人教版高中生物必修二之《基因工程及其应用》教学课件
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人教版必修2生物：6.2 基因工程及其应用 课件(共23张PPT)
C TT AA G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C C TT AA G
Hale Waihona Puke 重组DNA运载体标记基 因，便 于进行 检测。
常用的运载体： 质粒、噬菌体和 动植物病毒等
质粒存在于 许多细菌和酵母 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。
运载体 应该具备的特点
1能够在宿主细胞内复制并 稳定保存；
1
基因工程的操作工具： 1.基因的剪刀
——限制性内切酶
2.基因的针线 ——ＤＮＡ连接酶
3.基因的运输工具 ——运载体
2
基因工程的操作步骤：
1.目的基因的提取 2.目的基因与运载体结合 3.目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与表达
到哪里去寻找这种酶
基因的针线（分子缝合针） ——DNA连接酶
基因的运输工具（分子运输车） ——运载体
限制性内切酶
作用是什么？
①分布： 主要在原核生物中。
②作用特点: 专定一的性核，苷即酸：序一列种，限并制切酶割只D能NA识分别子一上种特特
③作用结果： 产生黏性未端 定切点。
④举例： EcoR1限制酶
Ｂ．③④ Ｄ．②③
2.基因工程的正确操作步骤是（ ） ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因
Ａ． ③②④① Ｃ． ④①②③
Ｂ． ②④①③ Ｄ． ③④①②
3、下列关于基因工程的说法正确的是（ ）
A 、重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、 连接酶和运载体
比较项目 DNA连接酶 DNA聚合酶
不同点 作用对象 连接DNA片段 连接游离的脱 氧核苷酸
人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 课件 (共38张PPT)
A.同种限制酶
B.两种限制酶
C.同种连接酶
D.两种连接酶
2、DNA连接酶的主要功能是
（）
A.DNA复制时母链与子链之间形成的氢键
B.粘性末端碱基之间形成的氢键
C.将两条DNA末端之间的缝隙连接起来
D.将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来
3、下列有关质粒的叙述，正确的是（ A.质粒是广泛存在于细菌细胞内的一种颗粒状
DNA聚合酶：DNA复制时分别以DNA的两 条链为模板形成磷酸二酯键合成新的脱氧 核苷酸链。
逆转录酶：以RNA为模板形成磷酸二酯键 合成新的脱氧核苷酸链
限制酶：切割DNA，断开磷酸二酯键
DNA连接酶：连接两个DNA片段，形成磷 酸二酯键。
（三）基因的运载体
常见种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等
质粒
存在于许多细菌以及酵母菌 等生物的细胞中，是拟核或 细胞核外能够自主复制的很 小的环状DNA分子。
运载体特点： 1、能自主复制并能够转移到
受体细胞并稳定保存 2、有限制酶切位点 3、有标记基因 4、对受体细胞无害
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因 目的基因与运载体结合
B.质粒是仅存于细菌细胞中能自我复制的小型 环状DNA C. D.质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立地 进行
4下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（） A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA
连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷 酸序列
C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细 菌繁殖快
A.① B.
C.①②③ D.②③④
再见！
C.DNA
D.RNA
人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》优秀课件(共24张PPT)
四.基因治疗曙光初照
1、基因治疗的概念
是指是把正常基因（健康的外源基因）导入有基 因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
2、基因治疗的类型
体内基因治疗和体外基因治疗
例 基因治疗是指 (A) A．把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到 治疗疾病的目的 B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常， 达到治疗疾病的目的 C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基 因突变，从而恢复正常 D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到 治疗疾病的目的
正常棉 叶子
抗虫棉 叶子
2、抗病转基因植物
抗病基因： 病毒外壳蛋白基因、 病毒的复制酶基因.
抗真菌基因： 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因.
3、抗逆转基因植物
4、利用转基因改良植物的品质
使果品延熟，便于储存
将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得 转基因延熟番茄。
转基因延熟番茄
转基因蓝玫瑰
优点： 提高花卉的观赏价值
雌性动物的乳腺是基因药物最理想的表达场 所，原因是
1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循 环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。
2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯， 表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定 的生物活性。
3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时， 转基因动物又可无限繁殖转基因植物 3、抗逆转基因植物 4、利用转基因改良植物的品质
1、抗虫转基因植物
例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等 优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量 主要杀虫基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等 典型例子：转基因抗虫棉——Bt毒蛋白基因
胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中 提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛 素，将合成的胰岛素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液就能产生100g胰 岛素！使其价格降低了30%-50%!
人教版高一生物必修二 6.2 基因工程及其应用 (共67张PPT).ppt
2、目的基因与运载体结合
细菌
供体细胞
取出质粒
取出DNA
用限制酶切断DNA
用连接酶连 接目的基因
用与提取目的基 因相同的限制酶切割 质粒使之出现一个切 口，将目的基因插入 切口处，让目的基因 的黏性末端与切口上 的黏性末端互补配对 后，在连接酶的作用 下连接形成重组 DNA分子。
3、将目的基因导入受体细胞
转基因大肠杆菌，
每1Kg的培养液可提取 20—4mg干扰素
人造血液及其生产
⑵ 基因诊断与基因治疗
运用基因工程设计制造的“DNA探针” 检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但 准确而且迅速。
通过基因工程给患有遗传病的人体内导 入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
3、基因工程与环境保护
⑴ 环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
运输工具,这就是运载体。
作为运载体必须具备哪些条件？
1.能够复制并稳定地保存。 2.具限制酶切点，以便与外源基因连接。 3.具有某些标记基因，便于进行筛选。
如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应 的基因等。
常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。
质粒
• 细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA 分子，能稳定地独立存在于染色体外，并 传递到子代。
人教版高中生物必修二基因工程及其应用(共25张PPT)
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中， 是拟核外或细胞核外能够自主复制的很小的 环状DNA分子。
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它的主要特点是（ C ）
①能自主复制
②不能自主复制
③结构很小
④蛋白质
⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA
⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦
B.②④⑥
C.①③⑥⑦
D.②③⑥⑦
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3、1993年，我国科学工作者培育成 的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗
虫基因来源（ D ）
A.普通棉花的基因突变 B.棉铃虫变异形成的致死基因 C.寄生在棉铃虫体内的线虫 D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
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（标记基因）
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3、基因工程基本操作的四个步骤
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它的主要特点是（ C ）
①能自主复制
②不能自主复制
③结构很小
④蛋白质
⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA
⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦
B.②④⑥
C.①③⑥⑦
D.②③⑥⑦
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3、1993年，我国科学工作者培育成 的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗
虫基因来源（ D ）
A.普通棉花的基因突变 B.棉铃虫变异形成的致死基因 C.寄生在棉铃虫体内的线虫 D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
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（标记基因）
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3、基因工程基本操作的四个步骤
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人教版必修2生物：6.2 基因工程及其应用 课件(共28张PPT)
（5）基因突变的结果和意义 （拓展：基因突变是否一定会造成生物性状的改变？）
①多数基因突变并不引起生物性状的改变 A．不具遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。 在DNA分子中，有的片段带有遗传信息，有的片段不带遗传 信息，如果突变发生在不带遗传信息的片段中，则这种突变不会 有遗传效应，更不会引起性状的改变。
基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的增添、
缺失或改变而引起的基因结构的改变。
（2）基因突变的原因 ①外因：由于某些外界环境条件（如温度剧变、
射线、污染等）或者生物体内部因素（如异常代谢产 物等）的作用。
②内因：DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸 的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变 了遗传信息。
• 基因重组是生物变异的来源之一 • 对生物进化也具有重要意义 • 是导致生物多样性的原因
3．染色体变异
1
2 3
4
染色体结构变异图解 染色体中某一片段的缺失、增加、移接或位置颠 倒。大多数结构变异对生物是不利的，有的甚至会导 致生物死亡。
（2） 染色体数目的变异
在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数目 会发生改变，从而产生的可遗传的变异。
项目
基因突变
基因重组
染色体变异
概念
DNA分子中碱基对的替换、增 添和缺失而引起的基因结构的
改变
在生物体进行有性生 殖的过程中控制不同 性状的基因重新组合
染色体数目或结构发生变化 (光学显微镜下可见)，导致生
物性状的变异
发生 时间
有丝分裂间期或减数第一次分 裂前的间期
减数第一次分裂后期
植物细胞有丝分裂过程或未受 精的卵细胞、花粉发育而成等
一、生物的变异
人教版必修2生物：6.2 基因工程及其应用 课件(共16张PPT)
（5）在DNA分子中“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因，并 不影响各基因的功能，这说明基因具有 相对的独立性
4、“人类基因组计划”的研究工作已经历时10年，投资近百亿
美元。一开始它是一项“国际参与，免费分享”的国际合作研究
项目，现在由于其潜在的巨大经济价值，使得它还未完成时，争
抢就已经开始，而且愈演愈烈的趋势。起步本已较晚的我国生物
胞里，定向地改造生物的遗传性状。如转基 因抗虫棉、转基因大肠杆菌（工程菌）。
二、工具：
基因的剪刀——限制性内切酶 基因的针线——DNA连接酶 基因的运载体——细菌的质粒、 噬菌体、动植物病毒
1、剪刀：核酸限制性内切酶
特点：专一性 结果：产生黏性末端 举例：Eco RI限制酶
2、 针线：DNA连接酶
（1）从细胞的结构看，细菌属于
原核
生物。
（2）图中剪切DNA的“剪刀”和粘接DNA的“胶水”，其实是两种
不同的酶，它们都只能在DNA的一定位置进行剪切和粘接，说明它
们具有专一性
的特点。
（3）新细菌与甲、乙细菌的表现都不同，从变异来源看，这是人
工条件下的一种 基因重组
。
（4）假如B基因是来自人体细胞，则甲子代也可产生出相应的人体 物质，这说明在翻译过程中，细菌和人类共用一套 遗传密码 。
提取目的基因
直接提取 人工合成
目的基因与运载体结合
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测和 表达
三、应用
作物育种 药物研制、基因治疗 环境保护：超级菌
四、 基因工程的利弊
转基因生物有利的一面: ⑴改变传统的育种方式缩短育种时间。培育 出高产优质、抗病虫害、抗旱、抗盐碱，抗除草 剂等特性的作物新品种。 ⑵克服异源、远源杂交障碍。如可以把动物 的基因，甚至人的基因组合到植物里去。 ⑶生产有利于健康和抗病的食品。 ⑷培育出符合人们意愿的动物新品种。
人教版高中生物必修二第2节《基因工程及其应用》教学课件
5.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。
下列说法不正确的是( B )
A.常用相同限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶构建重组质粒必需工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了 重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.
一切推理都必须从观察与实验得来。
大规模工业化生产不但 解决了这种比黄金还贵的药 品产量问题，还使其价格降 低了30%-50%!
转基因植物的安全性争论
➢ 支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社 会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为 止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的 确切证据。
➢ 反对派认为：转基因食品会危害人类健康，造成 一些疾病
学习目标
简述基因工程的基本原理，3种 使用工具和4步操作过程； ➢ 2.通过自学教材，举例说出基 因工程的应用，关注转基因生 物和转基因食品的安全性。
基因工程的原理
基因工程的概念：就是按照人们的意愿，把 一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造， 然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物 的遗传性状。
“” 1.“ 限制性核酸内切酶 ”
来源: 微生物 种类: 已发现的有200多种 特点: 一种限切酶只能识别一种特定的
核苷酸序列,并在特定切点切割 这个特点说明了： 酶具有专一性
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
G AAT T C
G AAT T C
C T TAA G
C T TAA G
用同种限制酶切割
3.基因的运输工具 ——运载体
2 二、基因工程的操作步骤
1.目的基因的提取 2.目的基因与运载体结合 3.目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与表达
人教版高中生物必修二基因工程及其应用-ppt精品课件
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地 反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，
甚至还可以吸收和转化污染物。
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
在实际育种过程中，并非单一地运用某种 育种方式，而是根据需要选择多种育种方式综 合运用。
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
2．几种育种方法分析
转鱼抗寒基 因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
2、基因工程与药物研制
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
鱼(中国)
转基因牛(阿根廷)
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
人 教 版 高 中 生物必 修二第 6章第2 节基因 工程及 其应用 课 件( 共37张 PPT)
秋水仙素处 物理或化学方 将一种生
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3、作用举例： EcoRⅠ限制酶 4、作用位置： 磷酸二酯键
【思考】 被同一种限制酶切断的DNA分子是否具有相同的 黏性末端？
是
（二）基因的“针线”：DNA连接酶 1、作用： 2、作用对象：两个具有相同黏性末端的DNA分子。 3、作用位置： 脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键 4、结果： 形成重组DNA分子。
五、基因工程的安全性
观点一：转基因生物和转基因食品不安全，要 严格控制。
观点二：转基因生物和转基因食品是安全的， 应该大范围推广。
讨论并辩论
基因重组： 原理
限制性核酸内切酶
运载体
操作工具
DNA连接酶：
基因 工程
操作步骤：
（1）提取目的基因 （2）目的基因与运载体结合 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测与鉴定
6.2 基因工程及其应用
设想 能否让热带斑马
鱼也发光?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
主要内容
一、基因工程的概念 二、基因工程的工具 三、基因工程的操作步骤 四、基因工程的应用
一、基因工程的概念
1、别名：基因拼接技术或DNA重组技术 2、方法：把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，
然后放到另一种生物的细胞里
应用：作物育种
药物研制
3、作为运载体的条件
①能够在宿主细胞中复制并稳定 保存。 ②具有多个限制酶切点，以便与 外源基因连接。 ③具有标记基因，便于进行筛选。
抗生素抗性基 因
三、基因工程的步骤
四、基因工程的应用
目的
实例
作物 把各种优良基因通过基因工程导入生 ①培育高产、稳产和具有
物体内，从而改变生物的遗传特性， 优良品质的农作物；②培育
育种 培育出新品种
各种抗逆性的作物新品种
药物 研制
把控制产生药物的基因通过基因工程 转移到另一种生物(一般是微生物)体 内，从而获得各种高质量、低成本的 药物
例如胰岛素、干扰素，以及 乙肝疫苗等
环境 保护
通过基因工程清除环境中有害废物净 化环境
利用转基因细菌降解有毒 有害的化合物，吸收环境中 的重金属，处理工业废水， 检测环境中病毒含量，分解 泄露的石油等
序列,并在特定的切点上切割DNA分子
3、作用举例： EcoRⅠ限制酶 4、作用位置：
EcoRⅠ专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这 段序列切开。
黏性末端
EcoRI限制酶
（一）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
1、简称： 限制酶 2、作用特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
序列,并在特定的切点上切割DNA分子
3、操作水平：DNA分子水平
4、特点（优点）： ①定向地改造生物的遗传性状
②打破物种界限
二、基因工程的工具
(一)基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶 (二)基因的“针线”： DNA连接酶 （三）基因的运输工具： 运载体
（一）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
1、简称： 限制酶 、作用特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
DNA连接酶的作用过程
思考：DNA连接酶和DNA聚合酶的区别？
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C
C TT AA G
（三）运载体 1、作用： 将外源基因送入受体细胞的运输工具。 2、常用运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒
【思考】 被同一种限制酶切断的DNA分子是否具有相同的 黏性末端？
是
（二）基因的“针线”：DNA连接酶 1、作用： 2、作用对象：两个具有相同黏性末端的DNA分子。 3、作用位置： 脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键 4、结果： 形成重组DNA分子。
五、基因工程的安全性
观点一：转基因生物和转基因食品不安全，要 严格控制。
观点二：转基因生物和转基因食品是安全的， 应该大范围推广。
讨论并辩论
基因重组： 原理
限制性核酸内切酶
运载体
操作工具
DNA连接酶：
基因 工程
操作步骤：
（1）提取目的基因 （2）目的基因与运载体结合 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测与鉴定
6.2 基因工程及其应用
设想 能否让热带斑马
鱼也发光?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
主要内容
一、基因工程的概念 二、基因工程的工具 三、基因工程的操作步骤 四、基因工程的应用
一、基因工程的概念
1、别名：基因拼接技术或DNA重组技术 2、方法：把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，
然后放到另一种生物的细胞里
应用：作物育种
药物研制
3、作为运载体的条件
①能够在宿主细胞中复制并稳定 保存。 ②具有多个限制酶切点，以便与 外源基因连接。 ③具有标记基因，便于进行筛选。
抗生素抗性基 因
三、基因工程的步骤
四、基因工程的应用
目的
实例
作物 把各种优良基因通过基因工程导入生 ①培育高产、稳产和具有
物体内，从而改变生物的遗传特性， 优良品质的农作物；②培育
育种 培育出新品种
各种抗逆性的作物新品种
药物 研制
把控制产生药物的基因通过基因工程 转移到另一种生物(一般是微生物)体 内，从而获得各种高质量、低成本的 药物
例如胰岛素、干扰素，以及 乙肝疫苗等
环境 保护
通过基因工程清除环境中有害废物净 化环境
利用转基因细菌降解有毒 有害的化合物，吸收环境中 的重金属，处理工业废水， 检测环境中病毒含量，分解 泄露的石油等
序列,并在特定的切点上切割DNA分子
3、作用举例： EcoRⅠ限制酶 4、作用位置：
EcoRⅠ专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这 段序列切开。
黏性末端
EcoRI限制酶
（一）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
1、简称： 限制酶 2、作用特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
序列,并在特定的切点上切割DNA分子
3、操作水平：DNA分子水平
4、特点（优点）： ①定向地改造生物的遗传性状
②打破物种界限
二、基因工程的工具
(一)基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶 (二)基因的“针线”： DNA连接酶 （三）基因的运输工具： 运载体
（一）基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
1、简称： 限制酶 、作用特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
DNA连接酶的作用过程
思考：DNA连接酶和DNA聚合酶的区别？
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C
C TT AA G
（三）运载体 1、作用： 将外源基因送入受体细胞的运输工具。 2、常用运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒