基因工程的基本操作工具

概念的把握
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程 剪切 → 拼接 →导入→ 表达
结果
人类需要的基因产物
特点
打破种的界限，定向改造生物
本质
基因重组
实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素
操作步骤：将人的胰岛素基因（目的 基因）转移到大肠杆菌（受体细胞） 中，通过微生物的发酵使大肠杆菌 表达人的胰岛素基因，从而获得人 的胰岛素（结果）。
的 三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体 工 种类:质粒、噬菌体、动植物病毒等
具 条件:自我复制、限制酶切点、标记基因、 安全的、大小应适合
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
菌体、动植物病毒等；最
因
早用的载体是一种环状
插 入
DNA——质粒。
位
点
一.“分子手术刀":限制性核酸内切酶
基
来源:主要来自原核生物 作用:将外来的DNA切断
因
结果:产生黏性末端或 平末端
操 二.“分子缝合针”: DNA连接酶 作 分类:E·coli DNA连接和T4 DNA连接酶
作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来
第一节 基因工程
• 主要内容：
（1）基因工程的概念 （2）基因操作的工具 （3）基因操作的基本步
骤
１. 基因工程的概念
这种技术是在生物体外，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 的基因产物。
重 播
２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性
末端连接或平口末端起来，使之成为一个完整 的DNA分子。
实质：（氢键容易结合）催化形成磷 酸二酯键。
G
C
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
“分子缝合针”——DNA连接酶
根据来源不同可分为 :
E·coli DNA连接酶
T4 DNA连接酶
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
D 6、DNA连接酶催化的反应是( )
A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键
别怕，这 都是假想 的图片
基因工程的理论铺垫
艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质 1944 沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构1953 尼伦贝格：破译遗传密码 1960 1966
1973年:美\科恩：将两种不同来源的ＤＮＡ分子进 行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，
创立了定向改造生物的新技术——基因工程
１、基因的剪刀──限制性内切酶（限制酶）
一种限制酶只能 识别一种特定的核苷 酸序列，并在特定的 位点上将DNA 分子 切断。目前已发现的 限制酶有500多种。
ห้องสมุดไป่ตู้
重播
切割位点
切割位点
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的
“黏性末端”（单链的片段）。被同一种限制酶切
断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过
4、下列关于限制酶的说法正确的是 B
A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中 很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
5、关于限制酶的说法中，正确的是（C ）
A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形 成氢键
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
3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ B D） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传
性状，培育生物新品种
B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体
在性质上两者 异同点：
两者都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复 被限制酶切开的两个核苷之间的磷酸二酯键。 但E·coli DNA连接酶只能“缝合”黏性末端不 能“缝合”平末端； 而T4 DNA连接酶既能“缝合”黏性末端又能 “缝合”平末端。
DNA连接酶与DNA聚合酶是一
回事吗？为什么？
不是一回事 相同点：都形成磷酸二酯键 不同点： 1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到 已有的核酸片段上，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 2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模 板；而DNA连接酶不需要模板。
3、基因的运输工具——运载体
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！能将目的基因送入细胞的工具就是运载体。
运载体必须同时满足 三个要求：①具有多个限 制酶切点；②能在宿主细
胞内稳定保存并复制表达；
③具有标记基因。
目
常用的载体有质粒、噬
的 基
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一 种生物的个别基因复制出来，加以修饰 改造，然后放到另一种生物的细胞里， 定向改造生物的遗传性状。
基因工程操作过程中
常用的工具和酶有哪些？ 各自的功能是什么？ 看书：P10-12
㈠ 基因操作的工具
基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、 拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进 行基因操作最少需要以下三种工具：
互补进行配对。 键 磷
实质；酸2个磷酸二酯键的断
裂
二 酯氢键会自然断裂
看P10-11
例题：-G↓AATTC解答：
①切载体： -G↓AATTC-
(1），5’---G↓ACGTC---3’ (2），-AGG↓CCT(3），- ↓ AATT- ①切载体
②切目的基因
②切目的基因： -G↓AATTC-
-G↓AATTC-CTTAA↑G-
-G↓AATTC-----G↓AATTC-CTTAA↑G-----CTTAA↑G-
-G AATTC-
-CTTAA
G-
-G AATTC----G AATTC-CTTAA G----CTTAA G-
２、基因的针线──DNA连接酶
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。