基因工程的基本工具公开课

黏性末端
• 什么叫黏性末端？
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。
SmaⅠ
平末端
平末端
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。
“分子缝合针” ── “分子运输车”──
限制（性核酸内切）酶 DNA连接酶
基因进入受体细胞的载体
3、限制性核酸内切酶
主要是从
的一种酶。 原核生物中分离纯化出来
识别双链DNA 分子的某种
，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的
断开。
形成两种末端
特定的核苷酸序列
磷酸二酯键
黏性末端 平末端
4、“分子缝合针” —— DNA连接酶
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
练习
1.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、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键
剪切
→ 拼接
→ 导入
→ 表达
基因重组
赋予生物新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的生物类型和 生物产品
基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
提取 抗虫基因
普通棉花(无抗虫特性) 与运载体DNA拼接，导入
棉花细胞(含抗虫基因)
表达Βιβλιοθήκη Baidu
• 抗虫棉的培育有哪些关键步骤？
棉花植株(有抗虫特性)
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
1、种类：
两类
E·coli DNA连接酶 连接黏性末端
2、作用部位：
T4 DNA连接酶 连接黏性末端和平末端
磷酸二酯键
4、基因进入受体细胞的载体
通常有三种:
质粒
作为载体的条件：
λ噬菌体衍生物
在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都动是植在物病毒
能自我复制；有切割位点； 有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离
4、切割方式：
错切和平切
5、结果：
形成两种末端
黏性末端 平末端
限制酶切割磷酸二酯键
A
T
T
A
G
C
C
G
常见的两种限制酶
1、大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端。 2、SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端 。
EcoRⅠ
黏性末端
1、基因工程的载体被喻为： 2、基因工程的载体来源：
质粒、噬菌体、动植物病毒
分子运输车
认识常用的载体——质粒
质粒——细菌细胞中一种很小的环状DNA分子。 裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我复制能力
质粒 氨苄青霉素抗性基因
拟核 大肠杆菌细胞
目的基因插入位点 复制原点
议一议 1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？
基因工程的基本工具公开 课
微生物生长迅速，容易控制。于是科学家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生物体内，并得以表达， 就不仅能解决产量问题，还能大大降低生产成本，使药品价格大幅下降。
能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物？
这些定向改造基因 的设想能实现吗？
经过多年的努力，科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 ——基因工程
基因工程的概念
基因工程：指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新 的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上 进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。
基因工程的概念 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平
专题一 基因工程
§1-1 DNA重组技术的基本工具
DNA 重组技术的基本工具
本节知识内容
“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
1、来源： 2、种类： 3、作用：
一、“分子手术刀” ——限制性核酸内切酶 主要是原核生物
约4000种。
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。
(3)具有某些标记基因，以便进行筛选 （4）对受体细胞无害、易分离
(5)结构简单,大小适中
课本知识回顾
1、基因工程又叫做
或
物的某种
提取出来，加以
，
改造生物的遗传性状。
DNA重组技术
。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生 然基后因放拼到接另技一术种生物的细胞里，
修饰改造
基因
定向地
2、DNA 重组技术的基本工具 “分子手术刀” ──
双链DNA 2、能否用SARS病毒作为基因载体？ 3、作为载体，若没有切割位点将怎样？
不能进行DNA的重组 4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？
载体上应有标记基因
5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？ 可能造成基因丢失
不能
载体应具备的条件 (1)能在宿主细胞内稳定保存并自我复制。 (2)有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接
只能连接黏性末端 能连接黏性末端和平末端(效率较低)
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
G
A
AT T
CT T
A
A
G
DNA连接酶
在两DNA片断之间形成磷酸二脂键，不需要模板
DNA聚合酶
将单个核苷酸加到已存在的核酸片断3’末端形成磷酸 二脂键,需要模板
三、分子运输车——基因进入受体细胞的载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生 物的细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体。
1、作用： 2、作用部位：
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶 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， 这样一个重组的DNA分子就形成了。
3、种类：
E·coliDNA 连接酶
T4DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
相同点
功能
差别
恢复 磷酸 二酯键
天然质粒 人工改造
基础上进行过 的
限制酶
小结
主要存在于原核生物中 具有专一性(识别序列) 切开DNA分子的磷酸二酯键
基因工程 的工具
DNA连 接酶
连接磷酸二酯键
种类
E.coliDNA连接酶 T4 DNA连接酶
运载 工具
具备的 条件
结构简单,大小适中对受体细胞无害能在宿主细胞 中自 我复制并稳定存在 具一个至多个限制酶切位点 具标记基因