1、基因工程
基因工程是指根据大家的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特质，创造出更符合大家需要的新的生物种类和生物商品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
（一）基因工程的基本工具：
1.分子手术刀限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）来源：主如果从原核生物中离别纯化出来的。
（2）功能：可以辨别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链 中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具备专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端一般有两种形式：黏性末端和平末端。
2.分子缝合针DNA连接酶
（1）两种DNA连接酶（E？coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：
①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②不同：E？coliDNA连接酶源自T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
（2）与DNA聚合酶用途的异同： DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有些核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3.分子运输车载体
（1）载体拥有的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具备一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具备标记基因，供重组DNA的鉴别和选择。
（2）最常见的载体是--质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体以外，并具备自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒
（二）基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获得
1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接离别获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用办法有反转录法和化学合成法。
3.PCR技术扩增目的基因
（1）原理：DNA双链复制
（2）过程：第一步：加热至90～95 ℃DNA解链；第二步：冷却到55～60 ℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75 ℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步：基因表达载体的构建
1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因可以表达和发挥用途。
2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因
（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，坐落于基因的首端，是RNA聚合酶辨别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最后获得所需的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，坐落于基因的尾端。
（3）标记基因有哪些用途：鉴别受体细胞中是不是含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常见的标记基因是抗生素基因。
第三步：将目的基因导入受体细胞
1.转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内保持稳定和表达的过程。
2.常见的转化办法：
将目的基因导入植物细胞：使用最多的办法是农杆菌转化法，第二还有基因枪法和花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞：最常见的办法是显微注射技术。此办法的受体细胞多是受精卵。
将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞是什么原因繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常见的原核细胞是大肠杆菌，其转化办法是：先用 Ca2+处置细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在肯定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是不是表达。
第四步：目的基因的测试和表达
1.第一要测试转基因生物的染色体DNA上是不是插入了目的基因，办法是使用DNA分子杂交技术。
2.第二还要测试目的基因是不是转录出了mRNA，办法是使用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。
3.最后测试目的基因是不是翻译成蛋白质，办法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交。
4.有时还需进行个体生物学水平的鉴别。如转基因抗虫植物是不是出现抗虫性状。
（三）基因工程的应用
1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，借助转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程：提升动物成长速度、改变畜商品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗：把正常的外源基因导入患者体内，使该基因表达产物发挥用途。
2、蛋白质工程的定义
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）
1.蛋白质工程的基本原理：它可以参考人的需要来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。
2.基本渠道：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推断应有些氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）是蛋白质工程特有些渠道；以下根据基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只可以用人工合成的办法）
3.设计中的困难：怎么样推断非编码区与内含子的脱氧核苷酸序列。
