基因工程的基本工具.ppt
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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
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）
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？
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Hale Waihona Puke Baidu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。
• 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
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
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 宿主细胞内完成。
质粒的特点：
1. 1、质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
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）
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
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
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
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
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）
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？
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Hale Waihona Puke Baidu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。
• 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
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
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 宿主细胞内完成。
质粒的特点：
1. 1、质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
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）
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
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
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
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