基因工程原理课件
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专题1 基因工程原理及技术PPT幻灯片
__T__4____DNA连接酶和__E_·_c_o_l_i _DNA连接酶。 (4)反转录作用的模板是__m__R__N_A_，产物是__c_D_N__A_______。
若要在体外获得大量反转录产物，常采用__P_C__R___技术。
(5)基因工程中除质粒外，动_植___物__病__毒_和噬__菌__体__也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处 理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_未__处__理__的__大__肠__杆_。菌吸收
基考础点回探顾究
考点一 基因工程的原理及工具 [典例引领]
【典例】 (2012·课标，40)根据基因工程的有关知识，回答下 列问题。 (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末 端类型有__平__末__端__和_黏__性__末__端_。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATT C……G G……CTTAA
分子杂交
抗原—抗体杂交 个体生物学水平
基考础点回探顾究
深度思考 基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便 于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是— G↓GATCC—；限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
请据图分析： 切割目的基因时宜选择限制酶Ⅰ还是限制酶Ⅱ切割质粒呢？ 请说明理由。
基考础点回探顾究
解析 (1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的 基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测与鉴定。(2)基因表达载体构建过程中， 需要用同种限制酶切割目的基因和载体，使它们产生相同的 黏性末端，再用DNA连接酶把这两个DNA片段连接起来。 (3)农杆菌转化法导入目的基因时，首先必须用Ca2＋处理土壤 农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态；然后将重组质粒和感 受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程。
若要在体外获得大量反转录产物，常采用__P_C__R___技术。
(5)基因工程中除质粒外，动_植___物__病__毒_和噬__菌__体__也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处 理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_未__处__理__的__大__肠__杆_。菌吸收
基考础点回探顾究
考点一 基因工程的原理及工具 [典例引领]
【典例】 (2012·课标，40)根据基因工程的有关知识，回答下 列问题。 (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末 端类型有__平__末__端__和_黏__性__末__端_。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATT C……G G……CTTAA
分子杂交
抗原—抗体杂交 个体生物学水平
基考础点回探顾究
深度思考 基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便 于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是— G↓GATCC—；限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
请据图分析： 切割目的基因时宜选择限制酶Ⅰ还是限制酶Ⅱ切割质粒呢？ 请说明理由。
基考础点回探顾究
解析 (1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的 基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测与鉴定。(2)基因表达载体构建过程中， 需要用同种限制酶切割目的基因和载体，使它们产生相同的 黏性末端，再用DNA连接酶把这两个DNA片段连接起来。 (3)农杆菌转化法导入目的基因时，首先必须用Ca2＋处理土壤 农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态；然后将重组质粒和感 受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程。
基因工程的主要技术原理课件
或借助末端转移酶给载体和双链cDNA的3’ 端分别加上几个C或G，成为粘性末端。
接上人工接头
粘性末端
末端转移酶 CCC
CCC
基因工程的主要技术原理课件
基因工程%的mRNA时 所需要的克隆数目。
ln (1-p) N= ln (1- 1n)
蛋白B 转录激活domain
DNA binding domain 蛋白A
上游激活序列（UAS） 转录机 GAL4效应基因
基因工程的主要技术原理课件
不能转录
（2）如果蛋白A与蛋白B能相互结合
GAL4的DB domain与AD Domain也能 靠近，所以能启动效应基因的转录。
蛋白A
蛋白B
DNA binding domain 转录激活domain 激活转录
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（2）载体与基因组DNA大片段的连接 直接连接、人工接头或同聚物加尾。
① 粘性末端直接连接 载体与外源DNA大片段的两个末端 都有相同的粘性末端。 如：Sau3A与BamHI的酶切末端。
②人工接头法（adapter） 人工合成的限制性内切酶粘性末端片断。
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第二章 基因工程的主要技术原理
基因工程的主要技术原理课件
五 .分子杂交技术
1、Southern blot
原理和方法:
双链DNA
限制性内切酶 消化
电泳分离
放射自显影
检测
洗膜
杂交 转膜
NaOH变性
NaOH或高温变性
标记的探针
基因工程的主要技术原理课件
应用: ➢ 基因拷贝数检测; ➢基因筛选, 获取目的基因; ➢遗传疾病诊断; ➢转基因样品检测, 等…
（3）cDNA的合成
接上人工接头
粘性末端
末端转移酶 CCC
CCC
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基因工程%的mRNA时 所需要的克隆数目。
ln (1-p) N= ln (1- 1n)
蛋白B 转录激活domain
DNA binding domain 蛋白A
上游激活序列（UAS） 转录机 GAL4效应基因
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不能转录
（2）如果蛋白A与蛋白B能相互结合
GAL4的DB domain与AD Domain也能 靠近，所以能启动效应基因的转录。
蛋白A
蛋白B
DNA binding domain 转录激活domain 激活转录
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（2）载体与基因组DNA大片段的连接 直接连接、人工接头或同聚物加尾。
① 粘性末端直接连接 载体与外源DNA大片段的两个末端 都有相同的粘性末端。 如：Sau3A与BamHI的酶切末端。
②人工接头法（adapter） 人工合成的限制性内切酶粘性末端片断。
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第二章 基因工程的主要技术原理
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五 .分子杂交技术
1、Southern blot
原理和方法:
双链DNA
限制性内切酶 消化
电泳分离
放射自显影
检测
洗膜
杂交 转膜
NaOH变性
NaOH或高温变性
标记的探针
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应用: ➢ 基因拷贝数检测; ➢基因筛选, 获取目的基因; ➢遗传疾病诊断; ➢转基因样品检测, 等…
（3）cDNA的合成
基因工程的基本原理和技术ppt课件
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来
48
⒉种类与命名：
现在已经从约300种微生物中分离出了约4000 种限制性内切酶(限制酶)。
粘质沙雷氏杆菌 SmaⅠ（Serratia marcesens）
大肠杆菌 EcoRⅠ （Escherichia coli R）
36
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合” 起来，但效率较低
T4DNA连接酶
37
③类型：
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4DNA连接酶
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
38
寻根问底
• DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?
科技探索之路
早 期 基 础 理 论
摩尔根证明基因在染色体上，并提出基
因的连锁互换定律。
11
科技探索之路
后 期 基 础 理 论
艾弗里证明DNA是遗传物质，DNA可从
一种生物个体转移到另一种生物个体。
12
科技探索之路
后 期 基 础 理 论
沃森、克里克提出DNA的双螺旋结构模型。13
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
A. 同种限制酶 B. 两种限制酶 C. 同种连接酶 D. 两种连接酶
46
课堂练习
2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制
（ D）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
47C）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列
高中生物PPT课件基因工程原理
基因工程的原理
1
基因工程的原理
1、基因工程的概念：基因工程又叫 基因拼接技术 或 DNA重组技术。通俗地说，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 定向地改造生物的遗传性状 放到另一种生物的细胞中， 。
2、基因工程的原理：
基因重组
。
2018年9月21日星期五
2
基因工程的原理
2018年9月21日星期五
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基因工程的原理
例4：以下说法正确的是（ C ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点， 以便与外源基因连接 D、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
2018年9月21日星期五
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基因工程的原理
4、基因操作的基本步骤 （3） 将目的基因导入受体细胞 。 导入方法： 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径 。 导入过程： 运载体为质粒，受体细胞为细菌 。 （4）目的基因的表达与检测 标记基因 检测：根据受体细胞中是否具有 ， 判断目的基因导入与否。 如大肠杆菌质粒中含抗青霉素基因，把某种生物放入带 有青霉素的培养基中培养，若有抗性，说明导入成功； 若无抗性，说明导入失败。 特定的性状 表达：受体细胞表现出 ，如棉花抗 虫性状的表现。
2018年9月21日星期五
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基因工程的原理
例6：基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的， 在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤 是（ C ） A、人工合成基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达
2018年9月21日星期五
12
基因工程的原理
例5：上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋 白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达 水平的新方法，使转基因动物乳汁中药物蛋白含量提高 30多倍，转基因动物是指（ B ） A、提供基因的动物 B、基因组中增加了外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物
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基因工程的原理
1、基因工程的概念：基因工程又叫 基因拼接技术 或 DNA重组技术。通俗地说，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 定向地改造生物的遗传性状 放到另一种生物的细胞中， 。
2、基因工程的原理：
基因重组
。
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基因工程的原理
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基因工程的原理
例4：以下说法正确的是（ C ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点， 以便与外源基因连接 D、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
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基因工程的原理
4、基因操作的基本步骤 （3） 将目的基因导入受体细胞 。 导入方法： 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径 。 导入过程： 运载体为质粒，受体细胞为细菌 。 （4）目的基因的表达与检测 标记基因 检测：根据受体细胞中是否具有 ， 判断目的基因导入与否。 如大肠杆菌质粒中含抗青霉素基因，把某种生物放入带 有青霉素的培养基中培养，若有抗性，说明导入成功； 若无抗性，说明导入失败。 特定的性状 表达：受体细胞表现出 ，如棉花抗 虫性状的表现。
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基因工程的原理
例6：基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的， 在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤 是（ C ） A、人工合成基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达
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基因工程的原理
例5：上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋 白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达 水平的新方法，使转基因动物乳汁中药物蛋白含量提高 30多倍，转基因动物是指（ B ） A、提供基因的动物 B、基因组中增加了外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物
基因工程的原理和技术PPT课件
（1）将重组DNA导入植物细胞 农杆菌转化法 基因枪法
（2）将重组DNA导入动物细胞
显微注射技术
提纯基因表达载体 体外显微注射入受精卵
受精卵移植
（3）如果是导入微生物（如细菌）
目的基因
重组质粒
氨苄青霉素抗性基因
（标记基因）
将细菌用CaCl2处理，使 细胞处于感受态，可促 进细胞吸收DNA分子
大肠杆菌的拟核
用限制酶 切成许多
片断
②利用PCR技术扩增目的基因
聚合酶链式反应，在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。可以获得大量的目的基 因。
聚合酶链式反应（PCR技术）
变性：双链DNA解链 成为单链DNA
复性（退火）：部 分引物与模板的单 链DNA的特定互补部 位相配对和结合
延伸：以目的基因 为模板，合成互补 的新DNA链
1.第一步：目的CR)技术扩增目的 基因（目的基因的序列已知） ③化学方法合成目的基因基 因的许多DNA片断，导入受 体菌的群体储存，各个受体 菌体
小片段DNA
重组DNA分抗虫蛋 白的菌落
该菌落所携带 形成重组DNA分子（构建基因表达载体)
通常用同一种限制酶切割目的基因和载体(质粒)，形成相同的 粘性末端，再用DNA连接酶将二者连接,形成重组DNA分子 （基因表达载体）。
用荧光分子或放射性 同位素标记
看能否形 成杂合的
双链区
①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因
检测—
方法: DNA分子杂交
过程:A.首先取出转基因生物的基因组DNA B.用含目的基因的DNA片段( 单链)用放射性同位素等作标 以此做探针 C.使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示出杂交带, 表明目的基因已插入染色体DNA中
第六讲基因工程48ppt课件
2、构造重组•DNA分子
以质粒作载体为例
• 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 下连接形成一个环形的 重组DNA分子。
提取质粒并用 限制酶切割
用连接酶将目的 基因和质粒连接
目的基因与质粒的连接
3、将目的基因导入受体细胞并扩增
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆 菌、枯草杆菌、土壤农杆菌和动植物 细胞等。
转化是指外源DNA分子或片段被细菌 细胞吸收，并整合进细胞染色体的遗 传现象，若受体细胞是动/植物细胞， 通常称为转染。
导入受体细胞常用的方法是借鉴细菌 或者病毒侵染细胞的途径。通常还要 对一些受体细胞进行增大通透性的处 理。（氯化钙或高压电脉冲打孔）
先将细胞核内的基因组转录为RNA，以信使RNA（mRNA） 为模板，在逆转录酶的作用下根据碱基互补原则人工合成一段 与之互补的DNA片段，再以此单链DNA为模版，人工合成另 外一条互补的DNA子链，从而获得所需的目的基因。
mRNA→单链DNA→ 双链DNA（cDNA）
DNA合成仪
（3）聚合酶链式反应（PCR） （如目的基因的核酸顺序已知）
在植物转基因中多采用农杆菌作为目的基因受体，再利用 重组农杆菌感染植物细胞进行转化，将目的基因整合到植 物基因中。
（7）转基因动物
转基因动物主要用于生产器官移植的研究，生产对人类有价 值的产品，使动物具有某些可遗传的抗性对付某些疾病与不 良环境，目前出于对安全性考虑，禁止将转基因动物进入食 品。 目前将人的某些基因转入动物，生产某些蛋白类药物已经广 泛实施。一般动物转基因多采用受精卵注射法，将目的基因 直接注射入动物的受精卵中，有一部分生产出的动物细胞内 含有这些目的基因。还有胚胎干细胞法，将目的基因转化胚 胎干细胞，再进行胚发育，一旦成为生殖细胞，可获得稳定 的遗传。
基因工程原理
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基因工程原理
基因工程(gene engineering)常和 以下名称混用
• 遗传工程(genetic engineering); • 基因克隆(gene cloning); • 分子克隆(molecular cloning); • 基因操作(gene manipulation); • 重组DNA技术(recombination DNA technique)
义指II型限制酶。
2. 命名：限制酶由三部分构成，即菌种名、菌
系编号、分离顺序。 例如：HindⅢ 前三个字母来自于菌种名称 H. influenzae，“ｄ”表示菌系为ｄ型血清型； “Ⅲ”表示分离到的第三个限制酶。
EcoRI—Escherichia coli RI HindⅢ—Haemophilus influensae d Ⅲ SacI (II)—Streptomyces achromagenes I (Ⅱ)
6、将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新 的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。
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基因工程原理
三、基因工程技术及其应用
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基因工程原理
转基因植物
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基因工程原理
转基因动 物作为生 物发生器
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基因工程原理
基因本身也是一个产业
Байду номын сангаас
５）限制酶切后产生两个末端，末端结构是５’-Ｐ和３’-Ｏ
Ｈ
2. 末端种类
１）３’-端突起，个数为２或４个核苷酸
Pst I 5’-CTGCAG-3’ 5’-CTGCA
G-3’
3’-GACGTC-5’ 3’-G
基因工程的原理46页PPT
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
基因工程的原理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
基因工程的原理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
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关键步骤一的工具： 基因的剪刀——限制酶
关键步骤二的工具： 基因的针线——DNA连接酶
关键步骤三的工具： 基因的运载工具——运载体
基因工程原理
6
我展示 我精彩
• 1.基因工程又叫什么？ • 2.基因工程的工具有哪些？ • 3.“分子手术刀”是什么？作用是什么？断开的化学键
是什么？ • 4.“分子缝合针”是什么？作用是什么？缝合的化学键
被限制酶切开的DNA两条单链的切口， 带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互 补配对，这样的切口叫黏性末端。
基因工程原理
17
什么叫平末端？
当限制酶从识别序列的中心轴线处 切开时，切开的DNA两条单链的切口，是 平整的，这样的切口叫平末端。
基因工程原理
18
(二)、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
问题 用DNA连接酶连接两个相同的 黏性未端要连接几个磷酸二酯键？
基因工程原理
13
DNA连接酶的作用过程
基因工程原理
点击播放
14
什么叫黏性末端？ 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别
GAATTC序列，并在G和A之间切开。
限制酶
基因工程原理
15
• 什么叫黏性末端？
限制 酶
基因工程原理
16
• 什么叫黏性末端？
2组A
5.“分子运输车”是什么？ 作用是什么？需要什么条件？常用 6组B/C 的载体有哪些？
1组A
基因工程原理
8
基因工程
按照人们的意愿，将一种生物的基因在体外_________，并与特 殊的运载工具进剪行切____________，然后转入另一种生物的体内进行 扩增，并使重之新表组达合产生所需蛋白质的技术。
普通玫瑰细胞(含蓝色
导入
基因)
蓝色玫瑰(有蓝色)
• 上述培育蓝色玫瑰的关键步骤是什么？
基因工程原理
4
• 基因工程培育蓝色玫瑰的关键步骤： 关键步骤一： 从三色紫罗兰中提取蓝色基因
关键步骤二： 蓝色基因与运载体DNA连接
关键步骤三： 蓝色基因导入受体(普通玫瑰) 细胞
基因工程原理
5
• 解决培育蓝色玫瑰的关键步骤需要哪些工具？
基因工程原理
24
• （1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸 片段的末端上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个 核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
• （2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个 核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的 DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口 同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。
• 此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和 性质各不相同。
基因工程原理
25
(三)、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输 （车1）”运载体的作用
1、种类：两类
E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重基因组工程的原理 DNA分子就形成了。 19
DNA连接酶的作用过程
基因工程原理
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20
限制酶切割的是哪个部位的键?
P
AT
是什么？链接的是什么？ • 5.“分子运输车”是什么？作用是什么？需要什么条件？
常用的载体有哪些？
基因工程原理
7
展示问题
展示小组 点评
1.基因工程又叫什么？
10组B/C 5组A
2.基因工程的工具有哪些？
9组B/C 4组A
3.“分子手术刀”是什么？
8组B/C
作用是什么？断开的化学键是什么？
3组A
4.“分子缝合针”是什么？ 作用是什么？缝合的化学键是什么？ 7组B/C 链接的是什么？
基因工程原理
9
一、基因工程所需的工具
DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀” ──限制酶
“分子缝合针” ──DNA连接酶 “分子运输车”
──基因进入受体细胞的载体
基因工程原理
10
(一)、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一
种酶。能将外来的DNA切断，由于这种 切割作用是在DNA分子内部进行的，故 名限制性核酸内切酶。
P
CG
P
P
GC
P
P
TA
P
基因工程原理
21
基因工程原理
22
5
A
磷
4
1
酸
3
2
二
酯
T
5
键
4
1
3
2
基因工程原理
23
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？
答：不是一回事。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E·coli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（nick），而不能连接单链 DNA。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二 酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位 碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么， 二者的差别主要表现在什么地方呢？
2、种类：4000种。
3、作用：识别双链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。
4、结果：形成两种末端 黏性末端
平末端
基因工程原理
11
限制性内切酶作用过程
基因工程原理
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12
DNA连接酶
1.连接酶的作用：将互补配对的两个黏性 末端连接起来，使之成为一个完整的 DNA分子。 2.连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
• 2008年11月1日闭幕的东京国际花卉博览会上，全球首批 真正的蓝玫瑰首次在公众面前亮相。这种蓝玫瑰是转基因 玫瑰，被植入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基 因，花瓣因而自然呈现蓝色。
基因工程原理
3
• 基因工程培育蓝色玫瑰的简要过程：
三色紫罗兰 提取
普通玫瑰(无蓝色)
与运载体DNA拼接
蓝色基因
基因工 思考：蓝色妖姬如何培育的？
基因工程原理
蓝色妖姬
2
• “蓝色妖姬”最早来自荷兰是一种加工花卉。它是用一种对 人体无害的染色剂和助染剂调合成着色剂，等白玫瑰（或 白月季）快到花期时，开始用染料浇灌花卉，让花像吸水 一样，将色剂吸入进行染色。
• 据花卉专家介绍，目前世界上极少有自然生长的蓝色玫瑰 花，现在市场上出售的“蓝色妖姬”都是人工染色后的产物。 比较正规的“蓝色妖姬”是在花卉的成长期开始染色，颜色 能均匀地附着在花瓣上，看上去比较自然；部分商贩直接 将普通的白玫瑰花采摘后染成蓝色，颜色不自然，也容易 掉色。
关键步骤二的工具： 基因的针线——DNA连接酶
关键步骤三的工具： 基因的运载工具——运载体
基因工程原理
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• 1.基因工程又叫什么？ • 2.基因工程的工具有哪些？ • 3.“分子手术刀”是什么？作用是什么？断开的化学键
是什么？ • 4.“分子缝合针”是什么？作用是什么？缝合的化学键
被限制酶切开的DNA两条单链的切口， 带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互 补配对，这样的切口叫黏性末端。
基因工程原理
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什么叫平末端？
当限制酶从识别序列的中心轴线处 切开时，切开的DNA两条单链的切口，是 平整的，这样的切口叫平末端。
基因工程原理
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(二)、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
问题 用DNA连接酶连接两个相同的 黏性未端要连接几个磷酸二酯键？
基因工程原理
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DNA连接酶的作用过程
基因工程原理
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14
什么叫黏性末端？ 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别
GAATTC序列，并在G和A之间切开。
限制酶
基因工程原理
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• 什么叫黏性末端？
限制 酶
基因工程原理
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• 什么叫黏性末端？
2组A
5.“分子运输车”是什么？ 作用是什么？需要什么条件？常用 6组B/C 的载体有哪些？
1组A
基因工程原理
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基因工程
按照人们的意愿，将一种生物的基因在体外_________，并与特 殊的运载工具进剪行切____________，然后转入另一种生物的体内进行 扩增，并使重之新表组达合产生所需蛋白质的技术。
普通玫瑰细胞(含蓝色
导入
基因)
蓝色玫瑰(有蓝色)
• 上述培育蓝色玫瑰的关键步骤是什么？
基因工程原理
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• 基因工程培育蓝色玫瑰的关键步骤： 关键步骤一： 从三色紫罗兰中提取蓝色基因
关键步骤二： 蓝色基因与运载体DNA连接
关键步骤三： 蓝色基因导入受体(普通玫瑰) 细胞
基因工程原理
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• 解决培育蓝色玫瑰的关键步骤需要哪些工具？
基因工程原理
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• （1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸 片段的末端上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个 核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
• （2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个 核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的 DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口 同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。
• 此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和 性质各不相同。
基因工程原理
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(三)、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输 （车1）”运载体的作用
1、种类：两类
E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重基因组工程的原理 DNA分子就形成了。 19
DNA连接酶的作用过程
基因工程原理
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限制酶切割的是哪个部位的键?
P
AT
是什么？链接的是什么？ • 5.“分子运输车”是什么？作用是什么？需要什么条件？
常用的载体有哪些？
基因工程原理
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展示问题
展示小组 点评
1.基因工程又叫什么？
10组B/C 5组A
2.基因工程的工具有哪些？
9组B/C 4组A
3.“分子手术刀”是什么？
8组B/C
作用是什么？断开的化学键是什么？
3组A
4.“分子缝合针”是什么？ 作用是什么？缝合的化学键是什么？ 7组B/C 链接的是什么？
基因工程原理
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一、基因工程所需的工具
DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀” ──限制酶
“分子缝合针” ──DNA连接酶 “分子运输车”
──基因进入受体细胞的载体
基因工程原理
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(一)、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一
种酶。能将外来的DNA切断，由于这种 切割作用是在DNA分子内部进行的，故 名限制性核酸内切酶。
P
CG
P
P
GC
P
P
TA
P
基因工程原理
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基因工程原理
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5
A
磷
4
1
酸
3
2
二
酯
T
5
键
4
1
3
2
基因工程原理
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DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？
答：不是一回事。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E·coli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（nick），而不能连接单链 DNA。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二 酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位 碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么， 二者的差别主要表现在什么地方呢？
2、种类：4000种。
3、作用：识别双链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。
4、结果：形成两种末端 黏性末端
平末端
基因工程原理
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限制性内切酶作用过程
基因工程原理
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DNA连接酶
1.连接酶的作用：将互补配对的两个黏性 末端连接起来，使之成为一个完整的 DNA分子。 2.连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
• 2008年11月1日闭幕的东京国际花卉博览会上，全球首批 真正的蓝玫瑰首次在公众面前亮相。这种蓝玫瑰是转基因 玫瑰，被植入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基 因，花瓣因而自然呈现蓝色。
基因工程原理
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• 基因工程培育蓝色玫瑰的简要过程：
三色紫罗兰 提取
普通玫瑰(无蓝色)
与运载体DNA拼接
蓝色基因
基因工 思考：蓝色妖姬如何培育的？
基因工程原理
蓝色妖姬
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• “蓝色妖姬”最早来自荷兰是一种加工花卉。它是用一种对 人体无害的染色剂和助染剂调合成着色剂，等白玫瑰（或 白月季）快到花期时，开始用染料浇灌花卉，让花像吸水 一样，将色剂吸入进行染色。
• 据花卉专家介绍，目前世界上极少有自然生长的蓝色玫瑰 花，现在市场上出售的“蓝色妖姬”都是人工染色后的产物。 比较正规的“蓝色妖姬”是在花卉的成长期开始染色，颜色 能均匀地附着在花瓣上，看上去比较自然；部分商贩直接 将普通的白玫瑰花采摘后染成蓝色，颜色不自然，也容易 掉色。