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基因工程导论制作人：时间：2024年X月

CATALOGUE目录第1章基因工程导论

第2章基因测序和序列分析

第3章基因工程改良

第4章基因工程应用

第5章基因工程的风险与伦理

01第1章基因工程导论

课程概述本课程介绍了基因工程的基本概念、技术和应用，帮助学习者深入了解这一领域的前沿进展和趋势。通过本课程的学习，学习者将掌握基因工程的生物学原理和实验技术，了解基因工程在生物、医学、农业等多个领域的应用，并能够开展基础的基因工程实验和科研工作。

课程目标和目标学习者1.掌握基因工程的核心技术；

2.熟悉基因工程的应用领域；

3.能够开展基础的基因工程实验和科研工作。课程目标理工科本科生及相关专业研究生。目标学习者生物学、遗传学、细胞生物学等相关课程。先修课程

课程大纲和基本要求第1章基因工程导论

第2章基因概念和基本技术

第3章基因编辑技术

第4章基因工程驱动的生物技术课程大纲1.准时参加课堂教学和实验操作；

2.认真完成课程作业和实验报告；

3.积极参与课程讨论和交流。基本要求

基因和基因组的概念基因是遗传信息的基本单位，是由DNA分子构成的。基因组是指一个生物体内所有基因的集合，是生命活动发生的基础。基因和基因组的研究，对于理解生命现象、改良农业品种、治疗疾病等有着重要的意义。

基因测序和基因分析的基本技术1.Sanger测序技术；

2.高通量测序技术。基因测序技术1.PCR技术；

2.等位基因分型技术；

3.基因表达分析技术。基因分析技术

CRISPR-Cas9是一种高效的基因组编辑技术，利用RNA引导Cas9蛋白切割特定的DNA序列，实现基因的添加、删除和修复。该技术在基因功能研究、基因治疗、农业育种等领域具有广泛的应用前景。CRISPR-Cas9的原理和应用0103基因组编辑技术起源于20世纪80年代，经过多年的研究和发展，现已成为生命科学领域的重要研究方向。基因组编辑技术的起源和发展02基因编辑技术的广泛应用面临着一系列的风险和伦理问题，如基因不可逆转的改变、遗传多样性的丧失、社会分化加剧等，需要引起高度重视。基因编辑技术的风险和伦理问题

转基因作物的种类1.抗病虫害转基因作物；

2.抗草甘膦转基因作物；

3.营养品质改良转基因作物。转基因技术的应用1.农业生产；

2.医学和制药；

3.工业生产；

4.环境保护等。转基因技术的风险和争议转基因技术的应用面临着一些风险和争议，如生态系统的影响、食品安全问题、知识产权争议等。转基因技术的基本原理转基因技术转基因技术是指利用基因工程技术，将外源基因导入宿主细胞内，使其表达出指定的特性。

农业生产中的基因工程应用1.抗病虫害转基因作物；

2.抗草甘膦转基因作物；

3.营养品质改良转基因作物。转基因作物1.奶牛基因工程；

2.猪基因工程；

3.鱼基因工程。动物基因工程

基因工程驱动的医学和制药技术基因疗法是一种通过基因工程技术来治疗疾病的新方法，目前已在癌症、遗传性疾病、免疫系统疾病等多个领域得到应用。基因疗法生物制药是指利用基因工程技术，生产具有治疗和预防作用的生物制品，如重组蛋白、单克隆抗体等。生物制药

02第2章基因测序和序列分析

基因测序技术Sanger测序传统测序技术Illumina测序新一代测序技术优点：快速、高通量，大规模测序；缺点：质量不稳定，错误率高基因测序技术的优缺点人类基因组计划、1KGP项目基因测序技术的典型案例

序列比对和注释Smith-Waterman算法、Needleman-Wunsch算法、BLAST算法序列比对的原理和方法基因结构和功能预测、基因家族和进化分析序列注释的主要内容和方法异源表达、基因定位、突变检测序列比对和注释在基因工程中的应用

基因的转录和翻译过程基因表达的概念和意义0103筛选表达载体、表达调控元件、基因治疗基因表达分析在基因工程中的应用02芯片技术、RNA-seq技术基因表达分析的方法和策略

系统生物学的基本原理和方法研究生物系统的整体特性和相互作用

包括生物分子组成、信号传递、代谢网络、生物进化等功能基因组学和系统生物学在基因工程中的应用代谢工程、合成生物学

构建代谢通路、优化基因表达、调控生物合成等功能基因组学和系统生物学功能基因组学的概念和内容研究基因组中的基因功能和相互作用

包括基因识别、基因组注释、基因功能研究、蛋白质相互作用网络构建等

基因测序技术的优势与不足基因测序技术已经取得了长足的进步，但是在应用中还存在一些问题，如错误率、样本处理等方面。

序列比对方法基于最优子序列比对Smith-Waterman算