第三章 第2节 第2课时 将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019）

第2课时　将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定 [核心素养发展目标] 1.理解目的基因导入受体细胞的具体过程(科学探究)。2.掌握目的基因检测与鉴定的方法(科学探究、社会责任)。3.了解DNA片段的扩增及电泳鉴定的方法(科学探究)。 　目的基因的导入、检测与鉴定 1．将目的基因导入受体细胞 (1)将目的基因导入植物细胞 ①我国科学家们独创的方法——花粉管通道法 a．可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中； b．可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。 ②农杆菌转化法 a．可以将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，然后筛选转化细胞，并再生成植株； b．可以将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。 (2)将目的基因导入动物受精卵常用的方法为显微注射法。 (3)将目的基因导入原核生物 在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。 2．目的基因的检测与鉴定(以转基因棉花为例) (1)首先是分子水平的检测：包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。 (2)个体生物学水平的鉴定：如通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。 【微练】 1．微思考：下面为利用农杆菌转化法制备转基因植物的过程图，据图回答下列问题： (1)重组Ti质粒的构建需要哪些酶的作用？ (2)在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，一定要将目的基因插入到Ti质粒的T­DNA上的原因是什么？ (3)将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？ (4)用什么方法检测目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上？ (5)用什么方法检测目的基因是否发挥作用？ (6)如果目的基因是抗虫基因，在个体水平上怎么检测？如果目的基因是耐盐基因呢？ 提示 (1)限制酶、DNA连接酶。 (2)原因是农杆菌中的Ti质粒上的T­DNA(可转移的DNA)可转移至被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。 (3)基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌细胞时，要用Ca2＋处理农杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，利于重组质粒的导入。 (4)PCR等技术。 (5)用PCR技术检测目的基因是否转录出mRNA；用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出相应蛋白质。 (6)如果目的基因是抗虫基因，则要进行抗虫接种实验；如果目的基因是耐盐基因，则要用一定浓度的盐水浇灌。 2．辨正误： (1)Ti质粒上的T­DNA可与植物受体细胞的染色体DNA整合在一起。(　　) (2)检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因，这是检测目的基因是否表达的第一步。(　　) (3)可以将目的基因直接导入受体细胞。(　　) (4)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术。(　　) (5)用PCR技术检测目的基因是否转录出mRNA，利用了碱基互补配对原则。(　　) (6)基因工程是否成功需进行个体生物学水平的鉴定。(　　) 提示 (1)√ (2)×　基因表达包括转录和翻译两个过程，因此检测目的基因是否表达的第一步是检测目的基因是否转录出了mRNA。 (3)×　(4)√　(5)√　(6)√ 要点1　基因工程的基本操作程序 下图为使用农杆菌转化法培育抗虫棉的过程示意图，请思考： (1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？农杆菌何以将目的基因载入受体细胞？ (2)一般情况下，为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体？ (3)针对抗虫棉培育过程实施“目的基因的检测与鉴定” ①分子水平检测：________________________________________________；____________________________________________________________。 ②个体生物学水平的检测：______________________________________。 提示 (1)目的基因是Bt基因，载体是Ti质粒，由于农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T­DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T­DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进