基因工程的基本工具.ppt
合集下载
高三生物选三基因工程基本工具PPT课件
识别特定序列（回文序列）、在特定位点切割
第8页/共50页
限制 酶
2个黏性末端 彼此间正好互补配对的切口
第9页/共50页
要想获得“某个特定性状的基因”必须要用 限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
非编码区 编码区
非编码区
目的 基因
要切 2 个切口，产生 4 个黏性末端。
第10页/共50页
如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来 切割，会怎样呢？
pBS上带有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的调控序列和β-半乳糖苷酶N端146个氨 基酸的编码序列。这个编码区中插入了一个多克隆位点,但并没有破坏lacZ的阅读 框架,不影响其正常功能。E.coli DH5α菌株带有β-半乳糖苷酶C端部分序列的编 码信息。在各自独立的情况下,pBS和DH5α编码的β-半乳糖苷酶的片段都没有酶活 性。但在pBS和DH5α融为一体时可形成具有酶活性的蛋白质。这种lacZ基因上缺失 近操纵基因区段的突变体与带有完整的近操纵基因区段的β-半乳糖苷酸阴性突变 体之间实现互补的现象叫α-互补。由α-互补产生的Lac+ 细菌较易识别，它在生 色底物X-gal(5-溴-4氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)下存在下被IPTG(异丙基硫代-βD-半乳糖苷)诱导形成蓝色菌落。当外源片段插入到pBS质粒的多克隆位点上后会导 致读码框架改变, 表达蛋白失活, 产生的氨基酸片段失去α-互补能力, 因此在同 样条件下含重组质粒的转化子在生色诱导培养基上只能形成白色菌落。在麦康凯培 养基上，α-互补产生的Lac+细菌由于含β-半乳糖苷酶，能分解麦康凯培养基中的 乳糖，产生乳酸，使pH下降，因而产生红色菌落，而当外源片段插入后，失去α互补能力，因而不产生β-半乳糖苷酶，无法分解培养基中的乳糖，菌落呈白色。 由此可将重组质粒与自身环化的载体DNA分开。此为α-互补现象筛选。
第8页/共50页
限制 酶
2个黏性末端 彼此间正好互补配对的切口
第9页/共50页
要想获得“某个特定性状的基因”必须要用 限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
非编码区 编码区
非编码区
目的 基因
要切 2 个切口，产生 4 个黏性末端。
第10页/共50页
如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来 切割，会怎样呢？
pBS上带有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的调控序列和β-半乳糖苷酶N端146个氨 基酸的编码序列。这个编码区中插入了一个多克隆位点,但并没有破坏lacZ的阅读 框架,不影响其正常功能。E.coli DH5α菌株带有β-半乳糖苷酶C端部分序列的编 码信息。在各自独立的情况下,pBS和DH5α编码的β-半乳糖苷酶的片段都没有酶活 性。但在pBS和DH5α融为一体时可形成具有酶活性的蛋白质。这种lacZ基因上缺失 近操纵基因区段的突变体与带有完整的近操纵基因区段的β-半乳糖苷酸阴性突变 体之间实现互补的现象叫α-互补。由α-互补产生的Lac+ 细菌较易识别，它在生 色底物X-gal(5-溴-4氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)下存在下被IPTG(异丙基硫代-βD-半乳糖苷)诱导形成蓝色菌落。当外源片段插入到pBS质粒的多克隆位点上后会导 致读码框架改变, 表达蛋白失活, 产生的氨基酸片段失去α-互补能力, 因此在同 样条件下含重组质粒的转化子在生色诱导培养基上只能形成白色菌落。在麦康凯培 养基上，α-互补产生的Lac+细菌由于含β-半乳糖苷酶，能分解麦康凯培养基中的 乳糖，产生乳酸，使pH下降，因而产生红色菌落，而当外源片段插入后，失去α互补能力，因而不产生β-半乳糖苷酶，无法分解培养基中的乳糖，菌落呈白色。 由此可将重组质粒与自身环化的载体DNA分开。此为α-互补现象筛选。
基因工程的基本工具和基本操作程序 PPT课件 人教课标版
1.基因工程图解:抗虫棉的培育过程
二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取 (1)目的基因：指编码蛋白质的 结构基DNA片段，导入 受体菌 的群体中储存，各个受体细胞器;②特点:小 型环状。 (2)功能：将目的基因导入受体细胞。 (3)应具备条件 ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； ②有一个至多个限制酶的切割位点,以便于与外源 基因连接；
③有特殊的遗传标记基因,供重组DNA的检测和鉴定。
提醒
①一般来说,天然载体往往不能满足人类的
可用于DNA的切割获取目的基因和载体的切割
(4)作用特点：特异性,即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列, 切割特定位点。
(5)切割方式
错位切：产生两个相同的黏性末端 平切：形成平末端
(6)切割部位：磷酸二酯键
提醒
①切割的化学键为磷酸二酯键。
②在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶, 目的是产生相同的黏性末端。 ③将一个基因从 DNA 分子上切割下来 ,产生两个切口 , 同时形成 四个粘性末端 , 切割载体产生一个切口，形成两个粘性末端。 ④不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末 端都相同,同一个DNA分子用不同的限制酶产生的
(2)将目的基因导入动物细胞 显微 注射技术。 ①方法： ②操作程序：将含有目的基因的表达载体提纯→ 取卵→获得 受精卵→显微注射→早期胚胎培养→ 胚胎移植→发育成为具有新性状的动物。 (3)将目的基因导入微生物细胞 ①微生物作为受体细胞特点：个体微小，代谢旺 繁殖速度快 ，获得目的基因产物多。 盛， 2＋ 用 Ca ②转化： 处理细胞―→感受态细胞―→重 组表达载体ＤＮＡ分子与感受态细胞混合―→促进感受 态细胞吸收DNA分子。 提醒 唯一不涉及到碱基互补配对的操作步骤。
基因工程的工具ppt课件
基因工程
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切” 和“拼接”， 对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内 进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人 类所需要的新的生物类型和生物产品。
基础理论 和技术的发展 催生了基因工程
DNA重组技术的基本工具
③分类：E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
二者在性质 上的区别
基因的针线——DNA连接酶
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(形成磷酸二酯键)， 这样一个重组的DNA分子就形成了。
（3）运载体
为什么 要具备 这些条件
①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件： 能在宿主细胞内复制，并稳定地保存有多 个限制酶切点，与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选 对受体细胞无害 ③举例：质粒（常用）、噬菌体和动植物 病毒
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
（1）限制酶
与我们学过的 DNA酶相同吗？
①分布：主要在原核生物中。
作用是什么
②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序列，
切割特定切点。
切断的是什么键
识别序列的特点
③结果：产生黏性未端和平末端
两者的区别答案：（1）从基因中获取 化学合成（人工合成）（2）限 制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶（连接酶） （3）质粒 小型环状（双链环状、环状） （4）低 筛选 （5）氨基酸
练习
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
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切” 和“拼接”， 对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内 进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人 类所需要的新的生物类型和生物产品。
基础理论 和技术的发展 催生了基因工程
DNA重组技术的基本工具
③分类：E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
二者在性质 上的区别
基因的针线——DNA连接酶
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(形成磷酸二酯键)， 这样一个重组的DNA分子就形成了。
（3）运载体
为什么 要具备 这些条件
①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件： 能在宿主细胞内复制，并稳定地保存有多 个限制酶切点，与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选 对受体细胞无害 ③举例：质粒（常用）、噬菌体和动植物 病毒
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
（1）限制酶
与我们学过的 DNA酶相同吗？
①分布：主要在原核生物中。
作用是什么
②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序列，
切割特定切点。
切断的是什么键
识别序列的特点
③结果：产生黏性未端和平末端
两者的区别答案：（1）从基因中获取 化学合成（人工合成）（2）限 制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶（连接酶） （3）质粒 小型环状（双链环状、环状） （4）低 筛选 （5）氨基酸
练习
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
时基因工程的基本工具优秀课件
考点二 基因工程的操作工具 1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (2)化学本质：蛋白质。
(3)作用 催化作用,所以可重复利用
可用于DNA的切割获取目的基因和载体的切割 (4)作用特点：特异性,即限制酶可识别特定的脱
氧核苷酸序列,切割特定位点。
(5)切割方式
建”的环境。 (2)优点 ①与杂交育种相比：克服远缘杂交不亲和障碍。 ②与诱变育种相比：定向改造生物性状。 (3)操作水平：分子水平。 (4)原理: 基因重组。 (5)本质:甲(供体提供目的基因) 乙(受体表达目的基 因), 即基因未变、合成蛋白质未变,只是合成场所的转 移。
2.基因工程的基本原理和理论基础概括如下图
错位切：产生两个相同的黏性末端 平切：形成平末端
提醒 ①切割的化学键为磷酸二酯键。 ②在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶, 目的是产生相同的黏性末端。 ③将一个基因从DNA分子上切割下来,需要2个限制 酶,同时产生4个黏性末端。 ④不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末 端都相同,同一个DNA分子用不同的限制酶产生的 黏性末端不相同。
体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把 环打开接纳外源DNA片段,又不会丢失自己的片段。 ④注意与细胞膜上载体的区别,两者的化学本质和 作用都不相同。 ⑤质粒能自我复制,既可在自身细胞、受体细胞； 也可在体外复制。
⑥基因工程中有3种工具,但工具酶只有2种。 ⑦受体细胞中常用植物受精卵或体细胞(经组织培 养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物——大 肠杆菌、酵母菌等,但要合成糖蛋白、有生物活性的 胰岛素则必需用真核生物酵母菌——需内质网、高 尔基体的加工、分泌。一般不用支原体,原因是它营 寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟红细胞,原因是它 无细胞核,不能合成蛋白质。
1.1基因工程的工具ppt
不论哪种限制酶：切割的特 定序列一般是回文序列（两 链正反读序列一致）
思考1:同一种限制酶切割不同生物DNA会如何? 乙生物 甲生物
思考2:限制酶切割的不是氢键,是什么键?什 么叫磷酸二酯键？
磷 酸 二 酯 键
结论:限制酶切割 的是磷酸二酯键, 不是氢键
5
A
1
4
3 2
5 4 3
T
1
2
思考3 要想获得某个特定性状的基因片段，必 须要用限制酶切断几个磷酸二酯键？可产生几个 黏性末端？
与载体（DNA)结合
导入
棉花细胞(含抗虫基因) 培育 棉花植株(有抗虫特性)
通过观察抗虫棉的培育过程，你认为关 键的步骤是什么？
小结：基因工程培育抗虫棉的关键步骤
及需要的工具：
关键步骤一： 苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接 基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三： 抗虫基因导入受体(棉花)细胞 基因的运载工具——运载体
一].运载体DNA必须具备的条件
1）能在宿主细胞中复制.稳定地保存 便于稳定的表达 2）必有一个或多个限制酶切点 便目的基因插入 3）具标记基因 便于鉴定和选择 (抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。) 4) 必是安全的,对受体细胞无害 5) 大小应适合 便提取和体外操作
二].常用的运载体主要有两类：
目的基因 插入位点
有切割位点： 便于限制酶识 别、切割
能复制并带着插 入的目的基因一 起复制
抗青霉素基因
复制原点
基础练习：
1.限制性核酸内切酶-----”分子手术刀”
原核 生物中分离出来的. (1)主要来源:从______ (2)特点:能够识别DNA特定的核苷酸序列,切开两个 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 . _______之间的_________
时基因工程的基本工具和基本操作程序新人教版PPT课件
是否需模板
不需要
需要
连接DNA 链
作用过程
作用结果
双链
单链
将单个核苷酸加到已 在两个DNA片段之 存在的核酸片段的3′
间形成磷酸二酯键 端的羟基上,形成磷酸 二酯键
将两个 DNA片段 连接成重组 DNA
分子
合成新的DNA分子
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)类型最常用载体:质粒 其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等
DNA复制
相 原理 同 原料 点 条件
DNA复制(碱基互补配对) 四种游离的脱氧核苷酸 模板、ATP、酶、原料、引物
解旋 方式
DNA在高温下变性解旋
解旋酶催化
不 同
场所
体外复制(PCR扩增仪)
主要在细胞核内
点 酶 热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合酶
结果
在短时间内形成大量的DNA 片段
第十单元 现代生物科技专题
第41课时 基因工程的基本工具和基 本操作程序
高频考点突破
考点一 基因工程的概念理解和理论基础 1.基因工程的概念理解
(1)操作环境：体外——关键步骤“表达载体的构 建”的环境。
(2)优点 ①与杂交育种相比：克服远缘杂交不亲和障碍。 ②与诱变育种相比：定向改造生物性状。 (3)操作水平：分子水平。 (4)原理:基因重组。 (5)本质:甲(供体提供目的基因) 乙(受体表达 目的基因),即基因未变、合成蛋白质未变,只是合 成场所的转移。
将含有目的基因的表达载体提纯→ 取卵→获得受精卵→显微注射→早 期胚胎培养→胚胎移植→发育成为 具有新性状的动物
用Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组 表达载体DNA分子与感受态细胞混合 →感受态细胞吸收
基因工程基本工具ppt课件
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
G
A ATT
CT T A A
G
精选PPT课件
22
DNA连接酶
DNA聚合酶
连接DNA链 双链
单链
连接部位
在两DNA片段之间 将单个核苷酸加 形成磷酸二酯键 到已存在的核酸
片段的3’末端 的羟基上，形成 磷酸二酯键
精选PPT课件
23
三、 “分子运输车” —基因进入受体细胞的载体：
◊ 是否属于可遗传的变异？
精选PPT课件
5
• 基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
普通棉花(无抗虫特性)
提取
与运载体DNA拼接
抗虫基因
导入
棉花细胞(含抗虫基因)
棉花植株(有抗虫特性)
• 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？
精选PPT课件
6
• 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌
38
精选PPT课件
39
精选PPT课件
40
精选PPT课件
41
精选PPT课件
42
精选PPT课件
43
精选PPT课件
44
精选PPT课件
45
精选PPT课件
46
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
精选PPT课件
47
此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！ 部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！感谢你的观看！
(3)具有某些标记基因，以便进行筛选
（4）结构简单,独立于细菌外的DNA
精选PPT课件
26
目前常用 的两类运 载体
1.细菌的质粒，它是细菌染色体 DNA以外的小型环状DNA(一般 有1-200kb，kb为千碱基对)， 有的细菌只有一个，有的细菌有 多个
高中生物选修三专题一11基因工程的基本工具 PPT
基序列 B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键 C．限制酶一般不切割自身的DNA分
子，只切割外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中
2、基因工程的载体，必须具备的条件及 理由是( )
A、能够在宿主细胞中A 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，以便于目的基
因的表达 C．具有某些标记基因，以便为目的基因
高中生物选修三专题一11基因工程的基本工 具 PPT
问题引领 1、基因工程的定义 2、基因工程的三种工具名称 3、限制酶的来源、种类、作用、结果 4、DNA连接酶的种类、作用 5、质粒的特点、标记基因的作用 6、载体必备的5个条件、种类
基因工程的概念
基因工程概念的分析
DNA重组技术 生物体外 基因
的表达提供条件 D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，
以便于进行筛选
3、质粒是基因工程最常见的载体，它的
主要特点是( )
C
①能自主复制 ②不能自主复制
③大小合适 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA
⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A、①③⑤⑦ B、②④⑥
C、①③⑥⑦ D、②③⑥⑦
()
三、载体——“分子运输车”
1、载体的作用 将 目的基因 转移到受体细胞中去。
2、常用的载体 质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
3、作为载体必须具备的5个条件
练习：1、画出一个载体模式图 2、P7“思考与探究”的第2-4题
课堂巩固
C 1、关于限制酶的说法中，正确的是 A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱
DNA分子水平 基因重组
人类需要的生物类型和生物产品
DNA重组技术的基本工具
“分子手术刀”-- 限制性核酸内切酶 “分子缝合针”-- DNA连接酶 “分子运输车”-- 载体
子，只切割外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中
2、基因工程的载体，必须具备的条件及 理由是( )
A、能够在宿主细胞中A 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，以便于目的基
因的表达 C．具有某些标记基因，以便为目的基因
高中生物选修三专题一11基因工程的基本工 具 PPT
问题引领 1、基因工程的定义 2、基因工程的三种工具名称 3、限制酶的来源、种类、作用、结果 4、DNA连接酶的种类、作用 5、质粒的特点、标记基因的作用 6、载体必备的5个条件、种类
基因工程的概念
基因工程概念的分析
DNA重组技术 生物体外 基因
的表达提供条件 D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，
以便于进行筛选
3、质粒是基因工程最常见的载体，它的
主要特点是( )
C
①能自主复制 ②不能自主复制
③大小合适 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA
⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A、①③⑤⑦ B、②④⑥
C、①③⑥⑦ D、②③⑥⑦
()
三、载体——“分子运输车”
1、载体的作用 将 目的基因 转移到受体细胞中去。
2、常用的载体 质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
3、作为载体必须具备的5个条件
练习：1、画出一个载体模式图 2、P7“思考与探究”的第2-4题
课堂巩固
C 1、关于限制酶的说法中，正确的是 A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱
DNA分子水平 基因重组
人类需要的生物类型和生物产品
DNA重组技术的基本工具
“分子手术刀”-- 限制性核酸内切酶 “分子缝合针”-- DNA连接酶 “分子运输车”-- 载体
选修三基因工程的基本操作工具ppt
棉花细胞(含毒蛋白基因) 棉花植株(有抗虫特性)
1、基因工程培育抗虫棉的关键步骤是什么？ 2、解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌 细胞内提取出来
关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制酶
关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接
关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶
质粒是基因 工程常用的载体， 是独立于染色体 之外、能自主复 制的小型环状DNA 分子，对宿主细 胞没有影响，主 要存在于细菌和 酵母菌体内。其 中最常用的是大 肠杆菌质粒。
在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都 人工改造 的 天然质粒 基础上进行过___________ 是在 __________
练习答案
2和7能连接形成…ACGT… …TGCA…； 4和8能连接形成…GAATTC… …CTTAAG…； 3和6能连接形成…GCGC… …CGCG…； 1和5能连接形成…CTGCAG… …GACGTC…。
DNA 重组技术的基本工具
限制酶 “分子手术刀” ── “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
2、作用部位：
磷酸二酯键
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1、种类：
E· coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶的作用过程
点击播放
思考
1、限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性 末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时， 所用DNA连接酶是否可以不加选择？
分类
E.coli DNA连接酶
转入了鱼抗冻 基因的番茄
转入了海蜇绿色荧光蛋白 基因的荧光鼠
胰岛素的大规模生产
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
拟核DNA之外，并且具有自我复制能力的很小的 双链环状DNA分子 4. 4、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 5. 5、质粒的存在对宿主细胞无影响； 6. 6、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
巩固练习
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
具备的条件： 具有多个限制酶切点
具有某些标记基因
种
类： 质粒、噬菌体和动植物病毒
最常用运载体：质粒
• 大肠杆菌的质粒：
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 宿主细粒是基因工程中最常用的运载体； 2. 2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 3. 3、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌
C、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
巩固练习
2）下列不是基因载体具备的条件的是
A、能自我 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
巩固练习
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
限制酶切割ＤＮＡ分子示意图：
GA ATTC CT TAAG
G
A ATTC
CT TAA
G
• 什么叫黏性末端？
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。
切割DNA分子时产生的两种不同末端
黏性末端
平末端
• 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制 酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
专题1 基因工程
• 1.1 DNA重组技术的基本工具
一、基因工程的概念
1、概念： 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,
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,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生 物产品.又叫做DNA的重组技术 .
2、含义
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
• 基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶连接形成 磷酸二酯键
用相同的限制 性内切酶切割
目的基因
思考：
（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要
连接几个磷酸二酯键？ ２个
（２）用限制酶切下一个特定基因要切断几个
磷酸二酯键？
４个
３、分子运输车——运载体
作
用： 将外源基因送入受体细胞。
能在宿主细胞内复制并稳定地保存
2、分子缝合针——DNA连接酶
连接的部位： 磷酸二酯键（ “梯子”的扶手处）， 不是氢键（ “梯子”的踏板处）
作用: 将双链DNA片断缝合起来，恢复被限制酶 切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
E.coliDNA连接酶（来自大肠杆菌只能连接黏性末端）
种 类：
T4DNA连接酶（来自噬菌体可连接粘性末端和平末端）
B、 限制性核酸内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
要切两个切口，产生四个黏性末端。
• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的 黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的 DNA分子了。
一种限制酶只能识别一种特定 的核苷酸序列，并在每一条链中 特定部位的两个核苷酸之间的磷 酸二酯键断开。 （断开的不是氢键）
生物体外 基因 ＤＮＡ分子水平
剪切 拼接 导入 检测与表达 人类需要的新的生物类型和生物产 品
3、实 质
基因重组
例基因工程培育抗虫棉的简要过程
苏云金芽孢杆菌 (有抗虫特性)
普通棉花(无抗虫特性)
提取
与运载体DNA拼接 抗虫基因
导入
棉花细胞(含抗虫基因)
棉花植株(有抗虫特性)
二、基因操作的工具
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
1、 分子手术刀——限制性内切酶
• 分布：主要在原核生物中 • 作用：识别双链DNA分子某种特定核苷酸 序，并且将特定部位的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键断开 • 特点：识别序列和酶切位点的专一性 • 结果：产生黏性未端或平末端 • 举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开
基因决定性状
青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素
豆科植物的根瘤能 够固定空气中的氮
家蚕能够吐出蚕 丝为人类利用
定向基因改造设想 :
设想一 设想二
能否让禾本科的植物也能够固定 空气中的氮？
能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想三 能否让微生物产生出人的胰岛素、 干扰素等珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于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。
巩固练习
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
具备的条件： 具有多个限制酶切点
具有某些标记基因
种
类： 质粒、噬菌体和动植物病毒
最常用运载体：质粒
• 大肠杆菌的质粒：
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 宿主细粒是基因工程中最常用的运载体； 2. 2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 3. 3、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌
C、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
巩固练习
2）下列不是基因载体具备的条件的是
A、能自我 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
巩固练习
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
限制酶切割ＤＮＡ分子示意图：
GA ATTC CT TAAG
G
A ATTC
CT TAA
G
• 什么叫黏性末端？
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。
切割DNA分子时产生的两种不同末端
黏性末端
平末端
• 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制 酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
专题1 基因工程
• 1.1 DNA重组技术的基本工具
一、基因工程的概念
1、概念： 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,
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,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生 物产品.又叫做DNA的重组技术 .
2、含义
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
• 基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶连接形成 磷酸二酯键
用相同的限制 性内切酶切割
目的基因
思考：
（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要
连接几个磷酸二酯键？ ２个
（２）用限制酶切下一个特定基因要切断几个
磷酸二酯键？
４个
３、分子运输车——运载体
作
用： 将外源基因送入受体细胞。
能在宿主细胞内复制并稳定地保存
2、分子缝合针——DNA连接酶
连接的部位： 磷酸二酯键（ “梯子”的扶手处）， 不是氢键（ “梯子”的踏板处）
作用: 将双链DNA片断缝合起来，恢复被限制酶 切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
E.coliDNA连接酶（来自大肠杆菌只能连接黏性末端）
种 类：
T4DNA连接酶（来自噬菌体可连接粘性末端和平末端）
B、 限制性核酸内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
要切两个切口，产生四个黏性末端。
• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的 黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的 DNA分子了。
一种限制酶只能识别一种特定 的核苷酸序列，并在每一条链中 特定部位的两个核苷酸之间的磷 酸二酯键断开。 （断开的不是氢键）
生物体外 基因 ＤＮＡ分子水平
剪切 拼接 导入 检测与表达 人类需要的新的生物类型和生物产 品
3、实 质
基因重组
例基因工程培育抗虫棉的简要过程
苏云金芽孢杆菌 (有抗虫特性)
普通棉花(无抗虫特性)
提取
与运载体DNA拼接 抗虫基因
导入
棉花细胞(含抗虫基因)
棉花植株(有抗虫特性)
二、基因操作的工具
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
1、 分子手术刀——限制性内切酶
• 分布：主要在原核生物中 • 作用：识别双链DNA分子某种特定核苷酸 序，并且将特定部位的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键断开 • 特点：识别序列和酶切位点的专一性 • 结果：产生黏性未端或平末端 • 举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开
基因决定性状
青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素
豆科植物的根瘤能 够固定空气中的氮
家蚕能够吐出蚕 丝为人类利用
定向基因改造设想 :
设想一 设想二
能否让禾本科的植物也能够固定 空气中的氮？
能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想三 能否让微生物产生出人的胰岛素、 干扰素等珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于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。