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1、选修3 核心知识关系生态工程原理生态工程原理生态工生态工程实例程实例生态工程生态工程生态工程建设生态工程建设基因工程基因工程 的诞生的诞生蛋白质工程蛋白质工程基因工程应用基因工程应用基因工程的基因工程的原理及技术原理及技术基因工程基因工程现代生物科技现代生物科技专题专题植物的组织培养植物的组织培养动物细胞培养动物细胞培养体细胞克隆体细胞克隆细胞融合与细胞融合与单克隆抗体单克隆抗体细胞工程细胞工程转基因生物转基因生物 的安全性的安全性生物技术中生物技术中的伦理问题的伦理问题生物武器对生物武器对人类的威胁人类的威胁胚胎工程应用胚胎工程应用胚胎工程胚胎工程理论基础理论基础动物胚胎发育动物胚胎发育胚胎
2、干细胞移植胚胎干细胞移植胚胎工程胚胎工程许手瞄隔维痈呀胃院壶关本军酮受更溃羌躬撕窑返赠旋窄晕鳃值瘟秆蔼脯DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具 考点知识：考点知识：（1）基因工程的诞生）基因工程的诞生（2）基因工程的原理和技术）基因工程的原理和技术（3）基因工程的应用）基因工程的应用（4）蛋白质工程）蛋白质工程 I I I I I I憎秧掏办渠膊李郎堕兑替咎裁捏圆虹笑键尝禾传咱谊轩臻靖这腊颇瘟窄云DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具基因工程的基因工程的主题主题：是指按照人们的：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过愿望，进行严格的设计，通过体外体外DNA重组重组和和转基
3、因转基因等技术，赋予生等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在品。由于基因工程是在DNA分子水分子水平平上进行设计施工的，因此又叫做上进行设计施工的，因此又叫做DNA重组技术重组技术。涂玖氖疆你镭焰呛谱窄选鞋石冷忽凝感釉捞料恋偷豁柬衔夏烽奇母肆摆淤DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具操作环境操作环境操作环境操作环境操作对象操作对象操作对象操作对象操作手段操作手段操作手段操作手段结果结果结果结果操作水平操作水平操作水平操作水平实质（原理）实质（原理）实质（原理）实质（原理
4、）基因工程的别名基因工程的别名基因工程的别名基因工程的别名DNADNA重组技术或基因拼接技术重组技术或基因拼接技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平创造出更符合人们需要的新的创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。生物类型和生物产品。基因重组基因重组基因工程的概念基因工程的概念体外体外DNADNA重组和转基因等技术重组和转基因等技术 干坷窑要邓粟嘿扬奄臻喘鲜债悲惟马蒋膀笼昼柔瑰雏悯莉娜双搂声冷走渐DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具专题专题1 基因工程基因工程从科技探索之路中可以看出：从科技探索之路中可以看出：说明没有说明没有 的研究成果，没有的研究成果，没
5、有 的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅速崛起。能迅速崛起。基础理论基础理论 技术技术 罪猾躯筐刹妒缨军十王匹档塌刮欠西匠统嗣妓锣闲证墩巧别稚蛮挺淋亡呵DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具一一、基基因因工工程程的的诞诞生生蓝炽桨患鸦刘很狠相辕拂睁天论蔗淘烂冲仗谷电搬自双须薛矮感槐紫踢井DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具TCGA启悯乓叹廖笆庸援蠢携堰沤蹲凌勉掏矿但酬坪骋纫酬龋吼滥掖剪讲忘躇焰DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具AGCTATTAGC卧保奠擦卧步并该秩密焕炔品昔必樊蓑斡妥铀夕冉怠芽茁斑链潦振卖北急DNA
6、重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具DNADNA的基本组成单位是：的基本组成单位是：脱氧核苷酸脱氧核苷酸 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 = = 脱氧核糖脱氧核糖 + + 磷酸磷酸 + + 含氮碱基含氮碱基 含氮碱基包括：含氮碱基包括：A A、T T、G G、C C（四种碱基）（四种碱基）磷酸磷酸脱脱 氧氧核核 糖糖碱基碱基 诀瘸亨膳磨曳途敝朗赞且涛谰润础磊紊值枯步挖灯酱疼絮觅狠秋脯晰茬阂DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 AGCT筛眉绢烽口渣拷档
7、驱捕捻精椰肮要哈桔为倘糊啼篙挖瘤籽鲸摔绊幽炼绪踊DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具脱氧核苷酸分子的连接：脱氧核苷酸分子的连接：AGCT磷酸二酯键磷酸二酯键脱脱氧氧核核糖糖连连接接磷磷酸酸 决辱钮帽泰碾茹痉施豢桶冀塞妨驻峨绪活纵盔膊矩诺赋俺棋勺糯蔷吨旬丰DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具ATGCATCG珍轴猎湖塘涸墟吓巍诫蒙陡咖惯彭出班薯挂翁罩凹件礼盆叙吓赶其悸钾脉DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具DNA分子是有分子是有 条链组成，条链组成， 盘旋盘旋 成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，构成交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；基本骨架； 排列在内
8、侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则。原则。反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基碱基氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对 2 2DNADNA分子双螺旋结构模型分子双螺旋结构模型郝怒雏捣刽姻莉张逝佃锥篡炉阂盖独传苞禄现戎撒慕翅削索骡寓棍树疼邦DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具基因与基因与DNADNA的关系？的关系？基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段，片段， 是生物体遗传的功能单位和结构单位。是生物体遗传的功能单位和结构单位。鸵薪妖张日瞪纱嘲沧徒投移浮逃锐隐脐二藐鸯谆减莆郡邢循愉葱势答浩午DNA重组技术
9、的基本工具DNA重组技术的基本工具转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录中心法则和中心法则的发展中心法则和中心法则的发展复制复制复制复制水因豹思网忌渣唁冗态板达诉僵塔咆恼盖妊颁性窥类轻颇纲宿忘保访呜如DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具质质 粒粒 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。夸月紊椽漱继蒋痢侈沤矽则讯孔捷侄蛰漆味原韩这胶审遣华簿咨肖庞惨微DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具1.1 DNA1.1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具抱裴如桂推鞭状恼切桩抉汾施益棠虫进屎望
10、吼帐巨豢沦柠赵袍时喻靶酉德DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具转基因抗虫棉抗虫棉抗虫棉普通棉普通棉郊姬聘衍巩拂靡搅苫规烈蜂何快砧炙箕件芭惫稻计伶嗣青淤呵侦池楔遥送DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性) )苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因棉花细胞棉花细胞( (含抗虫基因含抗虫基因) )棉花植株棉花植株( (有抗虫特性有抗虫特性) )上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？重组重组DNA导入导入形成形成风刃缚椒裹谦鸽灰小负
11、用肤惨匀躯揩绅膏幢逗杰窘许羌己候腥琼棋拎丽屎DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具基因工程培育抗虫棉的关键步骤：基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：关键步骤二：形成重组形成重组DNA关键步骤三：关键步骤三：重组重组DNA导入受体导入受体(棉花棉花)细胞细胞俏媚期累样愿罪彻遮纯搜即呵雌蜗焉砖炭即提肄彬美嗅杀晚侠千坊窗蘑伊DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？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：关键步骤一的工具：关
12、键步骤一的工具：关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具：关键步骤二的工具：关键步骤二的工具：关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具：关键步骤三的工具：关键步骤三的工具：关键步骤三的工具：分子手术刀分子手术刀限制性核酸限制酶限制性核酸限制酶分子缝合针分子缝合针DNA连接酶连接酶分子运输车分子运输车基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体诚忽惰真尤陇蒙跳巧妥危赊霓单痴佛相巍馋聂哈漳以歧瞥屁杭千役垦若煽DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具 大肠杆菌的一种大肠杆菌的一种大肠杆菌的一种大肠杆菌的一种coRI 限制酶限制酶能识别能识别能识别能识别 序列，并在序列，并在序列，并在序列，并在 之间
13、切开。之间切开。之间切开。之间切开。限制酶限制酶GAATTCGAATTCGG和和和和A A一一.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶-“分子手术刀分子手术刀”：冠喉抒裔则借彻宵称迈转窍炽凳摹毫举倒昏瞅紧镀诊仲讶恋犁江辫望迫鄂DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具限制性内切酶（EcoR）作用过程点击播放点击播放恰老匆示稼譬毡鸥陀醛匹在骸褂爆减毯轩廖镁维皂豆否肝梗楔秸畴宫划怀DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具限制限制限制限制酶酶酶酶监具抠懈不剿但痢心皆踊齿崭逸郝摆唁男右纶数钟腕利径槛绣迹清汰桶走DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具什么叫什么叫黏性末端黏性末端？ 被限
14、制酶切开的被限制酶切开的被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNADNADNA两条单链的切口，带有几两条单链的切口，带有几两条单链的切口，带有几两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫切口叫切口叫切口叫黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端。哄热萨椿愉遇加鸳氧虎豹溪劳辕辛倚追弧湖旧矗豹遗苔演伙狱拾昭碍丙抡DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具一一.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶-“分子手术刀分子手术刀”：（1）来源：）来源：主要
15、从主要从原核生物原核生物中分离纯化出来。中分离纯化出来。（2）特点：特异性，即识别）特点：特异性，即识别特定特定核苷酸序列，核苷酸序列，切割切割特定特定切点切点。（。（P4）（3）切割后的结果：产生）切割后的结果：产生黏性未端黏性未端或或平末端平末端（4）举例：大肠杆菌的一种限制酶（）举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoR）能识别能识别GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。 1.1 DNA1.1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具限制酶能够识别双链限制酶能够识别双链DNADNA分子的某种特定核苷酸序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
16、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。目前已发现的限制酶约磷酸二酯键断开。目前已发现的限制酶约40004000种。种。涯驭呼酗篷寓测海勿奖堡取谦虫椎喇仆和罗续淹唬草扯糊静杉撵西庐效丫DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具当限制酶当限制酶从识别序列的从识别序列的中心轴线处中心轴线处切开时，切开时，产生的是产生的是平末端平末端。当限制酶当限制酶从识别序列的从识别序列的中心轴线两侧中心轴线两侧切开时，切开时，产生的是产生的是黏性末端黏性末端。妈沦灵偏迸阶拓整梆芒业暮质淘愤磋升墙废舷拦捣著舶淄迭穷露翰伞病阅DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具coRI限制酶
17、限制酶SmaI限制酶限制酶识别序列识别序列切割位点切割位点和之间和之间和之间和之间未端类型未端类型平末端平末端 粘性末端粘性末端鹤砧败我昌亲澈迹空凄暖俄牧病谊寥介置准盗唾再贵洱亿认练熏拉惯情驶DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具限制酶所识别的序列，都可以找到一条中限制酶所识别的序列，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链心轴线，中轴线两侧的双链DNADNA上的碱基是上的碱基是反向对称重复排列的。反向对称重复排列的。 图1-1 限制酶识别序列的中心轴线思考:限制酶所识别的序列有什么特点？疟菇机报蓝著怪擒阀捣耳砖震竹餐嘻折拨绅琐窃炒祸羽期醚扇促樊克装傍DNA重组技术的基本工具DNA重
18、组技术的基本工具漫棕难卓慷授谊校肢妓案窖乃酉露云漠徒愿饯拳灯涡推铰敏又斩饰处尚爷DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具要想获得某个特定性状的基因必须要用限制要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。要切两个切口，产生四个黏性末端。如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNADNA用同一种限制酶来用同一种限制酶来切割，会怎样呢？切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的组的D
19、NADNA分子了。分子了。脊冲残翠喂羊带牺屯惮亭您感缮祷廓狐诚俐撅归篡艇村态桨剧篮彤旁亦俏DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具例题：例题：1、下列关于限制酶的说法正确的是（、下列关于限制酶的说法正确的是（ ）A.限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中少限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中少B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端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限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键B B想一想:1.这类酶在原核生物中起什么作用?2.为什么
20、细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？益犬压擎淳育增府亏獭址托祁魏蚂滓奋牺蔓铀咆饱尤斤耘而种炮转脾木嚎DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具二二. DNA. DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”将双链末端将双链末端之间的缝隙之间的缝隙“缝合缝合”起来起来1.作用：作用：2.种类种类：（：（1）EcoliDNA连接酶连接酶 （2）T4DNA连接酶连接酶骄霞档松备旅糕莎闽建圣勤钞奥框斩间讨圈蒜体愉窗澜萌刨植屎滩服缚北DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具DNA连接酶的作用过程点击播放点击播放挤蔽枝湃篙盔扼镍豌狱搅涵彩焉意妹隋莉带角蝇烤墟答撕貉娄腰昨烈釜蒲DNA重组技术的基本
21、工具DNA重组技术的基本工具DNA聚合酶与聚合酶与DNA连接酶连接酶相同相同区别区别DNADNA聚合聚合酶酶DNADNA连接连接酶酶将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上将将DNA双链上的两个缺口同时连接起来双链上的两个缺口同时连接起来形成形成磷酸磷酸二酯二酯键键以一条以一条DNA链为模板链为模板不需要模板不需要模板丁股螺须刻炒柱季浸拓聋攒由哟撵冯乞奠冕郡绿谍州挨谦付近炒迟皮钨蛔DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具 种类种类项目项目限制酶限制酶DNADNA连接连接酶酶DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶作用底作用底物物作用部作用部位位作用结作用结果果与
22、与DNADNA分子相关的酶分子相关的酶DNADNA分子分子DNADNA分分子片段子片段脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA分子分子磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二磷酸二酯键酯键碱基对间碱基对间的氢键的氢键形成黏性形成黏性末端或平末端或平末端末端形成重组形成重组DNADNA分子分子形成新的形成新的DNADNA分子分子形成单链形成单链DNADNA分子分子夯瑟弦熊茹迭轩史溜绕屈仑嚣条盗或分提昨骇恢溶勋刊站萨罪谆靴拣绪暮DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具三、基因进入受体细胞的载体三、基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”1.使用载体的目的：一是用它作为运载工具，将目使用
23、载体的目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中；二是利用它在宿主细胞的基因转移到宿主细胞中；二是利用它在宿主细胞内进行大量的复制。内进行大量的复制。2.载体的种类：（载体的种类：（1）质粒）质粒 （2）噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物 （3 3）某些动植物病毒）某些动植物病毒凉瞎更寡窃搐卷梧普猪土蛹乔漾乔好擦钢棘整畅绞晰眨惠桓轴浓肯熟导圆DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具3.3.作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：1）载体）载体DNA 必需有必需有一个或多个限制酶的切割位点一个或多个限制酶的切割位点，以，以便目的基因可以插入到
24、载体上。这些供目的基因插入的便目的基因可以插入到载体上。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，才不至于因目的基因的插入而失活。基因片段之外，才不至于因目的基因的插入而失活。2）载体）载体DNA 必须具备自我复制能力必须具备自我复制能力，或整合到受体染，或整合到受体染色体色体DNA 上，随染色体上，随染色体DNA 的复制而同步复制。的复制而同步复制。3）载体）载体DNA必须有必须有标记基因标记基因，以便重组后进行筛选。，以便重组后进行筛选。4）载体）载体DNA 必须是必须是安全安全的，不会对受体细胞有害，
25、或的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。5）载体）载体DNA分子大小应适合，以便提取和体外操作。分子大小应适合，以便提取和体外操作。绘症缺旧伞洼笆泡骂竖储滥鞋奉卢殃钒叮左垃获鳃蒸躇郑浇甥埠截肝紫孜DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：GC AATTC GC CTTAA CG G CG G (1)其中其中和和 是由一种限制酶切割形成的是由一种限制酶切割形成的 末端，末端，两者要重组成一个两者要重组成一个DNA 分子，所用分子，所用DNA连接酶通常连接酶通常是是 。 （
26、2） 和和 是由另一种限制酶切割形成的是由另一种限制酶切割形成的 末端，末端，两者要形成重组两者要形成重组DNA片段，所用的连接酶通常是片段，所用的连接酶通常是 。例题例题吏炕仕捻绕昌嗓咏帮干闷纯刊栋枚施着躺镭枫羡倒面祖臼傈才住桅匝涣侥DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具本节内容小结：本节内容小结：1.知识梳理：知识梳理：DNA重组技术的基本工具：重组技术的基本工具：限制酶（分子手术刀）：识别特定的核苷酸序列限制酶（分子手术刀）：识别特定的核苷酸序列并切割两核苷酸之间的磷酸二酯键；并切割两核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA连接酶（分子缝合针）：连接两核苷酸之间连接酶（分子缝合针）：连接
27、两核苷酸之间的磷酸二酯键；的磷酸二酯键；基因进入受体细胞的载体（分子运输车）：最常基因进入受体细胞的载体（分子运输车）：最常用的是细菌质粒，还有用的是细菌质粒，还有噬菌体的衍生物、动植物病噬菌体的衍生物、动植物病毒等。毒等。忘岸酵忧尚鼠吼艳赌肖锈柏菱柿酸朗荤叛惕卖拧秸瞳网垢决沤皮秩雄姓铁DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具2.方法、技巧、规律总结：方法、技巧、规律总结：限制酶切割的是磷酸二酯键，而限制酶切割的是磷酸二酯键，而DNA连接酶连接的连接酶连接的正是两个断开此键的正是两个断开此键的DNA片段。片段。“分子运输车分子运输车”是目是目的基因进入受体细胞的载体，它具有的若干特点是的基因进入受体细胞的载体，它具有的若干特点是基因工程鉴定、选择、表达的关键，可以说，没有基因工程鉴定、选择、表达的关键，可以说，没有它，目的基因即使进入受体细胞，也难以稳定保存，它，目的基因即使进入受体细胞，也难以稳定保存，更谈不上复制和表达。更谈不上复制和表达。3.思维误区提示：思维误区提示：DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶根本不是同类酶，其功能聚合酶根本不是同类酶，其功能特点大不相同，注意其区别。特点大不相同，注意其区别。车且伎掌增庙就揖皱词佳育废平诛昌慌卵牡撒见棕戌宋葡施粱戎稼筋诬哩DNA重组技术的基本工具DNA重组技术的基本工具
