医学课件-基因工程及其医学应用-文档资料
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基因工程及其应用 课件PPT(18页)
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8通过了解穆罕默德的主要活动，学习 他不畏 困难的 坚强意 志和为 阿拉伯 民族统 一与幸 福而奋 斗的远 大抱负 。
❖
9.掌握隋唐科举制度的主要内容，联 系当今 考试的 实际培 养分析 问题的 能力； 学生对 唐朝人 衣食住 行的时 尚和博 大宏放 的精神 面貌的 了解， 感知科 举制度 的创新 对社会 进步的 促进作 用；想 象唐朝 人的生 活，培 养学生 丰富的 想象力 。
A、 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
条 2、具有多个限制酶切点（每种限制酶切 件： 点最好只有一个），以便与外源基因连接
3、具有标记基因，便于进行筛选
B、常用 质粒、噬菌体和动、 的运载体： 植物病毒等
标记基 因，便 于进行 检测。
C、它们的共同特点是：
都有侵染或进入 宿主细胞的能力
其中质粒存在于许多 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.
❖
5.了解“三角贸易”的背景，知道“三角 贸易”路 线和内 容，能 概括出 殖民扩 张的大 致手段 。
6.说出玻利瓦尔在拉美独立运动中的主 要事迹 ，简要 了解拉 美其他 国家和 地区的 独立运 动。
7通过了解日本大化改新是学习和模仿 中国文 明的史 实，懂 得善于 学习和 模仿他 人是提 高自身 素质的 一种重 要途径 。
形成的黏性末端不同
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
2：基因工程的
“
” 指“DNA连接酶”
作用：
连接“梯子”断口的 “扶手”而非“梯子” 中间的“踏板”。
其作用与限制性内切酶 相反，作用点相同
连接酶的作用是：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。
基因工程及其应用【可编辑PPT】
E. coli B含有EcoB核酸酶和EcoB甲基化酶
当λ(k)噬菌体侵染E. coli B时，由于其DNA中 有EcoB核酸酶特异识别的碱基序列，被降解掉。 而E. coli B的DNA中虽然也存在这种特异序列， 但可在EcoB甲基化酶的作用下，催化S-腺苷甲硫 氨酸（SAM）将甲基转移给限制酶识别序列的特 定碱基，使之甲基化。 EcoB核酸酶不能识别已甲 基化的序列。
基因重组DNA技术是指将一种生物体（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，也称为分子克隆技术。
供体、受体和载体是重组DNA技术的三大基本元件。
基因工程的目的：
分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源 大规模生产生物活性物质 设计、构建生物的新性状甚至新物种
反应必须ＡＴＰ和Ｍｇ２＋，具有特异性识别部位 并切割。 如EcoR I、Hinf III III 型限制酶的基本特点：
可以识别特定碱基顺序，并在这一顺序的3’端2426bp处切开DNA，切割位点没有特异性。
2、限制性核酸内切酶的命名原则
第一个字母：大写，表示所来自的微生物的属名的第一 个字母。 第二、三字母：小写，表示所来自的微生物种名的第一、 二个字母。 其它字母：大写或小写，表示所来自的微生物的菌株号。 罗马数字：表示该菌株发现的限制酶的编号。
⑶核酸内切限制酶对生物基因组的消化作用
小分子量的片断-----少 （电泳-容易分离目的片 断）cheria coli RY13的第一个限制
酶。
3、限制性内切酶作用后的断裂方式
形成粘性末端； 形成平末端；
粘性未端：切开后的两段DNA各留下一个尾，这2 个尾的核苷酸顺序完全一样，方向相反。它们之 间是互补的，在适当条件下可以再连接一起。
第二节基因工程及其应用ppt课件
2）用同一种限制酶切断目的基因，使 其产生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
基因工程及应用PPT课件
（2）将目的基因连接到载体上，得杂化载体；（3）将杂化载体 （环状的DNA）引入宿主细胞（受体细胞），使目的基因及载体上 其它基因得以转录和翻译。
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”已 成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如 根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
一个是有些甚至相当多疾病无法治疗 ，这就 是中西 医学结 合的缘 由。然 而，由 于二者 是两套 理论、 两股道 上跑的 车，（ 高血压 心脏病 糖尿病 ）风马 牛不相 及，从 理论上 讲就没 有结合 的可能 ，只是 形式上 的融合 罢了。 故出现 西医对 治疗不 了的疾 病只好 求助中 医，而 中医则 往往采 用西医 诊断中 医治疗 ，以及 中西治 疗法一 块用的 局面。 （肺血液血小板红血球白血球） 至于循证医学、比较医学、后现代医学 、行为 医学等 所谓“ 医学” ，都称 不上一 门独立 的医学 科学， 关于这 一点在 灵魂医 学有关 章节中 将有相 关点评 。（肿 瘤癌症 胃癌肠 癌肺癌 ）
弄不明白，治疗受到制约，在小小SARS、 禽流感 面前竟 束手无 策，在 糖尿病 、癌症 、心脑 血管疾 病、尿 毒症等 相当多 疾病面 前更是 不得不 求助或 借助中 医治疗 。一个 是疗效 不确实 ，一个 是有些 甚至相 当多疾 病无法 治疗， 这就是 中西医 学结合 的缘由 。然而 ，由于 二者是 两套理 论、两 股道上 跑的车 （肺血 液血小 板红血 球白血 球）， 风马牛 不相及 ，从理 论上讲 就没有 结合的 可能， 只是形 式上的 融合罢 了。（ 肺炎青 霉素肝 炎）
西医学是最近三四百年来建立在解剖 学、生 物学及 现代科 学技术 基础上 、（高 血压心 脏病糖 尿病） 发展起 来的一 门以“ 解剖人 、肉体 人”为 概念的 、新兴 的现代 医学科 学理论 体系。 主要采 用科学 实验方 法，（ 传染病 丙肝乙 肝甲肝 ）从宏 观到微 观，直 至目前 的分子 基因层 次水平 ，发展 极为迅 速，超 过其它 任何一 门医学 科学， 成为世 界医学 史上的 主流。 （肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”已 成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如 根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
一个是有些甚至相当多疾病无法治疗 ，这就 是中西 医学结 合的缘 由。然 而，由 于二者 是两套 理论、 两股道 上跑的 车，（ 高血压 心脏病 糖尿病 ）风马 牛不相 及，从 理论上 讲就没 有结合 的可能 ，只是 形式上 的融合 罢了。 故出现 西医对 治疗不 了的疾 病只好 求助中 医，而 中医则 往往采 用西医 诊断中 医治疗 ，以及 中西治 疗法一 块用的 局面。 （肺血液血小板红血球白血球） 至于循证医学、比较医学、后现代医学 、行为 医学等 所谓“ 医学” ，都称 不上一 门独立 的医学 科学， 关于这 一点在 灵魂医 学有关 章节中 将有相 关点评 。（肿 瘤癌症 胃癌肠 癌肺癌 ）
弄不明白，治疗受到制约，在小小SARS、 禽流感 面前竟 束手无 策，在 糖尿病 、癌症 、心脑 血管疾 病、尿 毒症等 相当多 疾病面 前更是 不得不 求助或 借助中 医治疗 。一个 是疗效 不确实 ，一个 是有些 甚至相 当多疾 病无法 治疗， 这就是 中西医 学结合 的缘由 。然而 ，由于 二者是 两套理 论、两 股道上 跑的车 （肺血 液血小 板红血 球白血 球）， 风马牛 不相及 ，从理 论上讲 就没有 结合的 可能， 只是形 式上的 融合罢 了。（ 肺炎青 霉素肝 炎）
西医学是最近三四百年来建立在解剖 学、生 物学及 现代科 学技术 基础上 、（高 血压心 脏病糖 尿病） 发展起 来的一 门以“ 解剖人 、肉体 人”为 概念的 、新兴 的现代 医学科 学理论 体系。 主要采 用科学 实验方 法，（ 传染病 丙肝乙 肝甲肝 ）从宏 观到微 观，直 至目前 的分子 基因层 次水平 ，发展 极为迅 速，超 过其它 任何一 门医学 科学， 成为世 界医学 史上的 主流。 （肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）
基因工程的应用医学ppt课件
PPT学习交流
5
1.抗虫转基因植物
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6
抗虫棉
普通棉
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7
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.
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8
3.抗逆转基因植物
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
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9
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
是指把人或哺乳动物的某种基因导入到 哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里， 目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞 分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使 每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表 达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产 品。这样一种新的个体，称为转基因动物。
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20
3.用转基因的动物生产药物（重点）
1、抗虫转基因植物 2、抗病转基因植物 3、抗逆转基因植物 4、利用转基因改良植物的品质
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4
1.抗虫转基因植物
优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量
例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等 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
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16
1.用于提高动物生长速度
原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快
转基因鲤鱼
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17
基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率 和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。
该过程的重要步骤是通过感染或显微注射 技术将重组DNA转移到动物受精卵中。
基因工程及其应用课件公开课讲课文档
第三十六页，共41页。
（3）已知限制酶E识别序列为CCGG,若用限制酶E分别 完全切割正常人和患者的P53基因部分区域（见上图），
那么正常人的会被切成________个片段，而患3 者的则被
切割成长度为________对碱基和______4_6_对0 碱基的两种 片段。
220
解析:正常人p53基因具有两个限制酶E的识别序列，完 全切割后可产生三个片段，患者p53基因中只有一个限制酶E 的识别序列发生突变，且突变点位于识别位点内，这样患者 就只有一个限制酶E的识别序列，切割后产生两个片段，分 别为290+170=460对碱基，220对碱基。
高考链接
（2009上海）人体细胞内含有抑制癌症 发生的P53基因，生物技术可对此类基因的 变化进行检测。 （1）目的基因的获取方法通常包括____从_细__胞_和中分离
___通__过__化_。学方法人工合成
第三十五页，共41页。
部分基因区域
限制E
识别序列
限制E 识别序列
正常人 患者
（2）上图表示从正常人和患者体内获取的P53 基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的 碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发生改编的 碱基对，这种变异被称为________。基因突变
第十三页，共41页。
作为基因的运输工具——运载体，必需具备的条件
之一及理由是···························（ A）
A、能在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以 便提供大量的目的基因
B、具有多个限制酶切点，以便目的基因表达 C、具某些标记基因，以便于为目的基因的表达提供
条件 D、能在宿主细胞中复制并稳定保存，以便进行筛选
4、缺点：
基因工程的应用ppt2讲课文档
镰刀型细胞贫血症的治疗
探究点3
阅读课本P14，回答一下问题。 1、镰刀型细胞贫血症患者的红细胞产生异常
的根本原因？ 七组回答，一组点评
2、导入过程是将携带人正常基因的载体导入患者
所有细胞吗？为什么？
八组回答，三组点评
3、联系所学知识，发挥想象，说出一种治疗
遗传病的大致方案
四组、五组回答，二组点评
第二十九页，共30页。
与
3、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 C
A、在酵母菌体内获得干扰素 B、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 C、在青霉菌体内获取青霉素
D、在大肠杆菌细胞内获得胰岛素
第二十四页，共30页。
利用转基因动物生产药物
———乳腺生物反应器
乳腺生物反应器：
指以转基因雌性动物个体 的乳腺分泌乳汁来生产所 需药品。
A、用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒 B、可以克服远缘杂交的障碍 C、比传统育种所需要的时间短
D、可用来培育高产、稳产、耐贮存的作物
第十七页，共30页。
二、 基因工程在医学上的应用 • 基因工程药物 • 基因治疗
第十八页，共30页。
1. 基因工程药物
①在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰
素等直接从生物体的哪些结构中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
②传统生产方法的缺点:
由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
③可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造工程菌和转基因动物，可高
效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
第十九页，共30页。
基因工程药品—— 胰岛素 一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜 的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛 素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵 ，远不能满足社会需要。 1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大 肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了 表达。
第六章基因工程及其应用文档ppt
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。
连接的部位： 磷酸二酯键
思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？
一、基因工程的原理
4、基因的运载体
常用：质粒、噬菌体、动植物病毒
运载体必须同时满足三个要求： ①能在宿主细胞内复制并稳定的保存。 ②具有多个限制酶切点。 ③具有某些标记基因，便于筛选。
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
（2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
抗已问世的苏转云基金因杆抗菌虫植 物马豆虫 棉主铃、要薯烟有 、 草水 番 、抗稻 茄 苹虫、 、 果基棉大、提、豆核因取玉、桃米蚕、、 菊的 培花、白花三叶草导等入。
育 普通棉花
过
培育
程
抗虫棉
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种 （2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
黏性末端
G AAT T C
C TTAAG
黏性末端
限制酶切割的什么？？
A
T
切割DNA分子中两个 脱氧核苷酸之间的 磷酸二酯键
○
T
A
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同 的黏性末端？
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏 性末端
CTTCATG AATTБайду номын сангаасCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
⑤ ⑥
⑤将质粒导入 大肠杆菌
⑥培养大肠杆 菌获得产物
5、基因工程的操作步骤：
从细胞中取 出DNA
从细菌中取 出质粒
①提取目的基因（如 人的胰岛素基因）
用同种限制酶切断两个DNA
具有相同的黏性末端
用连接酶将目的基因与质粒连接 （形成重组DNA分子）
连接的部位： 磷酸二酯键
思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？
一、基因工程的原理
4、基因的运载体
常用：质粒、噬菌体、动植物病毒
运载体必须同时满足三个要求： ①能在宿主细胞内复制并稳定的保存。 ②具有多个限制酶切点。 ③具有某些标记基因，便于筛选。
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
（2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
抗已问世的苏转云基金因杆抗菌虫植 物马豆虫 棉主铃、要薯烟有 、 草水 番 、抗稻 茄 苹虫、 、 果基棉大、提、豆核因取玉、桃米蚕、、 菊的 培花、白花三叶草导等入。
育 普通棉花
过
培育
程
抗虫棉
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种 （2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
黏性末端
G AAT T C
C TTAAG
黏性末端
限制酶切割的什么？？
A
T
切割DNA分子中两个 脱氧核苷酸之间的 磷酸二酯键
○
T
A
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同 的黏性末端？
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏 性末端
CTTCATG AATTБайду номын сангаасCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
⑤ ⑥
⑤将质粒导入 大肠杆菌
⑥培养大肠杆 菌获得产物
5、基因工程的操作步骤：
从细胞中取 出DNA
从细菌中取 出质粒
①提取目的基因（如 人的胰岛素基因）
用同种限制酶切断两个DNA
具有相同的黏性末端
用连接酶将目的基因与质粒连接 （形成重组DNA分子）
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质粒 —— 细菌染色体外的小型环状双链DNA分子
可接合质粒如 F 因子(F factor)
二、转化作用
通过自动获取或人为地供给外源
DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新 的 遗 传 表 型 ， 称 为 转 化 作 用
(transformat一细菌摄取。
三、转导作用
GGATCC CCTAGG 切口 ：平端切口、粘端切口
HindⅡ
Bam HⅠ
GTCGAC CAGCTG
GGATCC CCTAGG
GTC GAC CAG + CTG
G + GATCC G CCTAG
平端切口
粘端切口
同功异源酶 来源不同的限制酶，但能识别和切割 同一位点，这些酶称同功异源酶。
Bam HⅠ GGATCC CCTAGG G GATCC + CCTAG G
基因重组：不同的DNA分子间发生共
价连接形成重组DNA 分子。
质粒DNA
基因片段
重组DNA
重组DNA技术发展史
pSC101
pR6-5
EcoRI
大肠杆菌
Boyer 和Cohen的实验
pSC101
pR6-5
抗四环素
EcoRI
抗卡那霉素
抗卡那霉 素基因
DNA连接酶
重组DNA分子
大肠杆菌
培养平皿
四环素\卡那霉素基因
限制性核酸内切酶
定义 限制性核酸内切酶 (restriction 围切割双链DNA的一类内切酶。
Bam HⅠ GGATCC CCTAGG G GATCC + CCTAG G
endonuclease,
RE)是识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周
分类
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ （基因工程技术中常用Ⅱ型）
作用 与甲基化酶共同构成细菌的限制修 饰系统，限制外源DNA， 保护自身DNA。
由整合酶催化，在两个DNA 序列的特异位点间发
生的整合。
例 λ噬菌体DNA的整合
λ噬菌体的整合酶识别噬菌体和宿主染色 体的特异靶位点发生选择性整合；反转录病 毒整合酶可特异地识别、整合反转录病毒 cDNA的长末端重复序列(long terminal repeat,
LTR)。
（三）转座重组
由插入序列和转座子介导的基因移位或 重排称为转座(transposition)。
发生在同源序列间的重组称为同源重组
(homologous recombination) ，又称基本重组。 是最基本的 DNA 重组方式，通过链的断裂和 再连接，在两个 DNA 分子同源序列间进行单 链或双链片段的交换。
（二）位点特异重组
位点特异重组(site-specific recombination) 是
当病毒从被感染的（供体）细胞释 放出来、再次感染另一（供体）细胞
时，发生在供体细胞与受体细胞之间
的 DNA 转移及基因重组即为转导作用
(transduction)。
例 λ噬菌体的生活史
溶菌生长途径 (lysis pathway) 溶源菌生长途径 (lysogenic pathway)
目录
目录
四、基因重组 （一）同源重组
分
SS基因 基因载体
切
接
重组体
转
筛
SS
表
按照人的愿望设计和建造非天然的基因表达体系。
某功能蛋白
目的基因
宿主细胞 重组体
第二节 自然界的基因重组
DNA Recombination
一、接合作用
当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相
互接触时，质粒 DNA 从一个细胞（细
菌）转移至另一细胞（细菌）的 DNA 转移称为接合作用(conjugation)。
四环素平板
卡那霉素基因
（一）DNA克隆
克隆 来自同一始祖的相同拷贝的集合。
分子克隆 细胞克隆
动物克隆
DNA克隆
应用酶学方法，在体外将某些遗传物质的 DNA与载体DNA结合，形成一种具有自我复制能 力的DNA分子，转化至宿主细胞中，进行扩增、 提取获得大量同一DNA分子。
目的基因 扩增
宿主细胞
G + GATCC CCTAG G
A +GATCT A TCTAG
（二）基因载体
定义
为携带目的基因，实现其无性繁殖或 表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分 子。 常用载体 质粒DNA 噬菌体DNA 病毒DNA
复制子 扩增 载体
提取DNA分子
DNA克隆
（二）基因工程
生物技术工程: 基因工程、蛋白质工程、 酶工程、细胞工程等 基因工程(genetic engineering) —— 实现基 因克隆所用的方法及相关的工作称基因工程，
又称重组DNA工艺学。
目的 ① 分离获得某一感兴趣的基因或DNA ② 获得感兴趣基因的表达产物（蛋白质）
命名
Hin dⅢ
属 系 株
Haemophilus influenzae d株 流感嗜血杆菌d株的第三种酶
序
第一个字母取自产生该酶的细菌属名，用大写； 第二、第三个字母是该细菌的种名，用小写； 第四个字母代表株； 用罗马数字表示发现的先后次序。
Ⅱ类酶识别序列特点—— 回文结构(palindrome)
①
Klenow片段
又名DNA聚合酶I大片段，具有完整DNA聚合酶I的53 聚合、35外切活性，而无53外切活性。常用于 cDNA第二链合成，双链DNA 3末端标记等
反转录酶
多聚核苷酸激酶 末端转移酶 碱性磷酸酶
合成cDNA ② 替代DNA聚合酶I进行填补，标记或DNA序列分析
①
催化多聚核苷酸5´羟基末端磷酸化，或标记探针 在3´羟基末端进行同质多聚物加尾 切除末端磷酸基
BstⅠ
GGATCC CCTAGG GATCC G + G CCTAG
同尾酶 有些限制性内切酶虽然识别序列不完全 相同，但切割DNA后，产生相同的粘性末端， 称为同尾酶。这两个相同的粘性末端称为配 伍未端(compatible end)。
Bam HⅠ GGATCC CCTAGG Bg lⅡ AGATCT TCTAGA
第三节 基因工程的核心技术
一、重要的技术工具
限制性核酸内切酶
DNA聚合酶Ⅰ
逆转录酶
T4DNA连接酶
碱性磷酸酶 末端转移酶 Taq DNA聚合酶
重组DNA技术中常用的工具酶
工具酶 功 能
限制性核酸内切酶
DNA连接酶 DNA聚合酶Ⅰ
识别特异序列，切割DNA
催化DNA中相邻的5´磷酸基和3´羟基末端之间形成磷酸 二酯键，使DNA切口封合或使两个DNA分子或片段连接 合成双链cDNA分子或片段连接 ② 缺口平移制作高比活探针 ③ DNA序列分析 ④ 填补3´末端