DNA重组技术的基本工具
思考?
• 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(平)末端？ 要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。
• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？
会产生相同的黏性(平)末端，然后让两 者的黏性(平)末端黏合起来，就似乎可以合 成重组的DNA分子了。
• 现今存在的生物为什么没有在长期的进化 过程中被外源DNA的入侵而灭绝，仍能保 持一种稳定状态？
• 怎样才能使外来的DNA失效从而保护自身？
DNA重组技术的基本工具
一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一
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 名限制性核酸内切酶。
DNA重组技术的基本工具
（二）“分子缝合针”——DNA连接酶
①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. ②作用原理： 催化磷酸二酯键形成
DNA重组技术的基本工具
（二）“分子缝合针”——DNA连接酶
③类型：(根据来源不同分为两类）
后 期 基 础 理 论
艾弗里证明DNA是遗传物质，DNA可从 一种生物个体转移DN到A重另组技一术的种基本生工具物个体。
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期 基 础 理 论
沃森、克里克DN提A重出组技D术的N基A本工的具 双螺旋结构模型。
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
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，没有非常精细的工具是不行的。进 行基因操作最少需要以下三种工具：
• 准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）
• DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）
• 基因转移工具（D“NA分重组子技术运的基本输工具车”）
思考
• 在自然界中有一些生物的DNA可能进入另 一种生物的细胞中。我们有没有学过相关 的实例？
1963年尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的 遗传密码，1966D年NA重霍组技拉术的纳基本用工具实验加以证明。
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
1)基因转移载体的发现 2)工具酶的发现 3)DNA合成和测序技术的发明 4) DNA体外重组的实现 5)重组DNA表达实验的成功 6)第一例转基因动物问世 7)PCR技术的发D明NA重组技术的基本工具
还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线 （如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基 是反向、对称、重复排列的。
DNA重组技术的基本工具
实例 1：
• 1、下列关于限制酶的说法正确的是（Ｂ）
• A.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 • C.不同的限制酶切割DNA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
G AA TT C C TT AA G
EcoRⅠ
SmaⅠ
C C CGGG
G G G CC C
DNA重组技术的基本工具
EcoR Ⅰ
黏性末端
黏性末端
DNA重组技术的基本工具
EcoRⅠ
黏性末端
黏性末端
DNA重组技术的基本工具
Sma Ⅰ
平末端
平末端
DNA重组技术的基本工具
• 想一想限制酶所识别的序列有什么特点？ 限制酶所识别的序列，无论是6个碱基
一 基因工程的原理
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程 剪切 → 拼接 → 导入→ 表达
主要的技术
DNA重组技术和转基因技术
结果
DNA定重组向技术的改基本造工具生物的遗传性状
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设 计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予 生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们 需要的新的生物类型和生物产品。
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
早 期 基 础 理 论
孟德尔提出基因D的NA重分组技离术的定基本律工具和自由组合定律
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
早 期 基 础 理 论
摩尔根证明基因在染色体上，并提出基 因的连锁互换定D律NA重。组技术的基本工具
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
2、种类：约4000种。
3、作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸
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。
4、结果：形成两种末端 黏性末端
DNA重酯 键
5
A
4
1
3
2
5
T
4
1
3
2
DNA重组技术的基本工具
DNA重组技术的基本工具
（4）作用结果： •黏性末端和平末端
思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状
在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学 过的基因的什么过程有关？
转录
翻译
DNA(基因)
mRNA
蛋白质(性状)
遗传密码在生物界是 通用 的！ DNA重组技术的基本工具
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
早 期 基 础 理 论
达尔文DN提A重出组技生术的物基本进工具化论
能产生狂犬病抗体 蛋白的转基因 烟草
DNA重组技术的基本工具
据WTO调查： 2005年全世界约有糖尿病患者1.8亿 人，我国约6000万。
治疗糖尿病特效药—— 胰岛素
每100kg 猪或牛的胰腺中仅可提取4~5g。
1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌 内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。
后 期 基 础 理 论
梅塞尔松、斯塔D尔NA重证组技明术的D基N本工A具的半保留复制
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期
克里克等提出中心法则
基
础
理
论
复制
转录
DNA
翻译 RNA
蛋白质
逆转录 DNA重组技术的基本工具
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期 基 础 理 论
专题1
基因工程
学习目标： 1.简述DNA重组技术 所需三种基本工具的 作用。 2.认同基因工程的诞 生和发展离不开理论 研究和技术创新。DNA重组技术的基本工具
据WTO调查：2004年全世界 因狂犬病致死人数约5.5万人
中国卫生部通报：2004年７ 月，狂犬病列法定报告传染病 死亡数之首。发病死亡率近 100%