3.2 基因工程的基本操作程序（第2课时）（课件）-【帮课堂】2023-2024学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修3）

第3章 基因工程 3.2 基因工程的基本操作程序 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 1 2 阐明将目的基因导入受体细胞的方法 阐明目的基因的检测与鉴定的方法 学习目标 目 生物学 高中 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 将目的基因导入受体细胞的方法有哪些，分别适用于什么生物？ 在获得转基因产品的过程中，受体细胞有植物、动物、微生物之分，受体 细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不完全相同。 核心 一、将目的基因导入受体细胞 将目的基因导入受体细胞的方法 导入植物细胞 导入动物细胞 导入微生物细胞 农杆菌转化法（常用） 花粉管通道法 ——显微注射法 ——Ca2+处理法 （我国科学家独创） 一、将目的基因导入受体细胞 在植物受粉后一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴在花柱切面，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。 用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中； 1.花粉管通道法 （我国科学家独创的将Bt基因导入棉花细胞的方法） 导入植物细胞 操作方式： 一、将目的基因导入受体细胞 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。随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种 植物也取得了成功。 农杆菌细胞内含有 ，当它侵染植物细胞时，Ti质粒的_______可转移至被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的 。 （2）转化原理： （1）农杆菌的特点： T-DNA Ti质粒 大型环状DNA 农杆菌 T-DNA 染色体DNA上 单子叶 Ti质粒 2.农杆菌转化法 导入植物细胞 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。 一、将目的基因导入受体细胞 (3)过程： 植物组织培养 第一次导入 第二次导入 第一次拼接 第二次拼接 将目的基因拼接到 Ti 质粒的 T-DNA上。 (非人工操作)含目的基因的 T-DNA 被拼接到受体细胞的染色体DNA上。 (非人工操作)含目的基因的 T-DNA 导入受体细胞。 将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌。 2.农杆菌转化法 一、将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达载体提纯 取卵（受精卵） 显微注射 受精卵发育 获得具有新性状的动物 导入动物细胞 ——显微注射法 ①个体大，易操作。 ②受精卵全能性高，易培养成完整个体。 一、将目的基因导入受体细胞 Ca2+ 处理大肠杆菌细胞，可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 过程： 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DNA分子 大肠杆菌细胞 注意：原核生物作为受体细胞产生的真核生物的蛋白质通常没有生物活性， 需要在体外进行再加工。 导入微生物细胞 ——Ca2+ 处理法 二、目的基因的检测与鉴定 基因表达载体中已经具备标记基因（如抗生素抗性基因），对受体细胞进行了筛选，为什么基因工程的第四步还要对目的基因进行检测和鉴定？ 在含抗生素的选择培养基上能生长的是导入了载体的细胞，这里的载体可能是基因表达载体，也可能是未插入目的基因的空载体。因此第四步需要对目的基因是否导入进行进一步的检测。此外，即便在选择培养基上能生长的细胞中导入的是基因表达载体，但是仍然不知道目的基因插入的位置、方向等是否正确，能否正确表达，因此也需要在转录和翻译以及个体水平上进行检测和鉴定。 二、目的基因的检测与鉴定 ①检测目的基因是否导入 如：检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因 ——通过PCR等技术检测 转基因生物 提取DNA PCR操作 是否扩增出目的基因 M：marker；1-阳性质粒； 2：原始品系；3-9转Bt品系； PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果 电泳操作 1.分子水平的检测 二、目的基因的检测与鉴定 ②检测目的基因是否转录 如：检测Bt基因是否翻译出mRNA ——通过PCR等技术检测 提取棉花细胞mRNA 逆转录 产生DNA 对扩增产物进行检测 用与Bt基因相关的 引物进行PCR扩增 Bt M3 C0 T-9 T-2 T-51 T-5 T-23 T-11 T-20 T-21 T-34 T-10 10个PCR阳性棉花植株中，有四株Bt基因发生转录 1.分子水