专题一 1.1~1.2基因工程的工具及过程PPT幻灯片
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为什么能把一种生物的基因“嫁接”到 另一种生物上并成功表达？
1、大多数生物的遗传物质都是DNA，且主要为 双螺旋结构，即不同生物的DNA分子基本结 构是相同的，都遵循碱基互补配对原则 。所 以不同的生物DNA可以嫁接
2、地球上的所有生物共用一套遗传密码，所以， 一种生物的基因可以在另外一种生物体内得以 表达
DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的 缝隙“缝合”起来，
两DNA片段要具有互补 的黏性末端才能拼起来
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口， 但不能连接单链DNA！
DNA连接酶的缝合作用
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来， 但效率较低
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
问题探讨
手术刀
培育抗虫棉 需要缝哪合些针基 本工运具输?工具
自主学习
阅读课本4-5页“限制性核酸内切酶——分子 手术刀”的相关内容，填写下表
主要从原核生物中分离纯化而来
已经分离出大约4000种 1、识别双链DNA分子的某种特定核 苷酸序列 2、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。
自主学习
阅读课本第5页“分子缝合针”——DNA连接 酶的相关内容，填写下表
类型
来源 相同点
功能
差别
E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复磷 只能连接黏性末端
T4DNA连接酶
T4噬菌体
酸二酯 键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
DNA连接酶的作用
把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将 脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯 键
DNA聚合酶的作用
AATTG TTAAC
DNA聚合D酶NA聚合D酶NA聚合DN酶A聚合D酶NA聚合酶
A A
T
T
返回
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
都能催化形成磷酸二酯键
都是蛋白质
不需要
在两个DNA片 段之间形成磷 酸二酯键 形成完整的重 组DNA分子
基因工程
需要
只能将单个核苷 酸连接到已有的 DNA片段上，形 成磷酸二酯键
形成DNA的一条 链
DNA复制
自主学习
阅读课本第6页“分子运输车”——运载体 的相关内容，填写下表
载体的作用
1）作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中 2）在受体细胞内对目的基因进行大量复制
载体的必 要条件
载体的种类
1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 3）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。 4）必须是安全的 ，对受体细胞无害。 5）载体DNA 分子应大小适中，以便于提取和操作
基因工程的基本操作程序主要包括 四个基本步骤：
1）目的基因的获取 2）基因表达载体的构建 3）将目的基因导入受体细胞 4）目的基因的检测与鉴定
步骤一：目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗 病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因， 以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。
形成两种末端：黏性末端或 平末端
脱氧核苷酸的结构
5’
4’
1’
3’
2’
磷酸二酯键
5’
A
5’端
4’ 3’
5’ 4’ 3’
1’ 2’
3’,5’-磷 酸二酯 键
G
1’ 2’
3’端
3’端 5’端
限制酶的识别序列
仔细观察各限制酶 识别的特定序列有 何 特点？
限制酶所识别的序列的特点是： 呈现碱基互补对称，无论是6个 碱基还是4个碱基，都可以找到 一条中心轴线，中轴线两侧的 双链DNA上的碱基是反向对称 重复排列的 ，称为回文序列
通 的 的 基 不原在制菌利安能过 细 识 转长核，全的用长 胞 别 移将期以。生一 限的防 所物种 制期，切到其进止 以易酶防的其割所切化外 ，受御将进序识开D过来限自性外N化 列 别。程病制然工源A， 序，这分中原酶界具DN细 列或样形物在外，子A切菌 的者，成的原源当中割了侵核外D中 碱通尽不N掉一害生源含 基管过A具的，套。物D有 上细甲备N入以完中限A某 ，菌基这侵侵保善主制种 使中化种入证，的要酶限限含酶自时但防起限就制制有将身，生御到是制的会物机切细酶酶某甲酶 种割限外制源D酶N也A、不使会之使失自效身，从的而D达N到A被保切护自断身，的并 且目可的以。 防止外源DNA的入侵。
基因文库
基因组文库
部分基因文库 （如:cDNA文库）
基因组 文库与 部分基 因文库
的怎关系样从基因文库中得
到我们所需的目的基
因呢?
• 目的基因的提取方法
直接分离基因 ：鸟枪法
SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。
在G与C之 间切割
中轴线
SmaI限制酶的切割
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。
平末端
平末端
寻根问底
为你 作什能用么推是限测什制限么酶吗制不酶？剪存切在细于菌原本核身生的物D中N的A ？
一、目的基因的获取
请阅读P9第一和二两段
1、目的基因主要是指_编__码___蛋__白__质__的___结__构__基__因_ 请举出三个以上的例子
2、获取目的基因的常用方法有哪些? （1）从基因文库中获取 （2）利用PCR技术扩增 （3）人工合成
（一） 从基因文库中获取目的基因
1.基因文库
将含有某种生物不同基因的许多 DNA片断，导入到受体菌的群体中， 各个受体菌分别含有这种生物的不同 基因，称为基因文库
11
EcoRI限制酶的作用
大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC 序列，并在G和A之间切开。
在G与A之 间切割
中轴线
EcoRI限制酶的切割
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。
黏性末端
SmaI限制酶的作用
①细菌的质粒 ②病毒：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
最常用运载体——质粒
质粒——裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核
DNA）之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
有标记基因的存 在，可用含青霉 素的培养基鉴别。
能复制并带着 插入的目的基 因一起复制
有切割位点wk.baidu.com
实际上在基因
工程操作中， 真正被用作载 体的质粒，都 是在天然质粒 的基础上进行 过人工改造的。
1、大多数生物的遗传物质都是DNA，且主要为 双螺旋结构，即不同生物的DNA分子基本结 构是相同的，都遵循碱基互补配对原则 。所 以不同的生物DNA可以嫁接
2、地球上的所有生物共用一套遗传密码，所以， 一种生物的基因可以在另外一种生物体内得以 表达
DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的 缝隙“缝合”起来，
两DNA片段要具有互补 的黏性末端才能拼起来
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口， 但不能连接单链DNA！
DNA连接酶的缝合作用
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来， 但效率较低
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
问题探讨
手术刀
培育抗虫棉 需要缝哪合些针基 本工运具输?工具
自主学习
阅读课本4-5页“限制性核酸内切酶——分子 手术刀”的相关内容，填写下表
主要从原核生物中分离纯化而来
已经分离出大约4000种 1、识别双链DNA分子的某种特定核 苷酸序列 2、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。
自主学习
阅读课本第5页“分子缝合针”——DNA连接 酶的相关内容，填写下表
类型
来源 相同点
功能
差别
E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复磷 只能连接黏性末端
T4DNA连接酶
T4噬菌体
酸二酯 键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
DNA连接酶的作用
把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将 脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯 键
DNA聚合酶的作用
AATTG TTAAC
DNA聚合D酶NA聚合D酶NA聚合DN酶A聚合D酶NA聚合酶
A A
T
T
返回
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
都能催化形成磷酸二酯键
都是蛋白质
不需要
在两个DNA片 段之间形成磷 酸二酯键 形成完整的重 组DNA分子
基因工程
需要
只能将单个核苷 酸连接到已有的 DNA片段上，形 成磷酸二酯键
形成DNA的一条 链
DNA复制
自主学习
阅读课本第6页“分子运输车”——运载体 的相关内容，填写下表
载体的作用
1）作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中 2）在受体细胞内对目的基因进行大量复制
载体的必 要条件
载体的种类
1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 3）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。 4）必须是安全的 ，对受体细胞无害。 5）载体DNA 分子应大小适中，以便于提取和操作
基因工程的基本操作程序主要包括 四个基本步骤：
1）目的基因的获取 2）基因表达载体的构建 3）将目的基因导入受体细胞 4）目的基因的检测与鉴定
步骤一：目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗 病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因， 以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。
形成两种末端：黏性末端或 平末端
脱氧核苷酸的结构
5’
4’
1’
3’
2’
磷酸二酯键
5’
A
5’端
4’ 3’
5’ 4’ 3’
1’ 2’
3’,5’-磷 酸二酯 键
G
1’ 2’
3’端
3’端 5’端
限制酶的识别序列
仔细观察各限制酶 识别的特定序列有 何 特点？
限制酶所识别的序列的特点是： 呈现碱基互补对称，无论是6个 碱基还是4个碱基，都可以找到 一条中心轴线，中轴线两侧的 双链DNA上的碱基是反向对称 重复排列的 ，称为回文序列
通 的 的 基 不原在制菌利安能过 细 识 转长核，全的用长 胞 别 移将期以。生一 限的防 所物种 制期，切到其进止 以易酶防的其割所切化外 ，受御将进序识开D过来限自性外N化 列 别。程病制然工源A， 序，这分中原酶界具DN细 列或样形物在外，子A切菌 的者，成的原源当中割了侵核外D中 碱通尽不N掉一害生源含 基管过A具的，套。物D有 上细甲备N入以完中限A某 ，菌基这侵侵保善主制种 使中化种入证，的要酶限限含酶自时但防起限就制制有将身，生御到是制的会物机切细酶酶某甲酶 种割限外制源D酶N也A、不使会之使失自效身，从的而D达N到A被保切护自断身，的并 且目可的以。 防止外源DNA的入侵。
基因文库
基因组文库
部分基因文库 （如:cDNA文库）
基因组 文库与 部分基 因文库
的怎关系样从基因文库中得
到我们所需的目的基
因呢?
• 目的基因的提取方法
直接分离基因 ：鸟枪法
SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。
在G与C之 间切割
中轴线
SmaI限制酶的切割
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。
平末端
平末端
寻根问底
为你 作什能用么推是限测什制限么酶吗制不酶？剪存切在细于菌原本核身生的物D中N的A ？
一、目的基因的获取
请阅读P9第一和二两段
1、目的基因主要是指_编__码___蛋__白__质__的___结__构__基__因_ 请举出三个以上的例子
2、获取目的基因的常用方法有哪些? （1）从基因文库中获取 （2）利用PCR技术扩增 （3）人工合成
（一） 从基因文库中获取目的基因
1.基因文库
将含有某种生物不同基因的许多 DNA片断，导入到受体菌的群体中， 各个受体菌分别含有这种生物的不同 基因，称为基因文库
11
EcoRI限制酶的作用
大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC 序列，并在G和A之间切开。
在G与A之 间切割
中轴线
EcoRI限制酶的切割
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。
黏性末端
SmaI限制酶的作用
①细菌的质粒 ②病毒：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
最常用运载体——质粒
质粒——裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核
DNA）之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
有标记基因的存 在，可用含青霉 素的培养基鉴别。
能复制并带着 插入的目的基 因一起复制
有切割位点wk.baidu.com
实际上在基因
工程操作中， 真正被用作载 体的质粒，都 是在天然质粒 的基础上进行 过人工改造的。