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基因工程(公开课)

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高中生物专题一基因工程一等奖公开课ppt课件

高中生物专题一基因工程一等奖公开课ppt课件
•选修3 现代生物科技专题 •第1讲 基因工程
一、基因工程的基本工具
1．限制性核酸内切酶(简称： 限制酶 )
(1)来源：主要是从 原核 生物中分离纯化出来的。
(2)作用：识别特定的 核苷酸序列 并切开 特定的 两个核
苷酸之间的 磷酸二酯键
。
(3)结果：产生 黏性末端 或平末端。
2．DNA连接酶
常用类型 来源 功能
将含有目的基
因的表达载体 提纯→取卵(受 精卵)→显微注 射→受精卵发 育→获得具有 新性状的动物
Ca2＋处理细胞 →感受态细胞 →重组表达载 体与感受态细 胞混合→感受 态细胞吸收
DNA分子
4．目的基因的检测与鉴定
2．转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由 此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如图所 示(①至④代表过程，A 至 C 代表结构或细胞)：
(3)其他载体：λ 噬菌体衍生物、
等。
1.限制酶 MunⅠ和限制酶 EcoRⅠ的识别序列及切割位 点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如图表示四种 质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制酶的识别位点， 质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体 的质粒是( )
【答案】 A
(2)构建目的： ①使目的基因在 受体细胞
因工程 动物生产药物，用转基因动物作 器官移植 的供体
把 正常基因 导入病人体内，使其表达产物发挥作 基因治
用，从而治疗疾病，分为体内基因治疗和体外基因 疗
治疗
四、蛋白质工程
1．概念理解
(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关
系。
(2)操作： 基因修饰
或基因合成。
(3)结果：改造了现有蛋白质或制造出 新的蛋白质 。

【公开课课件】人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)

【公开课课件】人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)

免疫-抗体
蛋白质是生命活动的 主要承担者 。
蛋白质工程实例
实例一：干扰素的保存 原因:干扰素易形成二聚体,变性使活性降低。 设计:如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨 酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年。
一、蛋白质工程的崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质。
蛋白质工程能产生自然界原本不存在的 新的蛋白质。
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才 使之适应生产和使用需要的。
旁栏思考题
你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工 程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划 之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大 的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组 织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了 两项重大国际合作行动：一项是由中国科学 家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”； 另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血 浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质 组计划的帷幕。
P27/“讨论”
3、蛋白质工程的概念
是指以蛋白质分子的结构规律及其生 物功能的关系作为基础，通过基因修饰或 基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制 造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和 生活的需求。
4、蛋白质工程与基因工程的关系
蛋白质工程是在基因工程的基础上， 延伸出来的第二代基因工程，是包含多学 科的综合科技工程领域。
导入微生物细胞 ——Ca2+处理成感受态细胞
1、将目的基因导入植物细胞:
卵细胞 极核
花粉粒
花粉粒萌发
花 粉 管
花 粉 管
精子
（2）
受 精 卵
受精卵 受精极核
2、将目的基因导入动物细胞:
含目的基因的表达载体提纯

基因工程及其应用教案{公开课)

基因工程及其应用教案{公开课)

《基因工程及其应用》教学设计
授课教师：陈景松班级：高一（1）班
【教学目标】
（一）知识与技能
①知道基因工程的概念
②掌握基因工程操作的基本工具
③理解基因工程操作的基本步骤
④举例说出基因工程的应用
（二）过程与方法
①通过对概念、原理、方法的理解和掌握，逐步形成分析、综合等思维能力，具备运用学到知识评价和解决实际问题的能力。

②通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养收集处理信息的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

（三）情感态度与价值观
①形成结构与功能相统一的基本观点。

②培养理论联系实际的良好学风，培养爱国主义热情。

③关注科学与社会。

【教学重、难点】
重点：①基因工程的基本原理
②基因工程操作的工具
③基因工程的基本操作步骤及其应用
难点：①基因工程的基本原理。

②基因工程的应用及其安全性
【课时安排】1课时
【板书设计】
一、基因工程的原理
1、概念
2、原理
二、基因操作的工具
1基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。

2基因的针线——DNA连接酶
3基困的运输工具——运载体
三、基因工程的操作步骤
四个步骤：
四、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
2、基因工程与药物研制
3、基因工程与环境保护
四、转基因生物和转基因食品的安全性。

人教版高中生物必修二基因工程及其应用公开课-PPT

人教版高中生物必修二基因工程及其应用公开课-PPT
2. 基因工程的基本工具 （1）基因剪刀 ──限制性核酸内切酶
简称“限制酶”
(2)基因的针线 ──DNA连接酶
（3）基因的运载体──质粒、动植物病毒、
噬菌体
人教版高中生物必修二6基.2因基工因程工及程其及应其用应公用开(课共2-5PP张TPPT)
人教版高中生物必修二6基.2因基工因程工及程其及应其用应公用开(课共2-5PP张TPPT)
（标记基因）
人教版高中生物必修二6.2基因工程及 其应用 (共25 张PPT)
3、基因工程基本操作的四个步骤
人教版高中生物必修二6.2基因工程及 其应用 (共25 张PPT)
人教版高中生物必修二6.2基因工程及 其应用 (共25 张PPT)
3、基因工程基本操作的四个步骤
（1）提取目的基因
（2）目的基因与运载体结合
（3）基因的运载体
作用：将外源基因送入受体细胞。
常用运载体： 质粒、噬菌体 和 动植物病毒
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中， 是拟核外或细胞核外能够自主复制的很小的 环状DNA分子。
人教版高中生物必修二6.2基因工程及 其应用 (共25 张PPT)
人教版高中生物必修二6.2基因工程及 其应用 (共25 张PPT) 人教版高中生物必修二6.2基因工程及 其应用 (共25 张PPT)
③将切下的目的基因插 入质粒的 切口 处，再 加入适量 DNA连接酶 ， 形成了一个重组DNA分子 （重组质粒）。
人教版高中生物必修二6.2基因工程及 其应用 (共25 张PPT)
二、基因工程的应用
1、作物育种
转 基 因 抗 虫 棉
苏云金杆菌
普通棉花 抗虫棉
毒蛋白基因
转录和翻译
毒蛋白

基因工程及其应用 公开课点评

基因工程及其应用 公开课点评
❖ 由于基因操作的基本步骤比较抽象和微观，理解起来有一定的难度，这就需要 教师将复杂的问题简化，使学生直观地理解抽象事物。在教学中为了使学生对 基因操作的基本步骤有一个宏观的了解和认识，可以先让学生观看基因操作步 骤的有关模式图，在观看过程中教师要提出相应的思考问题启发学生思维，加 深对基因操作步骤的理解。思考问题如下：（可以利用幻灯或多媒体课件演示）
体演示设计并让学生自行设计，教师评讲的
方法来巩固。
❖ 建议：1，重视学生的主体学习作用：
❖ 通过设问引发思考.为了激发学生学习兴趣，培养探索精神，
❖ 增设“情景讨论” .播放相关视频资料并设计学生讨论后，由学
生代表发言，阐述自己的观点。教师评讲每个学生的观点。通过讨论， 掌握了知识，加强了理解。
❖ 2，重点及难点突破不足,
❖ 基因工程的操作步骤是重点难点知识，同时也经常考试，如 何牢固掌握呢？教师给学生指导：生理过程或操作过程的知 识记忆方法（方法与技巧2）。同时用多媒体演示。
❖ 基因工程的操作步骤的实验设计一直是难点，教师通过设计 “延伸应用”让学生自行设计，教师收集批改评讲的方法来 巩固。
❖ 【延伸应用】
❖ 假如你是一名从事基因工程研究的科学家，请从下面选取材料或自定材 料，大胆想象，“设计”一种转基因生物，并写出具体操作步骤：
❖ 1．限制性内切酶和运载体的作用。 ❖ 2．基因的应用。
❖ 突破：利用多媒体展示限制性内切酶和运载 体功能，同时利用例题应用训练。利用多媒 体，展示基因的应用，同时详细讲解，并用 设计情景讨论巩固和加深理解。
❖ 教学过程： ❖ 一、激发情趣、引出新课
❖ 地球上的生物多种多样，性状各异。人类还是想创造一些特 别的生物，满足人类的各种需要。
基因操作的工具 基因的针线——DNA连接酶

基因工程的基本内容优秀课件

基因工程的基本内容优秀课件
限制性内切酶是在生物体(主要是微生 物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，由 于这种切割作用是在DNA分子内部进行的， 故名限制性内切酶。
特点：特异性。
即一种限制性内切酶只能识别一种特定 的脱氧核苷酸序列，并且能在特定的切点上 切割DNA分子。
基因工程的基本内容优秀课件
（二）基因操作的工具
• 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别
2）用同一种限制酶切断目的基因，使其 产生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的切 口处，再加入适量DNA连接酶，形成 了一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实际 上是不同来源的基因重组的过程。
基因工程的基本内容优秀课件
• 步骤二：目的基因与运载体结合
基因工程的基本内容优秀课件
1）反转录法：
目的基因的mRNA
以目的基因转录成的信 使RNA为模板，反转录 成互补的单链DNA，然 后在酶的作用下合成双 链DNA，从而获得所需 的基因。
反转录
单链DNA(cDNA)
合成
双链DNA (即目的基因)
基因工程的基本内容优秀课件
3）根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
根据已知蛋白质的氨 蛋白质的氨基酸序列
基因工程的基本内容优秀课件
（二）基因操作的工具
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶 关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三的工具：基因的运载工具——运载体
基因工程的基本内容优秀课件
（二）基因操作的工具
• 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）
2）植物细胞： 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管

公开课 生物②必修6.2《基因工程及其应用》PPT课件

2.分子针线—DNA连接酶 (DNA linkingenzyme) 积极思考
DNA连接酶连接的是两个脱氧 核苷酸 (deoxyribonucleotide)分子 的什么部位？
思考(2)比较DNA聚合酶、DNA连接酶、
和限制酶 相同点：作用部位都是磷酸二酯键 不同点：
1）DNA聚合酶和DNA连接酶都是使磷酸二酯 键重新形成，而限制酶则是使磷酸二酯键断 裂。
[牛刀小试]基因工程的操作步骤：①使目 的的基因与运载体相结合 ②将目的的基 因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达 是否符合特定性状要求 ④提取目的基因。 正确的操作顺序是（ ） c A、③②④① B、②④①③ C、④①②③ D、③④①②
动动脑
根据基因工程的操作步骤， 设计如何才能发光的鱼？ 获得能生产人胰岛素的大肠杆菌？ 具有抗虫性的转基因抗虫棉 (抗虫的基因来自苏云金杆菌)？
3、基因的运输工具——运载体
运载体作用：
将目的基因送入受体细胞； 在受体细胞中和目的基因一起大量复制和表达。
常用的运载体：
质粒、噬菌体和动植物病毒等。
作为运载体必须具备的条件:
1）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 2）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 3）具有某些标记基因，便于进行筛选。
质粒存在于许多 细菌和酵母菌等生 物的细胞中,是拟核 或细胞核外能够自 主复制的很小的环 状DNA分子。
标记基因，便于 进行检测。
思考:(1)运载体和细胞膜上的载体 相同吗？
答案：(1)不同。①运载体是将外源基因 导入受体细胞的专门运输工具，常用的 运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。 ②位于细胞膜上的载体是蛋白质，与控 制物质进出细胞有关系。
三、基因工程的操作步骤
二、操作步骤

基因工程公开课ppt课件


家蚕
普通细菌
提取
与运载体DNA结合
蚕丝蛋白
转基因细菌(含蚕丝蛋白
基因
导入
基因)
蚕丝蛋白
• 本节主要内容
1）基因工程的概念 2）基因操作的工具 3）基因工程的基本步骤
练习
1、在基因工程中，切割运载体和含有目
的基因的DNA片段，需使用（ A ）
A.同种限制酶 B. 两种限制酶 C.同种连接酶 D. 两种连接酶
家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 设想 能否让细菌“吐出”蚕丝？
（一）基因工程的概念
基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地 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。
ห้องสมุดไป่ตู้
一 基因工程的原理
（一）基因工程的概念
(3)具有某些标记基因，便于筛选成功导入的受体细胞。
（三）基因工程的步骤
1)提取目的基因 2)目的基因与运载体结合 3)目的基因导入受体细胞 4)目的基因的检测和表达
第一步：提取目的基因
（1）目的基因：人们所需要的特定基因
直接分离法：从自然界已有的物种中分离出来
（2）途径
mRNA 单链DNA 双链DNA
EcoRI限制酶的切割
黏性末端
黏性末端
(3)限制酶切割的是什么化学键？
切割位点
磷酸 二酯
键
(3)限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的磷酸 二酯键，而不是碱基之间的氢键
（注意与解旋酶的区别）
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，这样的切口叫黏性末端。
它们之间正好互补配对
(4)切割的结果：一般能产生黏性末端，也可能 产生平末端。

高中生物第一章基因工程第二课时基因工程的原理和技术省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件


个子细胞中，确保了亲子代遗传性状
稳，定而性①细胞分裂时，细胞质
是不均分，子细胞
含不有一目定标基因。
第24页
归纳总结
生物种类
重组DNA分子导入不一样受体细胞方法
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
• 惯用 方法
农杆菌转化法(重组DNA分 显微注射法(将重组 感受态细胞法(Ca2＋处理
子导入农杆菌，再让农杆菌 DNA分子提纯，用显 受体细胞，使其成为感
√B.检测受体细胞是否含有目标基因
C.检测受体细胞是否含有目标基因表示产物 D.检测受体细胞是否含有目标基因转录出mRNA
解析 细胞中可能含有普通质粒，所以检测细胞是否含有质粒不能说明 目标基因是否已成功导入受体细胞，A符合题意。
解析 答案 第30页
例4 (·杭州四校联考节选)抗疟药青蒿素挽救了数百万人生命。中国女科 学家屠呦呦因为在青蒿素研发所做重大贡献荣获年诺贝尔生理学奖或医 学奖。青蒿中青蒿素含量很低，科研工作者一直致力于提升青蒿素含量 研究。某研究小组给青蒿转入青蒿素合成关键基因fps，经过该基因过量 表示来提升青蒿素产量，其过程以下列图所表示(注：农杆菌中Ti质粒上 只有T－DNA片段能转移到植物细胞中)。
解析 答案 第35页
(5)以下相关基因工程叙述正确是
√A.大肠杆菌质粒上含有控制质粒DNA转移基因
B.基因工程基本原理是让目标基因在宿主细胞中稳定存在和高效复制 C.用氯化钙处理植物细胞，可增加细胞壁通透性 D.将乙肝抗原导入酵母菌能够取得能生产乙肝疫苗工程菌 解析 大肠杆菌质粒上含有控制质粒DNA转移基因，A正确； 基因工程基本原理是让人们感兴趣基因在宿主细胞中稳定地保留和表示， B错误； 用氯化钙处理微生物细胞，可增加细胞壁通透性，C错误； 将乙肝抗原基因导入酵母菌能够取得能生产乙肝疫苗工程菌，D错误。

最新基因工程及其应用(公开课)培训资料

EcoRⅠ
黏性末端
二、基因操作的工具
思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA 是否具有相同的黏性末端？
二、基因操作的工具
2、基因的“针线” ——DNA连接酶
作用： 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。 连接的部位：生成磷酸二酯键 DNA连接酶的作用部位：
二、基因操作的工具
三、基因操作的基本步骤
目的基因的检测和表达
检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。 表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。 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。
目的基因与运载体结合
用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个 切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端 与切口上的黏性末端互补配对后，在DNA连接酶的作用下 连接形成重组DNA分子。
目的基因与运载体结合的结 果有三种可能： a、目的基因与目的基因结 合， b、质粒与质粒结合， c、目的基因与质粒结合。
质粒可作为有何特点？
1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状 DNA分子；
2、质粒的存在对宿主细胞无影响； 3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
三、基因操作的基本步骤
从细胞中分离出DNA
提取目的基因
限制酶 DNA连接酶
从大肠杆菌中提 取质粒
目的基因与运载体结合
目的基因导入受体细胞
目的基因的表达与检测
G AA TT C
G AA TT C
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原理: 基因重组
？ 基因工程是在分子水平的设计和
施工，需要有专门的工具，生物体内有 哪些专门的工具呢？

知识点二、基因工程操作的工具
1. 基因的剪刀—— 限制性核酸内切酶（限制酶）。 2. 基因的针线—— DNA连接酶 3. 基因的运输工具—— 运载体

……TCCTAGAATTCTC 目的基因 TATGAATTCCATAC……
……AGGATCTTAAGAG
ATACTTAAGGTATG……
……ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC…… ……TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG……

……TCCTAG AATTCTC 目的基因 TATG AATTCCATAC……
微生物可以有分泌产物，且微 生物繁殖速率快

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。

知识点一、基因工程概念
基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重 组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物 的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然 后放到另一种生物的细胞里，定向的改变生 物的遗传性状。

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。

G CTTAA
AATTC G
注：限制酶与连接酶作用的位点都是 磷酸二酯键

标记基 因，便 于进行 检测。
3、基因的运输工具——运载
能不能让蚕“吐 出”蜘蛛丝
❖ 蜘蛛能够吐出蛛丝

资料二
以往，治疗糖尿
病的胰岛素是从动
物胰腺中提取的，
从100千克猪、牛 等动物的胰腺只能 提取3－4克胰岛素， 治疗一个患者需宰 杀40－50头牛， 这种药物的造价就
能否让微生物产 生出人的胰岛素、 干扰素等珍贵的
药物？
可想而知了。
如DN抗A分菌子素.的抗性基因、
产物具有颜色反应的基
因等。

知识点三、基因操作的基本步骤

用剪刀(代表EcoRⅠ)进行DNA”切割”.将白色 纸板上的目的基因,重组到红色纸板的质粒中. 用双面胶(代表DNA连接酶)将切口黏结起来,就 完成了一个重组DNA分子的模拟制作
②把上一步拼接到一起的“目的基因1”和 “载体1”重新分开来。同桌的两个同学合作， 把两人的这4个DNA片段中任2个之间连接， 观察形成的产物除了“载体—目的基因”以 外，还有什么产物？

③每位同学独立操作，将“目的基因2”拼接 到“载体2”上。用限制酶EcoRⅠ和 BamHⅠ切割，它们识别的序列分别是-GAATTC--和--GGATCC--。








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黏性末端思考:Fra bibliotek黏性末端
1.被同一种限制酶切断的几个DNA是否 具有相同的黏性末端？
2.限制酶作用的位点是哪里？

？ 基因进行了切割以后就有了切口， 怎样才能将有切口的基因与其他基因 缝合在一起呢？
1、限制性核酸内切酶（限制酶）
(1).分布： 主要在微生物中。
专一性和特异性，即识别特定核苷酸
(2).特点：序列，切割特定切点。
(3).举例：大 别肠GA杆A菌TT的C一序种列限，制并酶在（G和EcAo之RⅠ间）切能开识
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 并在特定的切割点上将DNA 分子切断。目前已 发现的限制酶有200多种。
④把上一步拼接到一起的“目的基因2”和 “载体2”重新分开来。同桌的两个同学合作， 把两人的这4个DNA片段中任2个之间连接， 观察形成的产物有几种？

⑤每位同学独立操作，在“载体3”的四环素 抗性基因上插入一个“目的基因3”（用 EcoRⅠ限制酶）。
思考:重组后的产物是否还具有四环素抗性 基因？如果“载体3”和“载体3”连接，是否 具有四环素抗性基因？如果有，是几个？
第2节 基因工程 及其应用

资料一：蛛丝是自然 界最奇特的物质之一， 它具有极强的韧度， 其韧度是同样直径钢 材的好几倍。但与家 蚕不同，蜘蛛不能家 养，因为它们会互相 吞食，所以不可能建 立人工饲养蜘蛛的农 场。30多年来，科 学家们一直试图找到 利用其他生物体来制 造蛛丝的办法。
体
质作些常为条粒用运件、的载？体噬运必菌载须体具体备：和哪
动_1_复._植能_制_够物_并_在_病稳_宿_定毒_主_地_细等_保_胞_存_中_。
2.具__多质__个粒__限存__制在__酶于__切许__点_，
以多便细与菌外和源酵基母因菌连等接。
3便生色制.具于物体的有进中外 很某行能 小,些是_筛够 的__细_选_标自 环__胞__记主 状__染。_基复__因_，
……AGGATCTTAA GAG
ATACTTAA GGTATG……
……ATAGCATGCTATCCATG AATTCGGCATAC…… ……TATCGTACGATAGGTACTTAA GCCGTATG……

①用限制酶ＥcoＲⅠ切割目的基因１和载体 １，将目的基因１导入载体１
注：限制酶ＥcoＲⅠ识别系列为ＧＡＡＴＴＣ 并在Ｇ和Ａ之间将序列切开．