DNA重组技术的基本工具知识点
原创15：1.1 DNA重组技术的基本工具
不便操作。
3.基因进入受体细胞的运载——”分子运输车”
常用的运载体主要有两类： 1）细菌质粒 2）噬菌体或某些动植物病毒
质粒：
质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位， 包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的DNA分子。 现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中 核以外的DNA分子。
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作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源 基因(抗虫基因)进行大量复制。
• 作为运载体必须具备哪些条件？
1）能够在宿主细胞中稳定地保存并大量复制。 2）载体DNA必须有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因相接。 3）具有某些标记基因，便于进行筛选。
如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。 4) 载体DNA必须是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除
1.1 DNA重组技术的基本工具
不
能
发
设想
光 的
能否让热带鱼也能发光?
热
带
斑
马
鱼
能
发
光
的
水
母
能产生人胰岛素的大肠杆菌
基因工程
（一）基因工程的概念
• 什么叫基因工程？
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。 该技术是在生物体外，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。
限制酶
限制酶
• 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。
课件6：1.1 DNA重组技术的基本工具
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
1、限制性核酸内切酶（限制酶）—“分子手术刀” （1）来源:主要从原核生物中分离出来。
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
1、限制性核酸内切酶（限制酶）—“分子手术刀” （2）作用
识别双链DNA分子 的某种特定核苷酸 序列，并且使每一 条链中特定部位的 两个核苷酸之间的 磷酸二酯键断开。
六核苷酸，平端切口
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
1、限制性核酸内切酶（限制酶）—“分子手术刀” （4）结果
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
2、DNA连接酶—“分子缝合针”
与DNA有关的四种酶
酶的种类
作用底物
限制酶
DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA解旋酶
Alu I
‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥
Bam H I
‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥
四核苷酸，平端切口 六核苷酸，粘端切口
Bgl I Eco R I
‥ ‥A G A T C T ‥‥ ‥ ‥T C T A G A ‥‥
‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥
形成单链DNA
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（1）载体的作用 （2）载体需要具备的 条件 （3）常见的载体
重组质粒
1.1 DNA重组技术的基本工具（工欲善其事，必先利其器）
3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（1）载体的作用
DNA重组技术的基本工具
DNA重组技术的基本工具DNA重组技术是一种重要的分子生物学技术，用于改变基因组中的DNA序列，使之具有特定的功能。
这项技术的应用范围广泛，可以在基础研究、医学诊断、药物开发等领域发挥重要作用。
DNA重组技术的基本工具包括DNA片段的制备、限制性内切酶、DNA连接酶、质粒和载体等。
首先，DNA片段的制备是DNA重组技术的第一步。
通过PCR（聚合酶链反应）或限制性内切酶切割，可以从某个DNA源中获取特定的DNA片段。
PCR是一种体外扩增技术，可以将特定的DNA序列进行快速放大。
限制性内切酶是一类特殊的酶，可以识别特定的DNA序列并在该序列上切割DNA链。
通过PCR和限制性内切酶的组合应用，可以制备出需要的DNA片段。
其次，限制性内切酶是DNA重组技术中的重要工具之一。
限制性内切酶可以特异性地切割DNA链，并产生一定的粘性或平滑的DNA末端。
这些末端的特性决定了DNA片段连接的方式。
常用的限制性内切酶有EcoRI、BamHI、HindIII等。
当两个DNA片段具有相同的限制性内切酶切割位点时，它们可以通过限制性内切酶的连接来形成一个新的DNA分子。
接下来，DNA连接酶也是DNA重组技术中必不可少的工具之一。
DNA连接酶能够将两个DNA片段在适当的条件下连接在一起。
常用的DNA连接酶有T4 DNA连接酶和DNA聚合酶。
通过合适的实验条件和适当的连接酶，可以使两个DNA片段有效地连接成为一个整体。
此外，质粒和载体也是DNA重组技术中的重要工具。
质粒是一种小环状DNA分子，在细菌细胞中存在，并能自我复制。
载体则是质粒或其他DNA分子，用于携带所需的DNA片段。
通过将需要插入的DNA片段连接到载体上的限制性内切酶切割位点上，并将该载体转化至宿主细胞中，就可以实现外源DNA的导入。
在实际应用中，DNA重组技术的基本工具往往是共同配合使用的。
通过PCR或限制性内切酶的组合，可以制备出所需的DNA片段；通过限制性内切酶的连接和DNA连接酶的应用，可以将不同的DNA片段连接起来形成一个新的DNA分子；通过质粒和载体的应用，可以将需要插入的DNA片段导入到宿主细胞中实现转化。
高中生物人教版选修三同步导学：1.1 DNA重组技术的基本工具(理解+掌握+应用)
1．1DNA重组技术的基本工具1．基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间的基因重组。
2．不同生物基因能拼接在一起的理论基础是DNA分子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结构。
3．外源DNA导入受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
4．限制性核酸内切酶的作用特点是识别双链DNA分子特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割。
5．限制酶和DNA连接酶的作用部位都是两个核苷酸间的磷酸二酯键。
6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
基因工程的概念及其诞生与发展[自读教材·夯基础]1．基因工程的概念2．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的重大突破：①DNA是遗传物质的证明；②DNA双螺旋结构和中心法则的确立；③遗传密码的破译。
(2)技术发明使基因工程的实施成为可能：①基因转移载体和工具酶相继发现；②DNA合成和测序技术的发明；③DNA体外重组得到实现及重组DNA表达实验获得成功。
(3)基因工程的发展与完善：1983年，世界第一例转基因烟草培养成功，基因工程进入迅速发展阶段。
1988年PCR 技术的发明，使基因工程进一步发展和完善。
1．通过分析基因工程的概念，讨论基因工程的原理是什么。
提示：基因重组。
2．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量生产人胰岛素。
请分析人胰岛素基因能在大肠杆菌体内表达的理论基础是什么。
提示：生物共用一套遗传密码。
[跟随名师·解疑难]1．对基因工程概念的理解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→连接→导入→表达定向地改造生物的遗传性状2．基因工程的原理和理论基础(1)原理：基因重组。
(2)理论基础：①拼接：不同生物DNA的基本组成单位相同，都是4种脱氧核苷酸；空间结构相同，都是规则的双螺旋结构。
②表达：生物界共用一套遗传密码，相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。
基因工程操作的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离出来。
《DNA 重组技术的基本工具》 知识清单
《DNA 重组技术的基本工具》知识清单DNA 重组技术是现代生物技术的核心之一，它使得我们能够按照人类的意愿对生物的遗传信息进行改造和重组。
要实现这一目标，离不开一系列的基本工具。
下面就让我们来详细了解一下这些重要的工具。
一、限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶是能够识别特定核苷酸序列，并在特定切点切割DNA 分子的酶。
它就像是一把精准的“分子剪刀”，能够在 DNA 链上找到特定的位置并进行切割。
限制酶的作用特点具有高度的特异性。
它们能够识别双链 DNA 分子中特定的核苷酸序列，通常这些序列具有回文结构。
比如 EcoRI 限制酶识别的序列是 GAATTC，并且在 G 和 A 之间进行切割。
限制酶的种类繁多，根据其来源不同，可以分为不同的类型。
不同的限制酶切割 DNA 后产生的末端也有所不同，主要分为黏性末端和平末端两种。
黏性末端是指在切割后产生的 DNA 片段的末端具有单链突出部分，就像“黏糊糊”的小尾巴；平末端则是指切割后产生的末端是平齐的。
限制酶在 DNA 重组技术中的作用至关重要。
通过使用特定的限制酶切割目的基因和载体，能够获得具有相同黏性末端或平末端的 DNA 片段，为后续的连接反应做好准备。
二、DNA 连接酶有了“剪刀”将 DNA 分子切割开，还需要“胶水”将它们连接起来，这就是 DNA 连接酶的作用。
DNA 连接酶能够将两个具有相同末端的 DNA 片段连接在一起，形成一个完整的 DNA 分子。
它能够催化磷酸二酯键的形成，从而将断开的 DNA 链重新连接起来。
常见的 DNA 连接酶有两种：E·coli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。
E·coli DNA 连接酶只能连接黏性末端，而 T4 DNA 连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端，但连接平末端的效率相对较低。
在 DNA 重组技术中，DNA 连接酶将切割好的目的基因和载体连接起来，构建成重组 DNA 分子。
重组DNA技术的基本工具
操作对象
操作水平 操作原理 操作结果
基因 DNA分子水平 基因重组 符合人们需要的新的生物类型和生物产品
学习任务一、基因工程的诞生和发展
目的基因
目标蛋白质
目标性状
学习任务一、基因工程的诞生和发展
学习任务一、基因工程的诞生和发展
学习任务一、基因工程的诞生和发展
1.DNA是遗传物质的证明 艾弗里等人通过肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是 DNA,还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。
AT AT
的核苷酸序列。
TA
②切割位点：使每一条链中特定部位的
TA
磷酸二酯键断开。
CG
3’
5’
学习任务二、重组DNA技术的基本工具
识别序列: 5‘-G-A-A-T-T-C- 3‘ E侧将DNA的两条链分别切开时 ，产生的是黏性末端；
学习任务二、重组DNA技术的基本工具
学习任务一、基因工程的诞生和发展
1.基因是控制生物性状的结构与功能单位 2.遗传信息传递都遵循中心法则 3.所有生物几乎共用一套遗传密码
理论基础
复 制
理论基础
1.DNA的基本组成单位相同(都是四种脱氧核苷酸) 2.都遵循碱基互补配对原则 3.DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构
学习任务二、重组DNA技术的基本工具
学习任务一、基因工程的诞生和发展
2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立 沃森和克里克：建立了DNA双螺旋结构模型。 梅塞尔松和斯塔尔：用实验证明DNA的半保留复制。 克里克：随后不久确立的中心法则，解开了DNA复制、转录和翻译过程 之谜，阐明了遗传信息流动的方向。
学习任务一、基因工程的诞生和发展
3.遗传密码的破译 尼伦伯格和马太：破译编码氨基酸的遗传密码。使人们认识到，自然 界中生物共用一套遗传密码，而且为基因的分离和合成等提供了理论 依据。
DNA重组技术的基本工具知识点优秀版
DNA重组技术的基本工具知识点优秀版1、（a）基因工程的诞生（一）基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在水平上进行设计和施工的，又叫做。
2、（a）基因工程的原理及技术原理：基因重组技术：（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶）的比较：(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4①相同点：都缝合键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的DNA连接酶能缝合，但连接平末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4的之间的效率较。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中。
②具有限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于，并具有能力的双链 DNA分子。
（3）其它载体：一．知识网络 概念：又叫DNA 重组技术，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，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品来源：主要从原核生物分离纯化限制性核酸内切酶（限制酶） 作用：识别双链DNA 中某种特定的核苷酸序列，并使特定部位的磷酸二酯键断开结果：产生黏性末端或平末端 基 来源：大肠杆菌 本 作用 ：连接黏性末端 工 来源：T 4 噬菌体 具 作用：可连接两种末端 常用载体：质粒 能在受体细胞中复制并稳定保存基因进入受体细胞的载体 必备条件 具有一至多个限制酶切点（“分子运输车”） 具有标记基因E ·coliDNA 连接酶 T 4 DNA 连接酶（“分子手术刀”） DNA 连接酶“分子缝合针” 基因工程高考生物知识点之基因突变和基因重组一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症⑴症状红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型，导致红细胞不能顺利通过毛细血管聚集在一起，红细胞破裂（溶血），造成贫血。
《DNA重组技术的基本工具》学习要点
《DNA重组技术的基本工具》学习要点DNA重组技术是现代生物技术的基石，广泛应用于基因工程、遗传学研究、医学诊断和制药等领域。
学习DNA重组技术的基本工具是理解和掌握这一领域的重要前提。
本文将从不同角度介绍DNA重组技术的基本工具，包括重组DNA构建、质粒DNA、限制酶、DNA连接酶、DNA杂交、PCR和基因克隆等。
一、重组DNA构建：1.首先需要提取目标DNA序列，可以通过酶切、PCR等方法获取。
2.选择载体DNA，可选择质粒、噬菌体、人工染色体等。
3. 将目标DNA序列与载体DNA进行连接，可通过限制酶切割与连接、Ligase连接等方式实现。
二、质粒DNA：1.质粒是常见的DNA载体，用于将外源DNA序列导入宿主细胞中。
2.质粒具有自身复制能力和表达功能，在宿主细胞内稳定存在。
3.质粒通常包含起始子、启动子、终止子、选择标记等功能元件。
三、限制酶：1.限制酶是研究DNA重组技术的重要工具，能够识别并切割DNA序列。
2.限制酶可根据目标序列的不同，产生不同类型的切割末端，如粘性末端和平滑末端。
3.限制酶具有专一性，只在特定位置切割特定序列，具有高效、快速和准确等特点。
四、DNA连接酶：1. DNA连接酶（Ligase）是一类能够连接两个断裂的DNA链的酶。
2.DNA连接酶可将两个断裂的DNA链通过加入磷酸二酯键而连接成完整的链。
3.DNA连接酶可用于连接限制酶切割的DNA片段，构建重组DNA。
五、DNA杂交：1.DNA杂交是两条DNA链通过互补碱基配对形成双链结构的过程。
2.DNA杂交可以用于在DNA序列中寻找特定的序列或检测基因的存在与否。
3. DNA杂交可以通过引物杂交、巢式PCR、Southern blot等方法实现。
六、PCR：1.PCR（聚合酶链反应）是一种体外扩增DNA的技术，用于制备大量特定DNA序列。
2.PCR需要引物、DNA模板、dNTPs和聚合酶等原料。
3.PCR分为三个步骤：变性（解开DNA双链）、退火（引物与模板互相结合）、扩增（聚合酶合成新的DNA链）。
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重组技术的基本工具
1、（a）基因工程的诞生
（一）基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在水平上进行设计和施工的，又叫做。
2、（a）基因工程的原理及技术
原理：基因重组
技术：（一）基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——
（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有
性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：
和。
2.“分子缝合针”——
DNA连接酶）的比较：
(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T
4
①相同点：都缝合键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的
DNA连接酶能缝合，但连接平末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T
4
的之间的效率较。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——
（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中。
②具有
限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立
于，并具有能力的双链 DNA分子。
（3）其它载体：
一．知识网络 概念：又叫DNA 重组技术，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，创造出 更符合人们需要的新的生物类型和生物产品
来源：主要从原核生物分离纯化 限制性核酸内切酶（限制酶） 作用：识别双链DNA 中某种特定
的核苷酸序列，并使特
定部位的磷酸二酯键断
开
结果：产生黏性末端或平末端 基 来源：大肠杆菌 本 作用 ：连接黏性末端 工 来源：T 4 噬菌体 具 作用：可连接两种末端 常用载体：质粒 能在受体细胞中复制并稳定保存 基因进入受体细胞的载体 必备条件 具有一至多个限制酶切点 （“分子运输车”） 具有标记基因
E ·coliDNA 连接酶 T 4 DNA 连接酶 （“分子手术刀”） DNA 连接酶 “分子缝合针” 基
因工程。