上课基因工程及其科学应用
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• DNA片段的连接工具（基因“针线”） ——DNA连接酶
• 基因转移工具（基因“运载体”） ——基因进入受体细胞的运载体
上课基因工程及其科学应用
1、基因的
“ ” 指“ 限制性核酸内切酶 ”
特点: 一种限制酶只能识别一种特定的
核苷酸序列,并在特定切点切割
这个特点说明了：酶具有专一性
上课基因工程及其科学应用
上课基因工程及其科学应用
用同种限制 性内切酶切 断的质粒
目的基因
上课基因工程及其科学应用
导入细胞内
运载体特点： 1能够在宿主细胞内复制并稳
定保存； ２具有多个限制酶切点以便
与外源基因相连； ３具有标志基因，便于进行
筛选．
上课基因工程及其科学应用
三、基因工程基本步骤
1、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合
相同点：都是通过形成磷酸二酯键连接起来 思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？
上课基因工程及其科学应用
目的基因
3、基因工程的
A、常用 质粒、噬菌体和动、植物 的运载体： 病毒等
上课基因工程及其科学应用
质粒存在于许 多细菌和酵母 菌等生物中, 是拟核或细胞 核外能够自主 复制的很小的 环状DNA分子.
上课基因工程及其科学应用
• 培育转基因大肠杆菌的简要过程：
供体细胞
目的基因 受体细胞 获得新性状
（人的细胞）
（大肠杆菌）
上课基因工程及其科学应用
DNA重组技术的基本工具
基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、 拼接等操作，最少需要以下三种专门工具：
• 准确切割DNA的工具（基因“剪刀”） ——限制性内切酶
上课基因工程及其科学应用
限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列：
限制酶EcoRI
G AAT T C C T TA A G
G
AAT T C
C T TAA
G
黏性末端
限制酶SmaI
CCC GGG
CCC GGG
GGGCCC
GGG CCC
平末端
上课基因工程及其科学应用
限制性核酸内切酶作用的是DNA分子中的什么键？
抗虫基因作物的意义：
减少农药的用量，降低了生产的成 本，减少了农药对环境的污染。
上课基因工程及其科学应用
获得高产、稳产和具有 优良品质的农作物和具 有抗逆性的作物新品种。
转鱼抗寒基因 的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜上课椒基因工程及其科学应用
转基因大豆 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
上课基因工程及其科学应用
上课基因工程及其科学应用
能产生人胰岛素的大肠杆菌 上课基因工程及其科学应用
第二节 《基因工程及其应用》
上课基因工程及其科学应用
一、基因工程的原理
基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种 生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
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
上课基因工程及其科学应用
A：紫外光照射下的转
B：转没有绿色荧光
绿色荧光蛋白的 Eustoma
蛋白的空质粒的花，
(Lisianthus) 花。
上课基因工程及其科学应用
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
上课基因工程及其科学应用
2、基因工程与药物研制
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
上课基因工程及其科学应用
导入
3、将目的基因导入受体细胞
扩增
4、目的基因的监测与鉴定
上课基因工程及其科学应用
目的基因的检测与鉴定
大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细 胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否 有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有 表达产物的进一步培养、研究。
1、“基因剪刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
例如:EcoRI限制酶，专一识别GAATTC序 列，并在G和A之间将序列切开。
G AAT T C C TTAAG
上课基因工程及其科学应用
• 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。
接的DNA骨架的缺口“缝合”。
连接的部位： 生成磷酸二酯键
上课基因工程及其科学应用
连接磷酸二酯键
G
C
A
T
A
Hale Waihona Puke Baidu
T
T
A
T
A
C
G
上课基因工程及其科学应用
DNA聚合酶和DNA连接酶有何异同点？
不同点： 连接酶：将DNA片段间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。
聚合酶：以一条DNA为模板，将一个一个核苷酸 连接起来
G
C
A
T
P
G
A
T
T
A
P
A
T
A
磷酸二酯键
C
G
即脱氧核糖、磷
G
酸之间的连接 C 上课基因工程及其科学应用
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏 性末端
CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
目的基因 ACGAATTCCGTAG AATTCCCATT TGCTTAAGGCATCTTAA GGGTAA
上课基因工程及其科学应用
DNA连接酶的作用是：
A.子链和母链之间形成氢键 B.黏性末端之间形成氢键 C.两个DNA末端间的缝隙连接 D.A、B、C都对
C
上课基因工程及其科学应用
四、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种 培育抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草 剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性 基因转移到作物体内，将从根本上改 变作物的特性。如转基因抗虫棉。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
上课基因工程及其科学应用
无表达产物
（2006.台州质检）下列是由限制酶切割形 成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们
恢复连接的组合是 A
①…CTGCA …G
②…G …CTTAA
A. ①③；②④ C. ①④；②③
③
G…
ACGTC…
④ AATTC… G…
B. ①②；③④ D.以上都不对
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有 相同的黏性末端，碱上课基基因工能程及其够科学应通用 过互补进行配对。
一、基因工程的原理
2、“基因针线”——DNA连接酶 连
GCATTACGAT接酶TAGCTATAATATCGCGGCTAATGCTATAATATCGCGCGTAATAT 连接酶的作用：将脱氧核糖和磷酸交替连
• 基因转移工具（基因“运载体”） ——基因进入受体细胞的运载体
上课基因工程及其科学应用
1、基因的
“ ” 指“ 限制性核酸内切酶 ”
特点: 一种限制酶只能识别一种特定的
核苷酸序列,并在特定切点切割
这个特点说明了：酶具有专一性
上课基因工程及其科学应用
上课基因工程及其科学应用
用同种限制 性内切酶切 断的质粒
目的基因
上课基因工程及其科学应用
导入细胞内
运载体特点： 1能够在宿主细胞内复制并稳
定保存； ２具有多个限制酶切点以便
与外源基因相连； ３具有标志基因，便于进行
筛选．
上课基因工程及其科学应用
三、基因工程基本步骤
1、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合
相同点：都是通过形成磷酸二酯键连接起来 思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？
上课基因工程及其科学应用
目的基因
3、基因工程的
A、常用 质粒、噬菌体和动、植物 的运载体： 病毒等
上课基因工程及其科学应用
质粒存在于许 多细菌和酵母 菌等生物中, 是拟核或细胞 核外能够自主 复制的很小的 环状DNA分子.
上课基因工程及其科学应用
• 培育转基因大肠杆菌的简要过程：
供体细胞
目的基因 受体细胞 获得新性状
（人的细胞）
（大肠杆菌）
上课基因工程及其科学应用
DNA重组技术的基本工具
基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、 拼接等操作，最少需要以下三种专门工具：
• 准确切割DNA的工具（基因“剪刀”） ——限制性内切酶
上课基因工程及其科学应用
限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列：
限制酶EcoRI
G AAT T C C T TA A G
G
AAT T C
C T TAA
G
黏性末端
限制酶SmaI
CCC GGG
CCC GGG
GGGCCC
GGG CCC
平末端
上课基因工程及其科学应用
限制性核酸内切酶作用的是DNA分子中的什么键？
抗虫基因作物的意义：
减少农药的用量，降低了生产的成 本，减少了农药对环境的污染。
上课基因工程及其科学应用
获得高产、稳产和具有 优良品质的农作物和具 有抗逆性的作物新品种。
转鱼抗寒基因 的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜上课椒基因工程及其科学应用
转基因大豆 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
上课基因工程及其科学应用
上课基因工程及其科学应用
能产生人胰岛素的大肠杆菌 上课基因工程及其科学应用
第二节 《基因工程及其应用》
上课基因工程及其科学应用
一、基因工程的原理
基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种 生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
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
上课基因工程及其科学应用
A：紫外光照射下的转
B：转没有绿色荧光
绿色荧光蛋白的 Eustoma
蛋白的空质粒的花，
(Lisianthus) 花。
上课基因工程及其科学应用
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
上课基因工程及其科学应用
2、基因工程与药物研制
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
上课基因工程及其科学应用
导入
3、将目的基因导入受体细胞
扩增
4、目的基因的监测与鉴定
上课基因工程及其科学应用
目的基因的检测与鉴定
大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细 胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否 有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有 表达产物的进一步培养、研究。
1、“基因剪刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
例如:EcoRI限制酶，专一识别GAATTC序 列，并在G和A之间将序列切开。
G AAT T C C TTAAG
上课基因工程及其科学应用
• 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。
接的DNA骨架的缺口“缝合”。
连接的部位： 生成磷酸二酯键
上课基因工程及其科学应用
连接磷酸二酯键
G
C
A
T
A
Hale Waihona Puke Baidu
T
T
A
T
A
C
G
上课基因工程及其科学应用
DNA聚合酶和DNA连接酶有何异同点？
不同点： 连接酶：将DNA片段间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。
聚合酶：以一条DNA为模板，将一个一个核苷酸 连接起来
G
C
A
T
P
G
A
T
T
A
P
A
T
A
磷酸二酯键
C
G
即脱氧核糖、磷
G
酸之间的连接 C 上课基因工程及其科学应用
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏 性末端
CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
目的基因 ACGAATTCCGTAG AATTCCCATT TGCTTAAGGCATCTTAA GGGTAA
上课基因工程及其科学应用
DNA连接酶的作用是：
A.子链和母链之间形成氢键 B.黏性末端之间形成氢键 C.两个DNA末端间的缝隙连接 D.A、B、C都对
C
上课基因工程及其科学应用
四、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种 培育抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草 剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性 基因转移到作物体内，将从根本上改 变作物的特性。如转基因抗虫棉。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
上课基因工程及其科学应用
无表达产物
（2006.台州质检）下列是由限制酶切割形 成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们
恢复连接的组合是 A
①…CTGCA …G
②…G …CTTAA
A. ①③；②④ C. ①④；②③
③
G…
ACGTC…
④ AATTC… G…
B. ①②；③④ D.以上都不对
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有 相同的黏性末端，碱上课基基因工能程及其够科学应通用 过互补进行配对。
一、基因工程的原理
2、“基因针线”——DNA连接酶 连
GCATTACGAT接酶TAGCTATAATATCGCGGCTAATGCTATAATATCGCGCGTAATAT 连接酶的作用：将脱氧核糖和磷酸交替连