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教参）-【优化指导】2023-2024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 单选版）

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 课时目标 1.通过实例，分析将目的基因导入受体细胞的方法及目的基因的检测与鉴定。(生命观念) 2．构建基因工程的基本操作流程。(科学思维) 3．基于DNA片段的扩增及电泳鉴定，尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。(科学探究) [对应学生用书P81] 一、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 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。 (2)农杆菌转化法 ①原理：农杆菌Ti质粒上的T­DNA可整合到受体细胞的染色体DNA上。 ②适用范围：主要适用于双子叶植物和裸子植物。 2．将目的基因导入动物细胞 (1)方法：显微注射技术。 (2)受体细胞：受精卵。 3．将目的基因导入微生物细胞 常以大肠杆菌作为受体细胞，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。 二、目的基因的检测与鉴定 1．分子水平的检测 (1)通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因。 (2)利用PCR技术检测目的基因是否转录出了mRNA。 (3)用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质等。 2．个体生物学水平的鉴定：抗虫、抗病接种实验等。 三、DNA片段的扩增及电泳鉴定 1．实验原理 (1)DNA片段的扩增 PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。 (2)琼脂糖凝胶电泳 ①带电粒子：DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。 ②迁移动力与方向：在电场的作用下，带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。 ③迁移速率：在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。 ④检测：凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。 2．方法步骤 (1)移液：用微量移液器按照配方或PCR试剂盒的说明书，在微量离心管中依次加入各组分。 (2)离心：待所有的组分都加入后，盖严离心管的盖子。将微量离心管放入离心机里，离心约10s，使反应液集中在管的底部。 (3)反应：将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中，设置程序进行反应。 (4)配制琼脂糖溶液：根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量分数为0.8%～1.2%的琼脂糖溶液。在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化。稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀。 (5)制备琼脂糖凝胶：将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。待凝胶溶液完全凝固后，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。 (6)将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1 mm为宜。 (7)将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液(内含指示剂)混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。 (8)接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1～5 V/cm。待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳。 (9)电泳结束后，取出凝胶置于紫外灯下观察和照相。 ◆名师点睛 1．目的基因导入植物细胞时常选用植物的体细胞作为受体细胞，主要是因为植物体细胞具有全能性，且取材方便，而动物的体细胞不易表达全能性，因而对动物细胞来说，常选用全能性最高的受精卵作为受体细胞。 2.花粉管通道法 ◆思维启迪 1．为什么动物基因工程常选用受精卵作为受体细胞？ 提示：受精卵的全能性较高，而高度分化的动物体细胞的全能性表达受到抑制。 2．转基因抗虫棉培育过程中，检测目的基因是否成功表达的常见方法有哪两种？ 提示：抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。 ◆概念检测(对的画“√”，错的画“×”) 1．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体细胞。(　　×　　) 2．Ti质粒上的T­DNA可转移到植物细胞内，并且与其染色体DNA整合在一起。(　　√　　) 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。(　　√　　) 备课札记