色苷合成途径朝生成其催化产物的方向进行；而抑制该酶的表达，则会使反应朝合成途径的另一分支进行，导致另一种产物的积累[16]。
3.1反义抑制法
利用基因工程技术进行花色苷修饰的常用方法是反义抑制法，首先明确决定花色苷的特异生化物质，然后分析该生化物质代谢途径中催化各反应步骤的酶，克隆编码这些酶的基因，反向转入到目的植株中，外源DNA转录产物与内源的互补mRNA结合，而抑制目的植株中这些生化物质的合成[17]。利用该技术已在矮牵牛[17，18]、[19-21]等几种观赏植物中进行成功了花色修饰。
3.2共抑制法
共抑制法，又称正义抑制法，即正向导入1个或几个内源基因的额外拷贝，反而抑制该内源基因转录产物mRNA的积累， 进而抑制该内源基因的表达[22，23]。该技术在矮牵牛[24]、[19]、蓝猪耳[25]等花卉的花色修饰方面已取得成功。
3.3导入调节基因
如果植物已具色素合成结构基因，只是因为组织特异性或缺乏调节基因表达产物的激活而不表达时，导入调节基因并使之适当表达可活化特定的结构基因， 改变花色。如Quattrocchio 等[26]将系列花色苷合成的调节基因转入矮牵牛，获得红色的愈伤组织和粉红色花色的转化株。Kim[27]将玉米C1基因通过农杆菌介导转入烟草，使株花瓣变狭长，颜色显著变浅。
3.4导入新的外源基因
Meyer等[28]首次将源自玉米的编码DQR的A1基因导入矮牵牛白花突变体中，产生了开砖红色花的矮牵牛。1992年澳大利亚Calgene Pacific公司与日本Sundory公司合作向蔷薇中导入F3′5′H基因获得成功，同年该公司在矮牵牛中导入该基因获得蓝色矮牵牛[29]。此外，在花色基因工程操作中，也可以导入调节基因以增强或减弱原有代谢产物表达，或导入其他与花成色作用有关的基因，如pH基因、辅助色素基因、细胞形状基因等，也可以同时导入与某种花色有关的多种基因。
4 植物花色苷基因工程改良的安全性
第4篇：基因工程基本原理范文
关键词：基因工程；课堂教学；改进；课件设计
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）03-0178-02
我国高等学校本科教育的学科分类中，生物学、生物医学工程、食品科学与工程、农业工程等专业属下的许多课程都与基因工程技术与应用的迅速发展息息相关。因此，基因工程越来越多地进入高校专业主干课程行列。基因工程的内容繁杂难学，实践性强[1]，而且迄今为止，很多大专院校由于条件所限，未能开设配套的实验课程。相关教材中，绝大部分内容也集中于理论阐述。即使教学大纲是经过反复推敲，依据基因工程教材重要知识点而制定的，授课内容也严格按照教学大纲亦步亦趋，还有多媒体方法辅助讲授，但是，传统的“填鸭式”课堂教学方式仍然被普遍采用，难以达到教书育人的目的，也不符合现阶段我国高等教育培养创新型人才的要求，这使得教学效果从根本上无法保证。课堂教学是高校最基本的教育活动，主要由教师和学生两方面共同承担完成[2]。首先，为人师者应该从教师主体出发，增加教学投入[3]，努力探讨和思索如何在现有条件下改进和完善课堂教学，提高教学质量。其次，应最大限度地调动学生学习的积极性和主动性，让学生在课堂教学中能听得懂，听得进。这样，才能够在有限而宝贵的课堂时间内，启发学生的创造性思维。本文作者在多年从事基因工程教学的基础上，以基因工程中“大肠杆菌转化”知识点为例，说明在基因工程教学中，尤其针对技术性、实验性教学内容，结合相关科研经验，改进课件设计的重要性。
基因工程基本操作是该课程重要的篇章之一。基因工程重组DNA操作主要由“切”、“接”、“转”、“增”和“检”构成。其中“转”是针对原核生物的转化（Transformation）、真核细胞的转染（Transfection）和需病毒参与的转导（Transduction）等活动的统称。作为基因工程七大支撑技术之一的基因转移技术也是指“转”操作。由此可见，“转”为基因工程教学中的重要知识点之一。其中，转化是外源DNA进入受体细菌而获得相应遗传性状的现象，亦即DNA导入受体菌再扩增或表达的过程。在具体章节详细介绍原核细胞代表性基因工程实例时，也离不开大肠杆菌的“转化”，实验室常用的大肠杆菌转化方法有氯化钙（Calcium Chloride，CaCl2）和电穿孔（Eletroporation，也叫电击）等。CaCl2法创立于1972年，是适用于革兰氏阴性细菌（如大肠杆菌等）的经典转化技术。它是指在低温下，Ca2+能够与细菌外膜磷脂形成液晶结构，然后经热脉冲发生收缩作用，这样细胞膜会出现空隙，从而使外源DNA进入受体菌的过程，所以CaCl2法也被称作热激法或者热脉冲法。此方法的关键影响因素是低温和Ca2+，它不需要电转化设备，在实际中最为广泛使用。因此，常常在课堂教学中作为重点内容来介绍。常用的教学方法在讲授此章节内容时，采用如图1所示的PPT或者板书机械化流程来展示大肠杆菌的标准热激法转化过程。这样的教学方式，备课简单，授课轻松，数分钟即可完成。但常常会因为课堂上，讲解理论知识的枯燥而难以激发学生的学习兴趣，从而导致在短短的课堂时间里，学生的思考能力得不到锻炼，更不用说如何牢固掌握专业的基础知识了。事实上，有很多大学生在中学生物学课程学习阶段已经接触大肠杆菌热激法转化的基本知识了，但进入大学阶段的基因工程课程相同知识点学习时，已近彻底遗忘；甚至有学生，在大学其他课程如分子生物学等实验环节或科研实践活动中还进行过相关实验，但对转化也只留下模糊印象。这些现象一方面可能受到学生个体学习主动性等的影响，但另一方面不能否认与课堂教学质量，尤其是主导课堂教学的教师采取的教学方法相关。因此，针对标准热激转化法流程的授学，我们认真思考后，在利用教材讲授理论知识的同时，还从该知识点出发，将理论知识与科研实际结合，即与科研中已运用普遍的快速热激转化法联系起来重新设计课件，如图2所示。当大肠杆菌标准热激法转化流程介绍完毕时，让学生结合热激法转化的基本原理，思考教师提出的相关问题。经过逐步的启发和剖析，只有当学生掌握了大肠杆菌转化的知识要点时，才能认识到标准热激法的第3至第5的三个步骤均可以省略，快速热激法在15分钟内即可完成。在这样短暂的课堂授学过程中，创造出能发挥学生主观能动性的课堂学习氛围，不仅可以帮助学生理解知识要点，还增加了课堂上教师与学生的互动，活跃了课堂气氛，开启了学生思考的闸门，拓展了学生思维的空间，锻炼了学生思考、分析、解决问题的能力，从而取得良好的教学效果。
综上所述，课堂教学设计对教学质量有着非常重要的影响。近年来，尽管有文献提倡对基因工程教学设置独立的实验课程或者让学生提早进入科研课题来加强对基因工程的学习。但现阶段对大多数的高校而言，这恐怕不是一个容易实践的提高教学质量的方法。我们以上的改进，仅为进一步完善基因工程课堂教学起到抛砖引玉之效果。将来，在基因工程课程教学研究过程中，作为主导课堂教学的一方，应更好地结合本校的实际，并融合教师自身多年的科研经验，继续努力探索，对更多的关键内容、知识点进行更好的课堂课件设计，以化枯燥为有趣及深入浅出的启发式授课方式等锻炼学生的思维，培养学生的创造能力，提高课堂教学的质量。
参考文献：
[1]王文锋，武新胜等.医学院校基因工程的课程改革[J].中国高等医学教育，2015，（5）：68-69.
[2]王志鹏，郭小玉.高校课堂教学质量问题思辨[J].当代教育理论与实践，2014，（10）：79-80.
[3]何旭明.教师教学投入影响学生学习投入的个案研究[J].教育学术月刊，2014，（7）93-99.
A Preliminary Study on the Improvement of the Classroom Teaching Design for Gene Engineering
in China's Colleges and Universities
―The Courseware Design for "Heat Shock Transformation of Escherichia Coli"
LU Shan，LIU ping，LI Tong-hui，GAO Yan-hong
（Life Science College of Nanjing Normal University，Nanjing，Jiangsu 210023，China）
第5篇：基因工程基本原理范文
【关键词】《食品生物技术导论》课程；教材；多媒体；实践教学
生物技术已成为当今高科技领域发展最具生命力、最引人注目的前沿学科之一。当前以及未来数十年，利用现代生物技术对食品生产进行技术改造升级，生产出新型的食品添加剂、保健食品甚至是全新的食品原料，将成为食品产业克服产品成本逐年增加、增强核心竞争力和转变经济增长方式的必由之路。因此，要培养二十一世纪新型食品专业人才，学习和掌握生物技术的基本原理和技术是非常有必要的。我校于2009年对生命科学学院食品科学与工程系开设了《食品生物技术导论》这门课程，立足于培养出不仅能够将食品科学与工程的理论和技术应用于食品生产、食品安全与检测，也能够结合现代生物技术的理论和技术，尤其是分子生物学的理论和技术应用于实际的学习和工作中的名副其实的“复合型”人才。本人根据近几年《食品生物技术导论》教学经验，提出《食品生物技术导论》理论教学和教材建设综合优化方案，从多媒体、教材以及实践教学的角度优化《食品生物技术导论》教学。
一、教材编写更贴近食品科学与工程专业学生的知识水平
目前我国高校绝大多数的食品科学与工程专业都开设了《食品生物技术导论》这门课程，也陆续有一些《食品生物技术导论》教材的出版。但是作为一门比较新的课程，教材内容上有许多需要改进的地方。目前的《食品生物技术导论》教材内容大多都是从以往的《生物技术》该门课程的教材照搬而来，只是额外加入了一些生物技术在食品工业中具体应用的实例，并没有从头到尾的针对食品行业来介绍生物技术的各种原理和技术。同时，食品科学与工程专业的学生在学习《食品生物技术导论》课程前，仅仅有必修的《生物化学》课程作为基础，最重要的基础课《分子生物学》仅为选修课。因此食品科学与工程专业的学生在学习《食品生物技术导论》这门课程，尤其是课程中的基因工程部分内容的时候会显得很吃力。
因此，对《食品生物技术导论》课程教材进行整理和修改显得尤为必要。例如，现在已出版的《食品生物技术导论》教材中都分别设有“酶工程及其在食品工业中的应用”和“发酵工程在食品工业中的应用”这两个章节，这两章内容与本专业的《酶工程》、《发酵工程》以及《发酵食品工艺学》三门内容基本重复，可以考虑删掉。针对食品科学与工程专业学生分子生物学基础薄弱出发，在基因工程与食品工业章节中，多讲授一些分子生物学的基础知识，以利于学生理解。同时，教材还应在讲授生物技术基本原理和技术的时候，多以食品工业中的具体应用举例，而不是在章节的末尾集中举例，这样能够更利于加深学生的理解。
二、多媒体教学作为辅助，让枯燥的课程鲜活起来
《食品生物技术导论》大部分属于理论讲解，如果采用传统的板书方式教学，学生对于课程中复杂的原理、绕口的概念和抽象的方法难免觉得枯燥乏味。在教学课程中采用计算机多媒体教学，让学生以更直观、生动的方式了解食品生物技术的各项内容。利用计算机辅助教学（CAI，Computer Aided Instruction），在教学课件中添加生动的图片、动画、视频，把传统教学手段下很难表达的教学内容、知识重点、难点直观的表达出来，从而使学习内容变得容易理解和掌握。
例如，在第二章基因工程的内容，通过多媒体课件以动画的形式轻松的理解转录、翻译、PCR等原理，让学生快速的理解并掌握。此外，定期给学生播放最近与视频生物技术有关的国际论坛视频（如TED），了解最新最尖端的生物技术、开阔学生们的眼界、激发学生的学习兴趣。但如果单纯采用多媒体教学又容易产生学生过于依赖多媒体课件从而不积极思考和记录课堂笔记，教师和学生之间互动减少以及课件放映速度快内容多学生来不及思考等问题。因此在《食品生物技术导论》中将多媒体教学和传统的板书教学相结合，既能够抓住学生的注意力，也能够以生动的形势促进学生理解课程内容。
三、增加实践教学内容
食品生物技术是一门实践性很强的学科，无论多么晦涩的概念或是多么复杂的原理最终都要以实验实践的形式进行应用。然而目前我校《食品生物技术导论》课程并未开展任何的实验教学内容。因此，作为主讲教师可以通过让学生亲自参与到教师的科学研究试验中，让学生进一步的了解基因工程以及免疫检测技术等等原理。并且在教学过程中将科研课题研究与学生的教学实践相结合，开展我校独具特色的开放实验室、创新实验室等实践活动。同时，可以带领学生参观本院国家级、省级重点实验室以及我校的呼兰校区的博士后工作站，让学生了解与课程相关的超净工作台、PCR扩增仪、电泳仪、凝胶成像仪、流式细胞仪、超低温冰箱等高尖端仪器设备，或到一些食品企业（如哈肉联）、药品企业（如哈药集团）进行实地参观，使学生对食品生物技术这门学科产生更浓厚的兴趣。这种以科研、实践促进教学，不仅能使学生接触到本学科最前沿的内容，而且能提高学生的学习兴趣，并引领学生参与教师的科研项目之中，使学生参加课外科研活动形成风气，为进一步提高学生毕业论文质量也起到积极的推动作用。
参考文献：
[1]陆兆新.现代食品生物技术[M].北京:中国农业出版社，2002.
第6篇：基因工程基本原理范文
1 “基因工程制药”实行双语教学的必要性
“双语教学（ bilingual teaching）”的定义就是在教学过程中，用两种语言作为教学媒介语，学习和掌握学科专业知识。双语教学一方面可以提高学生的英语水平，另外一方面可以培养学生利用英语学习专业知识和提高解决专业问题的能力。如今的生物技术正迅速地改变着我们的生产和生活方式。“基因工程制药”涵盖了研发基因工程药物的基本理论和相关研制技术比如免疫球蛋白，细胞因子和干扰素等新药的原理、方法、技术路线。近年来，随着人们健康观念的变化，尤其国家先后出台了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《促进生物产业加快发展的若干政策》，加大了对生物技术创新和生物产业发展的支持力度，我国的生物制药行业发展保持快速增长，但大多依靠国外进口，缺乏自主产品。随着分子生物学突飞猛进的发展，基因治疗正在快速发展，在2011年，美国医学界就首次提出了“精准医学”的概念，2012年10月，?W盟批准了西方发达国家第一个基因治疗药物uniQure公司的Glybera，2015年年初，奥巴马提出了“精准医学计划”，引领了一个医学新时代，促进了基因工程制药研究新药的迅猛发展。作为医药行业的技术人员，只有与时俱进，不断创新，跟上国际同行的步伐，相互切磋，才能更好地掌握基因工程药物理论和新技术，为医学新时代的生物药的研究和发展做出贡献，创新出自己的产品。基于以上，开展“基因工程制药”双语教学是必要的，有助于学生及时了解学科国际发展趋势，更好地为医药行业服务。
2 “基因工程制药”双语教学实施方法和思路
2.1 提高双语教学教师素质的必要性和应对措施
双语教学除了要求学生掌握本专业相关的基础知识之外，同时学生的外语水平和用外语学习专业知识的能力也要在双语教学的教学过程中得到提高，这对任课教师有一定的要求。教师是双语教学的主要实施者，实施双语教学的教师要有深厚的专业知识，外语水平高，具有用外语解析专业知识的能力。目前，高职院校能进行双语教学的师资仍然有限，高职院校教师从总体上大致分为两类，一是专业英语水平不错，能查阅国外专业文献、科研能力较强，但利用英语交流表达上有所欠缺；二是英语专业的教师听说读写能力水平较强，但专业知识不够。教师的英语水平和学科知识等直接影响教学质量，因此，提高高职院校双语教学教师素质是很有必要的。目前，提高双语教学教师的主要措施就是学校选派有能力的教师参加国内双语教学研修班和赴国外求学。教师通过研修班的培训学习和国外相关课程学习，有助于提高教师的外语口头表达能力、专业水平以及写作能力，拓宽了教师的视野，提高了教师参与双语教学改革的积极性，提高了双语教学教师团队的师资水平，为培养国际性的人才提供了基本保证。
2.2 确立适度的教学模式
“基因工程制药”课程目标是使学生能够掌握基因工程制药研究体系的基本原理，掌握基因工程制药操作的基本技能，了解基因工程制药研究方向的热点问题和发展趋势。双语教学的有效实施可以提高学生的外语水平，引导学生自己动手查阅国内外文献及国外相关网站了解医药行业知识的最新进展，成为与时俱进的人才。在教学过程中，教师应贯彻本课程知识目标，以制备基因工程药物产品为主线，围绕基因工程制药的一般流程、基因工程制药常用的载体、基因工程制药常用的酶；基因工程制药常用的技术五大模块为体系进行课程的整合与设计。国内常见的双语教学模式一般有3种，分别是沉浸式教学、保持型教学和过渡型教学。针对我国高职学生英语基础相对薄弱，对英语授课的接受能力普遍偏低的特点，高职院校一般采用过渡型双语教学。课堂上合理安排两种语言的教学比例是很重要的。教学资料PPT是英文，授课全部用中文这种形式化教学是不可取的。提倡比如基因治疗、免疫球蛋白和干扰素等重点概念用英语讲，配以中文解释。知识简单的绪论和实验过程中简单的技术路线等章节用英语讲，而在知识较难的基因工程药物研发多用汉语教学。不论用英语还是汉语，都应围绕将语言作为载体传授学科知识的基本点来开展双语教学。
2.3 选择合理的教材
合适的英语原版教材和参考书是双语教学正常开展的前提。国外原版教材具有原汁原味，内容丰富，图文并茂，结构鲜明，权威性强等特点。一些本科院校中文教材选定的是李元的《基因工程药物》，原版教材选用的是Gene Cloning and DNA analysis（T.A.Brown），中文教材与原版教材内容相符的章节用来作为双语教学的内容。但是国外原版教材费用价格偏高、书中内容信息量大、专业理论知识深和高职学生英语基础偏弱，接受能力不强等都是实际情况。高职课程教学大纲重在培养学生技术应用能力，高职院校选用国外原版教材显然是不合适的。目前，完全适合高职院校的双语教材还比较少。因此，高职院校相关学科教师可根据人才培养方案课程大纲和学生的外语水平和接受能力对国外原版教材进行改编、整合，整合成体现高职教育特色和双语教学目标的教材。教师也可根据学生实际情况编写教材配套中文讲义，方便学生理解，以期保证高职院校双语教学的顺利进行。
2.4 运用灵活恰当的教学方法
有学习兴趣就有学习动力，培养学生学习兴趣是教师的首要任务。“基因工程制药”课程理论性强、专业性强，枯燥乏味。因此，教师要想办法提高学生的学习兴趣，让学生以积极的心态对待双语教学。比如在授课过程中，教师可以多介绍比如基因治疗，精准医疗这些前沿技术在医药领域的实际应用，让学生意识到生命科学知识和新技术在不断变更，唤起学生探索未知领域的欲望。在理论课授课中，开展双语教学可以穿插“汉中有英，英中带汉”的方式进行，应以汉语为主（70%）、英语为辅（30%），以此来缓解听课疲劳。将重点概念比如基因治疗，免疫球蛋白等用英语表述，汉语注释，把握?y易深度，有层次性，在介绍治疗肿瘤的基因药物等这些新技术时，准备丰富的多媒体课件和微课内容（具有英文背景的），让学生建立感性认识。同时，教师应积极地改进教学方法，采用研讨式、启发式和辩论式等创造性教学法激发学生的学习兴趣。“基因工程制药”也是一门实验课程，在实验课程中可采用小组教学，在PCR克隆技术、质粒DNA的转化等简单实验中，实验步骤可以用英文讲授，实验结果用中文论述，学生在实践操作过程中遇到问题可以及时与教师沟通，提高双语教学质量。
2.5 教学考核
双语教学效果考核方式一般是平时成绩和课程期末考试二者结合到一起进行考核。平时成绩可以结合课程进度来布置作业，可以选取一个专题如Gene therapy、Insulin secreting gene engineering等，课后分组讨论后查阅文献，制作成PPT，鼓励用英文演讲，教师和同学共同进行评分。学生在完成专题作业过程中通过NCBI、EMBL、中国生命科学论坛、生物秀等网站，了解生物技术在生物医药行业的最新进展，同时，通过查阅外文文献和国外网站，提高了学生的英语阅读能力和增加了词汇量，也提高了用英语解析专业知识的能力。同时，通过讨论也能训练他们用英语思考问题的能力。课程期末考试，试卷题型一般包括名词解释、选择题、判断题、简答题，论述题这几种题型。由于高职院校学生英语基础薄弱，出题形式全部用英文命题和用英文作答显然是不合适的。应采取中英文混合形式出题，名词解释和简答题用英文命题，选择题、判断题和论述题用中文出题。期末考试名词解释用英文作答，其它题型用中文作答，也可增加英译汉和汉译英题型。这种形式既能考核专业知识的掌握程度也能考核英语水平的阅读和写作能力，保证双语教学学习和教学效果。
第7篇：基因工程基本原理范文
在新课标教材《选修3・现代生物科技专题》的“基因工程”一章中，不同版本的教材都设计了一个模拟操作。人教版为“重组DNA分子的模拟操作”，苏教版为“模拟限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用过程”。笔者整合了不同版本的教材内容，指导学生进行了一次有意义的教学实践。
1 教学分析
在DNA分子水平上进行设计和施工的基因工程技术是由“分子工具”的突破开始的，因此基因工程专题根据学生的认知规律首先介绍了DNA重组技术的基本工具，涉及准确切割DNA的“手术刀”、将DN段连接起来的“缝合线”、将体外重组的DNA导入受体细胞的“运输工具”。但由于这三种“分子工具”非常微观、抽象、复杂，所以成为教学的难点，而理解它们的结构与功能基础基因工程基本操作程序的学习是后续，因此这也是本专题的教学重点之一。为突破这个难点，并及时反馈学生对重点知识的掌握情况，教师组织学生进行“重组DNA分子的模拟操作”实验就具有重要的意义。
在模拟实验中，教师引导学生借助模型化方法，将DNA和“分子工具”放大，亲自动手对DNA分子进行“剪切”和“拼接”，模拟制备重组DNA的过程。在体验建模的过程中，教师注重激发学生的学科兴趣。模拟活动之后，教师组织学生讨论，引导分析建模过程，从而提升学生的建模思维和建模能力。同时教师将重难点知识设计为相关的问题，引发学生的思考，让其尝试应用所学知识解决问题，从而突出重点、突破难点，并及时反馈信息，为基因工程基本操作程序的教学设计提供依据。这样的建模活动将实现学生知识、能力、情感、态度与价值观的进一步提升。
2 实验目的
（1） 模拟制备重组DNA分子的操作过程；
（2） 分析制备重组DNA分子的模型，理解基因工程的基本原理；
（3） 体验制备重组DNA分子的过程，激发热爱生物科学技术的情感。
3 实验原理
基因工程是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。因而，基因工程又称为重组DNA技术。在体外重组DNA分子，至少需要三种工具，即“分子手术刀”――限制性核酸内切酶、“分子缝合针”――DNA连接酶和“分子运输车”――基因载体。
4 材料用具
白色纸条（3 cm×30 cm）、红色纸条（3 cm×10 cm）、剪刀、透明胶带、深色胶带（蓝色或绿色）等。
5 实验步骤
将红色纸条用透明胶带首尾相连，粘成圆环形，代表细菌的质粒（图1）。白色纸条代表含有目的基因的DN段。
假设每组学生只有一种限制酶（EcoRI限制酶或AluⅠ限制酶）和一种DNA连接酶（E・coliDNA连接酶或T4DNA连接酶）。
（注：EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G-A之间切割产生黏性末端；AluⅠ限制酶能识别AGCT序列并在G-C之间切割产生平口末端。E・coliDNA连接酶只能将双链DN段互补的黏性末端之间连接起来，不能连接平末端，T4DNA连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端的效率较低。）
从白色纸条的2条DNA链上分别找出所选的限制酶所识别的核苷酸序列，画虚线表示中心轴线的位置，画箭头（“”和“”）标注酶切位点，用剪刀正确地“切割”DNA，从而获得目的基因。
用同样的方法剪切质粒（图2和图3）。
把白色纸条和红色纸条上配对的黏性末端或平末端用深色胶带粘在一起，使目的基因插入质粒中，获得重组DNA（图4和图5）。
6 注意事项
选择一种限制性核酸内切酶，一定要正确识别其特定序列，并且在识别的位点“切割”DNA分子。
选择恰当的DNA连接酶连接DNA分子形成重组DNA分子。图4所示为先用EcoRI限制酶切割，再用E・coliDNA连接酶连接形成重组质粒。图5为先用AluⅠ限制酶切割后，再用T4DNA连接酶连接形成重组质粒。
注意安全使用剪刀。
7 讨论与体会
本模拟操作是一次非常有益的教学尝试，它将微观的过程直观呈现出来，有利于学生深入理解基因工程的原理。
7.1 教学材料的改进与准备
不少教材选用的是两种颜色（如绿色和粉红色）的等宽硬纸板，然后让学生在硬纸板上依次等距离写上字母（字母要清晰、工整）。由于学生用笔所写的字母根本不可能大小一致，所以碱基要实现互补配对就比较难。因此，做出的纸带也就缺乏科学性和可行性。为此做如下改进：
将“硬纸板”改为“A4纸”，同时将“绿色和粉红色”改为“白色和红色”。因为硬纸板比较难打印，而A4纸打印非常方便。为了节约起见，含有目的基因的片段采用白色纸油印的方式，质粒采用红色纸打印。
重新设计DN段。不少教材中设计的DN段只有1个酶切位点，不能切割出两端具有黏性末端的DN段，也不能被多种限制酶所识别切割，为此作如下改进。教师需要预先将模拟的DN段放大成小二字号，另外在字母的外侧各加上一条黑线代表DNA分子的基本骨架。用白色A4纸一页（横向）打印4条带有目的基因的DNA分子，用红色A4纸一页（纵向）打印6条质粒DNA分子（图6），然后裁成等宽的纸条即可。这样既可降低实验操作的难度，也减轻了学生的负担。
改进工具，将教材中的“透明胶带”改为“深色的胶带”，如“蓝色或绿色胶带”。当教师把学生所得的实验结果用实物投影仪进行投影时，若学生用“透明胶带”，所粘贴的位置显示不出来，学生所粘贴的位置是否正确也就很难看清楚，教学效果比较差。改用“蓝色或绿色胶带”后，投影效果就非常明显了。
7.2 组织教学策略
教师可根据学生的情况，采用不同的方式实施上述实验。如果学生自学能力比较强，教师可将该实验任务课前交给学生，然后指导学生阅读教材和实验指导后，课后合作完成；课上学生交流汇报实验结果，分析模拟操作。如果学生主动学习能力不是很强，实验可在学习基因工程操作的基本工具时同时进行，学生边做边学。
教师依据模拟实验的操作情况，可以提出以下问题供学生思考与讨论：
解释模型，把制备重组DNA分子的实际步骤和模拟实验中的各个步骤联系起来，思考模型中各个术语所对应的步骤或物体，完成表1。
用剪刀剪切目的基因和用限制性核酸内切酶剪切有什么区别？（限制性核酸内切酶能自己识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每条链定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。而模拟实验中的剪刀除了模拟剪切磷酸二酯键外，还剪切了DNA双链碱基之间的氢键。）
在实验中，你所用的限制酶和DNA连接酶分别是什么？切割两种DNA分子你使用了同一种限制性核酸内切酶吗？为什么？（学生根据所选择的限制酶和DNA连接酶的实际情况填写。切割两种DNA分子需要使用同一种限制性核酸内切酶，因为使用同一种限制性内切酶产生同样的黏性末端，才能连接成重组DNA分子。）
DNA连接酶的作用是什么？检查你所制作的重组DNA，DNA连接酶的作用是否表示正确？（DNA连接酶的作用是恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。检查模型中DNA连接酶的作用是否表示正确，主要是要看胶带粘贴的位置。）
7.3 实验评价
本实验注重实验操作过程的评价，小组之间可以相互比较，也可利用投影展示各组实验的结果，从以下几方面进行评价。
7.3.1 是否正确“识别”特定的核苷酸序列
根据所选的限制性核酸内切酶的特点，在含有目的基因的片段和质粒上找出其特定的核苷酸序列，画虚线表示中心轴线的位置，画箭头（“”和“”）标注酶切位点。
7.3.2 是否完成对目的基因和质粒的“切割”
用剪刀正确地“切割”DNA，从而获得目的基因和质粒片段。
7.3.3 是否进行正确的“拼接”
检查实验结果，主要看胶带粘贴的位置，判断DNA连接酶的作用是否表示正确。
为了检验这一模拟实验的效果，可用两个同等程度的班级进行对照实验，然后用同样的习题进行后测，比较实验班与对照班的正确率。
实践证明，采用模拟实验的班级，对基因工程中限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用理解得更为深入，学习效果更好。
参考文献：
第8篇：基因工程基本原理范文
1 分子生物技术概述
分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行生产加工，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志，迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景，受到了各国政府和企业界的广泛关注，是21世纪高新技术产业的先导。医学领域是分子生物技术最先登上的舞台，也是目前现代分子生物技术应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。据统计，国际上分子生物技术领域所取得研究成果的60%以上集中在医学领域。
2 分子生物技术在医学领域的重要应用
2.1 分子生物传感器在医学中的应用
分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术，将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体液中的微量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中，这些项目是临床诊断和病情分析的重要依据。能够在体内实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都很有帮助。
2.2 分子生物纳米技术在基因诊断中的应用
基因诊断是利用分子杂交及荧光技术检测DN段，已经为基因诊断在临床上的应用带来了巨大的发展前景。研究表明，利用纳米技术，如利用金纳米微粒结合杂交DN段，很容易进入机体细胞核，并与核内染色体组合，具有较高的特异性，可以克服目前基因诊断所面临的一些困难和问题，进一步提高了基因诊断在实验室中的地位。科学家通过超顺磁性氧化铁纳米粒脂质体对肝癌的研究，提高了直径3 mm以下的肿瘤检测率。结论表明，纳米微粒对肿
瘤早期发现、早期诊断具有重要意义。
2.3 分子生物技术在医学制药中的应用
分子生物技术发展的一个重要方向是医学制药的研究与开发。与传统的化学合成制药相比，它不仅具有针对性强、疗效好、副作用较小的优点，同时对蛋白质药物改造、提高疗效、降低毒性、提高稳定性具有重要作用，并且能够利用生物系统，将自然界中存在的含量极低的有效生物活性物质进行大规模生产以及建立起高效、快速、准确、简便的分子诊断技术和开发出新药，更重要的是可以预防和治疗一些应用传统治疗方法无法克服的疾病。目前这一领域的应用主要包括以下几个方面：生产基因工程药物；生产发酵工程药物；生产核酸类药物；利用生物系统加工天然药物；从海洋生物中纯化提取药物。
2.4 分子纳米技术在基因疗法中的应用
基因治疗是临床治疗学上的重大发展，其基本原理是:质粒DNA进入目的细胞后，可以修复遗传错误，或可产生治疗因子，如多肽、蛋白质、抗原等，纳米技术能使DNA通过主动靶向作用定位于细胞。将质粒DNA缩小到50～200nm，带上负电荷进入到细胞核，插入到细胞核DNA的确切部位，起到对症治疗效果。同时分子纳米技术能够快速有效地确定基因序列、基因和药物的体内走向、传送和定位传递，使临床诊断和治疗过程效率得以提高。同时无机纳米颗粒体积小，可在血管中随血液循环，透过血管壁进入各个脏器的细胞中，作为新型非病毒型基因载体能有效介导DNA的转导，并使其在细胞内高水平的表达，从而为基因表达、功能研究及基因治疗提供了新的技术和手段。
2.5 分子生物芯片技术在医学检验中的应用
第9篇：基因工程基本原理范文
关键词： HCV 抗–HCV RNA ELISA RT-PCR
HCV检测目前存在的主要问题有：1.由于HCV抗原结构的特殊性，直接检测血清中HCV抗原的技术问题还未彻底解决。2.抗体（抗－HCV）出现时间晚，从HCV感染后到抗体转阳的时间平均为50～70天，有的患者可延长至6～9个月，检测的“窗口期”较长。3.病毒基因型复杂而且容易变异，使基因水平的检测质量不够稳定。随着有关人员近年来的不断努力和相关科学的迅猛发展，已经在HCV检测技术方面有了重要进展。
1 第三代抗－HCV试剂的应用
检测丙型肝炎病毒抗体（抗HCV）仍是目前常用手段，这方面的检测方法主要是第三代酶免疫测定法（EIA）或间接酶免疫法（ELISA），我国大多采用ELISA方法。
ELISA方法中包被抗原的组成和质量是关键因素。第三代ELISA试剂比第一、第二代试剂有明显的改进，其包被的抗原为HCV核心抗原NS3、NS4和NS5。由于第一、第二代试剂的重组基因多肽抗原中仍有SOD多肽，所以都存在抗－SOD造成的假阳性。而第三代HCV试剂，用中国北方地区HCV全基因序列，根据文献开发的预测蛋白理化性质及三级结构和抗原决定簇的位点的序列软件，完成了HCV全基因序列的亲水性﹑亲近性﹑移动性分析，已预测到HCV抗原决定簇的位点。第三代试剂的特异性达到99%[4]。抗－HCV检测可成为丙型肝炎病毒早期感染的检测指标[5]。
HCV感染通常是持续的终生感染。虽然第三代HCV抗体ELISA试剂增加了HCV Ns5区表达的蛋白作为抗原，提高了试剂敏感性，HCV感染的“窗口期”通常还需要平均40多天。因此，第三代ELISA试剂仍需要提高和改进，例如在筛查试验的特异性方面，仍存在假阳性结果。对强阳性或弱阳性样本的检测，国产试剂（主要厂家）的s/co值高于进口试剂，但是无论对阳性及阴性样本检测，国产试剂的CV值及特异性均明显低于进口试剂，以致出现更多的假阳性结果。此外，丙肝抗体酶免试剂皆没有灰区的设定，s/co比值较低（但大于1）的结果也报告阳性，亦是假阳性比较多的原因。[6]
2 丙型肝炎病毒抗原检测方法的建立
多年来，专业人员一直探索能够直接检测HCV抗原，以达到缩短窗口期的目的。但是由于HCV抗原的特殊性和相关抗体制备中存在的困难，使这方面的进展受到阻碍。
2.1 HCV核心抗原检测
HCV核心抗原是HCV感染者体内出现的早期感染指标，几乎与HCV RNA同时出现，核心抗原和HCV RNA的动力学变化密切相关。
HCV核心抗原检测用双抗体夹心法定性或定量检测血清样品中的HCV核心抗原，其基本原理是：以基因工程核心抗原免疫小鼠后获得的纯抗HCV核心抗原单克隆抗体作为固相包被物，用与固相包被物有不同抗原决定簇的抗-HCV核心抗原单克隆抗体作为辣根过氧化物酶标记物，与血清中的HCV核心抗原反应，OPD显色后进行定性或定量测定。该方法不受被检测样品中抗-HCV的干扰，检测结果准确可靠。可用于HCV早期急性丙型肝炎诊断，抗-HCV阳性感染者的病毒血症分析以及HCV感染者治疗前后病毒血症追踪分析[7]。
有报道，HCV-CAg检测可以较HCV抗体检出时间提早23～46d[8]，且EIA法较PCR法简便、快速，现有能力开展ELISA检测的实验室无需增加特殊设备，均可检测。其结果与RT-PCR方法的复合率为85.71%。因此，在不具备RNA检测条件的实验室开展HCV-CAg检测时很好的筛查方法。有报道，在对180例抗-HCV阴性患者的筛查中，检出HCV－CAg阳性2例，表明仅用抗－HCV检测将有可能存在0.55%感染者漏诊的风险，尤其是对手术前丙肝病毒筛查的病例，它涉及到术中感染责任和用血安全等问题。丙肝核心抗原检测在一定程度上降低了这些风险。因此,丙肝核心抗原检测可作为HCV抗体检测的补充试剂。
2.2 HCV抗原检测
十几年来，一些学者曾经试图建立血清中各种HCV抗原的检测方法，但由于血液中HCV抗原含量太低，用常规方法无法检测出。近年来，由于HCV单克隆抗体的研究成功，已有国内外学者发表了肝组织及人体分泌物中HCV抗原检测成功的报导。如果能加强对HCV中和抗体Wv、抗-HCV-IgM、抗-HCV核心抗体的研究[9]，进一步开发对血清及肝组织内HCV抗原的测定，可能会在丙肝的实验诊断方面取得更大进展。
