3.2 基因工程的基本操作程序（第3课时）课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2节 基因工程的基本操作程序 第3章 基因工程 四、目的基因的检测与鉴定 Bt基因 mRNA Bt抗虫蛋白 害虫死亡 抗虫棉 思考： 只有一部分Bt基因能成功导入棉花细胞并表达Bt抗虫蛋白，这需要检测和鉴定才能知道，如何进行检测和鉴定呢? 思考： 培育转基因抗虫棉的最终目的就是要赋予棉花抗虫特性，怎样检测棉花是否具有抗虫特性呢? 1. 分子水平的检测 （1）通过PCR等技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA。 （2）通过抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质。 四、目的基因的检测与鉴定 （2）特点： ①应是单链，若为双链，必须先行变性处理成单链。 ②应带有容易被检测的标记。它可以包括整个基因，也可以仅仅是基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转而来的RNA。 （3）核酸杂交：互补的两条核酸单链通过复性形成双链的过程。 可以用于检测目的基因：将待测DNA与目的基因探针混合，如果发生了核酸杂交，则说明有目的基因。 （1）定义：是一段带有检测标记（荧光或同位素标记），且顺序已知的，与目的基因能互补的核酸序列（DNA或RNA）。 【拓展】基因探针 1. 分子水平的检测 （1）检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因 方法：PCR扩增和DNA分子杂交技术 基本思路： 制作出与目的基因序列相同的有同位素标记的DNA片段（基因探针），并用PCR扩增； 提取受体细胞全部DNA并用PCR扩增，与基因探针置于同一培养液； 高温变性处理，使之全部变为单链，观察是否出现杂交DNA片段。 PCR技术 转基因生物 提取DNA DNA作为模板 PCR操作 转基因生物DNA 1. 分子水平的检测 （1）检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因 转基因生物DNA 探针 15N 变性 变性 15N DNA分子杂交 碱基互补配对原则 （2）检测目的基因是否转录出了mRNA 基本思路： 制作出与目的基因序列相同的有同位素标记的DNA片段（基因探针），并用PCR扩增； 提取受体细胞全部RNA，直接与基因探针置于同一培养液；或先将RNA逆转录为cDNA，再与基因探针置于同一培养液。 高温变性处理，使之全部变为单链，观察是否出现分子杂交片段。 方法：PCR扩增和DNA分子杂交技术 1. 分子水平的检测 PCR技术 转基因生物 PCR操作 双链cDNA 逆转录 cDNA 提取RNA mRNA作为模板 （2）检测目的基因是否转录出了mRNA 1. 分子水平的检测 双链cDNA 探针 15N 变性 变性 15N DNA分子杂交 碱基互补配对原则 （3）检测目的基因是否翻译成蛋白质 苏云金杆菌 提取 Bt抗虫蛋白 注射小鼠体内 抗体 标记抗体 提取 抗原 抗体 杂交 ——通过抗原-抗体杂交检测 1. 分子水平的检测 Bt抗虫蛋白 2. 个体生物学水平的鉴定 （1）通过抗虫、抗病的接种实验鉴定生物是否具有抗性以及抗性的程度等 四、目的基因的检测与鉴定 例：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。 （1）原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，如果插入到某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。如图，目的基因插入到四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。 延伸：筛选含目的基因的受体细胞（以大肠杆菌为例） （2）受体细胞可能有： ①含目的基因的细菌——无抗性 ②含目的基因—目的基因的细菌——无抗性 ③含质粒的细菌——有氨苄青霉素和四环素抗性 ④含质粒—质粒的细菌——有氨苄青霉素和四环素抗性 ⑤含重组质粒的细菌——有氨苄青霉素抗性 延伸：筛选含目的基因的受体细胞 （3）筛选方法： ①将转化后的细菌放在含氨苄青霉素培养基上培养，能生长的是含重组质粒的细菌、含质粒的细菌和含质粒—质粒的细菌，如图1、2、3、4、5菌落； ②再利用灭菌的绒布影印到含四环素培养基上，不生长的即为含目的基因的菌落，如图1、5。最后，可在含氨苄青霉素的培养基上挑取1、5菌落进行培养。 延伸：筛选含目的基因的受体细胞（以大肠杆菌为例） 五、DNA片段的扩增及电泳鉴定 1. 实验原理 ①PCR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； PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器，一次PCR一般要经历30次循环。 ②PCR扩增DNA片段还利用了DNA半保留复制的原理。 五、探究 • 实践 DNA片段的扩增及电泳鉴定 （1）利用PCR在体外进行DNA片段扩增的原理 （2）电泳鉴定PCR产物的原理 1. 实验原理 五、探究 • 实践 DNA片段的扩增及电泳鉴定 ①电泳：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。在电场的作用下，