3.2.2 基因工程的基本操作程序-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修二

3.2 基因工程的基本操作程序 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 将目的基因 导入受体细胞 第一步 第二步 第三步 第四步 目的基因的检测与鉴定 阅读课本P81-82，找出目的基因导入受体细胞的方法，各个方法的原理以及各自适用于什么生物？ 有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用。 目的基因进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。 确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传和正确表达。 P80旁栏思考：将生物的所有DNA直接导入受体细胞不是更简便么？如果这样做，效果会怎样？ 这种方法针对性差，完全靠运气也无法确定哪些基因导入了受体植物。 三、将目的基因导入受体细胞 1.将目的基因导入植物细胞 （1）花粉管通道法（我国科学家独创） ①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中； ②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。 花粉管通道法导入外源DNA 三、将目的基因导入受体细胞 1.将目的基因导入植物细胞 （2）农杆菌转化法 ①转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 ②特点： a.能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。 b.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T-DNA（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。 此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是基因重组。 三、将目的基因导入受体细胞 1.将目的基因导入植物细胞 （2）农杆菌转化法 ③过程： 两次拼接和两次导入 拼接1 拼接2 导入1 导入2 ④具体转化方法： 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。 1.农杆菌转化法中，目的基因是否就是T-DNA，如果不是，T-DNA与目的基因是什么关系？ T-DNA不是目的基因，但它将来会被整合到宿主细胞染色体的DNA上，只要将目的基因插入T-DNA中，目的基因就可以随T-DNA进入宿主细胞并整合到宿主细胞的染色体上。 2.农杆菌转化法中，目的基因只能进入植物的一个体细胞，但基因工程最终要的是一个转基因植株，如何实现这一目标？ 得到含有目的基因的植物细胞后进行植物组织培养 问题探讨 三、将目的基因导入受体细胞 2.将目的基因导入动物细胞 （1）导入方法： （2）受体细胞: 显微注射法 受精卵 原因：①体积大，易操作； ②易表现出全能性。 （3）过程： 构建基因表达载体并提纯 利用显微注射将基因表达载体注入动物的受精卵中 早期胚胎培养 胚胎移植 获得具有新性状的动物 知识拓展--病毒介导法（主要用于导入动物细胞） 科学家也用病毒DNA与目的基因一起构建的载体，去感染受体动物细胞，也能使目的基因导入动物细胞内。如用腺病毒载体，搭载新冠病毒S基因，进入人体内，使人体产生对S蛋白的免疫记忆。 三、将目的基因导入受体细胞 3.将目的基因导入微生物细胞 （1）常用方法： Ca2+处理 原核细胞（常选择大肠杆菌） 可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 （3）过程： （目的？） （2）受体细胞： （优点？） 繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，易于培养。 Ca2+处理细胞 感受态细胞 表达载体与感受态细胞混合 感受态细胞吸收重组DNA 增加细胞壁的通透性 一般利用温度变化导入 将目的基因导入受体细胞的方法 总结 细胞种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法 显微注射 Ca2＋处理法(CaCl2)　 受体细胞 受精卵或体细胞 受精卵 常用原核细胞 转化过程 目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA中→表达 目的基因表达载体提纯→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→能吸收周围环境中DNA分子的生理状态细胞→重组的基因表达载体导入细胞中 四、目的基因的检测与鉴定 目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。 1.检测与鉴定的方法 分子水平的检测 个体水平的鉴定 四、目的基因的检测与鉴定 （1）分子水平的检测 ①电泳检测法 方法2：可以以质粒为模板进行PCR扩增，之后再进行电泳检测。 设计PCR的一对引物时，最好一个引物与质粒DNA互补结合，另一个引物与目的基因DNA互补结合，这样