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(共66张PPT)
我国是棉花的生产和消费大国。棉花在种植过程中，常常会受到一些害虫的侵袭，其中以棉铃虫最为常见。棉铃虫可以使棉花产量减少三分之一，严重时,甚至能使一片棉田绝收。大量施用农药杀虫不仅会提高生产成本,还可能造成农产品和环境的污染。要是能培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种，这一问题就会迎刃而解，我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉就是在这样的背景下产生的。为什么传统的杂交育种方法培育不出抗虫棉，基因工程却可以呢？基因工程是如何进行操作的？它给我们的生产和生活带来了怎样的影响？
基因工程的诞生和发展
1.1944年,艾弗里(O. Avery, 1877-1955)等人通过肺炎链球菌的转化实验,不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。
2.1950年,埃德曼(P.V.Edman,1916-1977)发明了一种测定氨基酸序列的方法。2年后,桑格(F.Sanger，1918-2013)首次完成了对胰岛素氨基酸序列的测定。
3. 1953年,沃森(J.D.Watson,1928一)和克里克(F.Crick,1916-2004)建立了DNA双螺旋结构模型并提出了遗传物质自我复制的假说。
4.1958年,梅塞尔森(M. Meselson, 1930-)和斯塔尔(F.W.Stahl,(M.1929——)用实验证明了DNA的半保留复制。随后不久，克里克提出中心法则。
5.1961年,尼伦伯格(M. W. Nirenberg,1927-2010)和马太(J. H. Matthaei,1929一)破译了第一个编码氨基酸的密码子。截至1966年，64个密码子均被成功破译。
基因工程的诞生和发展
6.1967年,科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。
7.1970年,科学家在细菌中发现了第一个限制性内切核酸酶(简称限制酶)。
8.20世纪70年代初,多种限制酶、DNA连接酶和逆转录酶被相继发现。这些发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
9.1972年,伯格(P.Berg,1926—)首先在体外进行了DNA改造的研究，成功地构建了第一个体外重组DNA分子。
10.1973年,科学家证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA，导入受体细胞,使外源基因在原核细胞中成功表达，并实现物种间的基因交流。至此，基因工程正式问世。
基因工程的诞生和发展
11.1977年,桑格等科学家发明了DNA序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能。此后，DNA合成仪的问世为体外合成DNA提供了方便。
12. 1982年,第一个基因工程药物——重组人胰岛素被批准上市。基因工程药物成为世界各国研究和投资开发的热点。
13.1983年,科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。此后，基因工程进入了迅速发展的阶段。
14.1984年,我国科学家朱作言(1941—)领导的团队培育出世界上第一条转基因鱼。
15.1985年,穆里斯(K. Mullis, 1944—2019)等人发明PCR，为获取目的基因提供了有效手段。
16.1990年,人类基因组计划启动。2003年,该计划的测序任务顺利完成。
基因工程的诞生和发展
17.21世纪以来,科学家发明了多种高通量测序技术，可以实现低成本测定大量核酸序列，加速了人们对基因组序列的了解。
18.2013年,华人科学家张锋(1982—)及其团队首次报道利用最新的基因组编辑技术——CRISPR(成类规律间隔短回文重复)技术编辑了哺乳动物基因组。该技术可以实现对特定基因的定点插入、敲除或替换。
本章内容思维导图
第1节 重组DNA技术的基本工具
本节聚焦
1. 重组DNA技术所需的三种基本工具是什么？它们的作用分别是什么？
2. 基因工程载体需要具备什么条件？
番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。
DNA双螺旋的直径只有2 nm,对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各具有什么特征呢？
培育转基因番木瓜
准确切割DNA分子
将DNA片段连接起来
“分子手术刀”
“分子缝合针”
“分子运输车”
将体外重组好的DNA分子导入受体细胞
科学家用到了限制酶、DNA连接酶、载体等“分子工具”。限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并将DNA双链切断，形成具有黏性末端或平末端的片段。DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，即催化一个DNA片段3’端的羟基与另一个DNA片段5’端的磷酸基团上的羟基连接起来形成酯键。载体上可以插入外源基因，它能携带该基因进入受体细胞，并在受体细胞中进行自我复制，或者整合到受体DNA上，随着受体DNA同步复制。载体一般还带有标记基因，以便进行重组DNA分子的筛选。
基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。
优点：克服远缘杂交不亲和的障碍
一、基因工程的概念
二、基因工程的工具
重组DNA技术需要三种“分子工具”,即准确切割DNA分子的“分子手术刀”、将DNA片段再连接起来的“分子缝合针”和将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”。
“分子手术刀”
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
基因进入受体细胞的载体
“分子缝合针”
“分子运输车”
二、基因工程的工具
[资料1]1970年，史密斯（H.D.Smith)等人首次从大肠杆菌中提取出了一种限制性内切核酸酶（restriction endonuclease)。这种内切核酸酶能够识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特异性的位点上把双链DNA分子“切割”开（如图)。DNA被切割后所产生的交错的切口，也就是在每条链的一端留下的单链末端，叫做黏性末端。
三、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
1.全称和简称
全称——______________
简称——_______
2.来源
主要是从________中分离纯化出来的
3.作用（功能）*
①能够识别_____DNA分子的某种_____________
②使______链中_______的__________断开。
*确切来说应该是催化磷酸二酯键断开
*该过程“特定”体现了酶的专一性
限制性内切核酸酶
限制酶
原核生物
双链
特定核苷酸序列
每一条
特定部位
磷酸二酯键
4.作用部位
___________________________________
___________________________________
磷酸二酯键（详细：双链DNA分子的特定核苷酸序列，每一条链中特定部位的磷酸二酯键。）
*限制酶只切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
5.识别序列
大多数限制酶的识别序列由___个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由___个、___个或__________的核苷酸组成。
6
4
8
其他数量
EcoRⅠ
5’…G-A-A-T-T-C…3’
3’…C-T-T-A-A-G…5’
SmaⅠ
5’…C-C-C-G-G-G…3’
3’…G-G-G-C-C-C…5’
BamHⅠ
5’…G-G-A-T-C-C…3’
3’…C-C-T-A-G-G…5’
TaqⅠ
5’……T-C-G-A……3’
3’……A-G-C-T……5’
*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。
6.切割结果
DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——________和_______
*当限制酶在它识别序列的_________将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是________；
*当限制酶在它识别序列的________切开时，产生的是______；
黏性末端
平末端
中轴线两侧
黏性末端
中轴线处
平末端
（1）实例1——EcoRⅠ限制酶切割
*EcoRⅠ识别序列为GAATTC
*EcoRⅠ切割部位为GA之间的磷酸二酯键
黏性末端
黏性末端
*形成的黏性末端（从5’往3’读）为_____
*一个限制酶切割一次形成___个黏性末端
*同一种限制酶切割形成的黏性末端____
*两个黏性末端有___个游离的磷酸基团。
AATT
两
相同
2
　
黏性末端　　　　
黏性末端
（2）实例2——SmaⅠ限制酶切割
*SmaⅠ识别序列为CCCGGG
*SmaⅠ切割部位为CG之间的磷酸二酯键
平末端
平末端　　　平末端
（2）Sma I 限制酶的切割
现学现用：写出下列限制酶切割形成的黏性末端
BamHⅠ________ EcoRⅠ________
HindⅢ________ BglⅡ ________
GATC
AATT
AGCT
GATC
思考：你从中发现什么现象了？
不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端
现学现用：
以下黏性末端是由__种限制酶作用产生的
3
思考：你从中发现什么现象了？
相同的黏性末端也可能是由不同限制酶作用形成的
1、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？
要切两个切口，产生四个黏性末端。
2、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？
会产生相同的黏性末端
供体生物细胞
取出DNA
限制酶
目的基因
想一想：
旁栏思考（p71）：根据你所掌握的知识，你能推测这类酶存在于原核生物中的作用是什么吗？
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，限制酶会将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。
限制酶是如何命名的呢？是用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这个酶是从哪种生物中分离出来的。例如，一种限制酶是从大肠杆菌(Escherichia coli)的R型苗株分离來的就用字母EcoR表示；如果它是从大肠杆茵R型菌林中分离出来的第一种限制酶，则进一步表示成EcoRI。
限制酶名字的由来
G A A T T C
C T T A A G
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
用同种限制酶切割(EcoRⅠ)
把两种来源不同的DNA进行重组，应该怎样处理？
思考：
缺口怎么办？
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
[资料2]1967年，科学家们发现了一种能够将两个DNA片段连接起来的酶，可以用它来修复DNA链的断裂口，并把这种酶叫做DNA连接酶。1970年，科学家们又提取了一种具有更高活性的T4 DNA连接酶。当两个DNA片段的黏性末端彼此相临，而且它们的碱基能够互补配对时，DNA连接酶就能把它们之间的缝隙“缝合”起来（如图）。
四、DNA连接酶——“分子缝合针”
[资料3] 1972年，美国的伯格（P.Berg)等人用一种限制性内切酶在体外分别将猿猴体内的一种病毒的DNA和λ噬菌体的DNA进行酶切，然后分离出各自的酶切片段，又用T4DNA连接酶将它们连接起来，构建了世界上首例体外重组的杂合DNA分子。
四、DNA连接酶——“分子缝合针”
将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。
1.作用
2.分类
种类 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
来源
功能特性
相同点 大肠杆菌
T4噬菌体
只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段
既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，又可以连接双链DNA片段的平末端（但连接平末端的效率相对较低）
恢复的都是磷酸二酯键
四、DNA连接酶——“分子缝合针”
两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来
可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的两条单链缺口，但不能连接单链DNA！
E·coli DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，
（1）E·coli DNA连接或T4DNA连接酶连接粘性末端
即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
（2）T4 DNA连接酶可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，效率低
CTTCATG
GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA
GGGATT
GG...TCTTAA
AATTCC...AG
TCTTCATG
AGAAGTACTTAA
AATTCCCTAAG
GGGATTC
GG...TCTTAA
AATTCC...AG
（3） E·coli DNA连接酶在基因工程中的应用
A A T T G
C
A
A
T
T
A
A
T
T
DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA聚合酶
旁栏思考：
DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？
DNA连接酶 DNA聚合酶
相同点 作用实质 化学本质 不 同 点 模板
作用对象
作用结果
用途
都能催化形成磷酸二酯键
都是蛋白质
不需要
需要DNA的一条链作模板
形成完整的重组DNA分子
形成DNA的一条链
基因工程
DNA复制
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
在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较：
四、DNA连接酶——“分子缝合针”
3.DNA连接酶、DNA聚合酶、限制酶、解旋酶的比较
种类 作用底物 作用部位 形成产物
DNA连接酶
DNA聚合酶
限制酶
解旋酶
DNA分子片段
脱氧核苷酸
DNA分子
DNA分子
磷酸二酯键
磷酸二酯键
磷酸二酯键
氢键
重组DNA分子
新的DNA分子
含黏性末端或平末端的DNA片段
单链DNA
四、DNA连接酶——“分子缝合针”
[资料4]1973年，美国科学家科恩（S.Cohen)等人从大肠杆菌中提取出了两种质粒，一种含有卡那霉素抗性基因，另一种含有四环素抗性基因。他们将这两种基因分别“切割”下来，并拼接在同一个质粒上，然后导入大肠杆菌，产生了既抗卡那霉素又抗四环素的大肠杆菌。
五、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
1.作用：
携带外源基因进入受体细胞。
2.种类：
质粒、噬菌体、动植物病毒等。
3.质粒
（1）是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有复制能力的很小的双链环状DNA分子。
五、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
3.质粒
（2）质粒分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。
五、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（3）携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。
（4）质粒分子上有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
4.特点
（1）能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA进行同步复制。
（2）有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因插入。
（3）具有特殊的遗传标记，供重组DNA的鉴定和选择。
五、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
思考·讨论 构建重组DNA分子(EcoRⅠ切割)
…TATCGTACGATAGGTACTTAA
…ATAGCATGCTATCCATG
AATTCGGCATAC…
GCCGTATG…
…TCCTAG
…AGGATCTTAA
GAGCCATACTTAA
AATTCTCGGTATG
AATTCCATAC…
GGTATG…
GAGCCATACTTAA
AATTCTCGGTATG
…TATCGTACGATAGGTACTTAA
…ATAGCATGCTATCCATG
AATTCGGCATAC…
GCCGTATG…
GAGCCATACTTAA
AATTCTCGGTATG
思考：
1.插入载体的这段DNA片段能称得上一个基因吗？
2.从以上操作可推知，在切割含“目的片段”的DNA分子时，需用限制酶切割___次此DNA分子，产生____个末端,出现____个游离的磷酸基团
3.目的片段翻转过来，可以连接吗？____
4.目的片段可以自身环化吗？_____
4.切割目的基因和载体时，需要用____限制酶,目的是_________________
不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上
2
4
4
同种
产生相同的黏性末端
*一定是同一种限制酶吗？
可以
可以
重组DNA分子
请在两张纸上分别写上下面两段DNA序列：
请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoRI的识别序列和切割位点。然后,用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后,将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处,并用透明胶条将切口粘连起来。
1.剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”
2.你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对？如果不能，可能是什么原因造成的？
3.你插入的DNA片段能称得上一个基因吗？
1.剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”
剪刀代表限制酶；透明胶条代表DNA连接酶。
根据学生实际操作的情况进行指导。如果制作的黏性末端的碱基不能互补配对，可能是剪切位点或连接位点选得不对，也可能是其他原因。
2.你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对？如果不能，可能是什么原因造成的？
3.你插入的DNA片段能称得上一个基因吗？
不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。
随着生物技术的飞速发展，生产和销售“分子工具”的公司大量涌现。感兴趣的话，你可以登录这些公司的网站，查询和了解相关产品的特点、价格和使用说明等。有些这样的公司已成功上市，你还可以通过分析公司的股票价格走势，大致了解公司的经营状况以及投资者目前对该行业的认可程度。
在调查中需要了解企业的生产技术、产品的种类和产量、销售渠道和销售情况等，这样才有可能对企业的经营状况进行正确的判断。
限制酶
DNA连接酶
载体
①对受体细胞无害；
②有一个至多个限制酶切割位点；
③有特殊的标记基因；
④能自我复制或能整合到宿主DNA上。
质粒、 λ噬菌体衍生物 、动植物病毒
小结
基因工程的基本工具
作为载体的条件
种类:
磷酸二酯键
来源：
主要来源于原核生物
特点：
作用部位：
具有专一性
结果：
形成黏性末端或平末端
连接部位：磷酸二酯键
种类： E.coliDNA连接酶、T4 DNA连接酶
作用： 把两条双链DNA片段拼接起来
六、DNA的粗提取与鉴定
1.提取DNA的方法
利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。
（1）提取生物大分子的基本思路
选用一定的物理或化学方法，分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。
（2）提取DNA的基本思路（DNA的粗提取）
六、DNA的粗提取与鉴定
2.实验原理
（1）DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精
（2）在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低
（3）DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色
0
DNA溶解度
NaCl浓度
0.14mol/L
2mol/L
六、DNA的粗提取与鉴定
4.材料用具
3.目的要求
1.了解DNA的物理和化学性质，理解DNA粗提取和鉴定的原理。
2.学会DNA粗提取的方法以及用二苯胶试剂对DNA进行鉴定。
1.材料：新鲜洋葱（也可以选择香焦、菠菜、菜花和猪肝等作为实验材料，提取DNA的方法可能稍有不同）、研磨液、体积分数为95%的酒精、2 mol/L的NaCl溶液、二苯胺试剂和蒸馏水等。研磨液和二苯胺试剂的配制方法参见本书附录2。
2.用具：烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、试管夹、酒精灯、石棉网、三脚架、火柴、刀片和天平等。
方法步骤
1. 称取约30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10 mL研磨液，充分研磨。
2.在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。也可以直接将研磨液倒入塑料离心管中，在1 500 r/min的转速下离心5 min，再取上清液放人烧杯中。
3.在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2-3 min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；或者将溶液倒入塑料离心管中，在10 000 r/min的转速下离心5 min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA )晾于。
4.取两支20 mL的试管，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 ml，将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4 mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。
六、DNA的粗提取与鉴定
方法步骤
材料的获取与研磨
析出DNA
DNA的鉴定
DNA鉴定的结果
六、DNA的粗提取与鉴定
结果分析与评价
1.你提取出白色丝状物或沉淀物了吗？用二苯胺试剂鉴定的结果如何？
2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？
3.与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。
1、观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。
二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。
六、DNA的粗提取与鉴定
2：本实验粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。
3、本实验可以采取分组的方式进行。可以选取不同的实验材料；也可以查阅资料了解其他提取DNA的方法；对同种材料采用不同的方法。最后从多方面比较实验结果；如DNA的纯度、DNA的颜色、二苯胺试剂显色的深浅等；看看哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。
进一步探究
本实验只是对DNA进行了粗提取，请在阅资料，了解实验室提取纯度较高的DNA的一种方法，并与本实验中所使用的方法进行比较，总结两种方法的异同。
实验室提取纯度较高的DNA的方法有不少。
例如，可以先添加质量分数为25%的SDS溶液，使蛋白质变性后与DNA分开；随后，加入氯仿一异丙醇混合液(体积比为24:1)，通过离心将蛋白质及其他杂质除去，取上清液；可重复上述操作几次，直至上清液变成透明的黏稠液体。此外由于苯酚可以迅速使蛋白质变性，抑制核酸酶的活性，因此还可以先用苯酚处理，然后离心分层，这时DNA溶于上层水相，蛋白质变性后存在于酚层中，用吸管、微量移液器等实验用具就可以将两者分开。
六、DNA的粗提取与鉴定
1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是 （ ）
A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氨键
B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键
C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键
D.只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，不能连接双链DNA片段的平末端
一、概念检测
练习与应用
C
2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是 （ ）
A.大肠杆菌的质粒
B.切割DNA分子的酶
C. DNA片段的黏性末端
D.用来识别特定基因的DNA探针
一、概念检测
练习与应用
A
二、拓展应用
1.想一想，为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分了？
迄今为止，在基因工程操作中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们可以识别DNA上特定的碱基序列并使特定部位的磷酸二酯键断开。微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可以将外源入侵的DNA降解。细菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因为含有某种限制酶的细胞的DNA分子或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样,尽管细菌中含有某种限制酶，也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA入侵。
2. 有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段分别用限制酶HindⅢ、XbaⅠ、EcoRⅤ和XhoⅠ进行切割，各限制酶的识别序列和切割位点如下：
(1) 哪种限制酶切割B片段产生的DNA 片段能与限制酶SpeⅠ切割的A片段产生的DNA片段相连接，为什么？
XbaⅠ
因为XbaⅠ与SpeⅠ切割产生了相同的黏性末端（可互补）
二、拓展应用
二、拓展应用
（2）不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端，这在基因工程操作中有什么意义？
识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶使构建载体时，切割位点的选择范围扩大。例如,，我们选择了用某种限制酶切割载体，如果目的基因的核苷酸序列中恰好含有该限制酶的识别序列，那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA片段时，目的基因就很可能被切断；这时可以考虑用合适的同尾酶（目的基因的核苷酸序列中不能有它的识别序列）来获取目的基因。
谢谢
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